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化学药物发现的典型案例化学药物发现的典型案例导语：化学药物是现代医学的重要组成部分，它们能够改善人类的健康状况，治疗各种疾病。
但是，化学药物的研发和发现并不是一个简单的过程。
在本文中，我将介绍一些化学药物发现的典型案例，探讨其中的科学原理和技术手段。
一、胰岛素的发现与研发胰岛素是一种能够调节人体血糖水平的激素，对于糖尿病患者来说尤为重要。
胰岛素的发现和研发经历了一个漫长而曲折的道路。
1921年，加拿大科学家弗雷德里克·班廷和查尔斯·贝斯特成功从犬腺提取出胰岛素，并通过临床试验验证了其疗效。
此后，人们开始寻找更高效和可靠的胰岛素制备方法，最终在20世纪60年代成功合成了人工胰岛素。
在胰岛素的发现和研发过程中，化学家们运用了许多先进的技术手段，如色谱法、质谱法和核磁共振等。
这些技术能够帮助化学家们快速准确地分离和鉴定药物中的活性成分，从而促进了胰岛素的研发进程。
合成化学也发挥了重要作用，研究人员能够根据分子结构设计和合成新的胰岛素类似物，以提高胰岛素的稳定性和活性。
尽管胰岛素的研发经历了许多困难和挑战，但正是科学家们的不懈努力和创新思维，使得胰岛素成为当今世界上最重要的化学药物之一。
二、抗生素的发现与研发抗生素是一类能够治疗细菌感染的化学药物，对人类的健康发挥了重要作用。
抗生素的发现和研发是一个具有里程碑意义的过程，它为人类解决了许多严重的感染病症。
英国科学家亚历山大·弗莱明于1928年发现了青霉素，这是世界上第一个广谱抗生素，对革兰氏阳性细菌具有极强的杀菌作用。
随后，人们又陆续发现了许多其他抗生素，如链霉素、四环素和头孢菌素等。
抗生素的发现和研发过程中，化学合成和发酵技术发挥了关键作用。
通过合成或提取自微生物培养物中的天然产物，科学家们获得了许多新的抗生素。
高通量筛选技术也为抗生素的发现提供了重要手段。
研究人员能够快速筛选大量的化合物，寻找具有抗菌活性的化合物，并进一步优化它们的药理性质。
胰岛素一、定义胰岛素是由胰岛β细胞受内源性或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激而分泌的一种蛋白质激素。
胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素，同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成。
外源性胰岛素主要用来糖尿病治疗，糖尿病患者早期使用胰岛素和超强抗氧化剂如（注射用硫辛酸、口服虾青素等）有望出现较长时间的蜜月期，胰岛素注射不会有成瘾和依赖性。
二、发现与分泌发现胰岛素于1921年由加拿大人F.G.班廷和C.H.贝斯特首先发现。
1922年开始用于临床，使过去不治的糖尿病患者得到挽救。
中国科学院肾病检测研究所主治直至80年代初，用于临床的胰岛素几乎都是从猪、牛胰脏中提取的。
不同动物的胰岛素组成均有所差异，猪的与人的胰岛素结构最为相似，只有B链羧基端的一个氨基酸不同。
80年代初已成功地运用遗传工程技术由微生物大量生产人的胰岛素，并已用于临床。
1955年英国 F.桑格小组测定了牛胰岛素的全部氨基酸序列，开辟了人类认识蛋白质分子化学结构的道路。
1965年9月17日，中国科学家人工合成了具有全部生物活力的结晶牛胰岛素，它是第一个在实验室中用人工方法合成的蛋白质。
稍后美国和联邦德国的科学家也完成了类似的工作。
70年代初期，英国和中国的科学家又成功地用X射线衍射方法测定了猪胰岛素的立体结构。
这些工作为深入研究胰岛素分子结构与功能关系奠定了基础。
人们用化学全合成和半合成方法制备类似物，研究其结构改变对生物功能的影响；进行不同种属胰岛素的比较研究；研究异常胰岛素分子病，即由于胰岛素基因的突变使胰岛素分子中个别氨基酸改变而产生的一种分子病。
这些研究对于阐明某些糖尿病的病因也具有重要的实际意义。
胰岛β细胞中储备胰岛素约200U，每天分泌约40U。
空腹时，血浆胰岛素浓度是5～15μU/mL。
进餐后血浆胰岛素水平可增加5～10倍。
三、结构组成不同种族动物（人、牛、羊、猪等）的胰岛素功能大体相同，成分稍有差异。
图中为人胰岛素化学结构。
科学家的故事王应睐组织我国科学家率先合成结晶牛胰岛素一、教材分析1965年，中国科学院上海生物化学研究所在所长王应睐的组织下，与北京大学和中国科学院上海有机化学研究所的科学家通力合作，在经历了多次失败后，终于在世界上第一次用人工方法合成了具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素。
人工牛胰岛素的合成，标志着人类在认识生命、探索生命的征途上迈出了重要的一步。
本部分内容放在人教版七年级下册第六章人体生命活动的调节第四节激素调节的课后，该节内容与生物重要概念糖尿病和胰岛素的关系非常密切,与生活和医学接轨，看似高大上个，实质很接生活地气，尤其是科学家们在探索和研究过程中的坚持意志以及创新思维，也是我们初中的少年亟需提倡的，本节内容的意义也正在于此。
二、学情分析同学们日常生活中知道糖尿病，课堂上也已经初步了解了糖尿病，但对糖尿病的发病原因和胰岛素的作用机制还不是很清楚，在教学过程中，教师应该注意紧密联系学生的生活实际，引导学生分析去理解糖尿病的发病原因、危害和胰岛素的作用原理，以及认同胰岛素的重要性。
因而本节课的设计具有以下特点：一，让同学们尝试应用信息技术辅助学习；二，利用精选剪辑的视频了解科学家的研究过程、背景和意义；三，启发同学们的科学思维和探究欲望，注重小组合作。
三、教学目标1、知识目标：（1）知道糖尿病的特征和病因，理解胰岛素和糖尿病的关系。
（2）了解胰岛素的结构和合成过程，熟悉我国率先人工合成结晶牛胰岛素的背景、过程和意义。
2、能力目标：（1）通过观察图片和视频，培养学生的观察、比较能力。
（2）通过资料分析，培养学生能够迅速获取资料与信息、分析、归纳能力。
3、情感目标：认识到糖尿病的危害；养成健康的生活方式和卫生习惯；养成严谨科学地研究的学习态度。
四、教学重难点教学重点：了解糖尿病有关知识和胰岛素的结构和合成过程，熟悉我国率先人工合成结晶牛胰岛素的背景、过程和意义。
教学难点：设计实验探究人工合成的胰岛素的生物活性。
胰岛素是谁发明的11月14日是联合国糖尿病日届时，世界各地都将举办隆重的活动，以唤起人们对糖尿病的关注。
之所以定在这一天，是因为这天是一个叫班廷的加拿大外科医生的生日，他和他的团队在1921年夏天成功提取了胰岛素，从而让糖尿病从极难控制的顽疾一夜之间转变成一个可以控制的疾病，也从而拯救了成千上万糖尿病患者的生命，他不但改变了糖尿病患者的命运，同时也改变了糖尿病学史。
他的贡献，用一组数据可以说明：1897年，1个被诊断为糖尿病的10岁男孩的平均生存期是1.3年，30岁和50岁的糖尿病患者生存期分别是4.1年和8年。
而到了1945年，10岁、30岁和50岁被诊断为糖尿病的患者却可继续生活45年、30.5年和15.9年。
有人估计，在班廷成功提取胰岛素后的50年中，胰岛素至少拯救了3000万糖尿病患者的生命，使糖尿病对人类的威胁大大降低。
1923年10月25日，因为对糖尿病所作出的杰出贡献，他获得了当年的诺贝尔生理学或医学奖。
90年后的今天，我们撰写此文，向班廷致敬!向胰岛素致敬!向生命致敬!1920年，班廷参加完第一次世界大战，回到了加拿大。
此时的他最大的梦想就是开一个诊所，赚一点钱，与未婚妻结婚，然后过上平静的生活。
然而，当他费尽千辛万苦开了诊所后，生意并不好。
他第一个月的营业收入仅为4美元，而且营业对象还是一个嗜酒如命的酒鬼，因为在实行禁酒令后，医生是唯一可以获得酒精的合法渠道。
为了增加收入，他不得不去学校兼职一个教师职业。
时间到了10月31日。
为了第二天的一个讲课，他翻阅着资料。
很偶然地，一篇《胰岛素与糖尿病的关系：通过胰腺结石案例所作的研究》的文章引起了他的兴趣。
但由于文章写得很学术，他不得不花很长的时间才把它读完。
凌晨两点钟，当他一觉醒来后，又想起了这篇文章。
他拿过一个笔记本，在上面潦草地记录了自己读完这篇文章后的心得：糖尿病狗胰管结扎，令狗存活，直到病变腺泡从胰岛中去除。
试图分离它们的内分泌液，以排泄糖尿。
班廷发现胰岛素的启示
1923诺贝尔生理学或医学奖授予了加拿大著名医生班廷（1891-1941），他因首次发现胰岛素而获此殊荣。
在班廷的时代，糖尿病是一种不治之症，人们望而生畏，当时医生最先进的治疗方法，就是控制饮食。
成千上万的患者，为了延长生命时间，而不得不依靠残酷的慢性饥饿疗法来苟延残喘。
班廷非常了解病人的痛苦，下决心探索糖尿病的奥秘，查阅有关文献，资料和临床记录，反复进行研究。
约在这三十年前，人们曾怀疑胰腺与此病有关系，因为切除实验动物的胰腺后，便产生类似糖尿病的情况。
斯塔林和贝利斯提出激素的概念之后，推测胰腺产生一种激素，能控制人体内糖分子的代谢，是合乎逻辑的，此种激素分泌不足则造成糖的积聚而导致糖尿病。
当然胰腺的主要功能是分泌消化液。
然而，胰腺内散布有许多细胞团(称为"兰格罕氏岛"，半个世纪前兰格罕氏首先给以描述的)，这些细胞团与胰腺的其它部分不同，可能就是产生激素的地方。
但在当时这仅仅只是个猜测，因为人们无法找到合适的实验方法去验证这个猜想。
许多人都想试图从胰腺中提取胰岛素。
但所有分离胰岛素的尝试都失败了。
因为一将胰腺研碎，胰腺内的消化酶就将胰岛素分子(蛋白质)破坏。
某天夜里，班廷一直在思考医学文献上记载的糖尿病与胰脏的作用存在着某些关系的问题，久久不能入眠。
根据当时已有的知识，班廷了解到胰腺中的胰泡能够分泌出一种消化酵素（酶），它是人体中维持碳水化合物(糖份)正常代谢的物质：班廷还了解到胰脏内存在着一种被称为兰氏小岛的细胞，在糖尿病发作以后，这种细胞就会发生萎缩。
忽然，班廷回忆起曾看到一篇论文中记述如何结扎输送消化液至肠内的胰腺管时，就会引起胰腺退化。
这给了班廷以关键性的启发。
兰格罕氏岛(胰岛)不参与分泌消化液，所以它不退化。
假使除了胰岛外胰腺退化了，那么就除去了破坏胰岛素的消化酶，于是胰岛素仍将完整无损。
班廷在这些文献的启发下，好像悟出了一些道理：能不能将狗胰脏的导管扎住，使胰脏退化，这样可以使胰岛细胞不受消化液的影响，从而提取仍然健康的胰岛细胞，来使已经全部切除了胰脏而得糖尿病后行将死亡的狗活下去呢? 他立即在笔记本上记下了：“结扎狗胰管：6～8周待其退化；将剩余部分取出进行提取。
”这个新的设想让他十分兴奋，几经周折，班廷找到多伦多大学生理系的麦克劳德教授，以求得这位有名的糖代谢权威的支持。
经过多次努力，麦克劳德教授终于允许他在大学暑假期间来自己的实验室工作两个月，并为班廷提供了10条狗，其余的材料自备。
麦克劳德教授还给班廷找了一个名叫白斯特的学生做助手。
在阅读了大量有关糖尿病、胰脏以及知名研究者们如何想尽方法仍未能挽救糖尿病患者的书籍资料后。
班廷开始了科学实验。
他们从十只狗开始，一只又一只地切除他们的胰腺，于是这些狗都患了糖尿病。
他们再将从尸体胰腺分离出来的岛屿状暗点的提取物注射到这些病狗身上。
然而实验的进展并不顺利，仅在短短的两周时间内，由麦克劳德教授提供的10条狗中就有7条在切除胰脏和结扎胰导管的手术中死亡，而且重新买进的狗也因感染或手术创伤等原因相继死亡。
一次一次的失败，并没有动摇班廷的信心，他和白斯特互相鼓励，吸取失败的教训，决心从头开始。
经过不懈的努力，实验终于有了重大的进展。
他们在10条因手术而患上糖尿病的狗身上，共注射了75次以上的胰岛提取液，终于发现有一条狗的血液含糖量有了明显的下降，下降到了0.1。
这个数字比一条健康狗血液中的含量多不了多少。
在狗窝里，一只刚才分明还想喝水而抬不起头来的狗，已经抬起头，并坐了起来，1小时后，它竟站了起来。
他们终于救活了一条狗，这使得两位年轻人欣喜若狂。
经过反复实验，班廷和白斯特终于发现胰岛提取物具有维持糖尿病狗生命的作用，他们给它取名为“岛素”。
然而，为了维持1条狗的性命，却用了5条狗的胰脏，这就等于杀死5条狗使1条狗活命，这太不合乎人情。
那么怎样才能得到更多的岛素而又不杀死狗呢?班
廷想到了屠宰场。
不久，他和白斯特从屠宰场带回了9只牛的胰脏。
决定从中提取可贵的岛素。
他们懂得，酸化酒精能抑制对岛素有破坏作用的消化液，因此用酸化酒精来处理牛的胰脏，从而提取所需的岛素。
他们用从牛胰脏中提取的岛素给第一条患糖尿病的狗注射后，狗的高血糖直线下降了。
此后，他们的实验的速度加快了，一切也变得顺利起来。
终于，他们决定把实验从狗身上转到人身上。
可由谁来做第一次实验呢?谁能担保在人身做这一实验没有危险呢?最后，两人同时在自己身上做了人体实验，并证实了这种能救活狗的岛素对人体无害。
接下来的工作就是将这种从动物胰脏中提取得到的岛素用于糖尿病人身上，临床试验。
班廷的第一位病人是他少年时代的挚友和医学院念书的同班同学吉尔克里斯特，他患了严重的糖尿病，他知道医学界对糖尿病束手无策，只能采用饥饿疗法。
当吉尔克里斯特得知班廷需要——位病人作临床试验时，毅然来到了实验室，让班廷为他注射了岛素，几针下来，吉尔克里斯特感觉到自己的头脑突然清醒了，两条腿也不再沉重了。
自此，数千万糖尿病人因为班廷的发现获得了新生。
糖尿病作为一种不治之症的疾病成为历史。
回顾班廷发现胰岛素的过程我们可以看到班廷发现胰岛素部分是由于他采用了巧妙适当的方法在班廷之前也有很多人试图提取胰岛素，但他们未能避免胰腺中消化液对胰岛素的分解作用。
而班廷通过将管结扎从而使胰岛外的胰腺退化从而最大程度的避免了胰腺中的消化液对胰岛素的分解作用成功地提取出了胰岛素。
而大胆发现、不断探索、勇于创新的精神更重要。
班廷在研究过程中并不顺利，有很多次的失败，但他没有放弃，而是更进一步去探究胰岛素对糖尿病的疗效。
实践对真理的检验不是一次完成的，需要经历一次次的失败，要锲而不舍不断反复进行，在实验的过程中不断总结经验教训，发展改进实验方法从而获得最终的成功。
抓住偶然的发现和灵感，努力坚持寻求突破。
班廷发现胰岛素的奇迹，再一次证明了“在科学上面是没有平坦的大路可走的，只有那在崎岖小路的攀登上不畏劳苦的人，才有希望到达光辉的顶点”。
姓名：王斌儒。
