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浅谈曼尼奇反应及其在有机合成中的应用路军;白银娟;米春喜;马怀让【摘要】介绍了曼尼奇(Mannich)反应及Mannich碱(盐)在有机合成中的应用.【期刊名称】《大学化学》【年(卷),期】2000(015)001【总页数】5页(P29-32,51)【关键词】曼尼奇反应;有机合成;胺甲基化反应;Mannich碱【作者】路军;白银娟;米春喜;马怀让【作者单位】西北大学化学系,西安,710069;西北大学化学系,西安,710069;陕西省广播电视大学延安分校;西北大学化学系,西安,710069【正文语种】中文【中图分类】O6酮的羰基α-位氢原子在酸催化下与甲醛和氨(胺)缩合失去水分子，得到β-氨(胺)甲基酮，这一缩合反应称Mannich(曼尼奇)反应：Mannich反应是一类非常重要的有机合成反应，在有机合成上用来制备C-氨基化产物，并作为中间体，通过消除、取代、还原加成、环化等反应制备一般方法难以合成的化合物，因此，目前使用的有机化学教课书都对这一反应进行了介绍。
由于教材中涉及的该反应比较简单，在实际教学中存在许多问题，为此，本文拟就Mannich反应作一讨论。
1 Mannich反应曼尼奇反应(Mannich Reaction)亦称胺甲基化反应(Aminomethylation)，是从本世纪初逐步发展起来的一个重要有机反应，它是以德国化学家Carl Ulvich Franz Mannich(简称C. Mannich,1877～1947)的名字而命名的。
由于此反应在医药和生物碱的合成中有着广泛的应用价值，因而引起了合成化学家的极大重视，研究论文竟相发表[1～4]。
Mannich反应由三个部分组成，分别为含有活泼氢的化合物，如酮、醛(常用甲醛)以及碱性氨(胺)。
一般认为甲醛与胺在酸催化下首先缩合失水得到亚甲胺碳正离子，然后再与酮进行亲电加成而得到β-氨基酮类化合物，常称为Mannich盐或Mannich碱：一般情况下，Mannich反应是在水、醇或醋酸溶液中进行，甲醛可以用甲醛溶液或三(多)聚甲醛；胺一般用游离胺、胺的水溶液、乙醇溶液或胺的盐酸盐。
浅谈现代有机合成的最新进展摘要简要介绍现代有机合成的新概念和新方法,从有机合成的新溶剂、微波在有机合成中的应用以及具体的有机合成实例三个方面,综述有机合成新技术、新方法的情况。
关键词有机合成;新技术;微波;无溶剂;进展有机合成是指利用化学方法将原料制备成新的有机物的过程。
现代的有机合成不但能合成自然界存在的结构复杂而多样的有机物,而且能合成大量的自然界中没有的具有独特功能性分子的物质。
有机合成化学发展很快,有关新试剂、新方法、新技术、新理念不断涌现。
1现代有机合成新概念1.1原子经济化原子经济化的概念是美国著名有机化学家B.M.Trost于1991年首先提出的,并将它与选择性归结为合成效率的2个方面。
高效的有机合成应最大限度地利用原料分子中的每一个原子,使之转化到目标分子中,达到零排放。
原子经济化反应有两大优点:一是最大限度地利用原料;二是最大限度地减少了废物的生成,减少了环境污染。
原子经济化反应符合社会发展的需要,是有机合成的发展方。
原子经济化是现代有机合成追求的一个重要目标,也是绿色合成的一个重要指标。
原子经济化原则引导人们在有机合成的设计中经济地利用原子,避免使用保护或离去基团,减少或消除副产物的生成。
当前,提高有机合成原子经济化的主要途径有:开发高选择性和高效的催化剂;开发新的反应介质和试剂,提高反应选择性。
总的来说主要在合成路线和反应条件上做文章。
1.2绿色有机合成绿色化学是化学学科发展的必然选择,是知识经济时代化学工业发展的必然趋势。
绿色有机合成的研究正围绕着反应、原料、溶剂、催化剂的绿色化而展开,而包括基因工程、细胞工程、酶工程和微生物工程在内的生物技术、微波技术、超声波技术以及膜技术等新兴技术也将大大促进绿色有机合成的发展。
实现有机合成的绿色化,一般从以下方面进行考虑:开发、选用对环境无污染的原料、溶剂、催化剂;采用电化学合成技术;尽量利用高效的催化合成,提高选择性和原子经济性,减少副产物的生成;设计新型合成方法和新的合成路线,简化合成步骤;开发环保型的绿色产品;发展应用无危险性的化学药品等。
浅谈有机化学在生活中的运用有机化学作为化学中的一个重要分支，是研究和讨论含有碳氢键的化合物及其反应的一门学科。
而有机化学的运用已经深入到了我们的日常生活中，无论是食品、药品还是日常用品，都可以看到有机化合物的身影。
接下来我们将从食品、药品、日常用品和环保方面谈一谈有机化学在生活中的运用。
食品中的有机化学应用在食品方面，有机化学的运用非常广泛。
比如酸奶中的乳酸、果汁中的柠檬酸、甘蔗中的蔗糖等都是有机化合物。
而在食品加工过程中，有机化学更是发挥了重要作用。
比如香精的合成、色素的调配等都是有机化学的应用。
在食品中添加的防腐剂、抗氧化剂等也都是有机化合物。
药品中的有机化学应用在药品方面，有机化学更是不可或缺的。
几乎所有的药品都是有机化合物，比如头痛药中的阿司匹林、感冒药中的维生素C等都是有机化合物。
而且近年来，随着生物技术的发展，许多新药物的研发都离不开有机化学。
比如抗癌药物、抗生素等都是有机化合物。
日常用品中的有机化学应用在日常用品方面，我们更是离不开有机化学。
洗衣粉、洗洁精、洗发水、护肤品等都含有大量的有机化合物。
比如洗发水中的表面活性剂、护肤品中的乳化剂、香精等都是有机化学的产物。
而随着人们生活水平的提高，对日常用品的要求也越来越高，所以有机化学的应用也越来越广泛。
环保方面的有机化学应用随着环境污染的日益严重，环保成为了人们关注的焦点。
而有机化学在环保方面也发挥了重要作用。
废水处理中的氧化剂、絮凝剂、消泡剂等都是有机化合物。
废气处理中的催化剂、吸附剂等也都是有机化合物。
这些化合物的应用能够有效地净化水、净化空气，起到了重要的环保作用。
有机化学在生活中的运用是非常广泛的，无论是食品、药品、日常用品还是环保方面都离不开有机化学的帮助。
而且随着科技的不断发展，有机化学在我们生活中的应用也将越来越多样化，给我们的生活带来更多的便利和安全。
我们应该更加重视有机化学，认真学习有机化学知识，以便更好地运用有机化学为我们的生活提供更多的帮助。
浅谈生命科学的发展生命科学又称为生物科学，是研究生物的结构、功能和发展规律的科学。
从远古时代开始，人类就开始了对生命的探索和研究。
在漫长的历史进程中，生命科学经历了许多变化、发展和创新，同时也催生了许多重要的科技成果，改变了人类的生活方式和面貌。
本文将从以下几个方面介绍生命科学的发展历程和前景。
一、生命科学的起源和发展历程生命科学的起源可以追溯到古希腊时期，当时的希腊哲学家们已经开始研究人类的生命和自然界的万物。
但是真正的生命科学的诞生还是在17世纪由英国皇家学会创立。
那时生物学研究的课题主要是细胞、组织和器官等基本单元和结构，其根基是生命科学的最基本原理——细胞学说的确立。
在之后的几个世纪里，生命科学逐渐发展成为一门综合性科学，包括生物化学、分子生物学、遗传学等各个分支。
二、生命科学技术的创新随着科技水平的提高，生命科学逐渐进入了快速发展的时期。
其中，以下几个技术成果对生命科学的发展做出了重要贡献：1.基因工程技术基因工程技术是指对生物体的基因进行人工操作，使其产生预期的变化。
这项技术突破了生物的自然限制，可用于创造新品种和改良现有品种，具有巨大的经济和社会效益。
基因工程技术也为药物研发、疾病治疗和生物武器防控等领域提供了有力的技术支持。
2.细胞培养技术细胞培养技术是指将细胞分离出来，放入含有营养物质的培养基中，使其在人工环境中继续生长和繁殖。
这项技术为生化合成、药物研发和生物医学研究提供了生动的模型，也为种群数量统计、细胞学分析和生物保存等提供了有效的工具。
3.CRISPR基因编辑技术CRISPR基因编辑技术是指通过一种特殊的酶剪裁DNA链和RNA复制机制，实现对细胞基因的刻意编辑。
这项技术解决了许多之前基因工程技术所无法克服的技术困难，也为种群基因图谱维护、遗传缺陷修复和新品种实现等提供了巨大的可能性。
三、生命科学的前景和挑战尽管生命科学一直处于快速发展状态，但仍然面临着许多挑战和未知领域。
初中生物学知识在生活中的应用(论文)初中生物学知识在生活中的应用上传: 蔡建刚更新时间：2013-1-16 9:39:56下面，从衣食住行四个方面浅谈生物学知识在生活中的应用。
一、衣与生物我们所穿衣服的材料来自于很多生物，例如棉花。
在农业生产中，棉农一般喷洒农药以治棉铃虫，然而农药的危害巨大，因此，当我们学完食物网之后，就可以利用生物防治来代替农药治虫，改善环境，提高效率。
一、食与生物造成南橘北枳的原因是不同的生存环境影响同一品种生物的生活品质。
六大类营养物质中的维生素与人类的坏血、脚气病等有很大的关系。
当我们细细咀嚼馒头时，口腔中会有甜味，这是因为馒头的主要成分淀粉开始被口腔消化为麦芽糖。
不吃早饭，上课头晕眼花，四肢无力，注意力不集中的原因是营养物质提供能量。
长期饮用纯净水不科学是因为纯净水中无矿物质和微量元素，营养失调；长期不饮完，易有细菌，危害健康。
肝炎病人怕吃油腻食物的原因是胆汁分泌过少（胆囊炎、肝炎）。
白萝卜裸露在地面上的部分是绿色，而埋在地里的部分是白色的原因是叶绿素只有在光下才能形成。
青菜需要较多氮肥，甘薯、马铃薯等根茎植物需要较多钾肥。
糖拌番茄或腌黄瓜时出水的原因是植物细胞周围浓度大于细胞液浓度，导致细胞失水。
昼夜温差大的地方西瓜较甜生物原因是呼吸作用与温度有关，在夜晚只进行呼吸作用，故温度越低，呼吸作用越弱，有机物消耗越少，因而，昼夜温差越大，越有利于与有机物的积累。
果蔬放在冰箱中贮藏的原因是温度较低时呼吸作用较弱，不利于营养物质的流失。
植物松土的原因是增加土壤中的空气，利于根进行呼吸作用，提供能量给根葱土壤中吸收水分和无机盐。
进入已安电灯的地窖还需点蜡烛是因为地窖常年无光，贮藏在地窖中的植物不能进行光合作用，只有呼吸作用，消耗氧气，产生二氧化碳，点蜡烛是为了验证地窖中是否缺氧，若蜡烛熄灭，则说明地窖中缺氧。
萝卜存放时间较长会空心是因为萝卜只进行呼吸作用，消耗大量的有机物，所以萝卜就空心了。
浅谈生物多肽的临床作用（湖南环境生物职业技术学院轩贵平李天平李云贵）前言多肽具有调节机体生理功能和为机体提供营养的双重功效，它几乎影响着人体的一切代谢合成。
一种肽含有的氨基酸少于10个称为寡肽，超过的就称为多肽。
1902年，伦敦大学医学院的两位生理学家Bayliss和Starling在动物胃肠里发现了胰泌素[1]。
这是人类第一次发现的多肽物质。
1965年我国科学家完成了世界上第一次人工合成多肽———牛结晶胰岛素。
脑啡肽及阿片样肽相继发现使神经肽的研究进入高潮，开启了多肽研究的新时代。
1.多肽的生理功能多肽表面有一层保护膜，使它免受人体消化系统的破坏，得以完整的形式直接进入小肠，直接被小肠通过主动转运吸收，并转运至循环系统，发挥其作用。
肽涉及人体激素、神经、细胞生长和生殖各领域，其重要性在于调节体内各个系统和细胞的生理功能，激活体内有关酶系，促进中间代谢膜的通透性，或通过控制DNA转录或影响特异的蛋白合成，最终产生特定的生理效应。
肽可以合成细胞，并调节细胞的功能活动。
它可全面调节人体生理功能，增强和发挥人体生理活性。
2.生物多肽的用途随着经济的快速发展和生活条件的改善，人们对于大分子蛋白质和氨基酸的摄入比较充足，而比这些更高级的功能营养、活性营养即小分子多肽却相当缺乏。
科学实验证明肽类物质具有改善心脑血管疾病和肿瘤的功能[2]，当下人们靠自身合成肽来调节身体的生理功能已不能满足身体所需，必须靠体外补充人工合成多肽来，以此促进人体生理功能的发挥。
人们对多肽的研究不断深入的同时，也将多肽应用于食品、药品、化妆品当中。
2.1食品上的作用美国、欧洲、日本等发达国家已经推出各种各样的功能食品和食品添加剂。
如大豆多肽能预防便秘；豌豆肽能抵抗牛奶变态反应；玉米肽促进脂肪代谢，抑制酒精中毒和恢复疲劳；苦瓜肽能降血糖；胶原多肽能抑制皮肤老化及各种损伤；从小牛肝脏提出的多肽能清除人体内的自由基。
目前应用于食品中的多肽大多数为天然蛋白质的分离提取物，它们大多具有良好的营养价值，又有一定的生物学功能，而且添加成本低，无毒无副作用。
组合生物合成研究进展作者：张能江， 姚远， Zhang Neng-jiang， Yao Yuan作者单位：浙江普洛家园药业有限公司,东阳,322118刊名：国外医药（抗生素分册）英文刊名：WORLD NOTES ON ANTIBIOTICS年，卷(期)：2011,32(1)1.Shen B Polyketide biosynthesis beyond the type Ⅰ,Ⅱ and Ⅲ polyketide synthase paradigms 2003(2)2.Shen B Polyketide biosynthesis beyond the type Ⅰ,Ⅱ and Ⅲ polyketide synthase paradigms[外文期刊] 2003(02)3.Sheng SJ.Zhao SJ A comprehensive overview of type Ⅲ polyketide synthases from plaats:molecular mechanism and application perspeetive-a review 2009(11)4.Sheng SJ;Zhao SJ A comprehensive overview of type Ⅲ polyketide synthases from plaats:molecular mechanism and application perspeetive-a review[期刊论文]-Chinese Journal of Biotechnology 2009(11)5.Floss HG Combinatorial biosynthesis-potential and problems 2006(1)6.Floss HG Combinatorial biosynthesis-potential and problems[外文期刊] 2006(01)7.黄惠娟.乔建军聚酮类抗生素组合生物合成 2007(5)8.黄惠娟;乔建军聚酮类抗生素组合生物合成[期刊论文]-细胞生物学杂志 2007(5)9.张琪.赵群飞.刘文浅谈天然产物的组合生物合成及其应用 2009(4)10.张琪;赵群飞;刘文浅谈天然产物的组合生物合成及其应用[期刊论文]-生物产业技术 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浅谈吡唑类化合物的发展吡唑类化合物是一种重要的有机化合物，其在生物学、医学和医药化学等领域中有着广泛的应用。
自吡唑类化合物被发现以来，其研究得到了不断地深入发展。
本文将从吡唑类化合物的历史、结构与合成、生物活性和应用等方面进行探讨，以期对吡唑类化合物的发展进行总结和展望。
历史吡唑类化合物是一类具有芳香的五元环结构的有机化合物，其首次被合成与1869年。
随着时间的推移，该类化合物的发现越来越多。
早期的吡唑类化合物主要来源于天然产物，例如藤黄和制铁冶炼过程中生成的焦油等。
然而，在20世纪初，吡唑类化合物的人工合成技术得到了显著的改进，发现了许多合成方法和反应路径，进一步丰富了吡唑类化合物的结构和功能。
结构与合成吡唑类化合物的基本结构为具有双键和氮原子的五元环结构，由此可以分为取代吡唑和未取代吡唑两大类。
取代吡唑是指吡唑中的氢原子被其他原子或基团取代的化合物。
取代吡唑的取代基团可以是烷基、芳基、卤素等，这些取代基团对吡唑的性质和反应有影响。
未取代吡唑是指吡唑中所有氢原子都没有被取代的化合物，其结构简单，但也具有一定的生物活性。
吡唑类化合物的合成方法有许多种，其中常见的包括烃的羟化、脱羧、还原、芳香核烷基化和氮杂环化等反应。
近年来，随着分子合成技术的不断发展，许多新颖的吡唑合成方法也被提出，例如催化的芳基杂化、无机盐的催化合成、金属有机化学合成等。
这些新的合成方法可以有效提高吡唑类化合物的产率和纯度，有助于进一步推动吡唑类化合物的发展。
生物活性吡唑类化合物具有广泛的生物活性，其中许多化合物在医学、药学和农业等领域中发挥着重要的作用。
例如，苯并吡唑和嘧啶吡唑等化合物被广泛用于治疗肿瘤、炎症和病毒感染等疾病。
吡唑类化合物还具有良好的抗氧化、抗菌、清凉和镇痛等生物活性。
应用由于吡唑类化合物具有广泛的生物活性，因此在医学、农业、材料科学和环境科学等领域中应用广泛。
在医学领域，吡唑类化合物已被广泛用于新药的研究和制造，例如用于治疗艾滋病病毒的抗病毒药物。
生物与化学之间的联系浅谈王继妍天津师范大学生命科学学院摘要随着科学的发展，比生物科学早很多兴起的化学科学与生物科学之间的联系已越来越密切，从而兴起了生物化学，生物化学生态学等新兴学科。
16世纪开始，欧洲工业生产蓬勃兴起，推动了医药化学和冶金化学的创立和发展。
使炼金术转向生活和实际应用，继而更加注意物质化学变化本身的研究。
在元素的科学概念建立后，通过对燃烧现象的精密实验研究，建立了科学的氧化理论和质量守恒定律，随后又建立了定比定律、倍比定律和化合量定律，为化学进一步科学的发展奠定了基础。
而生物科学，世纪特别是40年代以来，生物学吸收了数学、物理学和化学等的成就，逐渐发展成一门精确的、定量的、深入到分子层次的科学，人们已经认识到生命是物质的一种运动形态。
生命的基本单位是细胞，它是由蛋白质、核酸、脂质等生物大分子组成的物质系统，生命现象就是这一复杂系统中物质、能和信息三个量综合运动与传递的表现。
生物科学与化学的联系在生物科学发展的起始阶段就有紧密联系。
关键词：光合作用、呼吸作用、生物酶、生物与化学的发展在我最开始学习生物这门学科的时候，我们就知道生命的物质在无机环境中全部都能找到。
而且知道有光合作用，呼吸作用等一系列的化学变化使无际无边城有机物，又从有机物变成无机物，从而释放能量,让生物与化学紧密的结合起来。
到了大学，我选择了生物科学这门专业，更让我了解到了生物与化学之间那种密不可分的关系，我学习的学科：有机化学，生物化学，高级生物化学等学科，都说明了生物与化学之间的关系。
19世纪有机化学和生理学的发展为研究生物体的化学组成和性质积累了丰富的知识和经验，由于生物化学对于人类能更好地生存和发展至关重要，从而吸引众多科学家的关注和研究热情。
○1如果让我用实际东西来描述它们之间的关系，我觉得化学就像一个人，而化学就是他的能量，他的武器。
下面我从生物的生理变化和生物内部的物质、能量变化来谈谈生物与化学之间的关系。
浅谈生物质转化制糠醛及其应用摘要：随着经济的发展和可持续发展战略的实施，生物质能逐渐受到人们的关注，生物质能的应用研究开发几经波折，本文在一步法糠醛生产技术的基础上重点对两步法糠醛生产技术，糠醛生产流程及糠醛的应用进行了综述。
关键词：生物质，糠醛，生产，应用引言：在当前可持续发展战略的实施下，国家的持续发展离不开高效清洁的能源。
在能源危机与环境保护的双重压力之下，生物质能的开发利用受到了广泛关注。
糠醛是一种重要的有机化工原料，目前只能由生物质转化而得到，是一种可再生、绿色的化工产品，被广泛应用于化工、医药等领域。
本文讨论了水解液化与高温分解过程的主要影响因素、机理以及各自的优缺点，从生物质原料处理的工序上比较糠醛的收率。
并在此基础上，对生物质转化制糠醛的研究前景进行了展望，指出影响其发展的关键因素在于催化剂的开发，开发出环境友好、经济有效的催化剂是重中之重。
1、糠醛生产技术的发展糠醛是一种绿色的化工产品，应用广泛，当前糠醛的生产中，制取糠醛的方法可以分为一步法和两步法。
一步法是半纤维素水解生产戊糖和戊糖脱水环化生成糠醛两个反应过程在同一个反应器内一次完成。
由于一步法的设备投资少，操作简单，小液比生产时残渣含水量低，可直接用做锅炉燃料产生蒸汽，于是在糠醛工业中得到了广泛的应用。
但是，一步法生产工艺生产过程中使用蒸汽气提移出糠醛，蒸汽消耗量大，存在糠醛收率低、废水废气污染严重等问题。
随着生物质化学利用的发展，注重了原料综合利用和环境保护，结合两段水解法，又重新提出了两步法糠醛生产工艺，重点是分离原料中的纤维素和半纤维素，然后分别加以利用。
两步法是原料中的半纤维素水解生成戊糖和戊糖在较高温度条件下脱水环化生成糠醛在两个不同的反应器中完成。
过滤后的残渣再经水解、发酵得到乙醇；利用残渣生产纸浆。
两步法糠醛生产工艺较为复杂，设备投资较高，但是糠醛收率能达到70%以上，可以显著提高经济效益。
随着糠醛工业的发展以及原料综合利用要求的提高，积极发展两步法糠醛生产技术具有重要的经济和环保意义。
浅谈微生物工程的应用作者：刘振乾来源：《科技风》2021年第05期摘要：现阶段，随着我国科技水平的不断创新，极大促进着微生物工程的发展，并实现了各个领域的广泛应用，极大便利了人们的生产生活，推动着社会的进步。
在自然界中，微生物广泛存在，并且具备较强的适应性、变异性、体积小、繁殖快等方面的特征与优势，因此受到了诸多专家学者的高度关注与研究应用。
基于此，本文首先概述了微生物工程，其次着重分析了微生物工程的在现实生活中的具体应用。
关键词：微生物工程;实际生活;应用;分析在自然界中，微生物发挥着至关重要的作用。
微生物工程也被称之为发酵工程，是依靠现代生物技术手段生产出人们所需要的产品，满足各行各业发展需求。
当前在医药工业领域、食品生产领域、环境保护领域，微生物工程均实现了广泛应用，发挥着不可替代的作用。
一、微生物工程概述微生物工程最早起源于20世纪70年代，最早应用于生物领域，并逐渐延伸到其他多个领域中。
在微生物工程中，微生物发挥着至关重要的作用，利用细胞融合技术、基因重组技术，形成工程菌，促使微生物产生自身所不具备的物质，实现生物发酵，促进微生物工程发展。
现阶段，微生物工程的优势更加突出，为各个领域的发展带来了极大的便利，促进了社会生产力的提升及经济的快速发展。
当前世界各个国家越来越重视起对微生物工程的研发，进一步扩大了其应用领域，同时也获得了更加突出的研究成果。
和西方发达国家相比较而言，我国对于微生物工程的研究仍处于初级阶段，滞后性较强，为更好地发挥出微生物工程的价值作用，要进一步加深对微生物工程的深入研究，研发全新的成果，更广泛、有效地应用于各个领域当中，推动社会发展与进步。
二、微生物工程的在现实生活中的具体应用分析（一）医药工业领域传统制药工艺技术主要包括两种，一种是化学合成药物，其工艺技术复杂，生产条件要求较高，并且会造成污染，具备较大的毒副作用。
另一种则是生化药物，主要是通过微生物发酵提取，也有的是从动物及植物中提取的。
浅谈稀土元素的应用及生物学效应机制王瑛李文德(拉萨师范高等专科学校;西藏职业技术学院,西藏拉萨850007)摘要:稀土元素在各个领域中有着积极广泛的用途,但许多人对此还比较陌生,尤其在西藏。
本文就稀土的主要应用及生物学效应机制研究做一简单介绍,旨在让更多的人进一步了解和认识稀土,为西藏的经济发展提供理论依据和技术途径。
关键词:稀土应用效应机制1稀土元素的简介稀土元素(Rare Earth)简称(RE H或R),是指元素周期表的钪(S C)、钇(Y)、镥(L U)及镧系的镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(P m)、钐(S m)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(H o)、铒(E r)、铥(T m)、镒(Yb)17种元素的统称。
根据它们的原子序数和原子量的大小,人们常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土元素,也称铈组元素;把钪、钇、镥、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镒称为重稀土元素,也称钇组元素。
稀土元素最初是由瑞典的莫桑德于18世纪在比较稀少的矿物质中发现,又因其氧化物有难溶于水的/土性0而得名。
稀土元素是典型的金属,其金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属,它具有金属的通性,能够导热、导电;其化学性质十分活泼,有很强的还原性;稀土能够形成稳定的氧化物、卤化物和硫化物;易溶于盐酸、硝酸和硫酸。
稀土元素在世界的分布极不均衡,我国的稀土矿种和稀土元素齐全,稀土品味高,是稀土资源最丰富的国家,目前探明的储藏量居世界第一。
2稀土元素的应用211在工业生产中的应用稀土元素加入钢后,由于它们对氧、硫、磷等有害物质有较强的亲和力,可以和钢中的物质形成稀土化合物。
因此,可以脱氧、脱硫,去除有害杂质,从而减少钢液中的夹杂物,起到净化作用;稀土能够提高钢的韧性,改善钢的抗疲劳性,钢中加入稀土后,一般能使钢板、无缝钢管的横向冲击韧性提高50%以上,耐腐蚀性能提高60%,经使用证明在铁路钢轨中加入稀土,可显著提高钢轨的耐磨性、抗剥离性,钢轨寿命提高1.5倍。
浅谈生物工程技术与药用植物资源保护我们来简单了解一下生物工程技术。
生物工程技术是一种利用生物体或者生物分子进行工程设计、开发和生产的技术。
它包括了生物信息学、基因工程、组织工程、生物材料等多个方面，主要可分为生物医学工程、生物化工和环境生物工程三个方向。
生物工程技术可以在许多领域发挥作用，如医药、食品、环境等，其中医药领域应用最为广泛。
通过生物工程技术，可以生产出具有特定功能的蛋白质、细胞器官、细胞以及一系列的生物制品。
这些生物制品在药物研发、生物材料研究、基因修复等方面都具有重要的应用价值。
药用植物资源的保护也是当前急需解决的问题之一。
众所周知，药用植物是制药行业的重要来源之一，很多常见的药物成分都来自于植物。
由于大规模的开发利用以及环境污染等原因，很多药用植物已经濒临灭绝，有些甚至已经消失殆尽。
保护和开发药用植物资源势在必行。
这就需要我们寻找一种可以高效保护药用植物资源的方法。
生物工程技术和药用植物资源保护有着天然的契合点。
生物工程技术可以通过生物工程改良的方法，提高药用植物的生长速度、药用成分含量和抗逆性。
通过基因工程技术，可以将某些特定的基因导入到药用植物中，使得植物产生更多更有效的药用成分。
这样一来，可以大大增加药用植物的产量和药用价值，对于保护药用植物资源起到了积极的作用。
生物工程技术可以帮助我们快速研发新型药物。
传统的药物研发往往需要几十年的时间和大量的实验和人力物力，而且成功率并不高。
而通过生物工程技术，可以利用生物信息学和基因工程，高效快速地筛选出潜在的新药研发对象，大大缩短了研发周期和成本。
通过这种方式，可以大大减少对野生植物的开发和利用，有效保护药用植物资源。
生物工程技术还可以帮助我们研发替代品。
在很多情况下，野生植物资源是有限的，大规模开发和利用会对生态环境造成破坏，甚至导致植物资源的枯竭。
在这种情况下，可以通过生物工程技术，研发出药用植物的替代品。
通过合成生物学等技术，可以在实验室中生产出与野生植物相似的药用成分，这样一来可以减少对野生植物的依赖，保护植物资源。
浅谈合成生物学应用
----24008107 周乐
摘要：合成生物学从最基本的生命要素开始研究，目的是建立人工生
物体系。合成生物学主要研究4个方面的内容：首先要研究的是细胞
网络；二是研究基因线路；三是合成生物材料与物质；四是最小基因
组与合成生物。合成生物学无疑会推动生物燃料、特种化学品、
农业和药物等方面的进步，目前科学家已经取得一些令人瞩目的
成就，但是也存在一些安全问题。这些问题引起了人们的安全隐
患和争论。我们应该鼓励和规范合成生物学方面应发挥的作用。
关键词：合成生物学 DNA 细胞 争议
Summary
Synthetic biology from the most basic element of life began to study
to establish artificial biological systems. Synthetic biology research
four main aspects: First, to study the cellular network; second is to
study genetic line; third is synthetic biological materials and
substances; four is the smallest genome and synthetic biology.
Synthetic biology will undoubtedly promote biofuels, specialty
chemicals, agriculture and medicine's progress, scientists have
made some remarkable achievements, but there are some security
issues. These issues raises potential safety problems and
controversies. We should encourage and regulate synthetic biology
play a positive role.
Keywords: Synthetic Biology DNA Cell dispute
正文：
合成生物学是近年来新兴的一门学科，与传统生物学通过解剖生
命体以研究其内在构造不同，合成生物学从最基本的生命要素开始研
究，目的是建立人工生物体系。换句话说，这门学科是设计自然界中
原本不存在的生物或对现有生物进行改造.
合成生物学主要研究4个方面的内容：细胞是由蛋白质、核酸与
其他分子组成的一个网络，合成生物学首先要研究的是细胞网络；二
是研究基因线路。“基因线路”（gene circuit）又称遗传线路图是指
在合成生物学中，由各种调节元件和被调节的基因组合成的遗传装置
（genetic device），可以在给定条件下可调、可定时定量地表达基
因产物。利用转录水平、转录后水平等的控制机制，合理组合转录基
元、基础基因线路、基因模块的拓扑结构，目前遗传线路的功能主要
可以分为两大类：逻辑基因线路（模拟各种逻辑关系和数字元件的遗
传线路）和其他功能基因线路（具有特定生物功能的遗传线路）；三
是合成生物材料与物质；四是最小基因组与合成生物。在《最小基因
组与生命起源》吴家睿的一篇文章中写到：“生殖道支原体
（Mycoplasma M genitalium）是一种寄生细菌，它的基因组是目前
已测定的物种基因组中最小的一个，仅有468个基因。科学家将它的
基因组与另外一种细菌流感嗜血杆菌（Haemophilus influenzae）的
基因组序列进行了详细的比较，发现有240个生殖道支原体基因与流
感嗜血杆菌基因存在垂直同源性(orthologs)，因此认为最小基因组
需要大约250个基因。
合成生物学无疑会推动生物燃料、特种化学品、农业和药物
等方面的进步。目前，科学家们已经不局限于非常辛苦地进行基
因剪接，而是开始构建遗传密码，以期利用合成的遗传因子构建
新的生物体。合成生物学在未来几年有望取得迅速进展。据估计，
合成生物学在很多领域将具有极好的应用前景，这些领域包括更
有效的疫苗的生产、新药和改进的药物、以生物学为基础的制造、
利用可再生能源生产可持续能源、环境污染的生物治理、可以检
测有毒化学物质的生物传感器等
合成生物学技术包括DNA的合成，来自细菌、酵母及植物等多种
基因及代谢途径的组装，多基因的精密调控等。利用合成生物学技术
可以合成非天然的氨基酸和碱基，如2003年，Schultz小组在大肠
杆菌的蛋白质合成系统中引入新的化学成分，从而成功地合成包含非
天然氨基酸的蛋白质；2006年，Benner小组通过引入新的碱基对，
成功发展了人工生命遗传系统。
利用合成生物学技术还可以合成能源物质——氢和石油。PLoS
ONE 2007 年发表了美国Virginia Tech生物系统工程系教授Y-P
Zhang等人的论文。他们利用合成生物学原理，用13个已知的酶来
完成一个重要反应，这13个酶形成了一条非天然酶催化途径。随着
技术发展及与燃料电池的集成，该技术有望解决与氢气的储存、销售
有关的难题，因而在汽车中的应用具有巨大潜力。美国LS9可再生石
油公司的研究人员正利用来自多种生物（包括细菌、植物、动物等）
的基因及用来生产脂肪酸的生化途径，用合成生物学方法创造出一些
代谢模块，插入微生物后，通过不同的组合，这些模块可以诱导微生
物生产原油、柴油、汽油或基于烃的化学品。
上海在近期也成立了合成生物学实验室，该实验室的前身是分子微
生物学开放实验室，该实验室已在钩端螺旋体的基因组学研究、SARS
冠状病毒的进化基因组、线型质粒的功能及发展特殊遗传操作体系、
放线菌代谢途径及其调控机理的解析、丙酮丁醇梭菌的选育和遗传改
造及应用、酶的结构与功能关系研究和改造与工业化应用等方面取得
了一系列突出成果。目前实验室的研究方向包括生物质合成的分子设
计、能源植物改造、能源和医药化工产品的高效生物合成，近期将重
点开展能源生物和生产重要次生代谢物“超级链霉菌”的设计与构
建的研究。
但是科学是把双刃剑，随着科学技术的发展，合成生物学就因其
一些不可避免的弊端而引起广泛争议
有关合成生物学的伦理争议大多集中在两种观点上：一是合成生
物学家人工制造自然界中没有的生命，违背了上帝有关生命法则的旨
意以及顺应自然发展规律的伦理；二是合成生物学家人工合成生命违
背了尊重生命的伦理原则。美国彼得·哈特研究协会和伍德罗·威尔
逊中心共同进行的民意调查显示，，三分之一的人要求禁止这一学科，
起码不要在不了解其可能引起的不良后果时从事这方面的研究。
在对合成生物学心存疑虑者中，27％的人担心恐怖组织会利
用研究成果发展生物武器；25％的人担心合成生物学产生的人造生命
会破坏伦理道德；23％的人担心这些研究会对人们健康产生负面影响；
13％的人担心环境会因此受到破坏。
调查还发现，一半以上的被调查者希望政府制定严格措施，
以规范合成生物学研究。只有36％的人认为，有关行业可和政府在
自愿的基础上共同制定规则。伍德罗·威尔逊中心科技研究创新部主
任大卫·雷杰斯基说，这次民调提供的重要信息是，多数民众不相信
从事合成生物学研究的行业会自我约束。
但反对者认为，人工合成的生物系统一旦逃逸到自然界，可能会
引发生态灾难，而且恐怖分子可能会利用合成生物学技术制造生物武
器。
不管如何，随着用于进行合成生物学研究的各项技术，如遗传工
程技术、微生物工程技术、计算机技术和合成基因组学技术的日趋成
熟，合成生物学的研究将取得更大的进步，并在解决人类能源、环境、
医疗、药物生产等问题上发挥更大的作用。应该鼓励和规范合成生物
学方面应发挥的作用。
参考文献：
1《合成生物学在美国引争议》科技日报
2《原始细胞网络》互动百科
3《合成生物学在中国的发展》
4《合成生物学：重塑生命是核心》
