國際生物大分子

❶ 國際生物大分子期刊是幾區

國際生物大分子期刊是SCI二區的期刊。

生物大分子是指生物體細胞內存在的蛋白質、核酸、多糖等大分子。每個生物大分子內有幾千到幾十萬個原子，分子量從幾萬到幾百萬以上。

生物大分子的結構很復雜,但其基本的結構單元並不復雜。蛋白質分子是由氨基酸分子以一定的順序排列成的長鏈。

氨基酸分子是大部分生命物質的組成材料,不同的氨基酸分子有好幾十種。生物體內的絕大多數酶就屬於蛋白質，是生物體維持正常代謝功能所不可缺少的。

美國《科學引文索引》(Science Citation Index, 簡稱 SCI )於1957 年由美國科學信息研究所(Institute for Scientific Information, 簡稱 ISI)在美國費城創辦。

是由美國科學信息研究所(ISI)1961年創辦出版的引文資料庫。SCI(科學引文索引)、EI(工程索引 )、ISTP(科技會議錄索引) 是世界著名的三大科技文獻檢索系統。

是國際公認的進行科學統計與科學評價的主要檢索工具，其中以SCI最為重要，創辦人為尤金·加菲爾德(Eugene Garfield, September 16,1925~ February 26，2017)。

❷ 國際大分子雜志影響因子

6.883
《國際生物大分子雜志》是研究所有天然大分子的化學和生物學方面的公認國際期刊。它介紹了有關蛋白質，大分子碳水化合物，糖蛋白，蛋白聚糖，木質素，生物多酸和核酸的分子結構和性質的最新研究成果。這些發現必須是新的和新穎的，而不是重復早期或類似的出版工作。范圍包括生物活性和相互作用，分子締合，化學和生物修飾以及功能特性。還歡迎有關模型系統，結構構象研究，理論發展和新的分析技術的論文。
影響因子（英文：Impact factor 縮寫：IF，影響因素、沖擊指數）是美國科學信息研究所（ISI）的期刊引證報告（JCR）中的一項數據，指的是某一期刊的文章在特定年份或時期被引用的頻率。它是國際上通用的期刊評價指標，不僅是一種測度期刊有用性和顯示度的指標，而且也是測度期刊的學術水平，乃至論文質量的重要指標。

❸ 為什麼pcr技術可以獲得諾貝爾獎

再加上國內局勢的影響，是世界上首次完全由人工化學合成具有生物活性的生物大分子，因為PCR技術的關鍵——耐高溫DNA聚合酶是由中國人發現的，有劃時代的意義，其專利權也是備受爭議，這件事就漸漸被埋沒了。但是。
後來有PCR技術獲得諾貝爾獎，也不承認中國的科學成就，當時的中國在國際上地位不高，很多國家都很排斥中國中國在1965年人工合成了具有生物活性的牛胰島素晶體

❹ 生態學與生物學有什麼區別

生態學
生態學（Ecology）是研究生物與環境，及生物與生物之間相互關系的生物學分支學科。

生物的生存、活動、繁殖需要一定的空間、物質與能量。生物在長期進化過程中，逐漸形成對周圍環境某些物理條件和化學成分，如空氣、光照、水分、熱量和無機鹽類等的特殊需要。各種生物所需要的物質、能量以及它們所適應的理化條件是不同的，這種特性稱為物種的生態特性。

任何生物的生存都不是孤立的：同種個體之間有互助有競爭；植物、動物、微生物之間也存在復雜的相生相剋關系。人類為滿足自身的需要，不斷改造環境，環境反過來又影響人類。

隨著人類活動范圍的擴大與多樣化，人類與環境的關系問題越來越突出。因此近代生態學研究的范圍，除生物個體、種群和生物群落外，已擴大到包括人類社會在內的多種類型生態系統的復合系統。人類面臨的人口、資源。環境等幾大問題都是生態學的研究內容。

生態學的淵源

「生態學」一詞是德國生物學家海克爾1869年提出的。海克爾在其動物學著作中定義生態學是：研究動物與其有機及無機環境之間相互關系的科學，特別是動物與其他生物之間的有益和有害關系。

其後，有些博物學家認為生態學與普通博物學不同，具有定量的和動態的特點，他們把生態學視為博物學的理論科學；持生理學觀點的生態學家認為生態學是普通生理學的分支，它與一般器官系統生理學不同，側重在整體水平上探討生命過程與環境條件的關系；從事植物群落和動物行為工作的學者分別把生態學理解為生物群落的科學和環境條件影響下的動物行為科學；側重進化觀點的學者則把生態學解釋為研究環境與生物進化關系的科學。

後來，在生態學定義中又增加了生態系統的觀點，把生物與環境的關系歸納為物質流動及能量交換；20世紀70年代以來則進一步概括為物，質流、能量流及信息流。

生態學的發展大致可分為萌芽期、形成期和發展期三個階段。

萌芽期 古人在長期的農牧漁貓生產中積累了樸素的生態學知識，諸如作物生長與季節氣候及土壤水分的關系、常見動物的物候習性等。如公元前4世紀希臘學者亞里士多德曾粗略描述動物的不同類型的棲居地，還按動物活動的環境類型將其分為陸棲和水棲兩類，按其食性分為肉食、草食、雜食和特殊食性等類。

亞里士多德的學生、公元前三世紀的雅典學派首領賽奧夫拉斯圖斯在其植物地理學著作中已提出類似今日植物群落的概念。公元前後出現的介紹農牧漁獵知識的專著，如古羅馬公元1世紀老普林尼的《博物志》、6世紀中國農學家賈思勰的《齊民要求》等均記述了素樸的生態學觀點。

形成期 大約從15世紀到20世紀40年代。

15世紀以後，許多科學家通過科學考察積累了不少宏觀生態學資料。19世紀初葉，現代生態學的輪廓開始出現。如雷奧米爾的6卷昆蟲學著作中就有許多昆蟲生態學方面的記述。瑞典博物學家林奈首先把物候學、生態學和地理學觀點結合起來，綜合描述外界環境條件對動物和植物的影響。法國博物學家布豐強調生物變異基於環境的影響。德國植物地理學家人洪堡)創造性地結合氣候與地理因子的影響來描述物種的分布規律。

19世紀，生態學進一步發展。這一方面是由於農牧業的發展促使人們開展了環境因子對作物和家畜生理影響的實驗研究。例如，在這一時期中確定了五攝氏度為一般植物的發育起點溫度，繪制了動物的溫度發育曲線，提出了用光照時間與平均溫度的乘積作為比較光化作用的「光時度」指標以及植物營養的最低量律和光譜結構對於動植物發育的效應等。

另一方面，馬爾薩斯於1798年發表的《人口論》一書造成了廣泛的影響。費爾許爾斯特1833年以其著名的邏輯斯諦曲線描述人口增長速度與人口密度的關系，把數學分析方法引入生態學。19世紀後期開展的對植物群落的定量描述也已經以統計學原理為基礎。1851年達爾文在《物種起源》一書中提出自然選擇學說，強調生物進化是生物與環境交互作用的產物，引起了人們對生物與環境的相互關系的重視，更促進了生態學的發展。

19世紀中葉到20世紀初葉，人類所關心的農業、漁貓和直接與人類健康有關的環境衛生等問題，推動了農業生態學、野生動物種群生態學和媒介昆蟲傳病行為的研究。由於當時組織的遠洋考察中都重視了對生物資源的調查，從而也豐富了水生生物學和水域生態學的內容。

到20世紀30年代，已有不少生態學著作和教科書闡述了一些生態學的基本概念和論點，如食物鏈、生態位、生物量、生態系統等。至此，生態學已基本成為具有特定研究對象、研究方法和理論體系的獨立學科。

發展期 20世紀50年代以來，生態學吸收了數學、物理、化學工程技術科學的研究成果，向精確定量方向前進並形成了自己的理論體系：

數理化方法、精密靈敏的儀器和電了計算機的應用，使生態學工作者有可能更廣泛、深入地探索生物與環境之間相互作用的物質基礎，對復雜的生態現象進行定量分析；整體概念的發展，產生出系統生態學等若干新分支，初步建立了生態學理論體系。

由於世界上的生態系統大都受人類活動的影響，社會經濟生產系統與生態系統相互交織，實際形成了龐大的復合系統。隨著社會經濟和現代工業化的高速度發展，自然資源、人口、糧食和環境等一系列影響社會生產和生活的問題日益突出。

為了尋找解決這些問題的科學依據和有效措施，國際生物科學聯合會(IUBS)制定了「國際生物計劃」(IBP)，對陸地和水域生物群系進行生態學研究。1972年聯合國教科文組織等繼IBP之後，設立了人與生物圈(MAB)國際組織，制定「人與生物圈」規劃，組織各參加國開展森林、草原。海洋、湖泊等生態系統與人類活動關系以及農業、城市、污染等有關的科學研究。許多國家都設立了生態學和環境科學的研究機構。

和許多自然科學一樣，生態學的發展趨勢是：由定性研究趨向定量研究，由靜態描述趨向動態分析；逐漸向多層次的綜合研究發展；與其他某些學科的交叉研究日益顯著。

由人類活動對環境的影響來看，生態學是自然科學與社會科學的交匯點；在方法學方面，研究環境因素的作用機制高不開生理學方法，離不開物理學和化學技術，而且群體調查和系統分析更高不開數學的方法和技術；在理論方面，生態系統的代謝和自穩態等概念基本是引自生理學，而由物質流、能量流和信息流的角度來研究生物與環境的相互作用則可說是由物理學、化學、生理學、生態學和社會經濟學等共同發展出的研究體系。

生態學的基本內容

按所研究的生物類別分，有微生物生態學、植物生態學、動物生態學、人類生態學等；還可細分，如昆蟲生態學、魚類生態學等。

按生物系統的結構層次分，有個體生態學、種群生態學、群落生態學生態系統生態學等。

按生物棲居的環境類別分，有陸地生態學和水域生態學；前者又可分為森林生態學、草原生態學、荒漠生態學等，後者可分為海洋生態學、湖沼生態學、河流生態學等；還有更細的劃分，如植物根際生態學、腸道生態學等。

生態學與非生命科學相結合的，有數學生態學、化學生態學、物理生態學、地理生態學、經濟生態學等；與生命科學其他分支相結合的有生理生態學、行為生態學、遺傳生態學、進化生態學古生態學等。

應用性分支學科有：農業生態學、醫學生態學、工業資源生態學、環境保護生態學、城市生態學等。

生態學的一般規律大致可從種群、群落、生態系統和人與環境的關系四個方面說明。

在環境無明顯變化的條件下，種群數量有保持穩定的趨勢。一個種群所棲環境的空間和資源是有限的，只能承載一定數量的生物，承載量接近飽和時，如果種群數量(密度)再增加，增長率則會下降乃至出現負值，使種群數量減少；而當種群數量(密度)減少到一定限度時，增長率會再度上升，最終使種群數量達到該環境允許的穩定水平。對種群自然調節規律的研究可以指導生產實踐。例如，制定合理的漁業捕撈量和林業採伐量，可保證在不傷及生物資源再生能力的前提下取得最佳產量。

一個生物群落中的任何物種都與其他物種存在著相互依賴和相互制約的關系。常見的有：

食物鏈，居於相鄰環節的兩物種的數量比例有保持相對穩定的趨勢。如捕食者的生存依賴於被捕食者，其數量也受被捕食者的制約；而被捕食者的生存和數量也同樣受捕食者的制約。兩者間的數量保持相對穩定；

競爭，物種間常因利用同一資源而發生競爭：如植物間爭光、爭空間、爭水、爭土壤養分；動物間爭食物、爭棲居地等。在長期進化中、競爭促進了物種的生態特性的分化，結果使競爭關系得到緩和，並使生物群落產生出一定的結構。例如森林中既有高大喜陽的喬木，又有矮小耐陰的灌木，各得其所；林中動物或有晝出夜出之分，或有食性差異，互不相擾；

互利共生。如地衣中菌藻相依為生，大型草食動物依賴胃腸道中寄生的微生物幫助消化，以及蟻和蚜蟲的共生關系等，都表現了物種間的相互依賴的關系。以上幾種關系使生物群落表現出復雜而穩定的結構，即生態平衡，平衡的破壞常可能導致某種生物資源的永久性喪失。

生態系統的代謝功能就是保持生命所需的物質不斷地循環再生。陽光提供的能量驅動著物質在生態系統中不停地循環流動，既包括環境中的物質循環、生物間的營養傳遞和生物與環境間的物質交換，也包括生命物質的合成與分解等物質形式的轉換。

物質循環的正常運行，要求一定的生態系統結構。隨著生物的進化和擴散，環境中大量無機物質被合成為生命物質形成了廣袤的森林、草原以及生息其中的飛禽走獸。一般說，發展中的生物群落的物質代謝是進多出少，而當群落成熟後代謝趨於平衡，進出大致相當。

人們在改造自然的過程中須注意到物質代謝的規律。一方面，在生產中只能因勢利導，合理開發生物資源，而不可只顧一時，竭澤而漁。目前世界上已有大面積農田因肥力減退未得到及時補償而減產。另一方面，還應控制環境污染，由於大量有毒的工業廢物進入環境，超越了生態系統和生物圈的降解和自凈能力，因而造成毒物積累，損害了人類與其他生物的生活環境。

生物進化就是生物與環境交互作用的產物。生物在生活過程中不斷地由環境輸入並向其輸出物質，而被生物改變的物質環境反過來又影響或選擇生物，二者總是朝著相互適應的協同方向發展，即通常所說的正常的自然演替。隨著人類活動領域的擴展，對環境的影響也越加明顯。

在改造自然的話動中，人類自覺或不自覺地做了不少違背自然規律的事，損害了自身利益。如對某些自然資源的長期濫伐、濫捕、濫采造成資源短缺和枯竭，從而不能滿足人類自身需要；大量的工業污染直接危害人類自身健康等，這些都是人與環境交互作用的結果，是大自然受破壞後所產生的一種反作用。

生態學（ecology）是研究生物與周圍環境和無機環境相互關系及機理的科學

生物學
生物學是研究生物各個層次的種類、結構、功能、行為、發育和起源進化以及生物與周圍環境的關系的科學。人也是生物的一種，也是生物學的研究對象。

20世紀40年代以來，生物學吸收了數學、物理學和化學的成就，逐漸發展成一門精確的、定量的、深入到分子層次的科學。

人們已經認識的生命是物質的一種運動狀態。生命的基本單位是細胞，它是由蛋白質、核酸、脂類等生物大分子組成的物質系統。生命現象就是這一復雜系統中物質、能和信息三個量綜合運動與傳遞的表現。

生命有許多無生命物質所不具備的特性。比如：生命能夠在常溫常壓下合成多種有機化合物；能夠以遠遠超出機器的效率來利用環境中的物質和製造體內的各種物質；能以極高的效率儲存信息和傳遞信息；具有自我調節功能和自我復制能力；以不可逆的方式進行著個體發育和物種的演化等等。揭示生命過程中的機制具有巨大的理論和實踐意義。

❺ 為什麼說RNA最可能是生命進化早期遺傳信息的載體和具有催化功能的生物大分子

長期以來，人們總以為只有核酸才是遺傳物質，所以應該先有DNA；但其實和核酸一樣，蛋白質的分子結構十分規則，而且也有螺旋結構。科學家長期研究後發現，蛋白質完全具備遺傳物質的條件，能夠貯藏、復制和傳遞生命信息。尤其是近年來生物學家發現，瘋牛病、瘋羊病的病原體是朊病毒，而朊病毒的本質就是蛋白質，可以自我復制。這無疑表明蛋白質也可以作為遺傳物質。

RNA World假說的提出

針對上述悖論問題，爭論一直不休，直到上世紀80年代兩個著名的實驗導致了一種新的假說被提出。

1982年，Colorado大學化學系T.R. Cech實驗室在研究單細胞原生動物喜溫四膜蟲（Tetrahymena thermophila）時發現, 剛轉錄出來的「前體核糖核酸（rRNA）」，在一定條件下能夠自發地催化其切割和剪接反應, 它切除一段核苷酸鏈, 再將切頭兩端連接形成成熟的rRNA分子, 從而導致自身長度的縮短。在此反應後會釋放出一段由413個核苷酸組成的「插入序列（Intervening Sequence, IVS）」。這一過程顯示RNA具有酶的催化功能，起催化作用的正是IVS，是前提rRNA中的自剪切內含子（Self-splicing intron）。然而, 成熟的RNA一旦形成，IVS的催化活性也隨之喪失，因而自剪接內含子仍然不是一個真正意義上的催化劑和地道的酶。但它的的確確表現出了類似酶的功能，所以Cech等稱之為「核酶（ribozyme）」。

此外，1978年，Yale大學的S.Altman在純化大腸桿菌核糖核酸酶P（此酶是細菌和高等真核生物細胞內都有的一種tRNA處理酶，是RNA和蛋白質的復合體）時發現，其中一種RNA是細胞催化反應所必需的。1983年，他與N.R. Pace合作實驗證明，在細胞環境里，核酸酶P為了在特定位點切開tRNA前體，既需要RNA也需要蛋白質。但是在試管里，RNA的亞單元單獨就能在恰當的位點切開tRNA，而蛋白質卻不行。第二年初，Altman利用一種重組DNA模板轉錄的核糖核酸酶的RNA亞單元去催化tRNA前提，發現能引起後者精確的突變。這項實驗排除了復合體蛋白質污染的可能，從而清楚地證明RNA亞單元具有貨真價實的催化功能。

後來，人們從不同生物中獲得了數十種Ribozyme，有切割型的也有剪接型的，既能催化自身反應也能催化其它分子反應。此時，Ribozyme已被確認具有完全意義上的催化劑（酶）功能。Cech和Altman也因為此項極具轟動效應的發現分享了1989年的諾貝爾化學獎。

鑒於RNA既可以作為信息載體，又具有催化功能，換句話說就是既有DNA樣作用又可以發揮蛋白質功能，人們自然會想到在生命起源之處最早出現的生物分子系統和遺傳物質是RNA，而不是DNA或蛋白質。1986年，另一位因發明基因測序的諾貝爾獎獲得者、Harvard大學的W.Gilbert在Nature（319:618）上正式撰文闡述這個話題，並首次提出了「RNA World」學說。

這一學說的中心是：在生命起源的早期階段存在一個完全由RNA分子組成的分子系統，在這一體系中，系統的信息由RNA進行儲存，一部分具有催化功能的RNA分子催化RNA自身信息的傳遞及RNA分子的自我復制；由於這一系統能夠使信息得到儲存及復制，所以這一系統能夠生存並進化；最後，信息的儲存由結構更加穩定的DNA分子代替，而催化功能由催化能力更強的蛋白質取代，從而形成了現代意義上的生命體系。隨著一些新實驗的驗證和新現象的發現，「RNA World」假說在生物學領域內還是具有很高的影響力的，一般的著作甚至一些分子生物學教科書都把它作為確認的事實加以介紹。

其實這種思想實際上可以上溯到上世紀60年代。當時，美國Illinois大學的C. Woese、位於加州的Salk研究所的L. Orgel、以及發現DNA雙螺旋結構的英國生物學家F. Crick都認為RNA是最早的生物本徵分子，並且先後預言RNA可能具有催化功能。他們的這一認識是基於RNA在現有生物體內的普遍存在：我們知道在DNA的轉錄和翻譯過程中，離不開信使RNA（mRNA）、核糖體RNA（rRNA）和轉運RNA（tRNA）等3種RNA的參與，最後才有蛋白質的合成。此外，以RNA而不是DNA為遺傳物質形式的病毒的發現，也表明這種設想的合理性和可能性。但當時由於未找到RNA催化的證據，這一想法沉睡多年，直到Cech和Altman的發現才公布於眾。隨後，RNA多功能研究才更多的走上了生物學家的實驗台，反義RNA和RNA干擾技術（06年諾貝爾生理醫學獎）的發現不能不說部分受益於此。

RNA催化的後期實驗

隨著RNA研究熱潮的興起，除了上面提到的Cech和Altman的工作之外，還有其它幾項研究也是值得稱道的。

1992年，美國生物學家Noller等用高濃度的蛋白酶K、強離子去污劑SDS以及苯酚等試劑處理大腸桿菌50S的大亞單位，去掉與23SrRNA結合的各種核糖體蛋白，結果發現得到的23SrRNA仍具有肽醯轉移酶的活性，能催化肽鏈的合成；同時，Cech實驗室也發現，氨基酸與tRNA間鍵的形成和斷裂是由rRNA單獨催化完成的；1995年，Colorado大學的M. Illangasekare等人研究發現，RNA（不是rRNA，也不需要氨醯tRNA合成酶）可以催化氨醯基的轉移，且經過篩選，其反應速度至少增加105倍；同樣是在1995年，Harvard大學的Szostak小組通過「試管內進化系統」發現了能夠參與C-N鍵合成的Ribozyme（Nature,374:777）; 1998年，MIT的David Bartel小組的體外實驗發現了一種能催化合成RNA的單體—嘧啶核苷酸 (Natuer,395:223)。他們的進一步研究還發現了一種核酶能夠基於1條RNA模版合成第三條RNA。所以RNA能夠基於1條RNA模版合成第三條RNA，也就是說，RNA能夠復制RNA，使遺傳信息得到傳遞，盡管所合成的第三條RNA的長度僅為14個核苷酸（Science,2001,292:1319）。

上述研究結果，都極大地豐富了RNA的化學內容，為RNA World學說提供了強有力的證據，表明早期生命活動可能主要是通過RNA的催化實現的。「RNA World」是生命出現早期的一個非常重要的時期，這一時期或許根本沒有蛋白質和DNA的出現。

RNA World的另一個解釋

前面曾提到病毒，這里就從病毒說起。病毒是非細胞形態的生命體，具有一個核酸分子(DNA或RNA) 與蛋白質外殼構成的核—衣殼結構。關於它的進化地位目前雖有爭論。但引人注意的是以RNA為遺傳物質的病毒，尤其是類病毒（僅由一個有感染性的RNA分子構成）的存在，是否也證明了RNA分子功能上的特殊性? 病毒是如何起源的？它與其它物種的起源有什麼關系？如果單純討論病毒自身的進化,我們是否可以這樣認為:先有類病毒,再演化為RNA 病毒,最終衍生為DNA 病毒？長期以來，這個問題一直困擾著進化生物學家。

長期以來有這樣一種假說，該假說認為，病毒起源於細胞，病毒的基因來源於細胞基因，當細胞基因的小片段從細胞基因組上逃逸後，被蛋白包裹起來，就形成了病毒。當然，基於病毒的寄宿性，科學家有理由這樣認為，因為病毒太簡單了，離開了細胞他們就無法完成各種生命活動。

然而長期從事DNA復制機制研究的法國生物學家Patrick Forterre不這么認為，它在研究DNA復制中發現，病毒的DNA復制酶和復制機制不同於細菌以及真核生物。如果病毒起源於細胞，那麼它和細胞DNA的復制應該是類似的。

與之相反，Forterre認為病毒處在物種進化的中心位置，並且其他物種的DNA都來自於病毒。他覺得RNA應該是最早的遺傳信息的載體，在這期間形成了以RNA為基因組的類單細胞生物（被認為是除原核生物，真核生物，古核生物之外的第四種尚未發現的新物種）。由於RNA的不穩定，這些細胞的RNA極易形成小片段，這些小片段被蛋白質包裹起來，就形成了最初的病毒。這些病毒去侵染細胞，遭到細胞的抵抗，細胞產生出降解RNA的蛋白，來分解外來的RNA。這就是現在細胞降解外源RNA（RNAi）機制的起源。病毒也在進化，他們不斷的修飾自己的基因組，使之由單鏈變成雙鏈由RNA變成DNA，所以就更加穩定，抵禦住了宿主的降解。然後這些病毒就在宿主內生活下去，由於DNA比RNA有更好的穩定性，所以就取代了宿主RNA，成為胞內唯一的遺傳物質。所以，細胞DNA來源於病毒DNA，細胞核源於病毒。

這一假說遭到很多人的質疑，他們認為在DNA出現之前，不可能存在如此復雜的生命系統，所以Patrick Forterre假說的前體就不成立。不過Patrick Forterre說：這些人的說法和達爾文的進化論相悖，因為從RNA到DNA才體現出進化。

確實，從進化的角度似乎應該是先有RNA，後才出現DNA。除了上面的「蛋雞悖論」和「RNA World」假說可以作為佐證之外，從純化學角度考慮也是如此：1）RNA分子比較簡單，只有一條鏈，DNA分子卻很復雜，有兩條鏈，按照進化規律，簡單的分子總是最先出現；2）RNA分子中核糖的C2位上有羥基，較之DNA分子上的脫氧核糖，前者的化學性質很活潑，從而使得RNA鏈不穩定，按照從不穩定向更穩定的進化方向，也是RNA先出現才對。

事實上，Forterre的假說還是有一定合理性，今天的RNA干擾技術無疑就是對該假說的絕佳證明。但讓人存在一些疑問：1）以RNA為基因組的類細胞系統存不存在？2）該假說為RNA向DNA的變遷提供了外來動力（抵抗宿主的降解），其內在機制又是什麼？也就是說為什麼單鏈的RNA變成了雙鏈的DNA？3）RNA是如何實現向DNA的轉變的呢？

對於第一個疑問的答案我們不得而知。對於第二點，一方面我們可以認為是前面提到的DNA分子的相對穩定性讓大自然選擇了它而擯棄了RNA，另一方面我們可以用加州Scripps研究所的Beier等人的實驗結果來解釋，他們在合成實驗的基礎上發現，RNA之所以在現在的生物體內以部分雙鏈的形式存在，自然界之所以選擇了RNA的雙螺旋結構，是因為其兼具高的鍵合強度和好的柔韌性，這樣可以更好的履行生命的職責（Science,1999,83:699）。而一旦RNA分子中的核糖被更穩定的脫氧核糖所取代，其自然會朝著雙鏈DNA的方向進化，這是由化學內在機制決定的。

至於以RNA為遺傳物質的早期生命如何將攜帶遺傳信息的能力傳給目前的DNA及將催化等功能移轉給蛋白質等問題也一直缺乏有說服力的證據。特別是在功能方面，由於這取決於三維空間的排列方式，功能並無法如遺傳信息般，可經由配對（base-pairing）方式有效實現DNA→RNA尤其是RNA→DNA（部分病毒內）那樣的線性方式傳遞，造成生物分子間的功能傳遞機制始終不明。2006年，美國Scripps研究院的Gerald F. Joyce等人首先在R3C RNA（由57個核酸所組成的核酶）的基礎上先合成相對應的DNA序列，當然這一合成的DNA序列並不具任何催化活性。然後通過體外活體進化技術（a process of accelerated in vitro evolution），研究人員成功地在試管中發現了一段具有和原始的核酶活性相當的DNA序列，這證明了以核酸為基礎的遺傳信息系統之間除了遺傳信息可通過線性的方式傳遞，在一定次數的突變基礎上，功能也可以同樣的方式在兩系統之間進行（Chemistry & Biology,2006,13:329）。第三個疑問也被解決了。

關於Gerald F. Joyce，這里再多說幾句。他1978年畢業於美國芝加哥大學，1984年在UCSD獲得博士學位，1985-1988年在Salk研究院做博後，1989起任Scripps研究院分子生物學系教授，研究領域包括RNA生物化學及通過體外進化技術開發新型RNA和DNA聚合酶。他對早期生命化學比較感興趣，認為核酸是基因分子，其可以在試管中被擴大和突變。利用核酸作為催化劑和基因分子的雙重性質，他的實驗室設計發明了體外RNA分子直接進化技術，在試管中進化核酸聚合酶的速度最高可達到每天一百代，大大快於自然界速度。他們利用這種體外進化系統探索RNA的催化潛力，重點研究那些對自身有催化復制能力的RNA聚合酶。利用這種人工進化系統及選擇和突變理論，Jocye揭示了新型RNA聚合酶可能在早期生命形成過程中扮演重要角色，向我們展示了從無生命的化學物質如何進化為生命體的過程。正是由於在該領域的傑出貢獻，他於2005年獲國際生命起源協會最高獎Urey獎。

Science上幾篇用於RNA World及生命起源解釋的研究論文

核糖體是將所有的生命中的遺傳信息翻譯成蛋白質的分子工廠，首次得到的原子解析度的一個大的核糖體子單位(ribosomal subunit)的結構圖展示了一些出人意料的細節，增強了對地球上生命起源的「RNA世界」模型的支持。

Yale大學長期從事核糖體研究的科學家Peter B. Moore和Thomas A. Steitz以及他們的同事們報告了來自嗜鹽細菌Haloarcula marismortui上的一個大的核糖體亞單位的解析度為2.4埃的完整的原子結構。這一亞單位包括兩個核糖體RNA(rRNA)分子和31個蛋白質。這些研究人員發現rRNA域(domain)象核糖體中的3維拼圖玩具的組成部分那樣互瑣，從而構成一個單一的實體。伴隨的球狀蛋白質在核糖體外部圍繞著rRNA，有些蛋白質的奇形怪狀的延伸進入到核糖體的實體中。但核糖體上的活性部位(active sites)—那些催化蛋白肽鏈形成的地方—只包括rRNA。核糖體蛋白質本身似乎不參與將遺傳信息變成蛋白質的反應，它們的作用也許類似於粘土或砂漿，將關鍵的rRNA「磚」粘在一起。

這篇長達16頁的工作以article的形式發表在Science上（2000,289:905-920）。另外，在作為姊妹篇同時發表的第二篇文章中（Science,289:920-930），他們指出，上述結構意味著核糖體實際上是一種核酶，既一個可以催化自身化學反應的RNA分子。這個大的核糖體子單位包括了一個從它和一個小的核糖體子單位的接觸點到它後面的隧道(tunnel)，這個隧道是核糖體工廠「裝配線」的主要出口，在更多的氨基酸被加上去後，它將多肽鏈不斷地送出。在隧道的入口處一個深的裂縫的底部是肽鏈形成的活性部位，研究人員在這里仔細觀察了這個全RNA域的催化性能。

這些核糖體上的部位是從哪裡、怎樣獲得催化能力的？在同一期上Science上還刊載了同在Yale大學分子生物物理與生物化學系工作的Gregory W. Muth的一篇文章（Science,289:947），根據嗜鹽細菌的研究者Gregory W. Muth及其同事對大腸桿菌(E. Coli)核糖體的活性部位的相應工作，rRNA上一個似乎所有活著的物種都保留下來的位置上的單一核苷酸鹼基，具有正合適的酸鹼性質從而能做肽鍵形成的質子的供體和受體。這些核糖體中RNA的獨立和主角的作用可能進一步支持了地球上的生命起源於RNA的觀點，因為RNA是一個即能存儲遺傳信息又能催化反應來繁殖其它分子的分子。

針對上述3項結果，最早發現ribozyme的Thomas R. Cech發表了他的perspective，討論了這些發現以及RNA世界的可能性（Science,289:879）。
說了這么多，也該回到開篇提到的有關「核糖開關」的文章了。一些細菌能夠四處「游動」，變形成新的形態，有時甚至變為劇毒性的，而所有這一切並不需要DNA的參與。鑒於RNA功能多樣性的諸多發現，人們很自然會想到是它在作祟。那麼，RNA是如何調節基因的呢？ Ronald Breaker（又是Yale大學的，不過隸屬Howard Hughes醫學研究所）和同事發現，僅有兩個核苷組成的名為cyclic di-GMP的RNA分子能夠激活一個更大的RNA結構——核糖開關（riboswitch）。核糖開關能夠調控大量的生物活性，它們位於信使RNA的單鏈上並傳輸DNA的遺傳指令，能夠獨立決定該激活細胞里的哪些基因，而這曾被認為是蛋白質獨有的能力。Breaker實驗室已經用化學方法製造出了核糖開關。而自2002年以來，已經發現了大約20種天然的核糖開關，其中大部分都藏在DNA的非基因編碼區。此次研究有助解釋與生命起源有關的問題。也就是說，數十億年前，包含RNA的單鏈核苷可能是生命的最初形式，執行了目前由蛋白質完成的一些復雜的細胞功能。Breaker認為，核糖開關在細菌中高度保存，表明了它們的重要性和古老血統（Science,2008,321:411）。

再說RNA World假說

在生命起源中，RNA先發生的學說能夠被科學界更多的學者所接受，得益於上述關於RNA功能多樣性的發現。但是要想真正地證明RNA是最早發生的遺傳物質，還存在很多的問題，最大的問題是，要想在模擬原始的條件下合成RNA非常困難。Joyce也認為這是「RNA World」假說中最薄弱的環節（Science,1989,246:1248）

前生物合成實驗表明，在原始地球上，當諸如水蒸氣、CO2和N2等氣體分子遇上閃電或太陽紫外線照射時，可以生成大量氫氰酸和甲醛等，它們進一步反應則得到鹼基。但是，進化沒有明顯的理由從大量同分異構體和結構類似的產物中選擇這些鹼基、還有核糖，而且還能形成指定的結合方式和完美的序列結構。

這甚至讓人懷疑是一隻「上帝之手」在秘密操控著這一切。1974年的諾貝爾生理醫學獎獲得者Christian de Duve即認為「RNA World」太復雜很不可思議。在其1991年所著的Blueprint for a Cell一書中，de Duve提出了一個更古老的思想：生命起源於某種原始的新陳代謝。他認為早期地球上隨意發生的化學反應可能已經產生出大量的多肽，它的周圍存在許多其它有機分子；許多這樣的化合物具有天然的催化性，它們一旦形成，能選擇性地控制原始化學反應；於是某些物質的濃度會優先增加，然後依次開始催化更進一步的反應；眾多的使催化劑和反應產物相互聯系的網路將減少副反應，從而提供一種非遺傳的自然選擇模式，而這些被選出的催化劑正式今天生物體內一些酶的原始祖先。de Duve的這一系統假說實際上跟我前面博文中提到的不對稱自催化以及Wachtershauser的化學自養學說是一致的，後兩者甚至可以說是給de Duve的「細胞藍圖」假說提供了實驗證據。然而，de Duve自己也承認，在實驗室中關鍵步驟一個也沒被證明。

❻ 生物大分子多樣性形成的原因

生物大分子(biomacromolecule)與低相對分子量的生物有機化合物相比，高相對分子量的有機化合物具有更高級的物質群 。它們是由低相對分子量的有機化合物經過聚合而成的多分子體系。生物大分子大多數是由簡單的組成結構聚合而成的，蛋白質的組成單位是氨基酸，核酸的組成單位是核苷酸……像氨基酸、脂肪酸等都叫做生物單分子，是與生命有著密切關系的物質，它們是構成大分子的基本物質。從化學結構而言，蛋白質是由α-L-氨基酸脫水縮合而成的，核酸是由嘌呤和嘧啶鹼基，與糖D-核糖或2-脫氧-D-核糖）、磷酸脫水縮合而成，多糖是由單糖脫水縮合而成。由此可知，由低相對分子量的生物有機化合物變為高相對分子量的生物有機化合物的化學反應都是脫水縮合反應。指的是作為生物體內主要活性成分的各種分子量達到上萬或更多的有機分子。高相對分子量的生物有機化合物（生物大分子）主要是指蛋白質、核酸以及高相對分子量的碳氫化合物。常見的生物大分子包括蛋白質、核酸、多糖。這個定義只是概念性的，與生物大分子對立的是小分子物質（二氧化碳、甲烷等）和無機物質。
實際上生物大分子的特點在於其表現出的各種生物活性和在生物新陳代謝中的作用。生物大分子是構成生命的基礎物質。比如：某些多肽和某些脂類物質的分子量並未達到驚人的地步，但其在生命過程中同樣表現出了重要的生理活性。與一般的生物大分子並無二致。

生物多樣英文為biodiversity 或biological diversity）是一個描述自然界多樣性程度的一個內容廣泛的概念。對於生物多樣性，不同的學者所下的定義是不同的。例如oNorse et al.(1986）認為，生物多樣性體現在多個層次上。而Wilson等人認為， 生物多樣性就是生命形式的多樣性（"The diversity of life"） (Wilson & Peter,1988; Wilson,1992）。孫儒泳(2001）認為，生物多樣性一般是指"地球上生命的所有變異"。在《保護生物學》一書中，蔣志剛等（1997）給生物多樣性所下的定義為："生物多樣性是生物及其環境形成的生態復合體以及與此相關的各種生態過程的綜合，包括動物、植物、微生物和它們所擁有的基因以及它們與其生存環境形成的復雜的生態系統"。[1]
組成編輯
通常包括遺傳多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性三個組成部分。[2]
遺傳多樣性
遺傳多樣性是生物多樣性的重要組成部分。廣義的遺傳多樣性是指地球上生物所攜帶的各種遺傳信息的總和。這些遺傳信息儲存在生物個體的基因之中。因此，遺傳多樣性也就是生物的遺傳基因的多樣性。任何一個物種或一個生物個體都保存著大量的遺傳基因，因此，可被看作是一個基因庫（Gene pool）。一個物種所包含的基因越豐富，它對環境的適應能力越強。基因的多樣性是生命進化和物種分化的基礎。
狹義的遺傳多樣性主要是指生物種內基因的變化，包括種內顯著不同的種群之間以及同一種群內的遺傳變異（世界資源研究所，1992）。此外，遺傳多樣性可以表現在多個層次上，如分子、細胞、個體等。在自然界中，對於絕大多數有性生殖的物種而言，種群內的個體之間往往沒有完全一致的基因型，而種群就是由這些具有不同遺傳結構的多個個體組成的。
在生物的長期演化過程中，遺傳物質的改變（或突變）是產生遺傳多樣性的根本原因。遺傳物質的突變主要有兩種類型，即染色體數目和結構的變化以及基因位點內部核苷酸的變化。前者稱為染色體的畸變，後者稱為基因突變（或點突變）。此外，基因重組也可以導致生物產生遺傳變異。[2]
物種多樣性
這是生物多樣性的核心。物種（species）是生物分類的基本單位。對於什麼是物種一直是分類學家和系統進化學家所討論的問題。邁爾(1953）認為：物種是能夠（或可能）相互配育的、擁有自然種群的類群，這些類群與其他類群存在著生殖隔離。中國學者陳世驤(1978）所下的定義為：物種是繁殖單元，由又連續又間斷的居群組成；物種是進化的單元，是生物系統線上的基本環節，是分類的基本單元。在分類學上，確定一個物種必須同時考慮形態的、地理的、遺傳學的特徵。也就是說，作為一個物種必須同時具備如下條件：①具有相對穩定的而一致的形態學特徵，以便與其他物種相區別； ②以種群的形式生活在一定的空間內，占據著一定的地理分布區，並在該區域內生存和繁衍後代； ③每個物種具有特定的遺傳基因庫，同種的不同個體之間可以互相配對和繁殖後代，不同種的個體之間存在著生殖隔離，不能配育或即使雜交也不同產生有繁殖能力的後代。
物種多樣性是指地球上動物、植物、微生物等生物種類的豐富程度。物種多樣性包括兩個方面，其一是指一定區域內的物種豐富程度，可稱為區域物種多樣性；其二是指生態學方面的物種分布的均勻程度，可稱為生態多樣性或群落物種多樣性（蔣志剛等，1997）。物種多樣性是衡量一定地區生物資源豐富程度的一個客觀指標。
在闡述一個國家或地區生物多樣性豐富程度時，最常用的指標是區域物種多樣性。區域物種多樣性的測量有以下三個指標：①物種總數，即特定區域內所擁有的特定類群的物種數目 ；②物種密度，指單位面積內的特定類群的物種數目； ③特有種比例，指在一定區域內某個特定類群特有種占該地區物種總數的比例。[2]
生態系統多樣性
生態系統是各種生物與其周圍環境所構成的自然綜合體。所有的物種都是生態系統的組成部分。在生態系統之中，不僅各個物種之間相互依賴，彼此制約，而且生物與其周圍的各種環境因子也是相互作用的。從結構上看，生態系統主要由生產者、消費者、分解者所構成。生態系統的功能是對地球上的各種化學元素進行循環和維持能量在各組分之間的正常流動。生態系統的多樣性主要是指地球上生態系統組成、功能的多樣性以及各種生態過程的多樣性，包括生境的多樣性、生物群落和生態過程的多樣化等多個方面。其中，生境的多樣性是生態系統多樣性形成的基礎，生物群落的多樣化可以反映生態系統類型的多樣性。
近年來，有些學者還提出了景觀多樣性（landscape diversity），作為生物多樣性的第四個層次。景觀是一種大尺度的空間，是由一些相互作用的景觀要素組成的具有高度空間異質性的區域。景觀要素是組成景觀的基本單元，相當於一個生態系統。景觀多樣性是指由不同類型的景觀要素或生態系統構成的景觀在空間結構、功能機制和時間動態方面的多樣化程度。遺傳傳多樣性是物種多樣性和生態系統多樣性的基礎（施立明等1993 葛頌等1994），或者說遺傳多樣性是生物多樣性的內在形式。物種多樣性是是構成生態系統多樣性的基本單元。因此，生態系統多樣性離不開物種的多樣性，也離不開不同物種所具有的遺傳多樣性。[2]
概念提出編輯
20世紀以來，隨著世界人口的持續增長和人類活動范圍與強度的
森林生態系統
森林生態系統
不斷增加，人類社會遭遇到一系列前所未有的環境問題，面臨著人口、資源、環境、糧食和能源等5大危機。這些問題的解決都與生態環境的保護以及自然資源的合理利用密切相關。
第二次世界大戰以後，國際社會在發展經濟的同時更加關注生物資源的保護問題，並且在拯救珍稀瀕危物
森林生態系統2
森林生態系統2
種、防止自然資源的過度利用等方面開展了很多工作。1948年，由聯合國和法國政府創建了世界自然保護聯盟（IUCN）。1961年世界野生生物基金會建立。1971年，由聯合國教科文組織提出了著名的"人與生物圈計劃"。1980年由IUCN等國際自然保護組織編制完成的《世界自然保護大綱》正式頒布，該大綱提出了要把自然資源的有效保護與資源的合理利用有機地結合起來的觀點，對促進世界各國加強生登記費物資源的保護工作起到了極大的推動作用。
海洋生態系統
海洋生態系統
20世紀80年代以後，人們在開展自然保護的實踐中逐漸認識到，自然界中各個物種之間、生物與周圍環境之間都存在著十分密切的聯系，因此自然保護僅僅著眼於對物種本身進行保護是遠遠不夠的，往往也是難於取得理
城市生態系統
城市生態系統
想的效果的。要拯救珍稀瀕危物種，不僅要對所涉及的物種的野生種群進行重點保護，而且還要保護好它們的棲息地。或者說，需要對物種所在的整個生態系統進行有效的保護。在這樣的背景下，生物多樣性的概念便應運而生了。

無限多的生物大分子是由有限種類的小分子通過不同的排列組合形成的.（正如0——9可以組合成無窮多個數字一樣.）
生物大分子的多樣性主要是蛋白質和核酸的多樣性.為什麼牛肉和羊肉的味道不同?為什麼魚的肌肉是白色而不是紅色的?這都與蛋白質和核酸的多樣性有直接的關系.