国际生物大分子

❶ 国际生物大分子期刊是几区

国际生物大分子期刊是SCI二区的期刊。

生物大分子是指生物体细胞内存在的蛋白质、核酸、多糖等大分子。每个生物大分子内有几千到几十万个原子，分子量从几万到几百万以上。

生物大分子的结构很复杂,但其基本的结构单元并不复杂。蛋白质分子是由氨基酸分子以一定的顺序排列成的长链。

氨基酸分子是大部分生命物质的组成材料,不同的氨基酸分子有好几十种。生物体内的绝大多数酶就属于蛋白质，是生物体维持正常代谢功能所不可缺少的。

美国《科学引文索引》(Science Citation Index, 简称 SCI )于1957 年由美国科学信息研究所(Institute for Scientific Information, 简称 ISI)在美国费城创办。

是由美国科学信息研究所(ISI)1961年创办出版的引文数据库。SCI(科学引文索引)、EI(工程索引 )、ISTP(科技会议录索引) 是世界著名的三大科技文献检索系统。

是国际公认的进行科学统计与科学评价的主要检索工具，其中以SCI最为重要，创办人为尤金·加菲尔德(Eugene Garfield, September 16,1925~ February 26，2017)。

❷ 国际大分子杂志影响因子

6.883
《国际生物大分子杂志》是研究所有天然大分子的化学和生物学方面的公认国际期刊。它介绍了有关蛋白质，大分子碳水化合物，糖蛋白，蛋白聚糖，木质素，生物多酸和核酸的分子结构和性质的最新研究成果。这些发现必须是新的和新颖的，而不是重复早期或类似的出版工作。范围包括生物活性和相互作用，分子缔合，化学和生物修饰以及功能特性。还欢迎有关模型系统，结构构象研究，理论发展和新的分析技术的论文。
影响因子（英文：Impact factor 缩写：IF，影响因素、冲击指数）是美国科学信息研究所（ISI）的期刊引证报告（JCR）中的一项数据，指的是某一期刊的文章在特定年份或时期被引用的频率。它是国际上通用的期刊评价指标，不仅是一种测度期刊有用性和显示度的指标，而且也是测度期刊的学术水平，乃至论文质量的重要指标。

❸ 为什么pcr技术可以获得诺贝尔奖

再加上国内局势的影响，是世界上首次完全由人工化学合成具有生物活性的生物大分子，因为PCR技术的关键——耐高温DNA聚合酶是由中国人发现的，有划时代的意义，其专利权也是备受争议，这件事就渐渐被埋没了。但是。
后来有PCR技术获得诺贝尔奖，也不承认中国的科学成就，当时的中国在国际上地位不高，很多国家都很排斥中国中国在1965年人工合成了具有生物活性的牛胰岛素晶体

❹ 生态学与生物学有什么区别

生态学
生态学（Ecology）是研究生物与环境，及生物与生物之间相互关系的生物学分支学科。

生物的生存、活动、繁殖需要一定的空间、物质与能量。生物在长期进化过程中，逐渐形成对周围环境某些物理条件和化学成分，如空气、光照、水分、热量和无机盐类等的特殊需要。各种生物所需要的物质、能量以及它们所适应的理化条件是不同的，这种特性称为物种的生态特性。

任何生物的生存都不是孤立的：同种个体之间有互助有竞争；植物、动物、微生物之间也存在复杂的相生相克关系。人类为满足自身的需要，不断改造环境，环境反过来又影响人类。

随着人类活动范围的扩大与多样化，人类与环境的关系问题越来越突出。因此近代生态学研究的范围，除生物个体、种群和生物群落外，已扩大到包括人类社会在内的多种类型生态系统的复合系统。人类面临的人口、资源。环境等几大问题都是生态学的研究内容。

生态学的渊源

“生态学”一词是德国生物学家海克尔1869年提出的。海克尔在其动物学著作中定义生态学是：研究动物与其有机及无机环境之间相互关系的科学，特别是动物与其他生物之间的有益和有害关系。

其后，有些博物学家认为生态学与普通博物学不同，具有定量的和动态的特点，他们把生态学视为博物学的理论科学；持生理学观点的生态学家认为生态学是普通生理学的分支，它与一般器官系统生理学不同，侧重在整体水平上探讨生命过程与环境条件的关系；从事植物群落和动物行为工作的学者分别把生态学理解为生物群落的科学和环境条件影响下的动物行为科学；侧重进化观点的学者则把生态学解释为研究环境与生物进化关系的科学。

后来，在生态学定义中又增加了生态系统的观点，把生物与环境的关系归纳为物质流动及能量交换；20世纪70年代以来则进一步概括为物，质流、能量流及信息流。

生态学的发展大致可分为萌芽期、形成期和发展期三个阶段。

萌芽期 古人在长期的农牧渔猫生产中积累了朴素的生态学知识，诸如作物生长与季节气候及土壤水分的关系、常见动物的物候习性等。如公元前4世纪希腊学者亚里士多德曾粗略描述动物的不同类型的栖居地，还按动物活动的环境类型将其分为陆栖和水栖两类，按其食性分为肉食、草食、杂食和特殊食性等类。

亚里士多德的学生、公元前三世纪的雅典学派首领赛奥夫拉斯图斯在其植物地理学著作中已提出类似今日植物群落的概念。公元前后出现的介绍农牧渔猎知识的专著，如古罗马公元1世纪老普林尼的《博物志》、6世纪中国农学家贾思勰的《齐民要求》等均记述了素朴的生态学观点。

形成期 大约从15世纪到20世纪40年代。

15世纪以后，许多科学家通过科学考察积累了不少宏观生态学资料。19世纪初叶，现代生态学的轮廓开始出现。如雷奥米尔的6卷昆虫学著作中就有许多昆虫生态学方面的记述。瑞典博物学家林奈首先把物候学、生态学和地理学观点结合起来，综合描述外界环境条件对动物和植物的影响。法国博物学家布丰强调生物变异基于环境的影响。德国植物地理学家人洪堡)创造性地结合气候与地理因子的影响来描述物种的分布规律。

19世纪，生态学进一步发展。这一方面是由于农牧业的发展促使人们开展了环境因子对作物和家畜生理影响的实验研究。例如，在这一时期中确定了五摄氏度为一般植物的发育起点温度，绘制了动物的温度发育曲线，提出了用光照时间与平均温度的乘积作为比较光化作用的“光时度”指标以及植物营养的最低量律和光谱结构对于动植物发育的效应等。

另一方面，马尔萨斯于1798年发表的《人口论》一书造成了广泛的影响。费尔许尔斯特1833年以其著名的逻辑斯谛曲线描述人口增长速度与人口密度的关系，把数学分析方法引入生态学。19世纪后期开展的对植物群落的定量描述也已经以统计学原理为基础。1851年达尔文在《物种起源》一书中提出自然选择学说，强调生物进化是生物与环境交互作用的产物，引起了人们对生物与环境的相互关系的重视，更促进了生态学的发展。

19世纪中叶到20世纪初叶，人类所关心的农业、渔猫和直接与人类健康有关的环境卫生等问题，推动了农业生态学、野生动物种群生态学和媒介昆虫传病行为的研究。由于当时组织的远洋考察中都重视了对生物资源的调查，从而也丰富了水生生物学和水域生态学的内容。

到20世纪30年代，已有不少生态学著作和教科书阐述了一些生态学的基本概念和论点，如食物链、生态位、生物量、生态系统等。至此，生态学已基本成为具有特定研究对象、研究方法和理论体系的独立学科。

发展期 20世纪50年代以来，生态学吸收了数学、物理、化学工程技术科学的研究成果，向精确定量方向前进并形成了自己的理论体系：

数理化方法、精密灵敏的仪器和电了计算机的应用，使生态学工作者有可能更广泛、深入地探索生物与环境之间相互作用的物质基础，对复杂的生态现象进行定量分析；整体概念的发展，产生出系统生态学等若干新分支，初步建立了生态学理论体系。

由于世界上的生态系统大都受人类活动的影响，社会经济生产系统与生态系统相互交织，实际形成了庞大的复合系统。随着社会经济和现代工业化的高速度发展，自然资源、人口、粮食和环境等一系列影响社会生产和生活的问题日益突出。

为了寻找解决这些问题的科学依据和有效措施，国际生物科学联合会(IUBS)制定了“国际生物计划”(IBP)，对陆地和水域生物群系进行生态学研究。1972年联合国教科文组织等继IBP之后，设立了人与生物圈(MAB)国际组织，制定“人与生物圈”规划，组织各参加国开展森林、草原。海洋、湖泊等生态系统与人类活动关系以及农业、城市、污染等有关的科学研究。许多国家都设立了生态学和环境科学的研究机构。

和许多自然科学一样，生态学的发展趋势是：由定性研究趋向定量研究，由静态描述趋向动态分析；逐渐向多层次的综合研究发展；与其他某些学科的交叉研究日益显著。

由人类活动对环境的影响来看，生态学是自然科学与社会科学的交汇点；在方法学方面，研究环境因素的作用机制高不开生理学方法，离不开物理学和化学技术，而且群体调查和系统分析更高不开数学的方法和技术；在理论方面，生态系统的代谢和自稳态等概念基本是引自生理学，而由物质流、能量流和信息流的角度来研究生物与环境的相互作用则可说是由物理学、化学、生理学、生态学和社会经济学等共同发展出的研究体系。

生态学的基本内容

按所研究的生物类别分，有微生物生态学、植物生态学、动物生态学、人类生态学等；还可细分，如昆虫生态学、鱼类生态学等。

按生物系统的结构层次分，有个体生态学、种群生态学、群落生态学生态系统生态学等。

按生物栖居的环境类别分，有陆地生态学和水域生态学；前者又可分为森林生态学、草原生态学、荒漠生态学等，后者可分为海洋生态学、湖沼生态学、河流生态学等；还有更细的划分，如植物根际生态学、肠道生态学等。

生态学与非生命科学相结合的，有数学生态学、化学生态学、物理生态学、地理生态学、经济生态学等；与生命科学其他分支相结合的有生理生态学、行为生态学、遗传生态学、进化生态学古生态学等。

应用性分支学科有：农业生态学、医学生态学、工业资源生态学、环境保护生态学、城市生态学等。

生态学的一般规律大致可从种群、群落、生态系统和人与环境的关系四个方面说明。

在环境无明显变化的条件下，种群数量有保持稳定的趋势。一个种群所栖环境的空间和资源是有限的，只能承载一定数量的生物，承载量接近饱和时，如果种群数量(密度)再增加，增长率则会下降乃至出现负值，使种群数量减少；而当种群数量(密度)减少到一定限度时，增长率会再度上升，最终使种群数量达到该环境允许的稳定水平。对种群自然调节规律的研究可以指导生产实践。例如，制定合理的渔业捕捞量和林业采伐量，可保证在不伤及生物资源再生能力的前提下取得最佳产量。

一个生物群落中的任何物种都与其他物种存在着相互依赖和相互制约的关系。常见的有：

食物链，居于相邻环节的两物种的数量比例有保持相对稳定的趋势。如捕食者的生存依赖于被捕食者，其数量也受被捕食者的制约；而被捕食者的生存和数量也同样受捕食者的制约。两者间的数量保持相对稳定；

竞争，物种间常因利用同一资源而发生竞争：如植物间争光、争空间、争水、争土壤养分；动物间争食物、争栖居地等。在长期进化中、竞争促进了物种的生态特性的分化，结果使竞争关系得到缓和，并使生物群落产生出一定的结构。例如森林中既有高大喜阳的乔木，又有矮小耐阴的灌木，各得其所；林中动物或有昼出夜出之分，或有食性差异，互不相扰；

互利共生。如地衣中菌藻相依为生，大型草食动物依赖胃肠道中寄生的微生物帮助消化，以及蚁和蚜虫的共生关系等，都表现了物种间的相互依赖的关系。以上几种关系使生物群落表现出复杂而稳定的结构，即生态平衡，平衡的破坏常可能导致某种生物资源的永久性丧失。

生态系统的代谢功能就是保持生命所需的物质不断地循环再生。阳光提供的能量驱动着物质在生态系统中不停地循环流动，既包括环境中的物质循环、生物间的营养传递和生物与环境间的物质交换，也包括生命物质的合成与分解等物质形式的转换。

物质循环的正常运行，要求一定的生态系统结构。随着生物的进化和扩散，环境中大量无机物质被合成为生命物质形成了广袤的森林、草原以及生息其中的飞禽走兽。一般说，发展中的生物群落的物质代谢是进多出少，而当群落成熟后代谢趋于平衡，进出大致相当。

人们在改造自然的过程中须注意到物质代谢的规律。一方面，在生产中只能因势利导，合理开发生物资源，而不可只顾一时，竭泽而渔。目前世界上已有大面积农田因肥力减退未得到及时补偿而减产。另一方面，还应控制环境污染，由于大量有毒的工业废物进入环境，超越了生态系统和生物圈的降解和自净能力，因而造成毒物积累，损害了人类与其他生物的生活环境。

生物进化就是生物与环境交互作用的产物。生物在生活过程中不断地由环境输入并向其输出物质，而被生物改变的物质环境反过来又影响或选择生物，二者总是朝着相互适应的协同方向发展，即通常所说的正常的自然演替。随着人类活动领域的扩展，对环境的影响也越加明显。

在改造自然的话动中，人类自觉或不自觉地做了不少违背自然规律的事，损害了自身利益。如对某些自然资源的长期滥伐、滥捕、滥采造成资源短缺和枯竭，从而不能满足人类自身需要；大量的工业污染直接危害人类自身健康等，这些都是人与环境交互作用的结果，是大自然受破坏后所产生的一种反作用。

生态学（ecology）是研究生物与周围环境和无机环境相互关系及机理的科学

生物学
生物学是研究生物各个层次的种类、结构、功能、行为、发育和起源进化以及生物与周围环境的关系的科学。人也是生物的一种，也是生物学的研究对象。

20世纪40年代以来，生物学吸收了数学、物理学和化学的成就，逐渐发展成一门精确的、定量的、深入到分子层次的科学。

人们已经认识的生命是物质的一种运动状态。生命的基本单位是细胞，它是由蛋白质、核酸、脂类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。

生命有许多无生命物质所不具备的特性。比如：生命能够在常温常压下合成多种有机化合物；能够以远远超出机器的效率来利用环境中的物质和制造体内的各种物质；能以极高的效率储存信息和传递信息；具有自我调节功能和自我复制能力；以不可逆的方式进行着个体发育和物种的演化等等。揭示生命过程中的机制具有巨大的理论和实践意义。

❺ 为什么说RNA最可能是生命进化早期遗传信息的载体和具有催化功能的生物大分子

长期以来，人们总以为只有核酸才是遗传物质，所以应该先有DNA；但其实和核酸一样，蛋白质的分子结构十分规则，而且也有螺旋结构。科学家长期研究后发现，蛋白质完全具备遗传物质的条件，能够贮藏、复制和传递生命信息。尤其是近年来生物学家发现，疯牛病、疯羊病的病原体是朊病毒，而朊病毒的本质就是蛋白质，可以自我复制。这无疑表明蛋白质也可以作为遗传物质。

RNA World假说的提出

针对上述悖论问题，争论一直不休，直到上世纪80年代两个著名的实验导致了一种新的假说被提出。

1982年，Colorado大学化学系T.R. Cech实验室在研究单细胞原生动物喜温四膜虫（Tetrahymena thermophila）时发现, 刚转录出来的“前体核糖核酸（rRNA）”，在一定条件下能够自发地催化其切割和剪接反应, 它切除一段核苷酸链, 再将切头两端连接形成成熟的rRNA分子, 从而导致自身长度的缩短。在此反应后会释放出一段由413个核苷酸组成的“插入序列（Intervening Sequence, IVS）”。这一过程显示RNA具有酶的催化功能，起催化作用的正是IVS，是前提rRNA中的自剪切内含子（Self-splicing intron）。然而, 成熟的RNA一旦形成，IVS的催化活性也随之丧失，因而自剪接内含子仍然不是一个真正意义上的催化剂和地道的酶。但它的的确确表现出了类似酶的功能，所以Cech等称之为“核酶（ribozyme）”。

此外，1978年，Yale大学的S.Altman在纯化大肠杆菌核糖核酸酶P（此酶是细菌和高等真核生物细胞内都有的一种tRNA处理酶，是RNA和蛋白质的复合体）时发现，其中一种RNA是细胞催化反应所必需的。1983年，他与N.R. Pace合作实验证明，在细胞环境里，核酸酶P为了在特定位点切开tRNA前体，既需要RNA也需要蛋白质。但是在试管里，RNA的亚单元单独就能在恰当的位点切开tRNA，而蛋白质却不行。第二年初，Altman利用一种重组DNA模板转录的核糖核酸酶的RNA亚单元去催化tRNA前提，发现能引起后者精确的突变。这项实验排除了复合体蛋白质污染的可能，从而清楚地证明RNA亚单元具有货真价实的催化功能。

后来，人们从不同生物中获得了数十种Ribozyme，有切割型的也有剪接型的，既能催化自身反应也能催化其它分子反应。此时，Ribozyme已被确认具有完全意义上的催化剂（酶）功能。Cech和Altman也因为此项极具轰动效应的发现分享了1989年的诺贝尔化学奖。

鉴于RNA既可以作为信息载体，又具有催化功能，换句话说就是既有DNA样作用又可以发挥蛋白质功能，人们自然会想到在生命起源之处最早出现的生物分子系统和遗传物质是RNA，而不是DNA或蛋白质。1986年，另一位因发明基因测序的诺贝尔奖获得者、Harvard大学的W.Gilbert在Nature（319:618）上正式撰文阐述这个话题，并首次提出了“RNA World”学说。

这一学说的中心是：在生命起源的早期阶段存在一个完全由RNA分子组成的分子系统，在这一体系中，系统的信息由RNA进行储存，一部分具有催化功能的RNA分子催化RNA自身信息的传递及RNA分子的自我复制；由于这一系统能够使信息得到储存及复制，所以这一系统能够生存并进化；最后，信息的储存由结构更加稳定的DNA分子代替，而催化功能由催化能力更强的蛋白质取代，从而形成了现代意义上的生命体系。随着一些新实验的验证和新现象的发现，“RNA World”假说在生物学领域内还是具有很高的影响力的，一般的著作甚至一些分子生物学教科书都把它作为确认的事实加以介绍。

其实这种思想实际上可以上溯到上世纪60年代。当时，美国Illinois大学的C. Woese、位于加州的Salk研究所的L. Orgel、以及发现DNA双螺旋结构的英国生物学家F. Crick都认为RNA是最早的生物本征分子，并且先后预言RNA可能具有催化功能。他们的这一认识是基于RNA在现有生物体内的普遍存在：我们知道在DNA的转录和翻译过程中，离不开信使RNA（mRNA）、核糖体RNA（rRNA）和转运RNA（tRNA）等3种RNA的参与，最后才有蛋白质的合成。此外，以RNA而不是DNA为遗传物质形式的病毒的发现，也表明这种设想的合理性和可能性。但当时由于未找到RNA催化的证据，这一想法沉睡多年，直到Cech和Altman的发现才公布于众。随后，RNA多功能研究才更多的走上了生物学家的实验台，反义RNA和RNA干扰技术（06年诺贝尔生理医学奖）的发现不能不说部分受益于此。

RNA催化的后期实验

随着RNA研究热潮的兴起，除了上面提到的Cech和Altman的工作之外，还有其它几项研究也是值得称道的。

1992年，美国生物学家Noller等用高浓度的蛋白酶K、强离子去污剂SDS以及苯酚等试剂处理大肠杆菌50S的大亚单位，去掉与23SrRNA结合的各种核糖体蛋白，结果发现得到的23SrRNA仍具有肽酰转移酶的活性，能催化肽链的合成；同时，Cech实验室也发现，氨基酸与tRNA间键的形成和断裂是由rRNA单独催化完成的；1995年，Colorado大学的M. Illangasekare等人研究发现，RNA（不是rRNA，也不需要氨酰tRNA合成酶）可以催化氨酰基的转移，且经过筛选，其反应速度至少增加105倍；同样是在1995年，Harvard大学的Szostak小组通过“试管内进化系统”发现了能够参与C-N键合成的Ribozyme（Nature,374:777）; 1998年，MIT的David Bartel小组的体外实验发现了一种能催化合成RNA的单体—嘧啶核苷酸 (Natuer,395:223)。他们的进一步研究还发现了一种核酶能够基于1条RNA模版合成第三条RNA。所以RNA能够基于1条RNA模版合成第三条RNA，也就是说，RNA能够复制RNA，使遗传信息得到传递，尽管所合成的第三条RNA的长度仅为14个核苷酸（Science,2001,292:1319）。

上述研究结果，都极大地丰富了RNA的化学内容，为RNA World学说提供了强有力的证据，表明早期生命活动可能主要是通过RNA的催化实现的。“RNA World”是生命出现早期的一个非常重要的时期，这一时期或许根本没有蛋白质和DNA的出现。

RNA World的另一个解释

前面曾提到病毒，这里就从病毒说起。病毒是非细胞形态的生命体，具有一个核酸分子(DNA或RNA) 与蛋白质外壳构成的核—衣壳结构。关于它的进化地位目前虽有争论。但引人注意的是以RNA为遗传物质的病毒，尤其是类病毒（仅由一个有感染性的RNA分子构成）的存在，是否也证明了RNA分子功能上的特殊性? 病毒是如何起源的？它与其它物种的起源有什么关系？如果单纯讨论病毒自身的进化,我们是否可以这样认为:先有类病毒,再演化为RNA 病毒,最终衍生为DNA 病毒？长期以来，这个问题一直困扰着进化生物学家。

长期以来有这样一种假说，该假说认为，病毒起源于细胞，病毒的基因来源于细胞基因，当细胞基因的小片段从细胞基因组上逃逸后，被蛋白包裹起来，就形成了病毒。当然，基于病毒的寄宿性，科学家有理由这样认为，因为病毒太简单了，离开了细胞他们就无法完成各种生命活动。

然而长期从事DNA复制机制研究的法国生物学家Patrick Forterre不这么认为，它在研究DNA复制中发现，病毒的DNA复制酶和复制机制不同于细菌以及真核生物。如果病毒起源于细胞，那么它和细胞DNA的复制应该是类似的。

与之相反，Forterre认为病毒处在物种进化的中心位置，并且其他物种的DNA都来自于病毒。他觉得RNA应该是最早的遗传信息的载体，在这期间形成了以RNA为基因组的类单细胞生物（被认为是除原核生物，真核生物，古核生物之外的第四种尚未发现的新物种）。由于RNA的不稳定，这些细胞的RNA极易形成小片段，这些小片段被蛋白质包裹起来，就形成了最初的病毒。这些病毒去侵染细胞，遭到细胞的抵抗，细胞产生出降解RNA的蛋白，来分解外来的RNA。这就是现在细胞降解外源RNA（RNAi）机制的起源。病毒也在进化，他们不断的修饰自己的基因组，使之由单链变成双链由RNA变成DNA，所以就更加稳定，抵御住了宿主的降解。然后这些病毒就在宿主内生活下去，由于DNA比RNA有更好的稳定性，所以就取代了宿主RNA，成为胞内唯一的遗传物质。所以，细胞DNA来源于病毒DNA，细胞核源于病毒。

这一假说遭到很多人的质疑，他们认为在DNA出现之前，不可能存在如此复杂的生命系统，所以Patrick Forterre假说的前体就不成立。不过Patrick Forterre说：这些人的说法和达尔文的进化论相悖，因为从RNA到DNA才体现出进化。

确实，从进化的角度似乎应该是先有RNA，后才出现DNA。除了上面的“蛋鸡悖论”和“RNA World”假说可以作为佐证之外，从纯化学角度考虑也是如此：1）RNA分子比较简单，只有一条链，DNA分子却很复杂，有两条链，按照进化规律，简单的分子总是最先出现；2）RNA分子中核糖的C2位上有羟基，较之DNA分子上的脱氧核糖，前者的化学性质很活泼，从而使得RNA链不稳定，按照从不稳定向更稳定的进化方向，也是RNA先出现才对。

事实上，Forterre的假说还是有一定合理性，今天的RNA干扰技术无疑就是对该假说的绝佳证明。但让人存在一些疑问：1）以RNA为基因组的类细胞系统存不存在？2）该假说为RNA向DNA的变迁提供了外来动力（抵抗宿主的降解），其内在机制又是什么？也就是说为什么单链的RNA变成了双链的DNA？3）RNA是如何实现向DNA的转变的呢？

对于第一个疑问的答案我们不得而知。对于第二点，一方面我们可以认为是前面提到的DNA分子的相对稳定性让大自然选择了它而摈弃了RNA，另一方面我们可以用加州Scripps研究所的Beier等人的实验结果来解释，他们在合成实验的基础上发现，RNA之所以在现在的生物体内以部分双链的形式存在，自然界之所以选择了RNA的双螺旋结构，是因为其兼具高的键合强度和好的柔韧性，这样可以更好的履行生命的职责（Science,1999,83:699）。而一旦RNA分子中的核糖被更稳定的脱氧核糖所取代，其自然会朝着双链DNA的方向进化，这是由化学内在机制决定的。

至于以RNA为遗传物质的早期生命如何将携带遗传信息的能力传给目前的DNA及将催化等功能移转给蛋白质等问题也一直缺乏有说服力的证据。特别是在功能方面，由于这取决于三维空间的排列方式，功能并无法如遗传信息般，可经由配对（base-pairing）方式有效实现DNA→RNA尤其是RNA→DNA（部分病毒内）那样的线性方式传递，造成生物分子间的功能传递机制始终不明。2006年，美国Scripps研究院的Gerald F. Joyce等人首先在R3C RNA（由57个核酸所组成的核酶）的基础上先合成相对应的DNA序列，当然这一合成的DNA序列并不具任何催化活性。然后通过体外活体进化技术（a process of accelerated in vitro evolution），研究人员成功地在试管中发现了一段具有和原始的核酶活性相当的DNA序列，这证明了以核酸为基础的遗传信息系统之间除了遗传信息可通过线性的方式传递，在一定次数的突变基础上，功能也可以同样的方式在两系统之间进行（Chemistry & Biology,2006,13:329）。第三个疑问也被解决了。

关于Gerald F. Joyce，这里再多说几句。他1978年毕业于美国芝加哥大学，1984年在UCSD获得博士学位，1985-1988年在Salk研究院做博后，1989起任Scripps研究院分子生物学系教授，研究领域包括RNA生物化学及通过体外进化技术开发新型RNA和DNA聚合酶。他对早期生命化学比较感兴趣，认为核酸是基因分子，其可以在试管中被扩大和突变。利用核酸作为催化剂和基因分子的双重性质，他的实验室设计发明了体外RNA分子直接进化技术，在试管中进化核酸聚合酶的速度最高可达到每天一百代，大大快于自然界速度。他们利用这种体外进化系统探索RNA的催化潜力，重点研究那些对自身有催化复制能力的RNA聚合酶。利用这种人工进化系统及选择和突变理论，Jocye揭示了新型RNA聚合酶可能在早期生命形成过程中扮演重要角色，向我们展示了从无生命的化学物质如何进化为生命体的过程。正是由于在该领域的杰出贡献，他于2005年获国际生命起源协会最高奖Urey奖。

Science上几篇用于RNA World及生命起源解释的研究论文

核糖体是将所有的生命中的遗传信息翻译成蛋白质的分子工厂，首次得到的原子分辨率的一个大的核糖体子单位(ribosomal subunit)的结构图展示了一些出人意料的细节，增强了对地球上生命起源的“RNA世界”模型的支持。

Yale大学长期从事核糖体研究的科学家Peter B. Moore和Thomas A. Steitz以及他们的同事们报告了来自嗜盐细菌Haloarcula marismortui上的一个大的核糖体亚单位的分辨率为2.4埃的完整的原子结构。这一亚单位包括两个核糖体RNA(rRNA)分子和31个蛋白质。这些研究人员发现rRNA域(domain)象核糖体中的3维拼图玩具的组成部分那样互琐，从而构成一个单一的实体。伴随的球状蛋白质在核糖体外部围绕着rRNA，有些蛋白质的奇形怪状的延伸进入到核糖体的实体中。但核糖体上的活性部位(active sites)—那些催化蛋白肽链形成的地方—只包括rRNA。核糖体蛋白质本身似乎不参与将遗传信息变成蛋白质的反应，它们的作用也许类似于粘土或砂浆，将关键的rRNA“砖”粘在一起。

这篇长达16页的工作以article的形式发表在Science上（2000,289:905-920）。另外，在作为姊妹篇同时发表的第二篇文章中（Science,289:920-930），他们指出，上述结构意味着核糖体实际上是一种核酶，既一个可以催化自身化学反应的RNA分子。这个大的核糖体子单位包括了一个从它和一个小的核糖体子单位的接触点到它后面的隧道(tunnel)，这个隧道是核糖体工厂“装配线”的主要出口，在更多的氨基酸被加上去后，它将多肽链不断地送出。在隧道的入口处一个深的裂缝的底部是肽链形成的活性部位，研究人员在这里仔细观察了这个全RNA域的催化性能。

这些核糖体上的部位是从哪里、怎样获得催化能力的？在同一期上Science上还刊载了同在Yale大学分子生物物理与生物化学系工作的Gregory W. Muth的一篇文章（Science,289:947），根据嗜盐细菌的研究者Gregory W. Muth及其同事对大肠杆菌(E. Coli)核糖体的活性部位的相应工作，rRNA上一个似乎所有活着的物种都保留下来的位置上的单一核苷酸碱基，具有正合适的酸碱性质从而能做肽键形成的质子的供体和受体。这些核糖体中RNA的独立和主角的作用可能进一步支持了地球上的生命起源于RNA的观点，因为RNA是一个即能存储遗传信息又能催化反应来繁殖其它分子的分子。

针对上述3项结果，最早发现ribozyme的Thomas R. Cech发表了他的perspective，讨论了这些发现以及RNA世界的可能性（Science,289:879）。
说了这么多，也该回到开篇提到的有关“核糖开关”的文章了。一些细菌能够四处“游动”，变形成新的形态，有时甚至变为剧毒性的，而所有这一切并不需要DNA的参与。鉴于RNA功能多样性的诸多发现，人们很自然会想到是它在作祟。那么，RNA是如何调节基因的呢？ Ronald Breaker（又是Yale大学的，不过隶属Howard Hughes医学研究所）和同事发现，仅有两个核苷组成的名为cyclic di-GMP的RNA分子能够激活一个更大的RNA结构——核糖开关（riboswitch）。核糖开关能够调控大量的生物活性，它们位于信使RNA的单链上并传输DNA的遗传指令，能够独立决定该激活细胞里的哪些基因，而这曾被认为是蛋白质独有的能力。Breaker实验室已经用化学方法制造出了核糖开关。而自2002年以来，已经发现了大约20种天然的核糖开关，其中大部分都藏在DNA的非基因编码区。此次研究有助解释与生命起源有关的问题。也就是说，数十亿年前，包含RNA的单链核苷可能是生命的最初形式，执行了目前由蛋白质完成的一些复杂的细胞功能。Breaker认为，核糖开关在细菌中高度保存，表明了它们的重要性和古老血统（Science,2008,321:411）。

再说RNA World假说

在生命起源中，RNA先发生的学说能够被科学界更多的学者所接受，得益于上述关于RNA功能多样性的发现。但是要想真正地证明RNA是最早发生的遗传物质，还存在很多的问题，最大的问题是，要想在模拟原始的条件下合成RNA非常困难。Joyce也认为这是“RNA World”假说中最薄弱的环节（Science,1989,246:1248）

前生物合成实验表明，在原始地球上，当诸如水蒸气、CO2和N2等气体分子遇上闪电或太阳紫外线照射时，可以生成大量氢氰酸和甲醛等，它们进一步反应则得到碱基。但是，进化没有明显的理由从大量同分异构体和结构类似的产物中选择这些碱基、还有核糖，而且还能形成指定的结合方式和完美的序列结构。

这甚至让人怀疑是一只“上帝之手”在秘密操控着这一切。1974年的诺贝尔生理医学奖获得者Christian de Duve即认为“RNA World”太复杂很不可思议。在其1991年所著的Blueprint for a Cell一书中，de Duve提出了一个更古老的思想：生命起源于某种原始的新陈代谢。他认为早期地球上随意发生的化学反应可能已经产生出大量的多肽，它的周围存在许多其它有机分子；许多这样的化合物具有天然的催化性，它们一旦形成，能选择性地控制原始化学反应；于是某些物质的浓度会优先增加，然后依次开始催化更进一步的反应；众多的使催化剂和反应产物相互联系的网络将减少副反应，从而提供一种非遗传的自然选择模式，而这些被选出的催化剂正式今天生物体内一些酶的原始祖先。de Duve的这一系统假说实际上跟我前面博文中提到的不对称自催化以及Wachtershauser的化学自养学说是一致的，后两者甚至可以说是给de Duve的“细胞蓝图”假说提供了实验证据。然而，de Duve自己也承认，在实验室中关键步骤一个也没被证明。

❻ 生物大分子多样性形成的原因

生物大分子(biomacromolecule)与低相对分子量的生物有机化合物相比，高相对分子量的有机化合物具有更高级的物质群 。它们是由低相对分子量的有机化合物经过聚合而成的多分子体系。生物大分子大多数是由简单的组成结构聚合而成的，蛋白质的组成单位是氨基酸，核酸的组成单位是核苷酸……像氨基酸、脂肪酸等都叫做生物单分子，是与生命有着密切关系的物质，它们是构成大分子的基本物质。从化学结构而言，蛋白质是由α-L-氨基酸脱水缩合而成的，核酸是由嘌呤和嘧啶碱基，与糖D-核糖或2-脱氧-D-核糖）、磷酸脱水缩合而成，多糖是由单糖脱水缩合而成。由此可知，由低相对分子量的生物有机化合物变为高相对分子量的生物有机化合物的化学反应都是脱水缩合反应。指的是作为生物体内主要活性成分的各种分子量达到上万或更多的有机分子。高相对分子量的生物有机化合物（生物大分子）主要是指蛋白质、核酸以及高相对分子量的碳氢化合物。常见的生物大分子包括蛋白质、核酸、多糖。这个定义只是概念性的，与生物大分子对立的是小分子物质（二氧化碳、甲烷等）和无机物质。
实际上生物大分子的特点在于其表现出的各种生物活性和在生物新陈代谢中的作用。生物大分子是构成生命的基础物质。比如：某些多肽和某些脂类物质的分子量并未达到惊人的地步，但其在生命过程中同样表现出了重要的生理活性。与一般的生物大分子并无二致。

生物多样英文为biodiversity 或biological diversity）是一个描述自然界多样性程度的一个内容广泛的概念。对于生物多样性，不同的学者所下的定义是不同的。例如oNorse et al.(1986）认为，生物多样性体现在多个层次上。而Wilson等人认为， 生物多样性就是生命形式的多样性（"The diversity of life"） (Wilson & Peter,1988; Wilson,1992）。孙儒泳(2001）认为，生物多样性一般是指"地球上生命的所有变异"。在《保护生物学》一书中，蒋志刚等（1997）给生物多样性所下的定义为："生物多样性是生物及其环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的综合，包括动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂的生态系统"。[1]
组成编辑
通常包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个组成部分。[2]
遗传多样性
遗传多样性是生物多样性的重要组成部分。广义的遗传多样性是指地球上生物所携带的各种遗传信息的总和。这些遗传信息储存在生物个体的基因之中。因此，遗传多样性也就是生物的遗传基因的多样性。任何一个物种或一个生物个体都保存着大量的遗传基因，因此，可被看作是一个基因库（Gene pool）。一个物种所包含的基因越丰富，它对环境的适应能力越强。基因的多样性是生命进化和物种分化的基础。
狭义的遗传多样性主要是指生物种内基因的变化，包括种内显著不同的种群之间以及同一种群内的遗传变异（世界资源研究所，1992）。此外，遗传多样性可以表现在多个层次上，如分子、细胞、个体等。在自然界中，对于绝大多数有性生殖的物种而言，种群内的个体之间往往没有完全一致的基因型，而种群就是由这些具有不同遗传结构的多个个体组成的。
在生物的长期演化过程中，遗传物质的改变（或突变）是产生遗传多样性的根本原因。遗传物质的突变主要有两种类型，即染色体数目和结构的变化以及基因位点内部核苷酸的变化。前者称为染色体的畸变，后者称为基因突变（或点突变）。此外，基因重组也可以导致生物产生遗传变异。[2]
物种多样性
这是生物多样性的核心。物种（species）是生物分类的基本单位。对于什么是物种一直是分类学家和系统进化学家所讨论的问题。迈尔(1953）认为：物种是能够（或可能）相互配育的、拥有自然种群的类群，这些类群与其他类群存在着生殖隔离。中国学者陈世骧(1978）所下的定义为：物种是繁殖单元，由又连续又间断的居群组成；物种是进化的单元，是生物系统线上的基本环节，是分类的基本单元。在分类学上，确定一个物种必须同时考虑形态的、地理的、遗传学的特征。也就是说，作为一个物种必须同时具备如下条件：①具有相对稳定的而一致的形态学特征，以便与其他物种相区别； ②以种群的形式生活在一定的空间内，占据着一定的地理分布区，并在该区域内生存和繁衍后代； ③每个物种具有特定的遗传基因库，同种的不同个体之间可以互相配对和繁殖后代，不同种的个体之间存在着生殖隔离，不能配育或即使杂交也不同产生有繁殖能力的后代。
物种多样性是指地球上动物、植物、微生物等生物种类的丰富程度。物种多样性包括两个方面，其一是指一定区域内的物种丰富程度，可称为区域物种多样性；其二是指生态学方面的物种分布的均匀程度，可称为生态多样性或群落物种多样性（蒋志刚等，1997）。物种多样性是衡量一定地区生物资源丰富程度的一个客观指标。
在阐述一个国家或地区生物多样性丰富程度时，最常用的指标是区域物种多样性。区域物种多样性的测量有以下三个指标：①物种总数，即特定区域内所拥有的特定类群的物种数目 ；②物种密度，指单位面积内的特定类群的物种数目； ③特有种比例，指在一定区域内某个特定类群特有种占该地区物种总数的比例。[2]
生态系统多样性
生态系统是各种生物与其周围环境所构成的自然综合体。所有的物种都是生态系统的组成部分。在生态系统之中，不仅各个物种之间相互依赖，彼此制约，而且生物与其周围的各种环境因子也是相互作用的。从结构上看，生态系统主要由生产者、消费者、分解者所构成。生态系统的功能是对地球上的各种化学元素进行循环和维持能量在各组分之间的正常流动。生态系统的多样性主要是指地球上生态系统组成、功能的多样性以及各种生态过程的多样性，包括生境的多样性、生物群落和生态过程的多样化等多个方面。其中，生境的多样性是生态系统多样性形成的基础，生物群落的多样化可以反映生态系统类型的多样性。
近年来，有些学者还提出了景观多样性（landscape diversity），作为生物多样性的第四个层次。景观是一种大尺度的空间，是由一些相互作用的景观要素组成的具有高度空间异质性的区域。景观要素是组成景观的基本单元，相当于一个生态系统。景观多样性是指由不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样化程度。遗传传多样性是物种多样性和生态系统多样性的基础（施立明等1993 葛颂等1994），或者说遗传多样性是生物多样性的内在形式。物种多样性是是构成生态系统多样性的基本单元。因此，生态系统多样性离不开物种的多样性，也离不开不同物种所具有的遗传多样性。[2]
概念提出编辑
20世纪以来，随着世界人口的持续增长和人类活动范围与强度的
森林生态系统
森林生态系统
不断增加，人类社会遭遇到一系列前所未有的环境问题，面临着人口、资源、环境、粮食和能源等5大危机。这些问题的解决都与生态环境的保护以及自然资源的合理利用密切相关。
第二次世界大战以后，国际社会在发展经济的同时更加关注生物资源的保护问题，并且在拯救珍稀濒危物
森林生态系统2
森林生态系统2
种、防止自然资源的过度利用等方面开展了很多工作。1948年，由联合国和法国政府创建了世界自然保护联盟（IUCN）。1961年世界野生生物基金会建立。1971年，由联合国教科文组织提出了著名的"人与生物圈计划"。1980年由IUCN等国际自然保护组织编制完成的《世界自然保护大纲》正式颁布，该大纲提出了要把自然资源的有效保护与资源的合理利用有机地结合起来的观点，对促进世界各国加强生登记费物资源的保护工作起到了极大的推动作用。
海洋生态系统
海洋生态系统
20世纪80年代以后，人们在开展自然保护的实践中逐渐认识到，自然界中各个物种之间、生物与周围环境之间都存在着十分密切的联系，因此自然保护仅仅着眼于对物种本身进行保护是远远不够的，往往也是难于取得理
城市生态系统
城市生态系统
想的效果的。要拯救珍稀濒危物种，不仅要对所涉及的物种的野生种群进行重点保护，而且还要保护好它们的栖息地。或者说，需要对物种所在的整个生态系统进行有效的保护。在这样的背景下，生物多样性的概念便应运而生了。

无限多的生物大分子是由有限种类的小分子通过不同的排列组合形成的.（正如0——9可以组合成无穷多个数字一样.）
生物大分子的多样性主要是蛋白质和核酸的多样性.为什么牛肉和羊肉的味道不同?为什么鱼的肌肉是白色而不是红色的?这都与蛋白质和核酸的多样性有直接的关系.