舉例說明生物礦化的生物學意義舉例說明生物礦化的生物學意義

2021-05-16 16:39:36 字數 3900 閱讀 5746

1樓:阿薩德法師的

試述生物礦化的原理,舉例說明其生物學意義

關鍵字:生物礦化 ,礦化過程,礦化意義

摘要:生物礦化作用是自然界的一種普遍現象,代表性的典型生物礦物有構成牙齒和骨骼成份的羥基磷灰石ca10(po4)6(oh)2 和構成貝殼等成份的

caco3。通過有機大分子與無機離子在介面處的相互作用,從分子水平控制無機礦物相的析出,使其具有一定的形狀、尺寸及取向從而使生物礦物具有特殊的多級結構和組裝方式,呈現高力學強度同時具有很好的韌性或特殊光學、磁學等性質。近年來通過有機或高分子模板控制的生物礦化模擬研究受到化學、物理、生物以及材料學等多學科領域研究者的廣泛關注。

生物礦化在開發用於生物礦化模擬研究中的所謂雙親水性嵌段共聚物(dhbc)在這一領域取得了很大的成功。另一方面,原子轉移自由基聚合(atrp)可以有效、方便地製備活性聚合物和設計高分子結構。atrp 適用單體範圍廣,反應條件溫和,操作簡單,分子設計能力強,通過選用功能性的引發劑,可以極為方便地在聚合物材料中引入端基官能團。

甲基丙烯酸羥乙酯(hema)是廣泛使用的一種重要單體,它有著極好的生物適應性和血液相容性。生物礦化有兩種形式。一種是生物體代謝產物直接與細胞內、外陽離子形成礦物質,如某些藻類的細胞間文石。

另一種是代謝產物在細胞干預下,在胞外基質的指導下形成生物礦物,如牙齒、骨骼中羥基磷灰石的形成。 生物礦化的型別:控制礦化和誘導礦化。

生物誘導的礦化主要指生物的生命活動與周圍環境相互作用而引起的礦化過程。這種礦化作用由於不在嚴格的生物細胞控制之下,形成的礦物晶體與無機沉澱礦物類似,該形式在原核生物和真菌中比較常見。生物控制的礦化是指生物在不受外界環境影響的條件下,通過生理調節來控制礦物沉積的過程。

近年來 ,jens等 [1]利用紫外光度法測定生物礦化溶液的吸光度 (即混濁度 )的變化 ,實時地記錄生物礦物形成過程的資訊 ,從而研究其礦化規律 .實驗發現 ,膠原 /羥基磷灰石礦化的紫外吸收動力學曲線並不是膠原和磷酸鈣沉澱混濁度的簡單迭加 ,而是一條平滑的階梯形曲線。

在不使用任何蛋白質或生物分子的情況下,以四方針鐵礦和二價鐵離子為鐵源仿生合成磁鐵礦奈米顆粒。實驗結果表明,在弱鹼性條件下,合成的磁鐵礦顆粒為35nm左右的近似立方體,而且這些顆粒能夠自發的定向排列,形成類似趨磁細菌體內的磁小體鏈狀結構。作者認為,由於磁鐵礦晶體存在著固有的磁偶極,晶體之間的磁偶極作用力驅動著磁鐵礦顆粒自發組裝成定向排列的鏈狀結構。

這就揭示了在趨磁細菌體內磁小體的礦化及組裝鍊形成過程中,除了生物蛋白影響外,磁小體顆粒之間的磁偶極吸引作用也可能是一個重要因素。生物蛋白和晶體化學

因素可能在趨磁細菌體內生物礦化過程中協同起作用 生物礦化是一個研究內容廣泛的交叉性領域,其科學內涵涉及材料科學、生物工程、化學、醫學等學科。其中包括對動物和植物體內的礦物、病理礦化過程以及基質和細胞調控礦化機理的論述。生物礦化知識與骨、牙、結石、病理礦化控制等醫學密切相關,對設計和合成新型的仿生材料以及人生物礦化是圍繞生物礦物(biomineral)的形成過程和機制的闡明而發展起來的科學。

生物礦物最早是在20世紀礦物學家研究「活組織形成的礦物」時命名的,這些生物礦物如化石、貝殼等。後來,因為這個研究物件涉及到有機物質,特別是與生物礦物有關的生

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物分子,如蛋白質、細胞、dna,所以生物礦化研究人員逐漸從礦物學家、地質學家擴大範圍到有機化學家、生物學家。近年來,隨著有機物調製無機晶體成核長大以及其中相互作用的機制研究的深入,材料科學家、醫藥學家和仿生工程專家也加入到生物礦化研究之中,並應用其中的原理探索出重要的應用,如礦化膠原的骨移植材料、奈米自組裝功能材料,以及可能抑制骨質疏鬆、血管鈣化、結石的藥物等。

如今,已發現的天然生物礦物有70餘種,利用生物礦化原理進行室溫人工合成的有機和無機材料的種類難計其數。生物礦化原理和病理礦化的研究已深入到分子、原子水平。在多年研究有機基質調製礦化的基礎上,人們已提取到與礦化相關的蛋白質,併到細胞和基因中去尋找其中的關聯.

文獻:戴永定,沈繼英;生物礦化作用機理 文獻:《高等學校化學學報》 2023年06期

2樓:匿名使用者

生物礦化英文名:biomineralization,是指由生物體通過生物大分子的調控生成無機礦物的過程。生物礦化有兩種形式。

一種是生物體代謝產物直接與細胞內、外陽離子形成礦物質,如某些藻類的細胞間文石。另一種是代謝產物在細胞干預下,在胞外基質的指導下形成生物礦物,如牙齒、骨骼中羥基磷灰石的形成。

什麼是生物學?學習生物學的重要意義是什麼?

3樓:我是一個麻瓜啊

(1)生物學定義:生物學是研究生物(包括植物、動物和微生物)的結構、功能、發生和發展規律的科學。自然科學的一個部分。

目的在於闡明和控制生命活動,改造自然,為農業、工業和醫學等實踐服務。

幾千年來,我國在農、林、牧、副、漁和醫藥等實踐中,積累了有關植物、動物、微生物和人體的豐富知識。2023年,英國博物學家達爾文《物種起源》的發表,確立了唯物主義生物進化觀點,推動了生物學的迅速發展。

(2)學習生物學的重要意義:生物與人類生活的許多方面都有著非常密切的關係。生物學作為一門基礎科學,傳統上一直是農學和醫學的基礎,涉及種植業、畜牧業、漁業、醫療、製藥、衛生等等方面。

隨著生物學理論與方法的不斷髮展,它的應用領域不斷擴大。

生物學的影響已突破上述傳統的領域,而擴充套件到食品、化工、環境保護、能源和冶金工業等等方面。如果考慮到仿生學,它還影響到電子技術和資訊科技。人口、食物、環境、能源問題是當前舉世矚目的全球性問題。

4樓:匿名使用者

生物學是研究各種生命現象和生命活動規律的科學。無論是過去、現在,還是未來,人

類的衣、食、住、行都離不開生物,也就離不開生物學。特別是處於人的一生當中重要的生長髮育時期的青少年來說,如何保證自己身心健康地成長,更是離不開生物學知識。通過學習生物學,不僅可以學到很多生物學知識,而且還可以學會一些觀察、實驗、**生命現象的方法,學會從日常生活、生產實踐或學習中發現並提出與生物學相關的問題,學會尋找問題答案的思路和方法,從而使自己的科學**能力得到提高。

5樓:蔣燕呵呵

生物學是研究生物(包括植物、動物和微生物)的結構、功能、發生和發展規律的科學,是自然科學的一個部分。目的在於闡明和控制生命活動,改造自然,為農業、工業和醫學等實踐

中文名生物學

外文名biology

類別自然科學

學科分類

細胞學、遺傳學、生理學、生態學

研究內容

生物體生命活動規律

6樓:匿名使用者

生物學是研究各種生命現象和生命活動規律的科學。

7樓:匿名使用者

生物學對於整個人類社會乃至整個地球的未來有者重要的意義。生物學將來會是為人類、為地球造福的重要學科。它涉及環境保護,物種保護,生物製藥等多個方面。許多行業都是建立在此之上。

8樓:匿名使用者

學習生物學的意義在於:

1、生物與人類生活的許多方面都有著非常密切的關係。生物學作為一門基礎科學,傳統上一直是農學和醫學的基礎,涉及種植業、畜牧業、漁業、醫療、製藥、衛生等等方面。隨著生物學理論與方法的不斷髮展,它的應用領域不斷擴大。

生物學的影響已突破上述傳統的領域,而擴充套件到食品、化工、環境保護、能源和冶金工業等等方面。

2、和人口問題密切相關的是食物問題。食物匱乏是發展中國家長期以來未能解決的嚴重問題,當前世界上有幾億人口處於營養不良狀態。過去,在發展科學的農業和「綠色革命」方面,生物學已做出巨大的貢獻。

今天,人類在一定限度內定向改造植物,用基因工程、細胞工程培育優質、高產、抗旱、抗寒、抗澇、抗鹽鹼、抗病蟲害的優良品種已經不是不切實際的遐想。

3、全世界的化工能源(石油、煤等)貯備總是有限的,總有一天會枯竭。因此,自然界中可再生的生物資源(生物量) 又重新被人所重視。自然界中的生物量大多是纖維素、半纖維素、木質素。

將化學的、物理的和生物學的方法結合起來加工,就可以把纖維素轉化為酒精,用作能源。

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