学習目標
- 化学が医学に行った貢献について説明します。
- 化学が現代農業の成功に貢献した方法を説明する。
- リストウェイ化学は材料の開発に貢献してきました。
医学における化学
化学はどのように医学に貢献してきたのでしょうか?
真性糖尿病は、身体がグルコース(表糖の成分)を使用できないことを特徴とする疾患である。 グルコースは、身体のすべての細胞に生化学的エネルギーを提供するために必要です。 体がグルコースを使用してエネルギーを作ることができないとき、それは最終的に死につながる、必要なエネルギーを提供するために脂肪とタンパク質を分解し始めます。
糖尿病は、膵臓がインスリンを作る能力を失った結果であり、グルコースが細胞に入り、生化学的エネルギーに使用されるのを助けるタンパク質である。 糖尿病の私達の理解を囲む困惑の主部分はフレデリックSanger、イギリスの生化学者が、彼にインシュリンの分子の構造を与えた実験を行ったときに来た。 サンガーは、基本的な化学技術と反応を使用し、彼の研究を完了するために十二年かかりました。 今日では、彼のアプローチに基づいて自動化された機器は、数日のうちに同じ分析を実行することができます。 サンガーは1958年にインスリンの研究によりノーベル化学賞を受賞した。
健康管理への主要な貢献は化学によってなされてきた。 新薬の開発には、化学分析と新しい化合物の合成が含まれます。 最近のテレビ番組の多くは、化学者によって生産された多数の新薬を宣伝しています。
図1。 病気の治療のための薬物。
新薬の開発は長く複雑です。 この病気の化学的性質だけでなく、薬物が人体にどのように影響するかを研究する必要があります。 薬物は動物ではうまく機能するかもしれませんが、人間ではうまく機能しません。 彼らは病気の治療に役立つように見える百の薬のうち、わずか一握りは、実際に安全かつ効果的であることが判明しました。
化学は、手術用材料(縫合糸、人工皮膚、滅菌材料)の調製と使用に貢献しています。 今日の多くの手術で使用されている縫合糸は、一定期間後に体内に溶解するだけなので、除去する必要はありません。 心臓や他のタイプの手術のための置換血管は、しばしば組織と反応しない化学物質で作られているので、身体によって拒絶されることはありません。 人工皮膚は、火傷患者のために人間の皮膚を置き換えるために使用することができます。
図2。 外科的処置。
臨床実験室試験は分析のためにいろいろ化学技術および器械使用を使用します。 臨床検査では、”コレステロールは高いのですか?”と”あなたは糖尿病を持っていますか?”実験室試験のいくつかは、単純な技術を使用しています。 他のプロセスは多数の忍耐強いサンプルの測定を行うためにデータの複雑な装置そしてコンピュータ分析を含む。
図3。 実験室試験のための血液サンプル。
実験室試験は、化学の発展のために地元のドラッグストアや食料品店に来ています。 あなたは、血液サンプルの化学検査を実行し、どのくらいのグルコースが存在しているかを示し、糖尿病患者が管理するためにどのくらいのインスリン
図4。 血ブドウ糖のテスト装置。
概要
- 化学はヘルスケア分野で多くの応用を見出しています。
- 医薬品の開発には、多くの複雑な化学プロセスが必要です。
- 化学は手術に使用される材料を作成するために使用されます。
- 多くの実験室試験は化学技術に基づいています。
練習
このリソースを使用して、次の質問に答えます:
http://www.scribd.com/doc/2187/Chemistry-and-medicines
- 抗生物質とは何ですか?
- 鎮痛剤は何をしますか?
- 防腐剤は抗生物質とどのように違うのですか?
レビュー
- 糖尿病患者にはどのような化学物質が不足していますか?
- インスリンの構造を発見したのは誰ですか?
- 新薬を開発するためには、どのような二つのことを研究する必要がありますか?
- 化学が外科患者を助けた二つの領域をリスト
- あなたの地元のドラッグストアから購入した材料を使用してどのような血液検査を実行できますか?
農業
化学は作物の成功をどのように支援するのか?
春になると、多くの人が庭を植え始めます。 彼らはカタログのadsを見るか、または考えを得るためにローカル店の園芸セクションを買物をする。 庭の適切な場所が選択され、種子や植物が土壌に入れられ、待っています。 それは小さな家庭菜園や大規模な千エーカーの農場であるかどうか、化学は作物の成功に大きく貢献しています。
作物は良好な成長のために3つのことを必要とします:水、土壌からの栄養素、および昆虫などの捕食者からの保護。 化学は、すべての三つの分野で主要な貢献をしてきました。 水の浄化は、土壌を汚染する塩や汚染物質を除去するために、化学的および物理的な技術の数を使用しています。 土壌の化学分析は、栽培者がどの栄養素が欠けているかを見ることを可能にするので、それらを加えることができる。 春には、食料品店、ハードウェア店、および園芸センターは、土壌を豊かにし、不要な植物を抑える肥料や雑草キラーを含む袋の高いスタックを持っています。 これらの同じ店はまた他では植物の軽食があるかもしれない昆虫にいくつかのスプレーか固体処置を提供する。
図5。 アイダホの小麦畑。
水の浄化
図6。 脱塩装置。
新鮮な水は良い作物に不可欠です。 世界のいくつかの地域では、このタスクを達成するのに十分な雨があります。 他の場所では、作物が成長するように水を提供する必要があります。 世界的に、灌漑は農地の約18%をカバーし、作物の約40%を生産しています。 世界の多くの地域でよりクリーンな水の主要な供給源は、脱塩のプロセスによって提供されています。
海水は塩を除去するために処理され、得られた水は成長する植物に害を与える材料で土壌を汚染することなく灌漑に使用することができます。
図7。 土壌に化学物質を広げる男。
世界の多くの地域では、土壌は必須栄養素が不足しています。 リン、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどのミネラルの数は、良好な植物の成長を引き起こすのに十分な量で存在しない可能性があります。 窒素は良い作物にとって非常に重要です。
土壌分析は様々なラボから入手可能です。 地元の大学の拡張サービスは、土壌の組成に関して貴重な情報を提供することができ、また、必要な栄養素の種類と量についての提案を行います。 肥料を購入して土壌に加えて、それを豊かにし、作物のより良い収量を確保することができます。
防虫
作物がうまく成長しても、まだ虫や害虫の被害の可能性があります。 昆虫や害虫は、作物を消費することができますか、それがうまく成長しないポイントにそれを損傷することができます。 Armywormsの蔓延は、トウモロコシや穀物作物に大きな被害を与える可能性があります。 アブラムシやゾウムシは、綿花作物の主要な捕食者です。 これらの害虫を制御する失敗は農夫に広まった穀物の損傷そして財政の損失で起因する。
これらすべての害虫に対処するために、化学者や他の科学者によって多種多様な農薬が開発されています。 基本的なアプローチは、農薬を害虫の生化学的プロセスに干渉させることです。 理想的には、農薬は他の生きている生物に影響を与えませんが、これは必ずしもそうではありません。 農薬を使用する際には、ラベルを読み、すべての予防措置を遵守することが非常に重要です。
概要
- 植物の栄養素は、良好な植物成長のために非常に重要です。
- 土壌の化学分析は、農家や庭師にどのような栄養素が必要かを伝えることができます。
- 化学者は、アーミーワームやボルゾウムシなどの植物捕食者を殺す多くの農薬を開発しました。
練習
このリソースを使用して、次の質問に答えます:
http://www.ncagr.gov/cyber/kidswrld/plant/nutrient.htm
- 多量栄養素とは何ですか?
- 微量栄養素とは何ですか?
- 各種類の栄養素の二つの例をリスト
- これらの栄養素のそれぞれが植物のために何をしていますか?
レビュー
- 作物が良好な成長のために必要な三つのことをリストします。
- 農業で使用される水のどれくらいが灌漑によって提供されていますか?
- 灌漑を利用して栽培されている作物の割合は何ですか?
- なぜ土壌に栄養素を加える必要があるのですか?
- 農薬はどのように機能しますか?
材料
化学は私たちが着る服にどのような影響を与えますか?
化学研究は、多くの場合、驚きに満ちています。 そのような驚きの一つは、デュポン化学会社のステファニー Kwolekに来ました。 彼女はポリマーとして知られている材料の種類に取り組んでいた。 これらの化学物質は、しばらくの間、周りされていたし、織物の新しいタイプのために使用されていました。 Kwolekは強く、堅い石油製品を捜していた。 彼女はあなたの平均的なポリマーのように見えなかった材料を思いついた。 しかし、彼女は勘を果たし、それがスレッドに作られていました。 この新しい材料は、当時の既知のポリマーの約九倍の剛性を有していた。 さらなる研究と開発により、現在ではボディアーマーに広く使用されているケブラーの生産が行われました(上の図を参照)。 さらに、ケブラーは帆、自動車タイヤ、ブレーキおよび消防士が身に着けている耐火性の衣類の競争の広い適用を見つけた。
図9。 液晶表示装置が付いている計算機。
化学者は、新しい材料の設計と製造に関与しています。 化学者が近年発見または開発を支援してきた材料のいくつかは、ポリマー、セラミックス、接着剤、コーティング、および液晶が含まれます。 液晶は、時計や電卓のように、電子ディスプレイで使用されています。 シリコンベースのコンピュータチップは、現代社会に革命をもたらし、化学者は、その設計と継続的な改善に重要な役割を果たしてきました。 以下に示す電卓は、デバイス内の液晶ディスプレイとチップの両方を使用しています。
超伝導体
現在、多くの化学者が超伝導の分野で働いています。 超伝導体は、銅ケーブルのような従来の導電性材料のように、電気伝送中にエネルギーが失われないことを意味し、100%の効率で電気を伝導することができる 課題は、非常に低い温度でのみ超伝導することができるのではなく、常温で超伝導体として作用することができる材料を設計することです。
衣類
図10。 ナイロンスパチュラ。
私たちの服の材料を構成する繊維は、天然または人工のいずれかです。 絹および綿は自然な繊維の例である。 絹はカイコによって生産され、綿は植物として栽培されます。 人間が作った生地はナイロン、orlonおよび他のいくつかのポリマーを含んでいます。 これらの材料は、石油製品に含まれる炭化水素から作られています。 合成ポリマーは、靴、雨具、キャンプ用品にも使用されています。 合成繊維は、天然のものよりも軽くなる傾向があり、それらをより耐水性と耐久性にするために処理することができます。
もともと織物として開発された材料は、他の用途にも多種多様なものがあります。 ナイロンは、プラスチック製の道具の数で発見されています。 ナイロンは、その強度と軽量性を利用して、ロープ、漁網、テント、パラシュートの構成要素です。
概要
- 化学者は、電子、超伝導、繊維、およびその他の用途のための材料を生産しています。
練習
次の質問に答えるために、以下のリンクを使用してください:
http://library.thinkquest.org/C004179/nylon.htm
- ナイロンを開発したのは誰ですか?
- 彼は何の会社のために働いていましたか?
- ナイロンの三つの特性を一覧表示します。
レビュー
- ケブラーを開発したのは誰ですか?
- 液晶はどこで使用されていますか?
- 超伝導体とは何ですか?
- 合成ポリマーは何から作られていますか?
用語集
- 脱塩:世界の多くの部分のよりきれいな水の主要なもとはこのプロセスによって提供されます。
- 真性糖尿病:身体がグルコース(表糖の成分)を使用できないことを特徴とする疾患。
- : グルコースが細胞に入り、生化学的エネルギーに使用されるのを助けるタンパク質。
- ケブラー:現在、ボディアーマーに広く使用されている材料。 また、帆、車のタイヤ、ブレーキ、消防士が着用する耐火性の衣類のレースで幅広い用途を発見しました。
- 液晶:時計や電卓などの電子ディスプレイに使用されます。
- 栄養素:生物が成長することを可能にするビタミンやミネラル。
- ナイロン:人工生地。 材料は、石油製品に含まれる炭化水素から作られています。 これは、プラスチック製の道具の数で発見されています。 ナイロンは、その強度と軽量性を利用して、ロープ、漁網、テント、パラシュートの構成要素です。
- 農薬:植物の捕食者を殺す化学物質。 植物の捕食者の干渉なしに、植物の成長を維持するために開発されました。
- 超伝導体:銅ケーブルのような従来の導電性材料のように、電気伝送中にエネルギーが失われないことを意味する、100%の効率で電気を伝導することがで