梅尔文卡尔文_1

小编:小编发布日期:2024-04-30浏览量:108

美国化学家梅尔文·加尔文(生于1911年)的研究在物理和生物化学的广泛领域取得了重要的发现,从金属有机化学到生命的化学起源。

1911年4月8日,梅尔文·加尔文出生于明尼苏达州的圣保罗,父母是俄罗斯移民。当加尔文还是个孩子的时候,他们一家搬到了密歇根州的底特律。他曾就读于密歇根矿业与技术学院(Michigan College of Mining and Technology),在大萧条(Great Depression)期间,他在底特律的一家黄铜工厂工作了几年,之后于1931年毕业。1935年,他获得了明尼苏达大学化学工程博士学位。他的博士论文是关于碘和溴的电子亲和。洛克菲勒奖学金让卡尔文有机会在英国曼彻斯特大学进行博士后研究,之后他于1937年进入加州大学伯克利分校化学系,担任化学讲师,1947年成为教授。1942年,他与吉纳维芙·杰姆特加德结婚;他们有三个孩子。

有机化学系统

在伯克利,卡尔文开始对有机分子的结构和行为感兴趣,这种兴趣是受到他在英国进行的关于有机分子在光合作用中催化反应的研究的启发。除了教学工作,他还从事自己的研究,但在美国加入第二次世界大战后,这两项工作都中断了。在战争期间,尽管卡尔文继续教书,但他放弃了自己的研究工作,为国防研究委员会工作。后来,作为曼哈顿原子弹开发项目的一部分,他开发了一种从大气中获取纯氧的方法,从此在和平时期对患有呼吸问题的病人有重要的应用。

战争结束后,加尔文在伯克利恢复了他的研究,他研究有机化合物的物理和化学性质,写了《有机化学理论》(1940)和《金属螯合化合物化学》(1952)。他对有机分子本质的清晰理解在他后来的生物化学工作中被证明是有价值的。1945年,他在加州大学劳伦斯辐射实验室成立了生物有机化学小组,后来扩展为化学生物动力学实验室。

绘制光合作用过程图

卡尔文与他的加利福尼亚大学的同事合作,使用放射性同位素碳-14——科学家在1945年就可以使用——作为研究复杂有机化学系统的示踪剂。他们在《同位素碳》(1949)中描述了这些示踪技术。在卡尔文的研究中,一种叫小球藻的绿藻悬浮在水中,然后暴露在光下。然后加入由碳14组成的二氧化碳。当藻类经历它的生命过程,从二氧化碳、水和矿物质中产生碳水化合物时,可以使用一种新的研究工具——纸色谱法来追踪碳14的存在。由此确定了在光合作用不同阶段含有放射性碳的一系列化合物,并绘制了光合作用的生化机制。这些发现在《碳在光合作用中的路径》(1957)和《碳化合物的光合作用》(1962)中有描述。卡尔文提出,植物通过在色素分子和其他物质的有序排列中转移电子,将光能转变为化学能,这一观点在他的实验室和其他地方的研究中得到了证实。

加尔文通过对古代岩石中发现的有机物质的研究,以及对混合气体照射形成的有机分子的研究,来验证他关于生命化学进化的理论,从而模拟了数十亿年前地球上被认为存在的大气。这些发现发表在《化学进化》(1969)上。他发表了400多篇论文,并拥有多项专利。

卡尔文在工业界广泛咨询,于1964年成为陶氏化学公司董事会成员。他曾在美国政府的许多科学委员会任职,包括总统的肯尼迪总统和约翰逊总统的科学咨询委员会。他于1963年至1964年担任美国植物生理学家学会会长,1971年担任美国化学学会会长,以及美国国家科学院和伦敦皇家学会成员。1961年,他因对碳在光合作用中的作用途径的研究而获得诺贝尔化学奖。1964年,英国皇家学会授予他戴维奖章,以表彰他在化学和生物学,特别是光合作用研究方面的开创性工作。

尽管卡尔文对化学和生物学做出了重要贡献,但他仍继续参与研究。在20世纪70年代,由于阿拉伯石油禁运,世界石油燃料供应的短缺成为人们关注的焦点,他开始考虑替代天然燃料的可能性。在北加州的一个农场,他开始测试他的理论的实用性:一个种植某种橡胶树的种植园,这种橡胶树分泌的树液具有类似石油的特征,可以产生足够多的树液,构成一种可行的替代燃料来源。从加州大学退休后,卡尔文继续受到科学界同行的尊敬,在1978年获得了美国化学学会的牧师奖章,在1981年获得了该组织的Oesper奖。

关于梅尔文·加尔文的进一步阅读

没有关于卡尔文的完整传记。梅尔文·伯杰的《现代生物学名人》(1968)是用非技术语言写成的,其中有一节是关于加尔文的,强调了他在光合作用方面的工作。威廉·吉尔曼,《科学:美国》(1965),专门用一节来介绍卡尔文和他在化学生物合成方面的工作。一个有用的背景资料是约翰·f·赫马汉的《人与分子》(1966),书中没有卡尔文的传记,但讨论了他的工作。其他信息可以在McGraw-Hill现代科学人(1984),H.W. Wilson诺贝尔奖获得者(1987)和David Swift SETI先驱(1990)中找到。

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