多科大梳理！2021年诺贝尔奖可能包含哪些高考考点？

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十一期间，2021年诺贝尔奖又开奖了！！！部分获奖得主名单已陆续公布——

10月4日，2021年诺贝尔奖的首个奖项——生理学或医学奖揭晓。两位科学家戴维·朱利叶斯和阿德姆·帕塔普蒂安被授予这一奖项。

10月5日，诺贝尔奖开奖周进入第二天，诺贝尔物理学奖也被公布，科学家真锅淑郎、克劳斯·哈塞尔曼、乔治·帕里西被授予了诺贝尔物理学奖。

10月6日，诺贝尔化学奖被揭晓，诺贝尔奖委员会公布了化学奖的获奖名单，本亚明·利斯特和戴维·麦克米伦因为在 “发展不对称有机催化”方面作出的卓越贡献而获奖。

10月7日，瑞典学院将2021年度诺贝尔文学奖颁给了坦桑尼亚作家阿布拉扎克·古尔纳。

诺贝尔和平奖预计将于北京时间10月8日17时揭晓。

同学们可要留意啦，特别是高三考生们，近几年的高考试题，包括各高校“三位一体”“强基计划”综测等多项考试，几乎每年都会结合诺贝尔奖出题，内容涉及物理、化学、生物等多个学科。

那么，今年都是哪些年度大学霸获奖？可能会涉及哪些考点？浙考君带你一块往下看！

诺贝尔生理学或医学奖

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北京时间10月4日下午5点34分许，2021年诺贝尔奖的首个奖项——生理学或医学奖揭晓。两位科学家戴维·朱利叶斯和阿德姆·帕塔普蒂安被授予这一奖项，以表彰他们在人类感知疼痛和温度的机制研究方面所做出的贡献。两名科学家将分享1000万瑞典克朗（约合人民币736万元）奖金。

据介绍，在各自的研究中，2位科学家和他们的同事均发现了人类感知温度、压力和疼痛的分子机制，揭示了那些隐藏在疼痛过敏现象背后的机理，为与触觉相关的生理疾病研究提供了重要依据。

其中，朱利叶斯利用辣椒素确定了皮肤神经末梢中对热反应的传感器。帕塔博蒂安则利用压敏细胞发现了一类新的传感器，对皮肤和内部器官的机械刺激作出反应。

诺奖委员会指出，这两位诺奖得主所做出的杰出贡献，不仅让大众了解了人体是如何感知冷热和触觉的，这还有助于帮助人类了解身边的世界。在这之后的研究还有助于为医学家、生物学家带来更多的洞见，开发药物。

我们是如何感知世界的？

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我们如何感知环境，是人类面临的一大困惑。几千年来，感官背后的机制一直激发着我们的好奇，例如眼睛是如何感知光的、声波是如何传到内耳的，以及不同的化合物是如何与鼻子和嘴里的感受器相互作用，从而产生嗅觉和味觉的。我们也有其他方式来感知周围的世界。想象一下在炎热的夏天赤脚走过一片草坪，你可以感受到太阳的温度、风的轻抚，还有脚下的草叶。这些对温度、触觉和运动的感知对于我们适应不断变化的环境至关重要。

在17世纪，哲学家勒内·笛卡尔（René Descartes）设想了将皮肤不同部位与大脑连接起来的线。这样的话，如果一只脚碰到明火，大脑就会收到一个机械信号。

后续的发现揭示了特化的感觉神经元的存在，它们可以反映环境的变化。约瑟夫·厄兰格（Joseph Erlanger）和赫伯特·加瑟（Herbert Gasser）在1944年获得了诺贝尔生理学或医学奖，原因是他们发现了不同类型的感觉神经纤维，这些纤维可以对不同的刺激做出反应，例如对疼痛和非疼痛触摸的反应。从那时起，已经证明神经细胞是高度特异化的，可用于检测和传导不同类型的刺激，从而使得我们可以感知周围环境的细微变化。例如我们可以通过指尖感受物体表面纹理的差异，我们也可以分辨令人愉悦的温暖和令人痛苦的热。

在戴维·朱利叶斯和阿德姆·帕塔普蒂安的发现之前，对于神经系统如何感知和解析环境，我们的理解仍然包含一个未解决的根本问题：温度和机械刺激是如何在神经系统中转化为电脉冲的？

20世纪90年代后半，戴维·朱利叶斯在美国旧金山的加利福尼亚大学工作。他意识到，通过分析辣椒素如何使我们碰触辣椒时感到灼热感，或许可以取得重大科学进展。那时，人们已经知道辣椒素可以激活神经细胞、造成痛感，但是辣椒素发挥作用的机制仍是未解之谜。朱利叶斯和同事们一起建立了包括数百万DNA片段的文库。这些DNA片段，对应着能对疼痛、热和触碰产生反应的神经细胞中表达的基因。朱利叶斯和他的同事们假设这些DNA片段中有一段编码了可以与辣椒素反应的蛋白质。他们将文库中的DNA片段逐个导入本身不会对辣椒素产生反应的细胞中，使它们在培养的细胞中表达。经过辛苦的搜寻，一段单独的基因被识别了出来，它可以让细胞变得对辣椒素敏感。他们找到了负责感受辣椒素的基因！后续的实验表明，识别到的基因编码了一种新的离子通道蛋白，这一新发现的辣椒素受体蛋白后来被命名为TRPV1。当朱利叶斯进一步研究这种蛋白对热的反应，他意识到他发现了热感觉受体。当温度达到令人疼痛的程度时，这些受体会被激活。

戴维·朱利叶斯利用辣椒中的辣椒素找到了TRPV1，当温度达到令人疼痛的程度时，这种离子通道会被激活。

科学家还发现了其他相关的离子通道，我们现在明白了不同的温度如何在神经系统中诱发电信号。TRPV1的发现是该领域中的重大突破，开启了揭示更多温度感觉受体的道路。戴维·朱利叶斯和阿德姆·帕塔普蒂安利各自独立使用薄荷醇识别出了另一种受体——TRPM8，这一受体可以被寒冷激活。科学家随后识别出了更多与TRPV1及TRPM8相关的离子通道蛋白，并发现它们可以由不同的温度激活。许多实验室开启了相关研究项目，使用缺失这些新发现的基因的转基因小鼠，研究这些蛋白质在温度感受中扮演的角色。戴维·朱利叶斯发现TRPV1的突破，让我们得以理解不同的温度如何在神经系统中诱导出电信号。

在压力下研究压力

虽然温度感觉机制的研究正逐步展开，但人们对于机械刺激如何转化为触觉和压力感觉的相关机制仍不清楚。研究人员此前在细菌中发现了机械感受器，但脊椎动物中触碰感知背后的机制仍然未知。阿德姆·帕塔普蒂安当时在美国加利福尼亚州拉霍拉市的斯克利普斯研究所（Scripps Research）工作，他希望识别那些能够被机械刺激激活的难以捉摸的受体。

帕塔普蒂安和同事首先识别出了一种细胞系：当用微量移液管插入某单个细胞时，该细胞系会发出可测量的电信号。他们假设机械力激活的受体是一个离子通道，并在下一步中识别出72个编码潜在受体的候选基因。他们逐一令这些基因失活，以发现这些细胞中负责机械敏感性的基因。经过艰苦的搜寻，帕塔普蒂安和同事成功地识别出了一个单一基因，该基因沉默时，细胞对微量移液管的戳刺不再敏感。由此，他们发现了一种全新的、完全未知的机械敏感离子通道，并以希腊语单词“压力”（píesi）将其命名为PIEZO1。依靠与PIEZO1的相似性，第二个基因被发现并命名为PIEZO2。他们发现感觉神经元表达了高水平的PIEZO2，同时进一步的研究证实，针对施加在细胞膜上的压力，Piezo1和Piezo2是可以被直接激活的离子通道。

通过培养的机械敏感细胞，帕塔普蒂安使用识别出一个由机械力激活的离子通道Piezo1，并在此基础上发现了与其相关的第二个离子通道Piezo2。

帕塔普蒂安的突破进展让他和其他团队发表了一系列论文，证明了Piezo2离子通道对触觉至关重要。此外，Piezo2被证明在身体姿态和运动等极其重要的感知（称为本体感觉）中起着关键作用。在进一步的研究中，Piezo1 和Piezo2通道被证明可以调节其他重要的生理过程，包括血压、呼吸和膀胱控制。

Piezo2的结构 | Ardem Patapoutian/Twitter

通道出问题，可能带来大麻烦

以上是正常人感受温度与机械压力的机制，如果这些通道出现了问题，会有什么后果？关于基因突变者的研究为解释通道的作用提供了重要线索。

TRP离子通道异常可以引起多种疾病，其中一种被称为家族性发作性疼痛综合征1型。这是TRPA1基因突变引起的常染色体显性遗传疾病，表现为发作性上半身疼痛，可由寒冷、饥饿和身体压力诱发。

PIEZO1基因功能缺失可导致一种淋巴管畸形，表现为面部和四肢淋巴水肿，表明PIEZO1参与了相应淋巴结构的发育。PIEZO1的功能获得性突变可导致溶血性贫血，出现巨红细胞症、口形红细胞及红细胞脱水。

PIEZO2基因突变也是数种遗传疾病的基础，这些疾病表现为触觉、振动和本体感觉的改变。其中，PIEZO2缺乏综合征患者的本体感觉、触觉和振动觉显著减弱，这会导致感觉性共济失调、辨距困难、步态异常、肌肉无力和萎缩、脊柱侧弯、围生期呼吸窘迫及膀胱源性排尿障碍等。PIEZO2的功能获得性突变则表现为眼球运动异常、身材矮小、腭裂及小颌畸形等。

这感觉对了

今年诺贝尔生理或医学奖获得者戴维·朱利叶斯及阿德姆·帕塔普蒂安对 TRPV1、TRPM8 和Piezo通道的突破性发现，使我们理解了热、冷和机械力如何触发神经冲动，从而让我们能够感知和适应周围的世界。TRP通道是使我们能够感知温度的核心。

Piezo2 通道使我们拥有了触觉，并对身体各个部位的位置和运动有了知觉。对其他很多需要感知温度或机械刺激来发挥作用的生理功能，TRP和Piezo通道也具备作用。有大量正在开展的研究是基于今年诺贝尔生理或医学奖的发现，这些研究的重点在于阐明上述通道在各种生理过程中发挥的功能。这些知识可用于研发治疗多种疾病的方法，比如慢性疼痛。

今年诺贝尔奖生理学或医学奖得主的开创性发现，解释了热、冷、触摸是如何启动我们的神经系统中的信号的。他们所发现的离子通道对许多生理过程和疾病都至关重要。

诺贝尔物理学奖

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10月5日，2021年诺贝尔物理学奖授予了三名科学家，以表彰他们对“理解复杂物理系统”做出的开创性贡献。

这三名科学家是真锅淑郎、克劳斯·哈塞尔曼、乔治·帕里西。日裔美籍科学家真锅淑郎和德国科学家克劳斯·哈塞尔曼的工作为人类对气候的认知打下了坚实的科学基础。

在真锅淑郎的研究约10年后，克劳斯·哈塞尔曼创建了一个将天气和气候相关联的模型，回答了为何气候模型依然可靠的问题。意大利科学家乔治·帕里西提供的物理模型则为研究复杂系统提供了物理模型。

世界气象组织（WMO）秘书长塔拉斯（Petteri Taalas）在日内瓦指出，这次物理学奖显示“气候科学高度受到重视，且理应受到高度重视”。

三名科学家随后将分享1000万瑞典克朗（约合115万美元）奖金，帕里西将获得其中一半奖金，真锅淑郎和哈塞尔曼将分享另一半奖金。

全球变暖是目前中/高考的重要考点

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现在说起全球变暖，大家都不陌生。

据悉，真锅淑郎与克劳斯 · 哈塞尔曼同岁，他们都出生于 1931 年。真锅淑郎出生于日本，目前是美国普林斯顿大学高级气象学家。他的研究展示了大气中二氧化碳含量增加如何导致地球表面温度升高的过程。在二十世纪 60 年代，他领导开发了地球气候物理模型，为当前气候模型的发展奠定了基础。

大约十年后，德国科学家克劳斯 · 哈塞尔曼创建了一个将天气和气候联系在一起的模型，回答了在天气多变和混乱的背景下，这些气候模型依然可靠的原因。他还开发了识别自然现象和人类活动在气候中留下特定印记信号，即 " 指纹 " 的方法。利用这些方法，众多研究者已经证明了大气温度的升高是由于人类排放的二氧化碳。

地理学的设计是交叉科学

虽然诺贝尔奖项中没有地理学奖，但是地理学的设计可以说是交叉科学，既是自然科学、又是社会科学还是工程技术科学。获得物理奖是可以理解的。

上海交通大学物理与天文学院教授李亮也表示，这个奖项能够引起大家对天气变化的更多关注。李亮说：" 现在极端天气的频率越来越高，获得的关注越来越高，人们再不行动起来的话，会有更多不可预测的自然天气现象等待着我们。"

复旦大学物理学系教授施郁说："2021 年诺贝尔物理学奖提醒物理工作者也应该关心、关注和研究气候与全球变暖这个新领域。"

对于获得此次诺贝尔物理学奖的意大利科学家乔治 · 帕里西，复旦大学物理学系教授施郁在采访时介绍，帕里西出名很多久了，是理论物理界有名的天才，他的发现与研究超越了传统物理，对数学、生物学、神经科学、机器学习等都有影响与应用。

诺贝尔化学奖

北京时间10月6日下午，瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将2021年诺贝尔化学奖授予德国科学家本亚明·利斯特（Benjamin List）和出生于英国的科学家戴维·麦克米伦（David W.C. MacMillan），以表彰他们“在不对称有机催化的发展”方面的贡献。他们将分享1000万瑞典克朗（约合人民币735万元）的奖金。

专家分析指出，今年的诺贝尔化学奖是“名副其实的化学奖”，颁给了两位纯粹的化学家。而这两位化学奖的研究——不对称有机催化，有助于更简单、更高效、更绿色、更环保地合成新药。

高考化学新考点——合成分子的新方式你知道吗？

记牢：不对称有机催化

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化学家可以将小的化学构件连接在一起，以此创造新分子，但控制看不见的化合底物，并令它们以所需的方式结合是非常困难的。本亚明·利斯特和戴维·麦克米伦因开发了有机催化（organocatalysis）这种全新而巧妙的分子构建工具荣获 2021 年诺贝尔化学奖，这一工具不仅可以被用来研发新药，还能让化学更环保。

工业界和学界的许多领域都依赖于化学家构建新型功能性分子的能力。这些新型分子可以用在任何领域：在太阳能电池中捕获光，或在电池中扮演储能角色；既可以用来制造轻便跑鞋，也能抑制机体疾病进程。

然而，如果将大自然催生化学反应的能力与我们自己的能力进行比较，我们就会发现，人类像是一直处于石器时代一样停滞不前。演化已经造就了极其特殊的工具——酶，用于构建赋予生命形状、颜色和功能的分子复合物。化学家们最初将这些化学杰作分离出来时，他们只能对演化投以钦佩的目光，而他们自己用来构建分子的工具箱里的锤子和凿子既粗钝又不可靠。因此，当他们复制大自然的产物时，往往会得到很多不需要的副产品。

精细化学的新工具

化学家向工具箱里添加的每一种新工具，都提高了我们构建分子的精度。科学家非常缓慢但切实地将化学从凿刻石头发展成为了一门更加精细的工艺。这对人类有很大好处，其中一些工具已获得了诺贝尔化学奖。

许多分子以两种变体存在，其中一种的结构是另一种的镜像，它们通常会对人类机体产生完全不同的影响。例如，柠烯（limonene）分子中的一种具有柠檬香味，而其镜像分子的味道则像橙子。

2021 年诺贝尔化学奖表彰的发现，将人类构建分子的工作提升到了一个全新的水平。它不仅使化学更加环保，而且使合成不对称分子变得更加容易。在构建化合物的过程中，我们经常会得到两个结构互为镜像的分子，就像我们的双手一样。化学家通常只想要其中的一个——尤其是在生产药物时，但他们很难找到有效的方法。本亚明·利斯特和戴维·麦克米伦开发的“不对称有机催化”既简单又精彩。事实上，很多人都奇怪为什么我们没有早点想到它。

到底是为什么？这不是一个容易回答的问题，但在我们尝试之前，须要快速回顾一下历史。我们将定义“催化”（catalysis）和“催化剂”（catalyst）这两个术语，为 2021 年诺贝尔化学奖做好铺垫。

催化剂：加速化学反应

19 世纪，当化学家开始探索不同化学物质与彼此发生反应的方式时，他们有了一些奇异的发现。例如，如果他们将银放入装有过氧化氢（H2O2 ）的烧杯中，过氧化氢会突然开始分解为水（H2O）和氧气（O2），但触发这一过程的银似乎完全没有受到反应的影响。同样地，从发芽的谷物中获取的一种物质，可以将淀粉分解成葡萄糖。

1835 年，著名的瑞典化学家雅各布斯· 贝采利乌斯（Jacob Berzelius）在其中发现了规律。在一次描述物理和化学最新进展的瑞典皇家科学院（Royal Swedish Academy of Sciences）的年度报告中，他描述了一种可以“产生化学活性”的新型“力”。他列举了好些例子，在这些实例中，一种物质只要“到场”，就能开启化学反应，说明这似乎是一种比此前想象中要普遍得多的现象。他认为该物质具有催化力（catalytic force），并称这种现象本身为催化作用（catalysis）。

催化剂带来了塑料、香水和美味的食物

自贝采利乌斯之后，不计其数的水流从实验化学家的反应器中穿过，他们发现了许多可以分解分子，或将它们组装在一起的催化剂。多亏这些催化剂，人们现在才可以生产日常生活中使用的数千种不同的物质，例如药品、塑料、香水和食用香精。事实上，据估计，全球 GDP 总量的 35% 都以某种方式与化学催化有关。

原则上，在 21 世纪之前，我们发现的所有催化剂都分属于两大类，它们要么是金属，要么是酶。金属通常是极好的催化剂，因为它们有一种特殊能力，可以在化学过程中暂时容纳电子，或将电子提供给其他分子。这有助于松化分子中原子之间的键，原本很牢固的化学键可能被破坏，并形成新的键。

然而，一些金属催化剂的问题是，它们对氧气和水非常敏感，因而只能在没有氧气和水的环境下发挥作用，而这在大型工业中难以实现。此外，许多金属催化剂都是重金属，对环境有害。

生命的催化过程精细至极

第二大类的催化剂由一种叫做酶的蛋白质构成。所有的生物体内都有成千上万种不同的酶，以驱动生命所必需的化学反应。许多酶是不对称催化的专家，并且原则上来说它们总能催化产生两种镜像分子中的某一种。酶也总是协同工作，当一种酶完成反应时，另一种酶就会接手之后的反应。通过这种方式，酶可以以惊人的精度构建复杂的分子，例如胆固醇、叶绿素，或是被称作士的宁（strychnine，又称番木鳖碱）的毒素——这是我们所知道的最复杂的分子之一（之后我们还将提到它）。

由于酶是如此有效的催化剂，20 世纪 90 年代的研究人员试图开发新的酶变体，来驱动人类所需的化学反应。其中一个团队来自美国加利福尼亚州南部的斯克里普斯研究所（Scripps Research Institute），由已故的卡洛斯·F·巴尔巴斯（Carlos F. Barbas III）领导，而当今年诺贝尔化学奖背后的那个绝妙的点子诞生之时，本亚明·利斯特是巴尔巴斯团队中的博士后。

本亚明·利斯特跳出了思维定式

本亚明·利斯特的研究对象是催化抗体。一般来说，抗体会附着在人体中的外来病毒或细菌上。但斯克里普斯研究所的科学家对其进行了重新设计，使它们能够驱动化学反应。

在研究催化抗体的过程中，本亚明对酶的实际工作方式展开了思考。酶通常是由数百个氨基酸构成的大分子，除了这些氨基酸外，酶还有相当一部分结构中含有帮助驱动化学过程的金属。但问题的关键就在此处，许多酶并不依靠金属的帮助来催化化学反应。恰恰相反，反应是靠这些酶中的一个或几个单独的氨基酸驱动的。本亚明跳出了既有的思维定式，提出了一个问题：氨基酸必须作为酶的一部分，才能催化化学反应吗？单个氨基酸，或类似的其它简单分子，是否也能起到相同的作用？

革命性成果诞生

本亚明知道，从 20 世纪 70 年代早期开始，就有研究使用一种名为脯氨酸（proline）的氨基酸作为催化剂——但那是至少 25 年前的事情了。如果脯氨酸当真是一种有效的催化剂，应该会有人继续研究它吧？

本亚明或多或少是这么想的：没有人继续研究这一现象，是因为它并不是十分有效。在不抱任何实际希望的情况下，他对脯氨酸是否能催化两个不同分子的碳原子相结合的羟醛缩合反应进行了测试。令人惊讶的是，这次简单的尝试，立刻获得了成功。

1-酶由数百个氨基酸构成，但与化学反应相关的往往只是其中的极少数氨基酸。本亚明·利斯特开始思考，想获得一种催化剂，是否一定需要完整的酶？

2-本亚明·利斯特测试了一种名为脯氨酸的氨基酸是否能够催化化学反应。尽管很简单，但脯氨酸的催化十分有效。脯氨酸的一个氮原子能够在化学反应中提供或容纳电子。

本亚明·利斯特找到了未来的方向

本亚明·利斯特的实验中不仅证明了脯氨酸是一种有效的催化剂，还证明了这种氨基酸能够驱动不对称催化（asymmetric catalysis）：在一个分子的两种镜像异构中，其中的一种异构体比另一种是更为普遍的催化产物。

与那之前测试了脯氨酸催化剂的研究者不同，本亚明·利斯特弄清了脯氨酸的巨大潜力。与金属和酶相比，脯氨酸是化学家梦寐以求的工具。它是一种十分简单、廉价且对环境友好的分子。在 2000 年 2 月发表这一发现时，利斯特描述了有机分子不对称催化这一潜力巨大的全新概念：“这些催化剂的设计和筛选是我们未来的目标之一。”

不过，这些研究并非只有他一个人在做。在美国加利福尼亚北部的一个实验室里，戴维·麦克米伦也在朝着相同的目标努力。

戴维·麦克米伦放弃了“娇气”的金属

上面故事发生的两年前，戴维·麦克米伦离开哈佛大学，加入了加利福尼亚大学伯克利分校。在哈佛，他曾致力于利用金属改进不对称催化。这个领域吸引了大量研究人员的注意力，但戴维·麦克米伦发现，开发出的金属催化剂极少在工业中得到应用。他开始思考原因，并认定，敏感金属的应用太过复杂、昂贵。在实验室中实现某些金属催化剂所需的无氧和无水条件相对容易，但在大规模工业生产中实现这种条件是十分复杂的。

他总结认为，自己有必要重新思考正在开发的化学工具是否有用。因此，在加入伯克利时，他把金属留在了身后。

开发更简单的催化剂形式

与金属相反，戴维·麦克米伦开始开发一种简单的有机分子。它能够像金属一样暂时提供或容纳电子。这里我们需要对有机分子——简言之，所有生物的构成分子——给出定义。有机分子有一个稳定的碳原子骨架，活性化学基团附着在碳骨架上，通常含有氧、氮、硫或磷。

有机分子由简单的常见元素构成，但根据构成方式的不同，它们可能具有复杂的性质。戴维·麦克米伦的化学知识告诉他，若要有机分子催化他感兴趣的反应，它必须能够形成亚胺离子。它包含氮原子，对电子有亲和力。

他选择了几种具有所需性质的有机分子，测试了它们驱动 Diels-Alder 反应的能力。化学家们用这种反应来构建碳原子环。正如他所期望和相信的，这些分子的催化作用十分出色。一些有机分子在不对称催化上也表现优异。在两种可能的镜像异构产物中，其中一种占到了 90% 以上。

1-戴维·麦克米伦曾研究的金属催化剂极易被湿度破坏。他由此开始思考，是否存在开发一种更加耐久的催化剂的可能性。

2-他设计了一些能够生成亚胺离子的简单的分子，其中之一被证明在不对称催化中表现优异。

“有机催化”术语的诞生

当戴维·麦克米伦准备发表结果时，他意识到他发现的催化概念需要一个名字。事实上，此前已经有研究人员成功地使用有机小分子催化化学反应，但这些都是孤立案例，没有人意识到这种方法可以推广。

戴维·麦克米伦想找到一个术语来描述该方法，以便其他研究人员了解还有更多的有机催化剂等待发现。他的选择是有机催化（organocatalysis）。

2000 年 1 月，就在本亚明·利斯特发表他的发现之前，戴维·麦克米伦向科学期刊提交了他的手稿。他在论文导语中宣布：“在此，我们引入了一种新的有机催化策略，我们预计该策略将适用于一系列不对称转化。”

有机催化得到大量使用

本亚明·利斯特和戴维·麦克米伦各自独立地发现了一个全新的催化概念。自 2000 年以来，该领域的发展几乎像一场淘金热，其中利斯特和麦克米伦保持领先地位。他们设计了大量廉价且稳定的有机催化剂，可用于驱动各种各样的化学反应。

有机催化剂不仅通常由简单分子组成，在某些情况下还可以应用于流水线，就像自然界的酶一样。过去在化工生产过程中，需要对每个中间产品进行分离纯化，否则会产出过多的副产品。这导致在化学合成的每个步骤中都会丢失一些物质。

有机催化剂的宽容度要高得多，因为相对而言，在更多的情况下，生产过程中的几个步骤可以连续执行。这称为级联反应（cascade reaction），可以显著减少化学制造中的浪费。

士的宁合成效率提升 7000 倍

体现有机催化如何让化学合成更高效的一个例子，就是合成天然存在且极其复杂的士的宁分子。许多人从“谋杀小说女王“阿加莎·克里斯蒂（Agatha Christie）的书中知道了士的宁。然而，对于化学家来说，士的宁就像一个魔方：一个你想用尽可能少的步骤解决的挑战。

1952 年士的宁被首次合成时，它需要 29 次不同的化学反应，只有 0.0009% 的初始材料合成了士的宁。剩下的就浪费了。

到 2011 年，研究人员能够使用有机催化和级联反应，仅用 12 步就合成了士的宁，并且生产过程的效率提高了 7000 倍。

有机催化在药物生产中的重要地位

有机催化对经常需要不对称催化的药物研究产生了重大影响。在化学家实现不对称催化之前，许多药物都包含一个分子的两个镜像，其中一个是具有疗效的，而另一个有时会产生不良影响。一个灾难性的例子是 1960 年代的沙利度胺（thalidomide）丑闻，该药物分子中的一个镜像结构可导致发育中的人类胚胎严重畸形，多达数千人受害。

如今，使用有机催化，研究人员得以通过相对简单的方式大量制造多种不对称分子。例如，他们可以人工合成候选药物成分，而这些成分原本只能从稀有植物或深海生物中少量提取。

在制药公司，该方法还用于简化现有药物的生产。这方面的例子包括用于治疗焦虑和抑郁的帕罗西汀（paroxetine），以及用于治疗呼吸道感染的抗病毒药物奥司他韦（oseltamivir）。

诺贝尔文学奖

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据诺贝尔奖网站消息，2021年诺贝尔文学奖揭晓，坦桑尼亚小说家阿布拉扎克·古尔纳（Abdulrazak Gurnah）获得这一奖项，“因为他对殖民主义的影响以及文化和大陆之间的鸿沟中难民的命运的毫不妥协和富有同情心的洞察” 。公开资料显示，阿布拉扎克·古尔纳1948年生于坦桑尼亚桑给巴尔，著有代表作《天堂》《海边》等。

高考语文新启示——尝试养成“富有同情心的观察”

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诺贝尔奖官网介绍称，古尔纳在处理难民问题时，聚焦于难民的身份和自我认知。他的作品摆脱了刻板、定型化的描述，让读者看到了不了解的、有着多元文化的东非。在他的文学世界里，一切都在变化，包括记忆、名字、身份。他笔下的角色总是有一种由知识热情驱动的无休止的探索精神。

北京大学世界文学研究所教授赵白生称，“诺贝尔文学奖委员会的颁奖词直接体现了古尔纳的特点，他洞悉殖民主义的影响和难民的命运，态度决绝，慈悲为怀”。

赵白生指出，分析最近十年的诺奖得主可以看出，诺贝尔文学奖的两大趋势相当明显。

其一，几乎都是被体制经典化了的作家，所以奖项一般争议不大；

其二，多半都是获奖专业户作家。而这届评委，十分看重‘新经典性’。

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来 源：综合果壳、诺贝尔奖官网、潇湘晨报等整理报道

责任编辑：王英玺

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