对生命物质的认识，在20世纪得到了飞速的发展。化学的各个分支学科都在对生命物质的研究作出贡献。例如分析化学不仅分析各种生命物质的化学成分、结构基团，分析人体各个器官中哪些元素比较富集，这些元素以什么状态存在，将各个元素或分子加以分离鉴定。无机化学常以生物体中的金属元素和哪些配位体结合、起什么生理作用为研究对象。例如人体中的Fe处在血红素中，对呼吸功能阐述得非常明确，也解释了CO和CN-具有高毒性的机理。有机化学始终把生命物质作为自己的研究对象，下面以蛋白质和核酸为例说明。

       1．蛋白质

       蛋白质是生物体中广泛存在的一类生物大分子。它是通过α－氨基酸之间的α－氨基和α－羟基形成的以肽键（即酰胺键）结合而成的长链化合物，具有特定立体结构的生物活性大分子。一般将50个以上氨基酸聚合的分子称蛋白质，小于50个的称多肽。组成蛋白质的氨基酸都是L－型α－氨基酸，如图3．4．1所示。

       描述蛋白质结构可分为四级：一级结构指主链中的氨基酸的数目、类型和顺序。二级结构指主链通过氢键结合所形成的盘旋或折叠构象。三级结构指在二级结构基础上进一步盘绕、折叠产生的单个蛋白质分子的形状。四级结构指将三级结构所表示的分子通过各种分子间的作用力形成相对稳定的寡聚体。

       从20世纪中叶起，化学家和生物学家按照蛋白质是由一定序列的氨基酸缩合形成的多肽分子，具有较多地形成氢键能力的特点，即多肽主链中的N－H作为质子给体，＞C＝O基作为质子受体，相互形成N－H…O氢键，决定蛋白质的结构。L．鲍林由已知的化学键知识和形成最多氢键原理，提出蛋白质的α－螺旋结构模型，如图3．4．2所示。20世纪60年代，蛋白质晶体结构的测定过程充分利用了这种模型，测定所得的成果证实了这种结构模型在蛋白质中客观存在的事实。现在，以我国首先人工合成牛胰岛素为先例，人们已经可以在实验室中人工合成出许多种蛋白质，对天然产物中分离出来的上万种蛋白质，其中数以千计的结构已经加以测定。

       2．核酸

       核酸分脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）两大类，前者是遗传信息的携带者，后者是生物体内对蛋白质的合成起重要的作用者。1953年，J．沃森和F．克里克提出DNA的双螺旋模型为遗传工程的发展奠定了理论基础，这是20世纪自然科学最伟大的发现之一。DNA由两条多核苷酸链组成，链中每个核苷酸含有一个戊糖、一个磷酸根和一个碱基，碱基分两种：一种为双环的嘌呤，包括腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G）；另一种为单环的嘧啶，包括胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。两链的碱基相互通过氢键配对：A和T间形成两个氢键，G和C间形成3个氢键，如图3．4．3所示。由于形成氢键的要求，这种配对是互补的、专一的，是不可交换替代的，称为碱基互补配对定则。这个定则要求DNA双链结构中A和T以及G和C各对中碱基数量要相同，两条链的走向则相反。

       DNA中两条长链分子因空间结构的要求，相互形成右手螺旋的结构，它好像一个螺旋形梯子，磷酸根和戊糖构成梯子两侧的扶架，碱基对像梯子的踏板，碱基踏板间距离0．34nm，每个螺旋周期含10对碱基，周期长3．4nm，如图3．4．3所示。

       化学家对蛋白质和核酸等生命物质的研究，不仅使生物化学迅速发展，而且由此诞生了结构生物学和分子生物学，生物化学和化学生物学已经融合在一起，很难划分界限，但总的是已经达到从分子水平了解生命现象的本质前进了一大步，能够从更新的视角去揭示生命的奥秘，利用DNA技术进行亲子鉴定就是证明。