雖然分子本身簡單，但對一氧化氮功能的探索跟對大分子的一樣，有一個漫長曲折的過程。20世紀30年代末，科學家們發現一些小分子物質，如腎上腺激素和神經化學物質即神經遞質如乙酰膽堿，可以傳遞神經衝動信號。這些小分子物質通過與細胞膜表麵的蛋白（即受體）結合而發揮其效應。但在很長一段時間內，人們不知道這些信息物質是如何通過細胞表麵的受體傳達信息，使細胞發生反應的。1957年，1971年諾貝爾生理學獎的得主Sutherland 和 Rall 研究腎上腺素（人體激素的一種，能加速新陳代謝，幫助人麵對危機）的時候發現，腎上腺素與膜上的受體結合，引發了“第二化學信號”環一磷酸腺苷（cAMP）的產生。70年代，Murad通過對研究 cAMP 的近似物cGMP的功能的研究發現，一氧化氮（NO）有著重要的生理功能。1979年，Ignarro發現在分離的動脈浸泡液中吹入 NO可以引起血管舒張。
另一位科學家Furchgott從1953年開始研究神經遞質乙酰膽堿對血管的收縮作用，卻在1978年發現乙酰膽堿對血管還會有鬆弛作用。經過反複研究，他發現舒張作用是乙酰膽堿刺激血管的內皮細胞釋放出某種信號分子，促使血管鬆弛。他在1982年發表的論文當中將這一信號分子稱為內皮細胞源性舒張因子，縮寫EDRF。1987年，人們終於證實，神秘的EDRF實際上就是一氧化氮。
對一氧化氮以及其它的小分子對生命活動的研究，目前正是方興未艾。通過這些研究，人們再一次認識到，生物化學的領域，遠比我們原本想象中來得寬廣；其中的奧秘，也遠沒有被人們所廣泛認識。
九、生命的螺旋
DNA的雙螺旋模型很可能是人類有史以來最著名的一個模型。它的發現是結構化學的勝利。
結構化學是是闡述物質的微觀結構與其宏觀性能的相互關係的化學分支學科。在實驗方麵，它直接應用多種近現代實驗手段進行測量，並結合分子的物理化學性質來推斷分子的空間結構。在理論方麵，結構化學則從原子水平研究物質分子構型與組成的相互關係，以及結構和各種物理、化學性質的相互影響。不過，目前結構化學的實驗和理論相比，實驗仍然遠遠地走在前麵，使得結構化學帶有很重的實驗色彩。在結構化學的成果之中，最著名的也正是DNA雙螺旋模型。
1869年，瑞士生理學家和有機化學家米歇爾證明染色質不是蛋白質，而是另外一類化合物。他把這種化合物稱為“核素”。1889年，化學家阿爾特曼分離提純了核酸。化學家們對核酸的研究從這裏開始了。有趣的是，盡管DNA對於生物學來說比對於化學來說更加意義重大，但是生物學家對於DNA的研究在這之後的40年間幾乎是0。20世紀初著名生物學家威爾遜還以為核酸是蛋白質的前體！這與化學家們對核酸進行孜孜不倦的廣泛研究形成了鮮明的對比。 1909年，化學家列文發現了RNA和DNA。1929年，他提出了DNA的化學組成與平麵結構。但是，DNA的性質從這些並不能得到完全的解釋。
到了20世紀40年代，結構化學的發展使得化學家們認為，解析DNA的空間結構已經成為可能。同時，40年代越來越多的證據表明DNA就是遺傳物質，這使得對於DNA結構的解析很可能具有重大意義。1950年，著名量子化學家鮑林利用X射線衍射結果成功解析血紅蛋白的空間結構更鼓舞了化學家們的信心。於是，一場DNA解析競賽開始了。競爭者中，鮑林的理論功底和科學直覺最為優異，英國女科學家富蘭克林的實驗技術最為優秀，美國科學家查可丁則第一個注意到了DNA的堿基配對法則。
然而這場競賽的結果，非常出人意料。兩個年輕小夥子沃森和克裏克率先提出了DNA雙螺旋模型。他們還和富蘭克林的合作夥伴，新西蘭物理學家威爾金斯一起發表了解釋雙螺旋結構的論文，並因此分享了1962年的諾貝爾生理學獎。
原來，競爭開始之後，各個研究小組的成果都對外保密。最有洞察力的鮑林由於得不到關於DNA晶體X射線衍射的最新結構，研究進展十分緩慢。而富蘭克林和威爾金斯又缺乏生物學常識，對於DNA的性質不夠了解，因此盡管得到了DNA中存在螺旋結構的結果，但是卻遲遲不能進一步提出雙螺旋模型。而沃森和克裏克則既具有一定的生物知識，又從威爾金斯那裏得到了富蘭克林的實驗結果。再加上查可丁的堿基配對法則的啟發，他們迅速猜到了雙螺旋結構就是DNA最合理的結構，並且搶在富蘭克林可能意識到這點之前發表了論文。
DNA雙螺旋結構發現之後，又反過來促進了對它和遺傳機製關係的研究。終於在50年代末期60年代初，DNA被確認為大多數生物的遺傳物質，決定著生物後代的性狀，同時，對於DNA雙螺旋結構的懷疑也最終解除了。遺憾的是，這時富蘭克林已經於1958年由於長期從事X射線衍射實驗工作中接受了過量的輻射，患癌症去世。她沒能獲得自己應有的榮譽，甚至沒能看到DNA雙螺旋模型為世人公認的一天。
DNA雙螺旋的故事告訴我們，科學研究當中也經常需要觸類旁通，對研究課題在不同領域的成果都要有所理解。對於位於現代科學中心位置，和其它所有自然科學相接的化學來說，更是如此。
十、夢蛇
道爾頓的原子論用原子整數比解釋了定組成定律和倍比定律，這屬於原子間量的關係。但為什麼原子會互相結合和分解？它們結合時遵循什麼規律？這些問題經過了化學家數百年的努力，在量子化學出現之後才得以明了。在化學家上百年的探索中，發生了很多有趣的故事。而其中最有趣的，莫過於德國化學家凱庫勒“夢見”苯分子的平麵結構的故事了。
苯是在1825年由英國科學家法拉第首先發現的。1834年，德國科學米希爾裏希正式為之定名。法國化學家日拉爾等人又測定了苯組成，發現苯的相對分子質量為78，分子式為C6H6 。苯分子中碳的相對含量如此之高，使化學家們感到驚訝。當時化學家們已經知道，碳是四價原子，有四個價鍵跟其它原子相連。苯的碳、氫比值為1：1，遠遠低於飽和烷烴的1:2+2/n(n為碳原子數)，表明苯是高度不飽和的化合物。但有機化學告訴人們，不飽和的化合物應該具有易發生加成反應的性質，苯又偏偏沒有這個特性。一代化學家為此左右為難。
解決苯分子結構問題的乃是極富想象力的德國李比希學派化學家凱庫勒。1847年，凱庫勒考入吉森大學時是學建築的，他的家人一心要將他培養為建築設計師。但是一年後，出於對李比希所授化學課的喜愛，凱庫勒說服了家人，轉入李比希的實驗室學習化學。
有趣的是，出於自己的建築學背景知識，凱庫勒對於化學當中價鍵的概念接受理解得特別快特別好。不久，他就成為了這方麵的專家，提出了。
對苯的結構，凱庫勒在分析了大量的實驗事實之後認為：這是一個很穩定的“核”，6個碳原子之間的結合非常牢固，而且排列十分緊湊，它可以與其它碳原子相連形成芳香族化合物。於是，凱庫勒集中精力研究這6個碳原子的“核”。在提出了多種開鏈式結構但又因其與實驗結果不符而一一否定之後，1865年他終於悟出閉合鏈的形式是解決苯分子結構的關鍵。而他領悟這一事實的關鍵，居然是一個夢境。
據他自己說，那是1864年冬天他在比利時的根特大學任教的時候。一天夜晚，他仍象往常一樣，冥思苦想著苯的結構。想著想著，凱庫勒打起了瞌睡，眼前出現了許多飛舞的原子和分子。幾個碳原子排成一條長鏈，像一條條小蛇一樣盤繞卷曲，上下飛舞。忽然間，一條蛇一口咬住了自己的尾巴，變成了一個旋轉不停的圓環。看到這個情景，凱庫勒像觸電般地猛醒過來。他意識到，環狀結構正是對苯的性質的一個合理解釋。但他並沒有急於發表自己的發現，而是動手開始整理苯環結構的假說，直到1865年春天才發表了這個結論。對此，凱庫勒說：“先生們，我們應該會做夢！……那麼我們就可以發現真理，……但不要在用清醒的理智檢驗之前,就宣布我們的夢。”