第9章分子结构
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第9章核糖体第一节核糖体的类型和结构核糖体的模式图核糖体是合成蛋白质的细胞器,几乎存在于一切细胞内。
核糖体是一个颗粒状的结构,主要成分是蛋白质和RNA。
核糖体RNA成为rRNA,蛋白质称为r蛋白,蛋白质含量约占40%,RNA约占60%,r蛋白分子主要分布在核糖体的表面,而rRNA则位于内部,二者靠非共价键结合在一起。
电镜下,是无包膜的电子致密颗粒,略呈圆形或椭圆形,平均直径在150~250A。
核糖体由大、小两个亚单位组成。
大亚基略呈梨形,中心有一条中央管。
直径为230A,沉降系数为60S。
其上有与氨酰-tRNA 结合的位置,还含有转肽酶活性部位。
小亚基呈碟盘状,大小为230A×120A,沉降系数为40S,其上有蛋白质合成启动因子结合位点、起始氨酰-tRNA结合部位和mRNA结合位点。
电镜下,核糖体常成群呈丛状或螺旋状存在,与mRNA结合,构成多聚核糖体(polyribosome)。
附着于内质网上的称附着核糖体(bound ribosome),主要合成输送到细胞外的分泌性蛋白、膜嵌入糖蛋白、可溶性驻留蛋白和溶酶体蛋白等。
散在于胞质中的称游离核糖体(free ribosome),主要合成组成细胞本身所需的结构性蛋白质。
糖核体的大小两个不同的亚基,在不进行蛋白质合成时,它们是分开的,游离存在于细胞质中。
只是在进行蛋白质合成时才结合在一起。
原核生物和真核生物的核糖体成分的比较原核细胞的核糖体为70S,真核细胞线粒体和叶绿体内的核糖体也近似于70S,但除了这两个细胞器,真核细胞内的核糖体均为80S。
原核生物核糖体由约2/3的RNA及1/3的蛋白质组成。
真核生物核糖体中RNA占3/5,蛋白质占2/5。
真核细胞糖核体的沉降系数为80S。
大亚基为60S,小亚基为40S。
小亚基含有由一种18S的 rRNA 和33种蛋白质;大亚基含有5S、5.8S及 28S 三种rRNA 和约49种蛋白质。
tRNA结合部位1. tRNA的三叶草结构受体臂(acceptor arm)主要由链两端序列碱基配对形成的杆状结构和3′端末配对的3-4个碱基所组成,其3′端的最后3个碱基序列永远是CCA,最后一个碱基的3′或2′自由羟基(—OH)可以被氨酰化。
第九章核酸结构、功能与核苷酸代谢【授课时间】4学时第一节核酸的化学组成【目的要求】掌握核酸(DNA和RNA)的分子组成、核苷酸的连接方式、键的方向性。
【教学内容】1.详细介绍:碱基2.一般介绍:戊糖3.一般介绍:核苷4.一般介绍:核苷酸5.详细介绍:核酸中核苷酸的连接方式【重点、难点】重点:核酸组成与核苷酸的连接【授课时间】0.25学时第二节DNA的结构与功能【目的要求】1.掌握DNA的二级结构的特点。
2.掌握DNA的生物学功能。
【教学内容】1.一般介绍:DNA的一级结构2.重点介绍:DNA的二级结构3.一般介绍:DNA的超级结构4.一般介绍:DNA的功能【重点、难点】重点:DNA的二级结构难点:DNA的超级结构【授课学时】1学时第三节RNA的结构与功能【目的要求】1.掌握RNA的种类与功能。
mRNA和tRNA的结构特点。
2.了解核酸酶的分类与功能。
3.了解其他小分子RNA。
【教学内容】1.详细介绍:mRNA的结构与功能2.详细介绍:tRNA的结构与功能3.详细介绍:rRNA的结构与功能4.一般介绍:小分子核内RNA5.一般介绍:核酶【重点、难点】重点:mRNA、tRNA的结构与功能【授课学时】0.5学时第四节核酸的理化性质【目的要求】1.掌握DNA的变性和复性概念和特点2.熟悉核酸分子杂交原理。
3.熟悉核酸的一般性质【教学内容】1.一般介绍:核酸的一般性质2.详细介绍:核酸的紫外吸收3.重点介绍:核酸的变性与复性【重点、难点】重点:核酸的变性与复性【授课学时】1学时第五节核苷酸代谢【目的要求】1.熟悉核苷酸合成途径的原料、主要步骤及特点。
核苷酸分解代谢的终产物。
2.熟悉脱氧核苷酸的生成3.了解嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸的抗代谢物及其抗肿瘤作用的生化机理。
4.了解尿酸以及痛风症与血中尿酸含量的关系。
【教学内容】1.一般介绍:嘌呤核苷酸的合成2.一般介绍:嘧啶核苷酸的合成3.详细介绍:脱氧核糖核苷酸的生成4.详细介绍:核苷酸的相互转化5.一般介绍:核苷酸分解代谢【重点、难点】难点:嘌呤、嘧啶类抗代谢物及其抗肿瘤作用的生化机理【授课学时】1.25学时第九章核酸结构、功能与核苷酸代谢第一节核酸的化学组成第二节DNA的结构与功能第三节RNA的结构与功能第四节核酸的理化性质第五节核苷酸代谢第一节核酸的化学组成时间15ˊ教学内容核酸分为脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)和核糖核酸(ribonucleic acid,RNA)。
第57讲有机化合物的空间结构同系物同分异构体复习目标 1.掌握有机化合物中原子的共线与共面个数的判断。
2.了解同系物、同分异构体的概念。
3.掌握有机化合物同分异构的书写与判断。
考点一有机化合物的空间结构1.熟记四种基本模型(1)甲烷分子中所有原子一定不共平面,最多有3个原子处在一个平面上,即分子中碳原子若以四个单键与其他原子相连,则所有原子一定不能共平面(如图1)。
(2)乙烯分子中所有原子一定共平面,若用其他原子代替其中的任何H原子,所得有机物中的所有原子仍然共平面(如图2)。
(3)苯分子中所有原子一定共平面,若用其他原子代替其中的任何H原子,所得有机物中的所有原子也仍然共平面(如图3)。
(4)乙炔分子中所有原子共直线,若用其他原子代替H原子,所得有机物中的所有原子仍然共直线(如图4)。
2.注意碳碳单键的旋转碳碳单键两端碳原子所连原子或原子团能以“C—C”为轴旋转,例如,因①键可以旋转,故的平面可能和确定的平面重合,也可能不重合。
因而分子中的所有原子可能共面,也可能不共面。
3.恰当拆分复杂分子观察复杂分子的结构,先找出类似于甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的结构,再将对应的空间结构及键的旋转等知识进行迁移即可解决有关原子共面、共线的问题。
特别要注意的是,苯分子中处于对位的两个碳原子以及它们所连的两个氢原子,这四个原子是在一条直线上的。
4.审准题目要求题目要求中常有“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等限制条件。
如分子中所有原子可能共平面,分子中所有碳原子一定共平面而所有原子一定不能共平面。
1.结构中若出现一个饱和碳原子,则整个分子不可能共平面()2.结构中每出现一个碳碳双键,则最多6个原子共面()3.结构中每出现一个碳碳三键,则至少4个原子共线()4.结构中每出现一个苯环,则最多有12个原子共面()5.与或或直接相连的原子一定共面()答案 1.√ 2.× 3.√ 4.× 5.√1.有机物分子中最多有________个碳原子在同一平面内,最多有________个原子在同一条直线上,与苯环共面的碳原子至少有________个。
第9章化学键与分子结构习题1. 根据AgX晶格能理论值与实验值差别判断Ag-X共价键成分递增顺序。
AgF AgCl AgBr AgI实验值(kJ·mol-1)951 902 887 886理论值(kJ·mol-1)925 833 808 7742.从Cr原子的价层结构3d54s1来看,Cr失去1个4s电子后成为3d5半充满构型。
这种结构似应是稳定的,因而似应有CrX (X =F、Cl、Br、I)化合物存在,但实际上却未能制备出这类化合物。
理论计算CrCl晶格能为758 kJ·mol-1,已知金属Cr的升华能(397 kJ·mol-1)、Cl-Cl键的键能(242.6 kJ·mol-1)、Cr的第一电离能(653 kJ·mol-1)、Cl的第一电子亲合能(348.6 kJ·mol-1)。
设计CrCl的玻恩-哈伯热化学循环,计算CrCl(s)的标准摩尔生成焓(∆f H m o)。
另已知反应2CrCl(s)=CrCl2(s)+Cr(s)的标准摩尔自由能变为-486 kJ·mol-1。
比较说明CrCl稳定性,解释上述事实。
3.4. 温度为298 K时,已知(1)H2=2H(g), Δr1H m o= 436 kJ.mol-1,(2)O2=2O(g), Δr2H m o= 498 kJ.mol-1,(3)H2O(g)=2H(g)+ 2O(g), Δr3H m o= 930 kJ.mol-1 求:反应H2 (g)+½ O2 (g)= H2O (g) 的Δr H m o。
5. 写出下列分子的Lewis结构式:CF4、OF2、HCN、CO、NSF6. 写出下列离子的Lewis结构式:CF3+、C22-、PH2-、BH4-7. 乙炔的标准生成焓为226.6 kJ.mol-1,H-H、C-H键键能D H-H、D C-H分别为436 kJ.mol-1、415 kJ.mol-1,石墨的升华能∆sub H(C(s)) 为717 kJ.mol-1,求C≡C的键能D C≡C。
化学分子结构化学分子结构是研究化学物质的构成和组成方式的重要内容之一。
它描述了化合物中原子之间的连接方式以及它们之间的空间排列关系。
通过了解分子结构,我们可以更深入地理解化学物质的性质和反应行为,为合成新的化合物、改良材料性能和探索新的科学领域开辟了道路。
一、分子结构的基本概念和组成要素化学物质由原子构成,而分子则由原子通过共价键连接而成。
分子结构描述了原子之间的连接方式和它们在空间中的相对位置。
分子结构的主要组成要素包括原子类型、原子间的键、键的角度和键的长度。
1. 原子类型不同种类的化学元素具有不同的原子类型。
每种原子类型都有特定的化学性质和价电子数,从而决定了其参与反应的方式和可能的结构。
常见的原子类型包括氢、氧、碳、氮等。
2. 原子间的键原子之间的连接通过化学键实现。
最常见的化学键类型是共价键,它是通过共享电子对来连接原子的。
共价键可以分为单键、双键和三键,取决于原子之间共享的电子对数量。
除了共价键,还有离子键、金属键和氢键等其他类型的化学键。
3. 键的角度和键的长度键的角度和键的长度也是分子结构的重要特征。
键的角度是指连接两个原子的键的方向相对于分子的相对角度。
键的长度则是指连接两个原子的键的实际长度,它决定了分子的几何形状和空间排列方式。
二、分子结构的表示方法为了更清晰地表达分子结构,化学家们发展了一系列的表示方法。
其中最常见的方法包括结构式、线角式和空间填充式。
1. 结构式结构式是一种二维图形表示方法,它通过化学键和原子符号来描述分子的连接方式。
结构式可以精确地表示化学键的类型、键的角度和键的长度。
其中最常见的结构式包括平面式、简化式和骨架式等。
平面式将分子中的原子和键都画在一个平面上,简化式通过简化分子结构的表示方式来减少图形的复杂性,骨架式则只画出分子的骨架结构。
2. 线角式线角式是一种简化的结构表示方法,它通过线段和角度来描述化学键的连接方式。
线段表示化学键,而角度则表示键的连接方向。
第9章分子结构一、单选题1.既存在离子键和共价键,又存在配位键的化合物是()(A)H3PO4(B)Ba(NO3)2(C)NH4F (D)NaOH2.下列化合物中,中心原子不服从八隅体规则的是()(A)OF2(B)SF2(C)PCl3(D)BCl23.下列各物质中,那一个的化学键的极性最大()(A)NaCl (B)MgCl2(C)AlCl3(D)SiCl44.下列原子轨道沿x键轴重叠时,能形成σ键的是()(A)p x-p x(B)p y-p y(C)p x-p z(D)s-d z25.下列原子轨道沿x键轴重叠时,能形成π键的是()(A)p x-p x(B)p y-p z(C)p y-p y(D)p x-p y6.下列各个答案中,可能不存在的硫的化合物是()(A)SF2(B)SF4(C)SF3(D)SF67.下列分子中,中心原子采取不等性sp3杂化的是()(A)BF3(B)BCl3(C)OF2(D)SiCl48.用价层电子对互斥理论判断,下列分子或离子中,空间构型为平面正方形的是(D )(A)CCl4(B)SiF4(C)NH4+(D)ICl4-9.下列分子中,键和分子均具有极性的是()(A)Cl2(B)BF3(C)CO2(D)NH310.下列分子中,偶极矩为零的是()(A)BF3(B)NF3(C)PF3(D)SF4二、填空1.形成配位键时,中心原子应具备的条件是配位体应具备的条件是。
2.磷可以形成PCl5分子是由于磷属于第3周期元素,其主量子数n=3,杂化时可动用轨道,形成杂化轨道,分子的空间构型是。
3.ClF3分子中,中心原子Cl的杂化轨道是,分子的空间构型是。
4.物质NH3、H3BO3、HNO3、C2H5OH、C6H6中,具有氢键的物质是,这些物质的氢键的类型分别为。
5.在共价化合物中,键的极性大小与的差值有关,分子极性的大小可由的大小来量度。
三、问答题1.指出下列各分子中各个C原子所采用的杂化轨道。
第9章 羰基化合物大体要求:1. 把握醛和酮的命名(系统命名法,一般命名法)2. 把握醛和酮的结构及对化学性质的阻碍。
3. 了解醛和酮的物理性质和光谱特点。
4. 把握亲核加成的反映类型、机理、应用。
5. α—H 的酸性,α—H 的卤代反映及缩合反映(羟醛缩合)6. 氧化、还原反映及其在有机合成中的应用。
7. α,β—不饱和醛、酮的反映特点。
醛(aldehydes )和酮(ketones )都是分子中含有羰基(碳氧双键)的化合物,因此又统称为羰基化合物。
羰基与一个烃基相连的化合物称为醛,与两个烃基相连的称为酮。
CO R'C RO HC R(H)O羰基 醛 酮醛能够简写为RCHO ,基团—CHO 为醛的官能团,称为醛基,酮能够简写为RCOR ’, 基团—CO —为酮的官能团,称为酮基。
醛和酮是一类超级重要的化合物,这不仅是因为学多化学产品和药物含有醛、酮结构,更重要的是醛、酮能发生许多化学反映,是进行有机合成的重要原料和中间体。
醌(quinone )类是一类特殊的环状不饱和二酮类化合物。
第一节 醛和酮一、羰基的结构羰基是醛、酮的官能团,它与醛、酮的物理化学性质紧密相关。
依照醛、酮分子的结构参数(见表10-1),能够以为羰基碳原子以sp 2杂化状态参与成键,即碳原子以三个sp 2轨道与其它三个原子的轨道重叠形成三个σ键,碳原子上未参加杂化的p 轨道与氧原子上的p 轨道在侧面彼此重叠形成一个π键(见图10-1)。
(请在图左侧第一幅图中,下半个轨道中着淡灰色,如中间那幅图轨道的颜色)表10-1 醛、酮分子的结构参数醛、酮分子 键长(pm ) 键角(0) HCHO C — ∠ ∠ CH 3CHOC — C —∠ ∠ ∠ CH 3COCH 3 C =O 121.4 C —∠ ∠δ-+图10-1 羰基的结构由于氧原子的电负性比碳原子大,因此成键处的电子云就不均匀地散布在碳氧原子之间,氧原子处电子云密度较高,带有部份负电荷,而碳原子处的电子云密度较低,带有部份正电荷。