当前位置：文档之家 › [理学]第6章 生物无机化学

[理学]第6章 生物无机化学

  • 格式：ppt
  • 大小：6.28 MB
  • 文档页数：64

下载文档原格式

  / 64

合集下载

无机化学简介

无机化学简介
建立定律古代化学工艺和金丹术积累的化学知识虽然很多，但不能称为科学。要知识成为科学，必须将搜集到的大量事实加以分析比较，去粗取精，由此及彼地将类似的事实归纳成为定律。例如普鲁斯特注意化合物的成分，他分析了大量的、采自世界各地的、天然的和人工合成的多种化合物，经过八年的努力后发现每一种化合物的组成都是完全相同的，于是归纳这类事实，提出定比定律。
1799年，法国化学家普鲁斯特归纳化合物组成测定的结果，提出定比定律，即每个化合物各组分元素的重量皆有一定比例。结合质量守恒定律，1803年道尔顿提出原子学说，宣布一切元素都是由不能再分割、不能毁灭的称为原子的微粒所组成。并从这个学说引伸出倍比定律，即如果两种元素化合成几种不同的化合物，则在这些化合物中，与一定重量的甲元素化合的乙元素的重量必互成简单的整数比。这个推论得到定量实验结果的充分印证。原子学说建立后，化学这门科学开始宣告成立。
此后，经过几方面的工作，发展成为化学键的价键理论、分子轨道理论和配位场理论。这三个基本理论是现代无机化学的理论基础。
无机化学方法。
无机化学在成立之初，其知识内容已有四类，即事实、概念、定律和学说。
用感官直接观察事物所得的材料，称为事实；对于事物的具体特征加以分析、比较、综合和概括得到概念，如元素、化合物、化合、化分、氧化、还原、原子等皆是无机化学最初明确的概念；组合相应的概念以概括相同的事实则成定律，例如，不同元素化合成各种各样的化合物，总结它们的定量关系得出质量守恒、定比、倍比等定律；建立新概念以说明有关的定律，该新概念又经实验证明为正确的，即成学说。例如，原子学说可以说明当时已成立的有关元素化合重量关系的各定律。
近年来，无机化学学科的研究提高很快，通过运用现代物理实验方法，使无机化学的研究由宏观伸到微观，从而将元素及其化合物的性质和反应同结构联系起来，形成现当代无机化学。无机化学随着在广度上的拓宽和在深度上的推进，已经发展到一个新阶段。不论在科学地位上还是对国民经济和社会发展的作用方面都有极其重要的战略地位。

无机化学

无机化学

一、溶液浓度
• 4、质量摩尔浓度 • mB=溶液B的物质的量（mol) ∕溶液的质量=nB ∕m • • • • • • 单位: mol/Kg 5、物质量的浓度（摩尔浓度） CB= nB/v= (mol/L) (1) 溶液浓度的换算 稀释公式：C1×V1=C2×V2 混合溶液浓度的计算：C1×V1+C2×V2=C3×V3
无机化学பைடு நூலகம்学科定位
• 二、新材料 • 1.新型光导纤维材料（氟化玻璃）可以把光信号 从亚洲直接传输到美洲不需要中继站。 • 2.超导材料及超高压、超高温、强磁场、超低温 所形成的材料都具有意想不到性能。 • 3.新化合物的合成为新材料的开发提供了基础。 90年代合成了1000万种化合物，合成新化合物的 种类还在不断增加。合成的新材料-石英光导纤维 比头发丝细，一根可以供2500人通话。
• =1.5×10-3mol· L-1· s-1 • υ (NO2)= ∆c(NO2) /∆t [(0.30-0)mol·L-1 ]/100s • =3.0×10-3mol· L-1· s-1 • υ (O2)= ∆c(NO2) /∆t [(0.075-0)mol·L-1 ]/100s • =7.5×10-4mol· L-1· s-1 ★不同物质表示的反应速率的数值是不同的. 不同物质表示的反应速率的数值是不同
• V1+V2=V3
二、溶液的依数性
• 溶液的性质与溶液本身的性质有关如：溶液的酸碱性、导电性和颜色 等。 • 而对难挥发的非电解质稀溶液的某些性质，与溶液本身的性质无关。 而主要与溶液的浓度有关。（有机溶液），难挥发的非电解质稀溶液 的这些性质，叫做依数性。 • 稀溶液的依数性（蒸气压下降、沸点升高、凝固的下降、渗透压变化） • 1、蒸汽压下降： • （1）汽、液两相处于平衡状态时的蒸气压称为饱和蒸气压。 • • • •

无机化学简介

无机化学简介

无机化学简介无机化学是研究除了碳元素之外的元素之间的反应、结构、性质和化合物的科学分支。

与有机化学不同，无机化学研究的是无机物质（没有碳-碳键或碳-氢键）。

无机化合物广泛应用于生命科学、医学、工程、环境和物理化学等领域。

以下是对无机化学的简要介绍。

元素和周期表在无机化学中，元素按照它们的原子结构、性质和周期性分类。

这种分类方式被称为周期表，由化学家Dmitri Mendeleev在1869年发明。

Mendeleev根据元素的物理和化学性质将它们排列成了一个表格。

周期表中的每一个横行称为一个周期，而列则称为一个族。

元素周期性地变化，这意味着它们的化学性质在周期表中的位置是预测性的。

周期表上的元素按照其原子序数排列，每个元素都有一个原子序号，它是该元素原子中质子数的总和。

无机化合物无机化合物是由金属和非金属元素形成的化合物。

无机化合物包括无机酸、无机碱、盐和氧化物等。

无机化合物的性质和用途不同，可以用于电子、光学、磁学以及各种形式的能源生产。

无机酸无机酸是指不含碳元素的酸，是无机化学中的一类重要化合物。

最常见的无机酸是盐酸、硫酸、硝酸、磷酸和碳酸酸等。

无机酸可被用于促进丝绸、棉花和纺织品的脱色和漂白、金属清洗和腐蚀以及其他消毒和杀灭细菌的应用。

无机碱无机碱是由含有氢氧根离子(OH-)的化合物形成的盐和氧化物。

无机碱的最常见的例子是氢氧化钠（NaOH）和氢氧化钾（KOH）。

无机碱通常被用于化学反应，例如中和、沉淀和还原反应。

盐盐是一种常见的无机化合物，由一个阳离子和一个阴离子形成。

其中最常见的盐是氯化物、硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐和碳酸盐等。

盐可被用于增加热值、促进化学反应、清洗和晶体生长等。

氧化物氧化物是指含有氧元素的无机化合物。

其中最常见的氧化物是二氧化硅（SiO2），它在许多工业和科学应用中都具有重要的作用。

氧化物也常被用于制造玻璃、陶瓷、水泥、电子电路板和纸张等。

结晶学结晶学是研究晶体形成、构造和物理性质的学科。

无机化学教案

无机化学教案

《无机化学》教案1．教科书：卫生部规划教材，高等医药院校教材（供药学类专业用）许锦善主编《无机化学》第三版，人民为生出版社，北京，2000年5月2.教学安排讲课：54 学时，实验：52 学时考试课：期中考试占15% ; 实验课占15% ; 期末考试占70%3.授课内容（1）普通化学原理部分：重点围绕酸碱平衡、沉淀平衡、氧化还原平衡、配位平衡讲授四大平衡及其变化规律。

（2）结构理论部分：重点讲授原子和分子结构有关理论与应用。

（3）元素化学部分：选修自学。

4．教学参考书（1）北京师范大学无机化学教研室等编写. 无机化学（上，下），高等教育出版社，北京, 1994（2）曹锡章宋天佑王杏乔,武汉大学无机化学教研室等. 《无机化学》（上，下）第三版，高等教育出版社 1994.10，（3）朱裕贞，顾达，黑恩成编写. 现代基础无机化学（上下），化学工业出版社，北京，1998（4）刘新泳，刘丽娟，柳翠英编著. 无机化学，中国科学技术出版社，北京. 2001（5）徐春祥，韩玉洁. 无机化学习题解析，哈尔滨出版社2000（6）章琦主编无机化学（第二版）中国医药科技出版社，北京1992第一章绪论(1学时)基本要求1．了解无机化学在自然科学和化学学科发展中的地位和作用。

2．了解无机化学的发展史和重要分支学科及新的边缘学科。

3．掌握无机化学的研究基本内容。

4．了解化学与药学的关系。

重点与难点本章重点讲授无机化学在自然科学和化学学科发展中的地位和作用，以及化学的发展史和近代无机化学发展的重要分支学科以及新的边缘学科。

重点讲授无机化学的研究基本内容及与药学学科的关系。

本章难点内容：有关无机化学的现代研究方法。

基本概念无机化学；四大平衡；元素化学；稀土元素化学；配位化学；生物无机化学；金属有机化学；金属酶化学授课要点一．无机化学的发展和研究内容1.无机化学的发展基础化学包括四大化学：无机化学，有机化学，分析化学，物理化学。

无机化学是化学学科发展最早的一个分支，可以说化学发展史就是无机化学发展史。

《无机化学》教学大纲

《无机化学》教学大纲
1.3 化学反应的方向：反应的自发性；熵的初步概念；Gibbs自由能与ΔG；吉布斯—赫姆霍兹方程ΔG=ΔH－TΔS应用。
5
2
第二章化学平衡
2.1 化学平衡常数：可逆反应；化学平衡定律；经验平衡常数与热力学平衡常数；转化率。
2.2 化学平衡常数和自由能变：等温方程；
化学平衡常数和标准自由能变。
2.3 化学平衡移动：压力、浓度对化学平衡的影响；
9.3制备：单质制备、氧化物的制备、各类钡盐制备
9.4离子的配位性；锂电池和锂离子电池
9.5专题：对角线规则；R-OH规则；离子性盐类溶解度的判断标准；盐类的热稳定性
4
3
第十章硼族元素、碳族元素
10.1硼族元素、碳族元素的通性：价层电子结构；性质递变规律
10.2硼族缺电子性及成键特征：AlCl3的二聚与缺电子性；BX3的成键特点与路易斯酸性；硼烷的成键特点及反应性；缺电子化合物的加和性
二、教学基本要求
较系统、全面地学习各族元素重要单质及其重要化合物的存在、制备、结构特点、性质及其规律性变化和重要应用。并在原理的指导下，了解化学变化中物质组成、结构和性质的关系，初步从宏观和微观的不同角度理解化学变化基本特征，掌握常见元素及化合物的酸碱性、氧化还原性、溶解性、热稳定性、配位能力等特性及典型反应。要求同学们，学会归纳总结，使知识系统化；接受初步科学研究素养的熏陶，培养良好的科研态度，培养自学、探究的能力，锻炼批判性思维，会运用所学过的理论知识提出问题、分析问题、解决问题。
12.4金属氧化物、金属硫化物
12.5钠硫蓄电池；锂硫电池
12.6专题：S2-、SO32-、S2O32-、SO42-的分析鉴定；酸性变化的一般规律（氢化物对应的水化物、含氧酸）；含氧酸的热稳定性及氧化还原性

西北大学生物无机化学

西北大学生物无机化学
-----精品文档------
自然界中最有效的螯合剂可能是能折叠的蛋白质链， 它能给金属中心提供所需立体化学环境各种取向的 氨基酸残基配体。如，牛红血球超氧化酶歧化酶 (Cu2Zn2SOD)中的锌结合部位，当透析脱金属后， 这一结合部位还是特定的。Cu(II)占据Zn(II)位置， 生成Cu2Cu2SOD，但过量的Zn（II）还可以反过来 取代Cu(II)，这说明，锌在这一部位有重要的功能， 这一特定部位能以某种方式，确保必需金属离子的 特殊作用。
第2章 与生物无机研究有关的配位化学原理
➢ 热力学要点 ➢ 动力学要点 ➢ 生物体中金属离子的电子结构和几何结构 ➢ 配合物中配体的反应性 ➢ 模型配合物和自组装概念
-----精品文档------
2.1 热力学要点
1. 软硬酸碱概念 2. 螯合作用和Irving-Williams序列 3. 配体的pKa值 4. 氧化还原电位的调节 5. 生物高分子的作用
-----精品文档------
S CH C H 3
血红素c
CH3
H e
NN
CH S CH3 CH3
CH2
CH2
CH2
CH2
COOH
COOH
-----精品文档------
EDTA 维生素B12
Irving-Williams序列
Ca2＋<Mg2＋<Mn2＋<Fe2＋<Co2＋<Ni2＋<Cu2＋>Zn2＋
-----精品文档------
2.2 动力学要点
1. 配体交换速率 2. 取代反应 3. 电子转移反应
-----精品文档------
1. 配体交换速率
第一过渡系除了Cr3+、Co3+，其他金属离子的水交 换速率都非常快。一般低电荷金属离子比高电荷金属 离子与配体交换速率快，第二、第三过渡系金属配合 物与第一过渡系同族对应配合物相比，动力学惰性要 大的多。如，当顺铂[Pt(NH3)2Cl2]通过失去配体Cl和DNA结合后，即使长时间透析这一含铂的生物高分 子，铂也不能被交换出来。

生物无机化学

生物无机化学生物无机化学是一门研究生物体内无机元素的运动和变化的学科，是生物学和化学的重要综合学科。

它研究了生物体内无机物质的化学反应过程，以及它们在维持生命活动中扮演的重要角色。

一般来说，它研究无机物质的使用和积累是如何影响生物体的适应性和物质代谢的问题。

无机元素是生物体的主要成分，占生物体质量的95％以上，因此，它们对生物进行生长、繁殖、代谢和发育有着至关重要的作用。

这些无机元素包括氧（O）、碳（C）、氢（H）、氮（N）、硫（S）、磷（P）、氟（F）、钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）和铁（Fe）等。

当然，这些无机元素在生物体内以亚稳态的形式存在，例如水（H2O）、空气（O2）、硫酸盐（SO2）、氨基酸（NH3）和糖（C6H12O6）等。

无机物质的重要作用还包括维持物质本身的构造和形状。

无机物质在生物体内是分子和细胞构成的原料，它们构成了生物体内大部分的固有结构。

因此，这些无机元素赋予了生物有机体外形、结构和功能。

此外，无机物质还可以提供额外的能量，以便满足生命活动的需要。

无机物质的摄取也是生物体内有机物质代谢的重要因素，这是因为无机物质提供了熔融结构的稳定性，为有机物质的变化提供了必要的条件。

例如，钙可以与蛋白质结合，维持细胞的结晶、固定和可靠的状态。

无机物质的运行和积累也是调节生物体内物质代谢过程的重要因素，因为它们可以为物质代谢提供必要的催化剂和调节剂。

例如，钠、钙、镁、钾等无机物质可以促进有机物质的合成或转化，并调节氨基酸、糖、脂质和核酸的浓度和结构。

此外，无机物质还可以支持生物体的极性分布，这是细胞信号传导的主要组成部分，它们可以帮助细胞调节和协调其物质代谢过程。

综上所述，生物无机化学是一门研究无机元素（氧、碳、氢、氮、硫、磷、氟、钾、钙、镁和铁）在生物体内的运动和变化的学科，它着眼于研究无机元素（水、空气、硫酸盐、氨基酸和糖）在维持生命活动中的重要作用，以及它们调节物质代谢的重要作用。

无机化学第6章酸碱理论与解离平衡

无机化学
6.2 弱酸弱碱的解离平衡
（2） 溶液的 ） 溶液的pH pH = -lgc(H3O+) pOH = -lgc(OH-) 298K的纯水中： 的纯水中： 的纯水中 KӨw = c(H+) c(OH-) = 1.0×10-14 × 等式两边同取负对数： 等式两边同取负对数： pKӨw = pH +pOH = 14.00
无机化学
6.1 酸碱理论
6.1.2 酸碱质子理论 (1) 定义 定义:
的分子或离子。 酸：凡是能释放出质子(H+)的分子或离子。 凡是能释放出质子 的分子或离子 碱：凡是能与质子(H+)结合的分子或离子。 结合的分子或离子。 凡是能与质子 结合的分子或离子 质子酸) 质子的给予体； 即：酸(质子酸 —— 质子的给予体； 质子酸 质子碱) 质子的接受体。 碱(质子碱 —— 质子的接受体。 质子碱 两性物质：既能给出质子又能接受质子的物质。 两性物质：既能给出质子又能接受质子的物质。
无机化学
6.1 酸碱理论
酸碱反应的实质是酸碱之间以共价配键相结合， 酸碱反应的实质是酸碱之间以共价配键相结合，生 是酸碱之间以共价配键相结合 成酸碱配合物的过程，并不发生电子转移。 成酸碱配合物的过程，并不发生电子转移。 H ∣ HCl + :NH3 → [H—N→H]+ + Cl∣ H F ∣ BF3 + :F- → [F—B←F]∣ F NH3 ↓ Cu2+ + 4:NH3 → [H3N→Cu←NH3]2+ ↑ NH3 无机化学
H+ (aq) + OH－(aq)
∅ KW = c(H3O+ ) ⋅ c(OH− )
1、水的质子自递反应是吸热反应，故水的离子积随 、水的质子自递反应是吸热反应， 温度的升高而增大。 的纯水中： 温度的升高而增大。298K的纯水中：c(H+) = c(OH-) 的纯水中 =1.0×10-7mol·L-1 × KӨw = c(H+) c(OH-) = 1.0×10-14 × 2、任何稀水溶液中同时存在H+和OH–，且 、任何稀水溶液中同时存在 KӨw = c(H+) c(OH-)

《无机化学》课件


酸碱反应与沉淀反应
总结词
酸碱反应和沉淀反应是无机化学中常见的反应类型，需要掌握其 基本原理和规律。
酸碱反应
理解酸碱质子理论，掌握酸碱反应的规律和特点，如强酸制备弱酸 、水解反应等。
沉淀反应
研究沉淀的形成和溶解，了解沉淀的生成、转化和溶解等基本规律 。
氧化还原反应与配位反应
总结词
01
氧化还原反应和配ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ反应是无机化学中的重要反应类型，需要
酸碱反应与离子平衡
酸碱反应
酸和碱之间的中和反应，生成盐和水 。
酸碱指示剂
离子平衡
溶液中离子间的相互作用和平衡状态 ，如水的电离平衡、沉淀溶解平衡等 。
用于指示溶液酸碱度的指示剂，如酚 酞、甲基橙等。
氧化还原反应与电化学
氧化还原反应
电子转移的反应，包括氧化和还 原两个过程。
原电池
将化学能转化为电能的装置，由 正负极和电解质溶液组成。
存储材料，为新能源技术的发展提供重要的支撑。
无机化学在环保领域的应用
总结词
无机化学在环保领域的应用主要涉及大气、水体和土壤的污染控制与治理，以及废物处理和资源化利用等方面。
详细描述
随着工业化和城市化进程的加速，环境污染问题日益严重。无机化学在环保领域的应用主要涉及大气、水体和土 壤的污染控制与治理，以及废物处理和资源化利用等方面。通过研究无机物质的性质和反应机制，可以开发出高 效、低成本的污染物处理技术和资源化利用方案，为环境保护事业的发展做出重要贡献。
无机化学在生物医学领域的应用
总结词
无机化学在生物医学领域的应用主要涉及药物设计与 合成、生物成像技术和生物医用材料等方面。
详细描述
生物医学领域的发展对于人类的健康和生活质量的提高 具有重要意义。无机化学在生物医学领域的应用主要涉 及药物设计与合成、生物成像技术和生物医用材料等方 面。通过研究无机化合物的生物活性和反应机制，可以 开发出高效、低毒的药物和生物医用材料，为疾病诊断 和治疗提供新的手段和途径。同时，无机化学在生物成 像技术方面也具有广泛的应用前景，如荧光探针、磁共 振成像等，为生物医学研究提供重要的技术支持。

大学无机化学第六章试题及答案

大学无机化学第六章试题及答案第六章化学键理论本章总目标：1：掌握离子键、共价键和金属键的基本特征以及它们的区别；2：了解物质的性质与分子结构和键参数的关系；3：重点掌握路易斯理论、价电子对互斥理论、杂化轨道理论以及分子轨道理论。

4：熟悉几种分子间作用力。

各小节目标：第一节：离子键理论1:掌握离子键的形成、性质和强度，学会从离子的电荷、电子构型和半径三个方面案例讨论离子的特征。

2:了解离子晶体的特征及几种简单离子晶体的晶体结构，初步学习从离子的电荷、电子构象和半径三个方面来分析离子晶体的空间构型。

第二节：共价键理论1;掌握路易斯理论。

2：理解共价键的形成和本质。

掌握价键理论的三个基本要点和共价键的类型。

3：理解并掌握价层电子对互斥理论要点并学会用此理论来判断共价分子的结构，并会用杂化轨道理论和分子轨道理论来解释分子的构型。

第三节：金属键理论了解金属键的能带理论和三种常见的金属晶格。

第四节：分子间作用力1：了解分子极性的判断和分子间作用力（范德华力）以及氢键这种次级键的形成原因。

2;初步掌握离子极化作用及其强度影响因素以及此作用对化合物结构及性质的影响。

习题一选择题1.下列化合物含有极性共价键的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.KClO3B.Na2O2C.Na2OD.KI2.下列分子或离子中键能最大的是（）A.O2B.O2-C.O22+D.O22-3.下列化合物共价性最强的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.LiIB.CIC.BeI2D.MgI24.极化能力最强的离子应具有的特性是（）A.离子电荷高，离子半径大B.离子电荷高，离子半径小C.离子电荷低，离子半径小D.离子电荷低，离子半径大5.下列化合物中，键的极性最弱的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.FeCl3B.AlCl3C.SiCl4D.PCl56.对下列各组稳定性大小判断正确的是（）A.O2+＞O22-B.O2-＞O2C.NO+＞NOD.OF-＞OF7.下列化合物中，含有非极性共价键的离子化合物是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.H2O2B.NaCO3C.Na2O2D.KO38.下列各对物质中，是等电子体的为（）A.O22-和O3B.C和B+C.He和LiD.N2和CO9.中心原子采取p2杂化的分子是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.NH3B.BCl3C.PCl3D.H2O10.下列分子中含有两个不同键长的是（）A.CO2B.SO3C.SF4D.某eF411.下列分子或离子中，不含有孤电子对的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.H2OB.H3O+C.NH3D.NH4+12.氨比甲烷易溶于水，其原因是（）A.相对分子质量的差别B.密度的差别C.氢键D.熔点的差别13.下列分子属于极性分子的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)l4B.CH3OCH3C.BCl3D.PCl514.下列哪一种物质只需克服色散力就能使之沸腾()A.HClB.CH3Cll4D.NH315.下列分子中，中心原子采取等性杂化的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.NCl3B.SF4C.CHCl3D.H2O16.下列哪一种物质既有离子键又有共价键()2A.NaOHB.H2OC.CH3ClD.SiO217.下列离子中，中心原子采取不等性杂化的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.H3O+B.NH4+C.PCl6-D.BI4-18.下列哪一种分子的偶极矩最大()A.HFB.HClC.HBrD.HI19.下列分子中，属于非极性分子的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.SO2B.CO2C.NO2D.ClO220.下列分子或离子中，中心原子的杂化轨道与NH3分子的中心原子轨道最相似的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.H2OB.H3O+C.NH4+D.BCl321.下列分子或离子中，构型不为直线形的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.I3+B.I3-C.CS2D.BeCl222.下列分子不存在Ⅱ键的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.COCl2B.O3C.SOCl2D.SO323.下列分子中含有不同长度共价键的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.NH3B.SO3C.KI3D.SF424.下列化合物肯定不存在的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.BNB.N2H4C.C2H5OHD.HCHO二填空题1.比较大小(《无机化学例题与习题》吉大版)(1)晶格能AlF3AlCl3NaClKCl(2)溶解度CuF2CuCl2Ca(HCO3)NaHCO32.NO+、NO2、NO2-的几何构型分别是、、、其中键角最小的是3.给出晶宝包中离子总数：立方ZnS；NaCl；CCl(《无机化学例题与习题》吉大版)4.CO2是分子；SO2是分子；BF3是分子；NF3是分子；PF5是分子。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

h
40
1.核甘
❖ 糖与碱基之间的C-N键，称为C-N糖苷 键
NH2
OH
N
N
N
N
NH2 N
OH N
NN HOCH2 O
HH
H2N N N HOCH2 O
HH
HO N HOCH2 O
HH
HO N HOCH2 O
HH
H
H
H
HH
H
H
H
OH OH
OH OH
OH OH
OH OH
腺嘌呤核苷 鸟嘌呤核苷
胞嘧啶核苷 尿嘧啶核苷
第6章 生物无机化学
h
1
概念
生物无机化学是用无机化学的原理和 方法，从分子水平来研究生物体的化学 组成，及其在体内的代谢转变规律从而 阐明生命现象本质的一门科学。
h
2
第一节
生命
h
3
一、生命的定义
• 自我复制(self-replication) • 自我装配(self-assemble) • 自我调节(self-regulation)
3.生化发展史： （1）静态：18世纪下半叶开始，主要工作： 组成、结构、生理功能 （2）动态：1930年后研究代谢过程 （3）50年代后：分子 生物学、蛋白质、核酸、 DNA—双螺旋模型—分子遗传学
生物无机化学在几十年中飞速发展，在较短年代里集
中着大量科学发现。其中很多都称的上是人类认识自然 界的里程碑，有划时代的意义。有相当数量的科学家因 此获得诺贝尔奖。
h
8
进入分子原子领域
• “看不见了” • 如何研究呢？ • 化学、物理学的研究方法与手段 • 分离（有时需分解更小分子）、纯化、
化学物理分析（分子量、元素组成）
h
9
h
10
h
11
源自http://140.112.78.220/~juang/BCbasics/Cellxx.htm#Cell0102
1969-1972, Arber(瑞士),Smith(美)与Nathans(美)在核酸限制 酶的分离与应用方面做出突出贡献,1978年共获诺贝尔奖。
1972 Berg（美）在基因工 程基础研究方面作出了杰出 成果，获1980年诺贝尔奖。 1973 Cohen等（美）用核 Paul Berg 酸限制性内切酶EcoR1，首 次基因重组成功。
鸟嘌呤Guanine
O NH
NH 2 N
O NH
N
O
H
N
O
H
N
O
H
尿嘧啶Uracil 胞嘧啶Cytosine 胸腺嘧啶Thymine
h
43
（二） 核酸的分子结构
1.DNA的分子结构
（1）DNA的一级结构
❖ 概念：DNA的一级结构是指DNA分子中脱氧核苷酸的排列 顺序。
不同的DNA分子（或片段）其一级结构不同，即脱氧核苷酸 排列顺序不同，也就是碱基排列顺序不同。
❖ 2、基本结构单位：氨基酸（AA）
❖ 3、大小：蛋白质是大分子化合物
❖ 4、空间结构：一级结构、二级结构、三级结构、 四级结构……
❖ 5、重要性：数量多、种类多、功能多
❖ 6、蛋白质的合成：AA顺序的遗传编码
h
27
（二） 氨基酸
• 1.结构通式
• -氨基酸
H 2N
COOH CH R
不变部分 可变部分
❖ 在电场中，如果蛋白质分子所带正电荷多于负电荷， 净电荷为正，则向负电极移动，反之，净电荷为负， 向正极移动，这种泳动现象称电泳。
❖ 蛋白质在等电点PH条件下，不发生电泳现象，利 用蛋白质的电泳现象，可以将蛋白质的电泳现，可 以将蛋白质进行分离纯化。
h
35
2.蛋白质特有的性质-------胶体。
❖ 意义：遗传信息
❖ 基本结构单位：脱氧核糖核苷酸
❖ 连接键：3’，5’－磷酸二酯键
❖ 书写及阅读方向：从5端到3h端
44
（2）DNA的二级结构 概念：DNA的二级结构是指DNA的双螺旋结构。
• DNA双螺旋结构
DNA分子由两条DNA 单链组成。
DNA的双螺旋结构是 分子中两条DNA单链之 间基团相互识别和作用 的结果。
细胞是生物体的基本结构单元
h
12
细 胞 的 基 本 构 成
h
13
二、生命的的共同“语言”——化 学
著名的诺贝尔奖获得者亚瑟·肯伯格 （Arthur Kornberg）在哈佛大学医学院 建校100周年时说：“所有的生命体都有 一个共同的语言，这个语言就是化学。”
DNA是生命体的“共同语言”
h
14
h
19
1953年 Watson（美）与 Crick（英）提出DNA分子的双螺 旋结构模型，1962年共获诺贝尔奖。
弗朗西斯·克里克（Francis H. Crick）
詹姆斯·沃森（James D. Watson）
h
20
Hamilton O. Smith Daniel Nathans Werner Arber
h
Herbert Boyer Stanley Cohen
21
2001 Venter（美）等报道完成了人类基因组草图测序。
h
22
我国生物化学的开拓者——吴宪教授
蛋白质研究领域内国际上最具有权威性的综 述性丛书《Advances in Protein Chemistry》第47卷（1995年）发表了美国 哈佛大学教授、蛋白质研究的老前辈J. T. Eddsall的文章“吴宪与第一个蛋白质变性 理论（1931）Hsien Wu and the first Theory of Protein Denaturation(1931)”， 对吴宪教授的学术成就给予了极高的评价。 该卷还重新刊登了吴宪教授六十四年前关于 蛋白质变性的论文。一篇在1931年发表的 论文居然在1995年仍然值得在第一流的丛 书上重新全文刊登，不能不说是国际科学界 的一件极为罕见的大事。
h
41
2.组成核甘的戊糖
❖ 组成核酸的戊糖有两种。DNA所含的糖为βD-2-脱氧核糖；RNA所含的糖则为β-D-核糖。
HOCH2 O OH HH
H
H
OH OH
D-核糖
HOCH2 O OH HH
H
H
OH H
D-2-脱氧核糖
h
42
3.组成核甘的碱基
NH 2 N
N
O
N NH
N H
N
N H
N
NH 2
腺嘌呤Adenine
侵的作用。
h
38
第五节 核酸
核酸是生物体内极其重要的生物大分子，是生命 的最基本的物质之一。最早是瑞士的化学家米歇尔于 1870年从脓细胞的核中分离出来的，由于它们是酸性 的，并且最先是从核中分离的，故称为核酸。核酸的 发现比蛋白质晚得多。核酸分为脱氧核糖核酸（简称 DNA）和核糖核酸（简称RNA）两大类，基本结构单 位都是核苷酸。
人类8种必需AA：（人体体内不能自身合成，必须 从食物中获得）
赖、色、甲硫、苯丙、苏、缬、亮、异亮
h
29
3.氨基酸的分类
❖ 法一：按R基化学结构特点分为四大类： ❖ 1、脂肪AA（15种） ❖ 2、芳香族AA（2种）：苯丙氨酸、酪氨酸 ❖ 3、杂环族AA（2种）：组氨酸、色氨酸 ❖ 4、杂环亚AA（1种）：脯氨酸
h
33
1.肽键（peptide bond）： 0.127nm 键长=0.132nm 0.148nm
• 肽键的特点是氮原子上的孤对电子与羰基具有
明显的共轭作用。
• 组成肽键的原子处于同h一平面。
34
（四）蛋白质的性质
1.蛋白质的两性解离和等电点
❖蛋白质与多肽一样，能够发生两性离解，也有等电 点。在等电点时，蛋白质的溶解度最小，在电场中 不移动。
❖ 法二：按R基极性分两类：
➢ 极性AA：11种
➢ 非极性AA：9种
❖ 法三：
➢ 1、中性AA（有极性与非极性15种）
➢ 2、酸性AA（2种）：天冬氨酸、谷氨酸
➢ 3、碱性AA（3种）：组、赖、精
h
30
4.理化性质
（1）、物理性质：无色晶体、有味（甜、鲜、苦） 或无味，不同强度溶于水、稀酸、稀碱，但不溶于 任何有机溶剂，酒精可使AA发生沉淀。 （2）、光学性质：具旋光性，有紫外吸收现象， 波长为280nm，但仅有酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸 有此性质。
➢ 第二类元素：包括S、P、Cl、Ca、K、Na和 Mg。这类元素也是组成生命体的基本元素。
➢ 第三类元素：包括Fe、Cu、Co、Mn和Zn。是 生物体内存在的主要少量元素。
➢ 第四类元素：包括Al、As、B、Br、Cr、F、Ga、
I、Mo、Se、Si等。
h
16
生物分子
• 生物分子是生物体和生命现象的结构基础和 功能基础，是生物化学研究的基本对象。
❖ 在适当的条件下，蛋白质能够从溶液中沉淀出来。
❖ 蛋白质的沉淀分为可逆沉淀和不可逆沉淀。
h
36
4.蛋白质的变性作用
❖天然蛋白质因受物理或化学因素的影响，分子构 象发生变化，致使蛋白质的理化性质和生物学功 能随之发生变化，但一级结构未遭破坏，这种现 象称为变性作用。
❖变性后的蛋白质称为变性蛋白。
❖导致蛋白质变性的因素：热、紫外光、激烈的搅 拌以及强酸和强碱等。
• 生物分子的主要类型包括：多糖、脂、核酸 和蛋白质等生物大分子。
• 维生素、辅酶、激素、核苷酸和氨基酸等。 • 七大营养要素：水、无机盐、糖、脂、蛋白
质、维生素、氧。
h
17
第二节
发展简史
h
18
1.中国：古代4200年前已开始造酒、酿醋、做豆腐。