下载文档原格式
生物无机化学又称无机生物化学和生物配位化学。
为生物化学和无机化学间的边缘学科。
主要研究生物体内存在的各种元素，尤其是微量金属元素与体内有机配体所形成的配位化合物的组成、结构、形成、转化，以及在一系列重要生命活动中的作用。
生物体内存在有钠、钾、钙、镁、铁、铜、钼、锰、钴、锌等十几种元素，它们能与体内存在的糖、脂肪、蛋白质、核酸等大分子配体和氨基酸、多肽、核苷酸、有机酸根、O2、Cl-、HCO婣等小分子配体形成化合物，主要是配位化合物。
生物无机化学 - 类型生物无机化学金属蛋白为一类含金属元素的蛋白：①含铁蛋白有血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素C等，其中铁除与卟啉结合成血红素基外（见金属卟啉），并与蛋白质链上某一个或两个氨基酸连接。
血红蛋白和肌红蛋白分子中的血红素铁只与蛋白质链上一个组氨酸相连，尚有一个空的配位位置，能可逆地结合一个氧分子,具有运载和贮存氧分子的功能。
细胞色素C中血红素基的铁原子与蛋白链上两个氨基酸残基相连，无载氧能力，是重要的电子传递体。
②蓝铜蛋白是含铜的重要金属蛋白，其中铜仅与蛋白链上的氨基酸残基相结合,形成扭曲的四面体构型，呈显著的蓝色，如血浆蓝铜蛋白和质体蓝素，前者参与调节组织中铜的含量，后者是一系列生物过程中的重要电子传递体。
③铁硫蛋白是含铁、硫原子的天然原子簇金属化合物与蛋白质链上半胱氨酸结合的金属蛋白，如植物型铁氧还蛋白是含Fe2S2原子簇的金属蛋白,其中每个铁原子分别与蛋白质链上两个半胱氨酸相连；细菌铁氧还蛋白含有Fe4S4原子簇,每个铁原子分别与蛋白质链上一个半胱氨酸相连。
铁硫蛋白是生物体中重要的电子传递体，如铁氧还蛋白在叶绿体的光合作用和固氮酶的固氮过程中起传递电子的作用。
生物无机化学金属酶许多金属蛋白能催化体内的化学反应，是生物体中的催化剂。
金属原子与蛋白质结合较强的称金属酶，较弱的称金属激活酶。
金属酶中金属原子常是活性中心的组成部分，如羧肽酶和碳酸酐酶都是锌酶，前者能催化肽和蛋白质分子羧端氨基酸的水解，后者能催化体内代谢产生的二氧化碳的水合反应。
第四章环境生物无机化学从环境与生物体的相互作用出发，研究无机元素在环境中的存在状态和转化、运动规律及其生物效应和人体健康的关系，是环境生物无机化学的研究内容。
采用生物无机化学的观点和方法，从分子水平上解释宏观现象，是环境生物无机化学的研究方法。
由于与元素有关的生物效应和健康等问题是与其所处的环境紧密联系在一起的，因此，环境生物无机化学是生物无机化学与地学、医学、环境化学和生物学等众多学科综合研究的结果，在生物无机化学中处于相对独立的地位。
我国的环境生物无机化学的研究，在微量元素环境生物无机化学方面颇具特色，研究课题大多来自社会需要，具有密切联系实际的特点。
彭安、王文华编著的《环境生物无机化学》（北京大学出版社，1991）是我国第一部系统讨论环境生物无机化学的专著，对我国环境生物无机化学研究起到了促进作用。
第一节生物体与环境4.1.1生物圈与食物链地球上的生物被环境包围着，环境中的无机物远远多于有机物。
生物漫长的进化历程中，使自己适应了利用阳光作为原始能源，并利用周围大量无机物作为自身的“建筑”材料，还学会通过生物体之间及环境之间相互作用的复杂系统来保护自己。
图4-1显示了生物圈（biosphere）中相互关系的粗略结构。
当然更完整的结构还包括地球的岩石圈（lithosphere）、水圈（hydrosphere）和大气（atmosphere）。
生物体可分为自养生物（autotroph）和异养生物（heterotroph）两类。
自养生物能够完全利用无机物，如CO2、H2O、SO42-和PO43-等，并直接利用太阳能产生有机物。
而异养生物在能量和物质方面都必须依赖自养生物。
自养生物主要是绿色植物和藻类。
很多大小动物都是食草动物，这些食草动物又被食肉动物吃掉，动植物的尸体被细菌和真菌等微生物分解。
食物与捕食者之间的这一系列关系称为食物链（food·1·chain）。
当然，实际，实际情况比图4-1复杂得多。
一、1.生物无机化学：生物无机化学是介于生物化学与无机化学之间的内容十分广泛的边缘学科。
广义地说，生物无机化学是在分子水平上研究生物体内与无机元素（包括生命金属与大部分生命非金属）有关的各种相互作用的学科。
2.生物配体：生物配体（bio-lig-and）包括蛋白质、肽、核酸、糖、糖蛋白及脂蛋白等大分子，也包括一些有机、无机离子如有机酸根、碳酸氢根、磷酸氢根等，以及某些维生素和激素小分子配位体；广义地讲，氧分子、一氧化碳分子等也是生物配体。
3.人造血液：氟碳化合物在水中的超细乳状液。
这种奇妙的白色血液注入人体后，同人体正常血中的红细胞一样，具有良好的载氧能力和排出二氧化碳的能力，可以说，它是一种红细胞的代用品。
4.最适营养浓度定律：适量微量元素能使动植物茁壮成长，而当缺少或过多吸收微量元素之后，生物就不能正常成活，甚至会死亡。
6.天然氧载体：能把从外界吸收的氧运送到身体的各种组织。
7.配体疗法：选择合适的整合剂与其结合成稳定的配合物而排除体外的方法。
8.离子载体：能与碱金属、碱土金属等元素结合，生成脂溶性配位化合物，从而增大金属离子透过生物膜可能性的物质。
9.血红素蛋白：色素蛋白质之一。
为血红素和蛋白质的结合体的总称。
10.Bohr效应：CO2浓度的增加降低细胞内的骗pH，引起红细胞内血红蛋白氧亲和力下降的现象。
11.金属蛋白：含有以一定比例结合金属离子的蛋白质。
12.铁硫蛋白：仅以铁硫复合物为辅基的一组蛋白质。
13.单加氧酶：催化分子氧的一个氧原子进入底物中的酶类。
14.双加氧酶：催化氧分子中两个氧原子参入到被氧化的物质的酶。
15.铁蛋白：贮铁蛋白质，广泛存在于动植物组织中，由24条多肽链(亚基)形成一中空的球形壳，其中央孔穴可容纳4500个铁原子(正3价)，铁为可溶、可使用形式，主要与羟基和磷酸基团结合。
二、1.如何确定一种元素是必需元素？若生物体在缺少某种元素的培养基下不能维持正常的生命活动，重新补充该元素后，生命活动恢复正常，则该元素为必需元素。
《生物无机化学》教学大纲Bio-inorganic Chemistry课程编码：27A21705 学分：2.0 课程类别：专业任选课计划学时：32其中讲课:32实验或实践：0适用专业：药学推荐教材：计亮年，毛万年，黄锦江，《生物无机化学导论》，科学出版社，2014年参考书目：1.郭子健，孙为银，《生物无机化学》，科学出版社，2006年2.麦威松，周公度，李伟基，《无机结构化学》，北京大学岀版社，2006年课程的教学目的与任务生物无机化学是一门正在发展中的学科，应用于生物学的化学将成为最令人激动的科学前沿之一。
本课程以无机化学的基本原理为出发点，介绍硏究生物无机化学的意义和生物体内元索及其生物化学作用。
使学生关注生物体以及生态环境中的各种无机元素的问题，掌握载氧配合物，细胞色素、典型金属酶的结构和作用。
熟悉外环境与人关系，金属元素中毒与解毒。
了解金属配合物及其在医学、药学中的应用，生物无机化学的发展前景以及与传统流行病学、营养学等学科间的联系。
课程的基本要求1、使学生了解牛•物无机化学的定义，知道生物无机化学发展的历史，明白牛物无机化学与其他学科之间的交叉关系。
2、通过课堂讲解、讨论和学生课下阅读、思考，使学生在无机及分析化学的基础上，对生物、药学等相关交叉学科之间的一些问题能有一定的独立思考能力。
3、要求学生在学完本课程后，能运用所学的基本理论，独立地分析评述生物无机化学研究的前景及其与交叉学科之间的重要关系。
各章节授课内容、教学方法及学时分配建议（含课内实验）第一章绪论［教学目的与要求］介绍本课程教学日的，计划、进度以及课程发展前景；概括本学科研究内容、方法、基本概念和基本思想：了解有生物活性的、含有无机原色的化合物大致分类及其功能；建立有生命参与的所谓invivo的化学思维方式。
［教学重点与难点］有生命活性的、含有无机元素的化合物的大致分类及功能［授课方法］以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
