生物无机化学part-1
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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。
第一章气体和溶液1 解理想气体状态方程式为pV=nRT该式还可表示为另一些形式pV=(m/M)RT , pM=ρRTp1/p2=(ρ1T1)/ (ρ2T2)ρ2=( ρ1 T1 p2)/(T2 p1)=(1.96×273×85)/(298×100)=1.53(g/L)2 解M =(mRT)/ (pV)=(0.164×8.315×298)/(101.3×250×10-3)=16.03 解(1) C:H=80/12:20/1=6.67:20=1:3 所以这个气态化合物的最简式为CH3(2)M =(mRT)/ (pV)=(0.6695×8.315×273)/(101.3×500×10-3)=30.0(3)设分子式为(CH3)n, 15×n=30.0, n=2, 分子式为C2H6。
4解p1V1/T1= p2V2/T2p(N2)=(98.0×2.00×273)/(273×50.0)=3.92kp ap(O2)=(53.0×50.0×273)/( 333×50.0)=43.45kp ap总= p(N2)+ p(O2)= 3.9+43.5=47.4 kp a5解查表,35℃时水的饱和蒸汽压为p(H2O)=5.63 kp a某气体的分压为p1= p总-p(H2O)=101.3-5.63=95.67 kp a据p1V1/T1= p2V2/T2p2= p1V1 T2/T1 V2= (95.67×500×308)/(308×250)=191.3 kp a6 解(1)对空气而言,恒温下,p1V1= p2V2V2= p1V1/ p2=101.3×4.00/(101.3-49.3)=7.79L,即总体积为7.79升。
《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。
生物无机化学(一)引言概述:生物无机化学是一门研究生物体内无机化合物及其在生物体中的生物功能和生物过程中的作用的学科。
无机元素是构成生物体的重要组成部分,其在生物体内扮演着多种重要的角色,例如作为酶的辅助物质、参与代谢过程以及形成生物体内的重要结构等。
本文将着重探讨生物无机化学的五个主要方面,包括生命系统中的必需无机元素、微量金属离子的生物功能、生物无机化学反应、无机元素在生物体内的传递和转运以及生物体内的无机物质循环。
正文:1. 生命系统中的必需无机元素- 无机元素的定义和分类- 生命系统中的主要必需无机元素- 必需无机元素的来源和摄取途径- 必需无机元素在生物体内的作用和代谢方式- 缺乏必需无机元素对生物体的影响2. 微量金属离子的生物功能- 微量金属离子在生物体内的存在形式- 微量金属离子的生物催化作用- 微量金属离子参与的生物反应和生物过程- 微量金属离子的生理调节作用- 微量金属离子缺乏或过量对生物体的影响3. 生物无机化学反应- 生物体内的无机化学反应类型和机制- 生物体内的氧化还原反应- 生物体内的配位反应和络合反应- 生物体内的酸碱反应- 生物体内的沉淀和溶解反应4. 无机元素在生物体内的传递和转运- 无机元素的转运蛋白和膜通道- 无机元素的转运机制和调控- 无机元素的跨细胞传递- 无机元素的进入和排出途径- 无机元素在转运过程中的选择性和特异性5. 生物体内的无机物质循环- 生物体内的无机物质转化和利用- 生物体内的无机物质的储存和释放- 生物体内的无机物质的循环途径- 生物体内的无机物质循环的调控机制- 生物体内的无机物质循环与生物地球化学循环的联系总结:生物无机化学作为一门重要的学科,对于深入了解生物体的结构、功能及其与生物环境的相互关系具有重要意义。
通过对生物无机化学的研究,可以揭示生物体内无机元素在生物体中的生理和生物化学功能,并为生物体内的催化反应、代谢过程以及无机物质循环等方面提供指导和理论基础。