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无机化学的作用范文1
关键词:生物无机化学 应用 研究
一、生物无机化学的概念
生物无机化学的概念如下:生物无机化学作为自然科学其中一个分支,主要内容是就生物体内的生命元素之间所产生的化学反应进行探讨。此学科的主要任务为于分子水平上,对金属同生物配体间的相互作用进行研究。”
二、生物无机化学的主要研究内容
下面从六个方面对我国生物无机化学的研究现状进行介绍:
1.无机物对生物大分子的作用
此方面主要指的是金属离子以及配合物等对生物体内的蛋白质以及核酸等的作用。对金属配合物同核酸间相互作用进行研究对分子水平上进行生命现象本质的探索十分有利,同时为科学设计并寻找高效无副作用的治疗药物提供了一条有效的途径。
2.无机药物相关研究
当前,无机药物领域中发展较迅速的一个研究方向是对顺铂类抗癌药物的研究,但由于此类药物的抗癌谱较窄、毒副作用相对较大以及耐药性明显等的缺点,因而需对其进行螯合配位等的方式变化、多功能化等分子设计方法合成出高效的抗肿瘤配合物。研究显示,科学的分子设计方法能够使得铂类配合物同核酸分子间的结合方式发生改变,使其抗癌谱得以改变,可使其毒性得以有效降低。
3.金属蛋白质及其酶类
众所周知,蛋白质是生物的物质基础,而作为占蛋白质三分之一的金属蛋白质,其作用范围相当广泛,如电子传递、物质及其能量的代谢、内稳态的调节、氧化应激、基因调控、信号的转导以及药物等的代谢等多个方面。对此方向的研究可将金属中心结构同功能关系、金属蛋白所具有的生物学调控机制、结构及功能改变同疾病之间的关系等进行揭示,有利于从分子水平上对人类相关疾病的发病机制进行阐释,为防治疾病以及新药的设计都提供了一条有效的途径。
4.仿生材料相关研究
研究仿生材料可以使人们对自然的认识及学习同对其的利用和超越进行良好的结合。科学界对仿生合成越来越关注,而仿生合成其中的一个方面即为生物矿化研究,即通过对骨组织进行学习和模仿,进行结构及功能仿生的人工修复材料的研制,此领域也相当热门。
5.环境生物无机化学领域
此领域的研究多集中于以生物酶类作为催化剂来进行无污染新型燃料的合成及其对污染物的处理等方面。其中,氢化酶为微生物体内所发现的一类金属酶,其具有高效的制氢功能,科学家试图根据此功能实现温和条件下将水还原为氢气作为燃料来解决全球所面临的能源危机以及环境污染等的问题。
6.生物无机化学的理论研究
此研究领域主要是通过进行理论计算对生物体内的特定化合物的几何构型、谱学特征、反应活性及其电子结构等进行预测,同时对其生物作用机理进行揭示,进而对实验研究进行指导。
三、生物无机化学在我国医药领域中的应用
1.临床药用
生物无机化学在医学临床中的应用主要体现在根据其原理对生命元素种类及数量进行研究,进而提出具有药用作用的金属配合物。如,不少科学家正在研究金属奶粉以及更多的能够有效除去人体有毒金属的一些解毒剂,即称为药用配体。
2.对我国中药治病机理的揭示
中药是指以传统中医理论的指导下,用来预防以及治疗疾病的物质。但由于中药的有效成分复杂,因此目前仍无有说服力的科学理论对其致病机理进行解释。从生物无机化学角度对中药的致病机理进行研究,似乎为其带来了一丝曙光。从生物无机化学来看,若人体内缺乏某种生物金属或配体时,就无法正常发挥其生理功能,也就导致了疾病的发生。而中药正由于其含有人体所必须的那部分生物金属及其配体,因此中药可以对多种疾病进行治疗。也就是说,中药能够治病的实质即为生物金属同生物配体间所发生的相互作用。当然,使用生物无机化学对中药治病机理进行研究仍有很长的一段路要走。
3.生物无机化学为中药提供了可靠的物质基础论据
由于中药多为植物药,且中药治病的理论依据建立在此结论之上:人体中所存在的基本元素同植物体内的大体相同。而生物无机化学证明了此结论的正确性,因此为中药作用机理提供了物质基础论据。
4.生物无机化学还为中药体内的有效活性成分的研究提供技术手段支持生物无机化学所具有的实验手段如红外光谱、核磁共振谱以及光谱仪等都为中药中有效成分的定性和定量提供了技术支持。
四、结语
总之,生物无机化学对我国中药领域的发展至关重要,相信随着生物无机化学的迅速发展,我国拥有两千年多年历史的中药学定然能够得到充实和完善,中药所带来的福祉定能使更多的人受益。
参考文献:
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无机化学的作用范文2
[关键词] 绪论 科研前沿 兴趣
绪论课作为新课程的第一次课,无论对教师顺利开展该门课程的下一步教学工作还是学生学好该门课程都具有至关重要的作用。《无机化学》是药学专业首批开设的一门专业基础课,但刚入校的大一新生对化学的认识仅仅局限于抽象概念、化学方程式和相关计算,而对化学在生产、生活、医药中的作用认识不足。如何激发学生学习化学的兴趣,一堂成功的绪论课十分关键。学生往往对一门新课的第一节课充满期盼、新奇和学习的热情,绪论课在教学内容上应该让学生产生耳目一新的感觉。对于药学专业的学生最感兴趣最为关心的是化学与他们的专业之间有什么样的关系,学习这门课程在他们未来专业发展中能发挥什么作用,因此绪论课在内容设计上要求突出化学、药学及医学的学科特点和内在规律。实践表明适当讲解关于无机化学在新药研究开发过程中的前沿内容,对于提高药学专业学生学习无机化学的兴趣具有重要作用。
一、化学与药学
药学科学的任务是研制预防和治疗疾病、促进身体健康,保护劳动力的药物,并揭示药物与人体及病原体相互作用的规律。无论是合成药物的研发、天然药物的提取,还是药物剂型、药理和毒理研究,都要离不开化学知识。
针对药学专业的学生,进行绪论课的教学中以“医药”为桥梁在化学与药学之间建立关联,让学生明白,学好化学对于药学专业的学生有着至关重要的作用。例如,在中药研究过程中,要想搞清楚中药中起作用的有效成分,必须用化学知识对其进行分离提纯,然后研究药物的稳定性、生物利用度和药物代谢动力学,在对病理、药理、毒理的解释过程中也离不开化学的知识。新药研究开发的过程中一个重要的环节,是对一些具有优良活性的天然产物进行结构修饰,以期获得药效更好,生物利用度更高,毒副作用更小的新药,这些工作的进行更离不开化学,通过这些科研知识的讲授,能让学生深刻体会到学好药学必须以学好化学为前提,从而增强学生学好化学的自觉性和责任感。
二、无机化学与药学
无机化学与药学之间有着什么样的关联呢?结合近年来中药配位化学的研究成果,可以让学生切实体会到无机化学对中医院校药学专业的学生学好后续课程的重要性。近年来的研究发现,中药有效成分越提纯疗效越差。随着研究的深入,发现在中药中起作用的不是纯粹的有机成分,中药真正有效成分是有机成分与无机金属离子之间结合而成的配合物,这可能是由于有机成分和金属离子之间具有协同、拮抗作用存在,有时候二者结合,还能降低某一成分的毒副作用,甚至有时还会产生新的生物活性。更有甚者,是某些有机成分单独存在时无明显药效,但与无机金属离子结合后却具有显著的药效。药物在与金属离子作用后可以改善其溶解性,增加其生物利用度,从而增强其疗效,甚至可以产生新的药理作用。
目前,对一些药物活性分子进行结构修饰后与金属离子作用合成新型药物的研究,越来越受到科研工作者的关注,如β-榄香烯是我国自行从中药莪术中提取的一种抗肿瘤有效成分,已被批准为二类抗癌药物应用于临床,其细胞毒性及不良反应均小于一般的化疗药物,且对肝、肾功能无损害,无骨髓抑制,具有抑制肿瘤细胞和提高免疫功能的双重疗效,研究还发现β-榄香烯对已耐药的肿瘤细胞仍敏感,不易产生耐药性。然而,β-榄香烯属挥发油类,水溶性差,不易为人体所吸收,科研工作者为了改善它的性能,对其进行结构修饰,在β-榄香烯分子中引入氮、氧原子,然后将其与人体内一些必须的微量金属元素作用生成配合物,这样可以提高药物的水溶性、抗肿瘤活性及其靶向性。这些最后发挥药效的配合物正是无机化学研究的内容,因此,可以给学生灌输要想在药学研究中有所突破,必须学好无机化学的思想。实践证明,在绪论课的教学中引入科研前沿,一方面,使学生在学习知识的同时了解科学研究的方法;另一方面,使学生变被动学习为主动学习,提高学生学习的自觉性,增强学生学习无机化学的兴趣,让学生自己认识到学好无机化学是他们学好专业的基础,是以后工作的必备知识。
良好的开始是成功的一半。教师不断总结教学经验,通过渗透科研前沿,培养学生对无机化学的学习兴趣,激发学生的求知欲,学生变被动接受为主动学习,变被动的积累知识为知识的综合应用,同时也使他们充分体会和感受到学习知识、掌握知识、应用知识的乐趣,这将对全面提升学生的综合素质,为其进一步学习专业课及以后的就业打下良好的基础。
参考文献:
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无机化学的作用范文3
化学反应重的原二色谱(circulardichroism,CD)从化学本质上而言就是不具有对称性的有机化合物分析,正是这种化合物,导致平面偏振光的左旋与右旋振光吸收系数并不相等,采用式子表示就是εL≠εR,而不对称的吸收光系数差则可以采用这种等式进行来表示波长,即(Δε=εL-εR),而这也就是该种化合物的圆二色谱[1]。在构型与构象的过程中,应用这种光谱能够获得良好的效果,也即使在此过程中需要将谱线的谱形或者Cotton效应与构型或者构象之间的关系,随后就可以将一些具有规律的谱线与结构之间相互联系推到,进而确定结构。目前已知的规律有饱和环酮的“八区律”、Klyne的内酯扇形区规律、共轭双键和共轭不饱和酮的螺旋规律等。在实际应用的过程中,圆二色谱激子手性方法,是一种不是根据经验来测定化合物构型的有效措施。该种时间措施的应用原理就是将量子力学作为理论基础。时间表明,采用该种方法测定的结果准确性非常高。并且在测试的时候如果将少量的测试物品混合成溶液进行测定,同样可以达到满意的效果。并且这种物质混合成溶液后再测定的时候不容易形成结晶,进而也就可以充分显示该种物质与其他物质所不同的特点。根据激子手性方法的规则,人如果多个生色团电子越牵的空间在一定条件形成顺时针的方式,那么就可以测定出正手性图谱;相反,如果形成的是逆时针的形势,就会测定出负手性的图谱。激子手性法对测定有机物绝对够型的重要步骤就是利用衍生化将合适的发色团引入其中。该种测定方法已经对不同的天然化合物的绝对够型后者构象的发色团是苯甲酸酯系列,衍生对象为具有邻二醇结构的化合物。
2核磁共振测定天然药物化学成分绝对构型中有机化学反应在的应用效果
可以说实际生活的多个领域都可以应用磁共振,从本质上而言,磁共振属于物理能的一种。但是不将映体的共振信号区分开来。在天然化学物成分构型的研究中,其实最主要的就是测定R或者是S手性试剂,这样就能够观察出数据的方面位移数据的产生,进而得到δ值与模型比较来推定底物手性中心的绝对构型[2]。当前采用的手性试剂方法有很多种,较为常用的是Mosher等提出应用的手性衍生试剂MTPA(α-甲氧基-α-三氟甲基-α-苯基乙酸,或称Mosher试剂)也就是说将R和S-MTPA试剂分别于手性醇、胺发生反应,进而声称相应的Mosher脂在衍生物种,α-三氟甲基与MTPA羰基处于重叠式排列为其优势构象,利用苯基的正屏蔽效应对R-MTPA衍生物和S-MTPA衍生物的差异,再根据构象相关模式图进行手性醇、胺的绝对构型确定。
3结语
无机化学的作用范文4
关键词:无机化学;科研潜质;培养;能力
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)08-0068-02
化学是一门重要的自然科学学科,其在人类社会发展和科技进步中发挥着举足轻重的作用。对于我国而言,传统的化学教育仅仅重视知识的传授,而忽视知识创新,在实际教学中缺乏对学生科学研究能力的培养,造成培养的毕业生素质下降。无机化学作为化学学科中的基础学科,对于培养化学专业的高级专门人才具有重要作用。本文中,笔者将结合自身的教学经验与体会,浅谈高校无机化学教学中如何加强对大学生科研潜质的培养。
一、重视绪论教学
无机化学课程的绪论部分旨在对课程的研究背景、研究对象、研究方法和研究意义等进行总体上的概括。然而,传统的教学模式却忽视了绪论部分的讲授,造成学生学习兴趣难以激发,学习主观能动性和创造性受到了抑制,教学效果不理想。考虑到绪论对于整个课程无机化学教学的重要性,笔者认为讲授该内容要注重以下两个方面。
1.借助现代自然科学知识,从宏观到微观让学生感受化学的魅力,了解化学的重要性。如可以从宇宙元素的起源到形成现在生命体的DNA过程,从大到天体物质演变到微观的原子运动等具体实例向学生展示化学的奇妙之处,以便激发学生好奇心,培养其学习兴趣。
2.明确无机化学是化学学科和其他自然科学的基石,借助具体的实例说明无机化学的重要性。教师要把握教材,但不能局限于教材的内容。当今社会处于知识爆炸的阶段,知识更新非常迅速,而教材通常承载着经典但已经过时的知识信息。教师需要在备课时查阅大量最新前沿的研究成果,将其图文并茂地融入到绪论介绍中,如既要讲到“门捷列夫发现世界是由一系列周期性递变的元素组成”这些经典知识,又要讲到“现在的纳米技术已经合成出机械强度超过钢铁几百倍的碳纳米管材料”等先进前沿的化学研究成果。这样,学生就能直观地感受无机化学的魅力和发展前景,激发其学习的动力和热情。
二、运用动画模型教学
虽然多媒体教学已经深入到课堂,但是大多教师的课件仍然缺少直观形象的动画模型,影响了教学效果。为了解决此问题,笔者认为多媒体动画模型教学将会极为直观地呈现基本原理和过程,帮助学生建立化学空间思维,显著加强对基本知识和原理的理解,激发其思考和创造力。如在讲述元素和元素周期律的章节时,概念繁多,知识抽象,教师若仅仅语言阐述“元素的种类是由原子核内质子数决定的,而元素周期律是原子核外电子周期性排布造成的”,此时,初学者常常因概念不清而不能理解。教师若能运用三维动画模型,逐一呈现核内质子数递增对应元素种类的变化,进而展现核外电子如何进行周期性的排布,学生理解掌握就容易多了。实践证明,运用动画模型教学,学生将会迅速接受并理解崭新概念和原理,容易形成独立思考解决问题的能力。
三、改革实验课程的设置和实验模式
传统的无机化学课程均有配套的实验课程,然而实验课程的模式和设置存在不合理之处,主要体现在:(1)理论课和实验相互脱节。传统的理论课和实验课在不同的时间段进行,授课教师往往也不同,造成学生的理论学习难以得到及时针对性的实践,从而削弱理论和实践之间相互促进的关系。(2)针对本科生的开放实验室缺乏。传统实验课程常实行集中时间集中地点实验,不允许学生依据自己学习需要随时实验,对本科生的开放实验室很少,从而缺乏对学生创新研究能力的锻炼。为了解决该问题,笔者认为可以从以下两个方面进行实验课程的改革。
1.将实验演示融入到理论课教学中。课堂实验,能够实现理论和实践之间的相互促进,提高学生发现问题,解决问题的能力。如,在讲授沉淀溶解平衡溶度积规则这一章节时,教师若仅仅进行理论讲授,往往显得简单,学生们也认为沉淀过程很简单,似乎都不存在问题。然而,实际情况并非如此,沉淀实验的操作,通常会涉及到很多问题,如过饱和效应,配位效应,离子效应等。事实上,当今的研究热点――纳米材料的合成就是建立在沉淀形成的形貌控制上。如果没有实验和理论的结合,人们是不会发现诸多的自然科学规律,更难以有科学技术的进步。因此将实验演示融入到理论课教学中将显著锻炼学生发现问题、思考问题、解决问题的能力。
2.设立固定的开放实验室,以供不同学生依据自身有针对性地进行实验。笔者在教学中发现,不少学生对实验有较大的兴趣,仅仅教学计划安排的实验内容很难满足其需要。结果造成很多具有较好创新能力的学生得不到充足的科学研究训练,阻碍其科学素质的提高。如果能够设立开放的实验室,那么每一个学生都可以依据自己感兴趣的方面进行针对性的实验,一方面能够很好地巩固理论课知识,同时还能锻炼其科学研究的能力,这对于培养21世纪新型创新性人才是非常有利的。
四、改变评价机制
传统的无机化学评价机制多侧重于用考题对学生掌握情况进行考核,通过考试分数的高低对学生学习效果进行评估。事实上,这种评价机制往往诱使学生走向题海,而非综合能力的锻炼。事实证明,高分的考生在步入研究生阶段往往表现平庸,其主要原因是科学研究需要活跃的思维,强烈的好奇心和探索精神,而非考试分数。良好的科学潜质需要在大学基础课程学习中得到培养,让学生乐于学习,乐于钻研。因此,笔者认为,可以考虑在传统考题模式外附加大学生科研立项考核。教师引导大学生,依据自身的兴趣,去发现问题,通过查阅各种资料,建立适合大学生自身的科学研究项目。最后,通过项目完成过程对学生综合能力进行全方位评估。实际上,国内已有不少高校正在尝试这样的评价机制,已经获得良好的效果。
总之,为了满足新世纪国家对新型创新型人才的需要,笔者作为一名高校化学专业一线教师,结合自身的教学经验与体会,就高校无机化学教学中如何加强对大学生科研潜质的培养做了一些有益的探索,相信在这些措施的积极作用下,无机化学专业的大学生将会显著提高学习兴趣,提升自身的科研能力,为后续继续深造奠定良好的基础。
参考文献:
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无机化学的作用范文5
关键词:生物无机化学;蛋白质;螯合剂;酶;无机药物化学
中图分类号:O62 文献标识码:A
文章编号:1009-0118(2012)07-0207-02
生物无机化学是无机化学和生物化学交叉的领域。它的任务是研究金属与生物配体之间的相互作用,它有赖于无机化学和生物化学两门学科水平的发展。由于研究方法的进展,使得揭示生命过程中的生物无机化学成为可能。生物无机化学主要分为两部分:一是研究生物体本身微量元素的作用,二是研究外界微量元素对机体的影响。
一、研究生物体本身微量元素的作用
(一)含有微量元素的蛋白的研究
含有微量元素的蛋白是生物无机化学中偏向生物领域的研究对象,做此项研究主要依靠生物化学技术。含有微量元素的蛋白是微量元素与蛋白质形成的配合物,与酶的区别在于含有微量元素的蛋白并不表现催化活性,但却有其他的重要功能。现在的研究在于发现新的蛋白,确定其结构、性质。
现在热门的蛋白有硒蛋白,因为硒蛋白是硒在体内存在和发挥生物功能的主要形式。硒的作用,主要在癌症、神经退行性疾病和病毒等方面,但结论不统一。现在主要在探索新的硒蛋白作为预防药物开发、癌症治疗和药物筛选靶标。如杜明等通过硫酸铵沉淀等方法,从富硒灵芝中获得了一种新的含硒蛋白,并研究了它的抗氧化活性与其硒含量间的关系。研究发现该蛋白的抗氧化活性与其硒含量具有相关性。
另外,也有对细胞色素进行研究。如官墨蓝等对细胞色素b5的突变体做了研究。为了深入了解细胞色素b5的64位氨基酸对血红素辅基微环境及蛋白性质的影响,对细胞色素b5第64位氨基酸残基进行保守性和非保守性突变。研究表明,细胞色素b5第64位氨基酸残基对稳定血红素辅基和维持蛋白的结构有重要的作用,在64位引入其他氨基酸残基使蛋白结构不太稳定。
(二)酶的模拟
酶的模拟就是从酶中挑选出起主导作用的因素来设计合成一些能表现生物功能的、比天然酶简单得多的非蛋白分子,通过研究它们来模拟酶的催化过程,找到控制生化过程的因素,从而得到更好的催化剂。
如硒酶的研究。通过对硒酶结构与功能的模拟,人们不仅可以了解硒酶结构与功能的关系,还可以进一步开发与硒酶相关的药物。对于硒酶的合成主要有三种方法,一是对硒酶进行化学模拟,二是对硒酶进行化学修饰,三是用基因工程方法生产含硒酶。对硒酶化学模拟主要集中在硒酶活性中心催化三联体Se-N的相互作用的模拟中。在这个方面主要有合成含有Se-N键的硒酶模拟物和在硒原子的附近引入氮原子,用分子内的螯合作用间接形成分子内螯合物,达到Se-N键的作用。对硒酶化学修饰主要方面有:1、将天然酶改造为含硒酶;2、设计含硒生物印迹酶;3、设计含硒抗体酶。硒蛋白模拟物在理解硒酶的生化作用中起着非常重要的作用。硒蛋白模拟物在抗氧化、抗癌及抗滤过性病原体等范围具有治疗潜能。
又如刘海洋等对核酸酶的化学模拟。核酸酶的化学模拟对于生物技术和分子生物学研究具有重要意义,Corrole是具有共轭电子结构的大环化合物,其结构上导致其配位化学行为易与金属形成配合物,其形成的配合物在许多反应中均有催化活性。该科研组研究了单羟基Corrole锰配合物对DNA的催化氧化断裂作用。结果表明,锰Corrole配合物可催化DNA的氧化断裂,而且断裂程度随着反应时间的增加而增加。宋玉民等研究了全反式维甲酸合钇配合物对DNA的切割和键合作用。实验表明,该配合物在生理条件下比配体和金属离子能更有效地切割质粒DNA。岳蕾等研究了铬配合物切割DNA的活性。研究表明,在H2O2存在条件下,Cr的配合物[Cr(bzimpy)2]+具有氧化切割DNA的活性,但被切割的DNA可被大肠杆菌修复。
对于固氮酶模拟的报道比较多。模拟固氮酶的目的主要是在温和的条件下将空气中的氮分子转化成有机化合物,从而加以利用。对固氮酶的活性中心模拟主要是钼铁硫原子簇,另外还有钼-硫醇等等的研究报道。
二、研究外界微量元素对机体的影响
(一)无机药物化学
无机药物的发展在生物无机领域中有很重要的地位。顺铂的抗肿瘤作用的发现开辟了无机药物化学的新领域。在抗癌药物应用中,顺铂药物目前仍在临床上使用,主要有四种铂配合物:顺铂、卡铂、顺糖氨铂、奥沙利铂。从1980年发现二烃基锡衍生物具有抗癌活性以来,人们先后合成了具有顺铂结构的二烃基二卤化锡配合物,与卡铂结构类似的有机锡化合物,以及有机锡羧酸衍生物等等。在锗化合物方面,从发现1971年合成的β-羧基乙基锗倍半氧化物具有抗癌活性以来,人们先后合成了许多有机的锗化合物。此外还有茂钛衍生物和稀土配合物。因为癌症是人类健康寿命最主要的杀手,所以在抗癌药物的研究开发方面将有很大的发展前景。除了合成新的药物外,在原有的药物基础上对原有的药物进行改良也是未来的科研方向,因为原有的药物具有较高的毒副作用,且抗癌范围较小。所以在无机抗癌药物这一方面,合成具有广谱高效抗癌活性且有较低的毒副作用和较长的持续时候的抗癌药物是主要发展方向;另外,对于无机金属药物的抗癌机理尚没有统一的理论,因此研究无机抗癌药物的作用机理也是主要研究方向。
无机药物在其他方面也有重要的应用。如金配合物在抗类风湿方面的应用,应用治疗类风湿关节炎有金Au的硫醇盐。在治疗胃病的过程中,铝盐也是主要依赖的药物,含铋的化合物是治疗胃溃疡的的主要药物。在无机药物的研究中,尚不清楚各种药物对机体疾病的治疗机理,所以研究无机药物的作用机理具有较大的前景。
放射照影药物的发展也是无机药物的发展方向。由于放射示踪、核磁共振在医学上的应用,使得各种造影剂的成为医生临床应用不可或缺的一个方面,如钡的造影剂。
(二)金属元素中毒的治疗
在外界的金属元素超过机体所需的浓度后,该元素就会对机体产生负面效应,引起疾病。元素的毒性主要因为它与机体基团的强配合性。对金属元素中毒的治疗主要是研究具有更强螯合能力的的螯合剂,使其跟有毒的金属离子结合形成更加稳定配合物,然后排出体外。理想的螯合剂须满足以下的条件:1、水溶性,且在生理的pH条件下有足够的螯合能力;2、分子大小和结构必须合适;3、必须专一迅速结合金属元素;4、很容易从体内排出;5、没有明显的毒性。如用EDTA来排出多余的离子,EDTA螯合性虽然很强,却选择性不强,在排出有害的金属离子的同时,同时也会损失一些有益的离子。如用去铁草胺B去除多余的铁,但是它不能去除血红素或运铁蛋白中的铁。现在的医用螯合物的研究方向主要是研究新的药剂,因为现在的螯合剂无论是在种类还是排出金属中毒的效率都不能满足医学的需要。
三、生物无机化学的发展趋势
生物无机化学以后的发展趋势是生命科学与技术进行有机紧密的融合。
对蛋白质分子进行研究,研究其具有生物功能的原理。人类的基因仅有几万个,而蛋白质却有十几万种,这说明生命的复杂性需要从蛋白质上去解释。而目前已知的蛋白和酶约有1/3需要金属离子作为辅助因子才能发挥作用,所以阐明这些生物大分子的结构和生物功能非常重要。对核酸的研究。研究金属元素对核酸的序列、构型、区域的选择性识别调控是生物无机化学的一个主要热点。如现在发现许多锌脂蛋白对DNA或RNA有调控作用。对这方面的研究将对以后的无机药物产生重要的影响。
既然21世纪生命科学会是研究热点之一,那么与生命科学紧密联系的生物无机化学也必将因此得到极大的发展,因此也将为人类作出更大的贡献。
参考文献:
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无机化学的作用范文6
(1)武汉工程大学化工与制药学院从优化课程内容入手,对无机化学的教学方法进行了改革[2];
(2)钦州学院化学化工学院从无机化学的重要地位出发,结合无机化学的教学目的,对无机化学多媒体课件进行了构建和探讨[3]。菏泽学院是一个应用型的地方性教学型本科院校,于2012年成功申请了与国家战略性新兴产业密切相关的能源化工专业。我系主要从教学目标、教学内容、现代化的教学手段等方面对无机化学的教学进行了改革与探索。
1明确合理的教学目标
根据能源化学工程专业的培养目标及培养模式,结合无机化学课程特点,菏泽学院化学化工系于2012年制定了能源化工无机化学教学目标。通过该课程的理论基础及实验实践的学习,能够使学生掌握无机化学基本知识和技能,为培养成高素质劳动者和化工专业技能人才做好准备;同时,也为今后学习专业知识和职业技能打下坚实的基础。此目标主要分为以下几个方面的目标。
1.1知识目标
主要分为了解、理解、掌握三个层次方面目标。通过该课程的教学,应使学生了解:气体的扩散定律,气体分子的速率分布和能量分布;反应速率的概念及反应速率理论;强电解质解离、离子氛、活度系数的概念;微观粒子运动的特殊性;路易斯结构式,等电子体原理,分子轨道理论;化学电源与电解;卤素单质的物理性质,金属卤化物、拟卤素和拟卤化物、互卤化物和多卤化物;硫和硫化物、单质硫、硫化氢和氢硫酸的物理性质;硅的单质、硅烷、硅的卤化物、硅的含氧化合物。通过该课程的教学,应使学生理解和掌握:气体的状态方程及混合气体的分压定律;热力学第一定律,化学反应的热效应、热化学方程式、盖斯定律、生成热的概念及应用,化学反应进行方向的判断方法;浓度对反应速率的影响;缓冲溶液的原理及应用;沉淀溶解平衡及移动;核外电子运动的描述,核外电子排布和元素周期律及基本性质的周期性;价键理论,价层电子互斥理论及杂化轨道理论;基本概念:原电池、电极电势和电动势及能斯特方程;卤素单质的化学性质,卤化氢和氢卤酸的化学性质;氧、氧化物、臭氧、过氧化氢的物理化学性质,硫的含氧化合物的化学性质。掌握氮的氢化物、氮的含氧化合物的化学性质。
1.2专业能力与素质目标
能力目标方面主要是培养学生谦虚的品格、勤奋好学的习惯以及知识迁移的能力;培养学生勤于动手创作、做事严谨的良好作风;培养学生学会运用唯物主义辨证的思维分析问题及解决问题的能力;培养学生工程质量意识和规范意识以及严谨、认真的工作态度。专业能力目标方面使学生能够掌握重要元素及其化合物的主要性质、结构、存在、制法、用途等基本知识;培养学生独立进行化学计算和利用参考资料等方面的能力;具有通过对实验数据的分析,绘制出特性曲线,能够写出规范实验报告并加以总结概括的能力。素质目标方面主要是培养学生具备良好的职业道德;培养学生勤苦奋斗、勇于创新、敬业乐业的工作作风。
2丰富合理的教学内容
2.1科研成果与课堂教学相结合,保持教学内容的前沿性
科研成果与课堂教学相结合包含两部分内容:一是在教学过程,教师能将自己的科研成果带入教学内容之中。这就要求教师教学的同时展开科研,而科研课题也要紧紧围绕教学内容展开,这样会更能了解学科的前沿动态并能深入把握,有利于增强教学的深度、广度,有效地提高教学质量[4]。另外教师将科研成果带入课堂分析中,将科研成果与教学有机地结合起来,将最新知识与信息传递给学生,科研推动教学,教学促进科研。二是在教学过程中结合学科发展情况,充分利用别人的研究成果,及时补充教学内容,进行教材建设。另外,在教学实践中可采用“案例教学”,对具体科研案例进行讨论、分析,比较各种方案的优缺点及产生原因,选择合理方案。在项目设计过程中,通过教师的引导作用,学生可以自主查阅资料并开展项目的研究性学习。
2.2建设开放的无机化学实验教学环境,理论与实验相结合
充分利用我系基础实验室和化学工程实验中心的仪器设备和师资力量,结合我系化学能源工程专业及无机化学教学内容的特点,试图探索出一套完善的开放式无机化学实验教学模式,注重实验与课堂教学相结合、开展系内实验技能竞赛及无机化学创新实验设计竞赛等项目,激励学生的学习积极性及培养今后创新实践的能力。开展大学生创新研究计划,引导学生在大三下学期进入教师的科研室进行锻炼,参与课题的研究,培养学生的创新意识和实践能力;鼓励大二学生参加无机化学实验技能竞赛,鼓励学生进行科技创新;另外聘请国内外无机化学研究领域的专家学者来我系作学术报告,增加学生的科研兴趣及全面了解无机化学的前沿动态,为今后的科研之路做好准备。
3多媒体与板书相结合的现代化教学手段
针对目前无机化学课时缩减而传递信息量大的情况,传统的板书教学手段已不能满足时代的需要,因此多媒体技术已广泛使用在课堂教学中。这样一方面将节省下的板书的时间能够用于重点难点的讲解,另一方面多媒体中引入一些无机化学演示实验、实物图像,将枯燥的理论教学表现的更加生动直观,提高了学生的学习积极性。然而仅利用多媒体也有一定的缺陷,如对一些公式的推导,仅利用多媒体会受到一定的限制,因此多媒体跟板书结合会更加有利于公式的推导。另外,还会避免仅利用多媒体的教学进度过快,学生不能融会贯通的缺点。总之,鼓励学生课前预习,采用板书与多媒体技术相结合既能考虑教师的教学进度与学生的掌握程度,又能兼顾教学的广度与深度的问题,取得了较好的教学效果。
4结束语