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生物无机化学思考题

什么是生物体的必需元素和有害元素?区分必需元素和有害元素的标准1一是什么?)宏量元素都是必需元素;而微量元素不一定都是必需元素。

必需微(1 F 、、V、Sn、、Cu、Mn、Cr、Mo、Co、SeNi 量元素:Fe、Zn 、. B)Sr(SiI、、有害元素:指哪些存在于生物体内时,会阻碍生物机体正常代谢过程和影响生理功能的微量Be等Pb 、As 、元素,如:Cd 、Hg、该元素直接影响生物体的生物功能,并参与正常代谢过程。

)条件(1)(2 )该元素在生物体内的作用不可能被其它元素所代替。

(2)缺乏该元素时,生物体内会发生某种病变,补充该元素时,可防止3(异常的发生或使其恢复正常。

你如何理解这种看起来矛有的元素既是人体必需的,又是对人体有害的,2.盾的现象?。

即它们既是必需的,又是有害的。

“双重品格”是生物体重要的微量元素,对肿瘤有抑制作用,成人每(元素浓度)Se例,可能引起癌症、心肌损伤等;但过gg。

若长期低于50μμ天摄取量为100 量摄取又可能造成腹泻、神经官能症及缺铁性贫血等中毒反应,甚至死亡。

铁是重要的必需微量元素,正常人体内的铁几乎全部(元素存在形式)如被限制在特定的生物大分子结构包围的封闭状态之中,这样的铁才能担负正常的生理功能3生物体内的宏量元素包括哪些?举例说明生物体内的微量元素。

Mg 、Na 、Ca、、N、P S、Cl、K、C: 宏量元素11种、H、O 宏量元素是指含量占生物体总质量%以上的元素。

、、Mn、FeCu、Zn 微量元素:指含量占生物体总质量%以下的元素。

Cr 、Se 、I 、Mo 、Si等4. 必需微量元素具有哪些主要的生物功能?举例说明。

(硒)对免疫系统的影响1973年证明硒是代谢过氧化氢的酶—谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPX)的必需成分。

硒参与过氧化物的代谢,体内各种吞噬细胞如中性粒细胞、单核细胞、吞噬细胞中均含有GSHPX。

硒对细胞保持氧化还原的平衡和清除活性氧起重要作用,最起码的作用是延缓衰老。

硒缺乏所致的免疫系统的改变与肿瘤的易患性增加,一些慢性炎症及病毒性疾病的发生与此有关锌与免疫锌缺乏可削弱免疫系统功能,导致机体对多种致病因素易感性增高,而许多种疾病可导致锌缺乏而影响免疫系统功能。

这些疾病包括酒精中毒、肾病、烧伤、消化道功能紊乱以及HIV感染和腹泻。

锌对免疫系统作用包括对淋巴细胞成熟、细胞因子产物、细胞凋亡及基因表达的影.响等方面。

锌缺乏可导致胸腺萎缩和淋巴细胞减少。

儿童缺锌可导致发育缓慢,甚至影响大脑发育。

铁与免疫实验表明缺铁时中性白细胞的杀菌能力降低,淋巴细胞功能受损,在补充铁后免疫功能可能可以得到改善。

铁过剩和缺铁时均可引起机体感染性增加,微生物生长繁殖也需要铁的存在,有时补铁会增加感染的危险性什么是微量元素的拮抗和协同作用?它们有何生物学意义?5.拮抗作用:指生物体内的一种元素抑制另一种元素的生物学作用的现象。

协同作用:指一种元素促进生物体内另一种元素的生物学作用的现象。

CuCu和Zn呈拮抗作用,当牛和羊的饲料中含有大量Zn时,动物吸收为吸收过程中Zn置换了Cu ,的能力显着下降,也显示拮抗作用,Cd的存在可干扰Cu 在肠道内的吸收Cu和Cd之Cu的血蓝蛋白是CuFe和Cu和Fe在机体内显示生理协同作用,含在生物合成机制中就不能进入血红蛋白分子,Fe没有Cu,间直接的分子桥梁,Fe充足而缺Cu时,人和动物照样发生贫血。

当二1什么是金属配合物?生物金属配合物主要包括哪些类型的化合物?。

环中包) 含了金属原子原子配位于金属原子而形成的一种环状络合物(卟啉类化合物,氨基酸、肽和蛋白质2, 混配配合物有什么生物学意义?血浆中的氨基酸混配配合物金属酶酶促反应中的混配配合物物质贮存和运输过程中的混配配合物防病和解毒过程中的混配配合物形成配合物稳定常数出现较3 . 请说出谷氨酸、苏氨酸和组氨酸分别与Fe3+ 大区别的原因。

什么特点?这些特点与其功能、金属硫蛋白的功能是什么?它在结构上有三1 有什么联系?顺铂系列配合物的抗肿瘤机理是什么?这类配合物的组成和结构同其抗肿2、瘤药效之间的关系是什么?可顺利通过细胞膜的脂质体进入癌细胞内,1)脂溶性的载体配体NH(3 --中,Cl被配位能力更强的DNA 进入癌细胞的顺铂,由于有可取代的Cl DNA的复制能力,癌细胞分裂受阻。

的配体取代。

从而破坏癌细胞的)这些药物都是混配配合物,通式[PtA2B2] (2 ,RNH2 A:起载体作用的中性胺类配体enR3N,R2NHBr-,:可被取代的酸根配体Cl- B要合理地选择解毒剂,需考虑什么条件?在有害金属离子引起人体中毒时,3、、金属离子、酶和底物之间有哪些结合形式?以哪些结合形式形成的复合、1四物为混配配合物?(1)形成金属桥(E-M-S)(2)形成酶桥(M- E- S)(3)形成底物桥(E-S-M)2、什么是金属酶?金属激活酶?两者有什么不同?它们在生物体内的意义是什么?金属离子已成为酶分子的一个不可分离,金属酶:酶蛋白与金属离子结合牢固的部分。

金属激活酶:酶蛋白与金属离子结合不太牢固金属激活酶与金属离子的结合不如金属酶牢固,经提纯的酶不含金属,需加2+对一些酶的作用就是如此。

入金属离子才有活性,Mg ?酶促反应的反应速率受哪些因素的影响?3、在底物足够而其它条件恒定时,酶促反:1()酶浓度对酶促反应速率的影响应速率与其浓度成正比在酶所催化的化学反应中,提高温度而引:(2)温度对酶促反应速率的影响起两种结果:;(1)加快反应速率。

(2)使酶逐渐失活此温度称为有一个最大的酶促反应速率,最适温度:在一定的温度范围内,酶促反应的最适温度。

随着底物浓底物浓度对v的影响: 当酶浓度不变而底物的浓度很小时,(3)增加,反应速率增加逐渐减缓;度的增加,v急剧增加;随后,随着底物浓度逐步趋于平当底物的浓度达到一定程度后,反应速率几乎不受底物浓度的影响,稳(4) pH值对酶催化反应的速率影响(5) 、抑制剂对酶促反应速率的影响(6)激活剂对酶促反应速率的影响4、金属离子对酶功能的影响表现在几个方面?所起的作用是使酶若以酶桥M- E-S连接,MS(1)?在酶促反应中,M、E、的活性中心位置发生变化或是增加酶的活性,使其便与底物结合。

相互接近,起桥梁作用。

它使ES和(2)若以金属桥(E-M-S)结合时,M E的活性中心的某些基团结合。

把反应基团引导到正确位置上,以利于S和以利于它们结合成形成具有相互匹配的空间构象S,(3)金属离子可使E和中间复合物。

某些部位的负电荷,或改变酶蛋金属离子的正电荷还可以屏蔽、中和S(4)S结合,使酶促反应得以顺利进行。

白的电荷分布,以利于E和(5)金属离子起到传递电子的作用,使酶促反应有控制地分步进行。

1. 金属离子透过细胞膜的途径分哪几种形式?试比较它们的异同点。

五主动转运简单扩散载体转运++的生物功能。

NaK2. 简述维持体液酸碱平衡维持体液渗透压保持神经肌肉应激性3. 简述钙的一般生物功能。

钙和细胞分泌有关. 钙的调节肌肉活动机能钙和神经传递作用钙和血液凝固钙化作用2+担负“信使”功能的机理Ca简要说明4.2+作为信使,通过与CaM结合,将信息传递给受体CaM,CaMCa进一步通过对多种酶的激活和控制作用,调节活细胞内多种生物化学过程。

2+通道打开,细胞膜上的Ca(全的)当细胞膜受到激素或神经脉冲刺激时,2+2+2+在细胞Ca大量内流,作为一种信息,Ca的通透性暂时增加,使Ca细胞膜对.2+-6得以活化,活化后CaM内的浓度达到10CaM-时,形成Ca的复合物,使和的分解,同时,开启钙泵,胞cAMPcAMP的合成,也可影响的CaM既可影响2+释放结合的此时,重新降至稳态水平,内CaCaM排除体外或被亚细胞器吸收,2+的合成和,回流无活性状态,致使环腺苷环化酶和磷酸二酯酶失活,CacAMP2+启动的反应也就停止了。

分解反应即告终止。

因而,Ca2+对神经和肌肉兴奋性以及其它许多生理功能的控制都是通过这种Ca。

“信使”作用而完成的,其中主要的受体蛋白是CaM试从无机化学的六1. 生物金属中的过渡元素在生物体内担负重要的生物功能,角度探讨其原因。

轨道发生能级分裂,产生晶轨道,在配位场的影响下,d(1) 过渡金属元素有d ,形成配合物后,体系能量降低,有利于配位反应的进行。

体场稳定化能电子层,易形成内轨型配合物,增加了生命过渡金属离子具有未充满的d(2)配合物的稳定性。

因而,与第四周期的主族金属离子相比,生物过渡金属离子有较小的半径,(3)它们在形成配合物时在一定程度上容易形成共价键。

(4) 过渡金属大多具有可变的氧化数。

2++3+2+之间比较容易实现相互转化。

所以,生物体内担Cu和(1)Fe和FeCu,特别是铁离子,负电子传递功能和参与氧化还原反应的是铁离子和铜离子,与氧化还原过程的酶主要是含铁的金属酶。

)锌是唯一具有恒定氧化态的元素。

因此,它具有特殊的性质,它不直接(2参与体内的氧化还原过程,而是组成另一类的金属酶-催化水解反应的金属酶。

2. 简述生物体内铁以配合物形式存在的生物学意义形成配合物可以大大提高铁的催化功能(1)在水但是,在水溶液中,水合铁离子具有催化过氧化氢分解的作用。

当形成铁卟啉时,其催化效率可分子配位的环境中,铁离子的催化效率很低,倍以上。

而当卟啉再进一步与蛋白质结合成金属酶时,其催化效率可1000提高又成百万倍的提高。

(2) 生物体内不允许游离铁离子存在-383+人体血液)=10 Fe, 在体内如呈游离状态,很容易形成沉淀。

K(Fe(OH)3sp pH=7-]=Fe(OH) 所需则形成[OH3-17-33+很小很小K/[OH ]=10 [Fe]=sp体内游离态铁离子过多,引起病变。

讨论血红蛋白分子在结构上能保证二价铁离子与氧气之间发生氧合而3.不发生氧化作用的原因。

血红蛋白的四个亚基中的血红素辅基,均处于折叠肽链的包围中,这些肽它们和卟啉环上的疏水基团形成疏水链片断主要是由含疏水侧链的氨基酸组成,2+2+2+的第五配不受氧化,此外,Fe键,从而在Fe周围造成一个疏水环境,使Fe2+氧化起重要作用,由于组氨酸有带正电荷的碱基,多余的位体组氨酸对防止Fe2+与O间的电子转移。

正电荷抑制了反位方向上Fe 24.??谈谈一氧化碳中毒的原因。

Hb除能与O结合外,也能与小分子CO、NO结合,由于CO与血红素中22+,造成缺氧状态,甚至失去了携带氧的能力(如:煤气中毒)Hb结合,使Fe的.中毒,还可以注射亚甲基蓝,故可用于治疗CO死亡,高压氧可使HbCO→HbO2恢复载氧Hb),它与CO结合力大于CO与血红蛋白结合力从而使N(CHCl516183. 功能这两类物质中铁离子起的5血红蛋白和细胞色素都含有铁离子和卟啉环,作用有什么不同?1)形成配合物,是血红蛋白的一部分((2)铁离子是传递电子的作用与其它细胞色素在结构和功能上有什么不a6处于呼吸链末端的细胞色素3同?一样,其铁离子都与卟啉环和蛋白质结合,是cb等与细胞色素a、的铁离子是五配位的,a六配位的,所以它们不能再与氧结合。

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