无机化学物质范例6篇

无机化学物质

无机化学物质范文1

[关键词]:无机化学;发展前沿

化学是一种广泛运用于人们生活与工作中的自然科学,是一种基于原子、分子层次,进而对物质的结构、组成、性质变化规律的科学。而无机化学作为化学领域的一个重要二级学科及分支,细致研究了无机物质的结构、组成、性质和相关化学。例如:碳氧化物、硫化物、碳酸及碳酸盐都属于无机化学的研究范围。

由于当前科研工作的复杂性与不确定性,多个领域的研究都出现相互渗透并且相辅相成的现象。目前,无机化学的主要发展趋势是偏向新型的无机化合物的合成和应用,以及对新研究领域的不断探索,并对其进行持之以恒的开辟和建立。

例如,生物无机化学是生物学和无机化学相互渗透的边缘学科;固体无机化学是21世纪大热的新型研究方向。

1、无机化学的发展进程

早期的人类在发展中逐渐学会了使用闪电击打木头致燃烧而产生的火到后来的“钻木取火”也就是使用一定的技术使化学元素充分地为人类所用,当然那时的技术还是较为低级的,不够成熟的。再到后来的古代中国煅烧陶瓷,锻造青铜器,直到这时,人类才真正地开始使用“高级”的技术,运用化学原理和知识技术将某些元素转变为性质不同,用法不同的物质。由于最初的化学研究多为无机物,所以近代无机化学的开始也标志着近代化学的开端。

近代化学始于英国的玻意耳、法国的拉瓦锡以及英国的道尔顿。玻意耳对化学基础做了许多基本研究,比如氢气、磷的制备,金属酸的反应以及燃烧反应等。他着重强调了元素和与合物间差别所在,为化学的建立做出了巨大的贡献。拉瓦锡再使用天平测量之后提出了质量守恒定律,这也是化学学科最重要的定律之一。同时,他确定了物质燃烧是基于氧化作用,了持续百年之久的“燃素说”,以此促进了化学的发展。而英国的道尔顿则提出了原子学说,说明一切元素都是由不能再分割的原子所组成。由此,化学这门科学正式宣告成立。

19世纪30年代时,化学领域已知的元素已达60多种,俄国化学家门捷列夫对这些元素进行了较为细致的研究,从而发现了元素周期律。随后,他将已知的元素按性质进行分类,并绘出了世界上第一张元素周期表。周期律对以后化学的人工合成新元素以及各元素之间的性质类比、寻找替代元素等具有重要作用,因此,元素周期表也对无机化学的现展起到了不可或缺理论支柱。无机化学的研究重点在于解决材料、能源、生命、信息和环境等领域中的科学问题。在1945年核弹,计算机等相关技术的成熟后,原子能技术、计算机、通信等技术大大地推动了无机化学的发展。

现代无机化学的发展同样运用到了大量物理方法和数学定量计算,正在由一个单一学科向边缘学科、交叉学科迅猛发展。例如:二茂铁的合成是这一时代的重要特征,二茂铁是最早被发现的夹心配合物,二茂铁的合成打破了无机化学和有机化学的界限从而开始复兴无机化学。由此,无机化学进入了高速发展时期,同其他化学学科分支一样,从描述性科学向推理性科学过渡、从定性向定量过渡、从宏观向微观深人。

2、无机化学的研究及运用方向

2.1生物无机化学

生物无机化学是现今无机化学学科中一门运用较广泛的分支学科,它是生物学与无机化学的交叉产物。其研究对象多为生物体内的金属(和少数非金属)元素及其化合物。生物无机化学的研究对象范围之广,从分子颗粒大小来说,其涵盖了从生物小分子到生物大分子;从研究的系统来看,它又囊括了从单独的生物分子到整体生物体系。而近年来,研究者们又开始了对细胞层次的研究,并且逐年扩大对其的研究规模与研究力度。

而我国对生物无机化学的研究主要体现在:稀土元素生物无机化学、药物中的金属及抗癌活性配合物的作用机理、金属离子与细胞的作用、生物矿化,环境保护等方面。其中,在研究金属蛋白的结构与功能作用、生物大分子与金属配合物的相互作用、生物矿化、金属离子生物效应的化学基础以及无机药物化学等方面都具有了相对成熟的研究团队与相对固定的研究方向,并且,研究队伍也趋于年轻化。

对生命过程的研究是生物无机化学中最重要的研究之一。生命过程的核心之一是能量的转换,而能量转换的中心过程是电子的传递,因而生物电传递成为近年来生物无机化学研究的热门课题,包括以微生物培养基为电解液的生物原电池研究以及对生物电的利用。

我国的生物无机化学是在国际学术潮流引领之下,初步发展起来的一门新兴学科。在短短的几十年的时光中,在研究人员的共同努力下,不仅得到了令人瞩目的成果,并且涌现一大批愿为科学献身的年轻人才。而从长远来看,我国生物无机化学学科的发展将趋向于生物大分子更深层次的研究,并且逐步在国际无机化学领域展露头角。

2.2绿色化学

绿色化学的核心是使用一定的化学技术从源头彻底治理或减少现代工业和化学实验中产生的对人体有害,对大自然有明显危害作用的副产物,而不是先污染再治理。

近年来,研究开发无毒、无害的原料代替有毒、有害的原料来生产所需要的化工产品等等已经成为绿色化学的研究热点之一。比如对新型制冷剂的研究,当人们已经意识到价格低廉,使用方便,效果明显的氟利昂对环境有着极大的伤害,例如,氟利昂会破坏生物赖以生存的臭氧层,加剧温室效应等等。就开始了对新型制冷剂的研究。比如碳氢化合物特别是丙烷已经在石化工业大型制冷装置中应用多年。因为丙烷具有优良的热力性能,相对分子质量比氨大,但不及氟利昂中的CFC、HCFC、HCF的效果显著。除此之外,还有能够防止白色污染的生物降解塑料的研究开发及应用等。因此,绿色化学越来越受到人们的欢迎。

2.3固体无机化学

固体无机化学是一门由固体物理、无机化学、材料科学等学科的相互渗透、交叉形成的一门边缘学科。固体无机化学趋向于研究无机化学材料的性质、组成、结构、制备、功能等一系列相关领域,属于现今无机化学领域中研究较为热门,运用较为广泛的学科。

在该领域,研究人员们不断发现了许多具有特殊功能的化合物,如:C60 、纳米材料、火箭助燃剂N2H4等等。同时,研究人员们也在原电池,电解池等方面广泛应用了固体无机化学方面的知识,并获得了较为重大突破,可以使化学物质在电流的作用下所产生的能量以及物质充分地为人类所用。而在对盐类水解的相关研究中,研究人员们发现便于找到元素内在的性质和微观数据的方法,从而引导人们制造出更加精密的测量仪器和材料,在无机化学中起到了不容小视的作用。在固态物体中,有着比液态和气态更复杂的结构,所以对固体无机化学研究的发展前景也是非常广阔的。

3.结束语

面对不断加快的生活脚步、面对不断提高到人民生活需求与对自然改造的要求、面对环境科学、材料科学、信息技术科学等众多学科的高速崛起、快速发展的挑战,化学作为“前辈”学科也在不断地进步出新,努力设计出新型品种来满足国民物质文化生活需求,使人类的生活方式更加简单。当然,对化学的研究最终的目的是造福国家,造福人类,尽管人们也已经发现了许多,但是,大自然是无穷无尽的,还有更多的未知世界等待我们的探索。虽然这很困难,但是我相信,我们在国家和党的领导下,一定能克服种种困难完成我们的任务,推动国家的发展,从而实现中华民族的伟大复兴!

[参考文献]:

[1]杨频,我国生物无机化学的发展,化学通报,1999,12

无机化学物质范文2

(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

无机化学物质范文3

在学习乙醇和乙酸的过程中,由于本身是生活中常见的两种有机物,可以展示样品,并介绍酒和醋的历史和中国的酒文化,有条件还可以去参观酒厂或者醋厂。在学习糖类、油脂和蛋白质的过程中,可以展示相关物质、图片或者录像,了解到这些物质在我们的日常饮食中无处不在。以上这些物质都与生活密切联系,是学生每天都能看到、听到、用到和吃到的。这些物质使学生倍感熟悉、亲切,认识到有机化学已渗透到生活的各个方面。

想象力比知识更重要

爱因斯坦说:“想象力比知识更重要。因为知识是有限的,想象概括世界上的一切,推动着社会的进步,成为知识进化的源泉。”有机物之所以种类繁多,最大的原因就是结构的复杂性,碳原子与碳原子之间形成碳碳键,可以形成单键、双键和三键;也能形成链状的结构,链可长可短,可有若干个支链,支链可相同,可不同,数目可多可少;还能形成环状结构,环的大小不同,可单环可多环,环体系中的支链大小可同可不同,数目可多可少;另外,有机化合物中碳原子除了可以与氢原子成键,还可以与其他原子成键等等。所以在有机物的教学中要着重培养学生的空间想象力,能在头脑中清晰地展现有机物的立体结构。使学生能通过结构角度认识有机物的性质,掌握有机化学中结构决定性质的教学模式。在教学过程中,应先复习前面所学过的化学键,在熟练掌握共用电子对理论和原子的成键规则的理论基础知识上,动手组装有机物的球棍模式和比例模型,并可以根据立体模型写出其电子式、结构式和结构简式。在具体体现有机物的结构特点和成键特点后,把实物模型转换为学生头脑中的思维模型,帮助学生从化学键的层面深刻认识有机物的结构和性质。通过抽象到具体再到抽象的过程,培养学生的空间想象力。

细节在于观察,成功在于积累

史迈尔说:“对微小事物的仔细观察,就是事业、艺术、科学及生命各方面的成功秘诀。”在有机物的学习过程中也是如此,有机物种类繁多复杂,致使存在其中的概念往往使学生应接不暇。在解题的过程中往往因为不细心或者是概念的模糊而导致不能正确地对题目进行分析,得不到准确的答案。在无机化学的学习过程中有些同学不注意审题,往往把需要写元素名称的题目,最后大意地把对应的元素符号写上去了。这样的学生不是因为不会做这道题,而是因为不够细心观察,而导致出现这样比较低级的错误。在离子键、离子化合物、共价键和共价化合物之间的关系上,也往往由于概念的不清晰而望文生义。往往以为含有共价键的就是共价化合物,离子化合物中不可能有共价键。殊不知在离子化合物中肯定有离子键,也可能有共价键,而在共价化合物中只能有共价键,而不能有离子键。好多同学由于对分子式、电子式、结构式和结构简式概念的模糊,在解题的过程中把这些概念对应的概念辨析题或者写出这几种式子的某一种等类似的问题搞混淆,不能清晰地区分出它们的区别,从而不能掌握每种式子所具有的特征。还有球棍模式、比例模型、同系物和同分异构体等易出现问题的概念的重点掌握,只有熟悉掌握才能运用自如。

不满足是向上的车轮

无机化学物质范文4

较大,因此,学好有机化学是高考成功必不可少的条件。但是,由于有机化合物的种类繁多,结构复杂

,各类有机物的性质差异大,学生普遍感觉理解与记忆困难,容易产生枯燥乏味的情绪,逐渐失去对有

机化合物的学习兴趣。本文从自己多年教学经验出发谈谈如何学好高中有机化学。

【关键词】有机化学碳碳双键官能团

有机化学是高中化学的一个重要组成部分,由于其种类繁多、结构复杂、与生产生活联系甚为密切,使

之成为高考的热点。不少同学抱怨有机化学难学,甚至成为化学学习的分化点。基于这种现象,笔者针

对学生学习有机化学的常见困难进行了汇总、分析,并结合自己的教学总结出了一些有机化学的学习方

法,希望对广大同学有所帮助。

一、转变思维定势,入好有机化学之门

俗话说:"好的开始,就是成功的一半。"有机物和无机物是化学领域中相对独立的两大块,不仅理论上

存在较大差异,学习的思维方法也各不相同。有机初学者往往惯于拿以往的学习无机的思维方法来学习

有机物,结果越学越难学,逐渐失去对有机化合物的学习兴趣。因此,对于初学者,必须转变这种思维

定势,明确有机物和无机物的差异,学会正确的有机学习方法,入好有机化学之门。比如:对于无机物

的性质,我们通常是机械地记住就行了,但对于有机物的性质,一定要抓住它的结构特点,理解官能团

的变化才能掌握好它的性质;再如:大多数无机物的组成简单,种类少,记它们的化学式并不难,但是有

机物种类繁多,结构复杂,加上表示的式子多,死记是行不通的,一定要联系有机物名称、官能团以及

碳四键的结构特点来书写有机物结构式或结构简式,并注意结构式、结构简式、分子式、电子式的区别

。例如写乙醇的结构式时,名称中的"乙"表示有2个碳原子,"醇"表示含羟基-OH,先写出2个碳的骨架,

再接上-OH,最后根据碳四键原则补足H。按照这样的方法,其它的有机物(醇类、醛类、羧酸类)等的书

写也迎刃而解了。

二、注重课堂上教师的形象化演示,深刻理解有机反应原理

有机化合物的种类再繁多,都离不开碳四键的基本原则,结构再复杂,也都离不开常见的几种官能团组

成。因此,抓好有机物结构特点和变化规律,理解各种有机反应原理是提高有机物解题能力的关键。由

于有机物结构抽象,教师往往运用实物、模型或多媒体等手段将抽象的内容形象化,学生一定要注重课

堂上教师演示的各种有机物的分子模型(球棍模型和比例模型),记清楚各种有机物的结构特点和官能团

,并通过观察老师的演示深刻理解有机反应原理。我们除了注重多媒体、模型等这些教师常用的演示之

外,还可用"人"来模拟想象有机反应过程,因为人的四肢正如碳的四个键。例如:甲烷的一元取代就好

比人的一只手上的东西换了另一种东西,二元取代就好比双手上东西都换了,三元、四元取代以此类推;

乙烯的加成反应过程也可以用"人"来模拟,如果伸展的四肢代表四个单键的话,那么双手相握就好比容

易断裂的双键,当握着的双手打开后就变成了伸展的四肢,就如双键断开变成了单键。理解了这点后,

加聚反应也就容易理解了:好象无数个人由自己双手相握变成手拉手的过程。我们还可以根据以上的模

拟过程联想其它的有机反应原理:比如消去反应、酯化反应等。

三、善于总结规律,学会学习方法

学习有机物的一般规律:先从代表物的结构性质用途制法,然后类推到一类物质。学生在学习有

机物时要抓住这条规律进行学习,特别是结构与性质的关系--结构决定性质,性质反映结构。这条规律

贯穿所有有机物部分内容,指导有机化合物的学习方法和解题思路。必修课第三章开始进入有机物的学

习,由甲烷牢固的正四面体结构决定它的性质稳定,一般情况下不能跟强酸强碱以及强氧化剂反应,特

定条件下能发生燃烧、取代以及分解反应,然后由性质决定它的用途,最后由甲烷的性质类推到跟它结

构相似的一类烷烃的性质。接着乙烯的学习也是从结构特点出发,乙烯含有一个容易断裂的碳碳双键,

它的化学性质就表现在这个双键上,结构决定性质,其中加成反应、加聚反应、消去反应都涉及双键的

断裂和形成,因此乙烯能发生以上这些反应,最后类推到含有碳碳双键的烯烃,也具有与乙烯相似的化

学性质。在以后的有机物学习中,基本上都按照这条规律进行:结构性质用途制法一类物质。

四、以官能团之间的联系为主线,构建知识框架

将各类物质或官能团的性质分别突破以后,我们会觉得知识有些散乱,此时我们不防以一些重要物质或

官能团为主线,建立它们之间的联系,从而构建有机知识框架,为有机合成和推断提供明确的思路。有

机化学的基础知识是中学化学教学内容的重要组成部分。学生掌握简要而系统的有机化学基础知识,可

以加深和拓宽对化学知识的全面理解。学好有机化学知识可以从以下几个方面加以尝试。1、联系结构,

记清性质2、对比种类,记准性质 3、举一反三,用活性质。

总的来说,有机化学在高考中占有相当的比重。有机化学式和化学方程式的书写、反应原理、官能团之

间的转化关系是高考的重点也是学习的难点。要学好有机化学,突破有机化学难点,学生要从常规课堂

切入:转变学习的思维方法,入好有机化学之门;注重课堂上教师的形象化演示,深刻理解有机反应原

理;善于总结规律,学会学习方法;以官能团之间的联系为主线,构建知识框架。

参考文献

无机化学物质范文5

【关键词】人体 蛋白质;基因;代谢

自从有人类以来,他们就对一样东西充满了好奇,那就是他们自己,他们想了解自己的身体的运作方式,如何出生,如何消化,如何繁殖,如何死亡。同时他们也对身边的动植物,环境,充满了好奇,所以人类对于生物的研究是从很早就开始的,他们会解剖动物尸体,会仔细观察他们的生活方式,了解他们与人类的相似之处,会分辨植物间的区别。而列文虎克对于显微镜的发明与改进,则是为生物学打开了一道大门,生物学家可以观察更加微观的结构,从而更深刻地了解他们工作的原理,同时也为他们发现了一类新的生物,微生物。他们是很难用肉眼看到的,通过显微镜人类可以观察他们的活动与结构,同时更能找到一些疾病的发病源并且用相关药物加以治疗。而生物学的发展远远不止这些,现代生物学随着人类对于细胞内部结构观察的深入以及与化学,数学,物理学等的良好结合,正在飞速发展。现在生物学的研究面已经扩展地非常的宽,简单来说有如下这些:

1.生物的化学组成

生物是由有机物和无机物组成的,有机物包括小分子的如糖,核糖核酸,氨基酸等,大分子的如蛋白质,激素等,无机物包括各种无机盐等,他们在生物体内起着不同的作用,并且虽然在化学组成的方面研究比较完全,但是近年来新发现的物质也是不胜枚举,比如干扰素,粘结蛋白等。生物进化等级越高,它的物质组成,功能,以及机理则更为复杂,对于人体来讲,物质的结构与组成是相对复杂的,无机盐作为人体的无机物,调节着人体的新陈代谢的正常进行,一旦人体的某一项不符合要求,身体就会做出病态的反应加以警告,钠钾元素细胞内外的浓度差更是很多细胞的工作机理,如神经细胞。蛋白质是人类组成的构件,并且对于各个系统机能的发挥起着重要的作用,它以各种形式存在于人体中,是细胞组成的主要物质,是人类主要摄入的营养以及提供能量的一种方式,是受体等完成高级功能的关键性物质,是大多数酶的组成物质,并且存在于遗传物质中,在21世纪初,人类发现有些很难得到的蛋白质可以通过基因的翻译来实现,开发了一个新的项目――“蛋白质工程”。这个工程可以通过使用基因来生产所需蛋白质,从而实现批量生产的作用。并且经过进一步发展,可以通过改造生产蛋白质的基因来产生新的蛋白质,新的蛋白质拥有更好的工作性能,包括耐热性,耐酸性,工作效率等,使得蛋白质的效用更符合人类的需求。但是由于人类对于蛋白质复杂的空间结构以及基因翻译的了解不够深入,所以无法自己“组装”基因,自己生产蛋白质,只能靠改变部分基因的方法来实现蛋白质的改进,“蛋白质工程”还有待完善。

2.生物的代谢与调节控制

生物在未形成成体时,新陈代谢就已经开始了,如人类在胎儿时,当生物死亡之后,新陈代谢也停止,所以新陈代谢是生物的重要生命活动,没有新陈代谢,生物就会堆积大量有害物质,有益物质很难进入,生物难以生存,所以生物学家一直很关注新陈代谢是如何实现的。新陈代谢包括两部分,一种从外界取得物质,并成为生物的一部分,称为同化作用,一种是把生物体内的物质变为外界的物质,成为异化作用,两种作用互相制衡,互相协调,维持着生命系统的运转,最经典的事例出现在植物中,植物通过光合作用,吸收光能与空气中的二氧化碳和水,转化为身体内的化学能,产生碳水化合物,并且通过呼吸作用,消耗体内的碳水化合物产生二氧化碳与水,同时放出能量提供给生命活动,这里的能量不是具体的热量,而是通过一种化学物质ATP的合成与分解来实现能量的传递。

人体无时无刻不在进行着运动和生命活动,但是人体还能保持一个动态平衡,依赖于自身强大的调节机制。人类的调节方式多种多样,一种是激素调节,例如在人类食用食物之后,血糖会升高,在饥饿时血糖又会降低,此间为了保证生命活动的正常进行,需要胰岛素和胰高血糖素的调节。一种是神经调节,这种一般通过反射弧来实现,反应速度较快,如膝跳反射。一种是神经激素调节,如甲状腺激素的分泌等。

3.生物的基因组成,表达,与调节

什么才是生物体内影响其性状,表现行为等特征的关键物质,曾经困扰了生物界很长时间。通过格里菲斯,赫里希,蔡斯等人的实验,最终证明了DNA是主要的遗传物质,有些病毒则以RNA为遗传物质,导致疯牛病的朊病毒则以蛋白质为遗传物质,遗传物质的确定为生物学打开了一道新的大门。生物学家首先开始研究DNA的结构,通过一系列化学组成,空间结构的分析,加上化学与物理学的依据,最后确定了DNA的双链螺旋结构。DNA在动植物体内与蛋白质一起形成染色体存在。科学家通过观察以及实验的各种方式及,发现了许多现象,如异染色质化与染色质活化;DNA的构象变化与化学修饰。后来发现DNA可以转录为RNA,进而在核糖体中翻译为蛋白质。

通过人类对于基因产生,传递以及表达机理的深入理解,基因工程与细胞工程渐渐地进入了人类的视野。基因工程的原理是将所需要的基因从原生物体中提取出来,把它用适当的工具酶剪切下适当的区段,进而用DNA连接酶将其连接在载体基因上,进而将载体导入适宜的受体细胞,让载体中的目的基因在受体细胞中表达,从而实现目的物质的大批量生产。基因工程可以克服远缘杂交不亲和的障碍,实现人类所需物质的大批量生产,例如乐意使用酵母菌细菌生产干扰素,可以使得本来提取十分困难的干扰素产量大幅度增加;又如可以用奶牛生产出带有胰岛素的牛奶,进而将胰岛素提取,基因工程又被叫做转基因技术,转基因技术虽然先进,但是因为今年出现了较多事故,所以并不被所有人认同,有些民众尚不敢食用转基因食品。

细胞工程则是主要作用于植物与动物的一种工程。植物细胞主要进行植物体细胞融合,通过诱导剂诱导融合之后,新产生的体细胞通过植物组织培养可以产生新的个体,新的个体可以表达之前两种植物的部分性状,生物学上常应用这个技术来使两种植物互补不足,尽量发挥各自的优点,将其改造为更符合人类和自然需求的新品种。动物细胞工程主要是克隆技术,将某一品种动物的基因从体细胞中提取再转移到另一品种的去核卵细胞中,形成胚胎后放入子宫中,得到一个克隆生物。克隆使得优良品种可以延续,但是克隆由于涉及到人类的伦理问题,所以要谨慎使用,目前不能大力推广。

生物科学包含的方面不止这些,它包含了我们生活中的各个方面,随着科学的发展,生物学研究的深入,相信人类一定可以更好地利用生物学,解决现存的问题,使得生物学大放异彩!

【参考文献】

[1]王悦,彭蜀晋,周媛,张丹,游晓莉.百年诺贝尔化学奖与生物化学的发展[J].大学化学,2011.

无机化学物质范文6

关键词:二维图;元素化合物;转化思路

一、问题的提出

在元素化合物知识方面,随着高中化学新课程在全国的实行,对传统的元素化合物知识的教学提出了挑战。现行的新教材突破了传统的“物质中心”模式,不再追求从结构、性质、存在、制法、用途等方面全面系统地学习和研究物质,充分重视从学生已有的生活经验出发,引导学生学习身边的常见物质,将物质性质的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中,体现其社会应用价值。当前,元素化合物知识的教学存在众多的问题,存在着严重的“少、慢、差、费”现象,学生普遍感到元素化合物知识“繁、乱、杂、难”,教师罗列化学反应式时,学生死记硬背化学方程式,使得“形成独立、自主探究的意识”“通过学习具备了较强的分析、解释和解决简单实际问题的能力”等提高学生能力的目标难以实现。在有限的教学时间里,如何让学生掌握具体元素化合物的知识呢?自主地将掌握的这些有限的具体知识成面,增强知识拓展性和迁移;让学生自动形成自主研究元素化合物的一般思路和方法。基于两轮的教学实践及一定的文献研究,笔者认为价类二维图是复习元素化合物知识的一个较好的教学策略。下图为硫及化合物的价类二位图。

二、价类二维图转化为思路的过程

第一步,让学生回忆该元素所有的化合价及对应的物质类别,建立坐标系,坐标系的象限中标出的是元素某价态和种类共同对应的物质化学式,形成一幅常见化合价、常见类别物质图,并基于一个具体物质的化学性质的研究建立该具体物质的二维图;第二步,从研究具体的物质的方法中抽取概括研究物质的一般方法和思路;第三步,应用抽取概括的一般方法和思路研究具体的物质,建立其他物质的二维图。流程图如图2。

图4 硫化钠的价态二维图

三、价类二维图在复习过程的功能与价值

1.有助于学生建立知识体系,培养发散思维

化合价和物质类别是价类图的两大核心,明确元素所能形成的价态和物质类别后,建立起该元素的物质体系,然后再基于转化,把它们之间相关联,形成知识网络体系,不仅能使学生加深对所学知识的记忆,而且有利于思维发散能力的培养。遇到陌生的具体物质时,能自觉地对该物质进行分类,并根据其与各类物质之间的相互关系预测该物质的性质。

2.有助于学生形成化学的基本观念,形成研究无机物的基本思路

化学基本观念是对具体知识的概括提升,具有超越事实的迁移价值。化学基本观念是学生基于自己的认知基础,对化学学科的深刻理解,是学生深入思考和内心体验的结果,它影响着学生分析和解决实际问题的思维方式和价值取向。构建和应用二维图的过程实质是培养学生元素观、分类观、转化观等的过程,让学生基于自己原有的认知基础,深入思考,外显思维,建立一种有序的思维方式和思维习惯,形成研究无机物的基本思路(如图5)。

图5 研究无机物化学性质的一般思路

3.有助于元素化合物知识与基本概念及元素周期律的关联

化合价和物质类别是价类图的两大核心,也是高中化学的两大基本概念。化合价的价值功能是为氧化还原反应做铺垫,据此判断物质的氧化性、还原性和配平氧化还原方程式。物质类别的价值功能是为建构物质间的相互转化关系做铺垫,物质的类别通性如,单质、酸性氧化物、碱性氧化物、过氧化物、两性氧化物、两性氢氧化物、酸、碱、盐的通性。复习时要从原有的基本概念与学生认知出发,对原先转化模型进行拓展,建立起新的模型。在预测物质性质时除了要求学生关注二维图的两个角度,也要运用元素周期表和周期律,把握元素性质(包括元素化合价)的相似性,让学生理解元素的原子结构决定了它的性质,最外层电子相同的主族元素化学性质类似。把握递变性,既能使学生轻车熟路地运用一般规律去认识问题,又能在递变中灵活把握认识问题的不同角度。如预测H2Se的性质时,既要要求学生运用元素周期表和周期律把H2Se与H2S类比,又要关注二维图的两个角度。

参考文献:

[1]姜言霞,王磊,支瑶.元素化合物知识的教学价值分析及教学策略研究[J].课程・教材・教法,2012(09):106-112.

[2]支瑶,王磊,等.“物质的分类”促进高中生无机物性质学习的功能价值分析及其教学实现[J].化学教育,2012(04):28-35.

[3]李南萍.以分类观为核心构建元素化合物知识体系[J].化学教学参考,2011(03):5-7.