课程名称：生物无机化学
课程名称：Biological Inorganic Chemistry
课程代码：211312
开课学院：理学院
授课对象：硕士研究生
任课教师：杨昱，杨玉玲
学时：32 学分：2
课程类型：选修课
开课学期：第1学期
考核方式：撰写论文
预修课程：无机化学(普通化学)
面向学科：应用化学、生物工程、微生物学、化学工程、生物化学与分子生物学、果树学、蔬菜学、植物学、食品科学、农产品加工及贮藏工程、食品工程等专业
课程简介：
生物无机化学是化学和生物学的一个主导的交叉学科，是当前非常活跃的研究领域之一。生物无机化学可以最简单地定义为对处于生命环境中的金属离子进行研究的学科。生物无机化学着重介绍生物大分子与金属离子的相互作用，特别是金属酶和金属蛋白的结构和功能。生物无机化学研究在生命过程中起作用的生命金属与配体之间的相互作用，在分子、亚分子水平上测定、表征、阐明这些生命化合物的结构、性能，它们在生命体中的作用规律，以及这些方面和生物功能之间的关系。
一、教学目的与基本要求：
本课程为应用化学、生物工程、微生物学、化学工程、生物化学与分子生物学等专业硕士研究生开设的一门选修课，为学生提供必要的生物无机化学的知识。课程以讲授为主，通过和学生的研讨，要求学生不仅了解生命过程中起作用的金属(和少数非金属)离子及其化合物的各种生物学作用，更重要的是从理论上认识生物活性物质（包括必需元素化合物的功能和有害元素的毒性）的结构-性质-活性的关系。尤其是生物体系中无机元素存在状态与生物活性的关系。充分认识生物体系中分子排列的有序性、组织性对无机元素生物活性发挥所起的重要作用。从分子水平认识化学元素与人类健康的关系。
二、课程内容与学时分配
1. 课程主要内容：
本课程主要内容包括：生命元素，生物配体及其金属配合物，生物无机化学体系中的配位化学基础，生物金属的输送和贮存，细胞内金属离子浓度的控制与利用，生物电子传递，原子、分子及基因的迁移，应用生物无机化学的若干研究领域。通过32学时教学，要求学生了解生物无机化学的研究领域和最新的研究动态，使学生深刻体会生物无机化学是无机化学、生物化学、医学、临床化学、营养化学、环境化学等学科相互渗透、相互融合的产物。
2．课程具体安排：
章节 |
教 学 内 容 |
教学环节学时分配 |
讲授 |
讨论 |
实验 |
上机 |
其他 |
第一章 生命 元素 |
1.1 生物元素概论 1.2 生物非金属元素 1.3 生物金属元素 1.4 稀土元素的生物无机化学 |
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第二章生物配体及其金属配合物 |
1.1 水分子和水相中的阴离子 1.2 氨基酸、多肽、蛋白质的金属配合物 1.3 金属-核酸配合物 |
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第三章 生物无机化学体系中的配位化学基础 |
1.1 生物金属配合物生成及其热力学 1.2 金属配合物的反应动力学 1.3 金属配合物的化学键理论 1.4 金属配合物的光磁性质 |
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第四章 生物金属的输送和贮存 |
1.1 金属离子的生物利用度 1.2 金属离子的摄取和跨膜输运 1.3 金属离子在体内的输运与贮存 1.4 生物金属簇和物 |
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第五章 细胞内金属离子浓度的控制与利用 |
1.1 金属离子有益效应及有毒效应 1.2 必需生物金属铁的严格调控 1.3 金属离子浓度梯度产生与应用 |
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第六章 生物电子传递 |
1.1 生物电子传递中的金属蛋白和金属酶 1.2 生物电子传递的特征与速率 1.3 电子传递理论 1.4 蛋白质中的长程电子传递 |
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第七章 原子、分子及基因的迁移 |
1.1 氧分子的输运 1.2 氧分子迁移反应中的铁 1.3 氧分子迁移反应中的钼 1.4 辅酶B12 |
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第八章 应用生物无机化学的若干研究领域 |
1.1 离子探针 1.2 抗癌活性配合物合成和作用机理 1.3 金属(稀土)离子及其化合物与细胞的作用 1.4 无极药物化学 |
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三、实践环节内容与要求
每章结束后，要求在查阅相关资料的基础上，完成本章内容的总结，并提交相关资料。
四、教材及主要参考文献（顺序为：文献名，作者，出版时间，出版单位）：
1、《生物无机化学导论》，计亮年，2010，科学出版社
2、《生物无机化学》，郭子建，孙为银，2011，科学出版社
3、《生物无机化学原理》，杨频，高飞，2002，科学出版社
4、《生物无机化学原理》，S.J.Lippard and J.M.Berg著，席振峰，姚光庆，项斯芬，任宏伟译， 2000，北京大学出版社
