解放軍文職招聘考試化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展-解放軍文職人員招聘-軍隊文職考試-紅師教育
發(fā)布時間：2017-08-27 10:57:13專題二十三 化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展1.[2012 浙江理綜，7]下列說法不正確的是( )A．利用太陽能在催化劑參與下分解水制氫是把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的綠色化學(xué)方法B．蔗糖、淀粉、油脂及其水解產(chǎn)物均為非電解質(zhì)C．通過紅外光譜分析可以區(qū)分乙醇與乙酸乙酯D．石油催化裂化的主要目的是提高汽油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量與質(zhì)量；石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等氣態(tài)短鏈烴2. [2012 江蘇化學(xué)，1]化學(xué)在資源利用、環(huán)境保護(hù)等與社會可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)的領(lǐng)域發(fā)揮著積極作用。下列做法與社會可持續(xù)發(fā)展理念相違背的是( )A．改進(jìn)汽車尾氣凈化技術(shù)，減少大氣污染物的排放B．開發(fā)利用可再生能源，減少化石燃料的使用C．研發(fā)可降解高分子材料，減少 白色污染D．過度開采礦物資源，促進(jìn)地方經(jīng)濟發(fā)展3. [2012 天津理綜，1]根據(jù)下列物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，判斷其應(yīng)用錯誤的是( )A．酒精能使蛋白質(zhì)變性，可用于殺菌消毒B．CaO能與SO2反應(yīng)，可作工業(yè)廢氣的脫硫劑C．明礬水解時產(chǎn)生具有吸附性的膠體粒子，可作漂白劑D．鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氫化物，可作儲氫材料4. [2012 四川理綜，6]下列關(guān)于 化學(xué)與健康 的說法不正確的是( )A．服用鉻含量超標(biāo)的藥用膠囊會對人體健康造成危害B．食用一定量的油脂能促進(jìn)人體對某些維生素的吸收C． 血液透析 利用了膠體的性質(zhì)D．光化學(xué)煙霧不會引起呼吸道疾病專題二十四 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.[2012 江蘇化學(xué)，21A]一項科學(xué)研究成果表明，銅錳氧化物(CuMn2O4)能在常溫下催化氧化空氣中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。(1)向一定物質(zhì)的量濃度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液，所得沉淀經(jīng)高溫灼燒，可制得CuMn2O4。①Mn2＋基態(tài)的電子排布式可表示為________。②NO3(－)的空間構(gòu)型是________ (用文字描述)。(2)在銅錳氧化物的催化下，CO被氧化為CO2，HCHO被氧化為CO2和H2O。①根據(jù)等電子體原理，CO分子的結(jié)構(gòu)式為________。②H2O分子中O原子軌道的雜化類型為________。③1 mol CO2中含有的 鍵數(shù)目為________。(3)向CuSO4溶液中加入過量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考慮空間構(gòu)型，[Cu(OH)4]2－的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為________。2．[2012 福建理綜，30](1)元素的第一電離能：Al________Si(填 或 )。(2)基態(tài)Mn2＋的核外電子排布式為________。(3)硅烷(SinH2n＋2)的沸點與其相對分子質(zhì)量的變化關(guān)系如圖所示，呈現(xiàn)這種變化關(guān)系的原因是_________________________________。(4)硼砂是含結(jié)晶水的四硼酸鈉，其陰離子Xm－(含B、O、H三種元素)的球棍模型如下圖所示：①在Xm－中，硼原子軌道的雜化類型有________；配位鍵存在于________原子之間(填原子的數(shù)字標(biāo)號)；m＝________(填數(shù)字)。②硼砂晶體由Na＋、Xm－和H2O構(gòu)成，它們之間存在的作用力有________ (填序號)。A．離子鍵 B．共價鍵 C．金屬鍵D．范德華力 E．氫鍵3．[2012 浙江自選，15](1)可正確表示原子軌道的是________。A．2s B．2dC．3px D．3f(2)寫出基態(tài)鎵(Ga)原子的電子排布式：________。(3)下列物質(zhì)變化，只與范德華力有關(guān)的是________ 。A．干冰熔化 B．乙酸汽化C．乙醇與丙酮混溶 D．溶于水E．碘溶于四氯化碳 F．石英熔融(4)下列物質(zhì)中，只含有極性鍵的分子是________，既含離子鍵又含共價鍵的化合物是________；只存在 鍵的分子是________，同時存在 鍵和 鍵的分子是________。A. N2 B．CO2 C．CH2Cl2 D．C2H4E．C2H6 F．CaCl2 G．NH4Cl(5)用 、 或 ＝ 填空：第一電離能的大小：Mg________Al；熔點的高低：KCl________ MgO。4．[2012 課標(biāo)全國理綜，37]ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表現(xiàn)出多種氧化態(tài)，含ⅥA族元素的化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途。請回答下列問題：(1)S單質(zhì)的常見形式為S8，其環(huán)狀結(jié)構(gòu)如下圖所示，S原子采用的軌道雜化方式是________；(2)原子的第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一電離能由大到小的順序為____________________；(3)Se原子序數(shù)為________，其核外M層電子的排布式為________；(4)H2Se的酸性比H2S________(填 強 或 弱 )。氣態(tài)SeO3分子的立體構(gòu)型為________，SO3(2－)離子的立體構(gòu)型為________；(5)H2SeO3的K1和K2分別為2.7 10－3和2.5 10－8，H2SeO4第一步幾乎完全電離，K2為1.2 10－2，請根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系解釋：①H2SeO3和H2SeO4第一步電離程度大于第二步電離的原因：________；②H2SeO4比H2SeO3酸性強的原因：_________________________________________________________________________________；(6)ZnS在熒光體、光導(dǎo)體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應(yīng)用廣泛。立方ZnS晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示，其晶胞邊長為540.0 pm，密度為________g cm－3(列式并計算)，a位置S2－離子與b位置Zn2＋離子之間的距離為________pm(列式表示)。5．[2012 山東理綜，32]金屬鎳在電池、合金、催化劑等方面應(yīng)用廣泛。(1)下列關(guān)于金屬及金屬鍵的說法正確的是________。a．金屬鍵具有方向性與飽和性b．金屬鍵是金屬陽離子與自由電子間的相互作用c．金屬導(dǎo)電是因為在外加電場作用下產(chǎn)生自由電子d．金屬具有光澤是因為金屬陽離子吸收并放出可見光(2)Ni是元素周期表中第28號元素，第二周期基態(tài)原子未成對電子數(shù)與Ni相同且電負(fù)性最小的元素是_______________________ _________________________________________________。(3)過濾金屬配合物Ni(CO)n的中心原子價電子數(shù)與配體提供電子總數(shù)之和為18，則n＝________。CO與N2結(jié)構(gòu)相似，CO分子內(nèi) 鍵與 鍵個數(shù)之比為________。(4)甲醛(H2C===O)在Ni催化作用下加氫可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子內(nèi)C原子的雜化方式為________，甲醇分子內(nèi)的O－C－H鍵角________(填 大于 等于 或 小于 )甲醛分子內(nèi)的O－C－H鍵角。6．[2012 大綱全國理綜，27]原子序數(shù)依次增大的短周期元素a、b、c、d和e中，a的最外層電子數(shù)為其周期數(shù)的二倍；b和d的A2B型氫化物均為V形分子，c的＋1價離子比e的－1價離子少8個電子?；卮鹣铝袉栴}：(1)元素a為________；c為________；(2)由這些元素形成的雙原子分子為________；(3)由這些元素形成的三原子分子中，分子的空間結(jié)構(gòu)屬于直線形的是________，非直線形的是______________；(寫2種)(4)這些元素的單質(zhì)或由它們形成的AB型化合物中，其晶體類型屬于原子晶體的是________，離子晶體的是________，金屬晶體的是________，分子晶體的是________；(每空填一種)(5)元素a和b形成的一種化合物與c和b形成的一種化合物發(fā)生的反應(yīng)常用于防毒面具中，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________ _________________________________________________________。專題二十五 有機化學(xué)基礎(chǔ)1.[2012 課標(biāo)全國理綜，10]分子式為C5H12O且可與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣的有機化合物有(不考慮立體異構(gòu))( )A．5種 B．6種C．7種 D．8種2．[2012 江蘇化學(xué)，11]普伐他汀是一種調(diào)節(jié)血脂的藥物，其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示(未表示出其空間構(gòu)型)。下列關(guān)于普伐他汀的性質(zhì)描述正確的是( )A．能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)B．能使酸性KMnO4溶液褪色C．能發(fā)生加成、取代、消去反應(yīng)D．1 mol該物質(zhì)最多可與1 mol NaOH反應(yīng)3．[2012 浙江理綜，11]下列說法正確的是( )A．按系統(tǒng)命名法，化合物的名稱為2,6－二甲基－5－乙基庚烷B．丙氨酸和苯丙氨酸脫水，最多可生成3種二肽C．化合物是苯的同系物D．三硝酸甘油酯的分子式為C3H5N3O94. [2012 大綱全國理綜，13]橙花醇具有玫瑰及蘋果香氣，可作為香料。其結(jié)構(gòu)簡式如下：下列關(guān)于橙花醇的敘述，錯誤的是( )A．既能發(fā)生取代反應(yīng)，也能發(fā)生加成反應(yīng)B．在濃硫酸催化下加熱脫水，可以生成不止一種四烯烴C．1 mol橙花醇在氧氣中充分燃燒，需消耗470.4 L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)D．1 mol橙花醇在室溫下與溴的四氯化碳溶液反應(yīng)，最多消耗240 g溴5. [2012 重慶理綜，9]螢火蟲發(fā)光原理如下：關(guān)于熒光素及氧化熒光素的敘述，正確的是( )A．互為同系物B．均可發(fā)生硝化反應(yīng)C．均可與碳酸氫鈉反應(yīng)D．均最多有7個碳原子共平面6. [2012 福建理綜，31]對二甲苯(英文名稱p－xylene，縮寫為PX)是化學(xué)工業(yè)的重要原料。(1)寫出PX的結(jié)構(gòu)簡式________。(2) PX可發(fā)生的反應(yīng)有________、________(填反應(yīng)類型)。(3)增塑劑(DEHP)存在如下圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系，其中A是PX的一種同分異構(gòu)體。①B的苯環(huán)上存在2種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，則B的結(jié)構(gòu)簡式是________。②D分子所含官能團是________(填名稱)。③C分子有1個碳原子連接乙基和正丁基，DEHP的結(jié)構(gòu)簡式是________。(4)F是B的一種同分異構(gòu)體，具有如下特征：a．是苯的鄰位二取代物；b．遇FeCl3溶液顯示特征顏色；c．能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)。寫出F與NaHCO3溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式________。7. [2012 大綱全國理綜，30]化合物A(C11H8O4)在氫氧化鈉溶液中加熱反應(yīng)后再酸化可得到化合物B和C?；卮鹣铝袉栴}：(1)B的分子式為C2H4O2，分子中只有一個官能團。則B的結(jié)構(gòu)簡式是________，B與乙醇在濃硫酸催化下加熱反應(yīng)生成D，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是________，該反應(yīng)的類型是________；寫出兩種能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的B的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式________；(2)C是芳香化合物，相對分子質(zhì)量為180，其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60.0%，氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.4%，其余為氧，則C的分子式是________；(3)已知C的芳環(huán)上有三個取代基，其中一個取代基無支鏈，且含有能使溴的四氯化碳溶液褪色的官能團及能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出氣體的官能團，則該取代基上的官能團名稱是________。另外兩個取代基相同，分別位于該取代基的鄰位和對位，則C的結(jié)構(gòu)簡式是________；(4)A的結(jié)構(gòu)簡式是______________。8. [2012 四川理綜，27]已知：－CHO＋(C6H5)3P===CH－R― －CH===CH－R＋(C6H5)3P===O，R代表原子或原子團。W是一種有機合成中間體，結(jié)構(gòu)簡式為：HOOC－CH===CH－CH===CH－COOH，其合成方法如下：其中，M、X、Y、Z分別代表一種有機物，合成過程中的其他產(chǎn)物和反應(yīng)條件已略去。X與W在一定條件下反應(yīng)可以生成酯N，N的相對分子質(zhì)量為168。請回答下列問題：(1)W能發(fā)生反應(yīng)的類型有________。(填寫字母編號)A．取代反應(yīng)B．水解反應(yīng)C．氧化反應(yīng)D．加成反應(yīng)(2)已知為平面結(jié)構(gòu)，則W分子中最多有________個原子在同一平面內(nèi)。(3)寫出X與W在一定條件下反應(yīng)生成N的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(4)寫出含有3個碳原子且不含甲基的X的同系物的結(jié)構(gòu)簡式：________________________________________________________________________。(5)寫出第②步反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________ _________________________________________________。9．[2012 課標(biāo)全國理綜，38]對羥基苯甲酸丁酯(俗稱尼泊金丁酯)可用作防腐劑。對酵母和霉菌有很強的抑制作用，工業(yè)上常用對羥基苯甲酸與丁醇在濃硫酸催化下進(jìn)行酯化反應(yīng)而制得。以下是某課題組開發(fā)的從廉價、易得的化工原料出發(fā)制備對羥基苯甲酸丁酯的合成路線：已知以下信息：①通常在同一個碳原子上連有兩個羥基不穩(wěn)定，易脫水形成羰基；②D可與銀氨溶液反應(yīng)生成銀鏡；③F的核磁共振氫譜表明其有兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫，且峰面積比為1∶1?；卮鹣铝袉栴}：(1)A的化學(xué)名稱為________；(2)由B生成C的化學(xué)反應(yīng)方程式為________，該反應(yīng)的類型為________；(3)D的結(jié)構(gòu)簡式為________；(4)F的分子式為________；(5)G的結(jié)構(gòu)簡式為________；(6)E的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的共有________種，其中核磁共振氫譜有三種不同化學(xué)環(huán)境的氫，且峰面積比為2∶2∶1的是________(寫結(jié)構(gòu)簡式)。10．[2012 山東理綜，33]合成P(一種抗氧化劑)的路線如下：A(C4H10O)濃H2SO4B(C4H8)C6H6O①CHCl3，NaOH2]OHDE(C15H22O3)FP(C19H30O3)②A和F互為同分異構(gòu)體，A分子中有三個甲基，F(xiàn)分子中只有一個甲基。(1)A B的反應(yīng)類型為________。B經(jīng)催化加氫生成G(C4H10)，G的化學(xué)名稱是______________。(2)A與濃HBr溶液一起共熱生成H，H的結(jié)構(gòu)簡式為______________。(3)實驗室中檢驗C可選擇下列試劑中的__________。a．鹽酸 b．FeCl3溶液 c．NaHCO3溶液 d．濃溴水(4)P與足量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為________(有機物用結(jié)構(gòu)簡式表示)。11. [2012 江蘇化學(xué)，17]化合物H是合成藥物鹽酸沙格雷酯的重要中間體，其合成路線如下：(1)化合物A中的含氧官能團為________和________。(填官能團名稱)(2)反應(yīng)① ⑤中，屬于取代反應(yīng)的是________(填序號)。(3)寫出同時滿足下列條件的B的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：________________________________________________________________________。Ⅰ.分子中含有兩個苯環(huán)；Ⅱ.分子中有7種不同化學(xué)環(huán)境的氫；Ⅲ.不能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，但水解產(chǎn)物之一能發(fā)生此反應(yīng)。(4)實現(xiàn)D E的轉(zhuǎn)化中，加入的化合物X能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，X的結(jié)構(gòu)簡式為________。
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發(fā)布時間：2017-08-27 10:44:41專題五 化學(xué)能與熱能1．[2012 江蘇化學(xué)，4]某反應(yīng)的反應(yīng)過程中能量變化如圖所示(圖中E1表示正反應(yīng)的活化能，E2表示逆反應(yīng)的活化能)。下列有關(guān)敘述正確的是( )A．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)B．催化劑能改變該反應(yīng)的焓變C．催化劑能降低該反應(yīng)的活化能D．逆反應(yīng)的活化能大于正反應(yīng)的活化能2. [2012 大綱全國理綜，9]反應(yīng)A＋B C( H 0)分兩步進(jìn)行：①A＋B X( H 0)，②X C( H 0)。下列示意圖中，能正確表示總反應(yīng)過程中能量變化的是( )3. [2012 重慶理綜，12]肼(H2NNH2)是一種高能燃料，有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示。已知斷裂1 mol化學(xué)鍵所需的能量(kJ)：N N為942、O＝O為500、N－N為154，則斷裂1 mol N－H鍵所需的能量(kJ)是( )A．194 B. 391C. 516 D. 6584. [2012 北京理綜，26]用Cl2生產(chǎn)某些含氯有機物時會產(chǎn)生副產(chǎn)物HCl。利用反應(yīng)A，可實現(xiàn)氯的循環(huán)利用。反應(yīng)A：4HCl＋O2CuO/CuCl22Cl2＋2H2O(1)已知：ⅰ.反應(yīng)A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的熱量。ⅱ.①H2O的電子式是___________________________________。②反應(yīng)A的熱化學(xué)方程式是____________________________。③斷開1 mol H－O鍵與斷開1 mol H－Cl鍵所需能量相差約為________kJ，H2O中H－O鍵比HCl中H－Cl鍵(填 強 或 弱 ) ________。(2)對于反應(yīng)A，下圖是在4種投料比[n(HCl)∶n(O2)，分別為1∶1、2∶1、4∶1、6∶1]下，反應(yīng)溫度對HCl平衡轉(zhuǎn)化率影響的曲線。①曲線b對應(yīng)的投料比是________。②當(dāng)曲線b、c、d對應(yīng)的投料比達(dá)到相同的HCl平衡轉(zhuǎn)化率時，對應(yīng)的反應(yīng)溫度與投料比的關(guān)系是________。③投料比為2∶1、溫度為400 ℃時，平衡混合氣中Cl2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是________。5．[2012 課標(biāo)全國理綜，27]光氣(COCl2)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途，工業(yè)上采用高溫下CO與Cl2在活性炭催化下合成。(1)實驗室中常用來制備氯氣的化學(xué)方程式為_____________ _________。(2)工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進(jìn)行高溫重整制備CO，已知CH4、H2和CO的燃燒熱( H)分別為－890.3 kJ mol－1、－285.8 kJ mol－1和－283.0 kJ mol－1，則生成1 m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CO所需熱量為________；(3)實驗室中可用氯仿(CHCl3)與雙氧水直接反應(yīng)制備光氣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________；(4)COCl2的分解反應(yīng)為COCl2(g)===Cl2(g)＋CO(g) H＝＋108 kJ mol－1。反應(yīng)體系達(dá)到平衡后，各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示(第10 min到14 min的COCl2濃度變化曲線未示出)：①計算反應(yīng)在第8 min時的平衡常數(shù)K＝________；②比較第2 min反應(yīng)溫度T(2)與第8 min反應(yīng)溫度T(8)的高低：T(2)________T(8)(填 或 ＝ )；③若12 min時反應(yīng)于溫度T(8)下重新達(dá)到平衡，則此時c(COCl2)＝________mol L－1；④比較產(chǎn)物CO在2～3 min、5～6 min和12～13 min時平均反應(yīng)速率[平均反應(yīng)速率分別以v(2～3)、v(5～6)、v(12～13)表示]的大小________；⑤比較反應(yīng)物COCl2在5～6 min和15～16 min時平均反應(yīng)速率的大小：v(5～6)________v(15～16)(填 或 ＝ )，原因是_______ __________________________________________________________。6．[2012 江蘇化學(xué)，20]鋁是地殼中含量最高的金屬元素，其單質(zhì)及合金在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用日趨廣泛。(1)真空碳熱還原－氯化法可實現(xiàn)由鋁土礦制備金屬鋁，其相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)===3AlCl(g)＋3CO(g) H＝akJ mol－13AlCl(g)===2Al(l)＋AlCl3(g) H＝bkJ mol－1①反應(yīng)Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(l)＋3CO(g)的 H＝________kJ mol－1(用含a、b的代數(shù)式表示)。②Al4C3是反應(yīng)過程中的中間產(chǎn)物。Al4C3與鹽酸反應(yīng)(產(chǎn)物之一是含氫量最高的烴)的化學(xué)方程式為_________________________________________________________________________________________。(2)鎂鋁合金(Mg17Al12)是一種潛在的貯氫材料，可在氬氣保護(hù)下，將一定化學(xué)計量比的Mg、Al單質(zhì)在一定溫度下熔煉獲得。該合金在一定條件下完全吸氫的反應(yīng)方程式為Mg17Al12＋17H2===17MgH2＋12Al。得到的混合物Y(17MgH2＋12Al)在一定條件下可釋放出氫氣。①熔煉制備鎂鋁合金(Mg17Al12)時通入氬氣的目的是____________________________________________________________________。②在6.0 mol L－1HCl溶液中，混合物Y能完全釋放出H2。1 mol Mg17Al12完全吸氫后得到的混合物Y與上述鹽酸完全反應(yīng)，釋放出H2的物質(zhì)的量為________。③在0.5 mol L－1NaOH和1.0 mol L－1MgCl2溶液中，混合物Y均只能部分放出氫氣，反應(yīng)后殘留固體物質(zhì)的X－射線衍射譜圖如圖所示(X－射線衍射可用于判斷某晶態(tài)物質(zhì)是否存在，不同晶態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)衍射峰的衍射角不同)。在上述NaOH溶液中，混合物Y中產(chǎn)生氫氣的主要物質(zhì)是________(填化學(xué)式)。(3)鋁電池性能優(yōu)越，Al－Ag2O電池可用作水下動力電源，其原理如圖所示。該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。
解放軍文職招聘考試第六講 生命與化學(xué)-解放軍文職人員招聘-軍隊文職考試-紅師教育
發(fā)布時間：2017-05-30 11:40:07第六講 生命與化學(xué)引言：人體和化學(xué)的關(guān)系非常密切，首先生命和人類的演變過程離不開化學(xué)，要是沒有化學(xué)變化，地球上就不會有生命，更不會有人類，而人類的生存和繁衍更是靠化學(xué)反應(yīng)來維持的。生物進(jìn)化是生命科學(xué)中的一個重大理論課題，如生命的起源就是其中的一個重要領(lǐng)域?；瘜W(xué)能夠通過分析、研究有關(guān)物質(zhì)和化學(xué)變化現(xiàn)象，并通過化學(xué)模擬來揭示生命起源之謎。6-1、生命的起源一、地球上最早出現(xiàn)的生命物質(zhì)是什么？1.米勒的研究發(fā)現(xiàn)（1953年），實驗設(shè)計：CH4、NH3、N2、H2O等封閉在石英管內(nèi) 模擬原始地球大氣環(huán)境 加熱放電8天8夜 生成了多種氨基酸、有機酸和尿素等按上述同樣的方法也獲得了諸如嘌呤、嘧啶、核糖核苷酸、脫氧核糖核苷酸、脂肪酸等重要的生物分子。2.澳大利亞炭質(zhì)隕石（1959年9月），經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)了多種氨基酸和有機酸，震動了當(dāng)時整個的科學(xué)界。3.人們的認(rèn)識與推論 目前一個普遍被人們接受的觀點：宇宙的發(fā)展階段物質(zhì)粒子 元素宇宙的誕生階段 物理和化學(xué)進(jìn)化 星際分子（150億年前的大爆炸） 物質(zhì)的形態(tài)逐漸演變 生物小分子生物大分子宇宙的生命生化階段二、先有雞還是先有蛋？ 古老的生物學(xué)話題1.蛋白質(zhì)起源學(xué) 蛋白質(zhì)在生命起源中的關(guān)鍵作用美國的Fox（60年代）中科院趙玉芬院士2.核酸起源學(xué) 強調(diào)核酸在編碼蛋白質(zhì)系列中的重要作用。（諾貝爾化學(xué)獎1989）Cech和Altmon等學(xué)者，提出原始生命可能發(fā)生于核酸工程的首先啟動，認(rèn)為小分子RNA是原始生命系統(tǒng)的主體，具有酸的活性，而RNA又可作為模板來合成DNA，并在蛋白質(zhì)的介入下，加速了DNA， RNA 蛋白質(zhì)系統(tǒng)的誕生。3.手性分子起源學(xué)自然界中發(fā)現(xiàn)的氨基酸絕大多數(shù)是L 構(gòu)型、絕大多數(shù)單糖是D 構(gòu)型等都是手性生物分子。DNA雙螺旋也是右手螺旋分子等。手性生物分子的某種對映體在生物體中占有絕對優(yōu)勢。4.誰是誰非，是先有雞還是先有蛋，迄今尚未定論。6 2、構(gòu)成生命的最基本物質(zhì) 蛋白質(zhì)與核酸一、蛋白質(zhì) 生命活動的主要承擔(dān)者在所有生物分子中結(jié)構(gòu)最具多樣性，功能最具多樣性，一切生命活動無不與蛋白質(zhì)有關(guān)，其主要特征是：1.蛋白質(zhì)的組成特征 氨基酸單元（殘基）蛋白質(zhì)是由各種不同的氨基酸構(gòu)成的生物大分子，其主要組成元素是C、N、H、0，其次含有S、P、Fe、Cu等。蛋白質(zhì)中的氨基酸有20種，其組成與結(jié)構(gòu)的共同特征（1）都含有堿性基團氨基（-NH2）和酸性基團羧基（-CooH）而且氨基均連在羧基相鄰的 碳上，故稱 氨基酸，結(jié)構(gòu)通式：H丨NH2 C COOH (R為特征基團)丨R氨基酸結(jié)構(gòu)通式20種天然氨基酸的名稱和結(jié)構(gòu)（2）氨基酸是手性分子（手性中心為 碳原子），不是平面的，而是立體的，其立體構(gòu)型有L 構(gòu)型和D 構(gòu)型兩種，并互為對映關(guān)系，（如同左、右手關(guān)系），具有旋光異構(gòu)現(xiàn)象。2.蛋白質(zhì)的化學(xué)鍵特征 肽鍵（或酰胺鍵）什么是肽鍵？ 蛋白質(zhì)分子中氨基酸連接的基本方式，一般式為：圖：肽鍵與二肽的形成定義？ 分子氨基酸的 羧基（-CooH）與另一分子氨基酸的氨基（-NH2）通過縮合脫水形成酰胺鍵（-C-NH2-），所新生成的化合物稱為肽，肽分子中的酰胺鍵稱為肽鍵。Gly- Gly二肽鍵是由最簡單的二分子甘氨酸縮含脫水而形成，其它肽分別為二肽、三肽、四肽、五肽等，依次類推，稱為多肽，所形成鏈稱多肽鏈。生命世界為什么豐富多彩？ 氨基酸不同的連接方式：2種不同的氨基酸 2肽3種不同的氨基酸 6肽4種不同的氨基酸 24肽20種不同的氨基酸 20100、或10130但實際上有生理活性的蛋白質(zhì)種類約1010～10112數(shù)量級3.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征 四級結(jié)構(gòu)層次一級結(jié)構(gòu)：肽鏈中氨基酸（殘基）的數(shù)目、種類和連接順序。決定了蛋白質(zhì)的功能和生理活性，只要有一個發(fā)生變化，整個蛋白質(zhì)分子就會破壞。如牛催產(chǎn)素、牛加壓素、牛胰島素等均為一級結(jié)構(gòu)。二級結(jié)構(gòu)：是指蛋白質(zhì)分子中多肽鏈本身的折疊方式，并形成 -螺旋和 折疊結(jié)構(gòu)兩種構(gòu)型三級結(jié)構(gòu)：是指二級結(jié)構(gòu)再次折疊卷曲形成的高級結(jié)構(gòu)，如球蛋白結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)：是指幾個蛋白質(zhì)分子（稱亞基）聚集而形成的更高級結(jié)構(gòu)。通常只有那些具有高級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)才有生物活性。4.蛋白質(zhì)的性質(zhì)特征 生物功能最具多樣性。正是由于上述特征和廣泛多變的功能，才決定了蛋白質(zhì)在生理上的重要性，所以被譽為生命活動的主要承擔(dān)者。如：在新陳代謝活動的作用：生物的生長、運動、呼吸、免疫、消化、光合作用，對外環(huán)境變化及感覺并作出的反應(yīng)等。在核酸遺傳信息中的作用。酶蛋白質(zhì)的催化作用。具有強的吸水性，不會透出細(xì)胞膜和血管壁（分子極大的原因）。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與合成研究獲多項諾貝爾化學(xué)獎5.蛋白質(zhì)的基本變型 三大類白蛋白（1）簡單蛋白質(zhì) 球蛋白硬蛋白核蛋白（2）復(fù)合蛋白質(zhì) 血紅蛋白糖蛋白酪蛋白（3）衍生蛋白質(zhì)：水解或變性蛋白質(zhì)二、核酸 遺傳信息的攜帶者與傳遞者（DNA和RNA）1.核酸的組成定義（見如下表）兩類核酸的基本化學(xué)組成比較DNARNA說明嘌呤堿腺嘌呤（A）烏嘌呤（G）腺嘌呤（A）烏嘌呤（G）均含4種堿基，并有三種相同嘧啶堿胞嘧啶（T）胸腺嘧啶（C不同）胞嘧啶（T）尿嘧啶（U不同）戊糖D-2-胞氧核糖（不同）D-核糖（不同）戊糖類型不同酸磷酸磷酸如何定義？有何區(qū)別與聯(lián)系？2.核酸的結(jié)構(gòu) 一級和雙螺旋結(jié)構(gòu)（1）DNA的一級結(jié)構(gòu) 由數(shù)量極其龐大的四種脫氧核糖核酸所組成。即由脫氧腺嘌呤核苷酸、脫氧烏嘌呤核苷酸、脫氧腺嘧啶核苷酸和脫氧胸腺嘧啶核苷酸所組成。RNA的一級結(jié)構(gòu)與DNA相似。如DNA分子中核苷酸鏈的一個片段。因為生物的遺傳貯存于DNA的核苷酸序列中，生物界物種的多樣性即寓于DNA分子四種核苷酸千變?nèi)f化的不同排列之中。（2）DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型 堿基互補配對原則A：DNA分子片段 B：DNA的雙股鏈 C:DNA雙螺旋DNA以雙股核苷酸鏈的形式存在，在雙鏈之間存在著根據(jù)其堿基性質(zhì)的嚴(yán)格的兩兩配對關(guān)系，并通過氫鍵（H）配對。此即稱為堿基互補配對原則。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)是生命科學(xué)發(fā)展的一個里程碑，奠定了當(dāng)今分子生物學(xué)的基礎(chǔ)。6 3、分子遺傳學(xué)的化學(xué)基礎(chǔ)一、基因及其本質(zhì) DNA（RNA）基因是分子遺傳學(xué)中一個重要的概念基因是染色體上呈直線排列的遺傳單位或一個特定的DNA片段。一個基因通常有1000 5000個堿基對，一個DNA分子可以含有多達(dá)上萬個基因。人體內(nèi)有46條染色體，大約含有30億個堿基對，相當(dāng)于有100萬個基因。二、DNA是如何復(fù)制的？ 半保留式復(fù)制DNA是遺傳物質(zhì)的載體，故親代的DNA必須以自身分子為模板準(zhǔn)確地復(fù)制成兩個拷貝，并分配到兩個子細(xì)胞中去，完成其遺傳信息載體的使命。DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)對于維持這類遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性和復(fù)制的準(zhǔn)確性都極為重要。三、從DNA到蛋白質(zhì) 基因的表達(dá)、轉(zhuǎn)錄與調(diào)控。1.什么是基因表達(dá)？染色體中的DNA分子用來儲存和維持一般有機體的生命所必需的信息，諸如在什么部位（如手、臂、耳、翅、葉、花等）形成什么樣的結(jié)構(gòu)，什么樣的酶應(yīng)該被制造出來以控制像呼吸和消化這樣的功能等，這些遺傳信息完全取決于DNA分子兩條鏈上的堿基的排列順序，猶如用漢字所表達(dá)的信息編碼在電文的數(shù)字串上一樣。在后代的生長發(fā)育過程中，遺傳信息自DNA轉(zhuǎn)錄給RNA，然后翻譯成特異的蛋白質(zhì)，以執(zhí)行各種生命功能，使后代表現(xiàn)出與親代相似的遺傳性狀，這就是所謂的基因表達(dá)。2.什么是基因的轉(zhuǎn)錄？ 從DNA到RNA的過程。基因表達(dá)的第一步是以DNA分子為模板合成出與DNA分子堿基互補的RNA分子，這種分子也就具有了從DNA傳遞而來的信息。由于DNA和RNA都是由四種核苷酸（字母）組成的，好像同一種文字的兩種寫法，因此從DNA和RNA的過程，叫做基因的轉(zhuǎn)錄。3.遺傳密碼表 密碼字典什么是遺傳密碼？ 三聯(lián)體密碼作為生命活動主要承擔(dān)者的蛋白質(zhì)是怎樣接收（DNA）遺傳信息的？研究發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與核酸結(jié)構(gòu)雖然完全沒有相似之處，但在核酸中的核苷酸序列與蛋白質(zhì)中的氨基酸序列之間存在著以 三個核苷酸 按一定的順序決定 一種氨基酸 的對應(yīng)關(guān)系，這就是三聯(lián)體遺傳密碼或密碼子。遺傳密碼表（或稱密碼字典）第一位核苷酸第二位核苷酸第三位核苷酸UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸酪氨酸酪氨酸終止號終止號半胱氨酸半胱氨酸終止號色氨酸UCAGCUCAGAUCAGGUCAG如何使用這個密碼表？例如表中U、C、A、G分別代表四種核苷酸，左邊的第一個字母代表第一個核苷酸，頂部的四個字母代表第二個核苷酸，右邊的字母代表第三個核苷酸：例如UUU代表苯丙氨酸（1960年首次實驗確定，震動科學(xué)界），而UAA、UAG、UGA為終止號，不編碼任何氨基酸。4.中心法則 翻譯 復(fù)制 轉(zhuǎn)錄從RNA到蛋白質(zhì)的的過程，是由于兩者由不同種類的字母（核苷酸與氨基酸）構(gòu)成，好像是從一種語言翻譯成另一種語言，因此稱翻譯。DNA通過自我復(fù)制以保存其遺傳信息，通過轉(zhuǎn)錄生成RNA，進(jìn)而翻譯成蛋白質(zhì)的過程來控制生命現(xiàn)象，這在生物學(xué)稱為 中心法則 如下圖所示DNA 轉(zhuǎn)錄 DNA自我復(fù)制 逆轉(zhuǎn)錄 自我復(fù)制 蛋白質(zhì)（氨基酸）5.化學(xué)對基因工程的貢獻(xiàn)（1）基因工程 DNA重組技術(shù)（2）應(yīng)用馬鈴薯品種改造轉(zhuǎn)基因鼠、豬、牛、羊、兔、魚等克隆羊 多利 誕生（1997）開始研究克隆大熊貓等特別珍貴的藥用蛋白質(zhì)生產(chǎn)疫苗（熱點）應(yīng)用領(lǐng)域包括分子生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、腦科學(xué)、人類基因組計劃臨床診斷和治療等6-4、生物催化與仿生化學(xué) 化學(xué)新的研究領(lǐng)域一、生物催化劑 酶1.組成定義：酶是一類由生物細(xì)胞產(chǎn)生的且以蛋白質(zhì)為主要成分的，具有催化活性的生物大分子（多數(shù)為球形蛋白）2.顯著特點反應(yīng)快速，比一般的化學(xué)催化劑快1010倍以上高效率、專一性（即像一把鑰匙開一把鎖一樣，2000余種）如，尿素（人體內(nèi)） 脲酶 CO2+NH3在常溫（35℃～40℃），常壓（1atm），接近中性（PH=6～8）的生理條件進(jìn)行反應(yīng)。二、生物催化與仿生化學(xué)化學(xué)家不僅研究生物催化的機理，而且利用酶或模擬酶進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化或生物合成來制備有用的化學(xué)物質(zhì)，這種模擬生命過程的化學(xué)被稱為 仿生化學(xué) 。三、生物固氮與化學(xué)模擬固氮化學(xué)反應(yīng)：N2(g)+3H2(g) 高溫高壓 2NH3(g)(工藝復(fù)雜)化學(xué)催化劑空氣中約78%N2，僅自然界中有些細(xì)菌和藻類能吸收氮并轉(zhuǎn)化生成氨，如大豆、三葉草和紫花苜蓿等豆種植物中的根瘤菌具有固氮作用目前的化學(xué)模擬固氮：利用銅、鐵等配合物以及銅、鐵和硫的原子簇化合物作為模擬固氮酶（活性部分）四、光合作用 地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)1.光合作用機理？還原作用6CO2+12H20 葉綠素 C6H1206+6H20+CO2氧化作用①CO2被還原成糖（獲電子過程）②H20被氧化稱O2(失電子過程)③光能被固定并轉(zhuǎn)化成化學(xué)能（核心問題）在光合作用中葉綠素是核心化合物，含有無機磷酸鹽，參與合成三磷酸腺苷（ATP）形式。2.ATP 生物體內(nèi)的能量使者什么是ATP？ 三磷酸腺苷（核苷酸）英文名稱的縮寫，是由一分子腺嘌呤，一分子核糖和三分子磷酸化合連接而成。ATP是推動生化過程的化學(xué)能源。葉綠素因含有無機磷酸鹽，參與合成ATP形成高能鍵，在酶催化劑的作用下，ATP經(jīng)過水解提供能量促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)生。因各種生物活動都有ATP參與，所以ATP被稱為生物體內(nèi)的能量使者。
