医用基础化学概述.ppt

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1、基础化学,授课教员 张欣荣 杨峰,第一章,绪 论,授课教员 张欣荣,联系方式,地址：国和路325号 药学大楼906室,电话：871218,第一节 医用基础化学概述,一、化学是一门中心学科,在分子、原子或离子等层次上研究物质的组成、结构、性能、相互变化以及变化过程中能量关系的科学。,化学的主要任务,化学的分类,化学是一门中心学科,化学与信息、生命、材料、环境、能源、地球、空间和核科学等朝阳科学(sun rise sciences)都有紧密的联系、交叉和渗透.,“如没有合成氨和尿素的技术，世界60亿人口有一半要饿死。”,一、化学是一门中心学科,二、化学与医学、生命科学的关系,第一节 医用基础化学概

2、述,麻醉药与消毒化学剂的发明，令大型的外科手术变成通例。,三鹿奶粉事件,三聚氰胺,六个氢和六个氮组成，氮含量高达66.7%,凯氏定氮法,维生素,1911年由波兰化学家芬克在谷物中分离出维生素B1,命名为Vitamin，意为维持生命的营养素,C.艾克曼 荷兰Christian Eijkman观察到的现象导致了维生素的发现，于1929年获诺贝尔生理学及医学奖,从1920年到1960年，至少有13次诺贝尔奖的颁发与维生素的分离有关。,蔬菜、水果等食物中不断发现并分离出新的维生素。了解缺乏特定维生素与特定疾病的关系。这些工作均与化学的分离技术和确定结构的技术有关系。,麦哲伦(约1480-1521),盘

3、尼西林 Penicillin,1928年，由英国的Alesander Fleming在一次偶然的实验中发现。,牛津大学的化学家Florey和解决了富集，浓缩盘尼西林的技术瓶颈。,弗莱明,钱恩,弗洛里,荣获1945年诺贝尔生理学或医学奖,盘尼西林结构,医学已经发展到了分子水平,近几十年来，受益于化学的飞速发展，医学已经从器官水平发展到了细胞、亚细胞、分子乃至原子的水平。,新兴的医学学科：分子生物学、分子遗传学、生物高分子。,DNA的双螺旋结构形成示意,分子生物学的主要研究对象：生命大分子(核酸、蛋白质等)，这些物质的分离、提纯和鉴定都离不开化学的各种技术。,遗传因子的基因就是脱氧核糖核酸分子（D

4、NA）,可用先进的化学方法测定基因结构和序列,基因组序列图可以在分子层面上为人类提供了一份生命“说明书”。,解码生命,核心技术：通过化学方法对人DNA分子的核苷酸序列进行测定,测序的主要手段就是凝胶色层等化学分离技术。,通过改变基因的结构（如链接小分子配体或基因对接）制造出不同的基因。使得人类抵抗遗传性疾病及恶性肿瘤等目前无法治愈的疾病成为可能。,人类基因计划下一阶段工作,哈佛大学教授Corry（Noble奖获得者）曾预言：“21世纪，化学将涵盖医学与化学之间的任一事情。”,弄清楚基因的作用以及如何相互影响。,贡献：首次在分子水平上展示真核的转录过程。转录过程中出现的紊乱与许多人类疾病有关，包

5、括癌症、心脏病和各种炎症。,2006年诺贝尔化学奖：美国科学家，斯坦福大学医学院医学教授罗杰-科恩伯格。,光合作用的机理叶绿素如何利用太阳能把很稳定的CO2和H2O分子的化学键打开，合成碳水化合物CH2On，并放出氧气，供人类和其他动物使用。,很多问题有待于我们去解决：,搞清楚牛、羊等食草动物胃内酶分子如何把植物纤维分解为小分子的反应机理。,一、化学是一门中心学科,三、怎样学好基础化学,二、化学与医学、生命科学的关系,第一节 医用基础化学概述,基础化学,医学基础化学的任务,基础化学课程的特点：,内容比较多也比较杂。,理论性比较强，需要有较好的中学化学基础。,讲课进度快。,不唯上，不唯师，不唯书

6、（自主质疑）,学会自主学习：选择适当的学习内容，培养解决实际问题的能力。,提高学习的兴趣，养成高效的学习方法,培养独立思考、分析问题、解决问题的能力。,提高学习的主动性和自觉性。,基础化学(第7版)魏祖期 人民卫生出版社基础化学 徐春祥 高等教育出版社基础化学学习指导 张欣荣 高等教育出版社,参 考 书,基础化学课程成绩评定：理论课考试70%实验成绩20%平时成绩10%（作业、测验）附加分：10分（本导表现、第二课堂及发表文章、创新基金、平台互动）,一、化学是一门中心学科,三、怎样学好基础化学,二、化学与医学、生命科学的关系,第二节 法定计量单位,第一节 医用基础化学概述,法定计量单位,法定计

7、量单位是在SI（International System of Units）制的基础上建立起来的较好地符合我国国情的单位制,它们与国际单位制SI制有何联系和区别？,SI基本单位,一些SI导出单位,我国的法定计量单位,一切属于国际单位制的单位都是我国的法定计量单位。可与SI单位并用的法定计量单位,由以上单位构成的十进倍数和分数单位：例如：mmol、ml、cm等,基础化学,授课教员 张欣荣 杨峰,第二章,溶 液,第二章 溶液 solution,第一节 溶液的组成标度 composition scales,一定量溶液或溶剂中含有特定组分的量,物质的量浓度、质量摩尔浓度、摩尔分数、质量分数、质量浓度。

8、,溶液组成标度定义:,医用化学中常用组成标度表示法：,第二章 溶液 solution,第一节 溶液的组成标度 composition scales,一、物质的量和物质的量浓度,(一)物质的量 amount of substance,基本单元(B):可以是原子、离子、分子及其它粒子或这些粒子的特定组合。,例如：n(H)、n(O2)、n(Na+),n(1/2H2SO4)、n(1/2Ca2+),物质的量,定义：是法定计量单位中用以表示微观物质数量的物理量。,符号：nB 单位：mol or mmol,n(1/5MnO4-)、n(H2+1/2O2),NA=6.021023 Avogadro常数,摩尔质量

9、,定义：1mol基本单元为B的微观粒子所具有的质量。,符号：MB 单位：g/mol,与相对分子质量(相对原子质量)的区别：,1.摩尔质量(MB)有单位，而相对分子质量和相对原子质量(Mr)无单位。,2.基本单元可以是完整的粒子、可以是分数或特定组合。,物质的量与摩尔质量的关系：nB=m/MB,第二章 溶液 solution,第一节 溶液的组成标度 composition scales,一、物质的量和物质的量浓度,(一)物质的量 amount of substance,(二)物质的量浓度amount of substance concentration,物质的量浓度(简称浓度cB),注意事项：,

10、定义：单位体积溶液中所含溶质B的物质的量,表达式：cB=nB/V,(2)已知相对分子质量的物质尽量用浓度表示。,mmol L-1;,mol L-1;nmol L-1,(1)代替了旧制的摩尔浓度和当量浓度，需要指明基本单元。,单位：mol L-1,正常人100mL血清中含Ca2+100.0mg，计算Ca2+的物质的量浓度。,解：Ca2+的摩尔质量为40.0 gmol-1，,=0.00250(mol),=0.0250(mol/L),EXAMPLE,二、质量摩尔浓度 molality,符号：bB 单位：mol kg-1,质量摩尔浓度,表示式：bB=nB/m,定义：1kg溶剂中含有溶质B的物质的量,注

11、意事项：,(2)对于极稀的水溶液，其数值与物质的量浓度近似相等。,(1)需指明基本单元。,(3)使用优点：不受温度影响。,二、质量摩尔浓度 molality,三、摩尔分数 mole fraction,定义：表示溶质的物质的量与溶液或混合物的总物质的量之比。,摩尔分数mole fraction(x),xA+xB 1,由溶质B和溶剂A组成的溶液：,单位：量纲为1的量或称单位为1,问题：由溶质B1、B2和溶剂A组成的溶液xB1、xB2、xA之间有什么关系？,二、质量摩尔浓度 molality,三、摩尔分数 mole fraction,四、质量分数 mass fraction,质量分数 mass fr

12、action(B),(2)质量摩尔浓度及质量分数与温度无关，物理化学中广泛应用这两个物理量。,定义：物质B的质量mB与混合物（或溶液）的质量m之比。,表达式：BmB/m,单位：量纲为1的量或称单位为1,表示方法：分数、小数或百分数,注意事项：,(1)代替旧制的质量-质量百分浓度,将40g 乳酸钠(NaC3H5O3)溶于1000ml水中配成溶液，计算该溶液中NaC3H5O3的质量分数。（水的密度为1.0 kgL-1）,解：配成溶液后，水溶液的质量为：m1000g40g1040g,溶液中NaC3H5O3的质量分数为：,=3.8%,EXAMPLE,五、质量浓度 mass concentration,二、质量摩尔浓度 molality,三、摩尔分数 mole fraction,四、质量分数 mass fraction,单位：g/L；,质量浓度(B),定义：物质B的质量mB除以溶液的体积V。,表达式：BmB/V,(1)代替了旧制的质量-体积百分浓度,g/ml,mg/L；g/L；,(2)临床上的百分浓度一般是指质量浓度(g/ml),注意事项:,(3)对尚无明确分子组成的物质或人体中相对分子质量不确定的物质，可使用质量浓度,500ml碳酸氢钠注射液中含25g NaHCO3，计算该注射液的质量浓度。,=5%(g/ml),EXAMPLE,