⑴ 醫用化學補考的相關資料
《醫用化學》課程復習資料
第一章 溶液
第一節 溶解度
一、固體在液體中的溶解度
二、氣體在液體中的溶解度
⑵ 例舉三種方法鑒別生物鹼、糖類、黃酮、醌類、酚類和鞣質
鞣質屬於酚類，又稱單寧，據有抗腐功能；黃酮（又稱黃酮醇），是存在植物液泡中水溶性色素；是一類含氮的鹼性有機化合物，有似鹼的性質，所以過去又稱為贗鹼。大多數有復雜的環狀結構，氮素多包含在環內，有顯著的生物活性；糖類，看是單糖還是多糖，多糖的話要水解，根據酮糖和醛糖加以區別。所以，要求鑒定上訴物質，需要根據其化學性質和物理性質進行鑒定。例如，酚類含有羥基，生物鹼具有光學活性
⑶ 呼吸醌是什麼
您查詢的關鍵詞是：光合鏈中的電子傳遞體 。如果打開速度慢，可以嘗試快速版；如果想保存快照，可以添加到搜藏。
(網路和網頁http://www.foodmate.net/lesson/28/4.pdf的作者無關，不對其內容負責。網路快照謹為網路故障時之索引，不代表被搜索網站的即時頁面。)
--------------------------------------------------------------------------------
第四章 植物的光合作用
主要教學內容:光合色素的結構和理化性質,光合作用過程,光合作用的主要機理,光呼吸,
C3與C4植物的生理特徵差異,影響光合作用的因素.
重點和難點:光合作用的主要機理,光呼吸,C3與C4植物的生理特徵差異,,光強和CO2
等因素對光合作用的影響是本章的重點.同時,光合作用的機理是本章的難點.
教學方式:課堂講授3學時,實驗3學時.教師多媒體講授,動畫講解光合作用過程.
第一節 光合作用的意義
光合作用(photosynthesis)是指綠色植物吸收光能,同化二氧化碳和水,製造有機物
質並釋放氧氣的過程.
光合作用意義:
1,把無機物轉變成有機物.
2,將光能轉變成化學能,綠色植物在同化二氧化碳的過程中,把太陽光能轉變為化學
能,並蓄積在形成的有機化合物中.人類所利用的能源,如煤炭,天然氣,木材等都是現在
或過去的植物通過光合作用形成的;
3,維持大氣O2和CO2的相對平衡.
第二節 光合器和光合色素
一,光合器:葉綠體
二,光合色素的種類與性質
光合色素即葉綠體色素,主要有三類:葉綠素,類胡蘿卜素和藻膽素.高等植物葉綠體中含
有前兩類,藻膽素僅存在於藻類.
(一) 光合色素的結構與物理性質
1.葉綠素 高等植物葉綠素(chlorophyll ,chl)主要有葉綠素a和葉綠素b兩種.它們不
溶於水,而溶於有機溶劑,如乙醇,丙酮,乙醚,氯仿等.在顏色上,葉綠素a呈藍綠色,
而葉綠素b呈黃綠色.按化學性質來說,葉綠素是葉綠酸的酯,能發生皂化反應.葉綠酸是
雙羧酸,其中一個羧基被甲醇所酯化,另一個被葉醇所酯化.
葉綠素分子含有一個卟啉環的"頭部"和一個葉綠醇(植醇,phytol)的"尾巴".鎂原
子居於卟啉環的中央,偏向於帶正電荷,與其相聯的氮原子則偏向於帶負電荷,因而卟啉具
有極性,是親水的,可以與蛋白質結合.葉醇是由四個異戊二烯單位組成的雙萜,是一個親
脂的脂肪鏈,它決定了葉綠素的脂溶性.葉綠素不參與氫的傳遞或氫的氧化還原,而僅以電
子傳遞(即電子得失引起的氧化還原)及共軛傳遞(直接能量傳遞)的方式參與能量的傳遞.
卟啉環中的鎂原子可被H+,Cu2+,Zn2+所置換.用酸處理葉片,H+易進入葉綠體,置
換鎂原子形成去鎂葉綠素,使葉片呈褐色.去鎂葉綠素易再與銅離子結合,形成銅代葉綠素,
顏色比原來更穩定.人們常根據這一原理用醋酸銅處理來保存綠色植物標本.
2.類胡蘿卜素(carotenoid):不溶於水而溶於有機溶劑.葉綠體中的類胡蘿卜素含有兩種
色素,即胡蘿卜素(carotene)和葉黃素(lutein),前者呈橙黃色,後者呈黃色.功能為吸
收和傳遞光能,保護葉綠素.
3.藻膽素(phycobilin)是藻類主要的光合色素,僅存在於紅藻和藍藻中,常與蛋白質結合
為藻膽蛋白,主要有藻紅蛋白(phycoerythrin),藻藍蛋白(phycocyanin)和別藻藍蛋白
(allophycocyanin)三類.它們的生色團與蛋白質以共價鍵牢固地結合,只有用強酸煮沸時,
才能把它們分開.它們均溶於稀鹽溶液中.藻膽素的四個吡咯環形成直鏈共軛體系,不含鎂
和葉醇鏈,具有收集和傳遞光能的作用.
(二) 光合色素的光學特性
光是一種電磁波,同時又是運動著的粒子流,這些粒子叫光子(photon)或光量子(quantum).
1,光合色素的吸收光譜 當光束通過三棱鏡後,可把白光(混合光)分成紅,橙,黃,綠,
青,藍,紫7色連續光譜.如果把葉綠體色素溶液放在光源和分光鏡之間,就可以看到光譜
中有些波長的光線被吸收了,光譜上出現了暗帶,這就是葉綠體色素的吸收光譜(absorption
spectra).葉綠素對橙光,黃光吸收較少,其中尤以對綠光的吸收最少,所以葉綠素的溶液
呈綠色.胡蘿卜素和葉黃素的吸收光譜與葉綠素不同,它們的最大吸收帶在的藍紫光區,不
吸收紅光等長波光.藻藍蛋白的吸收光譜最大值在橙紅光部分,藻紅蛋白在綠光,黃光部分.
2,光合色素的熒光現象和磷光現象
葉綠素溶液在透射光下呈綠色,而在反射光下呈紅色,這種現象稱為葉綠素熒光現象.
當葉綠素分子吸收光量子後,就由最穩定的,能量的最低狀態-基態(ground state)上升
到不穩定的高能狀態-激發態.葉綠素分子有紅光和藍光兩個最強吸收區.如果葉綠素分子
被藍光激發,電子躍遷到能量較高的第二單線態;如果被紅光激發,電子躍遷到能量較低的
第一單線態.從第一單線態回到基態所發射的光就稱為熒光.處在第一三線態的葉綠素分子
回到基態時所發出的光為磷光.葉綠素溶液在入射光下呈綠色,而在反射光下呈紅色.在葉
片或葉綠體中發射熒光很弱,肉眼難以觀測出來,耗能很少,一般不超過吸收能量的5%,
因為大部分能量用於光合作用.色素溶液則不同,由於溶液中缺少能量受體或電子受體,在
照光時色素會發射很強的熒光.
第三節 光合作用的機理和過程*
光合作用是能量轉化和形成有機物的過程.在這個過程中首先是吸收光能並把光能轉變
為電能,進一步形成活躍的化學能,最後轉變為穩定的化學能,貯藏於碳水化合物中.
整個光合作用可大致分為三個步驟:①原初反應;②電子傳遞(含水的光解,放氧)和光合
磷酸化;③碳同化過程.第一,二兩個步驟基本屬於光反應,第三個步驟屬於暗反應
一,原初反應
原初反應是指光合色素分子對光能的吸收,傳遞與轉換過程.
根據功能來區分,類囊體膜上的光合色素可為二類:(1)反應中心色素(reaction centre
pigments),少數特殊狀態的葉綠素a分子屬於此類,它具有光化學活性,既能捕獲光能,
又能將光能轉換為電能(稱為"陷阱").(2)聚光色素(light-harvesting pigments),又稱
天線色素(antenna pigments),它沒有光化學活性,能吸收光能,並把吸收的光能傳遞到反應
中心色素,絕大多數色素,包括絕大部分葉綠素a和全部的葉綠素b,胡蘿卜素,葉黃素等
都屬於此類.
聚光色素位於光合膜上的色素蛋白復合體上,反應中心色素存在於反應中心(reaction
center).但二者是協同作用的,若干個聚光色素分子所吸收的光能聚集於1個反應中心色素
分子而起光化學反應.一般來說,約250～300個色素分子所聚集的光能傳給一個反應中心
色素.每吸收與傳遞1個光量子到反應中心完成光化學反應所需起協同作用的色素分子數,
稱為光合單位(photosynthetic unit),包括了聚光色素系統和光合反應中心兩部分.因此也
可以把光合單位定義為:結合於類囊體膜上能完成光化學反應的最小結構的功能單位.
當波長范圍為400～700nm的可見光照射到綠色植物時,天線色素分子吸收光量子而被
激發,大量的光能通過天線色素吸收,傳遞到反應中心色素分子,引起光化學反應.
光化學反應是在光合反應中心進行的.而反應中心是進行原初反應的最基本的色素蛋白
復合體,它至少包括一個反應中心色素分子即原初電子供體(primary electron donor,P),一
個原初電子受體(primary electron acceptor,A)和一個次級電子供體(secondary electron
donor,D),以及維持這些電子傳遞體的微環境所必需的蛋白質,才能導致電荷分離,將光能
轉換為電能.反應中心的原初電子受體,是指直接接受反應中心色素分子傳來電子的物質
(A).反應中心次級電子供體,是指將電子直接供給反應中心色素分子的物質.在光下,
光合作用原初反應是連續不斷地進行的,因此,必須不斷有最終電子供體和最終電子受體的
參與,構成電子的"源"和"庫".高等植物的最終電子供體是水,最終電子受體是NADP+.
光化學反應實質上是由光引起的反應中心色素分子與原初電子受體和次級供體之間的
氧化還原反應.天線色素分子將光能吸收和傳遞到反應中心後,使反應中心色素分子(P)
激發而成為激發態(P*),釋放電子給原初電子受體(A),同時留下了"空穴",成為陷井(trap).
反應中心色素分子被氧化而帶正電荷(P+),原初電子受體被還原而帶負電荷(A-).這樣,反
應中心發生了電荷分離,反應中心色素分子失去電子,便可從次級電子供體(D)那裡奪取
電子,於是反應中心色素恢復原來狀態(P),而次級電子供體卻被氧化(D+).這就發生
了氧化還原反應,完成了光能轉變為電能的過程.
二,光合電子傳遞和光合磷酸化
反應中心色素受光激發而發生電荷分離,將光能變為電能,產生的電子經過一系列電子
傳遞體的傳遞,引起水的裂解放氧和NADP+還原,並通過光合磷酸化形成AT P,把電能轉
化為活躍的化學能.
1,光系統
PSⅠ的光化學反應是長光波反應,其主要特徵是NADP+的還原.當PSⅠ的反應中心
色素分子(P700)吸收光能而被激發後,把電子傳遞給各種電子受體,經Fd(鐵氧還蛋白),在
NADP還原酶的參與下,把NADP+還原成NADPH.反應中心色素P700中的P表示色素,
700是指色素的最大吸收波長.
PSⅡ的光化學反應是短光波反應,其主要特徵是水的光解和放氧.PSⅡ的反應中心色
素分子(P680)吸收光能,把水分解,奪取水中的電子供給PSⅠ.
2,光合鏈
光合鏈是指定位在光合膜上的,一系列互相銜接著的電子傳遞體組成的電子傳遞的總
軌道.電子傳遞是由兩個光系統串聯進行,其中的電子傳遞體按氧化還原電位高低排列,使
電子傳遞鏈呈側寫的"Z"形.
光合鏈中的電子傳遞體是質體醌(plastoquinone,PQ),細胞色素(cytochrome,Cyt)b6/f
復合體,鐵氧還蛋白(ferredoxin,Fd)和質藍素(plastocyanin,PC).其中以PQ最受重視,因
為
它是雙電子雙H+傳遞體,它既可傳遞電子,也可傳遞質子,在傳遞電子的同時,把H+從
類囊體膜外帶入膜內,在類囊體膜內外建立跨膜質子梯度以推動AT P的合成.光合鏈中PSI,
Cyt b-f和PSI在類囊體膜上,難以移動,而PQ,PC和Fd可以在膜內或膜表面移動,在三
者間傳遞電子.
3, 水的光解和放氧
水的光解(water photolysis)是希爾於1937年發現的,又稱為希爾反應(Hill reaction).他
將離體的葉綠體加到具有氫受體(A)的水溶液中,照光後即發生水的分解而放出氧氣.
4, 光合磷酸化
葉綠體在光照下把無機磷(Pi)與ADP合成AT P的過程稱為光合磷酸化(photo
phosphorylation).光合磷酸化分為:非環式光合磷酸化(noncyclic photophosphorylation),
環式光合磷酸化(cyclic photophosphorylation)
AT P酶又叫AT P合成酶,偶聯因子(coupling factor).葉綠體的AT P酶與線粒體膜上的
AT P酶結構相似,是一種球莖結構,由兩個蛋白復合體構成:一個是突出於膜表面的親水性
的"CF1"復合體,另一個是埋置於膜內的疏水性的"CF0"復合體.酶的催化部位在CF1
上,CF1結合在CF0上.
關於光合磷酸化的機理,可由英國的米切爾(P. M i t c h e l l)提出的化學滲透學說來解釋.
在光下,PQ在將電子向下傳遞的同時,又把膜外基質中的質子轉運至類囊體膜內,PQ在
類囊體膜上的這種氧化還原往復變化稱PQ穿梭.此外,水在膜內側分解也釋放出H+,膜內
H+濃度增高,於是膜內外產生電位差(Δ )和質子濃度差(ΔpH),兩者合稱質子動力勢
(proton motive force,pmf),是光合磷酸化的動力.H+沿著濃度梯度返回膜外時,在AT P酶催
化下,合成AT P.
三,二氧化碳同化
二氧化碳同化(CO2 assimilation),簡稱碳同化,是指植物利用光反應中形成的同化力
(ATP和NADPH),將CO2轉化為碳水化合物的過程.二氧化碳同化是在葉綠體的基質中進
行的,有許多種酶參與反應.高等植物的碳同化途徑有三條,即C3途徑,C4途徑和CAM
(景天酸代謝)途徑.
植物的光合碳同化途徑具有多樣性,這也反映了植物對生態環境多樣性的適應.但C3
途徑是光合碳代謝最基本最普遍的途徑,同時,也只有這條途徑才具備合成澱粉等產物的能
力,C4途徑和CAM途徑可以說是對C3途徑的補充.
第四節 光呼吸*
植物的綠色細胞在光下吸收氧氣,放出二氧化碳的過程稱為光呼吸(photorespiration).這
種呼吸僅在光下發生,且與光合作用密切相關.一般生活細胞的呼吸在光照和黑暗中都可以
進行,對光照沒有特殊要求,稱為暗呼吸.
光呼吸的全過程需要由葉綠體,過氧化體和線粒體三種細胞器協同完成,
CO2和O2競爭Rubisco的同一活性部位,並互為加氧與羧化反應的抑制劑.Rubisco催化
反應的方向,是進行光合作用還是光呼吸,取決於外界CO2與O2濃度的比值.大氣中
CO2/O2比值很低,加氧酶活性就不可避免地表現出來.既然在空氣中綠色植物光呼吸是不
可避免的,那它在生理上有什麼意義呢 目前認為其主要生理功能如下:
C3植物,C4植物,C3-C4中間植物和CAM植物的光合特徵比較
根據高等植物光合作用碳同化途徑的不同,可將植物劃分成為C3植物,C4植物,C3-C4
中間植物和CAM植物.但研究發現,高等植物的光合碳同化途徑也可隨著植物的器官,部
位,生育期以及環境條件而發生變化.例如,甘蔗是典型的C4植物,但其莖桿葉綠體只具
有C3途徑;高粱也是典型的C4植物,但其開花後便轉變為C3途徑;高冷盤在短日照下為
CAM植物,但在長日照,低溫條件下卻變成了C3植物.冰葉日中花,在水分脅迫時具有
CAM途徑,而水分狀況適宜時,則主要依靠C3途徑進行光合作用.
⑷ 醌類物質在酸性環境下會發生什麼變化
蒽酚或蒽酮
衍生物蒽醌在酸性環境中被還原,可生成蒽酚及其互變異構體—蒽酮