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關鍵詞:基礎化學;虛擬仿真;實驗教學
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)28-0127-02
一、基礎化學實驗教學現狀
經過多年的改革,我校的基礎化學實驗教學體系已經成為一個有機的整體,分為三個大的模塊:第一部分是化學基本操作訓練,涵蓋無機及分析化學實驗、有機化學實驗、物理化學實驗的所有基礎操作訓練(虛擬仿真實驗教學系統的主要部分);第二部分是初步的綜合性、設計性實驗訓練,涵蓋無機及分析化學實驗、有機化學實驗、物理化學實驗的簡單綜合性、設計性實驗訓練,該部分只進行單獨的綜合性實驗訓練,不進行課程的交叉訓練,前兩部分在大學二年級前完成;第三部分是綜合三門化學實驗課程知識的研究性實驗訓練,該部分實驗內容將涵蓋化學實驗課程的所有訓練內容,以系列的研究性實驗訓練為主,按著科學研究的思路開設實驗,由幾個系列實驗組成,從制備、合成、檢測、鑒定,到研究報告的書寫、研究結論的歸納總結的諸多方面進行訓練。目前,化學實驗教學模式通常是學生課前依據實驗教材進行預習,教師課堂現場講解,學生再進行實驗。由于時間、空間、教學資源的限制,在面向大面積學生的實驗教學中“照葫蘆畫瓢”模仿式教學模式長期存在,從而造成學生對于對實驗課不重視,實驗教學達不到預期效果,最終達不到教學目的。由此,改革傳統化學實驗教學模式勢在必行,基礎化學虛擬仿真系統的引入是解決當前問題的重要途徑之一。
二、基礎化學虛擬實驗課程體系設置方案
通過虛擬仿真實驗系統的訓練,使學生不僅僅掌握基本原理和相應的單元操作,同時達到能夠自如地綜合運用所學的實驗知識和技能,充分調動學生自主學習的積極性,更加靈活地掌握和運用所學的知識,在現實的實驗條件下將會大幅度提高學生的動手能力、綜合分析能力、解決實際問題的能力;為培養高素質、高水平的應用型人才,特別是受企事業用人單位歡迎的優秀人才奠定基礎。虛擬實驗課程體系設置方案的核心是根據實驗教學大綱和專業特點,實行多層次課程內容,強化綜合性系列實驗和設計性實驗。我國各高等院校的培養模式大體相近,尤其是工科的p工、化工類專業,經過多年的教學改革,已經將四大化學實驗融合成一個有機的整體,課程體系分為三個大的模塊。本項目虛擬仿真實驗系統與原有的實驗體系配套,也分成三個部分:第一部分是化學基本操作訓練,包括無機及分析化學實驗、有機化學實驗、物理化學實驗的所有基礎操作訓練;第二部分是初步的綜合性、設計性實驗訓練,包括無機及分析化學實驗、有機化學實驗、物理化學實驗的簡單綜合性、設計性實驗訓練,該部分只進行單獨的綜合性實驗訓練,不進行課程的交叉訓練;第三部分是綜合三門化學實驗課程知識的研究性實驗訓練,該部分實驗內容將涵蓋化學實驗課程的所有訓練內容,以系列的研究性實驗訓練為主,按著科學研究的思路開設實驗,由幾個系列實驗組成,從制備、合成、檢測、鑒定,到研究報告的書寫、研究結論的歸納總結的諸多方面進行訓練。根據上述思路,我們按實驗的難易程度分為三類:基礎實驗、綜合實驗、探究性實驗。
1.基礎實驗包括以下兩部分:基礎實驗一:基本操作類如制備、分離、過濾、蒸發,重結晶以及容量、重量、含量分析等,主要訓練學生在大學本科階段必須掌握的化學基本實驗技能技巧、物質的鑒定、分析、分離與提純等方法。基礎實驗二:儀器類實驗、基本參數測量實驗,主要訓練學生常用儀器的性能及操作方法,常規物理量和參數測量及數據處理等
2.綜合實驗。該層次實驗主要以合成(含有機合成、無機合成等)為主線,輔之以各種分析與測量手段(大部分在基礎實驗階段已經得到訓練)。通過本階段的訓練,學生一方面可學到新的合成技術,同時又可以利用階段掌握的基本實驗技能、儀器操作以及數據處理等方法,對合成的產品進行分離提純、分析表征,并測量相關反應的動力學參數等,也就是開展進一步的應用性實驗。這可以幫助學生復習、強化前一階段已訓練過的知識,進一步規范實驗操作技能和技巧,避免了簡單的重復;并可以培養學生綜合應用基礎知識和提高解決實際問題的能力。
3.探究性實驗。該層次的實驗內容主要來自教師的科研成果,學生根據自己的專業和興趣自由選擇實驗項目,教材中只給出實驗目的與要求,學生必須通過查閱參考文獻,撰寫實驗方案,經指導老師審查通過后獨立開展實驗,對于實驗過程中發現的問題盡可能自行解決。完全摒棄了在以往實驗教學中常用的“保姆式”教育,放手讓學生去設計、思考,獨立自主地解決實際問題,使學生的創新能力得到顯著提高。
三、基礎化學虛擬實驗課程體系實踐――硫代硫酸鈉標準溶液的標定
(一)實驗目的(在軟件中點擊相關按鈕查看)
2.掌握間接碘量法的反應條件和滴定條件。
3.學習用淀粉指示劑正確判斷終點的方法。
(二)實驗原理(在軟件中點擊相關按鈕查看)
四、結語
虛擬仿真實驗是現實實驗教學的重要補充,虛擬仿真實驗形象生動,可激發學生探索學習的興趣。通過虛擬仿真實驗教學系統的訓練,有利于學生學習和掌握相關的實驗知識,可以在有限的時間內,更好地訓練學生的綜合運用知識能力,使學生能夠更加靈活地掌握和運用所學知識解決實際問題。
參考文獻:
[1]龔曼.創建基礎醫學虛擬仿真實驗室的思考和建議[J].中國教育技術裝備,2016,2(382):59-60.
[2]王衛國.虛擬仿真實驗教學中心建設思考與建議[J].實驗室研究與探索,2013,32(12):5-8.
臨床應用放射性核素主要的依據是它有兩個基本特性:1.放射性核素具有和同名穩定性元素相同的理化性質;2.放射性核素還具有同名穩定性元素所沒有的放射性。由于這些特點,它可以和同名穩定性元素一樣,單純地或構成多種化合物參與機體的物質代謝,顯示和同名穩定性元素一樣的生化或藥理作用。例如放射性碘-131,由于它具有和穩定性碘-127相同的理化性質,同樣可以參與機體甲狀腺激素的合成、代謝,加上由于其特有的放射性特性,可以從體外或抽取體內樣本用儀器來測定甲狀腺的功能處于什么狀態,用作診斷之用;由于其特有的放射性也可以利用它來治療某些甲狀腺疾病,如甲狀腺機能亢進癥或轉移性甲狀腺癌。
放射性核素在腫瘤診斷方面的應用
核素顯像 其方法是將放射性核素或其標記化合物投入體內,由于放射性核素對某些組織或器官的特異親和性而聚集在那兒,然后用閃爍掃描機或γ-照相機在體外檢測體內某些臟器或組織影像作診斷之用,目前常用于診斷骨、甲狀腺、肝、腎、腎上腺、肺、胰、膀胱、腦、淋巴結等器官和組織的病變。
根據選用放射線核素是否為腫瘤組織所聚集而分為陰性顯像和陽性顯像兩種。所謂陰性顯像是指放射線核素能被正常組織集聚而不為腫瘤組織所集聚。如用碘131化鈉作甲狀腺顯像,用膠體金-198作肝顯像,用鄰碘-131馬尿酸作腎顯像,都屬于陰性顯像;所謂陽性顯像是指能被腫瘤組織集聚而不被正常組織集聚,用陽性顯像劑(如鎵-67、鐿-169等)進行的顯象稱為陽性顯像。如用作全身骨掃描檢查(ECT)的99mTC(同位素锝)就是一種陽性顯像劑,骨轉移病人的轉移病灶可被注入體內的99mTC所濃聚,通過閃爍照相機就可拍下被濃聚的部位,XC線底片上顯示出黑色的斑點或斑塊,臨床醫生就可用作診斷時的參考,結合患者的病史和癥狀,就可判斷患者是否有骨轉移。還有99mTC-PMT顯像劑可使原發性肝癌呈陽性顯像。99mTC-PMT在肝細胞癌中濃聚的機制是因為它是一種優良的肝膽顯像劑,它能被正常肝細胞所攝取,也能被分化較好,部分保留了正常肝細胞功能的肝癌細胞攝取。但是后者的攝取量遠較前者為低,故在早期時腫瘤顯像呈放射性減低,謂缺損區。正常肝細胞攝取99mTC-PMT后迅速向膽道排泄,肝膽影像逐漸消退,而肝癌組織因膽小管缺如,致使99mTC-PMT滯留在肝癌組織,而在延遲相中呈陽性顯示。有統計資料表明99mTC-PMT肝臟顯像的準確率可達84.5%。用99mTC-PMT診斷肝癌時有其特有的臨床價值。如有助于對小肝癌的定位及定性診斷;可幫助對AFP陰性肝癌的定位診斷,AFP陰性肝癌約占肝癌總數的30-50%,臨床診斷有時較為困難,而99mTC-PMT對AFP陰性肝癌的陽性率可達60%以上,從而為AFP陰性肝癌的定位診斷提供了新的手段;還有助于原發性肝癌與繼發性肝癌的鑒別診斷,因99mTC-PMT對肝臟延遲顯像陽性的腫瘤可以明確診斷為原發性肝癌,有助于排除繼發性肝癌的可能。
近年來隨著單克隆抗體(McAb)制備技術的發展,腫瘤放射免疫顯像技術也得到迅速發展。所謂放射免疫顯像即用放射性核素標記腫瘤抗原的抗體(單克隆或多克隆),如甲胎蛋白單克隆抗體、肝細胞癌單克隆抗體等。由于單克隆抗體可選擇性地與腫瘤結合,用γ-照相機或其他核素顯像儀器即可作腫瘤定位顯像。目前已應用在胃癌、卵巢癌、肺癌和惡性黑色素瘤等癌癥的診斷。
放射免疫分析法 放射免疫分析是綜合免疫反應的特異性和放射性核素的靈敏性而進行的一種核素體外測量法,其基本原理是依據標記抗原和非標記抗原與抗體的競爭性結合而進行的一種競爭性蛋白分析或競爭抑制分析法。臨床上常用的甲胎蛋白(AFP)、人絨毛膜促性腺激素(HCG)、雌激素受體(ER)、甲狀腺素(T4)和三碘甲狀腺原氨酸(T3)的測定都是用的放射免疫分析法。
放射性核素在腫瘤治療方面的應用
外照射放射性核素的外照射治療不包括天然放射性元素(如鐳-226)及治療機(鈷-60、銫-137治療機等)的外照射,常用的有鍶-90和磷-32敷貼治療。鍶-90和磷-32均為β放射線,其組織穿透力僅數毫米,故常用于治療皮膚、黏膜的一些疾病,如口腔白斑、外陰白斑、外陰瘙癢癥、神經性皮炎、毛細血管瘤等。
內照射 是把放射性核素引進體內進行照射。
1 口服:磷-32可治療真性紅細胞增多癥、亞急性和慢性白血病、多發性骨髓瘤等;碘-131治療甲狀腺癌的遠處轉移等。
2 腔內注射:如用膠體金-198或膠體磷-32注入胸腔或腹腔內,以治療癌的胸膜轉移引起的癌性胸水或腹腔內廣泛性轉移癌(如卵巢癌)等。
3 靜脈注射某些同位素治療廣泛的骨轉移癌等。對緩解疾病和控制轉移灶有很好的功效,起到減輕癥狀、改善生活質量、延長生命的作用。
近年來放射免疫治療,腫瘤導向治療在核醫中很引人矚目,此法是以親腫瘤物質單克隆抗體作“導向載體”,以有細胞毒作用的物質(如放射性碘)為“彈頭”,構成所謂的“生物導彈”。應用于人體后載體可定向地把放射性物質集中帶到腫瘤部位,發揮其內照射的作用,且大大降低對正常組織的損害,此法已在胃癌、肝癌方面應用。如上海中山醫院肝癌研究所用抗人肝癌鐵蛋白抗體標以碘-131于1985年起就進入臨床試用治療肝癌,至今已有多次報道,使原來不能切除的肝癌轉變為可以切除,手術標本顯示腫瘤大多已壞死。
一、運用問題診斷,完善知識體系
通過設置系列小問題,當場診斷學生知識體系中存在的問題,及時針對性的加以鞏固和完善。
例如,“鐵及其化合物”的復習,我們教師可以設置一些有關鐵及其化合物的重要性、特征性的問題,讓學生回答;同時準備一些針對性訓練的習題進行查漏補缺。
問題①:在實驗室中FeSO4和Fe2(SO4)3溶液如何保存?
問題②:Fe2+和Fe3+如何檢驗?
問題③:如何制備Fe(OH)2?
在這幾個問題中既是對剛才知識點復習的補充,也是解決實驗室和生產中的實際問題,更是運用知識、深化原理的過程。在Fe2+和Fe3+檢驗和Fe(OH)2制備的問題中,需要把握問題的本質,也就是Fe2+的還原性和Fe3+的氧化性,學生依據這兩個方面去設計實驗方案。學生設計出①直接觀察溶液的特殊顏色;②利用KSCN溶液與Fe3+發生的顯色反應;③利用Fe(OH)2沉淀在空氣中由白色迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色的特征反應;④利用Fe2+的還原性(能使酸性高錳酸鉀溶液褪色);⑤利用Fe2+的還原性(先加KSCN溶液,溶液不變色,然后滴加適量氯水,溶液變成血紅色);⑥利用Fe3+的氧化性(使濕潤的淀粉KI試紙變藍)。教師引導學生篩選實驗方案,進行選優,有些方法靈敏度不高,通常不用加堿來鑒別Fe2+和Fe3+,②和⑤方法最好;教師及時進一步深化,如果同時含有Fe2+和Fe3+,如何檢驗Fe2+?此時Fe3+對Fe2+的檢驗存在干擾,所以選擇④效果比較理想。有了上面的討論,學生就自然能想到Fe(OH)2的制備需要排除氧氣的影響,而通常解決的方法有哪些?結合課本知識,就自然能想到那個反常規操作,甚至在這里還可以引申出原電池的方法來制備較純凈的Fe(OH)2。
二、“問題串”的創設提升解題能力
對于比較復雜、開放的習題,可以采用討論式問題教學,教師指導下,師生間、生生間進行討論,創設民主和諧、生動活潑的學習氛圍,給學生提供展示自我、發展個性的舞臺,在熱烈的討論中研究問題,在爭論中達到鞏固所學知識,發展解題能力的目的。
例題為了節約資源和保護環境,必須對廢棄物進行綜合利用,利用廢舊電池上的銅帽(Cu、Zn 總含量約為99%)回收金屬Cu并制備ZnO的部分實驗過程表示如下:(1)①銅帽在酸性條件下加入H2O2 的目的是 (用化學方程式表示)。②溶液中過量的H2O2 需要除去。除去H2O2 采用的較為簡便方法是 。
(2)為了控制加入鋅灰(主要成分為Zn、ZnO,雜質為鐵及其氧化物)的量,實驗過程中需測定已經除去H2O2后溶液中Cu2+的含量。具體實驗操作為:量取一定體積的試液于帶有塞子的錐形瓶中,加入適量的水進行稀釋,調節溶液至pH=3~4,再加入過量的KI溶液,用一定濃度的Na2S2O3標準溶液進行滴定直至終點。上述過程中的離子方程式如下:
2Cu2++4I-2CuI(白色)+I2
2S2O2-3+I22I-+S4O2-6
①滴定時選用的指示劑為 ,達到滴定終點觀察到的實驗現象為 。
②如果滴定前試液中的H2O2 沒有能夠除盡,所測定的Cu2+的含量將會 (填“偏低”、“偏高”或“不變”)。
(3)已知pH>11時Zn(OH)2類似Al(OH)3能溶解于NaOH溶液。表格中列出了幾種離子得到氫氧化物沉淀時溶液的pH(按金屬離子濃度為1。 0 mol?L-1計算)。
1開始沉淀的pH1沉淀完全的pHFe2+15。818。8Fe3+11。113。2Zn2+15。918。9實驗中可供選用的化學試劑: 1。 0 mol?L-1 HNO3、30% H2O2、1。 0 mol?L-1 NaOH。由除去銅離子的濾液制備ZnO的實驗步驟為:① ;② ;③過濾;④ ;⑤過濾、 、干燥;⑥900℃時煅燒。
這是一道高考題,以廢棄物利用為背景,考查學生對實驗基本原理、指示劑選擇、實驗誤差分析、實驗步驟設計的掌握情況。試題難度較大,筆者設計了“問題串”供學生討論分析。
問題①有哪些辦法使金屬銅發生溶解?哪種方法比較好?
問題②我們所學H2O2具有哪些化學性質?
問題③如果不除去過量H2O2對實驗有何影響?
問題④碘量法中為什么要加塞錐形瓶?為什么要調節溶液至pH=3~4?
問題⑤酸堿中和滴定中指示劑如何選擇?如何判斷滴定終點?
問題⑥亞鐵離子如何去除?去除金屬離子的一般方法是什么?
問題⑦鋁離子沉淀需要注意什么?
一、課程性質與考試基本要求:
無機與分析化學是介紹整個化學領域和定量分析基本概念、基本理論、基本知識的一門學科,是生物類專業重要的專業基礎課。通過考試使考生能夠較好地、系統地掌握四大化學平衡,物質結構等化學基本理論和基礎知識。通過考試,使學生能較熟練地掌握定量分析的誤差及分析結果數據處理與主要定量分析法。
二、考核知識點和考核要求:
第一章:溶液與膠體
(一)溶液的一般概念
1、了解分散系的分類,掌握物質的量的濃度、質量摩爾濃度、質量分數等概念;
2、理解幾種濃度表示法間的換算,掌握有關溶液配制的計算。
(二)稀溶液的依數性
1、了解溶液的蒸氣壓、沸點、凝固點概念,滲透作用和滲透壓;
2、掌握稀溶液依數性與其濃度的關系,并能進行有關計算,能運用稀溶液性質解釋動植物的有關生理現象。
(三)膠體溶液
1、了解膠體分散系的特點及溶膠的膠團結構;
2、掌握溶膠的穩定性因素和聚沉方法。
第二章:電解質溶液和解離平衡
(一)化學平衡及其移動
理解掌握平衡常數、平衡常數的意義及影響平衡移動的因素;
(二)弱電解質和強電解質
1、了解:①水的電離和溶液的酸堿性的pH標度;②一元弱酸、弱堿部分解離、多元弱酸的分步解離特點及弱酸弱堿溶液的pH值的計算公式及應用范圍;③鹽類水解的本質。
2、掌握:①一元弱酸、一元弱堿溶液的pH值的計算和多元弱酸溶液pH值的計算;②定性判斷各種鹽溶液的酸堿性;③影響鹽類水解的因素。
(三)緩沖溶液
1、了解緩沖溶液和緩沖作用;
2、掌握緩沖作用原理、緩沖溶液pH值的計算、緩沖溶液的選擇和配制;
(四)沉淀溶解平衡
1、掌握溶度積概念及其表達式、溶度積規則;
2、理解沉淀生成和溶解的條件,能運用溶度積進行有關計算。
第三章:氧化還原反應
(一)氧化還原反應
1、了解氧化還原反應的本質、氧化作用、還原作用、氧化劑、還原劑的概念及氧化數的確定方法;
2、了解氧化數法和離子電子法配平氧化還原方程式的一般步驟;
3、掌握運用上述方法配平氧化還原方程式
(二)電極電勢
1、了解能斯特方程,能正確書寫能斯特方程;
2、掌握電極電勢的概念及其影響因素,能熟練運用能斯特方程計算因濃度變化、酸堿度變化條件下的電極電勢和定性判斷因沉淀生成、配合物生成導致的電極電勢變化。
(三)電極電勢的應用
1、能應用標準電極電勢判斷氧化劑和還原劑的強弱,能用電極電位判斷氧化還原反應的方向和完成程度;
2、能運用元素電位圖判斷處于中間價態物質能否發生歧化。
第四章:原子結構和分子結構
(一)核外電子運動的特殊性
1、了解四個量子數的物理意義和取值范圍及相互關系;
2、理解掌握電子運動的特點、軌道概念,幾率密度和電子云概念;
(二)核外電子的排布
1、了解屏蔽效應、穿透效應,掌握保里不相容原理、能量最低原理、洪特規則等元素基態原子核外電子排布規則;
2、能運用上述規則寫出常見元素(1-36號)原子核外的電子排布。
(三)元素性質的周期性
1、了解元素的電子層結構、能級組、能級、軌道等概念;
2、理解掌握原子半徑、電離勢、電負性的變化規律。
(四)離子鍵
1、了解離子鍵的本質和離子鍵特征;
2、理解掌握離子半徑、離子電荷的變化規律;
3、運用離子半徑、離子電荷解釋離子型化合物的高熔、沸點等性質。
(五)共價鍵
1、了解價鍵(電子配對)理論,共價鍵的特性;
2、理解掌握σ鍵和π鍵,軌道雜化理論的要點,雜化軌道的類型和簡單分子的空間構型關系。
(六)分子間力
1、了解化學鍵的極性和分子的極性;
2、理解掌握分子間的三種作用力與分子極性的關系,分子間力,氫鍵的形成及對化合物某些性質的影響;
3、能運用分子間的作用力說明物質的熔沸點和溶解度的變化規律。
第五章:配位化合物
(一)配位化合物概念
1、了解配合物的概念、配合物的組成;
2、掌握配合物的命名。
(二)配合物的價鍵理論
1、了解配位鍵的本質、配位鍵的形成條件;
2、掌握外軌型配鍵和內軌型配鍵的形成。
(三)配位離解平衡
1、了解穩定常數的物理意義;
2、理解掌握影響配位平衡的因素,并運用配位離解平衡進行簡單計算。
(四)螯合物
1、了解螯合物概念
2、掌握螯合物的結構特征和螯合劑應具備的條件。
第七章:定量分析化學概論
1、掌握誤差來源及減免,準確度及精密度的概念;簡單的數據處理方法;有效數字和運算規則;
2、了解提高分子結果準確度的方法;
3、掌握滴定分析的基本概念、標準溶液濃度的表示方法。學會根據滴定反應來確定物質的摩爾基本單元。
4、了解標準溶液的配制及標定方法。
第八章:酸堿滴定法
1、重點掌握溶液pH值的計算、強堿滴定強酸和強堿滴定一元弱酸的滴定突躍范圍、影響突躍大小的因素及指示劑選擇的原則;
2、能根據測定要求的準確度,考慮能否滴定。
第九章:配位滴定法
1、重點掌握酸效應系數以及控制溶液pH值的重要意義,用條件穩定常數來判斷配位滴定的可能性,影響EDTA與金屬離子配合物的穩定性因素。
2、掌握如何選擇合適的滴定條件以使配位反應進行更完全;
3、了解金屬指示劑的特性及如何提高配位滴定選擇性。
第十章:其他滴定分析法
1、了解氧化還原反應方向、進行的程度、氧化還原滴定曲線及指示劑的選擇;掌握常用的氧化還原滴定法;
2、重點掌握銀量法的滴定原理、滴定條件及適用范圍。
第十一章:吸光光度分析法
1、掌握吸光光度法的原理,吸收光譜和溶液的顏色關系,朗伯-比耳定律及其偏離的原因;
2、了解顯色反應及影響因素,測量方法及儀器。
三、試卷題型
1、選擇題(50分) 2、是非判斷題(20分)
3、填空題(50分) 4、計算題(30分)
四、考試用書
《無機及分析化學》,寧開桂主編,高等教育出版社
《微生物學》考試大綱
一、課程的性質和內容
《微生物學》是在細胞、分子或群體水平上研究微生物的形態構造、生理代謝、遺傳和育種、生態和分類進化等生命活動的基本規律,并將其應用于農業、工業、醫藥衛生、生物工程和環境保護等領域的科學。微生物學的根本任務是發掘、利用和改善有益微生物,控制、消滅或改造有害微生物。
二、課程內容、考核要求和比例
第一章 緒言
1.了解微生物學研究的對象、內容。
2.微生物的應用前景。
3.微生物在生命科學發展中的作用
4.掌握微生物的特點。
第二章 原核生物—— 細菌、放線菌
1.掌握細菌和真核生物三原界的特點。
2.掌握細菌的形狀和大小。
3.掌握細菌的細胞構造(基本構造:細胞壁、細胞膜、細胞質、原核、質粒;特殊構造:鞭毛、芽孢、莢膜)及其功能。
4.掌握細菌的繁殖方式和菌落特征。
5.了解常用的細菌類群。
6.掌握放線菌的繁殖方式及形態結構。
第三章 真核微生物———真菌
1.掌握真菌的繁殖方式及菌落特征。
2.掌握真菌的形態。
3.了解真菌的細胞結構。
4.了解真菌的生活史。
5.了解真菌與人類的關系。
6.了解真菌的常見類型。
第四章 非細胞生物——病毒
1.掌握病毒的基本特征。
2.掌握病毒、亞病毒、朊病毒、類病毒的概念及其主要特征。
3.掌握烈性噬菌體、溫和噬菌體、溶源性細胞的概念。
4.了解烈性噬菌體的侵染過程。
5.了解溶源性細胞的特點。
6.了解病毒對人類的影響。
第五章 微生物的營養
1.掌握微生物的不同營養類型。掌握光能無機營養型、化能無機營養型、光能有機營養型、化能有機營養型的概念。
2.掌握根據不同微生物的營養需要選擇和制備培養基的原則。
3.了解微生物所必需的營養物質及其生理功能。
4.掌握微生物對營養物質的吸收方式。
5.了解微生物發酵作用、呼吸作用、有氧呼吸、厭氧呼吸的概念。
第六章 微生物的生長
1.掌握微生物純培養的分離方法。
2.掌握環境因素對微生物生長的影響及其實際應用。
3.了解測定微生物數量和生長量的方法。
4.掌握細菌純培養生長曲線各個時期的特點以及與生產實踐的關系。
5.掌握主要滅菌方法。
第七章 微生物的遺傳與育種
1.了解從自然界篩選菌種和菌種保藏的基本知識。
2.了解微生物育種的基本原理和方法。
3.掌握接合;轉化;轉導的概念。
4.掌握菌種的衰退與復壯的概念,掌握防止菌種衰退及復壯的方法。
5.了解基因工程的原理。
第八章 微生物的生態
1.掌握微生物在自然界物質轉化中的作用。
2.掌握微生物間以及微生物與高等植物間的相互關系。
3.了解微生物是生物圈的重要成員,廣泛分布在自然界,與環境關系極為密切。
第九章 微生物的分類
1.了解微生物分類的任務和微生物的命名方法。
2.掌握微生物在生物界的地位。(五界系統、六界系統、三原界系統)
了解種的概念。
3.了解細菌的分類系統。
4.了解真菌的分類系統。
三、考試用書
《微生物學教程》,周德慶主編,高教出版社出版(第二版)
四、考試題型
1.填空題 30%
2.選擇題 30%
3.名詞解釋 30%
4.問答題 60%
《有機化學》考試大綱
一、教材與參考書
《有機化學》,李貴深主編,中國農業出版社;2003。
二、題型與分數分配:
1、命名及寫結構式(20分)
2、單項選擇(45分)
3、完成反應式(30分)
4、有機化合物鑒別、分離、提純(20分)
5、推斷結構(15分)
6、合成(轉化)題(20分)
各題型說明:
1)命名及寫結構式:掌握系統命名命名法及正確地書寫構造式;
2)單項選擇:主要考核對有機化學基本概念、基本規律、有機物基本性質的理解;
3)完成反應式:主要考核在不同條件下所進行的反應產物,各類化合物的特征反應。
4)有機化合物鑒別、分離、提純:通過官能團與具有反應迅速、特征現象明顯的試劑的應用鑒別(定)出對應的有機物。利用混合物中各成分的理化性質將它們一、一分開或提純得到較純物質。
5)推斷結構:可通過化合物的分子式,再根據所給定特征化學反應及斷鍵后降解的小分子,推斷該特定化合物的結構式。
6)合成(轉化)題:設計合成某一有機物的步驟、實現化合物、官能團之間的相互轉化,掌握實現這些轉變的必要條件。
三、課程教學的基本要求
1. 有機化合物的分類和命名
(1)掌握有機化合物的兩種分類方法(碳骨架分類和官分類)掌握主要官能團 , , -X ,-OH ,-O- ,-CHO , ,-COOH,-COOR,-NH2 , -CONH-, -NO2, -N=N-, -SO3H等及對應化合物,掌握碳水化合物,蛋白質,油脂及類脂等天然有機化合物的分類和組成。
(2)掌握有機化合物的系統命名法,官能團的最低系列原則和取代基的次序規則,掌握分子構型的標記方法:了解有機化 合物的普通命名法、衍生物命名法、常用俗名等。
2. 有機化合物的分子結構特征
(1)在掌握好物質結構的基礎上,進一步掌握有機化合物中碳原子的各種雜化狀態,共價鍵的鍵參數。
(2)理解芳香性的概念,掌握苯系芳香烴和含一個雜原子的五元雜環及六元雜環芳香化合物的結構特征。
(3)理解有機化合物分子中的電子效應(誘導效應、共扼效應)及其對化合物性質的影響。
(4)理解有機化合物的同分異構現象,掌握有機化合物的結構表示法(透視式、Fisher、Newmen投影)式。
(5)理解有機化合物的順反(Z,E)異構。
3. 有機化合物的物理性質
(1)了解有機化合物的主要物理性質,包括熔點、沸點、密度、溶解度、比旋光度等,理解分子間作用力和氫鍵對化合物的沸點、熔點和溶解度的影響,以及利用物理性質對化合物進行鑒定、分離提純的原則和方法。
4. 有機化合物的化學性質及重要化學反應
(1)掌握各類化合物的分子結構特征與基本化學性質。
(2)掌握有機物的取代反應:
A. 飽和碳原子的鹵代反應
B. 芳環上的取代反應
(3)掌握有機物的加成反應:
A .碳-碳雙鍵上的加成反應和Markovnikov規則,共扼二烯的,1,2-加成和1,4-加成。
B. 碳-氧雙鍵上的加成反應和加成-消除反應。
(4)掌握有機物的消除反應:
鹵代烴的消除反應和醇的消除反應,反應條件和產物選擇規律。
(5)其它重要反應:
A. 掌握烯烴、芳香烴母系及側鏈、醇和醛的氧化反應、烯烴的臭氧化反應。
B. 掌握不飽和烴、醛和酮、羧酸及其衍生物、硝基化合物的加氫反應和其它還原反應。
C. 掌握羥醛縮合、酯縮合反應、重氮化反應和重氮基的取代反應。掌握Gringnard試劑同羰基化合物及其它化合物的反應及應用。
D.芳香環上的親電取代反應歷程,取代基的性質及定位規律。
5. 雜環化合物
掌握呋喃、吡咯、噻吩、吡啶的化學性質
6.重要的天然有機物
(1)多糖:掌握單糖的分子結構(組成、異構)開鏈和環狀互變異構及變旋光現象、物理性質、化學性質,理解糖苷鍵的特征和二肽的形成。了解二糖及多糖的性質。
(2)蛋白質:掌握氨基酸的分子結構(組成、異構)兩性和等電點、物理性質、化學性質,理解肽鍵的特征和二肽的形成,了解蛋白質的形成、次級結構、兩性和等電點。
(3)油脂與類脂:了解脂肪酸甘油三酯的組成、分類、物理性質、化學性質,知道磷脂、甾醇、蠟酯、萜類化合物等組成與性質。
四、本課程各章節要求
§ 1 緒論
本章重點:有機化合物中的化學鍵;有機化合物的結構式及其表示法;化合物分子間的作用力及其對某些物理性質的影響;化合物分子中原子、原子團的相互影響。構造異構-碳鏈、位置、官能團異構。
1.了解有機化合物和有機化學概念;
2.理解共價鍵的形成;
3.了解共價鍵的屬性(參數):(鍵角、鍵能、鍵的極性、鍵的極化作用);
4.了解共價鍵斷裂和反應的類型;
5.理解酸堿的電子理論一路易斯酸堿;
6.理解分子間力:定向力、色散力、氫鍵;
7.了解有機化合物的一般性質;
8.掌握有機化合物分子中的官能團和有機化合物的分類和命名。
§2 飽和脂肪烴:
本章重點:普通命名法和系統命名法;詳細介紹鹵代反應的游離基取代反應;環烷烴的結構和性質,分析環己烷的一元、二元取代物的優勢構象。
1.了解烷烴的通式和構造異構;
2.掌握烷烴的命名(10、20、30、40碳和伯、仲、叔氫原子);各種烷基;
3.掌握烷烴的命名法(①習慣命名法、②衍生物命名法、③系統命名法);
4.理解烷烴的物理性質和同系物規律;
5.掌握烷烴的化學性質:氧化、鹵代反應。
6.了解烷烴的來源。
§3、不飽和烴
本章重點:介紹離子型親電加成反應規律、用誘導效應、共軛效應及碳正離子穩定性。用誘導效應、共軛效應及碳正離子穩定性闡明加成反應的規律。
1.了解乙烯分子的平面形結構—SP2雜化軌道;
2. 掌握烯烴的順反異構的命名法,次序規則;
3. 掌握烯烴不飽和性:(1)兀鍵斷裂反應,①加成反應;催化加氫;親電加成及反應歷程,馬氏規則與不對稱烯烴加成反應中間體碳正離子穩定性的關系。②氧化反應、③聚合反應。(2)σ鍵斷裂:α-氫原子的反應:自由基型取代、氧化反應;
4.理解原子或基團的電子效應;
5.了解炔烴的物理性質;
6.掌握乙炔的加成、氧化、聚合,炔氫反應;
7.了解二烯烴的分類和命名;
8.理解1,3-丁二烯分子的結構—共軛兀鍵和共軛效應,共軛效應與有機物種的穩定性;
9.掌握共軛二烯烴的1.2-成和1.4-加成,雙烯加成、聚合和橡膠。
§4 碳環烴
本章重點:本章重點:闡明環的張力學說,無張力環的結構和構象,分析環己烷的一元、二元取代物的優勢構象。闡明苯分子的結構及大π鍵的概念,苯環的穩定性,苯環上親電取代反應及歷程定位規律及其應用。
1.了解脂環烴的分類、命名;
2.了解脂環烴物理性質,理解脂環烴化學性質(氫解、鹵解、酸解一小環不穩定性);
3.理解環已烷的穩定構象、取代環已烷的構象;
4.了解苯分子中的碳的SP2雜化軌道成鍵;
5.掌握單環芳烴的命名;
6.掌握苯與同系物的物理性質:①取代:硝化、鹵化、磺化、烷基化、酰基化、②加成:加氫、加氯、③氧化,側鏈α-H的鹵化和氧化;
7.了解苯環上親電取代反應歷程、取代基的性質、分類.
8.掌握苯環上親電取代定位規律。
9.了解稠環芳烴的種類和命名,萘的化學性質;
10.掌握休克爾規則和芳香性。
§5 鹵代烴
本章重點:一元鹵代烴的化學性質并解釋扎依采夫規則,四種反應的競爭。
1.了解鹵代烴的結構、分類、掌握命名;
2.了解鹵代烴的制法;
3.了解鹵代烴的物理性質;
4.掌握鹵代烴的化學性質:①鹵原子的親核取代:水解、醇解、氰解、氨解與硝酸銀—乙醇溶液的反應,與碘化鈉一丙酮溶液反應,與金屬鎂反應一格氏試劑的生成、②消除反應、鹵原子與β-H 脫去—札依采夫規則;
§6、醇、酚、醚
本章重點:醇、酚的結構及化學性質;結構和性質的關系,醇轉化變成其它類化合物的重要性。
1.了解醇分類和命名法;
2.了解醇的制法;
3.掌握醇分子結構與氫鍵、醇的物理性質、
4.掌握醇的化學反應:羥基上的氫的反應,羥基的親核取代反應、羥基的消除反應(脫水)、醇的氧化或脫氫反應、
5.了解酚的結構、命名;
6.了解酚的物理性質;
7.理解酚的化學反應;
8. 醚的結構和烊鹽、分類、命名;
9.理解醚的制法;
10.了解醚的物理性質,
11.掌握醚的化學反應:①未共用電子對的反應—烊鹽生成、配位化合物生成、②醚鍵的斷裂(與HI、)、③α-H的過氧化反應、
§7 醛、酮、醌
本章重點:以醛、酮為例討論羰基的結構和親核加成,結合各個反應的實際意義,說明在分析、鑒定、合成及生物化學反應中的應用。
1.了解醛、酮的分子結構、分類;
2.掌握醛、酮的命名;
3.掌握多官能團有機化合物的(系統)命名法;
4.了解醛、酮的物理性質;
5.掌握醛和酮的化學反應:羰基的親核加成:加氫氰酸,加亞硫酸氫鈉,加格氏試劑、加醇與氨的衍生物的縮合(加成+消除),與碳負離子即與具有α-H的醛(酮)的縮合;氧化還原;α-H的活潑性;鹵化和碘仿反應等;
6.了解重要的醛、酮;
7.了解醌的分子結構和化學性質。
§8 羧酸及其衍生物
本章重點:羧酸及其衍生物、取代酸的分子結構、性質;比較衍生物的反應活性強調羥基酸、羰基酸等多官能團化合物的特點。
1.了解羧酸的結構、分類;
2.掌握命名法;
3.了解羧酸物理性質;
4.掌握羧酸的化學反應: 羧羥基的親核取代—衍生物的生成,羧羰基的還原,α-H的鹵化—取代酸的生成,酸性,二元羧酸脫羧、脫水,鈍化苯環的間位親電取代;
5.了解重要的羧酸;
6.掌握羧酸衍生物的結構與分類、命名;
7.了解羧酸衍生物的物理性質;
8.羧酸衍生物的化學反應和應用:酯、酰胺的水解和酯的醇解,酯的還原,克萊森酯縮合。酰胺的霍夫曼降解反應;
9.了解重要的羧酸衍生物;
§9、含氮有機化合物:
本章重點:胺的結構和性質;各類胺堿性強、弱的原因;重氮鹽生成的條件與偶合反應的實際應用。
1.了解硝基化合物的分子結構
2.掌握硝基化合物化學性質:芳環上的硝基的還原反應、硝基對芳環親電取代反應的致鈍作用。
3.了解胺的分類、命名法和結構,
4.了解胺的物理性質
5.掌握胺的化學反應:
①堿性、②氮上的烴基化、③氮上的酰基化,與對甲苯磺酰氯的反應、④與亞硝酸反應與重氮鹽、⑤氨基對苯環上的親電取代反應的致活作用、⑥胺的氧化
6.了解重要的胺、
7.季銨鹽和季銨堿、
8.了解表面活性劑結構特征與性質,
9.理解芳香族重氮鹽和偶氮化合物(生成、性質及其在有機合成中的應用)。
10.了解染料分子結構特征和發色基、助色基。
§10 雜環化合物
本章重點:雜環的結構特點,掌握幾種有代表性重要的常見的雜環化合物的分子結構與性質.
1.了解雜環化合物的分類和命名法;
2.了解雜環化合物的結構及芳香性;
3.了解雜環化合物的性質。
§11 油脂和類脂化合物
本章重點:油脂 磷脂 甾醇的結構特點
1.了解油脂
1)油脂的組成和結構 2)油脂的物理性質 3)油脂的化學性質4)肥皂和乳化作用 5)合成表面活性劑
2.了解類脂
1)蠟 2)磷脂
§12 碳水化合物
本章重點:單糖的分子結構(包栝構型和構象)與性質。二糖及其配合物應掌握苷鍵的形成及水解。
1.了解碳水化合物的定義和分類;
2.理解單糖(甘油與單糖的組成、分類、異構現象,(核糖)葡萄糖和果糖的結構(開鏈費歇爾投影式,氧環費歇爾式,哈武斯式,構象式。
3.掌握化學性質;還原性與氧化性,成脎反應、半縮醛羥基的反應與糖苷的形成;
4.了解重要的單糖;
5.了解二糖(形成與分類);
6.了解多糖(淀粉、纖維素的組成性質)。
§13 氨基酸和蛋白質
本章重點: 氨基酸的兩性和等電點性質; 蛋白質的沉淀與變性,蛋白質分子的一級與二級結構。
1.了解天然氨基酸組成、分類、性質;
2.掌握酸堿性與等電點;
3.了解氨基的亞硝酸放氮反應;
4.了解氨基與羧基共同參與的反應;
5.了解絡合性能,與茚三酮顯色;
6.了解成肽反應;