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2022 Volume 37 Issue 3
2022, 37(3): 210712
doi: 10.3866/PKU.DXHX202107128
Abstract:
铜是人体中重要的微量金属元素之一，在多种生命活动中起着不可或缺的作用，包括电子传递、线粒体功能以及多种酶的活性。铜的缺乏或过量都会对人体产生严重、甚至是致命的危害，所以铜的摄取、胞内组装和代谢都需要严格的调控。铜的内稳态平衡的破坏可以导致贫血、威尔逊疾病和门克斯疾病，并严重影响大脑的功能。近年来的研究发现，肿瘤的生长、免疫系统的功能也与铜有着密不可分的联系。本文介绍铜在人体中的生物学功能、铜蛋白的作用以及铜的运输机制及储存机制，并对铜与相关疾病的关系进行讨论。
铜是人体中重要的微量金属元素之一，在多种生命活动中起着不可或缺的作用，包括电子传递、线粒体功能以及多种酶的活性。铜的缺乏或过量都会对人体产生严重、甚至是致命的危害，所以铜的摄取、胞内组装和代谢都需要严格的调控。铜的内稳态平衡的破坏可以导致贫血、威尔逊疾病和门克斯疾病，并严重影响大脑的功能。近年来的研究发现，肿瘤的生长、免疫系统的功能也与铜有着密不可分的联系。本文介绍铜在人体中的生物学功能、铜蛋白的作用以及铜的运输机制及储存机制，并对铜与相关疾病的关系进行讨论。
2022, 37(3): 220305
doi: 10.3866/PKU.DXHX202203050
Abstract:
镓（Ga）位于元素周期表第四周期第IIIA族，在临床疾病诊断和治疗中有重要应用。在体内，氧化还原惰性的三价镓（Ga（III））通常作为Fe（III）的竞争性抑制剂，破坏病变（肿瘤或感染）部位的铁稳态，从而实现抗肿瘤或抗菌的作用。在癌症诊疗方面，Ga（III）可以通过与转铁蛋白结合或独立运输的方式进入细胞：其放射性同位素（67Ga或68Ga）在癌组织中富集，实现肿瘤的放射影像学诊断；而非放射性Ga则通过抑制核糖核苷酸还原酶（RR）的正常功能、引起线粒体氧化应激等途径杀灭癌细胞。在抗菌方面，Ga与Fe在生化反应中形成竞争关系，从而破坏细菌生物被膜的结构和功能，实现抗菌作用。本文从化学原理出发，介绍了Ga在癌症的诊疗和抗菌领域的应用，并对Ga基药物的发展进行了展望。
镓（Ga）位于元素周期表第四周期第IIIA族，在临床疾病诊断和治疗中有重要应用。在体内，氧化还原惰性的三价镓（Ga（III））通常作为Fe（III）的竞争性抑制剂，破坏病变（肿瘤或感染）部位的铁稳态，从而实现抗肿瘤或抗菌的作用。在癌症诊疗方面，Ga（III）可以通过与转铁蛋白结合或独立运输的方式进入细胞：其放射性同位素（67Ga或68Ga）在癌组织中富集，实现肿瘤的放射影像学诊断；而非放射性Ga则通过抑制核糖核苷酸还原酶（RR）的正常功能、引起线粒体氧化应激等途径杀灭癌细胞。在抗菌方面，Ga与Fe在生化反应中形成竞争关系，从而破坏细菌生物被膜的结构和功能，实现抗菌作用。本文从化学原理出发，介绍了Ga在癌症的诊疗和抗菌领域的应用，并对Ga基药物的发展进行了展望。
2022, 37(3): 211000
doi: 10.3866/PKU.DXHX202110003
Abstract:
从分子到细胞，从个体到社会，能量的需求和转化无处不在。探索高能物质的合成与利用，具有较重要的科学意义和应用价值。目前高能物质的化学合成通常污染较大、耗能较高，且往往副产物较多，难以分离纯化。相较于传统的化学合成方法，生物合成具有绿色环保和高效利用清洁能源等特点，是符合国家“碳中和”目标的新型合成路径。高能物质的生物合成，将是未来的迅速发展方向之一。本文将从能源物质、含能材料和天然高能物质三个方面，选取四种代表性高能物质，介绍其生物合成途径及与之相关的关键金属酶。
从分子到细胞，从个体到社会，能量的需求和转化无处不在。探索高能物质的合成与利用，具有较重要的科学意义和应用价值。目前高能物质的化学合成通常污染较大、耗能较高，且往往副产物较多，难以分离纯化。相较于传统的化学合成方法，生物合成具有绿色环保和高效利用清洁能源等特点，是符合国家“碳中和”目标的新型合成路径。高能物质的生物合成，将是未来的迅速发展方向之一。本文将从能源物质、含能材料和天然高能物质三个方面，选取四种代表性高能物质，介绍其生物合成途径及与之相关的关键金属酶。
2022, 37(3): 211003
doi: 10.3866/PKU.DXHX202110036
Abstract:
酯酶是一类丝氨酸蛋白酶，在生物体内被用于催化许多含有酯、酰胺、硫酯或乙酰基的化合物的水解。在生物体内，酯酶不仅起着重要的生理事件调节功能，参与各类药物的水解或激活，而且还参与许多病理事件（如肝癌），这可能与它独特的解毒功能有着密切的关系。因此，开发新的、有效的酯酶检测平台对生物和医学研究具有重要意义。与传统手段相比，荧光探针具有灵敏度高、选择性好、响应迅速、成本低、操作方便等诸多优势。因此用荧光探针检测酯酶是个很好的选择。本文主要综述了检测酯酶荧光探针的研究现状及最新进展。
酯酶是一类丝氨酸蛋白酶，在生物体内被用于催化许多含有酯、酰胺、硫酯或乙酰基的化合物的水解。在生物体内，酯酶不仅起着重要的生理事件调节功能，参与各类药物的水解或激活，而且还参与许多病理事件（如肝癌），这可能与它独特的解毒功能有着密切的关系。因此，开发新的、有效的酯酶检测平台对生物和医学研究具有重要意义。与传统手段相比，荧光探针具有灵敏度高、选择性好、响应迅速、成本低、操作方便等诸多优势。因此用荧光探针检测酯酶是个很好的选择。本文主要综述了检测酯酶荧光探针的研究现状及最新进展。
2022, 37(3): 211006
doi: 10.3866/PKU.DXHX202110064
Abstract:
纳米酶是一类具有天然酶活性的纳米材料。相对于天然酶，纳米酶有着制备简单，成本低，稳定性高，易于保存等优点。自从2007年，我国科学家阎锡蕴院士首次发现Fe3O4纳米颗粒具有类过氧化物酶活性以来，对纳米酶的研究迅速崛起。纳米酶能够通过模拟天然酶，在生理环境或体内实现催化反应，改善肿瘤微环境，并通过产生活性氧实现肿瘤治疗。
纳米酶是一类具有天然酶活性的纳米材料。相对于天然酶，纳米酶有着制备简单，成本低，稳定性高，易于保存等优点。自从2007年，我国科学家阎锡蕴院士首次发现Fe3O4纳米颗粒具有类过氧化物酶活性以来，对纳米酶的研究迅速崛起。纳米酶能够通过模拟天然酶，在生理环境或体内实现催化反应，改善肿瘤微环境，并通过产生活性氧实现肿瘤治疗。
2022, 37(3): 211009
doi: 10.3866/PKU.DXHX202110094
Abstract:
以顺铂代表的金属铂类药物在临床抗肿瘤治疗取得了巨大的成功，但铂类药物的毒副作用和耐药性很大程度上限制了其临床使用范围及疗效。以结构稳定、具有独特三维立体构型的铱（III）配合物为构筑单元，可以有效跳出传统铂类药物的局限。线粒体科学是当今化学、生命科学及分子医学最为活跃的交叉前沿研究领域之一。作为可预见的治疗靶点，线粒体靶向抗肿瘤试剂在克服肿瘤耐药、治疗肿瘤中具有十分突出的优势。本文中，结合铂类化疗药物耐药机制，同时以本课题组近年工作为基础，简要介绍具有线粒体靶向的环金属铱（III）配合物克服肿瘤耐药研究进展。
以顺铂代表的金属铂类药物在临床抗肿瘤治疗取得了巨大的成功，但铂类药物的毒副作用和耐药性很大程度上限制了其临床使用范围及疗效。以结构稳定、具有独特三维立体构型的铱（III）配合物为构筑单元，可以有效跳出传统铂类药物的局限。线粒体科学是当今化学、生命科学及分子医学最为活跃的交叉前沿研究领域之一。作为可预见的治疗靶点，线粒体靶向抗肿瘤试剂在克服肿瘤耐药、治疗肿瘤中具有十分突出的优势。本文中，结合铂类化疗药物耐药机制，同时以本课题组近年工作为基础，简要介绍具有线粒体靶向的环金属铱（III）配合物克服肿瘤耐药研究进展。
2022, 37(3): 211100
doi: 10.3866/PKU.DXHX202111006
Abstract:
SO2作为空气污染物而被人们熟知，但鲜有人知道在生物体内SO2也能内源性生成并作为信号分子参与生物体代谢循环，与我们的健康息息相关。SO2在低浓度的时候具有舒张血管、抑制炎症、抗氧化和调节脂质代谢的作用，而在高浓度的时候则会引起某些呼吸道疾病、神经系统紊乱甚至是癌症。由此可见，更深入和全面地了解SO2对维持生物体内系统的稳态和保持生物健康至关重要。本文以生物体内的SO2为线索，从内源性生成，生理作用和荧光检测三大方面阐述了以SO2为代表的新型信号分子在生物体内的流通和检测手段的演变。
SO2作为空气污染物而被人们熟知，但鲜有人知道在生物体内SO2也能内源性生成并作为信号分子参与生物体代谢循环，与我们的健康息息相关。SO2在低浓度的时候具有舒张血管、抑制炎症、抗氧化和调节脂质代谢的作用，而在高浓度的时候则会引起某些呼吸道疾病、神经系统紊乱甚至是癌症。由此可见，更深入和全面地了解SO2对维持生物体内系统的稳态和保持生物健康至关重要。本文以生物体内的SO2为线索，从内源性生成，生理作用和荧光检测三大方面阐述了以SO2为代表的新型信号分子在生物体内的流通和检测手段的演变。
2022, 37(3): 211100
doi: 10.3866/PKU.DXHX202111002
Abstract:
生物矿化是生命体通过调控无机矿物的成核、取向、生长和组装来制造有机-无机复合材料的过程。借鉴生物矿化的原理，可利用有机基质实现无机材料的可控合成，制备出性能优异的新型复合材料。更有趣的是，将材料和生物体从结构和功能两个层面整合，利用材料-生物之间的协同调控，可构筑出新功能生命体，这也是仿生矿化发展的重要方向。本论文首先介绍生物矿化的基本理论和自然界中的生物矿化现象。随后通过对生物矿物结构和功能的阐述，提出仿生构筑新功能生命体的概念，并系统介绍构筑新型材料-生物体的方法，在此基础上系统总结新功能生命体在环保、能源、医学等领域的应用。最后，针对目前该领域存在的局限和问题展开讨论，对实现智能仿生构筑生命体的研究进行展望。我们认为基于仿生矿化构筑新功能生命体的研究能够推动学科边界不断融合，为材料学、化学生物学、生物无机化学以及医学等领域的发展提供新的方向。
生物矿化是生命体通过调控无机矿物的成核、取向、生长和组装来制造有机-无机复合材料的过程。借鉴生物矿化的原理，可利用有机基质实现无机材料的可控合成，制备出性能优异的新型复合材料。更有趣的是，将材料和生物体从结构和功能两个层面整合，利用材料-生物之间的协同调控，可构筑出新功能生命体，这也是仿生矿化发展的重要方向。本论文首先介绍生物矿化的基本理论和自然界中的生物矿化现象。随后通过对生物矿物结构和功能的阐述，提出仿生构筑新功能生命体的概念，并系统介绍构筑新型材料-生物体的方法，在此基础上系统总结新功能生命体在环保、能源、医学等领域的应用。最后，针对目前该领域存在的局限和问题展开讨论，对实现智能仿生构筑生命体的研究进行展望。我们认为基于仿生矿化构筑新功能生命体的研究能够推动学科边界不断融合，为材料学、化学生物学、生物无机化学以及医学等领域的发展提供新的方向。
2022, 37(3): 211100
doi: 10.3866/PKU.DXHX202111005
Abstract:
与有机和高分子纳米材料相比，无机纳米材料具有化学性质稳定、力学性能优良、生物相容性和骨诱导性良好等优势，是用于骨代谢调控的主要材料。文章分别从细胞、分子及动物水平总结了羟基磷灰石、稀土纳米材料、金纳米颗粒、碳纳米管等无机纳米材料在骨代谢调控中的作用及其机制，并对无机纳米材料在骨代谢调控中面临的挑战进行了展望。
与有机和高分子纳米材料相比，无机纳米材料具有化学性质稳定、力学性能优良、生物相容性和骨诱导性良好等优势，是用于骨代谢调控的主要材料。文章分别从细胞、分子及动物水平总结了羟基磷灰石、稀土纳米材料、金纳米颗粒、碳纳米管等无机纳米材料在骨代谢调控中的作用及其机制，并对无机纳米材料在骨代谢调控中面临的挑战进行了展望。
2022, 37(3): 220104
doi: 10.3866/PKU.DXHX202201049
Abstract:
近年来，人类冠状病毒的出现与传播对全球公共卫生防控带来了严重危机和巨大挑战。因此，迫切需要开发广谱的抗冠状病毒疫苗。疫苗一般具有抗原递送与免疫调节两个特点，而佐剂在疫苗免疫增效中发挥着关键作用。随着人们对金属免疫的认识增加，目前除了长期应用的铝佐剂外，其他无机金属元素及其纳米颗粒因其独特的性质发展成为具有潜力的候选佐剂。本文介绍了几种典型的无机纳米颗粒及其在抗人类冠状病毒疫苗佐剂中的应用并提出其设计要点，为后续个性化疫苗与新型无机纳米佐剂的开发提供思路。
近年来，人类冠状病毒的出现与传播对全球公共卫生防控带来了严重危机和巨大挑战。因此，迫切需要开发广谱的抗冠状病毒疫苗。疫苗一般具有抗原递送与免疫调节两个特点，而佐剂在疫苗免疫增效中发挥着关键作用。随着人们对金属免疫的认识增加，目前除了长期应用的铝佐剂外，其他无机金属元素及其纳米颗粒因其独特的性质发展成为具有潜力的候选佐剂。本文介绍了几种典型的无机纳米颗粒及其在抗人类冠状病毒疫苗佐剂中的应用并提出其设计要点，为后续个性化疫苗与新型无机纳米佐剂的开发提供思路。
2022, 37(3): 210501
doi: 10.3866/PKU.DXHX202105012
Abstract:
教育发展新形势下，高校思政教育面临新的需求和挑战。本文围绕化学学科特点，以学生视角为出发点，探讨大学化学中的课程思政问题，并提出若干应对策略。要深入推进课程思政，应在教学内容中，考虑学生的价值诉求，提升价值导向的针对性；在教学评价中，搭建师生沟通的渠道，提升评价活动的精准性，增强学生对课程思政的认同度；在学生层面，转换学生的学习动机，有效传递教学内容。
教育发展新形势下，高校思政教育面临新的需求和挑战。本文围绕化学学科特点，以学生视角为出发点，探讨大学化学中的课程思政问题，并提出若干应对策略。要深入推进课程思政，应在教学内容中，考虑学生的价值诉求，提升价值导向的针对性；在教学评价中，搭建师生沟通的渠道，提升评价活动的精准性，增强学生对课程思政的认同度；在学生层面，转换学生的学习动机，有效传递教学内容。
2022, 37(3): 210502
doi: 10.3866/PKU.DXHX202105029
Abstract:
针对结构化学的特点，开展混合式教学模式的探索与实践。将网络教学平台的自主学习与传统面授进行优势互补，对抽象化知识点进行可视化表达，调动学生学习的积极性和主动性，并根据学习效果及时调整线下授课方案。混合式教学模式的应用，充分体现了教师的主导作用及学生的主体作用，取得了较好的教学效果。
针对结构化学的特点，开展混合式教学模式的探索与实践。将网络教学平台的自主学习与传统面授进行优势互补，对抽象化知识点进行可视化表达，调动学生学习的积极性和主动性，并根据学习效果及时调整线下授课方案。混合式教学模式的应用，充分体现了教师的主导作用及学生的主体作用，取得了较好的教学效果。
2022, 37(3): 210601
doi: 10.3866/PKU.DXHX202106013
Abstract:
以开尔文公式为例，探讨新发展理念在物理化学教学中的应用，把创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念贯穿到物理化学教学的全过程和各章节并通过教学设计展示，以促进物理化学课程的高质量发展，加快新时代物理化学课程建设的新格局，贯穿落实新发展理念，对化学、理学乃至整个高等教育的发展具有示范作用。
以开尔文公式为例，探讨新发展理念在物理化学教学中的应用，把创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念贯穿到物理化学教学的全过程和各章节并通过教学设计展示，以促进物理化学课程的高质量发展，加快新时代物理化学课程建设的新格局，贯穿落实新发展理念，对化学、理学乃至整个高等教育的发展具有示范作用。
2022, 37(3): 210505
doi: 10.3866/PKU.DXHX202105055
Abstract:
针对大学化学实验课程的特点，从课程教学目标设计、实验教学活动设计和课程教学成果评价三个方面，探索教学过程中专业知识与思政元素的结合点。分别从培养学生的爱国情怀、科学素养、创新意识、职业素养、社会责任感、辩证思维和绿色发展理念等多个维度介绍在大学化学实验教学过程中实施思政教育的具体措施。利用好课堂教学的主渠道，将知识探究、能力建设和价值塑造三者融为一体，推进全员全程全方位育人的重要实践，培养学生成为德智体美劳全面发展的新时代社会主义建设者和接班人。
针对大学化学实验课程的特点，从课程教学目标设计、实验教学活动设计和课程教学成果评价三个方面，探索教学过程中专业知识与思政元素的结合点。分别从培养学生的爱国情怀、科学素养、创新意识、职业素养、社会责任感、辩证思维和绿色发展理念等多个维度介绍在大学化学实验教学过程中实施思政教育的具体措施。利用好课堂教学的主渠道，将知识探究、能力建设和价值塑造三者融为一体，推进全员全程全方位育人的重要实践，培养学生成为德智体美劳全面发展的新时代社会主义建设者和接班人。
2022, 37(3): 210600
doi: 10.3866/PKU.DXHX202106001
Abstract:
课程思政在满足教育需求的同时，需要结合学科发展特点发掘思政新元素。本文介绍了南京大学有机化学双语教学团队在课程思政改革中取得的阶段性成绩，探讨在基础有机化学双语教学课堂中引入中国有机化学家贡献的必要性，对增强学生文化自信、提升课程学习兴趣、塑造科学精神与品质和培养爱国主义情怀等方面有积极作用。
课程思政在满足教育需求的同时，需要结合学科发展特点发掘思政新元素。本文介绍了南京大学有机化学双语教学团队在课程思政改革中取得的阶段性成绩，探讨在基础有机化学双语教学课堂中引入中国有机化学家贡献的必要性，对增强学生文化自信、提升课程学习兴趣、塑造科学精神与品质和培养爱国主义情怀等方面有积极作用。
2022, 37(3): 210505
doi: 10.3866/PKU.DXHX202105050
Abstract:
开展课程思政教学改革是高校实现三全育人的有效途径，是高校实现立德树人根本任务的重要举措。高分子材料制备与成型创新实验是高分子材料与工程专业的必修专业综合实践类课程，该课程具有思政元素丰富、现场实践教学感染力强等优势。本文以高分子材料制备与成型创新实验为例，从实践类课程开展课程思政教学改革的意义、探索、实践和长效机制等方面进行了系统论述，总结了在实践类课程中开展课程思政教育的具体方法、优势和意义。
开展课程思政教学改革是高校实现三全育人的有效途径，是高校实现立德树人根本任务的重要举措。高分子材料制备与成型创新实验是高分子材料与工程专业的必修专业综合实践类课程，该课程具有思政元素丰富、现场实践教学感染力强等优势。本文以高分子材料制备与成型创新实验为例，从实践类课程开展课程思政教学改革的意义、探索、实践和长效机制等方面进行了系统论述，总结了在实践类课程中开展课程思政教育的具体方法、优势和意义。
2022, 37(3): 210600
doi: 10.3866/PKU.DXHX202106007
Abstract:
无机及分析化学实验是汉江师范学院生物科学专业在大一开设的首门必修实验课程，其教学质量对后续专业课程的学习、学生学术研究能力和创新性思维的培养等具有重要意义。然而，汉江师范学院无机及分析化学实验教学过程中存在理论课程与实验课程教学进度不匹配、学生课前预习不充分以及课程期末考核方式单一等问题。笔者通过课件推送、问题收集、能力提升的“三维”教学模式，突出学生的主体地位，将实验课程的考核机制落实到课程学习的各个环节，旨在提高学生的学习动力和激发学生的求知欲。该“三维”教学模式的实施对提高无机及分析化学实验课程的教学质量具有重要意义。
无机及分析化学实验是汉江师范学院生物科学专业在大一开设的首门必修实验课程，其教学质量对后续专业课程的学习、学生学术研究能力和创新性思维的培养等具有重要意义。然而，汉江师范学院无机及分析化学实验教学过程中存在理论课程与实验课程教学进度不匹配、学生课前预习不充分以及课程期末考核方式单一等问题。笔者通过课件推送、问题收集、能力提升的“三维”教学模式，突出学生的主体地位，将实验课程的考核机制落实到课程学习的各个环节，旨在提高学生的学习动力和激发学生的求知欲。该“三维”教学模式的实施对提高无机及分析化学实验课程的教学质量具有重要意义。
2022, 37(3): 210604
doi: 10.3866/PKU.DXHX202106045
Abstract:
分析了当下精细化工实验教学中存在的一些不足。鉴于此，首先利用“课程思政”帮助学生树立正确的人生观和专业观；其次，提供网络资源，让学生课前学习，抽出更多的上课时间做实验；最后，从实验内容、教学方法和考核形式三方面，对精细化工实验的教学方法进行了改革，取得了较为理想的效果。
分析了当下精细化工实验教学中存在的一些不足。鉴于此，首先利用“课程思政”帮助学生树立正确的人生观和专业观；其次，提供网络资源，让学生课前学习，抽出更多的上课时间做实验；最后，从实验内容、教学方法和考核形式三方面，对精细化工实验的教学方法进行了改革，取得了较为理想的效果。
2022, 37(3): 210601
doi: 10.3866/PKU.DXHX202106018
Abstract:
陕西师范大学化学化工学院无机化学课程组根据课程内容和学生学习特点，有针对性地设计并采取了不同的授课方式，构建了多模态教学方式，尝试了创新型课堂，以调动学生的学习积极性，培养学生的自主学习能力。本文从学生的角度出发，依据无机化学课程学习情况，对不同的教学方式下的学习感受进行了总结，剖析了学生在多模态建构下的无机化学课程中的学习体验与感受，以期在教学改革的探索中实现师生共学相长，共同提升教学质量，打造适合提升学生综合能力的“入门课程”。
陕西师范大学化学化工学院无机化学课程组根据课程内容和学生学习特点，有针对性地设计并采取了不同的授课方式，构建了多模态教学方式，尝试了创新型课堂，以调动学生的学习积极性，培养学生的自主学习能力。本文从学生的角度出发，依据无机化学课程学习情况，对不同的教学方式下的学习感受进行了总结，剖析了学生在多模态建构下的无机化学课程中的学习体验与感受，以期在教学改革的探索中实现师生共学相长，共同提升教学质量，打造适合提升学生综合能力的“入门课程”。
2022, 37(3): 210604
doi: 10.3866/PKU.DXHX202106044
Abstract:
详细总结陕西师范大学化学化工学院在无机化学实验课程改革的实施情况，从教学内容、考核模式、教学平台、课程思政以及教学总结等方面进行阐述，并通过典型案例“二氧化碳分子量的测定”介绍了各项改革内容如何具体实施，希望为相关课程的改革提供借鉴。
详细总结陕西师范大学化学化工学院在无机化学实验课程改革的实施情况，从教学内容、考核模式、教学平台、课程思政以及教学总结等方面进行阐述，并通过典型案例“二氧化碳分子量的测定”介绍了各项改革内容如何具体实施，希望为相关课程的改革提供借鉴。
2022, 37(3): 210803
doi: 10.3866/PKU.DXHX202108039
Abstract:
结合近年来开展有机化学本科教学的经验和体会，提出了在教学活动中开展师生之间有效互动的必要性。对实际教学过程中的课前互动、课堂互动和课后互动的几种情况进行了分析，并对面对面互动和在线互动的效果进行了比较。实践表明，每一种师生互动的形式都有其自身优点和固有缺陷，只有将其结合起来综合利用，开展混合式互动的教学模式，才能最大程度地实现教学相长的目的。在有机化学教学活动中，高效的师生互动有助于学生培养有机化学的思维方法，增强其独立思考和解决问题的能力，为将来成为创新性的有机化学人才打下坚实的基础。
结合近年来开展有机化学本科教学的经验和体会，提出了在教学活动中开展师生之间有效互动的必要性。对实际教学过程中的课前互动、课堂互动和课后互动的几种情况进行了分析，并对面对面互动和在线互动的效果进行了比较。实践表明，每一种师生互动的形式都有其自身优点和固有缺陷，只有将其结合起来综合利用，开展混合式互动的教学模式，才能最大程度地实现教学相长的目的。在有机化学教学活动中，高效的师生互动有助于学生培养有机化学的思维方法，增强其独立思考和解决问题的能力，为将来成为创新性的有机化学人才打下坚实的基础。
2022, 37(3): 210600
doi: 10.3866/PKU.DXHX202106004
Abstract:
对于取代环已酮还原产物的立体选择性，仅通过还原试剂的动力学条件和生成产物的热力学稳定性进行预测是不准确的，需要考虑反应过程中存在的其他因素。采用过渡态理论可以对取代环已酮还原产物的立体选择性进行更全面、更准确的预测。一方面，还原试剂进攻羰基形成过渡态时，表现出决定立体选择性的空间位阻效应和电子效应；另一方面，反应物优势构象，即形成过渡态时的扭转应变和相对于标准对交叉构象偏转角的大小对产物的立体选择性也不容忽视。本文从过渡态形成过程中所体现的空间位阻、电子效应和构象三方面进行讨论，阐述了取代环已酮还原产物的立体选择性。
对于取代环已酮还原产物的立体选择性，仅通过还原试剂的动力学条件和生成产物的热力学稳定性进行预测是不准确的，需要考虑反应过程中存在的其他因素。采用过渡态理论可以对取代环已酮还原产物的立体选择性进行更全面、更准确的预测。一方面，还原试剂进攻羰基形成过渡态时，表现出决定立体选择性的空间位阻效应和电子效应；另一方面，反应物优势构象，即形成过渡态时的扭转应变和相对于标准对交叉构象偏转角的大小对产物的立体选择性也不容忽视。本文从过渡态形成过程中所体现的空间位阻、电子效应和构象三方面进行讨论，阐述了取代环已酮还原产物的立体选择性。
2022, 37(3): 210503
doi: 10.3866/PKU.DXHX202105032
Abstract:
设计了题为“5-溴-1-甲基芦竹碱衍生物制备和表征”的综合实验，以5-溴吲哚为原料，经Hofmann烷基化反应和Mannich反应成功制备重要中间体5-溴-1-甲基芦竹碱，然后与不同的酸反应制备系列5-溴-1-甲基芦竹碱衍生物。结合化合物合成及表征，既能提高学生的综合实验能力，又能培养其对科学研究的兴趣和创新探索的精神。
设计了题为“5-溴-1-甲基芦竹碱衍生物制备和表征”的综合实验，以5-溴吲哚为原料，经Hofmann烷基化反应和Mannich反应成功制备重要中间体5-溴-1-甲基芦竹碱，然后与不同的酸反应制备系列5-溴-1-甲基芦竹碱衍生物。结合化合物合成及表征，既能提高学生的综合实验能力，又能培养其对科学研究的兴趣和创新探索的精神。
2022, 37(3): 210503
doi: 10.3866/PKU.DXHX202105033
Abstract:
将科研课题“聚苯胺负载纳米金催化剂的制备及其催化性能研究”设计成应用化学专业综合实验，将科研课题的创新性和教学可行性有机结合，以推进创新型人才的培养。实验以苯胺单体（ANI）为原料，以过硫酸铵（APS）为氧化剂，制备聚苯胺（PANI）载体。采用金胶负载法、PANI原位还原法、ANI原位还原法三种载金方式分别制备PANI负载纳米金催化剂，并以NaBH4存在条件下，对硝基酚（4-NP）还原制备对氨基酚反应（4-AP）为探针评价催化剂的催化性能。实验内容多学科交叉融合，涉及催化剂的制备、催化剂的结构表征、催化剂的活性评价等多种内容。通过本次实验，学生可以经历催化学科科学研究的全过程，掌握催化材料的制备方法，并熟练运用红外光谱（FT-IR）、紫外光谱（UV-Vis）、X射线衍射光谱（XRD）等大型设备对所制备催化材料进行分析，进而激发学生的学习兴趣，提高学生的科研素养。
将科研课题“聚苯胺负载纳米金催化剂的制备及其催化性能研究”设计成应用化学专业综合实验，将科研课题的创新性和教学可行性有机结合，以推进创新型人才的培养。实验以苯胺单体（ANI）为原料，以过硫酸铵（APS）为氧化剂，制备聚苯胺（PANI）载体。采用金胶负载法、PANI原位还原法、ANI原位还原法三种载金方式分别制备PANI负载纳米金催化剂，并以NaBH4存在条件下，对硝基酚（4-NP）还原制备对氨基酚反应（4-AP）为探针评价催化剂的催化性能。实验内容多学科交叉融合，涉及催化剂的制备、催化剂的结构表征、催化剂的活性评价等多种内容。通过本次实验，学生可以经历催化学科科学研究的全过程，掌握催化材料的制备方法，并熟练运用红外光谱（FT-IR）、紫外光谱（UV-Vis）、X射线衍射光谱（XRD）等大型设备对所制备催化材料进行分析，进而激发学生的学习兴趣，提高学生的科研素养。
2022, 37(3): 210504
doi: 10.3866/PKU.DXHX202105042
Abstract:
红外振动光谱是测量物质分子结构和鉴别化合物组成的分析方法，在科研和工业分析领域广泛应用。通过红外吸收峰强度和位置变化研究体系组成及微观结构，并进一步推测其动力学信息。随着技术不断发展，红外振动光谱测量仪器也逐渐小型化、简便化，然而红外光谱实验在本科物理化学实验中未涉及。基于此并为贯彻科教融合理念，作者尝试将大学生创新创业训练计划项目“利用离子液体作为夹带剂分离共沸物的动力学研究”拓展为本科生物理化学实验，以填补红外光谱测量方法在大学物理化学实验课学习中的空白。本文选取甲醇-乙酸甲酯共沸体系为研究对象，其在聚乙烯醇工业中具有重要的研究价值。此外，共沸体系在物理化学热力学相平衡的学习中也十分重要，但学生对其微观结构缺乏直观的认识。因此利用红外振动光谱研究共沸体系的微观结构在物理化学教学和实验中具有重要的意义。
红外振动光谱是测量物质分子结构和鉴别化合物组成的分析方法，在科研和工业分析领域广泛应用。通过红外吸收峰强度和位置变化研究体系组成及微观结构，并进一步推测其动力学信息。随着技术不断发展，红外振动光谱测量仪器也逐渐小型化、简便化，然而红外光谱实验在本科物理化学实验中未涉及。基于此并为贯彻科教融合理念，作者尝试将大学生创新创业训练计划项目“利用离子液体作为夹带剂分离共沸物的动力学研究”拓展为本科生物理化学实验，以填补红外光谱测量方法在大学物理化学实验课学习中的空白。本文选取甲醇-乙酸甲酯共沸体系为研究对象，其在聚乙烯醇工业中具有重要的研究价值。此外，共沸体系在物理化学热力学相平衡的学习中也十分重要，但学生对其微观结构缺乏直观的认识。因此利用红外振动光谱研究共沸体系的微观结构在物理化学教学和实验中具有重要的意义。
2022, 37(3): 210600
doi: 10.3866/PKU.DXHX202106002
Abstract:
将纳米材料引入到滴定分析法中，利用柠檬酸钠还原氯金酸法制备了带负电荷的纳米金，然后，以纳米金为吸附指示剂，利用纳米金局部表面等离子体共振特性来确定滴定终点，从而建立了检测氯离子的新型法扬司法。研究表明，该方法在毫摩尔级可准确测定氯离子，并且废液可通过配位反应、沉淀反应和氧化还原反应，将金和银回收再利用，从而降低成本并减少污染。通过本实验的实践，使学生接触到学科的前沿领域，激发学生对科学研究的兴趣，培养学生的科研探究能力，推动绿色化学在本科教学中的应用。
将纳米材料引入到滴定分析法中，利用柠檬酸钠还原氯金酸法制备了带负电荷的纳米金，然后，以纳米金为吸附指示剂，利用纳米金局部表面等离子体共振特性来确定滴定终点，从而建立了检测氯离子的新型法扬司法。研究表明，该方法在毫摩尔级可准确测定氯离子，并且废液可通过配位反应、沉淀反应和氧化还原反应，将金和银回收再利用，从而降低成本并减少污染。通过本实验的实践，使学生接触到学科的前沿领域，激发学生对科学研究的兴趣，培养学生的科研探究能力，推动绿色化学在本科教学中的应用。
2022, 37(3): 210708
doi: 10.3866/PKU.DXHX202107087
Abstract:
介绍了一个硫酸亚铁铵制备的改进实验。在该方法中，通过往铁屑与稀硫酸的反应中加入炭黑构成原电池，将原来与稀硫酸的反应时间由1 h时间缩短为20 min。常压过滤前使用磁铁预处理，仅需8 min完成常压过滤得到硫酸亚铁溶液。通过实验的改进，解决原实验中耗时长、实验效率低的问题。并且加入的碳黑回收后能够迅速去除有机污染物，扩充了该改进实验的综合利用价值。学生通过该实验，能理解制备复盐的原理，以及原电池在工程生产中提高反应速率的作用，也能认识到工程设计中“价值最大化”，增强工程意识。
介绍了一个硫酸亚铁铵制备的改进实验。在该方法中，通过往铁屑与稀硫酸的反应中加入炭黑构成原电池，将原来与稀硫酸的反应时间由1 h时间缩短为20 min。常压过滤前使用磁铁预处理，仅需8 min完成常压过滤得到硫酸亚铁溶液。通过实验的改进，解决原实验中耗时长、实验效率低的问题。并且加入的碳黑回收后能够迅速去除有机污染物，扩充了该改进实验的综合利用价值。学生通过该实验，能理解制备复盐的原理，以及原电池在工程生产中提高反应速率的作用，也能认识到工程设计中“价值最大化”，增强工程意识。
2022, 37(3): 210501
doi: 10.3866/PKU.DXHX202105010
Abstract:
核磁共振是解析有机化合物结构的一种常用的方法，也是有机波谱分析课程教学中的重点内容之一。本文结合三个实例介绍了核磁共振氢谱解析思路，理论与科研实际相结合，利用核磁共振氢谱判断产物中异构体的结构，通过峰组的积分面积确定异构体的比例，以便培养学生的科学素养，激发学生的学习兴趣，提高谱图的解析能力。
核磁共振是解析有机化合物结构的一种常用的方法，也是有机波谱分析课程教学中的重点内容之一。本文结合三个实例介绍了核磁共振氢谱解析思路，理论与科研实际相结合，利用核磁共振氢谱判断产物中异构体的结构，通过峰组的积分面积确定异构体的比例，以便培养学生的科学素养，激发学生的学习兴趣，提高谱图的解析能力。
2022, 37(3): 210602
doi: 10.3866/PKU.DXHX202106027
Abstract:
有机化合物的命名是有机化学教学中的重要环节，而含氮化合物在其中占有很重的比例。本文对新的命名原则《有机化合物命名原则2017》中的含氮化合物的命名方法进行解读，以便于师生在有机化学的教授和学习中掌握新版的有机化合物命名规则，尽快实现旧命名原则向新命名原则的过渡和转化。
有机化合物的命名是有机化学教学中的重要环节，而含氮化合物在其中占有很重的比例。本文对新的命名原则《有机化合物命名原则2017》中的含氮化合物的命名方法进行解读，以便于师生在有机化学的教授和学习中掌握新版的有机化合物命名规则，尽快实现旧命名原则向新命名原则的过渡和转化。
2022, 37(3): 210506
doi: 10.3866/PKU.DXHX202105063
Abstract:
针对学生对于无机化学的微观结构部分内容学习过程中枯燥、难以形象化的具体情况，本文介绍了系列利用Orbital Viewer为辅助进行互动性课堂的教学活动。通过在原子轨道、共价键类型等知识点进行互动性教学活动的实施，能够有效提升学生学习积极性与动机，并建立合理的微观结构模型，掌握原子轨道、共价键的真实结构，为进一步学习杂化轨道、分子轨道理论奠定基础。
针对学生对于无机化学的微观结构部分内容学习过程中枯燥、难以形象化的具体情况，本文介绍了系列利用Orbital Viewer为辅助进行互动性课堂的教学活动。通过在原子轨道、共价键类型等知识点进行互动性教学活动的实施，能够有效提升学生学习积极性与动机，并建立合理的微观结构模型，掌握原子轨道、共价键的真实结构，为进一步学习杂化轨道、分子轨道理论奠定基础。
2022, 37(3): 210703
doi: 10.3866/PKU.DXHX202107039
Abstract:
维生素B12的研究史蕴含了丰富的思政元素。本文通过探究维生素B12的发现、治疗恶性贫血机理、结构测定、人工合成、生物合成中的关键人物、事件，凝练出弘扬中医药学、用科学造福人类、团队合作、持之以恒、创新精神等五大思政元素，以期为相关专业课程中课程思政的开展带来有益的启迪。
维生素B12的研究史蕴含了丰富的思政元素。本文通过探究维生素B12的发现、治疗恶性贫血机理、结构测定、人工合成、生物合成中的关键人物、事件，凝练出弘扬中医药学、用科学造福人类、团队合作、持之以恒、创新精神等五大思政元素，以期为相关专业课程中课程思政的开展带来有益的启迪。
