硕士
  1. 物理化学  1.1. 热力学  1.1.1. 热力学定律  1.1.2. 焓和热容量  1.1.3. 熵和自由能  1.1.4. 相平衡  1.1.5. 统计热力学  1.1.6. 热力学循环  1.1.7. 逸度与活度  1.2. 量子化学  1.2.1. 量子力学原理  1.2.2. 薛定谔方程  1.2.3. 盒子中的粒子  1.2.4. 算符与特征值  1.2.5. 原子轨道  1.2.6. 分子轨道理论  1.2.7. 微扰理论  1.2.8. 价键理论  1.2.9. 杂化与化学键  1.3. 化学动力学  1.3.1. 速率定律和反应机制  1.3.2. 碰撞理论  1.3.3. 过渡态理论  1.3.4. 酶动力学  1.3.5. 连锁反应与聚合反应  1.3.6. 光化学反应  1.4. 统计力学  1.4.1. 分配函数  1.4.2. Molecular distribution functions  1.4.3. 玻尔兹曼分布  1.4.4. 玻色-爱因斯坦与费米-狄拉克统计  1.5. Spectroscopy  1.5.1. 转动光谱学  1.5.2. 振动光谱学  1.5.3. 电子光谱学  1.5.4. 核磁共振波谱法  1.5.5. 质谱法  1.5.6. 拉曼光谱  1.5.7. 电子顺磁共振光谱  1.6. 表面和胶体化学  1.6.1. 吸附等温线  1.6.2. 表面张力和润湿  1.6.3. 胶体稳定性  1.6.4. 催化  1.6.5. 乳液和胶束  1.7. 电化学  1.7.1. Nernst方程  1.7.2. 电化学电池  1.7.3. 导电性和迁移率  1.7.4. 战争  1.7.5. 燃料电池  1.7.6. 电解
  2. 有机化学  2.1. 反应机制  2.1.1. 亲核取代反应  2.1.2. 亲电加成反应  2.1.3. 消除反应  2.1.4. 重排反应  2.1.5. 自由基反应  2.1.6. 周环反应  2.2. 光谱学和结构测定  2.2.1. 紫外-可见分光光度法  2.2.2. 红外光谱  2.2.3. NMR 光谱学  2.2.4. 质谱分析  2.2.5. X射线晶体学  2.3. 立体化学  2.3.1. 手性和光学活性  2.3.2. 结构分析  2.3.3. 几何异构  2.3.4. 动态立体化学  2.4. 金属有机化学  2.4.1. 有机锂和有机镁试剂  2.4.2. 钯催化的交叉偶联反应  2.4.3. 过渡金属配合物  2.4.4. 金属-碳键  2.5. 聚合物化学  2.5.1. 聚合机制  2.5.2. 聚合物特性  2.5.3. 可生物降解聚合物  2.5.4. 导电聚合物  2.5.5. 超分子聚合物  2.6. 药物化学  2.6.1. 药物设计与开发  2.6.2. 药代动力学与药效学  2.6.3. 结构-活性关系  2.6.4. 分子对接和药物筛选
  3. 无机化学  3.1. 配位化学  3.1.1. 晶体场理论  3.1.2. 配体场理论  3.1.3. 光谱化学系列  3.1.4. 螯合与稳定性  3.2. 有机金属化学  3.2.1. 金属羰基化合物  3.2.2. 有机金属络合物催化  3.2.3. 金属络合物  3.3. 生物无机化学  3.3.1. 金属蛋白和酶  3.3.2. 金属在生物系统中的作用  3.3.3. 金属离子的运输和储存  3.4. 固态化学  3.4.1. 晶体结构  3.4.2. 固体的能带理论  3.4.3. 超导体  3.4.4. 晶体中的缺陷  3.5. 镧系元素和锕系元素  3.5.1. 镧系和锕系的电子配置  3.5.2. 镧系元素的配位化学  3.5.3. 镧系元素的磁性
  4. 分析化学  4.1. 色谱法  4.1.1. 气相色谱法  4.1.2. 高效液相色谱法  4.1.3. 薄层色谱  4.2. Spectroscopic Techniques  4.2.1. 原子吸收光谱法  4.2.2. X射线衍射  4.2.3. 感应耦合等离子体光谱仪  4.3. 电分析方法  4.3.1. 电位测量法  4.3.2. 伏安法  4.3.3. 库仑分析法  4.4. 质谱分析  4.4.1. 电离技术  4.4.2. 碎片模式  4.5. 化学计量学  4.5.1. 多学科分析  4.5.2. 化学中的机器学习
  5. 理论与计算化学  5.1. 分子动力学模拟  5.1.1. 力场和能量最小化  5.1.2. 分子动力学模拟中的蒙特卡罗模拟  5.2. 量子化学方法  5.2.1. 哈特里–福克理论  5.2.2. 密度泛函理论  5.2.3. 半经验方法  5.3. 计算药物设计  5.3.1. 分子对接  5.3.2. QSAR建模  5.3.3. 虚拟筛选
  6. 生物化学  6.1. 酶动力学  6.1.1. 米氏动力学  6.1.2. 抑制机制  6.2. 代谢与生物能量学  6.2.1. 糖酵解  6.2.2. 柠檬酸循环  6.2.3. 电子传递链  6.3. 分子生物学  6.3.1. DNA复制与修复  6.3.2. 蛋白质合成  6.3.3. 基因调控  6.4. 结构生物化学  6.4.1. 蛋白质折叠  6.4.2. 膜生物物理学
  7. 环境化学  7.1. 大气化学  7.1.1. 温室气体  7.1.2. 臭氧层损耗  7.1.3. 空气污染物与烟雾  7.2. 水化学  7.2.1. pH和水硬度  7.2.2. 废水处理  7.2.3. 水化学  7.3. 土壤化学  7.3.1. 重金属污染  7.3.2. 土壤pH和缓冲能力  7.3.3. 营养循环  7.4. 毒理学与化学安全  7.4.1. 毒理动力学  7.4.2. 环境化学中的毒理学和化学安全风险评估  7.4.3. 污染物对环境的影响

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生物化学


生物化学是研究生物体内及其相关化学过程的科学分支。它是一种以实验室为基础的科学，结合生物学和化学，利用化学知识和技术来帮助理解和解决生物学问题。

生物化学的基础

生物化学为现代科学和技术的发展做出了巨大贡献。为了彻底了解生物化学的深度，必须熟悉构成生物分子和过程主干的基本化学原理。

生命的元素

我们所知的生命主要由六种元素组成：碳（C）、氢（H）、氮（N）、氧（O）、磷（P）和硫（S）。这些元素结合形成生命必需的小分子和大分子。

简单分子的一个例子是水（H2O），由于其独特的性质如溶解能力、高比热容和表面张力，对所有生物体都是必需的。

大分子

大分子是对生物过程非常重要的复杂的大分子。这些包括碳水化合物、蛋白质、脂类和核酸。

碳水化合物 蛋白质 脂质 核酸

这些大分子对生物体是必不可少的：

  • 碳水化合物： 这些由碳、氢和氧组成。常见的例子是葡萄糖（C6H12O6），它是细胞的主要能源。
  • 蛋白质： 由氨基酸组成的蛋白质执行各种功能，包括催化代谢反应、复制DNA和运输分子。像淀粉酶这样的酶是一种帮助消化碳水化合物的蛋白质的例子。
  • 脂类： 这些是非极性分子，具有疏水性。它们对于能量储存和形成细胞膜（例如磷脂）是重要的。
  • 核酸： DNA和RNA是存储和转移遗传信息的核酸。

生化过程

生化过程发生在生物体内，是维持生命所必需的。这些包括代谢、酶活性和细胞呼吸。

代谢

代谢是指生物体内为了维持生命而进行的所有化学反应。它包括分解和合成分子的代谢途径，分别用于释放和储存能量。例如，葡萄糖在氧气存在下被分解以产生能量。此过程称为细胞呼吸，可以用以下反应表示：

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 能量 (ATP)

酶

酶是作為催化剂加速生化反应而不在过程中被消耗的蛋白质。它们通过降低活化能来使反应更容易发生。一个视觉表示可以总结能量流动：

无酶 有酶

酶活性在生物功能（例如消化）中很重要，其中像胰蛋白酶这样的酶帮助分解蛋白质。

分子生物学的中心法则

分子生物学的中心法则是理解遗传信息流动的框架。这是DNA被转录为RNA，然后被翻译为蛋白质的过程。

DNA → RNA → 蛋白质
DNA RNA 蛋白质

信息流对于蛋白质的合成是至关重要的，蛋白质在活细胞中执行大部分功能，从提供结构支持到作为激素。

结论

生物化学是一门跨学科的领域，结合了生物学和化学的原理，以理解分子水平上的生命。理解生物化学对于理解从最小的微生物到最大的生态系统的生物是如何运作的至关重要。对大分子、酶过程和分子生物学的中心法则的研究例证了生化过程的复杂性和美丽。


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