分子自组装原理及应用
分子自组装的原理及特点：
分子自组装的原理是利用分子与分子或分子中某一片段与另一片段之间的分子识别,相互通过非共价作用形成具有特定排列顺序的分子聚合体。分子自发地通过无数非共价键的弱相互作用力的协同作用是发生自组装的关键。这里的“弱相互作用力”指的是氢键、范德华力、静电力、疏水作用力、ππ堆积作用、阳离子π吸附作用等。非共价键的弱相互作用力维持自组装体系的结构稳定性和完整性。并不是所有分子都能够发生自组装过程,它的产生需要两个条件:自组装的动力以及导向作用。自组装的动力指分子间的弱相互作用力的协同作用,它为分子自组装提供能量。自组装的导向作用指的是分子在空间的互补性,也就是说要使分子自组装发生就必须在空间的尺寸和方向上达到分子重排要求。
自组装膜的制备及应用是目前自组装领域研究的主要方向。自组装膜按其成膜机理分为自组装单层膜(Self- assembled monolayers , SAMs和逐层自组装膜(Layer -by –layer self-assembled membrane)。如图1所示,自组装膜的成膜机理是通过固液界面间的化学吸附,在基体上形成化学键连接的、取向排列的、紧密的二维有序单分子层,是纳米级的超薄膜。活性分子的头基与基体之间的化学反应使活性分子占据基体表面上每个可以键接的位置,并通过分子间力使吸附分子紧密排列。如果活性分子的尾基也具有某种反应活性,则又可继续与别的物质反应,形成多层膜,即化学吸附多层膜。自组装成膜较另外一种成膜技术ＬａｎｇｍｕｉｒＢｌｏｄｇｅｔｔ(ＬＢ)成膜具有操作简单,膜的热力学性质好,膜稳定的特点,因而它更是一种具有广阔应用前景的成膜技术。另外,根据膜层与层之间的作用方式不同,自组装多层膜又可分为两大类,除了前面所述基于化学吸附的自组装膜外,还包括交替沉积的自组装膜。通过化学吸附自组装膜技术制得的单层膜有序度高,化学稳定性也较好。而交替沉积自组装膜主要指的是带相反电荷基团的聚电解质之间层与层组装而构筑起来的膜,这种膜能把膜控制在分子级水平,是一种构筑复合有机超薄膜的有效方法。
分子自组装体系形成的影响因素：
分子自组装是在热力学平衡条件下进行的分子重排过程,它的影响因素也多种多样,主要有以下三个影响因素:
1 分子识别对分子自组装的影响
分子识别可定义为某给定受体对作用物或者给体有选择地结合并产生某种特定功能的过程,包括分子间有几何尺寸、形状上的相互识别以及分子对氢键、ππ相互作用等非共价相互作用力的识别。利用分子彼此间的识别、结合特征,从中挖掘高效、高选择性的功能。若将具有识别部位的多个分子组合,彼此便寻找最安定、最接近的位置,并形成超过单个分子功能的高次结构的聚集体。在有机分子自组装过程中控制组装顺序的指令信息就包含于自组装分子之中,信息依靠分子识别进行。目前分子识别进一步应用于临床药物分析、模拟酶催化以及化学仿生传感器。为定性分离和设计提供更多的信息,也为加速分子发现提供潜能。
2 组分对分子自组装的影响
组分的结构和数目对自组装超分子聚集体的结构有很大的影响。吴凡等利用扫描轨道电镜观测了4 十六烷氧基苯甲酸(Ｔ1)和3,4,5 三取代十六烷氧基苯甲酸(Ｔ3)分子在石磨上形成的自组装体系的结构,结果发现这两种分子的自组装排列结构有着很大的不同:Ｔ1分子形成的是有序的明暗相间的条陇状结构,而Ｔ3分子形成的是密堆积结构。这说明组分结构的微小变化或组分的数目变化可能导致其参与形成的自组装体结构上的重大变化。
3 溶剂对分子自组装的影响
绝大多数对自组装体系的研究都是在溶液中进行的,因而溶剂对自组装体系的形成起着关键作用。溶剂的性质及结构上的不同都可能导致自组装体系结构发生重大改变。任何破坏非共价键的溶剂,都可能会影响到自组装过程的进行,包括溶剂的类型、密度、ｐＨ值以及浓
度等。ＪｏｓｅｐｈＭ.Ｄｅｓｉｍｏｎｅ用不同密度液态或超临界态二氧化碳作为溶剂时,考察对两性共聚分子的自组装的形成的影响,结果发现在ＣＯ2溶剂密度低于0 82ｇｃｍ3时,ＣＯ2相和高分子相是独立存在的:当ＣＯ2溶剂密度增加时,高分子溶解,成为低聚物(半径2～4ｎｍ);当密度到达一定值时,低聚物团聚成球形颗粒。由此可知溶剂的密度对自组装确实有一定的影响。
分子自组装在膜材料方面的应用：
分子自组装膜,特别是自组装单分子膜(ＳＡＭｓ),是分子自组装研究最多的领域,并且得到了广泛的应用。例如,ＳＡＭｓ在电子仪器制造、塑料成型、防蚀层研究等诸多领域都有实际应用。ＳｕｎｇｈｏＫｉｍ等研究了ＴｉＯ2纳米粒子与聚苯酰胺自组装薄膜聚合物膜,这种膜可消除生物污垢。自组装单分子膜可通过含有自由运动的端基,例如硫醇,氨基等的有机分子(脂肪族或者芳香族)对电极表面改性,赋予了电极表面新的功能。ＮｉｒｍａｌｙａＫ.Ｃｈａｋｉ等阐述了ＳＡＭｓ在生物传感器上的应用,说明了单层分子膜的设计对基于ＳＡＭｓ的生物传感器有关键的作用。Ｆ.Ｓｉｎａｐｉ等以多晶锌为基体利用自组装技术在乙醇溶液体系中合成了(ＭｅＯ)3Ｓｉ(ＣＨ2)3ＳＨ自组装膜,并证实了这种膜是一种具有保护作用的吸收膜。
分子自组装在生物科学方面的应用：
目前分子自组装在生物科学中主要应用在酶、蛋白质、ＤＮＡ、缩氨酸、磷脂的生物分子自组装膜。这些生物分子自组装膜被广泛应用于生物传感器、分子器件、高效催化材料、医用生物材料领域。例如,缩氨酸表面活性剂的自组装行为对于研究不含油脂的生物表面活性剂的人工合成和分子自组装的动力学具有积极的意义。Ｓａｎｔｏｓｏ等人就利用类表面活性剂的缩氨酸分子自组装合成了纳米管纳米囊泡,研究表明其平均直径在30～50ｎｍ之间。ＤＮＡ树枝状大分子的自组装是在生命体中组蛋白ＤＮＡ自组装体系人工模拟的最佳途径。由于ＤＮＡ树枝状大分子自组装体系中的ＤＮＡ对核酸酶降解的阻碍作用,使得这种自组装体系的结构在基因治疗和生物医学领域有非常重要的应用。酶、蛋白质、ＤＮＡ等生物分子自组装体系,不仅保持了生物分子独特的生物功能,同时又为信息、电子科学的发展提供了微型化、智能化的材料。随着生物技术的进一步发展和材料性能的进一步提高,生物大分子自组装体系将得到更深入的研究和更广泛的运用。
碱基
科技名词定义
中文名称：碱基
英文名称：base
定义：一类带碱性的有机化合物，是嘌呤和嘧啶的衍生物。DNA中的碱基主要有腺嘌呤、
鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶；RNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧
啶。此外，DNA和RNA中都发现有许多稀有碱基，在转移核糖核酸中含量最高。
应用学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；核酸与基因（二级学科）
以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
求助编辑百科名片
碱基指嘌呤和嘧啶的衍生物，是核酸、核苷、核苷酸的成分。核酸中也有一些含量很少的稀有碱基。稀有碱基的结构多种多样，多半是主要碱基的甲基衍生物。编辑本段基本信息
常见碱基
碱基（base）
碱基指嘌呤和嘧啶的衍生物，是核酸、核苷、核苷酸的成分。DNA和RNA的主要碱基略有不同，其重要区别是：胸腺嘧啶是DNA的主要嘧啶碱，在RNA中极少见；相反，尿嘧啶是RNA的主要嘧啶碱，在DNA中则是稀有的。
除主要碱基外，核酸中也有一些含量很少的稀有碱基。稀有碱基的结构多种多样，多半是主要碱基的甲基衍生物。tRNA往往含有较多的稀有碱基，有的tRNA含有的稀有碱基达到10%。嘌呤和嘧啶碱基是近乎平面的分子，相对难溶于水：在约260纳米的紫外光区有较强的吸收。[1]
编辑本段结构
在脱氧核糖核酸和核糖核酸中，起配对作用的部分是含氮碱基。5种碱基都是杂环化合物，氮原子位于环上或取代氨基上，其中一部分（取代氨基，以及嘌呤环的1位氮、嘧啶环的3位氮）直接参与碱基配对。
碱基置换类型及缺失和插入突变示意图
[2]
碱基共有5种：胞嘧啶（缩写作C）、鸟嘌呤（G）、腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T，DNA 专有）和尿嘧啶（U，RNA专有）。顾名思义，5种碱基中，腺嘌呤和鸟嘌呤属于嘌呤族（缩写作R），它们具有双环结构。胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶属于嘧啶族（Y），它们的环系是一个六元杂环。RNA中，尿嘧啶取代了胸腺嘧啶的位置。值得注意的是，胸腺嘧啶比尿嘧啶多一个5位甲基，这个甲基增大了遗传的准确性。
碱基通过共价键与核糖或脱氧核糖的1位碳原子相连而形成的化合物叫核苷。核苷再与磷酸结合就形成核苷酸，磷酸基接在五碳糖的5位碳原子上。
编辑本段种类
[1][3]近几年，有人将表观遗传学修饰——5-胞嘧啶甲基称为第5种碱基，5-羟甲基胞嘧啶（5-hmC）称为第6中碱基。在最新的研究成果中，研究人员发现了第7种，和第8种DNA碱基：5-胞嘧啶甲酰（5-formylcytosine），5-胞嘧啶羧基
（5-carboxylcytosine）。这两种碱基实际上都是由胞嘧啶经由张毅教授研究组一直研究的关键蛋白：Tet蛋白修饰后形成。[2]
编辑本段作用
组成DNA
DNA(脱氧核糖核酸)的结构出奇的简单。DNA分子由两条很长的糖链结构构成骨架，通过碱基对结合在一起，就象梯子一样。整个分子环绕自身中轴形成一个双螺旋。两条链的空间是一定的，为2nm。
碱基
在形成稳定螺旋结构的碱基对中共有4种不同碱基。根据它们英文名称的首字母分别称之为A(ADENINE 腺嘌呤)、T(THYMINE 胸腺嘧啶)、C(CYTOSINE 胞嘧啶)、G(GUANINE 鸟嘌呤)，另有U（URACIL尿嘧啶）。DNA与RNA共有的碱基是腺嘌呤、胞嘧啶和鸟嘌呤。胸腺嘧啶存在于DNA中，而尿嘧啶则存在于RNA中。每种碱基分别与另一种碱基的化学性质完全互补，嘌呤是双环，嘧啶是单环，两个嘧啶之间空间太大，而嘌呤之间空间不够。这样A总与T配对，G总与C配对。这四种化学“字母”沿DNA骨架排列。“字母”(碱基)的一种独特顺序就构成一个“词”(基因)。每个基因有几百甚至几万个碱基对。
嘌呤和嘧啶都有酮-烯醇式互变异构现象，一般生理pH条件下呈酮式。 AGCT（U）四种碱基在DNA中的排列遵循碱基互补配对原则
有些核酸中含有修饰碱基（或稀有碱基），这些碱基大多是在上述嘌呤或嘧啶碱的不同部位甲基化（methylation）或进行其它的化学修饰而形成的衍生物。例如有些DNA分子中含有5-甲基胞嘧啶（m5C），5-羟甲基胞嘧啶（hm5C）。某些RNA分子中含有1-甲基腺嘌呤（m1A）、2，2-二甲基鸟嘌呤（m22G）和5，6-二氢尿嘧啶（DHU）等。[1]
构成物质
碱基还构成一些生命必须物质或是重要的辅酶，如ATP,GTP,CoA等，对生命活动的作用非常大。[1]
编辑本段碱基互补原则
（theprincipleofcomplementarybasepairing）
碱基
在DNA分子结构中，由于碱基之间的氢键具有固定的数目和DNA两条链之间的距离保持不变，使得碱基配对必须遵循一定的规律，这就是Adenine（A，腺嘌呤）一定与
Thymine（T，胸腺嘧啶）配对，Guanine（G，鸟嘌呤）一定与Cytosine（C，胞嘧啶）配对，反之亦然。碱基间的这种一一对应的关系叫做碱基互补配对原则。
腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有两个氢键，鸟嘌呤与胞嘧啶之间有三个氢键，即
A=T,G≡C。根据碱基互补配对的原则，一条链上的A一定等于互补链上的T；一条链上的G一定等于互补链上的C，反之如此。
在DNA转录成RNA时，有两种方法根据碱基互补配对原则判断：1）将模板链根据原则得出一条链，再将得出的链中的T改为U（尿嘧啶）即可；2）将非模板链的T 改为U即可。如：DNA：ATCGAATCG(将此为非模板链)TAGCTTAGC（将此为模板链)转录出的mRNA：AUCGAAUCG(可看出只是将非模板链的T改为U，所以模板链又叫无义链。这也是中心法则和碱基互补配对原则的体现。）
编辑本段碱基计算的规律
规律一：在一个双链DNA分子中，A=T、G=C。即：A+G=T+C或A+C=T+G。也就是说，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，各占全部碱基总数的50%。
规律二：在双链DNA分子中，两个互补配对的碱基之和的比值与该DNA分子中每一单链中这一比值相等。
(A1+A2+T1+T2)/(G1+G2+C1+C2)=(A1+T1)/(G1+C1)=(A2+T2)/(G2+C2)。
规律三：DNA分子一条链中，两个不互补配对的碱基之和的比值等于另一互补链中这一比值的倒数，即DNA分子一条链中的比值等于其互补链中这一比值的倒数。(A1+G1)/(T1+C1)=(T2+C2)/(A2+G2)。
规律四：在双链DNA分子中，互补的两个碱基和占全部碱基的比
碱基配对
值等于其中任何一条单链占该碱基比例的比值，且等于其转录形成的mRNA中该种比例的比值。即双链(A+T)%或(G+C)%=任意单链(A+T)%或(G+C)%=mRNA中(A+U)%或
(G+C)%。
规律五：不同生物的DNA分子中，其互补配对的碱基之和的比值(A+T)/(G+C)不同，代表了每种生物DNA分子的特异性。[1]
编辑本段碱基互补配对规律的计算
碱基互补配对规律的计算的生物学知识基础是基因控制蛋白质的合成。由于基因控制蛋白质的合成过程是：
（1）微观领域———分子水平的复杂生理过程，学生没有感性知识为基础，学习感到非常抽象。
（2）涉及到多种碱基互补配对关系，DNA分子内部有A与T配对，C与G配对；DNA分子的模板链与生成的RNA之间有A与U配对，T与A配对，C与G配对。学习过程中，学生不易认识清楚。
（3）涉及许多数量关系（规律），在DNA双链中，①A等于T，G等于C，A+G/T+C 等于A+G/T+C等1；②一条单链的A+G/T+C的值与另一条互补单链的A+G/T+C的值互为倒数。③一条单链的A+T/C+G的值，与另一条互补链的A+T/C+G的值相等；④在双链DNA及其转录的RNA之间有下列关系：一条链上的（A+T）等于另一条链上的（A+T）等于RNA分子中（A+U）等于12DNA双链中的（A+T）等，学生往往记不住。再加之转录、翻译是在不同场所进行的，学生分析问题时难以把二者联系起来。以上分析说明，关于碱基互补配对规律的计算既是教的一个难点，也是学的一个难点。教学中，如果能做到：①把复杂抽象的生理过程用简单直观的图示表现出来；②把在不同场所进行的生理过程放在一起思考；③把记忆复杂繁琐的公式（规律）转变成观察图示找出数量关系；④在计算时把表示数的符号注上脚标，以免混淆，就能轻轻松松闯过这一难关。
编辑本段医学应用
DNA碱基序列决定其光敏性假设获证实。DNA分子在所有生命形态中扮演着遗传信息载体的角色，对紫外光的修改具有高度的抵抗性，但要理解其光稳定性的机制还存在一些令人费解的问题。一个重要方面是，构成DNA分子的4种碱基之间的相互作用。德国基尔大学的研究人员成功地证明，DNA链因其碱基序列而有不同的光敏感性。相关研究结果发刊登在最近出版的《科学》杂志上。
碱基
科学家们早就了解到，对包含在DNA中的遗传信息进行编码的个别碱基具有高度光稳定性，当它们吸收了来自紫外光辐射的能量时，这些能量会立刻再次释放。但令人惊讶的是，科学家们发现在包含有众多碱基的DNA中，这些机制变得失效或只是部分有效。因此，科学家们推断，紫外光激发的DNA分子的失活，必定由某种完全不同的、DNA特有的机制所取代。通过以各种方法测量具有不同碱基序列的DNA分子，德国的基尔大学理化研究所弗里德里希·泰姆普斯教授所领导的研究小组终于证实并阐明
了该种假设。
泰姆普斯教授表示，DNA通过其复杂的双螺旋结构达成其高度的光稳定性。在单股DNA链中，碱基之间的相互作用是一个堆叠在另一个之上，而且在双螺旋中，两个互补单股的碱基对之间的氢键发挥了关键作用。通过观察到的不同交互作用，DNA在某种程度上自己达成了“太阳防护”。[1][4]论文作者尼娜·施瓦尔博在合成DNA分子中的过程中研究了各种不同的碱基组合。利用飞秒脉冲激光光谱学，她测量了每种组合所释放出来的特征能量。她发现，对某些碱基组合而言，这些荧光发射的“寿命”只有约100飞秒，但对其他组合而言，时间可长达数千倍。
对于该研究结果，尼娜评论道：“我们研究了光物理特性，发现不同的碱基组合具有广泛的荧光发射寿命差异，这将导致开发出一种利用激光直接识别某些遗传序列的新诊断方法，而无须像现有方法那样以染料标记DNA。”
泰姆普斯解释说，在纳米电子学领域中，合成DNA已被证明能当作“纳米线”使用。基于这些分子不同的反应时间，有朝一日或许能使用激光脉冲来“开关”特定分子。在某些情况下，甚至有可能用DNA制造出通过氢键的键合来工作的晶体管。
编辑本段发展前景
涉及到RNA的试验，经常会要求对RNA分子进行固定化处理，这个过程通常由生物素进行标记，并辅以抗生物素蛋白作为支持物。人们使用目前的技术，可以将UMP、CMP之类的生物素化核苷酸单磷酸盐整合到RNA之中去，或者通过在转录反应中使用核苷酸单磷酸盐5'端衍生物类生物素，从而达到仅仅对RNA的5'端进行标注的目的。当然，人们也可以对纯化的RNA进行5'端或3'端的化学修饰。目前最简单的方法，就是在转录过程中对标记过程进行整合；但对于一些试验来说，对RNA进行特定位点的标记，比起对5'端进行标记或者为避免改变RNA的功能而仅仅使用单个标记物来说，似乎更为重要。[1]
为达到上述目标，IchiroHirao及其在东京大学和RIKEN的合作伙伴对非天然碱基对进行了修饰，这些生物素化的碱基能被T7RNA聚合酶以特定位点的方式整合到RNA之中去。例如，2-氨基-6-(2-噻吩基)嘌呤(s)可以被整合到一个DNA模板之中去；接着，在一个标准化的转录反应中，已经被生物素化的2-氧-(1H)吡啶(y)在s补足位点被整合到了RNA转录过程中。这一方法很容易被一般性的试验室掌握，也可以通过引入T7RNA聚合酶的方式作为商业性的转录工具包加以应用。Hirao说：“除了那些包括像s和y或修饰性y底物这类非天然碱基的DNA模板外，这一工具包可在原始协议不加修改的情况下进行应用。”
在一篇新近出版的有关“核酸研究”的论文中，研究小组应用上述方法，在传感器上对一个反义的Raf-1RNA寡聚核苷酸适配子成功进行了生物素化和固定化的处理；这一寡聚核苷酸适配子准确地找到了它的目标靶点。
Hirao认为，这一由非天然碱基对组成的系统对于RNA技术将非常有用。如果这些非天然碱基对能和原核RNA聚合酶、真核RNA聚合酶一起发挥作用的话，这一系统的应用范围将大大扩展，甚至可以应用到体内试验。Hirao也计划将这一系统的应用扩展到复制、转录和翻译这些功能过程中。他说：“如果那些包含非天然碱基对的DNA 片段能通过PCR手段进行扩增的话，这一系统作为工具进行使用的前景将更为广阔!”
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作者：李亚峰 (高中生物甘肃天水生物二班 ) 评论数/浏览数： 1 / 382 发表日期：2010-08-01 10:43:43
讲授－演示”在教学中是非常重要的。
“讲授－演示”《DNA分子的结构》
思路：通过讲述沃森和克里克发现DNA双螺旋结构，并演示构成DNA的各种分子的结构，引导学生构建分子结构模型，加深学生认识DNA分子结构的特点。
一、教学目标
1. 知识方面
⑴识记构成DNA分子的基本单位、核苷酸种类、碱基种类、元素种类。
⑵DNA分子的平面结构和空间结构。
⑶碱基互补配对原则。
2. 情感态度与价值观方面
认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程
3. 能力方面
⑴制作DNA双螺旋结构模型。
⑵对科学家探索基因的本质的过程和方法进行分析和讨论，把握方法在这些研究中的应用。
二、教学重点和难点
1.教学重点
⑴制作DNA分子双螺旋结构模型。
2.教学难点
DNA分子结构的主要特点：
DNA分子的基本单位、核苷酸种类、碱基种类、元素种类、平面结构、空间结构以及碱基互补配对原则。
三、教学方法
讲述法、演示法
引入：（背景资料）早在1868年，人们就已经发现了核酸。在德国化学家霍佩·赛勒的实验室里，有一个瑞士籍的研究生名叫米歇尔（1844--1895），他对实验室附近的一家医院扔出的带脓血的绷带很感兴趣，他细心地把绷带上的脓血收集起来，并用胃蛋白酶进行分解，结果发现细胞遗体的大部分被分解了，但对细胞核不起作用。他进一步对细胞核内物质进行分析，发现细胞核中含有一种富含磷和氮的物质。霍佩·赛勒用酵母做实验，证明米歇尔对细胞核内物质的发现是正确的。于是他便给这种从细胞核中分离出来的物质取名为 "核素"，后来人们发现它呈酸性，因此改叫"核酸"。从此人们对核酸进行了一系列卓有成效的研究。当DNA被证明是遗传物质后，DNA的分子结构构建成为研究的重点。（出示化学常用的甲烷分子结构模型演示原子之间的关系）50年代，模型的建立是一种连生物学家都不了解的技术，科学家鲍林却指出，它是一种非常有用的工具，可以用来分析复杂的分子构造，如搭积木的模型，可以让科学家正确地看出原子是如何组成分子的。这些“搭积木”原子可以自由移动，直到组合出来的分子结构，完全符合实验数据为止。
沃森与克里克有许多数据资料，可以帮助他们建立正确的分子模型。
讲述：首先，他们知道DNA的成分，DNA是由三个较小的基团所组成：一个糖分子，一个磷酸盐，以及四种称为氮碱基的含氮分子。这三个基团的构造如图所示：（多媒体展示）
讲述：首先，他们知道DNA的成分，DNA是由三个较小的基团所组成：一个糖分子，一个磷酸盐，以及四种称为氮碱基的含氮分子。这三个基团的构造如图所示：（多媒体展示）
教师：要求学生摆出核苷酸的分子，有几种？学生活动并回答：4种
讲述：第三，已知的DNA分子是由一长链的核苷酸所组成。此链由糖分子和磷酸盐基团交替组成，每个糖分子向外延伸一个氮碱基。由于这个链由许多核苷酸互
相连结在一起，所以也称为聚核苷酸（polynucleotide）。
学生活动：要求学生试着将他们连成多核苷酸链。
提出问题：看来，两位科学家对DNA的了解似乎已经很多了，还有什么没有发现的呢？
沃森和克里克要解答的是所有细节问题，例如DNA分子是由一个、二个、三个，还是四个螺旋组成？氮碱基是从螺旋向外伸出，还是埋藏在它里面的某个地方？ DNA螺旋有多紧密？螺旋圈与圈之间的空隙有多大？
讲述：现在他们已经掌握了进行下一步研究所需要的资料了：
第一，结晶体的X光相片，是模型建立最重要的依据，从X光相片中，科学家能计算出原子之间的距离、原子间键结的角度、原子结合的方式等等。为了搞到DNAX射线衍射资料，克里克请威尔金斯到剑桥来度周末。在交谈中威尔金斯接受了DNA结构是螺旋型的观点，还谈到他的合作者富兰克林（1920--1958，女）以及实验室的科学家们，也在苦苦思索着DNA
结构模型的问题。从1951年11月至1953年4月的18个月中，沃森、克里克同威尔金斯、富兰克林之间有过几次重要的学术交往。从第51号影像图谱看来，几乎有证据指出DNA是以某种形式的螺旋构造存在；
第二，从稍早威廉·艾斯伯利（William Astbury）的X光相片显示，分子中氮碱基之间的距离是三、四埃（anstrom，一埃等于10-10米，或大约10-8厘米）；
第三，艾斯伯利的相片也透露出，DNA分子有重复性的距离出现，这距离大概就是一个完整的回转所需的垂直距离；最后，威尔金斯的研究显示，DNA分子的直径大小是20埃。
提出问题：因此，关于DNA分子的结构问题，只剩下三个问题有待解答了：
第一，一个DNA分子到底含有几条螺旋？
第二，氮碱基到底是位于分子的内侧或外侧？
第三，这些氮碱基彼此以何种关系排列？假如氮碱基是位于分子内侧，那第三个问题就非常重要了。
科学试探：在双股螺旋模型上沃森把氮碱基排在外侧，沃森没把氮碱基排在内侧是有科学依据的，一方面，氮碱基排列在外侧较有利于它们被细胞的其他部分辨识，这样无论它们所携带的遗传信息是什么，都很容易被细胞“解读”。另一方面，他认为如果氮碱基排列在内侧，将会引发另一个新问题，即氮碱基彼此之间将如何排列呢？如果排列在DNA分子的外侧，则每一个氮碱基皆朝外地连接在骨架（五碳糖/磷酸盐）上，不会和其他氮碱基在位置上有排列关系，这个过程沃森反对将氮碱基置于内侧。后来克里克建议沃森试试把氮碱基排在内侧看看。如果氮碱基排列在内侧，则每一条链上的氮碱基将会和另一条链上的氮碱基靠得很近，此时沃森势必得考虑对氮碱基如何排列才能符合化学原理。沃森最后决定做这样的努力。他很快地建立起氮碱基在内侧而五碳糖/磷酸盐骨架在外侧的双股模型。正如他所料，氮碱基的排列方式问题最大。
科学试探：起先，他尝试将同类型的氮碱基腺嘌呤和鸟嘌呤配配在一对，而胞嘧啶和胸腺嘧啶配一对。腺嘌呤和鸟嘌呤是同属双环的嘌呤类，而胞嘧啶和胸腺嘧啶则是同属单环的嘧啶类。但这样的排列方式似乎不太合适，因为它使DNA分子在某些地方会鼓起来（嘌呤类配对的地方），而在其他地方则又会缩进去（嘧啶类配对的地方），沃森和克里克知道，DNA分子每个部分的直径都是一致的。（多媒体展示）
这是所有问题中较重要的部分，因为沃森和克里克已有掌握解决这个问题的正确线索。虽然至少6个月前他们就已经知道契格夫的比值（1∶1），及约翰·葛瑞菲斯的计算（由于电子的作用力，腺嘌呤与胸腺嘧啶相吸引，而胞嘧啶则与鸟嘌呤相吸引）了，但他们两人都忽视了这些资料。沃森终于了解，他所做的同类型配对模型是白费力气的，于是他又开始试着去做异类型配对模型，也就是胸腺嘧啶位于某一条链上，而腺嘌呤则位于它的相对链上；同样，鸟嘌呤和胞嘧啶也是彼此相对应。他几乎马上就发现此种方式组合的模型较可行。他解释道：刹那间，我开始了解到腺嘌呤/胸腺嘧啶配对，是借由两个氢键而配在一块的，同样的，鸟嘌呤/胞嘧啶配对，也是借由至少两个氢键而配在一块的，所有氢键的形成是非常自然的；两组氮碱基以相同形式配对，一点也不觉得扭捏做作。这里沃森所说的氢键，指的是存在于许多生物分子内（包括DNA分子）的一种较弱的化学键。DNA双螺旋结构被发现后，极大地震动了学术界，启发了人们的思想。从此，人们立即以遗传学为中心开展了大量的分子生物学的研究。
小结：
学生活动：在提出上螺旋后，要求学生尝试解释。
活动：发给学生制作模型需要的材料：
球形塑料片——代表磷酸；
双层五边形塑料片——代表脱氧核糖；
4种不同颜色的长度不同的塑料片——代表4种不同碱基。
细铁丝2根（长约0.5 m）
杜克大学Pratt工程学院的研究人员发现了科学家了解使DNA形成双螺旋所需的物理作用过程中丢失的关键一环。机械工程和材料学教授Piotr Marszalek解释说，DNA稳定性是了解生命过程中所有因子的基础。如果想要创造出精确的DNA模型来研究它与蛋白质或药物的相互作用。因此，我们需要对赖以稳定DNA的力量进行精确地测量。生物通https://www.doczj.com/doc/4716399721.html,
生物通报道：杜克大学Pratt工程学院的研究人员发现了科学家了解使DNA形成双螺旋所需的物理作用过程中丢失的关键一环。
机械工程和材料学教授Piotr Marszalek解释说，DNA稳定性是了解生命过程中所有因子的基础。如果想要创造出精确的DNA模型来研究它与蛋白质或药物的相互作用。因此，我们需要对赖以稳定DNA的力量进行精确地测量。生物通https://www.doczj.com/doc/4716399721.html,
在一项发表在7月5日的Physical Review Letters上的研究中，Marszalek的研究组报道说，他们首次直接测量了相互传绕形成互补双链分子的DNA单链中的力量。这项研究由美国健康研究院和美国科学基金资助。生物通https://www.doczj.com/doc/4716399721.html,
每个DNA链包括一个糖分子和磷酸骨架，其上附着四个碱基中的一个。单个链内部相互作用的力量很大程度上来自碱基间的化学吸引。但是双链DNA的完整性则依赖沿着双螺旋的碱基间的堆积力和互补碱基之间配对的力量。生物通https://www.doczj.com/doc/4716399721.html,
碱基堆积力是碱基对之间在垂直方向上的相互作用，可以使DNA分子层层堆积，分子内部形成疏水核心，这对DNA结构的稳定是很有利的，碱基堆积力对维持DNA的二级结构起主要作用。
早期的研究多集中在相对的碱基间的化学键，通过解开两链来测量它们之间的力量。对完整DNA的研究让研究人员很难将堆积力与碱基配对力量分开。生物通https://www.doczj.com/doc/4716399721.html,
为了解决这个问题，杜克大学的研究人员利用一种原子力显微镜(AFM)来捕获DNA链中碱基间的吸引力。DNA分子的糖和磷酸骨架中的化学键仍然保持完整，因此对力量测量的影响非常轻微。生物通https://www.doczj.com/doc/4716399721.html,
他们将一端固定在金属上的单链用力拉开并测量在拉的时候力量的变化。这种AFM技术能够精确测量单个分子中的力。生物通https://www.doczj.com/doc/4716399721.html,
他们通过测量两种类型的合成DNA链捕捉到了堆积力。这两条合成链其中一个是由胸腺嘧啶构成（已知胸腺嘧啶之间的吸引力是最弱的），而另外一个则是由腺嘌呤构成（已知腺嘌呤间的吸引力是最强的）。由于化学力的差异，这两种单链DNA展现出不同的结构。腺嘌呤单链以一种相当规则的形式卷成它们自己的螺旋，而胸腺嘧啶链则创新出一种更随机的形状。
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纯的腺嘌呤链在弹性形式上也比预测的要更加复杂。当他们逐渐加大拉伸腺嘌呤链的力量时，研究人员注意到了在23和113皮牛（pico-Newtons）的力量水平时的两个位置。这些峰值反映出双螺旋的断裂和展开。由于碱基间没有键可以断开，因此胸腺嘧啶链对拉伸的抵抗力很小，因此没有这种特殊点。分子自组装分子自组装简介
自组装 (self-assembly) 为系统之构成元素(components；如分子)在不受人类外力之介入下，自行聚集、组织成规则结构的现象 [1]，例如分子的结晶即是一种自组装现象。自组装程序的发生通常会将系统从一个无序(disordered)的状态转化成一个有序(ordered)的状态，其可以发生在不同的尺度，例如分子首先聚集成纳米尺寸的超分子单元(supramolecular unit；如界面活性剂分子自组装成微胞；如图一所示)，这些超分子单元间的作用力进而促使其在空间上做规则的排列(如微胞排列成体心立方之晶格)，而使系统具有一种阶级性结构(hierarchical structure)。自组装普遍存在于自然界中，如生物体的细胞即是由各种生物分子自组装而成；而运用各种分子之自组装亦是建构纳米材料非常重要的方法，这种所谓由下而上（bottom-up）的方法目前被广泛应用来制备具光、电、磁、感测、与催化功能的纳米材料[2]。
多分子自组装体化学概述分子聚集体化学是化学发展的新层次。分子聚集体化学以分子之间的弱相互作用及其协同效应为基础，自组装是创造具有新颖结构和功能的有序分子聚集体的重要手段。分子聚集体的化学为实现化学学科的知识创新提供了契机，同时它与物理、生物、材料等学科交叉融合，而成为产生新概念和高技术的重要源头之一。拟解决的关键科学问题：多层次、多组分的分子自组装及组装动态过程；分子间弱相互作用的加合性、协同性和方向性；分子聚集体中的电子转移、能量传递和化学转换。
研究内容
1、分子间相互作用的协同效应与自组装原理：通过多识别位点单体的组装，阐明分子间相互作用的加合性、协同性和方向性，建立二维及三维空间分层次组装的有效原理和方法。
2、多层次、多组分的界面分子组装与功能：致力建立多级界面分子组装方法，研究溶液中的有序组装体在界面转化的规律及其动态形成过程和解组装过程，实现多组分、多层次的功能组装体构筑。
3、超分子复合物体系组装及组装过程：基于各种弱相互作用组装形态和性质各异的超分子复合物，实现由超分子复合制备功能超分子材料。
4、分子聚集体中的电子转移、能量传递和化学转换：研究分子聚集体中的电子转移和能量传递，为太阳能光催化制氢提供依据；研究分子聚集体中的化学转化，为提高化学反应的选择性提供新的途径。
5、分子组装体的手性及功能性手性组装体：研究分子组装体中的手性问题，并创造具有手性放大、手性传递、手性记忆等功能的手性组装体。
6、生物膜模拟与人工酶：以聚合物囊泡作为模型体系，分别从形态、结构和功能三个层面来模拟生物膜；构筑新型高效超分子人工酶体系。
预期目标1.建立分子自组装的新概念和新技术，揭示分子自组装的动态过程，认识分子间弱相互作用的加合性、协同性和方向性，阐明分子聚集体中的电子转移、能量传递和化学转换的规律，使我国分子聚集体化学的研究水平继续跻身于国际先进行列，某些领域达到国际领先的水平；
2.发展具有高效率、高选择性的分子聚集体微反应器和超分子酶催化体系，创造若干新型智能响应的功能超分子材料，在分子组装的功能研究方面做出具有重要应用意义的成果；
3.形成一支具有坚实的理论基础、创新能力、团队精神并且在国际上有重要影响的优秀研究队伍。
超分子自组装是近年来倍受重视的国际前沿课题。超分子自组装是分子通过分子间相互作用形成具有有序结构的聚集体。它往往表现出单个分子或低级分子聚集体所不具有的特性与功能。因此，研究不同层次有序分子聚集体内和分子聚集体之间的弱相互作用是如何通过协同效应组装形成稳定的有序高级结构；弄清分子结构与分子聚集体高级结构之间的关系和聚集体结构与性能的关系，揭示物质多层次构筑的内在规律，揭示了一些新的科学现象并提出了新的理论计算方法，能对信息、能源，生命，环境和材料科学中涉及分子以上层次的问题的认识产生飞跃。超分子自组装的研究首先从生物体系的研究受到启发：生命体系中大分子的高级有序结构对其生物活性与功能起着非常重要的作用，由许多弱相互作用点共同作用使得很复杂的生物高分子形成严格一致的分子形状和尺寸，正是这种弱相互作用对大分子三维构筑的精确控制，才使得生命过程成为可能并得以实现，而这个过程就是超分子自组装过程。前人的研究主要是通过具有规整结构的构筑单元通过超分子自组装获得纳米或微米尺度的有序聚集体。而有序体尺度越大，越难以实现高级有序结构.
分子标记 1.分子标记技术及其定义 1974年,Grozdicker等人在鉴定温度敏感表型的腺病毒DNA突变体时, 利用限制性内切酶酶解后得到的DNA片段的差异, 首创了DNA分子标记。所谓分子标记是根据基因组DNA存在丰富的多态性而发展起来的可直接反映生物个体在DNA水平上的差异的一类新型的遗传标记,它是继形态学标记、细胞学标记、生化标记之后最为可靠的遗传标记技术。广义的分子标记是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质分子。通常所说的分子标记是指以DNA多态性为基础的遗传标记。分子标记技术本质上都是以检测生物个体在基因或基因型上所产生的变异来反映基因组之间差异。 2.分子标记技术的类型 分子标记从它诞生之日起, 就引起了生物科学家极大的兴趣,在经历了短短几十年的迅猛发展后, 分子标记技术日趋成熟, 现已出现的分子标记技术有几十种, 部分分子标记技术所属类型如下。 2.1 建立在Southern杂交基础上的分子标记技术 (1) RFLP ( Rest rict ion Fragment Length Polymorphism)限制性内切酶片段长度多态性标记； (2) CISH ( Chromosome In Situ Hybridization) 染色体原位杂交。 2.2 以重复序列为基础的分子标记技术 (1) ( Satellite DNA ) 卫星DNA； (2) ( Minisatellite DNA ) 小卫星DNA; (3) SSR( Simple Sequence Repeat ) 简单序列重复, 即微卫星DNA。 2.3 以PCR为基础的分子标记技术 (1) RAPD ( Randomly Amplif ied Polymorphic DNA ) 随机扩增多态性DNA； (2) AFLP( Amplif ied Fragment Length Polymorphism) 扩增片段长度多态性； (3) SSCP( Single Strand Conformation Polymorphism) 单链构象多态性； (4) cDNA-AFLP( cDNA- AmplifiedFragment Length Polymorphism) cDNA -扩增片段长度多态性； (5) TRAP( Target Region Amplified Polymorphism) 靶位区域扩增多态性； (6) SCAR ( Sequence Char acterized Amplified Region) 序列特征化扩增区域； (7) SRAP ( Sequencerelated Amplified Polymorphism) 相关序列扩增多态性。 2.4以mRNA为基础的分子标记技术
荧光化学传感器是建立在光谱化学和化学波导与量测技术基础上的将分析对象的化学信息以荧光信号表达的传感装置。其主要组成部件有三个(图 1.1)：1．识别结合基团(R),能选择性地与被分析物结合,并使传感器所处的化学环境发生改变。这种结合可以通过配位键，氢键等作用实现。２．信号报告基团(发色团, F），把识别基团与被分析物结合引起的化学环境变化转变为容易观察到的输出信号。信号报告基团起到了信息传输的作用，它把分子水平上发生的化学信息转换成能够为人感知(颜色变化)或仪器检测的信号（荧光等)。3.连接基团(S),将信号报告基团和识别结合基团连接起来,根据设计的不同连接基团可有多种选择，一般用做连接基团的是亚甲基等短链烷基。连接基团的合适与否将直接影响是否有输出信号的产生。信号表达可以是荧光的增强或减弱、光谱的移动、荧光寿命的变化等。 图1．1 荧光探针的结构 1.1.1 荧光探针的一般设计原理 (1) 结合型荧光探针[２1］ +
Analyte Signalling subunit Space Binding subunit Output signal 图1．２ 共价连接型荧光探针 结合型荧光探针是利用化学共价键将识别基团和荧光基团连接起来的一类荧光探针,是比较常见的一类荧光探针。该类探针通过对比加入分析物前后荧光强度的变化、光谱位置的移动或荧光寿命的改变等实现对分析物的检测。在该类荧光化学传感器的设计中,必须充分考虑下列三个方面的因素。(ａ） 受体分子的荧光基团设计、合成:考虑到用于复杂环境体系的荧光检测，要求荧光基团要有强的荧光（高荧光量子产率，有利于提高检测的灵敏性）,Ｓｔｏｋｅs 位移要大（可有效消除常规荧光化合物如荧光素等具有的自猝灭现象)，荧光发射最好要在长波长区(最好位于5０0 nm 以上，可避免复杂体系的常位于短波长区的背景荧光的干扰,另外由于长波长区发射的荧光能量的降低可减少荧光漂白现象的发生而延长传感器的使用寿命）。(b) 受体分子的识别基团：受体分子的识别基团设计以软硬酸碱理论、配位作用以及超分子作用力(如氢键、范德华力等）作为理论指导,多选择含氮、硫、磷杂环化合物作为识别分子。(ｃ) 荧光超分子受体的组装:组装荧光超分子受体就是利用一个连接基将识别基团和荧光基团通过共价键连接在一起,要充分考虑到识别基团和荧光
纳米材料的自组装综述 专业：高分子材料与工程 摘要： 自组装技术是制备纳米结构的几种为数不多的方法之一。本文对最近几年自组装技术在纳米科技领域中的一些重大突破和成果进行较为系统地综述,主要包括以下几个方面:自组装单层膜、纳米尺度的表面改性、超分子材料、分子电子学与光子晶体。 关键词： 自组装; 纳米技术; 材料；超分子材料 1 引言 纳米科学与技术是一门在0. 1～100 nm 尺度空间研究电子、原子和分子运动规律和特性的高技术学科。它以现代先进科学技术为基础,是现代科学(混沌物理、量子物理、介观物理、分子生物学) 和现代技术(计算机技术、微电子技术、扫描隧道显微技术、核分析技术) 相结合的产物。它的最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子,制造具有特定功能的产品。纳米技术作为21 世纪新的推动力,将对经济发展、国家安全、人民生活、以至于人们的思维产生深远的影响[1 ] 。 自组装是在无人为干涉条件下,组元自发地组织成一定形状与结构的过程[2 ] 。自组装纳米结构的形成过程、表征及性质测试,吸引了众多化学家、物理学家与材料科学家的兴趣,已经成为目前一个非常活跃并正飞速发展的研究领域[3 ] 。它一般是利用非共价作用将组元(如分子、纳米晶体等) 组织起来,这些非共价作用包括氢键、范德华力、静电力等[1 ,4 ] 。通过选择合适的化学反应条件,有序的纳米
结构材料能够通过简单地自组装过程而形成,也就是说,这种结构能够在没有外界干涉的状态下,通过它们自身的组装而产生。因此,自组装是制备纳米结构的几种为数不多的方法之一[2 ] ,它已成为纳米科技一个重要的核心理论和技术。纳米材料因其尺寸上的微观性，从而表现出特殊的光、电、磁及界面特性。这些特性使得纳米材料广泛应用于各种领域：涂料 [5 ]、催化剂[6-7] 、电化学[8] 、光化学[ 9]及材料科学[10-12 ](如光电子器件)。 2 自组装单层膜 分子与生物分子膜正在被广泛应用到许多研究领域。自组装单层膜就是其中的一个研究重点。它是分子通过化学键相互作用,自发吸附在固/ 液或固/ 气界面,形成热力学稳定和能量最低的有序膜。在适当的条件下,自组装单层膜可以通过不同类型的分子和衬底来制备,常用的衬底有Au (111) 、Pt(111) 、Ag 、Al 、Si 、云母、玻璃等。 目前,研究最多的自组装单层膜可以分为三种类型[13 ] :由脂肪酸自组装的单层膜; 由有机硅及其衍生物自组装的单层膜;烷烃硫醇在金表面自组装的单层膜。它们的原理很简单,一个烷烃长链分子 (带有10～20 个亚甲基单元) ,其头部基团吸附到所用的衬底上,如硫醇(S —H) 头部基团和Au (111) 衬底已被证明可以进行完美的结合,它代表了一种控制表面性质的模式。硫醇分子在溶液中很容易吸附到金衬底上,形成一密集的单层,尾部基团从表面伸向外部,通过应用带有不同尾基的硫醇分子,化学样品的表面功能可以在很大范围内进行调节。自组装单层膜有着广泛的应用,如电子传输的研究、生物
专科《操作系统原理及应用》 一、 （共 题 共 ?分） 在手工操作阶段，存在的一个严重的问题是（）。 （ 分） ??计算机的速度不快 ??计算机的内存容量不大 ?外部设备太少 ??用户使用不方便 标准答案： ? 下列选项（）不是操作系统关心的。 （ 分） ??管理计算机硬件 ??提供用户操作的界面 ?管理计算机资源 ??高级程序设计语言的编译 标准答案： 批处理最主要的一个缺点是（）。 （ 分） ??用户无法与程序交互 ??一次只能执行一个程序 ?没有实现并发处理 ?????的利用率较低 标准答案：? 当 ??执行用户程序的代码时，处理器处于（）。 （ 分） ??自由态 ??用户态 ??核心态 ??就绪态 标准答案： ? 根据中断信号的来源，（）引起的中断称为外中断。 （ 分） ?????完成 ??内存越界 ?用户态下执行特权指令 ??数据传输出错 标准答案：? ? 作业的处理一般分为多个作业步，连接成功后，下一步的工作是（）。 （ 分） ??运行 ??编辑 ??检测 ??连接 标准答案：? 操作系统向用户提供了二种使用计算机的接口，其中一个是（）。 （ 分） ??函数库 ??子程序调用 ??中断机制 ??系统调用 标准答案： 并发执行的一个特点是（）。 （ 分） ??结果可再现 ??程序与计算不再一一对应 ?计算结果会出错 ??不会顺序执行 标准答案：
进程的基本状态有三种，其中一个是（）。 （ 分） ??开始态 ??就绪态 ??唤醒态 ??结束态 标准答案： ? 对进程进行控制的原语，完成的功能包括（）。 （ 分） ??执行就绪的进程 ??唤醒等待的进程 ?将运行程序就绪 ??淘汰出错的进程 标准答案： ? 资源描述器中应包含的内容有（）。 （ 分） ??分配标志 ??等待队列的指针 ?唤醒程序的地址 ??资源分配程序入口地址 标准答案： ? 死锁四个必要条件中，不能破坏的是（）。 （ 分） ??互斥条件 ??部分分配 ??不剥夺条件 ??等待条件 标准答案：? ? 批处理系统中，作业的状态可分为多种，其中一种为（）。 （ 分）??提交 ??创建 ??就绪 ??等待 标准答案：? ? 评价作业调度的性能时，衡量用户满意度的准确指标应该是（）。 （ 分） ??周转时间 ??带权周转时间 ?平均周转时间 ??平均带权周转时间 标准答案： ? 在进程访问内存时完成的地址变换，称为（）。 （ 分） ??局部地址映射 ??全局地址映射 ?动态地址映射 ??静态地址映射 标准答案： ? 当分区采用首次适应算法时，自由主存队列必须按（）排序。 （ 分） ??空闲区的首址递增 ??空闲区的首址递减 ?空闲区的大小递增 ??空闲区的大小递减 标准答案：? ? 根据对设备占用方式的不同，设备分配技术中的一种是（）。 （ 分） ??动态分配 ??静态分配 ??永久分配 ??虚拟分配
微机备自投装置的基本原理及应用 本文介绍了微机线路备自投保护装置特性和应用中的供电方式，阐述其应用于母联备自投工作和线路备自投的工作原理及备自投保护装置运行条件及动作条件。 备自投保护供电方式技术条件 1.引言 随着我国人民生产生活的现代化程度日益提高，人们对电力的需求和依赖程度也在倍增，对电能质量的要求也更加严格，供配电在各个领域也不断向自动化、无人值守、远程控制、不间断供电的目标迈进。有些电力用户尤其对不间断供电的要求显得更加突出。我国的电力供应主要还是依靠国家电网供电，电力缺口也在不断增大，尤其在用电高峰期缺电现象严重，为此很多大型企业便自建电厂或配备发电机，因此各种电源的相互切换，保证电源的不间断供电和供电的高可靠性成了现代配电工程中保护和控制回路的重要部分。在GB50062 《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》中的第十一章也明确规定了备用电源和备用设备的自动投入的具体要求。 微机线路备自投保护装置使系统自动装置与继电保护装置相结合，是一种对用户提供不间断供电的经济而又有效的技术措施，它在现代供电系统中得到了广泛的应用。在此只对微机线路备自投保护装置在电力系统中两种备自投方式和基本原理进行探讨。
微机线路备自投保护装置（以下简称备自投）核心部分采用高性能单片机，包括CPU模块、继电器模块、交流电源模块、人机对话模块等构成，具有抗干扰性强、稳定可靠、使用方便等优点。其液晶数显屏和备自投面板上所带的按键使得操作简单方便，也可通过RS485通讯接口实现远程控制。装置采用交流不间断采样方式采集到信号后实时进行傅立叶法计算，能精确判断电源状态，并实施延时切换电源。备自投具有在线运行状态监视功能，可观察各输入电气量、开关量、定值等信息，其有可靠的软硬件看门狗功能和事件记录功能。 产品在不同的电压等级如110kV、10kV、0.4kV系统的供配电回路中使用时需要设定不同的电气参数，在订货时必须注明。在选择备自投功能时则一定不可以投入低电压保护，以免冲突引起拒动或误动。 变配电站备自投有两种基本的供电方式。第一种如图1所示母联分段供电方式，母联开关断开，两个工作电源分别供电，两个电源互为备用，此方式称为母联备自投方式。第二种如图2所示双进线向单母线供电方式，即由一个工作电源供电，另一个电源为备用，此方式称为线路备自投方式。
第24卷 第5期大学化学2009年10月 今日化学 超分子聚合物:自组装的高分子 阎云 (北京大学化学与分子工程学院 北京100871) 摘要 简单介绍基于氢键、主客体化学、以及金属配位作用形成超分子聚合物的研究进展,着 重概述了金属配位超分子聚合物的形成、特点及其与异电荷物质的静电自组装。 最近10年,超分子聚合物作为一种通过非共价键形成的自组装的高分子在高分子和小分子自组装领域备受瞩目。顾名思义,这类分子具有超分子和聚合物的双重特点。说它是超分子,是因为这类分子是由小分子单体通过氢键、主客体化学、配位键等非共价键连接而成的分子自组装结构;说它是高分子,是因为这样的自组装结构拥有数量众多的重复单元,就像由许多结构基元聚合而成的高分子一样。不同的是,传统的高分子一般是在引发剂存在下,在一定温度和压力下通过聚合反应形成的,其聚合物骨架是由共价键连接的单体形成的。而超分子聚合物多为具有双官能团的单体在合适的溶剂中通过分子自组装自发形成的,不需要任何引发剂。由非共价键首尾连接的小分子单体构成了聚合物骨架。超分子聚合物骨架中非共价键的存在,使得这类分子的聚合与解聚可以非常容易地发生,这赋予了这类物质独特的机械、电子以及光学性质。本文介绍氢键、主客体化学以及配位作用驱动的超分子聚合物的形成及特点,并着重介绍金属配位超分子聚合物,以及基于金属配位超分子聚合物的高级静电自组装。 1 氢键诱导的超分子聚合物———可自愈及修补的高分子 氢键诱导形成的超分子聚合物一般发生在两个能够形成多重氢键的分子体系。两个分子中至少有两对互为对方的质子给体和受体的官能团,每个官能团都能与对方分子的官能团形成多重氢键。超分子化学的开创者Lehn及其合作者[1]利用氢键形成的榫卯结构在具有双官能团的ADA2ADA型质子给体与DAD2DAD型质子受体的1:1混合体系中通过自组装形成6氢键连接的单体(A:Accep t or,质子受体;D:Doner,质子给体)(如图1A所示);这样的单体通过位于尾端的给2受体进一步进行自组装,最终形成高分子结构。其结构可用图1B表示。 可以想象,如果分子中含有多个ADA或DAD基团,就可以形成交联的网络状高分子。 此外,通过首尾交互形成的多重氢键也可以形成高分子状结构。Meijer等人[2]使用ADAD2DADA型单体四重氢键的协同与定向效应制备了聚合度很高的螺旋状超分子聚合物(图2)。当一个单体中含有3个这样的四重氢键结合单元时,形成的交联结构的超分子聚合物具有热塑性弹性体的性质,在90℃解体并熔化[3](图3),因此,这类超分子聚合物具有温度修补性。 更多的实例可参见综述文章[4]。值得关注的是,虽然这类具有温度修补性能的超分子聚
1.3荧光分子探针识别机理 1.3.1光诱导电子转移[4,12](Photoinduced Electron Transfer,PET) 典型的PET体系是由包含电子给体的识别基团部分R(reseptor)，通过一间隔基S(space)和荧光团F(fluorophore)相连而构建。其中荧光团部分是光能吸收和荧光发射的场所，识别基团部分则用于结合客体，这两部分被间隔基隔开，又靠间隔基相连而成一个分子，构成了一个在选择性识别客体的同时又给出光信号变化的超分子体系。PET荧光探针中，荧光团与识别基团之间存在着光诱导电子转移，对荧光有非常强的淬灭作用，因此在未结合客体之前，探针分子不发射荧光，或荧光很弱，一旦识别基团与客体相结合，光诱导电子转移作用受到抑制，甚至被完全阻断，荧光团就会发射出强烈荧光（图1-1）。PET荧光探针作用机制可由前线轨道理论来说明（图1-2）。由于与客体结合前后，荧光强度差别非常大，呈明显的“关”、“开”状态，因此这类探针又被称做荧光分子开关。 图1-1 PET荧光探针的一般原理图LUMO 图1-2 PET荧光探针的前线轨道原理图 已报道的PET荧光分子探针中，多数都是以脂肪氨基或氮杂冠醚作为识别基团。de Silva 研究小组利用多种荧光团设计了大量该类PET探针用于氢质子、碱金属阳离子识别。化合物1是一个简单的PET荧光分子探针，在甲醇中和K+络合后，荧光量子产率从0.003增加至0.14。钱旭红等设计的PET荧光探针（化合物2），对氢质子有很好的识别作用，已被Molecular Probe公司推广为细胞内酸性内酯质探针。de Silva研究小组利用类似于EDTA
操作系统原理及应用试题附答案 第一部分选择题一、单项选择题（本大题共4小题，每小题2分，共8分） 1、从静态角度来看，进程由__________、数据集合、进程控制块及相关表格三部分组成。（）A、JCB B、PCB C、程序段 D、I/O缓冲区 2、请求页式管理方式中，首先淘汰在内存中驻留时间最长的帧，这种替换策略是_____.（）A、先进先出法（FIFO） B、最近最少使用法（LRU） C、优先级调度 D、轮转法 3、文件安全管理中，___________安全管理规定用户对目录或文件的访问权限。（）A、系统级 B、用户级 C、目录级 D、文件级 4、排队等待时间最长的作业被优先调度，这种算法是___________。A、优先级调度 B、响应比高优先 C、短作业优先D、先来先服务第二部分非选择题 二、填空题（本大题共16小题，每小题1分，共16分） 5、常规操作系统的主要功能有：_处理机管理_、存贮管理、设备管理、文件管理以及用户界面管理。 6、操作系统把硬件全部隐藏起来，提供友好的、易于操作的用户界面，好象是一个扩展了的机器，即一台操作系统虚拟机。 7、进程管理的功能之一是对系统中多个进程的状态转换进行控制。 8、逻辑_文件是一种呈现在用户面前的文件结构。 9、操作系统中实现进程互斥和同步的机制称为同步机构_。 10、内存中用于存放用户的程序和数据的部分称为用户区（域）。 11、存贮器段页式管理中，地址结构由段号、段内页号和页内相对地址三部分组成。 12、在操作系统中，通常用户不使用设备的物理名称（或物理地址），而代之以另外一种名称来操作，这就是逻辑设备名。 13、在操作系统中，时钟常有两种用途：报告日历和时间，对资源使用记时。 14、库文件允许用户对其进行读取、执行，但不允许修改.
分子自组装原理及应用 毛薇莉无机专业MG0424012 【摘要】分子自组装在生物工程技术上的建模、分子器件、表面工程以及纳米科技领域已经有很广泛的应用。在未来的几十年中,分子自组装作为一种技术手段将会在新技术领域产生巨大的影响。在这篇文章里,我们介绍了分子自组装技术的定义、基本原理、分类、影响因素、表征手段等,并阐述了分子自组装技术目前的研究进展,展望了分子自组装技术的应用前景。 【关键词】分子自组装;自组装膜 1前言 分子自组装是分子与分子在一定条件下,依赖非共价键分子间作用力自发连接成结构稳定的分子聚集体的过程[1]。通过分子自组装我们可以得到具有新奇的光、电、催化等功能和特性的自组装材料,特别是现在正在得到广泛关注的自组装膜材料在非线性光学器件、化学生物传感器、信息存储材料以及生物大分子合成方面都有广泛的应用前景,受到研究者广泛的重视和研究。 2分子自组装的原理及特点 分子自组装的原理是利用分子与分子或分子中某一片段与另一片段之间的分子识别,相互通过非共价作用形成具有特定排列顺序的分子聚合体[2]。分子自发地通过无数非共价键的弱相互作用力的协同作用是发生自组装的关键。这里的“弱相互作用力”指的是氢键、范德华力、静电力、疏水作用力、ππ堆积作用、阳离子π吸附作用等。非共价键的弱相互作用力维持自组装体系的结构稳定性和完整性[3]。并不是所有分子都能够发生自组装过程,它的产生需要两个条件[4]:自组装的动力以及导向作用。自组装的动力指分子间的弱相互作用力的协同作用,它为分子自组装提供能量。自组装的导向作用指的是分子在空间的互补性,也就是说要使分子自组装发生就必须在空间的尺寸和方向上达到分子重排要求。 自组装膜的制备及应用是目前自组装领域研究的主要方向。自组装膜按其成膜机理分为自组装单层膜(Self- assembled monolayers , SAMs和逐层自组装膜(Layer -by – layer self-assembled membrane)。如图1所示,自组装膜的成膜机理是通过固液界面间的化学吸附,在基体上形成化学键连接的、取向排列的、紧密的二维有序单分子层,是纳米级的超薄膜。活性分子的头基与基体之间的化学反应使活性分子占据基体表面上每个可以键接的位置,并通过分子间力使吸附分子紧密排列。如果活性分子的尾基也具有某种反应活性,则又可继续与别的物质反应,形成多层膜,即化学吸附多层膜。自组装成膜较另外一种成膜技术ＬａｎｇｍｕｉｒＢｌｏｄｇｅｔｔ(ＬＢ)成膜具有操作简单,膜的热力学性质好,膜稳定的特点,因而它更是一种具有广阔应用前景的成膜技术。另外,根据膜层与层之间的作用方式不同,自组装多层膜又可分为两大类,除了前面所述基于化学吸附的自组装膜外,还包括交替沉积的自组装膜。通过化学吸附自组装膜技术制得的单层膜有序度高,化学稳定性也较好。而交替沉积自组装膜主要指的是带相反电荷基团的聚电解质之间层与层组装而构筑起来的膜,这种 膜能把膜控制在分子级水平,是一种构筑复合有机超薄膜的有效方法。
分子自组装原理及应用 分子自组装的原理及特点： 分子自组装的原理是利用分子与分子或分子中某一片段与另一片段之间的分子识别,相互通过非共价作用形成具有特定排列顺序的分子聚合体。分子自发地通过无数非共价键的弱相互作用力的协同作用是发生自组装的关键。这里的“弱相互作用力”指的是氢键、范德华力、静电力、疏水作用力、ππ堆积作用、阳离子π吸附作用等。非共价键的弱相互作用力维持自组装体系的结构稳定性和完整性。并不是所有分子都能够发生自组装过程,它的产生需要两个条件:自组装的动力以及导向作用。自组装的动力指分子间的弱相互作用力的协同作用,它为分子自组装提供能量。自组装的导向作用指的是分子在空间的互补性,也就是说要使分子自组装发生就必须在空间的尺寸和方向上达到分子重排要求。 自组装膜的制备及应用是目前自组装领域研究的主要方向。自组装膜按其成膜机理分为自组装单层膜(Self- assembled monolayers , SAMs和逐层自组装膜(Layer -by –layer self-assembled membrane)。如图1所示,自组装膜的成膜机理是通过固液界面间的化学吸附,在基体上形成化学键连接的、取向排列的、紧密的二维有序单分子层,是纳米级的超薄膜。活性分子的头基与基体之间的化学反应使活性分子占据基体表面上每个可以键接的位置,并通过分子间力使吸附分子紧密排列。如果活性分子的尾基也具有某种反应活性,则又可继续与别的物质反应,形成多层膜,即化学吸附多层膜。自组装成膜较另外一种成膜技术ＬａｎｇｍｕｉｒＢｌｏｄｇｅｔｔ(ＬＢ)成膜具有操作简单,膜的热力学性质好,膜稳定的特点,因而它更是一种具有广阔应用前景的成膜技术。另外,根据膜层与层之间的作用方式不同,自组装多层膜又可分为两大类,除了前面所述基于化学吸附的自组装膜外,还包括交替沉积的自组装膜。通过化学吸附自组装膜技术制得的单层膜有序度高,化学稳定性也较好。而交替沉积自组装膜主要指的是带相反电荷基团的聚电解质之间层与层组装而构筑起来的膜,这种膜能把膜控制在分子级水平,是一种构筑复合有机超薄膜的有效方法。 分子自组装体系形成的影响因素： 分子自组装是在热力学平衡条件下进行的分子重排过程,它的影响因素也多种多样,主要有以下三个影响因素: 1 分子识别对分子自组装的影响 分子识别可定义为某给定受体对作用物或者给体有选择地结合并产生某种特定功能的过程,包括分子间有几何尺寸、形状上的相互识别以及分子对氢键、ππ相互作用等非共价相互作用力的识别。利用分子彼此间的识别、结合特征,从中挖掘高效、高选择性的功能。若将具有识别部位的多个分子组合,彼此便寻找最安定、最接近的位置,并形成超过单个分子功能的高次结构的聚集体。在有机分子自组装过程中控制组装顺序的指令信息就包含于自组装分子之中,信息依靠分子识别进行。目前分子识别进一步应用于临床药物分析、模拟酶催化以及化学仿生传感器。为定性分离和设计提供更多的信息,也为加速分子发现提供潜能。 2 组分对分子自组装的影响 组分的结构和数目对自组装超分子聚集体的结构有很大的影响。吴凡等利用扫描轨道电镜观测了4 十六烷氧基苯甲酸(Ｔ1)和3,4,5 三取代十六烷氧基苯甲酸(Ｔ3)分子在石磨上形成的自组装体系的结构,结果发现这两种分子的自组装排列结构有着很大的不同:Ｔ1分子形成的是有序的明暗相间的条陇状结构,而Ｔ3分子形成的是密堆积结构。这说明组分结构的微小变化或组分的数目变化可能导致其参与形成的自组装体结构上的重大变化。 3 溶剂对分子自组装的影响 绝大多数对自组装体系的研究都是在溶液中进行的,因而溶剂对自组装体系的形成起着关键作用。溶剂的性质及结构上的不同都可能导致自组装体系结构发生重大改变。任何破坏非共价键的溶剂,都可能会影响到自组装过程的进行,包括溶剂的类型、密度、ｐＨ值以及浓
[试题分类]:专科《操作系统原理及应用》_08004260 [题型]:单选 [分数]:2 1.批处理最主要的一个缺点是（）。 A.用户无法与程序交互 B.没有实现并发处理 C.CPU的利用率较低 D.一次只能执行一个程序 答案:A 2.磁盘空闲块常用的组织形式有三种，其中一种为（）。 A.空闲块连续 B.空闲块索引 C.空闲块压缩 D.空闲块链 答案:D 3.常用的文件物理结构有三种，其中的一种形式是（）。 A.记录文件 B.压缩文件 C.索引文件 D.流式文件 答案:C 4.批处理系统中，作业的状态可分为多种，其中一种为（）。 A.提交 B.就绪 C.创建 D.等待 答案:A 5.并发执行的一个特点是（）。 A.计算结果会出错 B.不会顺序执行 C.程序与计算不再一一对应 D.结果可再现
6.下列选项（）不是操作系统关心的。 A.管理计算机资源 B.提供用户操作的界面 C.高级程序设计语言的编译 D.管理计算机硬件 答案:C 7.当CPU执行用户程序的代码时，处理器处于（）。 A.核心态 B.就绪态 C.自由态 D.用户态 答案:D 8.根据对设备占用方式的不同，设备分配技术中的一种是（）。 A.动态分配 B.永久分配 C.静态分配 D.虚拟分配 答案:D 9.评价作业调度的性能时，衡量用户满意度的准确指标应该是（）。 A.周转时间 B.平均周转时间 C.带权周转时间 D.平均带权周转时间 答案:C 10.在手工操作阶段，存在的一个严重的问题是（）。 A.外部设备太少 B.用户使用不方便 C.计算机的速度不快 D.计算机的内存容量不大 答案:B 11.作业的处理一般分为多个作业步，连接成功后，下一步的工作是（）。
分子印迹技术的原理与研究进展 (08生微(1)班雷丽文 080548011) 摘要分子印迹是制备具有分子特异识别功能聚合物的一种技术，近年来，这项技术取得了重大的突破和进展，影响到社会多方面的领域。本文介绍了分子印迹技术的基本原理，综述了该技术在环境领域、农药残留检测应用、食品安全检测、药学应用的研究进展。 关键词分子印迹技术，分子印迹聚合物，基本原理，研究进展 1 前言 分子印迹技术是二十世纪八十年代迅速发展起来的一种化学分析技术，属于泛分子化学研究范畴，通常被人们描述为创造与识别“分子锁匙”的人工“锁”技术[1]。分子印迹技术也叫分子模板技术，最初出现源于20世纪40年代的免疫学[1]。分子印迹聚合物以其通用性和惊人的立体专一识别性，越来越受到人们的青睐。近年来，该技术已广泛应用于色谱分离、抗体或受体模拟、生物传感器以及生物酶模拟和催化合成等诸多领域，并由此使其成为化学和生物学交叉的新兴领域之一，得到世界注目并迅速发展。 2 分子印迹技术的基本原理 分子印迹技术是将要分离的目标分子作为模板分子，将它与交联剂在聚合物单体溶液中进行聚合制备得到单体、模板分子复合物，然后通过物理或化学手段除去模板分子，便得到“印迹”下目标分子的空间结构的分子印迹聚合物(MIP) ，在这种聚合物中形成了与模板分子在空间和结合位点上相匹配的具有多重作用位点的空穴，这样的空穴对模板分子具有选择性[11]。 目前，根据印迹分子与分子印迹聚合物在聚合过程中相互作用的机理不同，分子印迹技术分为两种基本类型： (1) 共价法(预组织法,preorganization)，主要由Wulff 及其同事创立。在此方法中，印迹分子先通过共价键与单体结合，然后交联聚合，聚合后再通过化学途径将共价键断裂而去除印迹分子[1]。使用的共价结合作用的物质包括硼酸酯、席夫碱、缩醛酮、酯和螯合物等[14]。其中最具代表性的是硼酸酯，其优点是能够生成相当稳定的三角形的硼酸酯，而在碱性水溶液中或在有氮(NH3、哌啶) 存在下则生成四角形的硼酸酯[1]。采用席夫碱的共价键作用也进行了广泛的研究。由于共价键作用力较强，在印迹分子自组装或识别过程中结合和解离速度较慢，难以达到热力学平衡，不适于快速识别，而且识别水平与生物识别相差甚远[13]。因此，共价法发展较为缓慢。
1光致电子转移(PET) 光致电子转移是指电子给体或电子受体受光激发后，激发态的电子给体与电子受体之间发生电子转移从而导致荧光的淬灭过程。具体PET过程如下:在光激发下，具有电子给予能力的键合基团能够将其处于最高能级的电子转入激发态下荧光基团空出的电子轨道，使被光激发的电子无法直接跃迁到原基态轨道发射荧光，从而导致荧光的淬灭;当键合基团与底物结合后，降低了键合基团的给电子能力，抑制了PET过程，荧光基团中被光激发的电子可以直接跃迁回到原基态轨道，从而增强了的荧光基团的荧光发射。因此在未结合底物前，传感器分子表现为荧光淬灭，一旦键合基团与底物相结合，荧光基团就会发射荧光(见图) 由于与客底物结合前后的荧光强度差别很大，呈现明显的“关”、“开”状态，因此这类荧光化学传感器又被称为荧光分子开关。PET荧光分子传感器的作用机制可由前线轨道理论来进一步说明(见图1.5)。 2002年Nolan 小组合成了手性的二氮杂环-9-冠-3 衍生物化合物1，它是第一个用来检测Li+的PET 荧光探针[56]。在乙腈溶液中，相较于其它碱金属和碱土金属，能够高选择性的识别锂离子。用280 nm 光激发，不断向溶液中加入
LiClO4，化合物 1（Φ = 0.022）对Li+的滴定表现出 5 倍荧光信号增强效应，表明从胺的冠醚到荧光团的电子转移，荧光量子效率升高（Φ = 0.11），形成 1 : 1 的配合物，结合常数 log β = 5.4。 Gunnlaugsson, Bichell, Nolan, A Novel Fluorescent Photoinduced Electron Transfer (PET) Sensor for Lithium [J]. Tetrahedron Lett., 2002, 43, 4989-4992. NH H 3C O HN CH 3 O N O N ×× PET PET Li + Bozdemir, Altan Sozmen, Fazli Buyukcakir, et al. Reaction-Based Sensing of Fluoride Ions Using Built-in Triggers for Intramolecular Charge Transfer and Photoinduced Electron Transfer[J]. Organic Letters, 2010, 12(7) : 1400-1403. 2010年Akkaya 等[18]通过在BODIPY 的中位引入一个含三异丙基硅烷的酚盐基团,已知酚盐是强的给电子基团,当被硅烧保护后,酚盐的强给电子能力被抑制,即PET 现象被抑制,所以探针2在与F 离子作用之前发出很强的荧光,当探针与F-离子作用之后,硅浣保护基团被去除,酚盐的强给电子能力恢复,发生PET 现象,荧光被淬灭。在F-离子的浓度达到0.5mM 时,探针的荧光被完全淬灭。
超分子自组装一步法制备新型导电聚合物水凝胶 戴庭阳，陆 云 （南京大学化学化工学院高分子科学与工程系，配位化学国家重点实验室，南京210093）摘 要：利用聚合物分子链和多价阳离子间的超分子自组装，一步法制备了新型导电聚合物水凝胶。在静置的反应条件下，凝胶化过程和聚合过程同时进行，多价阳离子起到聚合氧化剂和离子交联剂的双重功效。得到的水凝胶材料本质上是一种“半互穿网络型”凝胶，具有伸展的分子链构象和可调控的微观形貌，并在纳米尺度上发生相分离。对静置的反应条件进行分析，对材料的凝胶化机理进行研究，并讨论了超分子自组装法制备导电聚合物水凝胶的普适性。 通过系统研究得到优化的实验条件，制备了具有自增强功能的导电聚合物水凝胶，材料自增强功能的实现与其均匀的微观结构和相结构密切相关。 关键词：水凝胶；导电聚合物；超分子自组装；自增强功能 中图分类号：O631.2文献标志码：A 文章编号：1673－7180(2010)06－0434－7 One-step fabrication of novel conducting polymer hydrogels via supramolecular self-assembly Dai Tingyang，Lu Yun (Department of Polymer Science and Engineering, State Key Laboratory of Coordination Chemistry, School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093, China) Abstract: Conducting polymer hydrogels have been synthesized through a one-step procedure via the supramolecular self-assembly between polymers and multivalent cations. In a static condition, the gelation process happens simultaneously with the polymerization process with the multivalent cations acting as both the oxidant and the ionic crosslinker. As-prepared hydrogels, which are originally a semi-interpenetrating polymer network (semi-IPN) hydrogels, exhibit expanded-coil conformation in polymer chains, possess controllable microstructure and phase-separate at nanometer scale. The function of the static condition is analysed, and the gelation mechanism is studied. Such a supramolecular self-assembly method is proved to be versatile for the fabrication of conducting polymer hydrogels. Also the fabrication condition is modulated based on systematical researches, and PEDOT-PSS hydrogels with self-strengthening functions are prepared. The self-strengthening mechanism is demonstrated to be in close relationship with the microstructure and the phase structure of the materials. Key words: hydrogels；conducting polymers；supramolecular self-assembly；self-strengthening functions 导电聚合物水凝胶材料因其兼具水凝胶的力学性能、溶胀性能和导电聚合物特有的电子传输性能，近年来引起了人们极大的兴趣[1]。目前，商业应用最为成功的一种导电聚合物材料就是聚（3,4-乙撑二氧噻吩）-聚苯乙烯磺酸，即PEDOT-PSS。与其他导电聚合物相比，这种材料具有可见光区透明、热稳定性好、可加工性好 收稿日期：2010-04-06 基金项目：国家自然科学基金资助项目(20974043/50773030)；高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(200802840010) 作者简介：戴庭阳(1983－)，男，博士研究生，主要研究方向: 导电聚合物功能化 通信联系人：陆云，教授，主要研究方向: 光电功能高分子， yunlu@https://www.doczj.com/doc/4716399721.html,
《操作系统原理》期末考试题 、单项选择题（每题 分，共分） 1. 操作系统是一种（ ）。 A. 系统软件 B. 系统硬件 C. 应用软件 D. 支援软件 2. 分布式操作系统与网络操作系统本质上的不同在于（ ）。 A. 实现各台计算机这间的通信 B. 共享网络中的资 源 C.满足较在规模的应用 D. 系统中多台计算机协作完成同一任务 3. 下面对进程的描述中，错误的是（ A.进程是动态的概念 B. C.进程是指令的集合 D. 4?临界区是指并发进程中访问共享变量的（ ）段。 5. 要求进程一次性申请所需的全部资源，是破坏了死锁必要条件中的哪一条 。 A.互斥 B. 请求与保持 C. 不剥夺 D. 循环等待 6. 以下哪种存储管理不可用于多道程序系统中（ ）。 A.单一连续区存储管理 B.固定式区存储管理 C.可变分区存储管理 D.段式存储管理 7. 在可变式分区存储管理中，某作业完成后要收回其主存空间，该空间可能与 相邻空闲区合 并，修改空闲区表，使空闲区数不变且空闲区起始地址不变的 ）。 进程执行需要处理机 进程是有生命期的 A.管理信息 B.信息存储 C. 数据 D. 程序
情况是（）。 A.无上邻空闲区也无下邻空闲区 C.有下邻空闲区但无上邻空闲区 8. 系统“抖动”现象的发生不是由 A.置换算法选择不当 C.主存容量不足 9. 在进程获得所需全部资源，唯却 A.运行 B.阻塞 10. 要页式存储管理系统中，将主存等分成（ A.块 B.页B. D. B. D. CPU 时,有上邻空闲区但无下邻空闲区 有上邻空闲区也有下邻空闲 区）引起的。 交换的信息量过大 请求页式管理方案 进程处于（ C.就绪 ）。 C. 段长 状态。 D.新建 D.段
微机备自投装置的基本原理及应用 令狐文艳 本文介绍了微机线路备自投保护装置特性和应用中的供电方式，阐述其应用于母联备自投工作和线路备自投的工作原理及备自投保护装置运行条件及动作条件。 备自投保护供电方式技术条件 1.引言 随着我国人民生产生活的现代化程度日益提高，人们对电力的需求和依赖程度也在倍增，对电能质量的要求也更加严格，供配电在各个领域也不断向自动化、无人值守、远程控制、不间断供电的目标迈进。有些电力用户尤其对不间断供电的要求显得更加突出。我国的电力供应主要还是依靠国家电网供电，电力缺口也在不断增大，尤其在用电高峰期缺电现象严重，为此很多大型企业便自建电厂或配备发电机，因此各种电源的相互切换，保证电源的不间断供电和供电的高可靠性成了现代配电工程中保护和控制回路的重要部分。在GB50062 《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》中的第十一章也明确规定了备用电源和备用设备的自动投入的具体要求。
微机线路备自投保护装置使系统自动装置与继电保护装置相结合，是一种对用户提供不间断供电的经济而又有效的技术措施，它在现代供电系统中得到了广泛的应用。在此只对微机线路备自投保护装置在电力系统中两种备自投方式和基本原理进行探讨。 微机线路备自投保护装置（以下简称备自投）核心部分采用高性能单片机，包括CPU模块、继电器模块、交流电源模块、人机对话模块等构成，具有抗干扰性强、稳定可靠、使用方便等优点。其液晶数显屏和备自投面板上所带的按键使得操作简单方便，也可通过RS485通讯接口实现远程控制。装置采用交流不间断采样方式采集到信号后实时进行傅立叶法计算，能精确判断电源状态，并实施延时切换电源。备自投具有在线运行状态监视功能，可观察各输入电气量、开关量、定值等信息，其有可靠的软硬件看门狗功能和事件记录功能。 产品在不同的电压等级如110kV、10kV、0.4kV系统的供配电回路中使用时需要设定不同的电气参数，在订货时必须注明。在选择备自投功能时则一定不可以投入低电压保护，以免冲突引起拒动或误动。 变配电站备自投有两种基本的供电方式。第一种如图1所示母联分段供电方式，母联开关断开，两个工作电源分别供电，两个电源互为备用，此方式称为母联备自投方
?????? 专科《操作系统原理及应用》 一、（共75题,共150分） 1. 在手工操作阶段，存在的一个严重的问题是（）。（2分） A.计算机的速度不快 B.计算机的内存容量不大 C.外部设备太少 D.用户使用不方便 .标准答案：D 2. 下列选项（）不是操作系统关心的。（2分） A.管理计算机硬件 B.提供用户操作的界面 C.管理计算机资源 D.高级程序设计语言的编译 .标准答案：D 3. 批处理最主要的一个缺点是（）。（2分） A.用户无法与程序交互 B.一次只能执行一个程序 C.没有实现并发处理 D.CPU的利用率较低 .标准答案：A 4. 当CPU执行用户程序的代码时，处理器处于（）。（2分） A.自由态 B.用户态 C.核心态 D.就绪态 .标准答案：B 5. 根据中断信号的来源，（）引起的中断称为外中断。（2分） A.I/O完成 B.内存越界 C.用户态下执行特权指令 D.数据传输出错 .标准答案：A 6. 作业的处理一般分为多个作业步，连接成功后，下一步的工作是（）。（2分） A.运行 B.编辑 C.检测 D.连接 .标准答案：A 7. 操作系统向用户提供了二种使用计算机的接口，其中一个是（）。（2分） A.函数库 B.子程序调用 C.中断机制 D.系统调用 .标准答案：D 8. 并发执行的一个特点是（）。（2分） A.结果可再现 B.程序与计算不再一一对应 C.计算结果会出错 D.不会顺序执行 .标准答案：B 9. 进程的基本状态有三种，其中一个是（）。（2分） A.开始态 B.就绪态 C.唤醒态 D.结束态 .标准答案：B 10. 对进程进行控制的原语，完成的功能包括（）。（2分） A.执行就绪的进程 B.唤醒等待的进程 C.将运行程序就绪 D.淘汰出错的进程 .标准答案：B 11. 资源描述器中应包含的内容有（）。（2分） A.分配标志 B.等待队列的指针 C.唤醒程序的地址 D.资源分配程序入口地址 .标准答案：D