第一次作业
1、什么是生物物理学？
答：生物物理学是研究生命物质的物理性质、生命过程的物理和物理化学规律以及物理因素对生物系统作用机制的科学。
2. 为何蛋白质的含氮量能表示蛋白质相对量？实验中又是如何依此原理计算蛋白质含量的？
答：因为蛋白质中N含量平均为16%，所以可以用蛋白质的含氮量表示蛋白质相对量。实验中是用凯氏定氮法测定蛋白质含量，100克样品中蛋白质含量=每克样品中含氮克数*6.25*100
3、解释“氨基酸等电点不是中性点”这句话的含义。
答：氨基酸是两性电解质，氨基酸处于静电荷为零时的pH为该氨基酸的等电点。不同氨基酸的等电点不一样，中性氨基酸的酸性比它的碱性稍强些。在纯水溶液中，中性氨基酸呈微酸性，负离子浓度大于正离子浓度。故使其到等电点，需加酸，降低pH值。中性氨基酸等电点为5.6~6.3，酸性氨基酸等电点为2.8~3.2；碱性氨基酸等电点为7.6~10.8。
4、组成蛋白质的氨基酸的有多少种？如何进行分类？
答：组成蛋白质的氨基酸有20种。根据氨基酸的相对位置，可以分为α氨基酸、β氨基酸、γ氨基酸等等；根据酸碱性可以分为中性氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸。
生物物理第二次作业
5、举例说明蛋白质的四级结构
答：血红蛋白质：两个由141个氨基酸残基组成的α亚基和两个由146个氨基酸残基组成的β亚基。各个亚基间相互作用与接触部位的布局所形成的立体排布，它们之间以非共价键（包括氢键、疏水作用和盐键等）相连结
6、举例说明蛋白质的变构效应
答：T型H b分子第一个亚基与O2结合，引起构象变化，并引起第二、三、四个亚基与O2的亲和力依次增高，H b分子构象由T型变为R型。
H b随红细胞有血循环中往返于肺（氧分压高，T型转变为R型）及其它组织（氧分压低，R型转变为T型）之间，H b的T型与R型不断变化。
7、什么是超二级结构和结构域
答：在蛋白质结构中，常常发现两个或几个二级结构单元被连接多肽连接起来，进一步组合成有特殊的几何排列的局部空间结构，这些局域空间结构称为超二级结构。
结构域：由几个motifs结合排列或由一条长的多肽链折叠形成蛋白质亚基结构中的紧密球状的结构区域，它也是蛋白质的一个功能单位。
8下载至少一种蛋白质的PDB。使用PDB viewer 等软件观察蛋白质的特点
生物物理第三次作业
1.常用的蛋白质分离纯化方法有哪几种？各自的原理是什么？
答:①根据分子大小不同的纯化方法蛋白质分子最明显的特征之一就是颗粒大,并且不同的蛋白质分子在分子大小方面是不同的,因此可以利用一些简便的方法使蛋白质和小分子的物质分开,并使蛋白质混合物也得到分离。a：透析和超过滤透析是利用蛋白质分子不能透过半透膜地性质,使蛋白质和其他小分子物质如无机盐,单糖,等分开. 超过滤是利用压力或离心力,强行使水和其他小分子溶质通过半透膜,而蛋白质被截留在膜上,以达到浓缩和脱盐的作用。b：凝胶过滤也称凝胶渗透层析是根据蛋白质分子大小不同分离蛋白质最有效的方法之一。凝胶过滤的原理是当不同蛋白质流经凝胶层析柱时,比凝胶珠孔径大的分子不能进入珠内网状结构,而被排阻在凝胶珠之外,随着溶剂在凝胶珠之间的空隙向下运动并最先流出柱外;反之,比凝胶珠孔径小的分子后流出柱外。目前常用的凝胶有交联葡聚糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶和琼脂糖凝胶等。②利用溶解度差别的纯化方法影响蛋白质溶解度的外部条件有很多,比如溶液的pH值、离子强度、介电常数和温度等。但在同一条件下,不同的蛋白质因其分子结构的不同而有不同的溶解度,根据蛋白质分子结构的特点,适当地改变外部条件,就可以选择性地控制蛋白质混合物中某一成分的溶解度,达到分离纯化蛋白质的目的。常用的方法有等电点沉淀和pH值调节、蛋白质的盐溶和盐析、有机溶剂法、双水相萃取法、反胶团萃取法等。a. 等电点沉淀和pH值调节是最常用的方法。每种蛋白质都有自己的等电点,而且在等电点时溶解度最低;相反,有些蛋白质在一定pH值时很容易溶解。因而可以通过调节溶液的pH值来分离纯化蛋白质。b. 蛋白质的盐溶和盐析是中性盐显著影响球状蛋白质溶解度的现象,其中,增加蛋白质溶解度的现象称盐溶,反之为盐析。
c.有机溶剂提取法的原理是:与水互溶的有机溶剂(如甲醇、乙醇)能使一些蛋白质在水中的溶解度显著降低;而且在一定温度、pH值和离子强度下,引起蛋白质沉淀的有机溶剂的浓度不同,因此,控制有机溶剂的浓度可以分离纯化蛋白质
③。根据电荷不同进行分离纯化根据蛋白质的电荷即酸碱性质不同分离蛋白质的方法有电泳和离子交换层析两类。a.电泳在外电场的作用下,带电颗粒(如不处于等电点状态的蛋白质分子)将向着与其电性相反的电极移动,这种现象称为电泳。b. 聚丙烯酰胺电泳是一种以聚丙烯酰胺为介质的区带电泳,常用于分离蛋白质。c. 等电聚焦是一种高分辨率的蛋白质分离技术,也可以用于蛋白质的等电点测定。利用等电聚焦技术分离蛋白质混合物是在具有pH梯度的介质中进行的。在外电场作用下各种蛋白质将移向并聚焦在等于其等电点的pH值梯度处形成一个窄条带。d. 离子交换层析是以离子交换剂为固定相,依据流动相中的组分离子与交换剂上的平衡离子进行可逆交换时结合力大小的差别而进行分离的一种层析方法。
④。利用对配体的特异亲和力进行分离纯化亲和层析是利用蛋白质分子对其配体分子特有的识别能力建立起来的一种有效的纯化方法。它通常只需一步处理即可将目的蛋白质从复杂的混合物中分离出来,并且纯度相当高。
2. 什么是核酸？怎样分类？各类中包括哪些类型？
答: 核酸是由许多核苷酸单元所构成的高分子化合物.基本结构单位是核苷酸.
核酸的分类就是根据所含戊糖种类不同而分为核糖核酸和脱氧核糖核酸.
核糖核酸（RNA）含有的戊糖是核糖，含有的杂环碱有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶. 脱氧核糖核酸（DNA）含有的戊糖是2-脱氧核糖，含有的杂环碱有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶
3. DNA双螺旋结构模型的主要特点是什么？
答:主要特点a 两条反向平行的DNA链，沿着一个轴向右盘旋成双螺旋体。
b 嘌呤与嘧啶碱位于双螺旋的内侧. 磷酸与核酸在外侧, 彼此通过磷酸二酯键相连接, 形成DNA分子骨架.
c 双螺旋的平均直径为2nm 两个相邻的碱基对之间相距的高度, 即碱基堆积距离为0.34nm 两个核苷酸之间的夹角为36度
d 两条核苷酸链依靠彼此碱基之间形成的氢键相连系而结合在一起
e 碱基在一条链上的排列顺序不受任何限制
4. 维持DNA分子双螺旋结构的力是什么？
答:主要是碱基堆积力，还有氢键，疏水作用，离子键。
5. 为什么DNA制品应保存在较高浓度的缓冲液或溶液中？
答: 高浓度的溶液离子强度越低，一般来说离子强度较低的介质中，DNA的熔解温度较低，熔解温度范围较宽。所以DNA应该保存到较高浓度的缓冲液或溶液中。
生物物理第四次作业
1. 稳定蛋白质分子三维结构的作用力主要有哪些？
答：氢键，范德华力，疏水作用，静电作用
2. 根据蛋白质荧光特性，可将其分为哪几类?各有何特点？
答：根据蛋白质荧光特性可分为三类：
A，只含酪氨酸，不含色氨酸，荧光特性与酪氨酸相同。
B，含酪氨酸和色氨酸，荧光特性与色氨酸相似。
C，只含苯丙氨酸，荧光特性与苯丙氨酸相同。
3. 球蛋白分子运动类型主要有哪些？
答：局部运动：生物大分子中原子涨落，氨基酸残基侧链运动，环与臂位移。
刚体运动：螺旋、结构域、亚基的运动
大尺度运动：蛋白质分子开闭的涨落、折叠与去折叠运动
集体运动：弹性体方式、偶联的原子涨落、孤子与其它非线性运动
4. 简述免疫球蛋白结构域之间绕铰链作刚性运动特性。
答：免疫球蛋白分子由两条重链H和两条轻链L构成，折叠成12个结构域，分属变域V 和不变域C 两种类型。分子有Fab和Fc 二部分，由松散铰链肽相连。木瓜蛋白酶和胃蛋白酶作用下，分子被分解为Fab、Fc 和(Fab)2等片段。在完整分子中1. Fc部分是完全构象无序的。2. Fab和Fc 的铰链肽有特殊的构象，N端有一圈开放的螺旋，不稳定，构象灵活，Fab 在溶液能运动。Fab和Fc 可绕铰链较大范围运动。3. 在Fab结构测定发现V和C域之间可以开关肽为中心发生拐肘式运动。V与C域的拐角可相差60o。4. Fc 片段中，CH2和CH3之间也可有7o构象差，之间可有相对扭动。
5. 什么是蛋白质工程？其研究主要内容是什么？
答：蛋白质工程是按人们意志改变蛋白质的结构和功能或创造新的蛋白质的过程。研究主要内容包括在体外改造已有的蛋白质，化学合成新的蛋白质，通过基因工程手段改造已有的或创建新的编码蛋白质的基因去合成蛋白质等。为获得的新蛋白具备有意义的新性质或新功能，常对已知的其他蛋白质进行模式分析或采取分子进化等手段。对现有蛋白质的改造，蛋白质构象预测，新蛋白质设计，以蛋白质为靶的药物设计
6. 简述PCR基本原理。
答：基本原理：（1）双链DNA热变性产生两条单链，作为酶促合成的模板
（2）在较低温度下与两个人工合成的寡聚脱氧核糖核苷酸引物退火
（3）通过DNA聚合酶进行扩增反应，合成模板的互补链。
（4）扩增结束后再经热变性、退火和扩增反应，使上轮扩增产物DNA成为追加模板再合成新的互补链。
（5）循环往复，经过20-30个反应周期，可使微量DNA模板经过扩增2n倍，（n为反应周期数）获得足够量的产物，产物长度根据引物设计的部位不同而不同，从几十到数千个碱基对。
7. 什么是分子伴娘？简述分子伴娘的主要功能和作用模型。
答：分子伴娘是在动物、植物、细菌以及人类体内存在，分布广泛的蛋白质，在细胞内能够帮助新生肽链的正确组装和穿膜移位，最终成为成熟蛋白质，而本身却不是最终功能蛋白质分子的组成部分的蛋白质分子。
主要功能：（1）蛋白质的生物合成：蛋白质N端在C端之前合成，如果合成的速度比折叠速度慢，N端在C端合成之前会与其本身或其它分子发生相互作用，在分子伴娘的作用下，可避免错误的快速折叠发生。
（2）蛋白质的转运：新合成蛋白质出入各种细胞器的跨膜转运，通常以非折叠状态运输，定位后再折叠，在膜两侧必须有介导折叠和非折叠的分子伴娘协助。
（3）蛋白质功能的发挥：各种多聚体蛋白复合物正常功能发挥，涉及亚基与亚基的相互作用变化，亚基接触区常会短暂暴露，在分子伴娘帮助下才能形成正常功能的多聚体结构。（4）细胞器的发生：有些多肽由胞浆核糖体合成后再进入细胞器，再与细胞器内合成的其它多肽相互作用形成有活性的多聚体结构。新合成的蛋白亚基定位于某一细胞器之前，它们的结合倾向必须依靠分子伴娘的调节。
（5）应激反应：环境的压力常导致细胞内蛋白质变性形成失活的不溶性凝聚物。分子伴娘在动物细胞中防止凝聚物的出现或促进凝聚物解离。
作用模型：
生物物理第五次作业
1. 生物膜的基本结构特征是什么？这些特征与它的生理功能有什么联系？
答：生物的基本结构特征是膜的流动性和不对称性。生物膜的流动镶嵌模型：膜的共同结构特点是以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构，而具有不同生理功能的蛋白质。流动镶嵌模型主要强调（1）膜的流动性，膜蛋白和膜脂均可侧向运动；（2）膜蛋白镶嵌在脂类中表现出分布的不对称性，有的镶嵌在膜的内外表面，有的嵌入或横跨脂双分子层。
膜的流动性是表现生物膜正常功能的必要条件，如通过膜的物资运输、细胞识别、细胞免疫、细胞分化及激素的作用等都与膜的流动性密切相关。膜的不对称性决定了生物膜内外表面功
能的特异性。2. 简述内在蛋白和外在蛋白的定义、特点以及与膜脂作用的方式？
答：内在蛋白是以不同深度镶嵌在脂质双分子层中，有些还横跨全膜-跨膜蛋白。
特点：内在蛋白与膜结合牢固，只有用剧烈条件：如表面活性剂或有机溶剂破坏膜结构时，才能从膜上分离。但分离后常失去正常构型。去掉有机溶剂或表面活性剂时，内在蛋白能再聚合为水不溶性或与脂类形成膜结构。大多数内在蛋白不溶于水，其疏水区域与脂双层中脂类分子疏水尾部相互作用，亲水区域暴露在膜一侧或两侧表面。内在蛋白主要靠疏水力与膜脂紧密结合。
外在蛋白又称外周蛋白，是与内在蛋白相对的，是指不直接与脂双层疏水部分相互连接，它们常常通过离子键、H键与脂质分子或膜表面的蛋白质分子相结合。特点：外周蛋白与膜结合比较疏松，用温和方法在不破坏膜结构情况下可将其分离（如：增加pH，或离子强度）. 有些膜蛋白完全位于胞液中，仅仅以一个或几个共价连接的脂肪酸链或异戊烯集团与脂双层结合。也有的膜蛋白通过一个共价连接的寡糖链与脂双层结合。与膜脂作用的方式: 它们常常通过离子键、H键与脂质分子或膜表面的蛋白质分子相结合。
3. 从生物膜结构模型演化说明人们对生物膜结构的认识过程。
答：对生物膜的分子结构的认识经历了四个发展阶段：
（1）脂质双分子层模型：研究人员通过实验发现易溶于脂类的物质易通过膜，所以推测膜由脂质构成，有通过计算总面积，得出膜的模型是脂质双分子层，极性的亲水基团朝向外侧的水性环境。
（2）Davson-Danielli模型：即“蛋白质-脂质-蛋白质”三明治式的细胞膜分子结构模型，这个模型的提出是建立在人们对于蛋白质在细胞膜中作用有了初步认识的基础上。
（3）单位膜模型：即生物膜由蛋白质-脂质-蛋白质的单位膜构成，该模型继用了前两种模型的合理成分，但未正确解释蛋白质的位置
（4）流动镶嵌模型：该模型强调膜的流动性，膜蛋白和膜脂均可侧向运动，膜蛋白镶嵌在脂类中并表现出分布不对称性，而且是通过疏水和亲水相互作用维持膜的结构。该模型强调膜的流动性。生物膜的模型还在不断的完善中，从这一演化过程中可以看出，人们是通过不断的研究，不断地从实验中发现新现象，在亲人的研究基础上不断地完善对于生物膜结构的认识。
4. 简述细胞融合实验过程及现象。
答：将人细胞用红色荧光标记将小鼠细胞用绿色荧光标记；然后通过某种方法（如可以用电流刺激或用灭活的仙台病毒处理）使2个细胞融合为1个杂交细胞；刚融合时杂交细胞是一半红（来自人的细胞膜）一半绿（来自小鼠的细胞膜）的；在37℃下培养40分钟后再观察会发现红色和绿色的荧光混杂在一起无法区分。细胞膜上的膜蛋白在膜脂分子双层内可以水平侧向运动。
生物物理第六次作业
1.细胞的跨膜物质运输有哪些方式？
答：（一）被动运输：指物质从高浓度一侧向低浓度方向的跨膜转运，这是一个不需要外界供给能量的自发过程。分为简单扩散和协助扩散。
（1）简单扩散：小分子物质沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散，不需要提供能量，没有
膜蛋白的协助。
（2）协助扩散：指各种极性分子和无机离子顺浓度梯度或电化学梯度减小方向的跨膜转运。不需要细胞提供能量，但在特异的膜蛋白的协助下，可使转运效率增加，转运的特异性增强。（二）主动运输：由载体蛋白所介导的物质逆着浓度梯度或电化学梯度由浓度低的一侧向浓度高的一侧进行跨膜转运的方式。需要能量（1）钠钾泵（2）钙泵
质子泵（4）ABC转换器
（三）协同运输: 协同运输是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式。物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度，而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵。（1）同向运输: 指物质运输方向与离子转移方向相同。
（2）对向运输: 物质跨膜运动的方向与离子转移的方向相反。
（四）内吞与外排作用——需要能量
（1）内吞作用：当细胞摄取大分子或颗粒时，首先被摄入附着细胞表面，被一小部分质膜逐渐的包围，质膜凹陷然后分离形成细胞内的小囊，其中包含有被摄入的物质。内吞物质为固体，称为吞噬作用，内吞物质为液体或溶质，称为胞饮。
（2）外排作用：大分子物质通过形成小囊泡从细胞内部逐步移至细胞表面，小囊泡的膜与质膜融合，将物质排出于细胞之外。
2.比较主动运输与被动运输的特点及生物学意义。
答：主动运输是由载体蛋白所介导的物质逆着浓度梯度或电化学梯度由浓度低的一侧向浓度高的一侧进行跨膜转运的方式，其特点：1.逆浓度梯度（逆化学梯度）运输；2. 需要能量（由ATP直接供能）或与释放能量的过程偶联（协同运输），并对代谢毒性敏感；3.都有载体蛋白，依赖于膜运输蛋白；4.具有选择性和特异性。
被动运输是指物质从高浓度一侧向低浓度一侧方向的跨膜转运，它分为简单扩散和协助扩散，它的特点是：1.沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散2.不需要提供能量；3.在简单扩散方式下不需要膜蛋白协助，在协助扩散方式下，存在特异的膜蛋白协助，但不需要细胞提供能量。
生物学意义：主动运输这种物质出入细胞的方式，能够保证活细胞按照生命活动的需要，主动地选择呼吸所需要的营养物质，排除新陈代谢产生的废物和对细胞有害的物质。被动运输的方式，虽然转运速度慢，但是不消耗能量，在细胞活动中节约大量能量。这两种方式分工合作，对于维持细胞内正常的生命活动,对神经冲动的传递以及对维持细胞的渗透平衡,恒定细胞的体积都是非常重要的. 对于活细胞完成各项生命活动有重要作用。
3.说明钠钾泵的工作原理及其生物学意义。
答：钠钾泵实质上就是Na+—K+—ATP酶，是膜中的内在蛋白。它将细胞内的Na+泵出细胞外，同时又将细胞外的K+泵入细胞内。Na+—K+—ATP酶是通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化，导致与Na+、K+的亲和力发生变化。在膜内侧Na+与酶结合，激活ATP酶活性，使ATP分解，酶被磷酸化，构象发生变化，于是与Na+结合的部位转向膜外侧。这种磷酸化的酶对Na+的亲和力低，对K+的亲和力高，因此在膜外侧释放Na+而与K+结合。K+与磷酸化酶结合后促使酶去磷酸化，酶的构象恢复原状，于是与K+结合的部位转向膜内侧，K+与酶的亲和力降低，使K+在膜内被释放，而又与Na+结合。其总的结果是每一循环消耗一个A TP，转运出三个Na+，转进两个K+。
生物学意义，钠钾泵的一个特性是它对离子的转运循环依赖自磷酸化过程,A TP上的一个磷酸基团转移到钠钾泵的一个天冬氨酸残基上,导致构象的变化.通过自磷酸化来转运离子的离子泵就叫做P-type。它在维持细胞的渗透压,保持细胞的体积和正常生理形态；维持低Na+
高K+的细胞内环境，尤其是在神经细胞中维持静息电位等过程中具有重要意义。
生物物理第七次作业
1.细胞的电学模型有哪些？
答：并联电导模型、中心导体模型。
2.叙述生物组织的阻抗特性。
答：在低频电流下，生物组织具有复杂的电阻性质。有的表现为欧姆电阻，即在一定范围内，其电压、电流呈线性关系；有的呈非线性关系，其中还有对称性和非对称性。如细胞的变阻作用等效为对称元件，细胞的整流作用则为非对称元件。生物阻抗与生物机体或组织的体积变化有关。人体各组织和器官电阻率各不相同，同一组织器官的机能状态不同，电阻抗也不同。
生物器官、组织因生命活动而伴有容积变化时，在生物体表可测得生物阻抗相对变化，称为生物器官和组织的阻抗图，如脑阻抗图、心阻抗图、肺阻抗图、肾阻抗图、肝阻抗图等。各阻抗图均可定义各自的特定参数，可用于临床判断正常与病变器官组织。
3.叙述生物水的介电特性。
答：生物体内，水不仅提供细胞的生存环境，还很大程度上决定着生物大分子构象和功能，影响生命活动中物质输运、能量转换和信息传递过程。
水是一强极性分子，具有很强的偶极性。
水的偶极矩为 1.84 D。1D=3.338×10-30C·m
水分子O—H键角为104.5°，氢和氧原子平均间距0.0957nm
水分子具有质子施主的能力，能与其它水分子、离子或生物大分子极性基团间形成氢键。液态水氢键能为18.83 KJ/mol。氢键平均寿命10-11秒
水分子与其它离子或生物大分子之间以氢键相联系形成某种结构，这种状态的水为结构水。以氢键结构的生物水中，O—H键中一个电子基本上被氧占有，氢离子可能同其中一个氧原子分离而趋向另一个氧原子，结果产生两种离子H3O+和OH-。一升纯水在25℃的任一时刻，有10-7mol的H3O+和OH-离子，因此，纯水的pH=7.
生物物理第八次作业
4.叙述电压钳技术的原理。
答：电压钳就是控制跨膜电位在某一固定水平。基本思想是用负反馈的电子线路将膜电
位固定在试验所希望的标定
值上，同时测量膜电流的变
化，再以电压与电流之比求出
膜电导的变化，用离子通道电
导特性的变化来描述生物膜
电导的变化。根据简化电缆模
型，一小片膜的等效电路如图
所示。因为
c
ion m I I I +=∑ Q=CV dt
dV C dt dQ I m c ==所以dt dV C I I m ion m +=∑令 0=dt dV 即 0=c I 得出
∑=ion m I I 式中：m I 为膜电流 ion I 为离子电流 c I 为电容电流 Q 为电荷 C 为电容 V 为电压，此即为电压钳技术的原理。只要固定膜电位不变，膜电容电流为0，膜总电流等于离子电流。
5.叙述离子置换法分离离子电流的原理。
答：用胆碱离子置换细胞外液中的+Na ，排除
Na I ，得到+K 流，用总电流减去+K 流，得流+Na 。 即Na I =m I -K I
7.什么是Nernst 方程？其符号代表的意义是什么？ 答：
)(Φ?+?-=RT zCF C D j 为Nernst 方程 其符号代表的意义是：j 离子扩散通量；C ? 离子浓度梯度；Φ? 电场强度 ；z 离子带电量；D 扩散系数 ；F Faraday 常数；T 绝对温度；R 普适气体常数；C 离子浓度
8.什么是Goldman 方程？其符号代表的意义是什么？ 答：
i Na o Cl i K o Na i Cl o K m Na P Cl P K P Na P Cl P K P F RT V ][][][][][][ln[+-++-+++++= 即为Goldman 方程 其符号代表的意义是：电位Vm 为静息跨膜电位；k P 表示+K 的跨膜通透能力；CL P 表示-Cl 的跨膜通透能力；Na P 表示+Na 的跨膜通透能力；F Faraday 常数；T 绝对温度；R 普适气体常数；I 细胞内 ；O 细胞外
10. 叙述产生静息电位的离子机制。
答：静息电位的形成是由于：
（1）细胞内外离子的分布不均衡（细胞内外钾离子的不均匀分布，钾离子的平衡电位就是静息膜电位）
（2）膜上离子通道对离子具有不同的通透性
（3）生电性钠泵的作用
∑=ion
m I I
12. 叙述动作电位产生的离子机制。
答：静息时细胞内液和外液中存在有各种离子，膜对这些例子的通透性不同。当轴突膜收到电刺激是，膜产生去极化，使得膜对K+、Na+的通透性和电导发生变化。首先，Na+通道激活，膜产生去极化，钠离子开始进入膜内，同时膜进一步去极化，大量钠离子涌入膜内，膜电位由负变正，逼近钠离子平衡电位，构成了动作电位的上升相。随后钠离子通道在峰值失活。同时，K+通道激活，钾离子外流逐渐超过钠离子内流。膜电位下降使膜复极化，构成了动作电位的下降相。最后，依靠膜上的钠钾泵来完成排Na+摄K+的任务，维持膜内外离子的浓度差，从而使膜电位恢复到静息水平。
生物物理第九次作业
17.试画出神经动作电位图，指出静息期和动作期、钠电流居主导期和钾电流居主导期。
答：
图中上升段前面的水平段是静息期，上升和下降段是动作期,上升段为钠电流居主导期，下降段为钾电流居主导期。
18.海兔巨神经细胞的内外主要离子浓度（mmol/L ）为
[]o K + 10 []o Na + 485 []o
Cl -
485 []i K + 280 []i Na + 61 []i
Cl -
51 求：(1)+K 、+Na 和-
Cl 的Nernst 平衡电位；
（2）是否有一跨膜电位可使所有离子处于平衡中；
（3）如细胞的静息电位为-49mV ，哪些离子处于平衡中，哪些离子未处于平衡且哪个方向运动？为什么？
答：（1）根据公式 [][]i o m C C z V lg 58=
代入数据得：
+K V =158lg 28010= -83.3 mv
+Na V =158lg 61485= 51.8 mv
-Cl V =158-lg 51485= -56.3 mv
(2) 没有一跨膜电位使所有离子处于平衡状态
(3) 都不出于平衡状态。钠离子外流，钾离子内流，氯离子外流。
19.蛙肌肉神经细胞的内外离子浓度（mmol/L ）为
[]o K + 2.2 []o Na + 109 []o
Cl -
77 []i K + 124 []i Na + 4 []i
Cl -
1.5 假使-Cl 的通透率为+K 的10﹪，+Na 的通透率为+K 的1﹪，试利用Goldman 方程计算其平衡电位。
答：根据公式
又 R=8.314，T=300K ，F=96487
将数据代入得：m V = -55.262 mv 20. 海兔巨神经细胞的内外主要离子浓度（mmol/L ）为
[]o K + 12 []o Na + 480 []o
Cl -
490 []i K + 280 []i Na + 61 []i
Cl -
51 对于静息膜，它们间的通透率之比PK ：PNa ：PCl=1.0：0.12：1.44。试利用Goldman 方程导出细胞静息电位适合的数学表达式。 答：由题：静息电位的Goldman 恒场方程为 （1）
在静息时，这三种离子的通透系数之比为PK ：PNa ：PCl=1.0：0.12：1.44
，将这些数据
代入恒场方程求得的静息电位值与实验值一致。改写式（1）得：
（2） 注意到k Cl
P P 和K Na P P 的比值很小，+Na 和-Cl 对静息电位的贡献很小仅几毫伏，通常忽略不
计，因此，Nernst 公式便成为计算静息电位的基本公式。
又细胞膜两侧离子浓度是由于膜上纳钾泵作用的结果。纳钾泵不断地将细胞外的+
K 泵入膜内，同时又将+Na 从膜内泵出膜外，从而维持了细胞膜两侧离子的浓度差，保持了+K 离子浓度的动态平衡。若将式（2）写成
（3）
则按式（3）计算静息电位更为合理
所以细胞静息电位适合的数学表达式为
22. 磁场的生物效应有哪些特点？
答：（1）非特异性（2）温和性（3）可逆性（4）双相性
生物物理第十次作业
神经元的主要结构是什么?
答：神经元的主要结构是细胞体和突起。细胞体表面有细胞膜，内有细胞质和细胞核。突起有树突和轴突。
2. 什么是受体、配体、神经受体？受体有什么基本特性？
答：在胞膜、胞浆及核中对特定生物活性物质具有识别、能与之结合并产生生物效应的分子被称为受体。
与受体有选择性结合的生物活性物质称为配体。
神经元上的受体称为神经受体。
受体的基本性质：（1）高亲和性 （2）高特异性 （3）饱和性
（4）可逆性 （5）竞争性
3. 简述离子通道的功能特征和分子的结构特征。
答：离子通道的功能部分由孔道、门和受体组成。在神经细胞膜上至少有5种钾离子通道、3种钠离子通道和3种钙离子通道。钠离子通道在传导神经动作电位中起关键作用。离子通道在多种构象间转换，但是否容许离子通过微孔道，只有开放O和关闭C两种状态。
离子通道在O和C之间的转换是由其微孔道的闸门控制的，这一机制称闸控。通常认为闸控机制有三种方式：（1）孔道内的一处被闸住（如电压门控Na离子和K离子通道）（2）全孔道发生结构变化封住孔道（如缝隙连接通道）（3）由特殊的抑制粒子将孔道口塞住（如电压门控K离子通道）
离子通道分子的结构特征：根据已有关于离子通道一级结构的资料，可将其编码它们的基因分为3个家族：
A编码电压门控Na离子、K离子和钙离子通道基因家族
B编码配基门控离子通道基因家族，由Ach，GABA，甘氨酸或谷氨酸激活的离子通道
C编码缝隙连接通道的基因家族。
4. 简述视网膜组成及结构特点。简述视杆细胞与视锥细胞的差异。脊椎动物视网膜内有几种主要类型的细胞，以蝾螈视网膜各种细胞为例，简要说明这些细胞对光点、250μm和500 μm光环的刺激反应。
答：视网膜是半透明组织，紧贴眼球后壁，厚度只有0.5mm左右。由三层细胞或神经元组成: 最外层（与脉络膜相邻）——视细胞或感受细胞层RC，为视觉系统的第一级神经元。中间层——双极细胞层BC，为视觉系统的第二级神经元。
最内层——神经节细胞层GC，为视觉系统的第三级神经元。
第一与第二，以及第二与第三级神经元之间，还有两种中间神经元——水平细胞HC和无长突细胞AC，它们的突起在细胞层之间水平延伸，把相邻的神经元联系起来。
视杆细胞和视锥细胞不同之处：
（1）在胞体形状和大小相差很大，视杆细胞细而长，视锥细胞粗而短。（2）两者对光敏感性方面有明显差别。杆状细胞能感受极其微弱的光线，一个光量子就可诱发了可测量到的膜电位变化，但不能分辨辨色。视锥细胞只对较强的光线产生反应，能感受不同的颜色。（3）视网膜上视杆细胞数目比视锥细胞多得多。人的视网膜上共有约600-700万个视锥细胞，而视杆细胞数目则为1.1-1.3亿个。
脊椎动物视网膜内有 5 种主要类型的细胞：感受细胞、水平细胞、双极细胞、无长突细胞和神经节细胞。
蝾螈视网膜各种细胞对三种光刺激反应
感受细胞：光刺激产生超极化反应，呈分级电位，不出现全或无的峰电位，感受细胞的感受野或接受域是指一个感受细胞能够接受视网膜上光刺激范围的区域，感受野狭窄，单个感受细胞不存在中心和周边的对比组构，因而只对光点起反应，光环作用不明显。
水平细胞：对光点和光环的作用均产生明显的超极化负电位，不是全或无式的，也称为S-电位。感受野较宽，其直径一般超过1mm。水平细胞一方面在第一突触起空间整合作用（颜色和亮度），另一方面对感受细胞起负反馈作用。来自于感受细胞的信息，经水平细胞传递，往往使与感受细胞纵向连接的双极细胞受抑制。水平细胞对加强视觉中对比很重要。
双极细胞：双极细胞是信息纵向传递的中间神经元，它在视感受细胞将视觉信息向神经节细胞传递的过程中起重要的中间环节作用。双极细胞和水平细胞对刺激只产生分级慢反应，
是分级慢电位，不是峰电位。当光点作用于感受野中心时，出现超极化电位，当用光环刺激时，双极细胞电位有对立的极性，中心和周围的反应明显不同，当中心是超极化时，外周是去极化。用小光点与500μm大光环结合进行刺激，则光环亮点抵消原光点的中心刺激，原有的基线下移，出现去极化反应。
无长突细胞（或无足细胞）：感受野呈同心圆组构方式，对光点刺激有较大的给光反应，对500μm的光环刺激呈撤光反应，对250 μm的光环刺激既有给光又有撤光反应，无长突细胞对分辨光强度变化的反应特别明显。
神经节细胞：光刺激产生大的动作电位，其频率正比于膜去极化程度，这与其作为付出传神经元的作用一致。存在给光、撤光和给-撤光三种不同类型的细胞。神经节细胞G2对给光和撤光的刺激显示暂时反应，属瞬变型的脉冲。这种反应类型主要是协调有关移动的刺激信息，此性质可看作是由于突触回路的结果，并主要是通过无长突细胞复杂的相互作用。神经节细胞G1当光点刺激时，一直有脉冲发放，如用大光环刺激，则抑制脉冲发放，小光环刺激给光引起一个短暂的去极化，撤光时出现超极化，并抑制脉冲发放，它的感受野与无长突细胞相似，一般呈圆形，在中心显示兴奋，在周围显示抑制，反之亦然，这表明神经节细胞感受野的组构有中心-周边相拮抗的基本特征。这种拮抗效应是由视网膜回路内突触相互作用的结果。
5. 色觉三种特性的心理物理学概念和心理概念名称分别是什么？简述Young-Helmholtz 三色理论。
答：色觉有三种特性：明度、色调和饱和度。第一个特性的心理物理学概念是亮度，与亮度对应的心理学概念是明度。第二个特性的心理物理学概念是主波长，与主波长相对应的心理学概念是色调。第三个特性的心理物理学概念是颜色纯度，对应的心理学概念是饱和度。Young-Helmholtz 三色理论：1807年，杨(T.Young)和赫姆霍尔兹(H.L.F.von Helmholtz)根据红、绿、蓝三原色可以产生各种色调及灰色的颜色混合规律，假设在视网膜上有三种神经纤维，每种神经纤维的兴奋都引起一种原色的感觉。光作用于视网膜上别然能同时引起三种纤信的兴压奋，但由于光的波长特性，其中一种纤维的兴奋特别强烈。例如，光谱长波端的光同时刺激“红”、“绿”、“蓝”三种纤维，但“红”纤维的兴奋最强烈，而有红色感觉。中间波段的光引起“绿”纤维最强烈的兴奋，而有绿色感觉。依同理，短波端的光引起蓝色感觉。光刺激同时引三种纤维强烈兴奋的时候，就产生白色感觉。当发生某一颜色感觉时，虽然一种纤维兴奋强烈，但另外两种纤维也同时兴奋，也就是有三种纤维的活动，所以每种颜色都有白光成份，即有明度感觉。1860年赫姆霍尔兹补充杨的学说，认为光谱的不同部分引起三种纤维不同比例的兴奋。赫给霍尔兹对这个学说作了一个图解。图中给出三种神经纤维的兴奋曲线，对光谱的每一波长，三种纤维都有其特有的兴奋水平，三种纤维不同程度的同时活动就产生相应的色觉。“红”和“绿”纤维的兴奋引起橙黄色感觉，“绿”和“蓝”纤维的兴奋引起蓝紫色感觉。这个学说现在通常称为杨-赫姆霍尔兹学说，也叫做三色学说。
6. 简述光感受器水平的色编码机制。
答：
A，单一色素（对绿色最敏感的G）使感受器对不同波长有不同的敏感性，但感受器不能区分反射波长为450nm和600nm之间的物体，因它们有相同的敏感性。如果发光度下降，感受器不能区分发光度的变化和波长的变化。
B，三色素系统可能独立的辨别波长的强度。色素必定有重叠的光谱。两个物体以不同的量刺激三种光感受器。每个物体刺激感受器达不同的程度，因而对每一物体颜色编码是独特的。通过比较来自三组感受器的信息，中枢神经系统就可不管亮度水平如何，而区分哪种波长有信号传来。色觉的感受取决于中枢神经系统对三种视锥细胞传递不同信息的比较和整合。7. 什么是色盲？为什么会出现色盲？
答：有极少数人对颜色辨认出现异常，这就是色觉缺陷，也称色盲。
色盲可因视感受器先天性遗传缺陷或后天因素如视网膜病变造成。
健康人分辨颜色需要完整的三组视锥细胞视色素，即都能用三原色（红、绿、蓝）匹配出光谱上所有颜色，而且在匹配同一颜色时所用的三原色比例也相似，这些人称为正常三色觉者。如果由于缺乏三种视锥细胞中的一种或一种以上，或者说是这些视锥细胞中的一种或一种以上视色素的吸收光谱发生改变，都会导致二色性色盲、单色性色盲或全色盲。第一原色盲基因（红色盲基因）、第二原色盲基因（绿色盲基因）和第三原色盲基因（蓝色盲基因）分别对应于红、绿、蓝感受器功能缺陷，患全色盲的人，即使对某些波长的光可能很敏感，但不能区分这些光的波长，整个世界成为没有颜色的黑白世界。
生物物理第十一次作业
1.什么是电离辐射和非电离辐射？什么是直接电离辐射和间接电离辐射？
答：能够通过初级和次级过程引起的电离事件的带电粒子或不带电粒子总称为电离辐射，简称辐射。
非电离辐射是指能量比较低，并不能使物质原子或分子产生电离的辐射。
直接电离辐射：高速运动的带电粒子：电子、质子、a粒子，直接引起分子或原子的电离，
可直接破坏介质的原子结构，引起化学或生物变化。
间接电离辐射：不带电粒子： X 射线、γ射线、中子，与物质相互作用时产生致电离粒子或引起核转变。
2.粒子辐射主要有哪些？基本性质如何？
答：粒子辐射主要有高速运动的基本粒子或由它们组成的原子核：
电子、质子、a 粒子、中子、负π介子及各种带电重离子。
性质：
（1） 电子：带一最小单位负电荷的粒子。 静质量：9.11×10-31kg ，电荷：1.60×10-19C ，利用电子感应加速器可将其加速到高能，接近光速。β或β+射线是高能负或正电子流。
（2） α粒子： 即氦原子核，由两个质子和两个中子构成。带两个正电荷。
（3）质子：即氢原子核。带一正电荷。宇宙射线中79%带电粒子为质子。
（4） 中子：与质子质量相同，不带电荷。根据中子能量高低可分为六类：高能中子 快中子 中能中子 慢中子 超热中子 热中子
>10MeV 10KeV-10MeV 100eV-10KeV 0.025-100eV 1eV <0.5eV
（5）负π介子：介子质量介于电子与质子之间。负π介子质量是电子质量的273倍，带负电荷。直线或回旋加速器加速质子，高能质子束轰击重金属靶产生负π介子，其能量接近140MeV 。因此，反应所需质子能量必须高于此值。质子能量越高，负π介子产额越高。
（6）重离子：指原子序数大于氦的被剥离轨道电子的原子核，带正电荷。
3.什么是吸收剂量？什么是传能线密度？
答：吸收剂量：授予单位质量物质（或被单位质量物质吸收）的任何致电离辐射的平均能量。定义式为
单位为J/kg ， 戈瑞，符号为Gy. 曾用单位为rad. 1Gy = 1J/kg = 100 rad 传能线密度是指直接电离粒子在其单位长度径迹上损失的平均能量. 单位： J/m 或 KeV/μm.
指带电粒子在介质中穿行距离为dl ，能量转移小于某一特定值Δ的历次碰撞造成的能量损失为dE ，则该粒子在介质中的 LET 为：
（Δ为能量限值）
4.简述X 射线、γ射线、中子和带电粒子进行辐射能量转移原发过程。
答：X 射线（产生于原子核外部辐射）和γ射线（原子核内辐射）通过生物组织或其它介质时，它和原子体系的电子相互作用而被吸收的过程，主要通过三种基本机制：（1） 光电效应（2）康普顿效应
（3）电子对生成
三种过程相对频率与受照射物质原子序数Z 具有以下近似关系：光电效应： ~Z4 康普顿效应 ~ Z 电子对产生 ~Z2
X 射线和γ射线通过物质时，因光电效应、康普顿效应和电子对生成而逐渐损失能量，并最终被物质吸收。通过物质强度减弱服从指数规律。
中子是非带电粒子，不能产生如带电粒子具有的典型库仑相互作用，它与物质相互作用主要通过与原子核碰撞产生。因此，与具有相同质量和能量的带电粒子相比，中子的穿透力更强。中子通过生物组织时，可能与组织的原子核发生以下五种相互作用中的一种或多种：
弹性散射 2.非弹性散射 3.伴随其它粒子发射的非弹性散射 4.中子俘获 5.散裂反应
各种过程或相互作用的重要性取决于中子的能量。若中子能量足够，上述过程均有可能发生。在生物组织内的散裂反应只有当中子能量高于20MeV时才能发生。
带电粒子在物质中的电离和激发所致能量损失率：
1.与NZ成正比，即物质密度越大，原子序数越高，能量损失率越大。
2.粒子净电荷ze大，能量损失率也大。
3.与粒子速度成反比。
除直接电离与激发过程损失能量外，对于高速电子或β射线，还有一部分能量以韧致辐射形
式损失，称为辐射损失。韧致辐射所致的辐射能量损失率为：
韧致辐射能量损失率随粒子能量和吸收物质Z值升高而迅速上升，随粒子质量的增大而迅速下降。
5.什么是水自由基？它们是如何形成的？各有何特性？
答：射线直接作用于水，引起水分子的电离和激发。激发和电离的原初反应产生生物学上有重要意义的射解产物，统称为水自由基，形成过程如下：
特性：羟自由基OH?：放射化学产额高，达2.6-2.7，扩散系数为2.3×10-5cm2/s,是氧化性自由基。也是水辐解自由基中致伤能力最强的一种。生物系统中OH·主要攻击多酚类化合物的邻-二羟基位置，生成稳定的半醌。由水辐解自由基的间接作用引起的有氧细胞失活中，OH·的贡献约占60%。
水合电子e-aq ：放射化学产额也OH·相似，但扩散速度比OH·快，同生物分子的反应能力也很强。在中性水中，T1/2 = 2.3 ×10-4s. e-aq 是还原性自由基，在酸性条件下可与H+或H2O反应形成H·，在有氧条件下易被氧捕获形成超氧阴离子
超氧阴离子与生物分子反应速率比OH·和e-aq 低几个数量级，扩散距离较长，有利于通过超氧歧化酶除去，因此直接损伤可能不重要，但体内产生的H2O2可能会与超氧阴离子反应
形成OH·，致伤作用比超氧阴离子大得多。
6.水自由基与生物分子的主要反应有哪些？
?
→
+--
2
2
O
O
e
aq
答：（1） 加成反应 OH·和H+都对DNA 分子碱基具有较大亲和力，对嘧啶碱基，它们主要加合于C5和C6双键，对嘌呤碱基，OH·主要加在咪唑杂环的7，8位双键，先打开双键，与C8结合，然后使咪唑开环。OH·和H+与核酸碱基的加成反应是造成碱基损伤的主要原因。
（2）抽氢反应 OH·因强氧化性，容易从生物分子上抽取一个氢原子，例如 ：DNA 的脱氧戊糖C4上抽去H ，造成C3或C5上的磷酸脂断裂。这是辐射引起DNA 链断裂的重要原因之一。
（3）电子俘获反应 水合电子因其强还原性，能攻击-S-S-。水合电子被二硫化物俘获后，形成不稳定的阴离子自由基，最后导致-S-S-断裂，这是电离辐射引起蛋白质、酶失活的一个重要化学过程。
7.简述单靶单击，单靶多击和多靶单击模型。 答：以生物大分子失活为例，规定辐射剂量D 用单位体积内受照射物质的失活事件或击中数表示，靶体积为V ，则每靶的平均击中数为VD 。
靶子遭受n 次击中的概率为根据能量吸收的随机性得到的简单物理表达。生物学上，靶的失活只需一次击中就可发生，则靶存活的概率就是靶击中数为0（n=0)的概率靶学说最基本表达式或 指数存活方程 或 单靶单击存活方程。
设D0为每靶平均发生一次击中的剂量，VD0=1
此时 S= e-1 = 0.37
即：D0就是使存活由1降至0.37的剂量，在此情况下（单击存活），D0=D37 D37意义：在此剂量时，平均每靶发生一次击中。实际上只有63%的靶被击中，有37%的靶未被击中。若必须发生n 次击中靶的事件，才能导致分子或个体失活，那么，等于或小于（n-1)次击中的个体仍可存活，因此存活率为
：
单靶多击方程。
多靶单击模型：假定每个细胞中存在二个或多个完全相同的靶，并且每个靶服从一击失活原则，击中N 个靶中任一个靶的概率为
N 个靶全部被击中的概率为
未被全部击中的概率，即存活概率为：
多靶单击方程 ?++→+?--OH OH O O H O 2222
8.举例说明如何计算靶体积与靶分子量。
答：靶学说和击中学说可估算生物系统的靶体积和靶分子量。
由单次单击方程可得：
一个以半对数坐标绘制的单次击中曲线，V的大小等于曲线斜率。
因此，给定一定剂量，并测出相应的存活率，可求得V值。
D37小则V大，靶越大，被击中的几率越大
进行靶体积计算时，需要给定两个条件：
将辐射剂量单位换算成“击中/cm3”或“击中/克”。
对发生一次击中事件所需的平均能量沉积值作出估计。
平均能量沉积值通常为50-200eV. 以60eV为例。
生物物理第十二次作业
1.辐射剂量效应曲线通常有几种类型，各有什么特点？
答：剂量效应曲线主要有四种类型：
指数型：在半对数坐标图上为直线
S型：在低剂量区有肩，在高剂量区呈直线
连续下弯型：线性平方模型
双相型：受照样品中含有两种辐射敏感性不同的亚群。将曲线两个指数部分外推可得各亚群相对辐射敏感性。斜率大，较敏感，斜率小较不敏感。
2.分别列出简单多靶单击、修正后的多靶单击、线性平方方程，并给出对应的曲线示意图。
答：简单多靶单击方程：
修正后的多靶单击方程：
线性平方方程：
3.重离子束有哪些重要特点？
答：重离子与X 或γ射线及电子束等低LET 辐射相比具有以下特点：（1）传能线密度LET 高，能在生物介质中产生高密度的电离和激发事件或能量沉积事件。
在能量沉积过程中，其射程末端存在一个尖锐的能量损失峰，称为布拉格峰，在布拉格峰后剂量基本上趋于0，使剂量主要集中于组织的特定深度。因此重离子与机体相互作用产生明显效应的区域是局部的和可选择的。
相对生物效应RBE 较大。氧增强比较小 （OER)，组织中含氧量对辐射效应影响较小，在应用方面能降低癌组织因缺氧引起的辐射抗拒问题。
射程歧离与横向散射小。
辐射敏感性不依赖细胞周期时相，对DNA 损伤的可修复性较小。
可利用重离子电性，在磁场诱导下三维扫描，利用正电子发射断层照相技术，实时在线监测。
4.重离子辐射对生物体的作用基础是什么？
)
(2D D e S βα+-=
生物膜组成细胞膜组成似可分为1膜的骨架 ( 主要是脂质)o期在骨架上的物质 ( 蛋白质等)。其化学成分一般由类脂 (磷脂、胆固醇)、蛋白质、糖类(糖蛋白、糖脂)、少量的核酸、无机离子以及水分所组成。而类脂和蛋白质则是组成细胞膜的主要成分。膜结构体系的基本作用是为细胞提供保护。质膜将整个细胞的生命活动保护起来，并进行选择性的物质交换；核膜将遗传物质保护起来，使细胞核的活动更加有效；线粒体和叶绿体的膜将细胞的能量发生同其它的生化反应隔离开来，更好地进行能量转换。膜结构体系为细胞提供较多的质膜表面，使细胞内部结构区室化。由于大多数酶定位在膜上，大多数生化反应也是在膜表面进行的，膜表面积的扩大和区室化使这些反应有了相应的隔离，效率更高。另外，膜结构体系为细胞内的物质运输提供了特殊的运输通道，保证了各种功能蛋白及时准确地到位而又互不干扰。例如溶酶体的酶合成之后不仅立即被保护起来，而且一直处于监护之下被运送到溶酶体小泡。细胞生物膜系统是指由细胞膜、细胞核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等有膜围绕而成的细胞器，在结构和功能上是紧密联系的统一整体，由于细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器都涉及到细胞膜或细胞器膜，所以通常称此系统为生物膜系统。细胞的生物膜系统在细胞的生命活动中起着极其重要的作用。此外，研究细胞生物膜系统在医学和生产过程中都有很广阔的前景。 生物膜结构如今所认知的生物膜结构为流体镶嵌模型。在提出后又有多次补充，它们都是以流动镶嵌模型为前提。如晶格镶嵌模型强调了膜蛋白分子对磷脂分子流动性的限制作用，认为内在蛋白周围结合的磷脂分子为界面脂，界面脂只能随内在蛋白运动，并与内在蛋白构成晶格；板块模型则认为在流动的脂双层中存在着结构和性质不同，但有序又可独立移动的镶嵌板块，板块内不同组分的相互作用以及不同板块间的相互作用，使生物膜具有复杂的生物学功能。膜蛋白和膜脂结构研究的最新进展主要是以下几个方面：（１）膜蛋白三维结构研究。膜蛋白可分为外周蛋白和内在蛋白，后者占整个膜蛋白的７０％～８０％，它们部分或全部嵌入膜内，还有的是跨膜分布，如受体、离子通道、离子泵以及各种膜酶等等。第一个水溶性蛋白质———肌红蛋白的三维结构的解析是由英国人Ｋｅｎｄｒｅｗ于１９５７年用Ｘ射线衍射法完成的，他因此获得了诺贝尔奖。迄今蛋白质解析出具有原子分辨率的三维结构已达２００００个左右。（２）膜脂结构研究进展。膜脂主要包括甘油脂（即磷脂）、鞘脂类以及胆固醇。对于甘油脂研究较多，它们不仅是生物膜结构的骨架，其中有些成员还参与了信号转导的过程。生物膜作用细胞膜主要功能有（1）分隔、形成细胞和细胞器，为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境，膜的面积大大增加，提高了发生在膜上的生物功能；（2）屏障作用，膜两侧的水溶性物质不能自由通过；（3）选择性物质运输，伴随着能量的传递；（4）生物功能：激素作用、酶促反应、细胞识别、电子传递等。（5）识别和传递信息功能（主要依靠糖蛋白）（6）物质转运功能：细胞与周围环境之间的物质交换，是通过细胞膜的转运功能实现的不同的生物膜有不同的功能。细胞膜和物质的选择性通透、细胞对外界信号的识别作用、免疫作用等密切相关；神经细胞膜与肌细胞膜是高度分化的可兴奋膜，起着电兴奋、化学兴奋的产生和传递作用；叶绿体内的类囊体薄膜与光合细菌膜、嗜盐菌的紫膜起着将光能转换为化学能的作用，而线粒体内膜与呼吸细菌膜则能将氧化还原过程中释放出的能量用于合成三磷酸腺苷；内质网膜是膜蛋白、分泌蛋白等蛋白质及脂质的生物合成场所。因此，生物膜在活细胞的物质、能量及信息的形成、转换和传递等生命活动过程中，是必不可少的结构。 细胞膜的应用 ２．脂质体的发展和应用１９６５年，英国学者Ｂａｎｇｈａｍ将磷脂分散在水中，然后
目录lin 湛
第一章绪论 扼要归纳典型的以离子键形成的化合物与以共价键形成的化合物的物理性质。 答案： NaCl与KBr各1mol溶于水中所得的溶液与NaBr及KCl各1mol溶于水中所得溶液是否相同？如将CH4及CCl4各1mol混在一起，与CHCl3及CH3Cl各1mol的混合物是否相同？为什么？ 答案： NaCl与KBr各1mol与NaBr及KCl各1mol溶于水中所得溶液相同。因为两者溶液中均为Na+,K+,Br－, Cl－离子各1mol。由于CH4与CCl4及CHCl3与CH3Cl在水中是以分子状态存在，所以是两组不同的混合物。碳原子核外及氢原子核外各有几个电子？它们是怎样分布的？画出它们的轨道形状。当四个氢原子与一个碳原子结合成甲烷（CH4）时，碳原子核外有几个电子是用来与氢成键的？画出它们的轨道形状及甲烷分子的形状。 答案： 写出下列化合物的Lewis电子式。 答案： 下列各化合物哪个有偶极矩？画出其方向。 答案： 根据S与O的电负性差别，H2O与H2S相比，哪个有较强的偶极-偶极作用力或氢键？ 答案： 电负性O>S,H2O与H2S相比，H2O有较强的偶极作用及氢键。 下列分子中那些可以形成氢键？ b. CH3CH3 c. SiH4 d. CH3NH2 e. CH3CH2OH f. CH3OCH3 答案： d. CH3NH2 e. CH3CH2OH 醋酸分子式为CH3COOH，它是否能溶于水？为什么？ 答案：能溶于水，因为含有C=O和OH两种极性基团，根据相似相容原理，可以溶于极性水。 第二章饱和烃 卷心菜叶表面的蜡质中含有29个碳的直链烷烃，写出其分子式。 答案：C29H60 用系统命名法（如果可能的话，同时用普通命名法）命名下列化合物，并指出(c)和(d)中各碳原子的级数。答案： a. 2,4,4－三甲基－５－正丁基壬烷５－butyl－2,4,4－trimethylnonane b. 正己烷 hexane ,3－二乙基戊烷 3,3－diethylpentane －甲基－５－异丙基辛烷５－isopropyl－3－methyloctane e.２－甲基丙烷（异丁烷）２－methylpropane(iso-butane) ,2－二甲基丙烷（新戊烷） 2,2－dimethylpropane(neopentane)
1、分子生物学的定义。 从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学，主要指遗传信息的传递（复制）、保持（损伤和修复）、基因的表达（转录和翻译）与调控。 2、简述分子生物学的主要研究内容。 a.DNA重组技术（基因工程） （1）可被用于大量生产某些在正常细胞代谢中产量很低的多肽 ; （2）可用于定向改造某些生物的基因组结构 ; （3）可被用来进行基础研究 b.基因的表达调控 在个体生长发育过程中生物遗传信息的表达按一定时序发生变化（时序调节），并随着内外环境的变化而不断加以修正（环境调控）。 c.生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学） 一个生物大分子，无论是核酸、蛋白质或多糖，在发挥生物学功能时，必须具备两个前提： (1)拥有特定的空间结构（三维结构）； (2)发挥生物学功能的过程中必定存在着结构和构象的变化。 结构分子生物学就是研究生物大分子特定的空间结构及结构的运动变化与其生物学功能关系的科学。它包括3个主要研究方向： (1) 结构的测定 (2) 结构运动变化规律的探索 (3) 结构与功能相互关系 d.基因组、功能基因组与生物信息学研究 3、谈谈你对分子生物学未来发展的看法？ (1)分子生物学的发展揭示了生命本质的高度有序性和一致性，是人类认识论上的重大飞跃。生命活动的一致性，决定了二十一世纪的生物学将是真正的系统生物学，是生物学范围内所有学科在分子水平上的统一。 (2)分子生物学是目前自然学科中进展最迅速、最具活力和生气的领域，也是新世纪的带头学科。
(3)分子生物学是由生物化学、生物物理学、遗传学、微生物学、细胞学、以及信息科学等多学科相互渗透、综合融会而产生并发展起来的，同时也推动这些学科的发展。 (4)分子生物学涉及认识生命的本质，它也就自然广泛的渗透到医学、药学各学科领域中，成为现代医药学重要的基础。 1、DNA双螺旋模型是哪年、由谁提出的?简述其基本内容。 DNA双螺旋模型在1953年由Watson和Crick提出的。 基本内容： (1) 两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴相互缠绕，两条链均为右手双螺旋。 (2) 嘌呤与嘧啶碱位于双螺旋的内侧，3′,5′- 磷酸与核糖在外侧，彼此通过磷酸二酯键相连接，形成DNA分子的骨架。 (3) 双螺旋的平均直径为2nm,两个相邻碱基对之间相距的高度即碱基堆积距离 为0.34nm,两个核苷酸之间的夹角为36。。 (4) 两条核苷酸链依靠彼此碱基之间形成的氢键相连系而结合在一起，A与T相配对形成两个氢键，G与C相配对形成3个氢键。 (5) 碱基在一条链上的排列顺序不受任何限制，但根据碱基互补配对原则，当一条多核苷酸的序列被确定后，即可决定另一条互补链的序列。
1、蛋白质去折叠：蛋白质分子受到某些物理因素或化学因素的影响，次级键被破坏，分子结构松散，易于被蛋白酶水解，天然构象解体。 2、生物力学：应用力学原理和方法对生物体中的力学问题进行定量研究的学科。是生物物理学的一个分支。 3、信号分子：指生物体内的某些化学分子，既非营养物，又非能源物质和结构物质，而且也不是酶，它们主要是用来在细胞间和细胞内传递信息，如激素、神经递质、生长因子等统称为信号分子，它们的惟一功能是同细胞受体结合，传递细胞信息。 4.分子伴侣：细胞内一类能帮助新生肽链正确组装、成熟和跨膜运输，自身却不是终产物分子的成分的蛋白质，类似酶但又无酶的专一性特征，所以称为分子伴侣。 分子伴侣是从功能上定义的，凡是具有这种功能的蛋白，都称为分子伴侣，它们的结构可以完全不同，可以是完全不同的蛋白。 5. 动作电位：可兴奋细胞受到刺激时在静息电位的基础上产生的可扩布的电位变化过程。动作电位由峰电位（迅速去极化上升支和迅速复极化下降支的总称）和后电位（缓慢的电位变化，包括负后电位和正后电位）组成。 1.生物物理学：应用物理学的概念和方法研究生物各层次结构与功能的关系、生命活动的物理、物理化学过程和物质在生命活动过程中表现的物理特性的生物学分支学科。 2.构象(conformation)：分子中由于共价单键的旋转所表现出的原子或基团的不同空间排列。指一组结构而不是指单个可分离的立体化学形式。构象的改变不涉及共价键的断裂和重新组成，也无光学活性的变化。 3.构型；在立体化学中，因分子中存在不对称中心而产生的异构体中的原子或取代基团的空间排列关系。有D型和L型两种。构型的改变要有共价键的断裂和重新组成，从而导致光学活性的变化。 5、分子动力学模拟.分子动力学是一套分子模拟方法，该方法主要是依靠牛顿力学来模拟分子体系的运动，以在由分子体系的不同状态构成的系统中抽取样本，从而计算体系的构型积分，并以构型积分的结果为基础进一步计算体系的热力学量和其他宏观性质 三、填空题（8分，每空1分） 1.超二级结构是介于二级结构和结构域之间的结构层次。 2.兴奋在神经纤维上传导的特点：“全或无”，不衰减，调频信号（抗干扰）。 3.蛋白质的非天然构象的作用：蛋白质折叠和稳定性，蛋白质的跨膜运输中起重要作用，蛋白质的水解和更新。 4.受体与配体结合的特征：互补性（空间结构互补），高亲和力，饱和性。 5. －螺旋是蛋白质中含量最多，也是最稳定的二级结构单元。 二、判断题（7分） 1.大蛋白的天然构象一定是自由能最低的构象（F ） 2.蛋白质的功能决定于它们的天然构象（T ） 3.结合常数反映配体与大分子的亲和性，结合常数大意味着亲和力大（T ） 4.对于协同相互作用，若⊿G< O，则一定是负协同的（F ） 5.协助扩散的速率只与被疏运物质的浓度成正比（F ） 6.只有刺激达到或超过阈值时，可兴奋细胞才能产生动作电位（T ） 7.光能转换主要是通过电子的能级跃迁实现的（T ） 二、判断题（4分） 1.功能序列相近的肽段可以取相同的二级结构（T ） 2.蛋白质的功能活性区一般的处于β-折叠区（T ） 3.大蛋白的天然构象一定是自由能最低的构象（F） 4.蛋白质的功能决定于它们的天然构象（T ） 三、简答题（24分，每小题8分） 1.在生物膜中，Na+泵的活动具有怎样的作用？ 细胞内约有1/3的A TP是用来供Na+泵活动，维持细胞内外的离子梯度，这种状态的维持有很重要的生理意义。主要有以下三个作用：
【课后作业】：某棒球拍公司目前有300万的债务，利率为12%。该公司希望为一个400万的扩张项目融资，有三种方案： 方案一：按14%的利率增发债务； 方案二：发行股利率为12%的优先股； 方案三：按每股16元出售普通股。 公司目前有80万股普通股流通在外，使用的税率为40%。 （1）如果息税前收益目前是150万元，假设营业利润没有立即增加，三种方案的每股收益各是多少？ （2）为三种方案画出无差异图。三种方案的无差异点大致是多少？用数学方法确定债务方案和普通方案间的无差异点，检查前面的判断。三种方案下横轴的截距各是多少？ （3）为每种方案计算EBIT 的期望值150万的财务杠杆系数。 （4）你希望选择哪种方案？请说明理由。 【解答】：（1） 三种筹资方案每股收益比较 单位：千元 （2）【无差异点】： 债务方案一与普通股方案三：EBIT=2712（千元）； 优先股方案二与普通股方案三：EBIT=3720（千元）； 按相同的EPS 增量债务方案始终优于优先股方案，这两种融资方案之间不存在无差别点。 从数学上看，债务方案一和普通股方案三之间的无差别点为： 同理，优先股方案二和普通股方案三之间的无差别点为： 1 920 000=（360 000+560 000）;3 000 000×12%=360 000(元)；4 000 000×14%=560 000（元）； 2 480 000=4 000 000×12% 3 80（万股）+400（万元）÷16元/股=105（万股） （千元）2712050 ,10 %)401)(360(8000%)401)(920(3,13,13,1=---=---EBIT EBIT EBIT （千元） 3720050,10%)401)(360(800480%)401)(360(3,23,23,2=---= ---EBIT EBIT EBIT
生物物理学的发展史 从16世纪末开始，人们就开展了生物物理现象的研究，直到20世纪40年代薛定谔（Schr?dinger）在都柏林大学关于“生命是什么”的讲演之前，可以 算是生物物理学发展的早期。19世纪末叶，生理学家开始用物理概念如力学、流体力学、光学、电学及热力学的知识深入到生理学领域，这样就逐渐形成一个新的分支学科，许多人认为这就是最初的生物物理学。实际上物理学与生物学的结合很早以前就已经开始。例如克尔肖（Kircher）在17世纪描述过生物发光的现象；波莱利（Borrelli）在其所著《动物的运动》一书中利用力学原理分析了血液循环和鸟的飞行问题。18世纪伽伐尼（Galvani）通过青蛙神经由于接触两种金属引起肌肉收缩，从而发现了生物电现象。19世纪，梅那（Mayer）通过热、功和生理过程关系的研究建立了能量守恒定律。 20世纪40年代，《医学物理》介绍生物物理内容时,涉及面已相当广泛，包括听觉、色觉、肌肉、神经、皮肤等的结构与功能（电镜、荧光、X射线衍射、电、光电、电位、温度调节等技术），并报道了应用电子回旋加速器研究生物对象。著名的量子物理学家薛定谔专门作了“生命是什么”的报告中提出的几个观点，如负熵与生命现象的有序性、遗传物质的分子基础，生命现象与量子论的协调性等，以后陆续都被证明是极有预见性的观点，而且均得到证实。这有力地说明了近代物理学在推动生命科学发展中的作用。 20世纪50年代，物理学在各方面取得重大成就之后，物理学实验和理论的发展为生物物理学的诞生提供了实验技术和理论方法。例如，用X射线晶体衍射技术对核酸和蛋白质空间结构的研究开创了分子生物学的新纪元，将生命科学的许多分支都推进到分子水平，同时也把这些成就逐步扩大到细胞、组织、器官等，
第一章 1.给出N 、R 、φ、ψ和r 的微分谱分布和积分普分布的定义，并写出用βE 表示这些辐射量的表达式。 解：N 、R 、φ、ψ和r 均存在着按粒子能量分布，如果用Q 代表这些辐射量，用 E 代表 粒子能量(不包括静止能)，则Q(E)是Q 的积分分布，它是能量为0—E 的粒子对Q 的贡献，QE 是Q 的微分分布，它是能量在E 附近单位能量间隔内粒子对Q 的贡献，用P E 表示以上辐射量。 dE d P E E Ω=??Ω ? ψ=dE d EP E E Ω??Ω R=ααdEd dtd EP E t E Ω????Ω r=dE EP E E ? N=ααdEd dtd p E t E Ω??? ?Ω 2.判断下表所列各辐射量与时间t 、空间位置γ、辐射粒子能量E 和粒子运动方向Ω之间是否存在着函数关系，存在函数关系者在表中相应位置处划“”，不存在则划“”号。 解：如下表所示 3.一个60C 0点源的活度为×107Bq ，能量为和的γ射线产额均为100%。求在离点源1m 和10m 处γ光子的注量率和能量注量率，以及在这些位置持续10min 照射的γ光子注量和能量注量。 解：先求在离点源1m 处γ光子注量和能量注量率 1 262 721.10892.51 14.34%100107.34%100--?=????=?=s m r A π? 2 13 1372 211114.34%)10010602.133.1%10010602.117.1(107.34% 100)(?????+?????= ?+= r E E A πψ 220.10108.1m w ?= 在离点源10m 处γ光子注量和能量注量率 1242 722.10892.510 4%100103074%100--?=???=?=s m r A ππ?
中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案 《生命科学》 一、选择题： 1.20世纪70年代英国地球物理学家洛维洛克和美国生物学家马古丽 斯共同提出的是 [ ] A.生物进化论 B.细胞学说 C.盖雅假说 D.相对论 2.现代生命科学可以说是首先从————创立开始的 [ ] A.形态学 B.技能学 C.机能学 D.实验学 3.环境生态学、生物分类学、生物形态学、分子生物学等划分是指 [ ] A.从不同的层次研究生命现象 B.从生物类群划分研究生命现象 C.从与周边学科关系研究生命现象 D.从不同的研究方法研究生命现象 4.按研究的生命现象或生命过程可将生命科学划分为 [ ] A.植物学、动物学、微生物学、病毒学、人类学、古生物学、藻类 学、昆虫学、鱼类学、鸟类学等 B.形态学、生理学、分类学、胚胎学、解剖学、遗传学、生态学、进 化学、组织学、细胞学、病理学、免疫学等 C.种群生物学、细胞生物学、分子生物学、分子遗传学、量子生物 学等 D.生物物理学、生物化学、生物数学、生物气候学、生物地理学、 仿生学、放射生物学等 5.组成人体的元素中，质量百分比最大的是 [ ] A.碳 B.氢 C.氧
D.氮 6.葡萄糖是 [ ] A.多糖 B.单糖 C.寡糖 D.结合唐 7.纤维素是 [ ] A.多糖 B.单糖 C.寡糖 D.结合唐 8.下列物质，由于分子量巨大，分子结构复杂，具有生物活性，因 此称生命大分子 [ ] A.蛋白质、糖类、脂类、核酸 B.蛋白质、脂类、核酸 C.蛋白质、糖类、核酸 D.糖类、脂类、核酸 E.蛋白质、核酸 9.下列哪些物质称为生物分子 [ ] A.蛋白质、糖类、脂类、核酸 B.蛋白质、脂类、核酸 C.蛋白质、糖类、核酸 D.糖类、脂类、核酸 E.蛋白质、核酸 10.ＤＮＡ的基本结构成分为核苷酸，水解后形成 [ ] A.磷酸、五碳糖、碱基 B.磷酸、脱氧核糖、碱基 C.磷酸、核糖、碱基 D.以上三种都可以 E.以上三种都不对 11.DNA中的两条链走向是 [ ] A.一条3ˊ---3ˊ，另一条5ˊ---5ˊ
6-6 生物膜的组成和性质上册P589 细胞的外周膜（质膜）和内膜系统统称为生物膜。生物膜结构是细胞结构的基本形式。 生物膜主要由蛋白质（包括酶）、脂质（主要是磷脂）和糖类组成。生物膜的组分因膜的种类不同而不同，如P589（表18-1），一般功能复杂或多样的膜，蛋白质比例较大，蛋白质：脂质比例可从1:4到4:1。 （一）膜脂：有磷脂、胆固醇和糖脂。 （1）磷脂：构成生物膜的基质，为生物膜主要成分。包括甘油磷脂和鞘磷脂，在生物膜中呈双分子排列，构成脂双层。 （2）糖脂：大多为鞘氨醇衍生物，如半乳糖脑苷脂和神经节苷脂。 （3）胆固醇：对生物膜中脂质的物理状态，流动性，渗透性有一定调节作用，是脊椎动物膜流动性的关键调节剂。 为膜的凝胶相和液晶相的相互转变温度。磷脂分子成膜后头膜分子的相变温度T C 以下时，尾链全部取反式构象（全交叉），排列整齐，为凝胶相； 基排列整齐，在T C 以上时，尾链成邻位交叉，形成“结”而变成流动态，为液晶相。见P597 图而在T C 18-15。 ，胆固醇阻扰磷脂尾链中碳碳键旋转的分子异构化运动，胆固醇的作用是：当t>T C 阻止向液晶态转化，使相变温度提高；而当t 9 《三峡》课后习题参考答案 一、朗读并背诵课文。说说作者是按什么顺序写三峡景物的，这样写有什么好处。 参考答案： 文章先写山，后写水。写山，突出连绵不断、遮天蔽日的特点；写水，则描绘不同季节的不同景象。先写山，写出山高、岭连、峡窄的特点，为下文写水作铺垫。夏水浩大，所表现出的奔放美最能突出三峡雄伟壮丽的特点，所以先写。 二、写景要抓住景物特征。说说作者笔下三峡不同季节的景物各有怎样的特征。参考答案： 春冬之景：“春冬之时，则素湍绿潭，回清倒影，绝多生怪柏，悬泉瀑布，飞漱其间，清荣峻茂，良多趣味。” 秋景：“每至晴初霜旦，林寒涧肃，常有高猿长啸，属引凄异，空谷传响，哀转久绝。” 作者写景，采用的是大笔点染的手法。春冬之景，着“素”“绿”“清”“影”数字，写秋季的景色，着“寒”“素”“凄”“哀”数字，便将景物的神韵生动地表现了出来。 三、解释下列加点词的含义。 1.自． 三峡七百里中 自． 非亭午夜分 孤常读书，自． 以为大有所益 2.沿溯阻绝． 绝． 多生怪柏 哀转久绝． 3.素． 湍绿潭 可以调素． 琴，阅金经 参考答案： 1.于，文中是“在”的意思；假如，如果；本人。 2.断，断绝；极，非常；完、止。 3.白色的；不加雕绘装饰的。 四、翻译课文的中间两段，把原文和自己的译文都朗读一遍，边读边体会它们不同的语言特点。 参考答案： 译文：等到夏天水涨，江水漫上山陵，上行和下行的船只都被阻断，不能通航。有时候皇帝的命令必须急速传达，这时只要清早从白帝城出发，傍晚就到了江陵，这中间相距一千二百里，即使骑着快马，驾着疾风，也不如它这样快啊。 等到春天和冬天的时候，白色的急流，绿色的潭水，回旋的清波倒映着两岸各种景物的影子。极高的山峰上，长着很多奇形怪状的柏树，悬泉和瀑布在那里急流冲荡，水清树荣，山高草盛，确实趣味无穷。 比较：原文的第②段，具体写夏水，突出夏水暴涨、流速迅猛，特点是奔放美。第③段，具体写春冬的急流、倒影、树、泉、瀑布，特点是清幽美。这两段文字对水的描写采用了侧面的烘托，更显出水流的快、急、幽，多用对比、夸张，简洁精炼，生动传神。而译文极尽生动描写之技巧，突出三峡之水的特点——迅疾凶猛、秀丽奇绝、回旋碧绿。于描写中掺入了作者的审美意趣，更使得诗情画意融为一体，情趣盎然。 五、《水经注》在古代游记散文的发展中有着重要的地位，明末清初文学家张岱认为“古来记山水手，太上郦道元”。课外可以阅读《水经注》中描写孟门山、拒马河、黄牛滩、西陵峡等的段落，体会其写景文字的精彩。 参考答案： 示例：《水经注》描写孟门山“夹岸崇深，倾崖返扞，巨石临危，若坠复倚”。从高、远的角度侧面描写水势凶猛，以此来烘托孟门山的高峻。巨石“若坠复倚”的想象，更见孟门山的陡峭无比。 一、、概念 1、森林培育是通过树木和森林利用太阳能和其它物质进行生物转化，生产人类所需的食物、工业原料、生物能源等的一种生产过程，同时创造并保护人类和生物生存所需环境的生产过程。 2、森林培育学是研究营造和培育森林的理论和技术的科学。 二、简述题 1、森林培育学的内容 良种生产，苗木培育，森林营造，森林抚育，森林主伐更新 2.、森林培育的对象 人工林和天然林 3、森林的三大效益 经济效益：既森林生产木材和林副产品所产生的效益 生态效益：主要是指森林在改善环境方面所带来的效益 社会效益：森林对社会产生的效益。包括提供就业机会，对人类精神产生的效益 三、论述未来森林培育工作发展的趋势。 随着可持续发展战略在全球的普及，林业也必须走可持续发展的道路。 1）注重森林的可持续经营 以木材生产和森林多功能发挥相协调的森林经营模式将普遍的被探讨，为此，森林培育将更注重森林的多目标（木材和非林产品的生产、生物多样性和野生动物保护、生态系统可持续能力、保持水土的能力、森林服务功能、更新的影响等）。 一些可持续经营模式将被提出，如森林的生态系统经营模式、新林业模式、接近自然的林业、生态林业等。 另外在具体经营技术上一些对环境产生负面影响的技术也将逐渐的被替代，如化肥、农药、除草剂等。 2）森林培育将更加集约化 随着经济的发展木材等林产品的需求将不断增加，森林培育技术也将向集约化方向发展。目前在发达的国家短轮伐期工业人工林培育技术已经基本建立，如 桉树（轮伐期3-10年，年生长量可达60-90m3/hm2）等。新的培育体系主要注重遗传控制（无性系造林）、立地控制、密度控制、地力维持等技术，在短期内可收获大量木材。我国目前也在进行该方面的研究。 3）森林培育出现定向化趋势 为了发挥森林的更大效益，在森林培育上将实行分类经营和定向培育。对一个区域来讲，森林被划分成商品林和公益林。对于商品林又分成纸浆林、建筑用材林、单板用材林等。 第一章森林的生长发育与调空 一、概念 1、林木个体生长（growth）：是指林木个体在重量和体积上的不可逆增加。通常描述林木生长的指标有：生长过程曲线，生长速率和生长量。 2、林木个体发育（development）：是指林木个体构造和机能从简单到复杂发生质变的过程。 3、林木生长的周期性：在自然条件下，林木个体或器官的生长速率随着昼夜或季节发生有规律的变化，这种现象称为林木生长的周期性。 4、极性：林木个体或其离体部分（器官、组织或细胞）的形态学两端具有不同的生理特性的现象称为极性。林木的极性在受精卵中形成，但一直保留下来。扦插不能把形态学下端向上。 5、再生：是指林木个体的离体部分具有恢复林木其他部分的能力。这是以细胞中遗传物质的全息性为基础的。扦插、组织培养等就是利用林木的全息性。 二、填空题 1、林木个体发育要经过（幼年期）、（青年期）、（壮年期）、老年期四个阶段。 2、林木群体生长发育要经过（幼龄林时期）、（壮龄林时期）、（中龄林时期）、近熟林时期、（成熟林时期）、（过熟林时期）六个阶段。 3、属于前期生长类型的树种主要有（油松）、（樟子松）、（红松）、（马尾松）。 4、属于全期生长类型的树种主要有（落叶松）、（杉木）、（侧柏）、（柳杉）。 5、大量研究表明任何单株和器官的生长都表现出基本相同的模式，即（“S”形）曲线。 第一章 1为何蛋白质的含氮量能表示蛋白质相对量？实验中又是如何依此原理计算蛋白质含量的？ 答：因为蛋白质中氮的含量一般比较恒定，平均为16%。这是蛋白质元素组成的一个特点，也是凯氏定氮测定蛋白质含量的计算基础。蛋白质的含量计算为：每克样品中含氮克数×6.25×100即为100克样品中蛋白质含量（g%）。（P1） 2.蛋白质有哪些重要的生物学功能？蛋白质元素组成有何特点？ 答：蛋白质是生命活动的物质基础，是细胞和生物体的重要组成部分。构成新陈代谢的所有化学反应，几乎都在蛋白质酶的催化下进行的，生命的运动以及生命活动所需物质的运输等都需要蛋白质来完成。蛋白质一般含有碳、氢、氧、氮、硫等元素，有些蛋白质还含有微量的磷、铁、铜、碘、锌和钼等元素。氮的含量一般比较恒定，平均为16%。这是蛋白质元素组成的一个特点。（P1） 3.组成蛋白质的氨基酸有多少种？如何分类？ 答：组成蛋白质的氨基酸有20种。根据R的结构不同，氨基酸可分为四类，即脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸、杂环族氨基酸、杂环亚氨基酸。根据侧链R的极性不同分为非极性和极性氨基酸，极性氨基酸又可分为极性不带电荷氨基酸、极性带负电荷氨基酸、极性带正电荷氨基酸。（P5） 4.举例说明蛋白质的四级结构。 答：蛋白质的四级结构含有两条或更多的肽链，这些肽链都成折叠的α-螺旋。它们相互挤在一起，并以弱键互相连接，形成一定的构象。四级结构的蛋白质中每个球状蛋白质称为亚基。亚基通常由一条多肽链组成，有时含有两条以上的多肽链，单独存在时一般没有生物活性。以血红蛋白为例：P11-12。 5、举例说明蛋白质的变构效应。 蛋白质的变构效应：当某种小分子物质特异地与某种蛋白质结合后，能够引起该蛋白质的构象发生微妙而有规律的变化，从而使其活性发生变化，P13。 血红蛋白（Hb）就是一种最早发现的具有别构效应的蛋白质，它的功能是运输氧和二氧化碳，运输氧的作用是通过它对O2的结合与脱结合来实现。Hb有两种能够互变的天然构象，一种为紧密型T，一种为松弛型R。T型对氧气亲和力低，不易于O2结合；R型则相反，它与O2的亲和力高，易于结合O2。 T型Hb分子的第一个亚基与O2结合后，即引起其构象开始变化，将构象变化的“信息”传递至第二个亚基，使第二、第三和第四个亚基与O2的亲和力依次增高，Hb分子的构象由T型转变成R型…这就微妙的完成了运送O2的功能。书P13最后两段，P14第一段 6.常用的蛋白质分离纯化方法有哪几种？各自的原理是什么？ １、沉淀：向蛋白质水溶液中加入浓的无机盐溶液，可使蛋白质的溶解度降低，而从溶液中析出。 ２、电泳：蛋白质在高于或低于其等电点的溶液中是带电的，在电场中能向电场的正极或负极移动。根据支撑物不同，有薄膜电泳、凝胶电泳等。 ３、透析：利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物分开的方法。 ４、层析：a.离子交换层析，利用蛋白质的两性游离性质，在某一特定pＨ时，各蛋白质的电荷量及性质不同，故可以通过离子交换层析得以分离。如阴离子交换层析，含负电量小的蛋白质首先被洗脱下来。 b.分子筛，又称凝胶过滤。小分子蛋白质进入孔内，滞留时间长，大分子蛋白质不能进入孔内而径直流出。5、超速离心：既可以用来分离纯化蛋白质，也可以用作测定蛋白质的分子量。不同蛋白质因其密度与形态各不相同而分开。 7.什么是核酸？怎样分类？各类中包括哪些类型？ 核酸是生物体内极其重要的生物大分子，是生命的最基本的物质之一。（P15第一段） 核酸分为脱氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA。（P15第一段） 生物膜 1、生物膜的基本结构特征是什么？这些特征与它的生理功能有什么联系？ 2、从生物膜结构模型的演化谈谈人们对生物膜结构的认识过程。 3、何谓膜内在蛋白？膜内在蛋白以什么方式与膜脂相结合？ 4、比较主动输运与被动输运的特点及其生物学意义。 5、说明Na＋－K＋泵的工作原理及其生物学意义。 生物膜（bioligical membrane）：细胞和细胞器所有膜结构的总称，是镶嵌有蛋白质和糖类（统称糖蛋白）的磷脂双分子层，起着划分和分隔细胞和细胞器作用，并有大量的酶结合位点，也是与许多能量转化和细胞内通讯有关的重要部位。 流体镶嵌模型（fluid mosaic model）：针对生物膜的结构提出的一种模型。在这个模型中，生物膜被描述成镶嵌有蛋白质的流体脂双层，脂双层在结构和功能上都表现出不对称性。有的蛋白质“镶”在脂双层表面，有的则部分或全部嵌入其内部，有的则横跨整个膜。另外脂和膜蛋白可以进行横向扩散。 生物膜的功能： 跨膜运输 能量转换 信息识别与传递 运动和免疫 1、生物膜的基本结构特征是什么？这些特征与它的生理功能有什么联系？ 生物膜的组成和特点： 膜主要是由脂类(lipid) 和蛋白质以非共价键相互作用结合而成的二维流动体系。 脂类分子呈连续的双分子层(bilayer)排列。 膜具有双亲性。 蛋白质相对于脂双层具有不同镶嵌方式。 生物膜中各种组分的分布是高度不对称的。 生物膜的基本功能： 它们是把细胞分割成一个个“小室”(compartment) 的物理屏障。 它们具有选择通透性。 它们是“小室”间传递化学信息和能量的介面。 它们为蛋白质的合成、加工与修饰、分选与定位，提供了工作平台和输运载体。 2、从生物膜结构模型的演化谈谈人们对生物膜结构的认识过程。 (1)片层结构模型 此模型的主要内容为：细胞膜是由双层脂分子及内外表面附着的蛋白质所构成的。即蛋白质-脂-蛋白质的三层结构，脂质分子平行排列并垂直于膜平面。 双层脂质分子的非极性端相对，极性端向着膜的内外表面，在内外表面各有一层蛋白质。膜上有一些二维伸展的孔，孔的表面也是由蛋白质包被的,这样使孔具有极性，可提高水对膜的通透性。 这一模型将膜结构同所观察到的生物学理化性质联系起来, 对后来的研究有很大的启发。 缺少必要的细节，是对膜结构的一个较粗浅的认识。 (2)单位膜模型 1 文件系统阶段的数据管理有些什么缺陷试举例说明。 文件系统有三个缺陷： （1）数据冗余性（redundancy)。由于文件之间缺乏联系，造成每个应用程序都有对应的文件，有可能同样的数据在多个文件中重复存储。 （2）数据不一致性（inconsistency)。这往往是由数据冗余造成的，在进行更新操作时，稍不谨慎，就可能使同样的数据在不同的文件中不一样。 （3）数据联系弱(poor data relationship)。这是由文件之间相互独立，缺乏联系造成的。 2 计算机系统安全性 （1）为计算机系统建立和采取的各种安全保护措施，以保护计算机系统中的硬件、软件及数据； （2）防止其因偶然或恶意的原因使系统遭到破坏，数据遭到更改或泄露等。 3. 自主存取控制缺点 （1）可能存在数据的“无意泄露” （2）原因：这种机制仅仅通过对数据的存取权限来进行安全控制，而数据本身并无安全性标记 （3）解决：对系统控制下的所有主客体实施强制存取控制策略 4. 数据字典的内容和作用是什么 数据项、数据结构 数据流数据存储和加工过程。 5. 一条完整性规则可以用一个五元组（D，O，A，C，P）来形式化地表示。 对于“学号不能为空”的这条完整性约束用五元组描述 D：代表约束作用的数据对象为SNO属性； O（operation）：当用户插入或修改数据时需要检查该完整性规则； A（assertion）：SNO不能为空； C（condition）：A可作用于所有记录的SNO属性； P（procdure）：拒绝执行用户请求。 6.数据库管理系统（DBMS） ：①即数据库管理系统（Database Management System)，是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，②为用户或应用程序提供访问DB的方法，包括DB的建立、查询、更新及各种数据控制。 DBMS总是基于某种数据模型，可以分为层次型、网状型、关系型、面向对象型DBMS。 7.关系模型：①用二维表格结构表示实体集，②外键表示实体间联系的数据模型称为关系模型。 8.联接查询：①查询时先对表进行笛卡尔积操作，②然后再做等值联接、选择、投影等操作。联接查询的效率比嵌套查询低。 9. 数据库设计：①数据库设计是指对于一个给定的应用环境，②提供一个确定最优数据模型与处理模式的逻辑设计，以及一个确定数据库存储结构与存取方法的物理设计，建立起既能反映现实世界信息和信息联系，满足用户数据要求和加工要求，又能被某个数据库管理系统所接受，同时能实现系统目标，并有效存取数据的数据库。 10．事务的特征有哪些 事务概念 原子性一致性隔离性持续性 11．已知3个域： D1=商品集合=电脑，打印机 1、一级结构（Primary Structure):多聚体中组成单位的顺序排列。含义主要包括 1、链的数目； 2、每条链的起始和末端组分； 3、每条链中组分的数目、种类及其顺序； 4、链内或链间相互作用的性质、位置和数目。测定方法：1、生化方法：肽链的拆开、末段分析、氨基酸组成分析、多肽链降解、肽顺序分析 2、质谱技术（Mass Spectrometer)和色谱层析分析技术。 2、二级结构（Secondary Structure）是指多聚体分子主链（骨架）空间排布的规律性。测定方法：1、圆二色技术（Circular dichroism CD）、红外光谱（Infrared spectrum）和拉曼光谱（Raman spectrum ）技术。 3、水化作用 (Hydration)：离子或其他分子在水中将在其周围形成一个水层。 笼形结构(cage structure)：疏水物质进入水后水分子将其包围同时外围水分子之间较容易互相以氢键结合而形成笼形结构。 4、能量共振转移（energy resonance transfer): 将分子视为一个正负电荷分离的偶极子，受激发后将以一定的频率振动，如果其附近有一个振动频率相同的另一分子存在，则通过这两个分子间的偶极－偶极相互作用，能量以非辐射的方式从前者转移给后者，这一现象称为～。 5、脂多形性（lipid polymorphism):不同的磷脂分子可形成不同的聚集态或不同的结构，称为“相”，同一磷脂分子在不同的条件下也可以形成不同的聚集态，这一性质称为脂多形性。 6、相分离（phase separation）：由两种磷脂组成的脂质体，当温度在两种磷脂的相变温度之间时，一种磷脂已经发生相变处于液晶态，另一种磷脂仍处于凝胶态，这种两相共存的现象称为相分离。 7、相变：（phase transition）:是指加热到一定稳定时脂双层结构突然发生变化，而脂双层仍然保留的现象。这一温度成为相变温度，温度以上成为液晶相，相变温度以下称为凝胶相。 8、协同运输（cotransport）：细胞利用离子顺其跨膜浓度梯度运输时释放的能：量同时使另一分子逆其跨膜浓度梯度运输。 9、被动运输（passive transport）：是指溶质从高浓度区域移动到一低浓度区域，最后消除两区域的浓度差，是以熵增加驱动的放能过程。这种转运方式称为被动运输。 10、主动运输（active transport）：主动运输是指物质逆浓度梯度，在载体的协助下，在能量的作用下运进或运出细胞膜的过程。Na+、K+和Ca2+等离子，都不能自由地通过磷脂双分子层，它们从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。 11、易化扩散（facilitated diffusion）：在双层脂分子上存在一些特殊蛋白质能够大大增加融资的通透性，溶质也是从高浓度侧向低浓度侧运输，这种运输方式被称为易化扩散。这些蛋白质被称为运输蛋白。 12、离子通道（ion channel）：是细胞膜的脂双层中的一些特殊大分子蛋白质，其中央形成能通过离子的亲水性孔道，允许适当大小和适当电荷的离子通过。 13、长孔效应（longpore effect）：当一个离子从膜外进入孔道，要与孔道内的几个离子发生碰撞后才能通过孔道，这种现象称为长孔效应。 14、双电层（electrical double layer ）：细胞表面的固定电荷与吸附层电荷的净电荷总量与扩散层电荷的性质相反，数值相等，形成一个双电层。 15、自由基（ free radical FR ）：能独立存在的、具有不配对电子的原子、原子团、离子或分子。 16、基团频率（ group frequency ）：一些化学基团（官能团）的吸收总在一个较狭窄的特定频率范围内，是红外光谱的特征性。在红外光谱中该频率表现基团频率位移，即特征吸收峰。 17、infrared spectroscopy(红外光谱):以波长或波数为横坐标,以强度或其他随波长变化的性质为纵坐标所得到的反映红外射线与物质相互作用的谱图。 18、圆二色谱（circular dichroism spectrum, CD）：记录的是物质对紫外光与可见光波段左圆偏振光和右圆偏振光的吸收存在的差别与波长的关系，是分子中的吸收基团吸收电磁波能量引起物质电子能级跃迁，其波长范围包括近紫外区、远紫外区和真空紫外区。 19、圆二色性（activity of circular dichroism）：手性物质对左右圆偏振光的吸收度不同，导致出射时左右圆偏振光电场矢量的振幅不同，通过样品后的左右圆偏振光再次合成的光是椭圆偏振光，而不再是线性偏振光，这种现象称为~。 20、旋光性（activity of optical ratation）：左右圆偏振光在手性物中行进（旋转）速度不同，导致出射时的左右圆偏振光相对于入射光的偏振面旋转的角度不同，通过样品后的左右圆偏振光再次合成的光相对于入射光的偏振面旋转了一定的角度，称为~。 21、荧光(fluorescence)：受光激发的分子从第一激发单重态的最低振动能级回到基态所发出的辐射。寿命为10-8~ 10 -11s。由于是相同多重态之间的跃迁，几率较大，速度大，速率常数kf为106~109s-1。分子产生荧光必须具备的条件（1）具有合适的结构（2）具有一定的荧光量子产率。 《人民解放军百万大军横渡长江》课后作业及参考答案 一、阅读选文，按要求回答下列问题。 （新华社长江前线22日22时电）①人民解放军百万大军，从1000余华里的战线上，冲破敌阵，横渡长江。②西起九江（不含），东至江阴，均是人民解放军的渡江区域。③20日夜起，长江北岸人民解放军中路军首先突破安庆、芜湖线，渡至繁昌、铜陵、青阳、荻港、鲁港地区，24小时内即飞渡过30万人。④21日下午五时起，我西路军开始渡江，地点在九江、安庆段。⑤至发电时止，该路35万人民解放军已渡过2／3，余部23日可渡完。⑥这一路现已占领贵池、殷家汇、东流、至德、彭泽之线的广大南岸阵地，正向南扩展中。⑦和中路军所遇敌情一样，我西路军当面之敌亦纷纷溃退，毫无斗志，我军所遇之抵抗，甚为微弱。⑧此种情况，一方面由于人民解放军英勇善战，锐不可当；另一方面，这和国民党反动派拒绝签订和平协定，有很大关系。⑨国民党的广大官兵一致希望和平，不想再打了，听见南京拒绝和平，都很泄气。⑩战犯汤恩伯21日到芜湖督战，不起丝毫作用。（11）汤恩伯认为南京江阴段防线是很巩固的，弱点只存在于南京九江一线。（12）不料正是汤恩伯到芜湖的那一天，东面防线又被我军突破了。（13）我东路35万大军与西路同日同时发起渡江作战。（14）所有预定计划，都已实现。（15）至发电时止，我东路各军已大部渡过南岸，余部23日可以渡完。（16）此处敌军抵抗较为顽强，然在21日下午至22日下午的整天激战中，我已歼灭及击溃一切抵抗之敌，占领扬中、镇江、江阴诸县的广大地区，并控制江阴要塞，封 锁长江。（17）我军前锋，业已②切断镇江无锡段铁路线。 1．这则消息的“电头”是________，“导语”部分是第________句（只填序号）。主体部分是第________句。导语中揭示我军所向披靡、战绩辉煌的词语是________。主体部分中记录我军节节胜利的史实的一个四字成语是：________。 2．第⑤句能否改为：“现在，该路35万人民解放军已渡过多一半，剩下的23日可渡完。”为什么？第（16）句中“歼灭”与“击溃”，“占领”与“控制”这两组词在句中能换吗？为什么？ ____________ ____________ ____________ 3．第（11）句中，战犯汤恩伯对长江防线作了两点判断，实际情况又如何呢？请从课文中找出相应的句子加以剖析。 4．“我西路军当面之敌亦纷纷溃退，毫无斗志，我军所遇之抵抗，甚为微弱。”其原因是什么？用自己的语言概述。（30字以内） ________ 5．这篇新闻中属于议论的句子是哪几句？这些议论的作用是什么？________ 二、阅读下面消息，按要求回答问题。 我三十万大军胜利南渡长江 （新华社长江前线二十二日二时电）①英勇的人民解放军二十一日已有大约三十万人渡过长江。②渡江战斗于二十日午夜开始，地点在芜峡课后习题参考答案
森林培育学习题及答案.-共23页
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