第七章 分子
第七章
真核生物基因表达调控Gene
Regulation
in Eukaryotes
概述
真核生物与原核生物调控系统的差异原因
?真核生物细胞调节基因表达是为了维持生物有机体的稳态（homeostasis）。
?真核生物中尤其是高等真核生物中，根据激素水平和发育阶段来调控基因表达。
?真核生物基因表达调控据其性质可分为：
瞬时/短期调控（可逆性调控）：细胞对环境变动的应答。
长期调控（不可逆调控）：涉及发育过程中细胞的决定和分化。
多级调节系统
（multiistage regulation system）
?根据基因表达调控在同一事件中发生的先后次序可分为：
转录前水平
转录水平
转录后水平
翻译水平
翻译后水平
主要内容
第一节转录前水平的调控
第二节转录水平的调控
第三节转录后水平的调控
第四节翻译水平的调控
第五节翻译后水平的调控（自学）
第一节转录前水平的调控
?一般来说
?低等动物发育过程中细胞的决定和分化常常通过基因组水平的加工改造来实现。
?高等动物对于分化后不再需要的基因则采取异染色质化的方式来永久性地加以关闭。
一、基因丢失（gene deletion）
?在细胞分化过程中，可以通过丢失掉某些基因而去除这些基因的活
性。
?实例：
?马蛔虫：具有多个着丝点
?某些低等动物（如：甲壳类的剑水蚤）：非生殖细胞删除异染色质部分。
?四膜虫：
?最突出的例子是哺乳动物的红细胞，它在成熟过程中整个核都丢失。
二、基因扩增
（gene amplification）
?基因扩增是指细胞内某些特定基因的拷贝数专一性的大量增加的
现象。
?它是细胞在短期内为满足某种需要而产生足够的基因产物的一种
调控手段。
?实例：
?非洲爪蟾卵母细胞：核糖体RNA的基因（rDNA）
?昆虫的卵母细胞：卵壳蛋白
三、基因重排（gene rearrange）
?基因重排是指将一个基因从远离启动子的地方移到距离它很近的位点从而启动转录。
?重排可使表达的基因发生切换，由表达一种基因转为表达另一种基因。例如，单倍体酵母交配型的改变。
?重排的另一种意义是产生新的基因，以适合特殊的需要。例如，哺乳动物免疫球蛋白基因的产生。
（一）、芽殖酵母交配型的转换
交配型转换的机制
（二）、免疫球蛋白的重排
?抗体由4个多肽组成
?2条重链（Heavy chain）
? 2 条轻链（Light chain）
?可变区（Variable regions）——抗原结合位点
?在不同的抗体中有所不同
?赋予蛋白质特异性
?蛋白质的剩余部分是保守的，被称为恒定区（C）。
1、抗体的结构
2、抗体基因轻链的重排
3、抗体重链的编码区域
人类抗体的重链：
?48 个可变片段（V）
?23 个多样性片段（D）
?6个连接片段（J）
? 1 个恒定片段（C）
4、V(D)J重组机制
——12/23法则
?重组信号序列（recombination signal sequence，RSS）：
?七聚体
?九聚体
?居间的12或23 bp
四、DNA的甲基化与基因活性调控
1、DNA甲基化的形式
?主要：
5-甲基胞嘧啶（5-mC）
?少量：
?N6-甲基腺嘌呤（N6-mA）
?7-甲基鸟嘌呤（7-mG）
5-碱基胞嘧啶出现的位臵
?真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出现在CG、CNG、CCA/TGG和GATC 中。
?在哺乳动物中，DNA的甲基化作用几乎都出现在二核苷酸CG 处。
?在植物中，胞嘧啶的甲基化作用出现在CG或CNG中。
?基因组中大多数5-甲基-胞嘧啶位于反转录转座子或者其它的重复序列中。
2、真核生物有2种甲基化酶
?日常型甲基转移酶：分I、II、III三类，它们在甲基化模板链指导下使处于半甲基化的DNA双链分子上与甲基胞嘧啶相对应的胞嘧啶甲基化。
?从头合成甲基转移酶：催化未甲基化的CpG成为mCpG，不需要母链指导，但速度很慢。
3、DNA甲基化的作用
?甲基化作用是使被标记基因沉默的一种方式。
?在许多基因中，甲基化作用模式在大多数CG二核苷酸位点是恒定的，但是在某些位点是可变的。
?一般原则：
?如果多数CpG位点被甲基化【超甲基化作用（hypermethylation）】，那么基因倾向于失活。
?如果少数CpG位点被甲基化【低甲基化作用（hypomethylation）】，那么基因倾向于活化。
4、CpG岛
?CpG岛是指小的、富含CG的DNA序列（1-2 kb长）。
?CpG岛约与40-50%看家基因的启动子相关联。
?5-甲基胞嘧啶易于自发的进行脱氨基作用，结果使CG→TG。
?CpG岛可防止自发脱氨基作用。
五、染色质结构与基因活性
?染色质＝DNA＋组蛋白＋非组蛋白＋少量的RNA
?组蛋白的作用：
?DNA的脚手架
?遗传活性的调节物
（一）、历史回顾
——组蛋白对5S rRNA转录的影响
?组蛋白，特别是组蛋白H1，在体外对基因活性有抑制作用。
?爪蟾细胞中2类5S rRNA基因：
?卵母细胞5S rRNA基因：仅在卵母细胞中表达。
?体细胞5S rRNA基因：在卵母细胞和体细胞中均表达。
?体细胞5S rRNA基因可与转录因子形成较为稳定的复合体。
转录因子与组蛋白对5S rRNA的调控
（二）、核小体定位
（nucleosome positioning）
?活跃转录的染色质区属于DNase敏感区。
?活跃基因调控区为DNase超敏感区。
如何检测DNase超敏感区
（三）、染色质的修饰与重塑
1、染色质的修饰
?组蛋白H2A、H2B、H3和H4的N-端尾巴伸出核心八聚体，而且遭受大尺度的翻译后修饰。
?这些共价修饰改变了染色质对通用转录装臵的可接近性，所以它们被推荐为具有可控制、决定一个基因是激活还是钝化的开关。
补充材料1：核心组蛋白具有共同的折叠结构域
补充材料2：核心组蛋白N端常见的修饰位点
2、染色质重塑
染色质重塑至少能介导染色质结构中4种不同的改变：
?核小体滑动（nucleosome sliding）：改变DNA上核小体的位臵。
?重塑核小体（remodeled nucleosomes）：DNA变得更易于接近，但是组蛋白保持结合。
?核小体臵换（nucleosome displacement）：DNA与组蛋白完全解离。
?核小体替代（nucleosome replacement）：一个核心组蛋白被一个变体组蛋白替代。
第二节转录水平的调控
?转录水平的调控是关键的，它是真核生物基因表达调控的主要环节。
?真核生物基因表达调控一方面受到顺式作用元件的影响，另一方面也受控于反式作用因子的调节。
?在绝大多数情形下，基因表达调控是通过顺式作用元件和反式作用因子的相互作用而实现的。
一、顺式作用元件
（cis-acting element）
?顺式作用元件指对基因表达有调节活性的DNA序列，其活性只影响与其自身同处在一个DNA分子上的基因。
II类基因顺式作用元件模式图
（一）、增强子与沉默子
?增强子是通过与特定的转录因子结合、作用于启动子序列、增强与之相连锁的基因转录活性的一种远端调控元件。
?沉默子是与增强子的作用相反的序列，它参与基因表达调节的抑制。
增强子的特点
?增强子距离转录起点700-1000 bp或者更远。
?增强子的作用没有方向性。
?增强子可以位于受调控基因的上游、下游或者一个内含子中。
?大多数增强子是组织特异性的或发育阶段特异性的。
增强子作用模式
（二）、绝缘子（insulator）
?绝缘子是一种DNA调节元件，作为异染色质与常染色质之间的边界标记，能够阻断邻近基因的增强子或沉默的活性。
?阻断增强子/沉默子的活性：绝缘子位于启动子与增强子之间，防止启动子被激活。
?屏障活性：位于启动子与异染色质间的绝缘子可防止启动子被抑制。
二、反式作用因子
（trans-acting factor）
?反式作用因子：能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上，参与调控靶基因转录效率的蛋白质。
（一）、反式作用因子的结构
?反式作用因子都是由许多结构域组成的、模块蛋白。
?3个主要的结构域：
?DNA-结合结构域（DNA-binding domain）
?反式激活域（transactivation domain）
?二聚化结构域（dimerization domain）。
?反式作用因子一般具有一个NLS。
（二）、DNA结合结构域
?DNA-结合结构域将反式作用因子定位于特异性的DNA序列。
?反式作用因子与DNA间最常见的识别模式是蛋白质的α-螺旋结构域（α-helical domain）与DNA双螺旋大沟中的约5个碱基对间的相互作用。
常见的4种DNA结合结构域
为什么DNA结合结构域通常识别DNA的大沟？
1、螺旋-转角-螺旋基序
（Helix-Turn-Helix Motif，HTH）
?该结构域至少包含两个α-螺旋区，在螺旋区中间是短侧链氨基酸形成的转折区。
?一个α螺旋，负责识别DNA大沟的特异性碱基信息；另一个α螺旋没有碱基特异性，与DNA磷酸戊糖链骨架接触。
同源（异型）域基序（Homeodomain Motif）
?每个同源（异型）域包含3个α-螺旋。
?第二和三个螺旋形成螺旋-转角-螺旋基序。
?第三螺旋作为识别螺旋。
2、锌指基序（Zinc Finger Motif，Zif）
?以锌作为活性结构的一部分，同时都通过α螺旋结合于DNA双螺旋的大沟中。
?锌指基序有两种类型：
?Cys-His（C2H2）锌指：TF IIIA和SP1
?Cys-Cys（C4）锌指：类固醇受体
3）碱性亮氨酸拉链
（Basic Leucine Zipper Motif，bZIP ）
?结构特点1：蛋白形成的α-螺旋结构上每隔6个氨基酸就有一个亮氨酸残基，这些亮氨酸出现在 -螺旋的同一个方向。
?结构特点2：必须形成二聚体方可起作用。
即两个蛋白质分子的亮氨酸相对排列，形成拉链样结构，在拉链区的氨基端有个约30个残基的碱性区域（富含Lys和Arg）。
每个结构域的碱性区域，形成DNA结合结构域的主体。
4）碱性螺旋-环-螺旋基序
（Basic helix-loop-helix Motif ，bHLH）
蛋白质的C端的氨基酸残基形成两个α-螺旋，中间被非螺旋的环状结构隔开，蛋白质的N端是碱性区域，为DNA结合区。bHLH蛋白通常也是组成二聚体，这样才具有结合DNA的能力。
小结：
（三）、反式激活域
?反式作用因子的反式激活域经由蛋白质-蛋白质相互作用参与激活转录。
第三节转录后水平的调控
真核生物细胞分化的重要特征：表达结构相关的、发育上受控制的、具有细胞类型专一性的蛋白质同工型（protein isoforms）。 蛋白质多样性产生的原因：
?多基因家族成员的选择性表达
?同一基因产生若干有部分相同结构的蛋白质
一、可变剪接/选择性剪接
（alternative splicing）
?真核生物的基因可以按其转录和转录后的加工方式分为两大类：
简单转录单位：这类基因只编码产生一种多肽，其原始转录产物有时需要加工，有时则不需要加工。
复杂转录单位：它们除了含有数量不等的内含子以外，其原始转录产物能通过多种不同方式加工成两个或两个以上的
mRNA。主要是一些编码组织和发育特异性蛋白质的基因。
?1/20真核生物基因的转录本遭受可变剪接。
?可变剪接在不同的组织类型中识别不同的剪接位点。
?这种剪接对基因的蛋白质产物有显著影响
?可区别对待：
?分泌型的或膜结合蛋白质
?有活性和无活性
1、小鼠免疫球蛋白μ重链的可变剪接
2、果蝇性别决定系统的可变剪接
?果蝇的性别决定中有3种基因的产物遭受可变剪接。
3、可变剪接的类型
?转录本始于不同的启动子
?某些外显子完全被忽视，导致该外显子的删除
?可变的5’-剪接位点导致一个外显子的部分被包含或部分被删除
?可变的3’-剪接位点导致一个外显子的部分被包含或部分被删除
?如果一个内含子没有被识别为一个内含子的话，它将被保留在mRNA中
?多聚腺苷酸化导致前-mRNA的切割和下游外显子的丢失。
4、可变剪接的调控
?参与剪接的调控因子
?SR蛋白
?hnRNP（heterogeneous nuclear ribonuclear protein）
?受剪接调控因子作用的元件
?外显子剪接增强子（exonic splicing enhancer，ESE）
?内含子剪接增强子（intronic splicing enhancer，ISE）
?外显子剪接沉默子（exonic splicing silencer，ESS）
?内含子剪接沉默子（intronic splicing silencer，ISS）
?二者的作用
?SR蛋白倾向于与ESE结合
?hnRNP 倾向于与ESS和ISS结合
二、RNA的转运
（RNA transport）
?成功加工的mRNA被导向核孔复合体（nuclear pore complex，NPC），此时mRNA与蛋白质组成的mRNA复合体，在特殊的核转运受体的帮助下移动通过NPC。
?帽子结合复合体（cap-binding complex，CBC）
?外显子连接复合体（exon junction complex，EJC）
?Poly(A)结合蛋白【Poly(A) binding protein，PABP】
三、RNA干扰
（RNA interference，RNAi）
?RNAi：control of gene expression by specific mRNA degradation or translational repression caused by insertion of a double-strand RNA into a cell.
?RNA干扰涉及小RNA分子的使用。
?参与RNAi的小RNA分子可以分为2种类型：
?miRNA（micro-RNA）：可与互补RNA结合以阻止翻译，也可引起mRNA的降解。
?siRNA（small interfering RNA）：可在翻译开始前使特定的mRNA 降解。
?在相关的生物有机体中，miRNA的序列几乎总是保守；而siRNA的序列很少是保守的。
?miRNA 指定“异源沉默（heterosilencing）”——它们源自于唯一的基因（unique gene），使非常不同的基因沉默。
?相比较而言，siRNA代表性地指定“同源沉默（autosilencing）”——它们指导相同的遗传基因座或者非常相似的基因座（即有共同的起源）的沉默。
?siRNA可能源自于病毒、转座因子、异染色质或者是被科学家插入细胞的外源基因。siRNA的一个重要功能是帮助基因组防御病毒和可移动的DNA元件。
1、miRNA的生物合成与作用方式
2、siRNA的作用
3、RNAi的作用途径
?触发靶mRNA的降解
?影响mRNA翻译的效率
?对靶基因所在的染色质进行修饰而沉默其转录
第四节翻译水平的调控
?翻译水平的调控机制通常是通过特殊的mRNA与出现在细胞质中的多种蛋白质间的相互作用来进行调控的。
?一般的调控包括：
?mRNA在细胞某些位点的定位
?mRNA是否被翻译，如果翻译频率如何
?mRNA的半衰期（half-life），即决定信使可被翻译多长时间
一、mRNA的细胞质定位
?管理一个mRNA在细胞质中的定位信息位于3’-UTR中。
1、果蝇前后轴建立过程中mRNA的定位
2、酵母交配型的转换与ash1 mRNA的定位
?转换过程由HO基因产物调控。
?HO基因的表达受阻遏物Ash1的抑制。
ash1的选择性表达
二、翻译的起始调控
?有许多机制可调节mRNA翻译的速度以响应/改变细胞需求。
?全面作用：影响所有信使的翻译——磷酸化（作用）
I、起始tRNA与40S小亚基的结合
II、mRNA的识别
?局部作用：改变特异性mRNA翻译的速度。
e.g. 铁蛋白（ferritin）的mRNA
1、起始因子eIF-2α的磷酸化作用
?亚铁血红素饥饿的网织红细胞激活HCR
?使eIF2α磷酸化，抑制翻译的起始
?被病毒感染的细胞有另一种激酶DAI
?使eIF2 磷酸化，抑制翻译的起始
2、eIF4E结合蛋白的磷酸化作用
3、铁蛋白mRNA的翻译调控
?铁蛋白是存在于细胞质中、可隐蔽铁原子的蛋白质，因此可保护细胞免受自由金属的毒害。
?铁蛋白mRNA的翻译受到一个特异性阻遏物——铁调节蛋白（iron regulatory protein，IRP）的调控，IRP的活性依赖于细胞中被束缚的铁的浓度。
三、mRNA稳定性的调控
（一）、mRNA的结构与其稳定性
?mRNA 5’和3’末端的修饰在防止核酸外切酶的攻击方面扮演重要角色。
?mRNA内特异的序列元件可能使其稳定或者使其不稳定。
短命的mRNA通常其3’-UTR包含富含AU的序列（AU-rich sequence AU-rich sequence，ARE）。
（二）、异常mRNA的降解
1、无义密码子介导的mRNA的降解
2、无终止密码子介导的mRNA的降解
_
大学无机化学第六章试题及答案
第六章化学键理论 本章总目标： 1：掌握离子键、共价键和金属键的基本特征以及它们的区别； 2：了解物质的性质与分子结构和键参数的关系； 3：重点掌握路易斯理论、价电子对互斥理论、杂化轨道理论以及分子轨道理论。 4：熟悉几种分子间作用力。 各小节目标： 第一节：离子键理论 1:掌握离子键的形成、性质和强度，学会从离子的电荷、电子构型和半径三个方面案例讨论离子的特征。 2:了解离子晶体的特征及几种简单离子晶体的晶体结构，初步学习从离子的电荷、电子构象和半径三个方面来分析离子晶体的空间构型。 第二节：共价键理论 1;掌握路易斯理论。 2：理解共价键的形成和本质。掌握价键理论的三个基本要点和共价键的类型。3：理解并掌握价层电子对互斥理论要点并学会用此理论来判断共价分子的结构，并会用杂化轨道理论和分子轨道理论来解释分子的构型。 第三节：金属键理论 了解金属键的能带理论和三种常见的金属晶格。 第四节：分子间作用力 1：了解分子极性的判断和分子间作用力（范德华力）以及氢键这种次级键的形成原因。 2;初步掌握离子极化作用及其强度影响因素以及此作用对化合物结构及性质的影响。 习题 一选择题
1.下列化合物含有极性共价键的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) 2 C. Na 2 O 2.下列分子或离子中键能最大的是（） A. O 2 C. O 2 2+ D. O 2 2- 3. 下列化合物共价性最强的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) C. BeI 2 4.极化能力最强的离子应具有的特性是（） A.离子电荷高，离子半径大 B.离子电荷高，离子半径小 C.离子电荷低，离子半径小 D.离子电荷低，离子半径大 5. 下列化合物中，键的极性最弱的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) 3 C. SiCl 4 6.对下列各组稳定性大小判断正确的是（） +＞O 22- B. O 2 -＞O 2 C. NO+＞NO D. OF-＞OF 7. 下列化合物中，含有非极性共价键的离子化合物是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) 3 C. Na 2 O 2 8.下列各对物质中，是等电子体的为（） 和O 3 B. C和B+ C. He和Li D. N 2 和CO 9. 中心原子采取sp2杂化的分子是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) 3 C. PCl 3 10.下列分子中含有两个不同键长的是（）
分子生物学第7章作业与答案
第七章作业 一、名词解释 操纵子 弱化子 二、选择题 1. 在调控乳糖操纵子表达中，乳糖的作用是（） A. 与RNA聚合酶结合诱导结构基因的表达 B. 与RNA聚合酶结合抑制结构基因的表达 C. 与抑制物结合诱导结构基因的表达 D. 与抑制物结合抑制结构基因的表达 2. 关于乳糖操纵子学说描述正确的是（） A．乳糖操纵子学说是典型的负控诱导转录系统 B．cAMP-CRP是一个重要的负调节物 C．乳糖及其类似物可以与阻遏基因的编码产物结合启动结构基因的转录 D．在无葡萄糖存在情况下，cAMP-CRP增加，结构基因转录下降 3. 乳糖、色氨酸等小分子物质在基因表达调控中作用的共同特点是（） A. 与DNA结合 B．与启动子结合 C．与RNA聚合酶结合影响其活性 D．与蛋白质结合影响该蛋白质结合DNA 三．判断题 1. 1953年Watson和Crick提出了操纵子学说。（）2．原核生物基因表达的调控主要发生在转录水平上，真核生物基因表达的调控可以发生在各个水平上，但主要也是在转录水平上。（）
四．简答题 1、下图是乳糖操纵子的调节模式图，图A是在有充足葡萄糖情况下的示意图，图B是在缺乏葡萄糖，但有乳糖的情况下的示意图。简述其调节机制。 答：a,乳糖操纵子的组成：大肠杆菌乳糖操纵子含Z、Y、A三个结构基因，分别编码半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶，此外还有一个操纵序列O，一个启动子P和一个调节基因I。 b，阻遏蛋白的负性调节：没有乳糖存在时，I基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列O处，乳糖操纵子处于阻遏状态，不能合成分解乳糖的三种酶；有乳糖存在时，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵序列，乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶 c,CAP的正性调节：在启动子上游有CAP结合位点，当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时，cAMP浓度升高，与CAP结合，使CAP 发生变构，CAP结合于乳糖操纵子启动序列附近的CAP结合位点，激活RNA聚合酶活性，促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。 d,协调调节：乳糖操纵子中的I基因编码的阻遏蛋白的负调控与CAP的正调控两种机制，互相协调、互相制约。
结构化学-第五章习题及答案
习 题 1. 用VSEPR 理论简要说明下列分子和离子中价电子空间分布情况以及分子和离子的几何构型。 (1) AsH 3; (2)ClF 3; (3) SO 3; (4) SO 32-; (5) CH 3+; (6) CH 3- 2. 用VSEPR 理论推测下列分子或离子的形状。 (1) AlF 63-; (2) TaI 4-; (3) CaBr 4; (4) NO 3-; (5) NCO -; (6) ClNO 3. 指出下列每种分子的中心原子价轨道的杂化类型和分子构型。 (1) CS 2; (2) NO 2+; (3) SO 3; (4) BF 3; (5) CBr 4; (6) SiH 4; (7) MnO 4-; (8) SeF 6; (9) AlF 63-; (10) PF 4+; (11) IF 6+; (12) (CH 3)2SnF 2 4. 根据图示的各轨道的位向关系，遵循杂化原则求出dsp 2 等性杂化轨道的表达式。 5. 写出下列分子的休克尔行列式： CH CH 2 123 4 56781 2 34 6. 某富烯的久期行列式如下，试画出分子骨架，并给碳原子编号。 0100001100101100001100 001101001 x x x x x x 7. 用HMO 法计算烯丙基自由基的正离子和负离子的π能级和π分子轨道，讨论它们的稳定
性，并与烯丙基自由基相比较。 8. 用HMO法讨论环丙烯基自由基C3H3·的离域π分子轨道并画出图形，观察轨道节面数目和分布特点；计算各碳原子的π电荷密度，键级和自由价，画出分子图。 9. 判断下列分子中的离域π键类型： (1) CO2(2) BF3(3) C6H6(4) CH2=CH-CH=O (5) NO3－(6) C6H5COO－(7) O3(8) C6H5NO2 (9) CH2＝CH－O－CH＝CH2(10) CH2＝C＝CH2 10. 比较CO2, CO和丙酮中C—O键的相对长度，并说明理由。 11. 试分析下列分子中的成键情况，比较氯的活泼性并说明理由： CH3CH2Cl, CH2=CHCl, CH2=CH-CH2Cl, C6H5Cl, C6H5CH2Cl, (C6H5)2CHCl, (C6H5)3CCl 12. 苯胺的紫外可见光谱和苯差别很大，但其盐酸盐的光谱却和苯很接近，试解释此现象。 13. 试分析下列分子中的成键情况，比较其碱性的强弱，说明理由。 NH3, N(CH3)2, C6H5NH2, CH3CONH2 14. 用前线分子轨道理论乙烯环加成变为环丁烷的反应条件及轨道叠加情况。 15. 分别用前线分子轨道理论和分子轨道对称性守恒原理讨论己三烯衍生物的电环化反应 在加热或者光照的条件下的环合方式，以及产物的立体构型。 参考文献： 1. 周公度，段连运. 结构化学基础（第三版）. 北京：北京大学出版社，2002 2. 张季爽，申成. 基础结构化学（第二版）. 北京：科学出版社，2006 3. 李炳瑞.结构化学（多媒体版）.北京：高等教育出版社，2004 4. 林梦海，林银中. 结构化学. 北京：科学出版社，2004 5. 邓存，刘怡春. 结构化学基础（第二版）. 北京：高等教育出版社，1995 6.王荣顺. 结构化学（第二版）. 北京：高等教育出版社，2003 7. 夏少武. 简明结构化学教程（第二版）. 北京：化学工业出版社，2001 8. 麦松威，周公度，李伟基. 高等无机结构化学. 北京：北京大学出版社，2001 9. 潘道皑. 物质结构（第二版）. 北京：高等教育出版社，1989 10. 谢有畅，邵美成. 结构化学. 北京：高等教育出版社，1979 11. 周公度，段连运. 结构化学基础习题解析（第三版）. 北京：北京大学出版社，2002 12. 倪行，高剑南. 物质结构学习指导. 北京：科学出版社，1999 13. 夏树伟，夏少武. 简明结构化学学习指导. 北京：化学工业出版社，2004 14. 徐光宪，王祥云. 物质结构（第二版）. 北京：科学出版社，1987 15. 周公度. 结构和物性：化学原理的应用（第二版）. 北京：高等教育出版社，2000
量子化学第五章分子轨道理论
第五章分子轨道理论 5.1 Hatree-Fock 方程 Hatree-Fock 近似，也就是分子轨道近似，是量子化学中心之一，分子中的电子占据轨道，这是化学家头脑中很容易想到的。 首先，我们推导一下Hatree-Fock 方程。 由于绝大多数分子都是闭壳层的，因此我们都可以用单slater 行列式作为其波函数，即 12N C f f f ψ= 设我们有正交集i j ij f f δ= 则一、二阶约化密度矩阵为： '*'11111''1111 12'' 21212''112122(,)()() (,)(,)1(,;,)2 (,)(,) i i i x x f x f x x x x x x x x x x x x x ρρρρρρ∧ ∧ ∧∧ ∧∧==∑ 改写一下（Dirac ）： *'*'11122*'*'2122 ''1212()()()()1 2 ()() ()()1[()()()()] 2N N i i i i i i N N j j j j j j N i j i j i j j i i j f x f x f x f x f x f x f x f x f x f x f x f x f f f f ρ∧ ≠= =-∑ ∑ ∑ ∑ ∑ 12(1)(1,2)1(1)[(1,2)(1,2)] 2(1,2)(1,2)1[] 2r r N i i i j i j i j j i i i j i i i i i i i i N i i i j i j i j j i i ij E T h T g f h f f f g f f f f g f f f f g f f f f g f f E f h f f f g f f f f g f f ρρ∧∧ ∧ ∧ ≠=+=+--=+-∑ ∑∑ ∑因为i=j 时，=0不影响上式因此 现在就是要利用变分法，看在限制i j ij f f δ=下，什么样i f 的会使E 最小，所以要利用Lagrange 乘子法：
第六章 分子结构及性质
第六章分子结构及性质 思考题解析 1．根据元素在周期表中的位置，试推测哪些元素原子之间易形成离子键。哪些元素原子之间易形成共价键？ 解：周期表中的ⅠA、ⅡA族与ⅥA、ⅦA族元素原子之间由于电负性相差巨大，易形成离子键，而处于周期表中间的主族元素原子之间由于电负性相差不大，易形成共价键。 2．下列说法中哪些是不正确的，并说明理由。 （1）键能越大，键越牢固，分子也越稳定。 （2）共价键的键长等于成键原子共价半径之和。 （3）sp2杂化轨道是有某个原子的1s轨道和2p轨道混合形成的。 （4）中心原子中的几个原子轨道杂化时，必形成数目相同的杂化轨道。 （5）在CCl4、CHCl3和CH2Cl2分子中，碳原子都采用sp3杂化，因此这些分子都是正四面体形。 （6）原子在基态时没有未成对电子，就一定不能形成共价键。 （7）杂化轨道的几何构型决定了分子的几何构型。 解：（1）不正确。这只能对双原子分子而言。 （2）不正确。这只能对双原子分子而言。 （3）错。sp2杂化轨道是由某个原子的n s轨道和两个n p轨道混合形成的。 （4）正确。 （5）错。CCl4分子呈正四面体，而CHCl3和CH2Cl2分子呈变形四面体。 （6）错。原子在基态时的成对电子，受激发后有可能拆开参与形成共价键。 （7）错。如某些分子在成键时发生不等性杂化，则杂化轨道的几何构型与分子的几何构型就不一致。 3．试指出下列分子中哪些含有极性键？ Br2CO2H2O H2S CH4 解：CO2、H2O、H2S、CH4分子中含有极性键。 4．BF3分子具有平面三角形构型，而NF3分子却是三角锥构型，试用杂化轨道理论进行解释。 解：BF3分子在成键时发生sp2等性杂化，所以呈平面三角形，而NF3分子在成键时发生sp3不等性杂化，所以呈三角锥形。 5．CH4、H2O、NH3分子中键角最大的是哪个分子？键角最小的是哪个分子？为什么？
分子生物学习题集第七章
第七章蛋白质的生物合成——翻译 (一)名词解释 1．翻译2．密码子3．密码的简并性4．同义密码子5．变偶假说6．移码突变7．同功受体8．多核糖体 (二)问答题 1．参与蛋白质生物合成体系的组分有哪些?它们具有什么功能? 2．遗传密码是如何破译的? 3．遗传密码有什么特点? 4．简述三种RNA在蛋白质生物合成中的作用。 5．简述核糖体的活性中心的二位点模型及三位点模型的内容。 6．氨基酸在蛋白质合成过程中是怎样被活化的? 7．简述蛋白质生物合成过程。 8．蛋白质合成中如何保证其翻译的正确性? 9．原核细胞和真核细胞在合成蛋白质的起始过程有什么区别。 10．蛋白质合成后的加工修饰有哪些内容? 11．蛋白质的高级结构是怎样形成的? 12．真核细胞与原核细胞核糖体组成有什么不同?如何证明核糖体是蛋白质的合成场所? 13. 已知一种突变的噬菌体蛋白是由于单个核苷酸插入引起的移码突变的，将正常的蛋白质和突变体蛋白质用胰蛋白酶消化后，进行指纹图分析。结果发现只有一个肽段的差异，测得其基酸顺序如下：正常肽段Met-Val-Cys-Val-Arg 突变体肽段Met-Ala-Met-Arg （1）什么核苷酸插入到什么地方导致了氨基酸顺序的改变？ （2）推导出编码正常肽段和突变体肽段的核苷酸序列. 提示：有关氨基酸的简并密码分别为 Val：GUU GUC GUA GUG Arg：CGU CGC CGA CG AGA AGG Cys：UGU UGC Ala：GCU GCC GCA CGC 14. 试列表比较核酸与蛋白质的结构。 15. 试比较原核生物与真核生物的翻译。
(三)填空题 1．蛋白质的生物合成是以___________为模板，以___________为原料直接供体，以_________为合成杨所。 2．生物界共有______________个密码子，其中___________个为氨基酸编码，起始密码子为_________；终止密码子为_______、__________、____________。3．原核生物的起始tRNA以___________表示，真核生物的起始tRNA以___________表示，延伸中的甲硫氨酰tRNA以__________表示。 4．植物细胞中蛋白质生物合成可在__________、___________和___________三种细胞器内进行。 5．延长因子T由Tu和Ts两个亚基组成，Tu为对热___________蛋白质，Ts为对热________蛋白质。 6．原核生物中的释放因子有三种，其中RF-1识别终止密码子_____________、____________；RF-2识别__________、____________；真核中的释放因子只有___________一种。 7．氨酰-tRNA合成酶对__________和相应的________有高度的选择性。 8．原核细胞的起始氨基酸是_______，起始氨酰-tRNA是____________。 9．原核细胞核糖体的___________亚基上的__________协助辨认起始密码子。l0．每形成一个肽键要消耗_____________个高能磷酸键，但在合成起始时还需多消耗___________个高能磷酸键。 11．肽基转移酶在蛋白质生物合成中的作用是催化__________形成和_________的水解。 12．肽链合成终止时，___________进人“A”位，识别出_________，同时终止因子使________的催化作用转变为____________。 13．原核生物的核糖体由____________小亚基和____________大亚基组成，真核生物核糖体由_________小亚基和_______________大亚基组成。 14. 蛋白质中可进行磷酸化修饰的氨基酸残基主要为_____________、____________、___________。 (四)选择题 1．蛋白质生物合成的方向是( )。
结构化学 第五章练习题..
第五章 多原子分子的化学键 1. (东北师大98)离域π键有几种类型? (三种) 正常离域π键，多电子离域π键，缺电子离域π键 2. 用HMO 法计算环丙烯基π体系能量。 1 1 1 10 1 1 x x x =展开x 3-3x+2=0 (x-1)2(x+2)=0 解得 x 1=-2,x 2=x 3=1 E 1=α+2β E 2= E 3=α-β E D π=2E 1+E 2=3α+3β 3. NO 2+为直线型, NO 3-为平面三角型，指出它们中心原子杂化类型，成键情况和所属分子点群。 ..4.3O-N-O : 2 D h O N N SP π+ ??∞??.杂化 2643h N SP D O O π?????? ???????????? ： 4. (东北师大99)推出y 轴的等性sp 2杂化轨道波函数 解： 等性杂化：c 112=c 212=c 312=1/3, Ψ1中只有p y 成分：c 112+c 12 2=1 1s py ψ 123k k s k px k py c c c ψφφφ=+ +11c =12c
2s py px 3s py px ψψ 5. (东北师大2000)乙烯中∠HCH=11 6.6。 ，其中含-C-H 键指向x 轴的正向，试求形成该键的杂化轨道波函数和杂化指数。 解： x 两个C －H 键夹角为116.6。 cos 0.3091kl αθαα==-=- p 成分/s 成分=(1- α)/α=2.236 所以在C-H 方向上的杂化轨道为：sp 2.236 1111222122233313233=c =c =c s px s px py s px py c c c c c ψφφψφφφψφφφ+++++ 22 213123y 232 22223 33 23 33 2333222221222322220.309 , p , =1 +=1 0.191 c c c c c c c c c c c c c αψψψψ====++==等价，轨道对有相同的贡献
结构化学第五章习题及答案
结构化学第五章习题 及答案 https://www.360docs.net/doc/656520678.html,work Information Technology Company.2020YEAR
习 题 1. 用VSEPR 理论简要说明下列分子和离子中价电子空间分布情况以及分子和离子的几何构型。 (1) AsH 3; (2)ClF 3; (3) SO 3; (4) SO 32-; (5) CH 3+; (6) CH 3- 2. 用VSEPR 理论推测下列分子或离子的形状。 (1) AlF 63-; (2) TaI 4-; (3) CaBr 4; (4) NO 3-; (5) NCO -; (6) ClNO 3. 指出下列每种分子的中心原子价轨道的杂化类型和分子构型。 (1) CS 2; (2) NO 2+; (3) SO 3; (4) BF 3; (5) CBr 4; (6) SiH 4; (7) MnO 4-; (8) SeF 6; (9) AlF 63-; (10) PF 4+; (11) IF 6+; (12) (CH 3)2SnF 2 4. 根据图示的各轨道的位向关系，遵循杂化原则求出dsp 2等性杂化轨道的表达 式。 5. 写出下列分子的休克尔行列式： CH CH 2 123 4 56781 2 34 6. 某富烯的久期行列式如下，试画出分子骨架，并给碳原子编号。 0100001100101100001100 001101001 x x x x x x
7. 用HMO法计算烯丙基自由基的正离子和负离子的π能级和π分子轨道，讨论它们的稳定性，并与烯丙基自由基相比较。 8. 用HMO法讨论环丙烯基自由基C3H3·的离域π分子轨道并画出图形，观察轨道节面数目和分布特点；计算各碳原子的π电荷密度，键级和自由价，画出分子图。 9. 判断下列分子中的离域π键类型： (1) CO2 (2) BF3 (3) C6H6 (4) CH2=CH-CH=O (5) NO3－ (6) C6H5COO－ (7) O3 (8) C6H5NO2 (9) CH2＝CH－O－CH＝CH2 (10) CH2＝C＝CH2 10. 比较CO2, CO和丙酮中C—O键的相对长度，并说明理由。 11. 试分析下列分子中的成键情况，比较氯的活泼性并说明理由： CH3CH2Cl, CH2=CHCl, CH2=CH-CH2Cl, C6H5Cl, C6H5CH2Cl, (C6H5)2CHCl, (C6H5)3CCl 12. 苯胺的紫外可见光谱和苯差别很大，但其盐酸盐的光谱却和苯很接近，试解释此现象。 13. 试分析下列分子中的成键情况，比较其碱性的强弱，说明理由。 NH3, N(CH3)2, C6H5NH2, CH3CONH2 14. 用前线分子轨道理论乙烯环加成变为环丁烷的反应条件及轨道叠加情况。 15. 分别用前线分子轨道理论和分子轨道对称性守恒原理讨论己三烯衍生物的电环化反应在 加热或者光照的条件下的环合方式，以及产物的立体构型。 参考文献： 1. 周公度，段连运. 结构化学基础（第三版）. 北京：北京大学出版社，2002 2. 张季爽，申成. 基础结构化学（第二版）. 北京：科学出版社，2006 3. 李炳瑞.结构化学（多媒体版）.北京：高等教育出版社，2004 4. 林梦海，林银中. 结构化学. 北京：科学出版社，2004 5. 邓存，刘怡春. 结构化学基础（第二版）. 北京：高等教育出版社，1995 6.王荣顺. 结构化学（第二版）. 北京：高等教育出版社，2003 7. 夏少武. 简明结构化学教程（第二版）. 北京：化学工业出版社，2001 8. 麦松威，周公度，李伟基. 高等无机结构化学. 北京：北京大学出版社，2001 9. 潘道皑. 物质结构（第二版）. 北京：高等教育出版社，1989 10. 谢有畅，邵美成. 结构化学. 北京：高等教育出版社，1979 11. 周公度，段连运. 结构化学基础习题解析（第三版）. 北京：北京大学出版社，2002 12. 倪行，高剑南. 物质结构学习指导. 北京：科学出版社，1999 13. 夏树伟，夏少武. 简明结构化学学习指导. 北京：化学工业出版社，2004
第七章习题分子结构
第七章习题 1. 指出下列离子分边属于何种电子构型： Ti4+, Be2+, Cr3+, Fe2+, Ag+, Cu2+, Zn2+, Sn4+, Pb2+, Tl+, S2-, Br- 2. 已知KI的晶格能（U）为-631.9 kJ·mol-1，钾的升华热[S(K)]为90.0 kJ·mol-1，钾的电离能（I）为418.9 kJ·mol-1,碘的升华热[S(I)]为62.4kJ·mol-1，碘的解离能（D）为151 kJ·mol-1,碘的电子亲核能（E）为-310.5 kJ·mol-1，求碘化钾的生成热（△f H） 3. 根据价键理论画出下列分子的电子结构式（可用一根短线表示一对公用电子） BCl3, PH3, CS2, HCN, OF2, H2O2, N2H4, AsCl3, SeF6 4. 试用杂化轨道理论说明BF3是平面三角形，而NF3是三角锥形。 5. 指出下列化合物的中心原子可能采取的杂化类型，并预测其分子的几何构型。 BBr3, SiH4, PH3, SeF6 6. 将下列分子按照键角从大到小排列： BF3, BeCl2, SiH4, H2S, PH3, SF6 7. 用价层电子对互斥理论预言下列分子和离子的几何构型. CS2, NO2-, ClO2-, I3-, NO3-, BrF3, PCl4+, BrF-, PF5, BrF5, [AlF6]3- 8. 根据分子轨道理论比较N2和N2+键能的大小。 9. 根据分子轨道理论判断O2+, O2, O2-, O22-的键级和单电子数。 10. 用分子轨道理论解释： （1）氢分子离子H2+可以存在。 （2）Be2为顺磁性物质。 （3）N2分子不存在。 11. 试问下列分子中哪些是极性的？那些是非极性的？为什么？ CH4, CHCl3, BCl3, NCl3, H2S, CS2 12. 试比较下列各对分子偶极矩的大小： (1) CO2和CS2(2) CCl4和CH4(3)PH3和NH3 (4)BF3和NF3(5)H2O和H2S 13. 将下列化合物按熔点从高到低的顺序排列： NaF,NaCl,NaBr,NaI,SiF4,SiCl4,SiBr4,SiI4 14. 试用离子极化观点解释： （1）KCl熔点高于GeCl4 （2）ZnCl2熔点低于CaCl2 （3）FeCl3熔点低于FeCl2 15. 下列说法是否正确？为什么？ （1）分子中的化学键为极性键，则分子也为极性分子。 （2）Mn2O7中Mn(Ⅶ)正电荷高，半径小，所以该化合物的熔点比MnO高。 （3）色散力仅存在与非极性分子间。 （4）3电子π键比2电子π键的键能大。 16. 指出下列各对分子间存在的分子间作用力的类型（取向力、诱导力、色散力和氢键）：（1）苯和CCl4（2）甲醇和H2O （3）CO2和H2O 4）HBr和HI 17. 下列化合物中哪些自身能够形成氢键？ C2H6, H2O2, C2H5OH, CH3CHO, H3BO3, H2SO4, (CH3)2O 18. 比较两种化合物熔沸点高低，并说明原因。 （1）乙醇(C2H5OH)和二甲醚(CH3OCH3)组成相同，但前者的沸点为78.5℃，而后者的沸点
第六章 晶体结构与晶体材料
第六章晶体结构与晶体材料 教学目的： 掌握晶体的概念及晶体结构的特点；掌握晶体的宏观对称性；熟悉晶体的基本性质；了解晶体缺陷的重要性。 教学重点： 晶体材料：石英晶体与压电材料、钛酸钡晶体与非线性光学材料、BGO晶体材料。教学难点： 晶体的对称性与晶系。 第一节晶体的结构特点 一、晶体 晶体是由原子或分子按照一定的周期性规律在空间重复排列而成的固体物质。 二、晶体结构的特点 1. 晶体结构的特点 以NaCl晶体为例讨论晶体结构的特点。 NaCl是食盐的主要成分，市售粗盐经过重结晶可得到纯净、漂亮的NaCl晶体。NaCl晶体呈立方体外形，肉眼可以看到平滑的晶面，尖锐的顶角和笔直的棱边。NaCl晶体整齐的外形反映了晶体的内部结构规整性。用X射线衍射法测定的NaCl的晶体结构，如图6-1所示。 2. 晶胞
晶胞晶胞是晶体的一个基本结构单位，它的形状是一个平行六面体。图 6-1给出了NaCl晶体的一个晶胞，无数的这种晶胞在空间规则地重复排列就形成NaCl晶体。 要确定晶体的结构，首先要知道晶胞的大小和形状，其次要知道晶胞中原子的种类、数目和原子的坐标位置。 晶胞的大小和形状由晶胞参数规定。若把晶胞放在坐标系中，如图6-2所示，它的三条棱边a，b，c和三条棱边两两之间的夹角α，β，γ合称为晶胞参数。如NaCl晶体的晶胞参数为：a=b=c=562.8 pm，α=β=γ=90°，这种晶胞称为立方晶胞。NaCl晶体中Na+与Cl-以离子键结合，所以NaCl晶体称为离子晶体。在NaCl晶体中，一个Na+周围配有6个Cl-(配位数为6)。这6个配位Cl-形成一个八面体，Na+处于八面体的空隙中。同样地，以一个Cl-为中心，周围也配有6个Na+，Cl-也处于Na+的八面体空隙中。由此可见，NaCl只是个化学式，整块NaCl 晶体是个巨大的分子，把NaCl看作一个分子(或分子式)是不确切的。 3. 结构基元 结构基元是指晶体中作周期性规律重复排列的那一部分内容。它是晶体中重复排列的基本单位，必须满足化学组成相同、空间结构相同、排列取向相同和周围环境相同的条件。晶胞中含一个结构基元的称为素晶胞，含2个和2个以上结构基元的称复晶胞。图6-1的NaCl晶胞中含4个Na—Cl结构基元，是面心立方型式的复晶胞。图6-3给出了CsCl晶体和金属钨晶体的晶胞结构。CsCl晶胞中只含1个结构基元(Cs—Cl)，所以是素晶胞，它是立方晶胞，故称为简单立方。
《结构化学》第六章习题
《结构化学》第六章习题 6001 试述正八面体场中，中心离子 d 轨道的分裂方式。 6002 试用分子轨道理论阐明 X -，NH 3 和 CN -的配体场强弱的次序。 6003 按配位场理论，在 O h 场中没有高低自旋络合物之分的组态是：---------------- ( ) (A) d 3 (B) d 4 (C) d 5 (D) d 6 (E) d 7 6004 凡是中心离子电子组态为d 6的八面体络合物，其 LFSE 都是相等的，这一说法是否正确？ 6005 络合物的中心离子的 d 轨道在正方形场中，将分裂成几个能级：---------------- ( ) (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 6006 Fe(CN)63-的 LFSE=________________。 6007 凡是在弱场配位体作用下，中心离子 d 电子一定取高自旋态；凡是在强场配位体作用下，中心离子 d 电子一定取低自旋态。这一结论是否正确？ 6008 Fe(CN)64-中，CN -是强场配位体，Fe 2+的电子排布为6g 2t ，故 LFSE 为_____________。 6009 尖晶石的一般表示式为 AB 2O 4， 其中氧离子为密堆积，当金属离子A 占据正四面体T d 空隙时，称为正常尖晶石，而当A 占据O h 空隙时，称为反尖晶石， 试从晶体 场稳定化能计算说明 NiAl 2O 4 晶体是什么型尖晶石结构( Ni 2+为d 8结构)。 6010 在 Fe(CN)64-中的 Fe 2+离子半径比 Fe(H 2O)62+中的 Fe 2+离子半径大还是小？为什么？ 6011 作图证明 CO 是个强配位体。 6012 CoF 63-的成对能为 21000 cm -1，分裂能为 13000 cm -1 ，试写出： (1) d 电子排布 (2) LFSE 值 (3) 电子自旋角动量 (4) 磁矩 6013 已知 ML 6络合物中(M 3+为d 6)，f =1，g = 20000 cm -1，P = 25000 cm -1，它的LFSE 绝对值等于多少？------------------------------------ ( ) (A) 0 (B) 25000 cm -1 (C) 54000 cm -1 (D) 8000 cm -1 6014 四角方锥可认为是正八面体从z 方向拉长，且下端没有配体 L 的情况。试从正八面体场的 d 轨道能级图出发，作出四角方锥体场中的能级分裂图，并简述理由。 6015 某 AB 6n -型络合物属于O h 群，若中心原子 A 的d 电子数为6，试计算配位场稳定 化能，并简单说明你的计算方案的理由。 6016 下列络合物哪些是高自旋的？------------------------------------ ( ) (A) [Co(NH 3)6]3+ (B) [Co(NH 3)6]2+ (C) [Co(CN)6]4- (D) [Co(H 2O)6]3+ 6017 凡是低自旋络合物一定是反磁性物质。这一说法是否正确？ 6018 Fe 的原子序数为26，化合物K 3[FeF 6]的磁矩为5.9玻尔磁子，而K 3[Fe(CN)6]的磁矩为1.7玻尔磁子，这种差别的原因是：------------------------------------ ( ) (A) 铁在这两种化合物中有不同的氧化数 (B) CN -离子比 F - 离子引起的配位场分裂能更大 (C) 氟比碳或氮具有更大的电负性 (D) K 3[FeF 6]不是络合物 6019 已知[Fe(CN)6]3-，[FeF 6]3-络离子的磁矩分别为1.7B μ，5.9B μ (B μ为玻尔磁子)( Fe 原子序数26)， (1)请分别计算两种络合物中心离子未成对电子数；
生物大分子结构与功能
生物大分子的结构与功能 专业：生物化学与分子生物学姓名：韩江微学号：08841015 物质结构与性能的关系间题, 是辩证思维的重要命题之一。而分子生物学正是研究生物大分子的各种结构—化学结构、几何空间结构及分子内部各基因相互作用的本质与其宏观的化学性质、物理性质及生物学活性间相互联系的科学。经典的化学结构理论指出物质的内部结构完全决定了它的典型化学反应性能, 同时也决定了许多其它方面的性能反过来, 通过这些典型化学性能的研究, 原则上也能定出化学结构, 甚至主体结构的一些轮廓蛋白质分子是由20种氨基酸构成的, 但氨基酸和蛋白质的性能有很大的差别, 蛋白质分子具有运输、保护、运动、催化等生命物质的功能。比如, 血红蛋白是机体血液中运输氧气的蛋白, 组成皮肤的胶原蛋白, 具有保护作用。肌肉的运动是靠肌球蛋白和肌动蛋白的滑动来实现,肌体中成千上万种的生理生化反应是靠一种特殊的蛋白质—酶来催化等, 而氨基酸分子则没有这些功能, 这说明当分子与分子以某种分工结合时, 就会表现出原有的分子不曾有的崭新性质和功能, 绝不是它的组成成份简单的加和。再如, 核酸是由四种核昔酸构成, 核苷酸是小分子物质, 并不表现出任何生命物质的特征, 一且这些小分子结合成核酸分子, 其性质就出现了从无生命物质向生命物质的飞跃。 氨基酸和蛋白质、核昔酸和核酸的结构与功能的不同, 是由组成大分子的小分子的数量、连接方式及小分子间的相互作用引起的, 蛋白质分子中, 由于个别氨基酸的改变或排列顺序的差异, 就可影响其肽链的折叠, 从而影响其生物功能。DNA分子中,若有一个核苷酸发生改变, 或增、减一个核苷酸, 就可引起基因突变, 使生物的某些特性或性状发生改变例如, 镰刀型贫血病,是由于病人血红素分子β-链的第六位谷氨酸被撷氨酸代替所引起的, 这种氨基酸的改变归根到底是由于编码这种蛋白质的基因突变引起的, 结果使患者的红血球在氧气缺乏时呈镰刀状, 易胀破发生溶血, 运氧机能降低, 引起头昏、胸闷等贫血症状。 生物大分子的结构有平面结构和立体结构, 象蛋白质在完成其生物功能时一般是以立体构象存在的,若加上某些变性因子, 使其立体结构变成线型的平面结构, 则生物功能就完全丧失。如蛋白质在溶液中若温度上升到60℃以上, 生物活性便逐渐丧失, 直至完全丧失。在蛋白质分子构象研究中发现, 具备三级结构
第七章分子生物学
一、填空题 1. DNA水平的调控主要包括（）、（）、（）、（）、（）。 染色质异构基因修饰基因丢失基因扩增基因重排 2. 转录水平的调控是真核基因表达调控中最重要的环节，主要通过（）和（）的相互作用来实现。 反式作用因子 RNA聚合酶 3.真核生物基因转录调控的三大要素是（）、（）（）。 DNA调控单元、调控蛋白、RNA合成酶 4. 转录后水平的调控主要包括（）、（）以及（）。 mRNA选择性剪切 mRNA胞内定位 mRNA稳定性调节 5. 翻译水平的调控主要是控制（）和（）。 mRNA稳定性 mRNA翻译起始频率 6. 翻译水平上的调控机制大致可以分为两种类型，即（）、（）。 固定装置式调控、非固定装置式调控 7. 串联重复多基因家族主要包括（）、（）、（）等。 组蛋白、tRNA rRNA 8.在大肠杆菌中，（）、（）、（）rRNA联合成一个30S的转录单位。16S 23S 5S 9.复杂多基因家族一般由几个相关基因家族构成，基因家族之间由（）隔开，并作为独立的（）。 间隔序列转录单位 10.大多数内含子都有特异的保守序列，其5ˊ端为（），3ˊ端为（）。 GT AG 11.一个基因的转录产物通过（）只能产生一种成熟的mRNA分子，编码一个多肽。 组成型剪接 12. 不少真核基因的原始转录产物可通过（）产生不同的mRNA，并翻译成不同的蛋白质。 选择性剪接 13. 不少真核基因的原始转录产物可通过选择性剪接产生不同的（），并翻译成不同的（）。 mRNA 蛋白质 14.在个体发育过程中，用来合成RNA的DNA模版也会发生规律性变化，从而控制（）和（）。 基因表达生物发育。 15.真核基因的活跃转录是在（）上进行的。 常染色质 16.DNA( )能关闭某些基因的活性，( )则诱导了基因的重新活化和表达。 甲基化去甲基化 17.DNA甲基化能引起（）、（）、（）、（）的改变，从而控制基因表达。 染色质结构DNA构象DNA稳定性DNA与蛋白质相互作用方式 18. DNA的甲基化的主要产物有（）、少量（）和（）。 5-甲基胞嘧啶（5-mC）、N6-甲基腺嘌呤（N6-mA）7-甲基鸟嘌呤（7-mG）
分子生物学各章要点
《分子生物学》作业 第一章 一、简述题 ?什么是分子生物学？分子生物学研究的主要内容。 ?分子生物学研究的基本原理。 第二章 一、名词解释 1. 组蛋白 2.C 值反常 3.DNA 的半保留复制 4. 复制子 5. 冈崎片段 6.SSB 蛋白 7. 错配修复 8.AP 位点 9. 转座子 10.D- 环复制 二、简述题 1. 比较原核细胞与真核细胞。 2. 在核酸分子中，脱氧核糖的哪个碳原子带有磷酸基、羟基和碱基？ 3.DNA 二级结构有哪几种？比较其差别。
4. 简述真核细胞染色体的组成并描述其典型的空间结构及特点。 5. 构成染色体的组蛋白具有哪些基本特性。 6. 比较真核细胞 DNA 序列构成。 7. 简述双链 DNA 分子复制的主要过程。 8. 简述真核细胞 DNA 复制调控的几个水平。 9. 简述 DNA 修复的种类及主要特点。 10 比较几种不同转座之不同及转座作用的遗传学效应。 第三章 一、名词解释 1. 模板链 2. 编码链 3.RNA 聚合酶 4. 转录单元 5. 启动子 6. 增强子 7.Pribnow 盒 8. 终止子 9. hnRNA 10. 转录 11.SD 序列 二、简述题 1. 全面简要叙述转录的基本过程。 2. RNA 聚合酶的结构与功能。 3. 比较原核细胞和真核细胞 RNA 聚合酶之不同。
4. 比较原核生物和真核生物 mRNA 的特征。 5. 简述 mRNA 前体的加工过程。 第四章翻译 一、名词解释 1. 遗传密码 2. 摆动假说 3. 校正 tRNA 4. 氨酰 -tRNA 合成酶 5. 信号肽 6. 导肽 7. 分子伴侣 8. 兼并密码 9. 无义突变 10. 错义突变 二、简答题 1. 简述遗传密码的主要特性。 2. 简述 t-RNA 二维结构和三维结构及各自的功能特点。 3. 简述原核生物和真核生物 rRNA 的结构和功能。 4. 核糖体作用位点及其功能。 5. 简述大肠杆菌翻译过程中核蛋白体循环的主要过程。 6. 比较原核生物和真核生物蛋白质合成的异同。 7. 简述翻译后加工的主要过程。 8. 简述蛋白质合成抑制剂的种类及其功能特点。 9. 比较蛋白质两种转运机制之异同。
分子生物学 第七章试题
一、是非题 1、Lac阻遏蛋白结合乳糖操纵子（元）的 P序列。 2、分解代谢物基因激活蛋白（CAP）对乳糖操纵子表达的影 响是正调控。 二、单选题 1、Lac阻遏蛋白由（） A、Z基因编码 B、Y基因编码 C、 A基因编码 D、 I基因编码 2、DNA损伤修复的SOS系统（） A、是一种保真性很高的复制过程 B、LexA蛋白是一系列操纵子的阻遏物 C、RecA蛋白是一系列操纵子的阻遏物 D、它只能修复嘧啶二聚体 3、色氨酸操纵子中的衰减作用最终导（） A、DNA复制的提前终止 B、在RNA中形成一个抗终止的发夹环 C、在RNA中形成一个翻译终止的发夹环 D、RNA polymerase从色氨酸操纵子的DNA序列上解离 4、色氨酸操纵子的转录调控包括（） A、阻遏系统
B、阻遏系统和弱化系统 C、诱导系统 D、诱导系统和弱化系统 三、多选题 1、基因表达调控可以发生在( ) A、转录水平 B、复制水平 C、转录起始 D、翻译水平 E、翻译后水平 2、以下关于cAMP对原核基因转录的调控作用的叙述错误的是( ) A、cAMP可与分解代谢基因活化蛋白CAP结合成复合物 B、cAMPCAP复合物结合在启动子前方 C、葡萄糖充足时，cAMP水平不高 D、葡萄糖和乳糖并存时，细菌优先利用乳糖 四、填空题 1、Trp 操纵子的精细调节包括（）机制及（）机制等两种机制。 2、胰岛素在胰岛的β细胞表达、而在α 细胞不表达，称为基因表达的（）特异性，又称为（）特异性。 五、术语解释 1、核糖体开关 2、RNA干扰
3、Operon：（操纵子） 4、基因调控（gene regulation） 六、简答题 1、说明E.Coil 乳糖操纵子如何控制对乳糖的利用？ 2、说明E.coil 色氨酸操纵子如何控制其结构基因的表 达？
无机分析化学第七章习题解答 分子结构
第七章习题解答 分子结构 3. B Cl Cl Cl P H H H C S S H CN O F F O H O H H H N H (三角锥) （正八面体） 4. P150 BF 3分子中， B 的价电子为2S 22P 1???→激发 2S 22P 1 ? 2Py 12sp ??? →杂化 形成三角SP 2 杂化轨道（平面三角形） 3F λ??????→与个形成三个键 BF 3 平面三角形分子。 NF 3 ：N 的价电子为2S 2 2P 3 3sp ?????→不等性杂化 三个成单的 SP 3杂化轨道 3F λ??????→与个形成三个键 三角锥形的NF 3 分子。 5. BBr 3 中心原子B ：SP 2等性杂化；分子构型为平面三角形。 SiH 4 中心原子Si ：SP 3杂化轨道，正四面体 PH 3 中心原子 P ：SP 3杂化轨道，三角锥形 SeF 6 中心原子Se ：d 2sp 3杂化，正八面体。 7. CS 2 中心原子C 电子对数4 22 ＝；价电子对构型：直线型 分子的几何构型为直线型。 2 NO - 中心原子N ：电子对数() 532 －－1＝ ； 价电子对构型：平面三角形 2NO - 离子的几何构型为“角形” 2 ClO - 中心原子Cl , 价电子对数() 7142 --= ； 价电子对构型：正四面体； 2ClO - 的构型为直线型。
3I - 中心离子I - ；价电子对数 ()712 52 --+=； 价电子对构型：三角双锥；3I - 的几何构型为直线型。 3NO - 中心原子N ；价电子对数 () 5132 --=； 价电子对构型：平面三角形；3NO - 的几何构型为平面三角形 3BrF 中心原子 Br ；价电子对数 73 52 +=； 价电子对构型：三角双锥；分子的几何构型为“T ”形。 4 PCl + 中心原子 P ；价电子对数541 42 +-=； 价电子对构型：正四面体；离子的几何构型：正四面体 4BrF - 中心原子 Br ；价电子对数 () 74162 +--=； 价层电子对构型：正八面体；离子的几何构型为：平面正方形 5PF 中心原子 P ；价层电子对数 55 52 +=； 价层电子对构型：三角双锥；分子的几何构型：三角双锥 5BrF 中心原子Br ；价电子对数 7+5 62 =； 价层电子对构型：正八面体；5BrF 分子的几何构造：四方锥 36[]AlF - 中心原子：Al ; 价电子对数 () 36362 +--=； 价层电子对构型：正八面体；36[]AlF -离子的几何构型：正八面体 11. 4CH ：非极性分子； 虽然C －H 键有极性，但由于4CH 是空间正四面体分子，键的 极性刚好抵消。 3CHCl 极性分子；由于C －H 键和C －Cl 键的极性不同，虽然分子是对称的正四面体，但 键的极性不能相互抵消。 3BCl 非极性分子；分子为平面三角形，对称结构，B －Cl 键的极性相互抵消。 3NCl 极性分子；分子为三角锥形，不对称，N －Cl 键的极性不能抵消。 2H S 极性分子；分子为“V ” ，不对称，H －S 键的极性不能抵消 。