生物物理学复习

1、 红外光谱和拉曼光谱的相同点:光谱范围400~4000cm 2、 透射电镜的分类（TEM分类）：按照加速电压分：低压透射电镜、高压透射电镜和超高压透

射电镜；按照照明系统分：普通透射电镜和场发射透射电镜；按照成像系统分：低分辨透射电镜和高分辨透射电镜；按照记录方式分：摄像型透射电镜和CCD型透射电镜。 3、 测定生物大分子三级结构的方法（物理）：

X射线晶体衍射 核磁共振 三维电子显微镜术 扫描探针显微术

4、 磷光和荧光的产生：激发态→基态的能量传递。荧光：10~10s，第一激发单重态的最低振动能级→基态； 磷光：10~10s，第一激发三重态的最低振动能级→基态。 5、 溶质对于荧光的影响（增强减弱）：能量转移、碰撞以及发光（生色）团形成络合物 6、 拉曼位移的特点：对不同物质：不同；对同一物质： 与入射光频率无关。 7、 荧光偏振度的物理意义

4179PI//IIIVHVVI//IIVVIVHI//I时，P=0，类似自然光，荧光分子运动很快，取向随机。（稀溶液）

I//或I=0时，P=±1，平面偏振光，荧光分子运动很慢，取向有序。 I//I0时，0＜P＜1，部分偏振光。生物大分子属于此种情况。

8、 分子振动模式种类：伸缩振动、弯曲振动

9、 螺旋结构的参数、折片结构、线性量的参数，什么结构

r：螺旋半径P：螺距Z0：相邻两个单元在螺旋轴方向的距离P/Z0：每一圈螺旋中所含的单元数 r = 0线性链，Z0=P线性链，P =2Z0螺旋轴两侧交替出现一个组成单元，螺旋变成折片结构 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、

影响荧光测量的因素：光化分解、淬熄（淬灭）、溶剂的极性及pH 液晶的分类（按形成原因分两种）：热致性液晶态和溶致性液晶态 荧光光谱的分类：激发谱和发射谱

多原子分子的振动模式的种类：伸缩振动（对称伸缩振动、反对称伸缩振动）和弯曲振生物膜当中脂酰链交叉形成双层结构的种类（三）： 部分交叉双层、完全交叉双层、混合交叉双层 一级结构测定的方法：

Edman降解法（蛋白质顺序分析、测定仪）、质谱法、由DNA序列推导蛋白质序列 荧光探剂分子的要求：能产生稳定、较强的荧光； 探针与被研究分子的某一微区必须有特异性的结合，而且结合得比较牢固； 探针的荧光必须对环境条件比较敏感； 结合的探针不应影响被研究的大分子的结构和特性。 17、

易化扩散输运速率的特点：

依赖于特殊的膜内在蛋白载体，表现出与酶反应相似的饱和性动力学特点。

动（剪切振动、面内摇摆、面外摇摆、扭曲）

二、 名词解释

荧光标记：利用荧光探剂标记到的无荧光的分子或系统内，以研究后者的特性，这种方法称为荧光标记fluorescence labeling.

膜融合：指两个不同的膜相互接触和融合的过程。膜融合导致两膜的脂类和蛋白质相互混合，以及两膜包围的内含物的混合。

隧道贯穿：在物质表面之外的空间里发现电子的几率，会随着与表面距离的增大而呈指数式的衰减。这样的电子就像是在表面边界上穿挖隧道而出的，这一效应称为隧道贯穿。

相变:phase transition是指加热到一定温度时脂双层结构突然间发生变化而脂双层仍然保留的现象。这一温度称为相变温度。相变温度以上的称为液晶相liquid phase，相变温度一下称凝胶相gel phase.

渗透流动:水从浓度高的一侧向浓度低的一侧移动，这个过程称为渗透流动。

弛豫过程：吸收光能后分子处于激发态，处于激发态的分子可以通过多种途径，将多余的能量释放，使分子又回到稳定的基态，这些释放多余能量的过程就是驰豫过程。

晶体：晶体是由分子（或离子，原子）在空间周期性排列形成的固体物质，它具有三维空间的结构周期性。

拉曼散射：散射光可为若干不同波长的谱线，其中最强的一条（约为入射强度的10-3）称为瑞利散射线（属于弹性散射），其频率与入射光频率相同。还有一些很弱的谱线（约为10-7），称为拉曼散射（属于非弹性散射）其频率与入射光频率不同。

生物物理学：物理学与生物学相互结合而形成的一门交叉学科。它应用物理学的基本理论、方法与技术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学科。

三、 简答题

1、 红外吸收光谱的基本原理

样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收其中一些频率的辐射，分子振动或转动引起偶极矩的净变化，使振-转能级从基态跃迁到激发态，相应于这些区域的透射光强减弱，记录百分透过率T%（吸收强度）对波数或波长的曲线，即红外光谱。 2、 手性物质具有非手性物质所不具备的光学活性的原因

含有不对称原子（结构）的物质常称为手性物质chiral substance，手性物质具有非手性物质所不具备的光学活性optical substance：第一、手性物质对左右圆偏振光的吸收程度不同，出射时为椭圆偏振光。第二、左右圆偏振光在手性物质中的旋转速度不同，左右偏振光再次合成的偏振光相对于入射光的偏振面旋转了一定的角度α（旋光度）。

3、 生物膜中蛋白质具有侧向运动，可用哪些实验能证明，其中侧向扩散速度如何测量？ 实验：细胞融合法、冷冻断裂法、荧光漂白恢复技术（测膜蛋白侧向扩散速度）

细胞融合法：两组脂质体分别包裹荧光探剂和淬灭剂，当两组脂质体内容物混合，荧光被淬灭，荧光强度降低。脂质体上标记两种发荧光的磷脂，其中之一的激发能转移到另一种磷脂而发荧光。前者为给体，后者为受体。

冷冻断裂法：把细胞膜在冷冻条件下劈裂，裂面将沿着膜脂的输水区延伸并断裂，而将包埋于膜脂中的蛋白质分子暴露出来，经金属投影制备复型后在电镜下观察，即可了解膜蛋白分子的分布及其变化。

荧光漂白恢复技术(测膜蛋白侧向扩散速度):先用单价荧光抗体标记膜蛋白;用激光束照射细胞表面的某一区域，使被照射区因荧光淬灭而变暗；由于膜蛋白的侧向扩散，被照射区的荧光强度因

光“漂白”分子的离开和未“漂白”分子的进入而逐渐增强，最后恢复到与周围的荧光强度相等。根据荧光强度恢复的速度可测定膜蛋白扩散速度。

4、 脂类分子的形状和带电状态为什么是影响生物膜脂类物质不对称因素？

分子形状：分子极性头部面积＞非极性尾部面积，分布在外表面时所产生的侧向应力较小，较为稳定。分子极性头部面积＜非极性尾部面积，分布在内表面时所产生的侧向应力较小，较为稳定。因此，曲率半径不同的膜表面其脂类的不对称分布亦不同。

分子的带电状态：在中性pH下，某些磷脂分子是带电的；而细胞膜内外还存在一个电位差，在这个电位差作用下，带电磷脂将产生一种逆电场方向的趋势，从而影响它们在膜内外两侧的分布。

Q0QeZkT

5、 X射线晶体衍射分析为什么要用X射线和晶体？

可见光的波长为390~769nm， X射线波长0.001～50nm，能量与原子轨道能级差（0.1nm）的数量级相同，X射线能够把分子中的原子分辨出来。 射线撞击物体并沿不同方向衍射，透镜收集衍射的射线并将其聚集形成图像。单个分子散射的X射线极其微弱，很难检测；晶体中分子以同样的方式排列，其散射的电磁波可叠加而增强信号到可检测水平。 6、 扫描隧道电镜测试的原理？

电子光学系统将电子发射出的电子聚集成一极细的电子束，聚焦于样品的表面，按顺序逐行对样品表面进行扫描。从样品表面发射出来的二次电子用检出器收集起来，再经视频放大形成图像信号，经显像管显示。 7、 苯丙氨酸利用荧光如何测量？

采用280nm的激发波长，发射波长范围在340~350nm进行蛋白天然荧光的检测。

ex:365nm茚三酮（Cu,pH5.8）+Pheem:515nm

2四、 分析题

利用谐振子模型推导双原子分子振动的波数

双原子分子的简谐振动及其频率化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧，分子的两个原子以其平衡点为中心，以很小的振幅（与核间距相比）作周期性“简谐”振动，其振动可用经典刚性振动描述：

xAcos(2vt)Ehdxdt22FkxFmamh2kd2xkx0 mdt2vv121k12ck其中，k为键力常数，与键能和键长有关， 为双原子的折合质量 =m1m2/(m1m2)