生物物理答案

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：a.形成跨膜电势，维持胞内高K+，胞外高Na+。

由于K+由内向外泄露建立跨膜电势，对电压门通道，神经冲动起传递作用。

b.维持渗透压。

细胞内生物大分子物质水解而产生电离，使细胞表面带负电荷，从而吸引胞外Na+进入，细胞内Na+高，水分进入细胞，使之膨胀，通过Na+-K+泵，泵出Na+，维持渗透压。

而植物有细胞壁阻挡，可以调节。

c.贮存能量，可以协助其它物质运输。

2. 生物体内跨越细胞膜的物质输运有哪几种基本形式？通过门控通道输运物质是基本的物质输运方式，离子门通道相对于其他输运方式，具有怎样的显著特征？形式：（一）.被动运输：1.单纯扩散2.易化扩散: （1）通道介导的易化扩散--离子通道：分类：通道的分类：①电压门控通道；②化学门控通道；③机械门控通道。

（2）载体介导的易化扩散（二）.主动运输：指细胞膜将物质分子（或离子）逆浓度差和电位差转运的过程1．生物泵：实质就是A TP酶，如“钠-钾泵”、“质子泵”等;分类:2 原发性主动转运；3 继发性主动转运：同向转运、逆向转运（三）出胞和入胞大分子物质进出细胞的方式：1．出胞：各种分泌活动、神经递质的释放2．入胞：受体介导式入胞离子门通道并非全是被动运输。

离子通道主要分两种：（1）被动运输：如K+渗透通道电压门Na通道和电压门K通道压力激活的阳离子通道等（2）主动运输：如Na-K泵Ca2+泵质子泵等（这类运输需要消耗A TP)。

具有两个显著特征：1，具有离子选择性；2，离子通道是门控的（即：通常是关闭的，只有在膜电位变化，化学信号或压力等特定的刺激才瞬时打开）。

3. 从一般意义上来说，蛋白质折叠的基本过程包括哪些阶段？蛋白质折叠过程：高能量非折叠态-局部能量极小的亚稳中间态（熔球态）和不稳定的高能过渡态-低能的天然态。

（快-慢）（1）启动—快速地形成局部二级结构，即折叠核。

此过程是可逆的；（2）折叠核协同聚合成结构域；（3）结构域经熔球态（molten globule）中间体最终形成具有完整三维结构的蛋白质。

熔球态中间体被认为是疏水塌陷（hydrophobic collapse）的结果，这样的状态含有某些二级结构，但还没有形成正确的三级结构。

其形成受疏水侧链的快速包埋驱动4. 神经细胞具有怎样的峰形动作电位？说明各段意义？动作电位的形成机制1、去极相 :当细胞受到有效刺激，膜电位去极化达到一定程度（-50~-70mV），引起膜上电压门控Na+通道开放，膜对Na+通透性突然增大，Na+顺电化学梯度内流；随之膜电位又进一步去极化，后者促进更多的Na+内流。

当Na+内流造成的莫内正点为增大道足以抗衡由浓度差引起的Na+内流时，即达到电化平衡，此时膜电位大致相当于Na+的平衡电位。

此即动作电位的上升支；2、复极相达到超射值后，由于Na+通道的迅速失活，Na+内流迅速减少，同时，膜上的电压门控K+通道开放，膜对K+的通透性增大，K+顺浓度梯度和电化学梯度外流，形成动作电位曲线的下降支的大部，即复极化；3、超极化的形成是由于复极化对迅速外流的K+蓄积在膜外侧，暂时阻碍了K+外流所引起的，还可能与Na+-K+泵活动加强有关四、分析论述1. 离子束生物工程学装置工作的原理是什么？该装置的关键技术是什么？相对于其他育种技术，该装置有何优势？1.原理与结构原理：模拟太空环境，通过离子束注入的方法，诱导生物体基因变异和染色体畸变。

条件：真空——真空泵，电磁泵、扩散泵离子束——N2碰撞电离----N+能量——加速电极离子束生物工程学装置的结构主要由三部分构成：真空设备；直流电极；高压电路2.装置的核心部件实际上是一台改进的、实用于注入生物体的低能离子加速器关键技术：多级加速技术将氮气注入真空电离室内（真空是为了保证氮离子的纯度）经日光灯碰撞电离，氮气电离成为氮离子，对氮离子进行加速（多级加速），使其成为具有能量的氮离子，这时的氮离子获得了能量，具有一定的穿透能力，便可以打入植物体内3.四个主要优势1）.变异谱广：便于大范围筛选新品种——产量高、性价比高、品质好、生长期（生产周期）短。

2）.变异时间短：从发生变异到能够稳定遗传所需时间短。

3）.可进行多次定向修饰：强化某些特定的品质和性能，如蛋白质含量高、油脂含量高、抗逆性高等。

4）.当代效应明显：出现生物学效应，但是并不能遗传，增产5—10%，但是二代增产效应减弱。

表明基因没有变化或这种变化不能遗传。

——表观遗传变异。

由于无外源基因导入，全部来自原代基因的变异，更接近自然变异，生物安全性高。

2.请分析配体门通道的工作机制。

配体闸门离子通道由于细胞内外特定的物质（配体）与特异的通道蛋白（受体）结合，引起门通道蛋白的一种成分发生构象变化，结果门被打开。

这类通道称为配体门通道。

也就是说闸门的关闭受化学物质调节，例如神经递质乙酰胆碱作用于配体门离子通道，激活了通道的离子选择性，构象变化，门打开，Na+、Ca2+离子通过膜；谷氨酸与相应的门通道结合使Na+、Ca2+离子通过；而氨基丁酸与相应的门通道结合则使CL-离子通过膜。

配体如果为神经递质也称为递质门通道。

3.蛋白质折叠的一般过程是怎样的？在此过程中蛋白质分子的自由能和熵是如何变化的，有何对应关系？从一般意义上来说，蛋白质折叠的基本过程包括哪些阶段？蛋白质折叠过程：高能量非折叠态-局部能量极小的亚稳中间态（熔球态）和不稳定的高能过渡态-低能的天然态。

（快-慢）（1）启动—快速地形成局部二级结构，即折叠核。

此过程是可逆的；（2）折叠核协同聚合成结构域；（3）结构域经熔球态（molten globule）中间体最终形成具有完整三维结构的蛋白质。

熔球态中间体被认为是疏水塌陷（hydrophobic collapse）的结果，这样的状态含有某些二级结构，但还没有形成正确的三级结构。

其形成受疏水侧链的快速包埋驱动。

在此过程中蛋白质分子的自由能和熵都减小，两者是正相关关系。

五、分析与论述（40分。

1、2每小题12分,3小题16分）1. 紫外和荧光光谱法的基本原理是什么？能够提供分子结构的那些信息？荧光光谱法原理：电磁波和物质作用后，物质首先吸收电磁波的能量，然后再重新发射电磁波。

荧光光谱能够提供的信息：（1）用荧光偏振变化和荧光强度变化检测结合程度；结合后的大分子驰豫时间长，荧光偏振就大（2）大分子内基团间或分子间距离；（3）膜流动性；对于DPH，P值小，流动性高；（4）膜渗漏性，羧基荧光素，浓度高时自淬灭；（5）膜电位的测量；利用荧光强度随电位变化而变化（6）利用能量共振转移现象和淬火现象对膜融合机理的研究；（7）利用荧光漂白恢复技术测定膜成分扩散速度。

紫外光谱法的基本原理：紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的。

分子中价电子经紫外或可见光照射时，电子从低能级跃迁到高能级，此时电子就吸收了相应波长的光，这样产生的吸收光谱叫紫外光谱。

紫外谱图提供的结构信息：（1）化合物在220 - 800nm 内无紫外吸收，说明该化合物是脂肪烃、脂环烃或它们的简单衍生物（氯化物、醇、醚、羧酸等），甚至可能是非共轭的烯。

（2）220-250nm内显示强的吸收（近10000或更大），这表明K带的存在，即存在共轭的两个不饱和键（共轭二烯或、不饱和醛、酮）（3）250-290nm内显示中等强度吸收，且常显示不同程度的精细结构，说明苯环或某些杂芳环的存在。