结构生物学(晶体学)复习题
无机材料结构基础复习题
一、晶体外形中可能出现的独立宏观对称要素有几个分别是哪几个八个。
1. 对称中心（ C ）2.对称面( P )3.对称轴（L1L2L3L4L6 ）4.倒转轴( Li4 ) 5映转轴（ Ls4= Li4 ）二、 晶族、晶系、对称型的数目分别是 _3_、__7 、_32_ 。
三、1.一个立方晶系晶胞中，一晶面在晶轴X 、Y 、Z 上的截距分别为2a 、1/2a 、2/3a ，求此晶面的晶面指数。
（143）2、一个四方晶系晶体的晶面，在X 、Y 、Z 轴上的截距分别为3a 、4a 、6c ，求该晶面的晶面指数。
（432）3、六方柱某晶面与X 、Y 轴正端等长相截，与Z 轴平行，采用四轴定向，写出晶面符号。
(11*0)4、可能表示与a 轴垂直的晶面符号有( B )A 、(112)B 、(100)C 、(010)D 、(001)E 、(111)5、下面表示与a 轴平行的晶面符号有( C )A 、(111)B 、(110)C 、(011)D 、(110)E 、(100)6、(211)晶面表示了晶面在晶轴上的截距为（ B ）A 、2a, b, cB 、a,2b ,2cC 、a,b,cD 、2a,b,2cE 、2a,2b,c7、(312)晶面表示了晶面在晶轴上的截距分别为— — —。
2a,6b,3c8、请写出单斜、六方、四方和等轴四个晶系的对称特点和晶体常数。
四、求位于晶带[rst]和晶带[uvw]相交处的晶面(hkl ）因为 hr+ks+lt=0，hu+kv+lw=0可用行列式表示例：求位于[010]和[001]两晶带相交处的晶面 (hkl) (100) h=l ×l-0×0＝1，k ＝0×0-1×0＝0，l ＝0×0-0×0=03、已知晶面(hkl)和(mnp)在同一晶带上，求位于此晶带上介于此两晶面之间的另一晶面的符号。
[rst]解： hr+ks+lt=0 mr+ns+pt=0则 (h+m)r+(k+n)s+(l+p)t=0即此晶带上介于(hkl)和(mnp)晶面间的另一晶面的指数为(h+m)、(k+n)和(1+p)1、晶体中对称轴的轴次n 受晶体点阵结构的制约，仅限于n=_1,2,3,4,6___；晶体宏观外形中的对称元素进行一切可能的组合，可得到—32—个晶体学点群；分属于( 7 )个晶系，这些晶系共有( 14 )种空间点阵形式；晶体微观结构中对称要素组合可得到( 230 )个空间群。
固体物理13年复习题考试重点1
固体复习题型：一．简答题（共30分，每小题6分）5道小题二．证明题(共25分）两道小题三．计算题（共45分）分布在第四章2道,第二章、第三章各一道。
一．简答题1简述晶体的定义，说明晶体的5条宏观性质。
晶体：原子按一定的周期排列规则的固体，在微米量级的范围是有序排列的①一定的熔点；②晶体的规则外形;③在不同的带轴方向上，晶体的物理性质不同——晶体的各向异性；④晶面角守恒——同一品种的晶体，两个相应的晶面间夹角恒定不变；⑤晶体的解理性-—晶体常具有沿某些确定方位的晶面劈裂的性质.2列举晶体结合的基本类型.离子性结合、共价结合、金属性结合、范德瓦尔斯结合和氢键结合。
3.说出简立方晶体、面心立方晶体和体心立方晶体的原胞和晶胞中所包含的原子数。
4。
说出氯化钠、氯化铯和金刚石结构晶体它们的原胞的晶格类型，每个原胞中包含的原子数.5.下面几种种典型的晶体由哪种布拉菲格子套构而成？6。
下面几种典型的晶体结构的配位数（最近邻原子数）是多少？体心立方8 金刚石型结构 4简立方 6 立方硫化锌结构 47。
画出体心立方结构的金属在)111(,)(面上原子排列．100(,)110体心立方8画出面心立方晶格结构的金属在)111(，)(面上原子排列．100(，)110面心立方9试述晶态、非晶态、准晶、多晶和单晶的特征性质。
解：晶态固体材料中的原子有规律的周期性排列，或称为长程有序.非晶态固体材料中的原子不是长程有序地排列,但在几个原子的范围内保持着有序性,或称为短程有序。
准晶态是介于晶态和非晶态之间的固体材料，其特点是原子有序排列，但不具有平移周期性.另外,晶体又分为单晶体和多晶体：整块晶体内原子排列的规律完全一致的晶体称为单晶体;而多晶体则是由许多取向不同的单晶体颗粒无规则堆积而成的。
10晶格点阵与实际晶体有何区别和联系？解:晶体点阵是一种数学抽象,其中的格点代表基元中某个原子的位置或基元质心的位置，也可以是基元中任意一个等价的点.当晶格点阵中的格点被具体的基元代替后才形成实际的晶体结构。
结构生物学：第一章 绪论
4.结构生物学研究进展
Mo lecu le Type
X-ray
Protein s
Nucleic Acids
Protein/
NA Comp le
xes
Other
31549
934
1462
28
NMR
5074
732
122
7
Exp .
Method
Electro n Microsc
opy
• 基因经过转录,翻译成蛋白质, 再经过翻译后 的磷酸化,糖基化等修饰,蛋白质折叠, 多亚基 多复合体还要进行组装,最后才能形成有功 能的单位. (gene --transcription-
translation — processing — folding — assembling — function unit)所以这些信 息这样一系列的过程是不可能只从单一 的
• 单分子结构技术 ， 在体结构研究（发展趋势）
5.为什么要研究结构生物学?
• 首先 :结构决定功能 ，说到底就是一个分子的三维结构决 定功能 ， 因此如果要了解一个分子的功能首先要知道三 维结构.人类基因组计划(Human Genome Plan, HGP )完 成后,为我们提供了大量的基因组序列 。但是基因只给出 了一个线性的序列,一个脱氧核苷酸的序列 ， 是一个间接 的信息； 而要知道更进一步的信息 ， 必须要测定蛋白质.
• 杂志：
• Journal of Structural
Biology (1990,IF=3.092) Journal of
Ultrastructure,Journal of Molecular
structure research
晶体结构与性质练习题
晶体结构与性质练习题晶体是由一定的周期性排列的原子、分子或离子组成的固体物质。
晶体的结构与性质有着密切的联系，不同的晶体结构会导致不同的晶体性质。
为了帮助大家更好地理解晶体结构与性质之间的关系，下面将提供一些练习题，供大家进行学习和思考。
题目一：简单晶体结构1. 以NaCl为例，简述其晶体结构的特点。
2. 请说出以下晶体中的阴离子和阳离子：CaF2、K2SO4、MgO。
3. 解释为什么NaCl和KCl的晶体结构相似，但是它们的性质却有所不同。
题目二：晶体缺陷1. 什么是点缺陷？举例说明。
2. 简述晶体中的位错缺陷以及其对晶体性质的影响。
3. 解释为什么金刚石可以成为优质的宝石。
题目三：晶体的导电性1. 解释为什么金属晶体具有良好的导电性。
2. 什么是半导体晶体？举例说明其应用。
3. 简述离子晶体的导电性及其应用。
题目四：晶体的光学性质1. 什么是吸收谱和荧光谱？它们对于研究晶体结构和性质有何意义？2. 简述偏光现象产生的原因以及其应用。
3. 解释为什么金属外观呈现出不同的颜色。
题目五：晶体的热学性质1. 解释晶体的热膨胀现象及其原理。
2. 简述晶体的热导性质以及其在热散热领域的应用。
3. 解释为什么铁磁性晶体具有自发磁化特性。
题目六：晶体的力学性质1. 解释为什么晶体呈现出不同的硬度。
2. 简述晶体的弹性性质以及其应用。
3. 什么是形状记忆合金？简述其工业应用。
以上是晶体结构与性质练习题，希望能够帮助大家加深对晶体结构与性质之间关系的理解。
通过思考与学习这些问题，相信大家能够更好地掌握晶体学知识，并在实际应用中发挥自己的才能。
祝你们学习进步！。
结构生物学总复习 2010c
X射线晶体衍射分析(X-ray Crystallography, X-ray Diffraction Methods)梁毅(武汉大学生命科学学院)测定生物大分子三维结构的主要方法z完整、精确、实时(动态)地测定生物大分子三维结构的主要研究对象包括核酸、蛋白质、寡糖、脂以及它们之间的复合物。
z直接测定生物大分子三维结构的主要实验方法有:X射线晶体衍射分析(亦称X射线结晶学或晶体结构分析)、多维核磁共振(NMR)技术、电子晶体学（电镜三维重组）、扫描隧道显微技术(STM)和原子力显微技术(AFM)。
z伦琴（Röntgen）发现X射线（1895年）及其后劳埃（Laue）发现晶体的X射线衍射（1912年），从而开创了晶态物质结构研究的新纪元。
z1953年Perutz在当时的同晶置换原理上，发现了重原子同晶置换法可以解决生物大分子晶体结构测定中衍射的相位问题，从而X射线晶体衍射分析开始踏上了自己发展的伟大历程。
z在1957年和1959年Kendrew和Perutz分别获得了肌红蛋白和血红蛋白的低分辨率（6 Å和5 Å）结构，在此期间Watson和Crick共同建立了DNA双螺旋的结构模型。
他们的伟大成就为分子生物学奠定了基础。
z上述4位科学家分别获得1962年度Nobel化学奖和生理或医学奖。
z从1957年到1967年的十年里，在溶菌酶结构之后，胰凝乳蛋白酶A、核糖核酸酶、核糖核酸酶S和羧肽酶等也分别获得了高分辨率的晶体结构，表明X射线晶体衍射分析已经成为一门成熟的学科。
z今天的生物大分子晶体学已经完全超越单纯晶体结构测定的本身，而是直接瞄准待测结构的生物大分子的功能，瞄准那些与功能紧密联系在一起的生物大分子复合物的晶体结构，如酶与底物(DNA聚合酶—DNA)、酶与抑制剂(溶菌酶-(NAG)3)、激素与受体(人生长激素与其受体)、抗原与抗体(流感病毒神经氨酶-单克隆抗体)、DNA与其结合蛋白(TATA box与其结合蛋白)等。
材料科学基础 第1章 晶体学基础
金刚石
Nacl
水晶
CaF2
MoS2
闪锌矿
高分辨率电镜－High Resolution Electron Microscopy (HREM)
The surface of a gold specimen, was taken with a atomic force microscope (AFM). Individual atoms for this (111) crystallographic surface plane are resolved.
底心正方和简单 正方点阵的关系
例：结构对性能的影响－Sn 1850 in Russia. The winter that year was particularly cold, and record low temperatures persisted for extended periods of time. The uniforms of some Russian soldiers had tin buttons, many of which crumbled due to these extreme cold conditions, as did also many of the tin church organ pipes. This problem came to be known as the “tin disease.”
组平行的晶面应当包含点阵所有的阵点。 ● ２、晶向(lattice or crystal directions) 通过两阵点之间的直线。 ● ３、定量表示晶面和晶向的意义 各向异性，结构分析（需要表征晶体结构内部的不同
凝固复习题
1. 试述结晶相变的热力学条件、动力学条件、能量及结构条件。
2. 如果纯镍凝固时的最大过冷度与其熔点（t m ＝1453℃）的比值为0.18，试求其凝固驱动力。
（ΔH ＝-18075J/mol ）3. 已知Cu 的熔点t m ＝1083℃，熔化潜热L m ＝1.88×103J/cm 3，比表面能σ＝1.44×105 J/cm 3。
（1） 试计算Cu 在853℃均匀形核时的临界晶核半径。
（2） 已知Cu 的相对原子质量为63.5，密度为8.9g/cm 3,求临界晶核中的原子数。
4. 试推导杰克逊（K.A.Jackson ）方程)1ln()1(ln )1(x x x x x ax NkT G m s --++-=∆5. 铸件组织有何特点？6. 液体金属凝固时都需要过冷，那么固态金属熔化时是否会出现过热，为什么？7. 已知完全结晶的聚乙烯（PE ）其密度为1.01g/cm 3,低密度乙烯（LDPE ）为0.92 g/cm 3，而高密度乙烯（HDPE ）为0.96 g/cm 3，试计算在LDPE 及HDPE 中“资自由空间”的大小。
8. 欲获得金属玻璃，为什么一般选用液相线很陡，从而有较低共晶温度的二元系？9. 比较说明过冷度、临界过冷度、动态过冷度等概念的区别。
10. 分析纯金属生长形态与温度梯度的关系。
11.什么叫临界晶核？它的物理意义及与过冷度的定量关系如何？12.简述纯金属晶体长大的机制。
13.试分析单晶体形成的基本条件。
14.指出下列概念的错误之处，并改正。
(1)所谓过冷度，是指结晶时，在冷却曲线上出现平台的温度与熔点之差；而动态过冷度是指结晶过程中，实际液相的温度与熔点之差。
(2)金属结晶时，原子从液相无序排列到固相有序排列，使体系熵值减少，因此是一个自发过程。
(3)在任何温度下，液体金属中出现的最大结构起伏都是晶胚。
(4)在任何温度下，液相中出现的最大结构起伏都是核。
(5)所谓临界晶核，就是体系自由能的减少完全补偿表面自由能的增加时的晶胚的大小。
《晶体学》各章练习题及答案解析
《晶体学》各章练习题及答案解析第一章复习题答案一、是非题：1、在物体诸态中，晶体是最稳定的。
（√）2、空间群包含了宏观晶体中全部要素的总和以及它们相互间的结合关系。
（×）3、离子晶体的结构取决于其正负离子半径之比。
（×）4、空间点阵中按平行六面体选取原则所得到的空间格子的基本单位称为晶胞。
（×）5、六方紧密堆积的原子密排面是晶体中的（001）面。
（×）6、在单质晶体中，原子作等大球体的紧密堆积，不论是六方还是立方其每个原子的配位数CN=12。
（√）7、阳离子在配位数相同的情况下，其配位多面体形状都是完全相同的。
（×）8、八面体空隙的空间小于四面体空隙的空间。
（×）9、立方晶系的单位平行六面体参数为a0≠b0≠c0，α=β=900，γ=1200。
（×）二、选择题1、下列性质中 B 不是晶体的基本性质。
A、对称性B、有限性C、均一性D、各向异性2、点群L6PC属 C 晶族 C 晶系。
A、高级等轴B、高级六方C、中级六方D、低级正交3、在Si—O四面体中，一般采用 A 方式相连。
A、共顶B、共面C、共棱D、不确定4、晶体结构中一切对称要素的集合称为 D 。
A、对称性B、点群C、微观对称要素的集合D、空间群5、晶体在三结晶轴上的截距分别为2a、3b、6c。
该晶面的晶面指数为 C 。
A 、（236）B 、（326）C 、（321）D 、（123）6、依据等径球体的堆积原理得出，六方密堆积的堆积系数 C 面心立方堆积的堆积系数。
A 、大于 B 、小于 C 、等于 D 、不确定7、晶体中具有方向性的化学键为 A 。
A 、共价键 B 、离子键 C 、金属键 D 、分子键8、某晶体AB ，A —的电荷数为1，A —B 键的S=1/6，则A +的配位数为 B 。
（n/CN=1/6） A 、4 B 、6 C 、8 D 、129、在单位晶胞的NaCl 晶体中，其八面体空隙和四面体空隙的数量分别为 A 。
材料科学基础上复习题库
简答题1.空间点阵与晶体点阵有何区别？晶体点阵也称晶体结构，是指原子的具体排列；而空间点阵则是忽略了原子的体积，而把它们抽象为纯几何点。
2.金属的3种常见晶体结构中，不能作为一种空间点阵的是哪种结构？密排六方结构。
3.原子半径与晶体结构有关。
当晶体结构的配位数降低时原子半径如何变化？原子半径发生收缩。
这是因为原子要尽量保持自己所占的体积不变或少变，原子所占体积V A＝原子的体积(4/3πr3+间隙体积)，当晶体结构的配位数减小时，即发生间隙体积的增加，若要维持上述方程的平衡，则原子半径必然发生收缩。
4.在晶体中插入柱状半原子面时能否形成位错环？不能。
因为位错环是通过环内晶体发生滑移、环外晶体不滑移才能形成。
5.计算位错运动受力的表达式为，其中是指什么？外力在滑移面的滑移方向上的分切应力。
6.位错受力后运动方向处处垂直于位错线，在运动过程中是可变的，晶体作相对滑动的方向应是什么方向？始终是柏氏矢量方向。
7.位错线上的割阶一般如何形成？位错的交割。
8.界面能最低的界面是什么界面？共格界面。
9. “小角度晶界都是由刃型位错排成墙而构成的”这种说法对吗？否，扭转晶界就由交叉的同号螺型位错构成10.为什么只有置换固熔体的两个组元之间才能无限互溶，而间隙固熔体则不能？这是因为形成固熔体时，熔质原子的熔入会使熔剂结构产生点阵畸变，从而使体系能量升高。
熔质与熔剂原子尺寸相差越大，点阵畸变的程度也越大，则畸变能越高，结构的稳定性越低，熔解度越小。
一般来说，间隙固熔体中熔质原子引起的点阵畸变较大，故不能无限互溶，只能有限熔解。
综合题1. 作图表示立方晶体的（123）（0 -1 -2）（421）晶面及[-102][-211][346]晶向。
2. 写出立方晶体中晶向族<100>，<110>，<111>等所包括的等价晶向。
3. 写出立方晶体中晶面族{100}，{110}，{111}，{112}等所包括的等价晶面。
2020版高考化学复习课时规范练37晶体结构与性质苏教版(有答案)
课时规范练37 晶体结构与性质非选择题(共7小题,共100分)1.(2019黑龙江哈尔滨第六中学高三阶段性考试)(14分)硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)均属于硼族元素(第ⅢA族),它们的化合物或单质都有重要用途。
回答下列问题:(1)写出基态镓原子的电子排布式。
(2)已知:无水氯化铝在178 ℃升华,它的蒸气是缔合的双分于(Al2Cl6),更高温度下Al2Cl6则离解生成AlCl3单分子。
①固体氯化铝的晶体类型是;②写出Al2Cl6分子的结构式;③单分子AlCl3的立体构型是,缔合双分子Al2Cl6中Al原子的轨道杂化类型是。
(3)晶体硼的结构单元是正二十面体,每个单元中有12个硼原子(如图),若其中有两个原子为10B,其余为11B,则该结构单元有种不同的结构类型。
(4)金属铝属立方晶系,其晶胞边长为405 pm,密度是2.70 g·cm-3,计算确定其晶胞的类型(简单、体心或面心立方): ;晶胞中距离最近的铝原子可看作是接触的,列式计算铝的原子半径r(Al)=pm。
2.(2018山东烟台高三诊断性测试)(14分)钴、铁、镓、砷的单质及其化合物在生产生活中有重要的应用。
回答下列问题:(1)写出As的基态原子的电子排布式。
(2)N、P、As为同一主族元素,其电负性由大到小的顺序为,它们的氢化物沸点最高的是。
将NaNO3和Na2O在一定条件下反应得到一种白色晶体,已知其中阴离子与S互为等电子体,则该阴离子的化学式是。
(3)Fe3+、Co3+与、CN-等可形成络合离子。
①K3[Fe(CN)6]可用于检验Fe2+,配体CN-中碳原子杂化轨道类型为。
②[Co(N3)(NH3)5]SO4中Co的配位数为,其配离子中含有的化学键类型为(填“离子键”“共价键”或“配位键”),C、N、O的第一电离能最大的为,其原因是。
(4)砷化镓晶胞结构如下图。
晶胞中Ga与周围等距且最近的As形成的空间构型为。
已知砷化镓晶胞边长为a pm,其密度为ρg·cm-3,则阿伏加德罗常数的数值为(列出计算式即可)。
晶体化学习题
《晶体化学基础》复习题第一部分点群1.掌握点群的书写规则（包括国际符号和熊夫里斯符号），能根据32点群的国际符号写出其熊夫里斯符号；也能根据32点群的熊夫里斯符号写出其国际符号。
并能绘出32点群的极射赤平投影图。
例如：找出下列相应的国际符号（a）和圣弗里斯符号（b），并绘出其对应的极射赤平投影图。
（a）C3v，D2d，T，O h，D4，D4d，S4（b）23，4，m3m，62m，422，42m，3m2.可由点群的国际符号或熊夫里斯符号写出其全部宏观对称元素（例如6m2→？）；也可由点群的对称类型导出其国际符号或熊夫里斯符号（如L66L27PC→？）。
3.区别下列几组易于混淆的点群的国际符号，并作出其极射赤平投影图：23和32，3m和m3，3m和-3m，6/mmm与6m，4/mmm和mmm。
4.当n为奇数时，下列对称元素的组合所导致的结果是什么：L n×C；L n×P⊥；L i n×P∥5.如果一空间点的坐标为（1,2,3），经过对称轴的对称表换后到达另外一个点（x,y,z）。
如果对称轴为2、3、4、6次，试分别求出不同对称轴作用下具体的（x,y,z）。
（提示：可用对称变换矩阵求解）6.在正交单胞图上标出（100），（010），（001），（011），（101），（111）及（121）晶面。
7.掌握区分下列一些基本概念：等效点、等效点系、一般位置等效点系、特殊位置等效点系、单形、复形。
8.画出层状石墨分子的点阵素单位及石墨晶体的空间点阵素单位，分别说明它们的结构基元。
9.根据点阵的性质作图证明晶体中不可能存在的五重对称轴。
10. 掌握单形的推导方法，会画一些简单点群的一般位置等效点系和特殊位置等效点系。
11. 掌握晶面指数和晶棱指数的确定方法，掌握晶带定律及其相关计算，估算下列几组晶面所处的晶带：（123）与（011）、（203）与（111）、（415）与（110）、（112）与（011）12. 写出在3个坐标轴上的截距分别为-2a ，-3b 和-3c 的点阵面的指标；写出指标为（321）的点阵面在3个坐标轴上的截距之比。
结构化学复习题
结构化学复习题一、选择填空题第一章 量子力学基础知识1.实物微粒和光一样，既有 性，又有 性，这种性质称为 性。
2.光的微粒性由 实验证实，电子波动性由 实验证实。
3.电子具有波动性，其波长与下列哪种电磁波同数量级？（A）X射线 （B）紫外线 （C）可见光 （D）红外线4.电子自旋的假设是被下列何人的实验证明的？（A）Zeeman （B）Gouy （C）Stark （D）Stern-Gerlach5.如果f和g是算符，则 (f+g)(f-g)等于下列的哪一个？(A)f2-g2； (B)f2-g2-fg+gf； (C)f2+g2； (D)(f-g)(f+g)6.在能量的本征态下，下列哪种说法是正确的？（A）只有能量有确定值； （B）所有力学量都有确定值；（C）动量一定有确定值； （D）几个力学量可同时有确定值；7.试将指数函数e±ix表示成三角函数的形式------8.微观粒子的任何一个状态都可以用 来描述； 表示粒子出现的概率密度。
9.Planck常数h的值为下列的哪一个？（A）1.38×10-30J/s （B）1.38×10-16J/s （C）6.02×10-27J·s （D）6.62×10-34J·s 10.一维势箱中粒子的零点能是答案: 1.略. 2.略. 3.A 4.D 5.B 6.D 7.略 8.略 9.D 10.略第二章 原子的结构性质1.用来表示核外某电子的运动状态的下列各组量子数（n, 1, m, m s）中，哪一组是合理的？(A)2，1，-1,-1/2； (B)0，0，0，1/2； (C)3，1，2，1/2； (D)2，1，0，0。
2.若氢原子中的电子处于主量子数n=100的能级上，其能量是下列的哪一个：(A)13.6Ev； (B)13.6/10000eV； (C)-13.6/100eV； (D)-13.6/10000eV；3.氢原子的p x状态，其磁量子数为下列的哪一个？(A)m=+1； (B)m=-1； (C)|m|=1； (D)m=0；4.若将N原子的基电子组态写成1s22s22p x22p y1违背了下列哪一条？(A)Pauli原理； （B）Hund规则； （C）对称性一致的原则；（D）Bohr理论5.B原子的基态为1s22s2p1,其光谱项为下列的哪一个？(A) 2P； （B）1S； (C)2D； (D)3P；6.p2组态的光谱基项是下列的哪一个？（A）3F； （B）1D ； （C）3P； （D）1S；7.p电子的角动量大小为下列的哪一个？（A）h/2π； （B）31/2h/4π； （C）21/2h/2π；（D）2h/2π；8.采用原子单位，写出He原子的SchrÖdinger方程。
2015-结构生物学-5蛋白质晶体的培养
结构生物学Structural Biology蛋白表达系统有哪几种？•1).原核表达系统•2).酵母表达系统•3).昆虫表达系统•4).哺乳表达系统层析技术根据生物分子物理化学特性的不同而达到分离•Ion Exchange (IEX)－离子交换–电荷–可用于层析的任何步骤，根据纯度要求，包括粗纯捕获、中间纯化和最后的精细纯化，根据等电点来选择•Size Exclusion (SEC)－分子筛（或凝胶过滤）–分子大小–用于中间纯化、脱盐和缓冲液交换、最后精细纯化•Affinity (AC)－亲和–生物相互作用–用于复杂样品的最早捕获或中间纯化•Hydrophobic Interaction (HIC和RP) －疏水和反相–疏水相互作用-用于中间纯化，去除脂类和脂多糖蛋白质的含量测定•目前蛋白质的直接定量分析技术只能测定样品的总蛋白含量；目前没有任何方法能直接分析样品中某一特定蛋白成分的含量；•最常用的蛋白定量方法是比色法，包括Bradford（考马斯亮蓝）、BCA法、紫外分光光度法等。
第三节、蛋白质晶体培养晶体的定义“由原子（或离子、分子）在空间周期排列构成的固体物质。
”注意：（1）一种物质是否是晶体是由其内部结构决定的，而非由外观判断；（2）周期性是晶体结构最基本的特征。
晶体的基本性质1、内部结构周期性2、对称性3、均一性4、各向异性5、自范性（自限性）6、最小内能性7、稳定性8、固定熔点9、晶面角守恒定律10、使X射线产生衍射清澈的蛋白质溶液↓饱和溶液↓过饱和溶液↓发生沉淀↓蛋白质的无定形沉淀条件，蛋白质就有可能以晶体形式从溶液中析出。
•蛋白质结晶原理与一般的小分子类似。
不同的是，蛋白质分子分子量大，蛋白质分子的不稳定性和敏感性较大，必须维持其基本水合状态，处于或接近生理pH及温度。
保持蛋白质分子的天然状态对蛋白质的结晶至关重要。
1234结晶相图饱和曲线晶体可能出现的区域？待白质分O X晶液清澈的蛋白质溶液↓饱和溶液↓过饱和溶液↓发生沉淀↓蛋白质的无定形沉淀条件，蛋白质就有可能以晶体形式从溶液中析出。
生物物理学中的结构生物学
生物物理学中的结构生物学生物物理学是研究生物学中的物理学的分支，它主要关注的是生命的物理学特性，包括分子结构和功能、运动和交互作用等。
结构生物学是生物物理学的一部分，它是研究不同级别生物结构的一种方法，它的主要目的是理解生物大分子的三维结构、生命过程中分子的相互作用、蛋白质和其他生物分子的功能等。
结构生物学的研究方法结构生物学主要采用X射线晶体学、电子显微镜、液态核磁共振、质谱等方法进行研究。
X射线晶体学是用来得到蛋白质晶体的分析工具，在晶体学中，蛋白质完全结晶后，它们会产生一种可以通过X射线进行研究的晶体结构。
这种方法的原理是通过X射线照射晶体，测量X射线在晶体内部被散射时的角度，而得到晶体结构的信息。
电子显微镜是一种观察超高分辨率的生物分子结构的工具，它是通过在非常细的缺陷区域劈开蛋白质晶体，再加以加强，然后观察样品的电子显微图像。
其中大分子生物组分的型号、组分数量、分子结构和功能等都可以获得。
质谱是一种可以测量蛋白质分子质量的方法，它是通过将蛋白质分子制成离子，然后通过质量筛选器区分离不同种类的离子，最终得到蛋白质质量的一种方法。
液态核磁共振是一种通过核磁共振来研究蛋白质结构的方法。
对于一个分子，其中的氢原子有多种可能的状态，然而这些状态之间的差异在非常快的速度下发生激烈的转移。
这种情况下液态核磁共振技术提供了一种观察弱的这些状态转移的分析工具。
应用结构生物学在生命科学研究中有着广泛的应用。
蛋白质结构的解析，可以用于推断它的结构和功能。
例如，结构生物学研究中，三维蛋白结构信息有助于推断结构域，判断蛋白质的功能和相互作用。
结构生物学会进一步发掘建筑这些生物分子在基因组和细胞生物学中的工作。
结构生物学可以为新药研发提供理论基础。
药物被人体吸收后，它们会与蛋白质相互作用，如何使药物选择性地与其目标相互作用，是结构生物学所关注的重点问题。
通过基于已有结构设计出新的药物，并通过化学物理学的手段优化药物的性能是结构生物学研究的重要目标之一。
晶体学复习题及答案
第一章习题1.晶体与非晶体最本质的区别是什么?答:晶体和非晶体均为固体，但它们之间有着本质的区别.晶体是具有格子构造的固体，即晶体的内部质点在三维空间做周期性重复排列。
而非晶体不具有格子构造。
2晶体具有远程规律和近程规律,非晶体只有近程规律。
2.从格子构造观点出发,说明晶体的基本性质。
答：晶体具有六个宏观的基本性质，这些性质是受其微观世界特点,即格子构造所决定的。
现分别叙述：a。
自限性晶体的多面体外形是其格子构造在外形上的直接反映.晶面、晶棱与角顶分别与格子构造中的面网、行列和结点相对应。
从而导致了晶体在适当的条件下往往自发地形成几何多面体外形的性质。
b.均一性因为晶体是具有格子构造的固体，在同一晶体的各个不同部分，化学成分与晶体结构都是相同的，所以晶体的各个部分的物理性质与化学性质也是相同的。
c.异向性同一晶体中，由于内部质点在不同方向上的排布一般是不同的。
因此，晶体的性质也随方向的不同有所差异。
d。
对称性晶体的格子构造本身就是质点周期性重复排列,这本身就是一种对称性；体现在宏观上就是晶体相同的外形和物理性质在不同的方向上能够有规律地重复出现。
e。
最小内能性晶体的格子构造使得其内部质点的排布是质点间引力和斥力达到平衡的结果。
无论质点间的距离增大或缩小,都将导致质点的相对势能增加.因此,在相同的温度条件下,晶体比非晶体的内能要小;相对于气体和液体来说，晶体的内能更小。
f。
稳定性内能越小越稳定，晶体的稳定性是最小内能性的必然结果。
第二章习题1。
说明层生长模型与阶梯生长模型有什么联系和区别。
4.论述晶面的生长速度与其面网密度之间的关系。
答：根据布拉维法则图示可知,垂直于面网密度小的方向是晶体生长速度快的方向，垂直于面网密度大的方向是晶体生长速度慢的方向。
这样生长速度快的方向的晶面尖灭，生长速度慢的晶面保留，从而导致了实际晶面往往与面网密度大的面网平行的现象。
5。
说明布拉维法则与PBC理论有什么联系和区别。
结构生物学试题及答案
结构生物学试题及答案结构生物学是一门研究生物大分子三维结构及其与功能关系的科学。
以下是一套结构生物学的试题及答案，供参考使用。
一、选择题（每题2分，共20分）1. 结构生物学研究的主要对象是什么？A. 蛋白质B. 核酸C. 糖类D. 脂质答案：AB2. X射线晶体学是研究哪种结构的主要技术？A. 蛋白质B. 核酸C. 细胞膜D. 病毒答案：A3. 核磁共振（NMR）技术适用于研究哪种尺度的生物分子结构？A. 原子尺度B. 分子尺度C. 细胞尺度D. 组织尺度答案：B4. 下列哪项不是蛋白质结构预测的方法？A. 同源建模B. 从头预测C. 质谱分析D. 折叠识别答案：C5. 以下哪个是蛋白质折叠的二级结构？A. α-螺旋B. β-折叠C. 转角D. 所有选项答案：D6. 电子显微镜（EM）在结构生物学中的应用是什么？A. 观察细胞结构B. 观察病毒颗粒C. 观察蛋白质复合物D. 所有选项答案：D7. 下列哪项是核酸的二级结构？A. 双螺旋B. 三螺旋C. 四螺旋D. A选项答案：A8. 蛋白质工程的目的是什么？A. 改变蛋白质的氨基酸序列B. 改变蛋白质的空间结构C. 改变蛋白质的功能D. 所有选项答案：C9. 以下哪种技术可以用于确定蛋白质-蛋白质相互作用？A. 表面等离子共振（SPR）B. 质谱分析C. 核磁共振D. 所有选项答案：D10. 以下哪种疾病与蛋白质结构异常有关？A. 阿尔茨海默症B. 帕金森病C. 肌营养不良症D. 所有选项答案：D二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述X射线晶体学在结构生物学中的应用及其局限性。
答案：X射线晶体学是一种利用X射线与晶体中的原子相互作用，通过衍射模式来确定晶体中原子的三维排列的技术。
它在结构生物学中被广泛用于解析蛋白质和核酸的高分辨率三维结构。
然而，它的局限性包括对样品的纯度和晶体质量要求高，且对于大分子复合物或柔性结构的解析存在挑战。
2. 解释核磁共振（NMR）技术在结构生物学中的优势。
蛋白晶体结构作业
生物大分子结构与功能1、什么叫晶体衍射的结构因子？结构因子F与晶体衍射的衍射点的强度I有什么关系？结构因子是定量表征原子排布以与原子种类对衍射强度影响规律的参数，即晶体结构对衍射强度的影响因子。
晶体X光衍射强度与几何结构因子的平方成正比2、什么叫傅里叶变换？用公式说明为什么说蛋白质晶体的电子密度与晶体衍射的结构因子互为傅里叶变换与反变换的关系？The Fourier transform is a mathematical operation that deposes a function into its constituent frequencies, known as a frequency spectrum. The term "Fourier transform" refers to both the transform operation and to the plex-valued function it produces.结构因数同电子密度分布函数之间存在着傅里叶变换的关系：由傅里叶变换公式得：for every real number ξ.When the independent variable x represents time(with SI unitof seconds), the transform variable ξrepresents frequency (in hertz).Under suitable conditions, ƒcan be reconstructed from by the inverse transform:for every real number x.晶体对X射线的衍射是一种傅里叶变换，把正空间的电子密度变换为倒易空间的衍射强度。
3、什么叫两个函数的卷积〔convolution〕？两个函数的卷积的傅里叶变换与这两个函数的傅里叶变换有什么关系？In mathematics and in particular functional analysis, convolution isa mathematical operation on two functions f and g, producing a third function that is typically viewed as a modified version of one of the original function.两函数的傅里叶变换的乘积等于它们卷积后的傅里叶变换。
（完整版）XRD复习题
（完整版）XRD复习题第⼀章X射线的物理学基础1.X射线的本质是什么？并请叙述其特征。
答：X射线的本质是电磁波，与可见光完全相同；其波长介于紫外线与γ射线之间，约为0.01—10nm的范围。
X射线的特征：波长短、光⼦能量⼤。
在通常实验条件下，很难观察到X射线的反射；对于所有的介质，X射线的折射率n都很接近于1。
2.X衍射实验中选择X射线管以及滤波⽚的原则是什么？答：滤波⽚的选择: (1)它的吸收限位于辐射源的Kα和K β之间，且尽量靠近K α。
强烈吸收Kβ，K吸收很⼩；(2)滤波⽚的厚度以将Kα强度降低⼀半最佳。
Z靶<40时Z滤⽚=Z靶-1；Z靶>40时Z 滤⽚=Z靶-2；阳极靶的选择:（1）阳极靶K波长稍⼤于试样的K吸收限；（2）试样对X射线的吸收最⼩。
Z靶≤Z试样+1。
（1）X衍射仪常采⽤Cu靶，Cu的特征X射线及其波长为，需要⽤滤波⽚或单⾊器去除，⽤软件去除。
（多选题）aＫα１，1.5406埃；b Ｋα２，1.5444埃； c Ｋβ，1.392埃答案：a, c, b（2）X衍射选⽤Cu靶，相配的滤波⽚为(单选题)a Cub Fec Nid Al答案：c由X射线管发射出来的X射线可以分为两种类型：、。
X衍射物相分析利⽤的是在晶体中的衍射。
a连续X射线b特征X射线答案：a b b 或b a b（3）判断对错。
⽤X衍射仪测⼀个以Fe为主要成分的样品，合适的X射线管和合适的滤波⽚是Cu靶和Ni滤波⽚。
（错）第⼆章X射线的晶体学基础⼀、晶体的定义是什么？请叙述其晶体的特点。
答：晶体的定义：内部质点在三维空间有规则排列的物体。
晶体的最明显特征是内部质点在三维空间作有规律的重复。
晶体的特点是：a 、均⼀性：指在宏观观察中，晶体表现为各部分性状相同的物体b 、各向异性：晶体在不同⽅向上具有不同的物理性质c 、⾃限性：晶体物质在适宜的外界条件下能⾃发的⽣长出晶⾯、晶棱等⼏何元素所组成凸多⾯体外形d 、固定熔点：晶体具有固定的熔点e、对称性：晶体的理想外形、宏观性质以及微观结构都具有⼀定的对称性g、最⼩内能⼆、晶体有四⼤空间格⼦类型、七⼤晶系，请具体说出其名称及其特征。
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生物大分子晶体学复习题(一)
几何晶体学原理
1、从32个点群性质看，晶体可划分为多少个晶系？每个晶系的参数有何特点？
2、列出每个晶系所属的点群符号。
3、用极射赤平投影图表示下列对称元素组合后的结果，并写出点群符号：
⑴两个二次轴垂直相交；⑵一个四次轴与一个对称面垂直相交；
⑶一个六次轴与一个对称面垂直相交于对称中心上；
⑷一个四次轴与一个二次轴垂直相交于对称中心上。
4、证明晶体学中为什么不能存在五次和高于六次的对称轴。
5、设正交晶系晶体的单胞长度为a=10 Å，b=20 Å, c=15 Å, 请写出下列晶面面指数：
①OX=20Å, OY=30Å, OZ=25Å; ②OX=4a, OY=2b, OZ=3c;
③OX=3cm, OY=4cm, OZ=3cm;
6、在极射赤平投影图上，落在同一大园上的结点，在晶体外形上它们之间有何关系？
7、解释下列名词：
①对称；②对称元素；③对称操作；④对称等效；
⑤点群；⑥晶系；⑦单型；⑧复型；
8、什么是心射极平投影？什么是极射赤平投影？
9、推导32点群。
10、生物大分子的晶体中存在哪些点群？
晶体的微观对称原理
1、晶体的微观对称元素有哪几种？
2、将初始点XYZ 通过下列对称元素对称操作后的等效点坐标写出：
21(OY1/4) 2(X01/4) m(XY1/2) n(X0Z) a(X1/4Z)
b(XY0) c(1/4YZ) d(X0Z) 3(00Z) 4(00Z)
3、布拉菲点阵(Bravais Lettice)有几种？为什么只有这几种？
4、写出P，C，I，F 点阵的基本平移矢量。
5、下列对称元素与周期平移ta 组合后将派生出什么新的对称元素及其坐标？
⑴2(00Z) ⑵21(1/4 1/4Z) ⑶m(1/4YZ) ⑷n(0YZ) ⑸a(XY0)
6、用图表示下列空间群全部对称元素的正确位置：
Pmmm Pbcn P222 Pcm21P21/a P2212 Cc I222
7、推导2/m点群所属的全部空间群。
8、空间群坐标原点的选择原则是什么？
9、解释下列名词：
⑴空间群⑵平移群⑶初基点阵⑷非初基点阵⑸一般位置等效点系
10、C，I，F 的非初基平移矢量与初基空间群Pmm2组合后，将会出现什么新的对称元素？列
出它们的坐标并以图示之。
11、指出下列空间群所属的点群和晶系：
C2/c, Pcm2, I4/amd, Fdd2, Ibca, R32, P43m, Fd3c, P413, F222
12、生物大分子的晶体中存在多少种空间对称群？
X-射线晶体衍射原理
1、X射线是如何产生的？晶体衍射所常用的X射线的波长范围如何？
2、什么是物质对X射线的吸收限？它有什么应用价值？
3、什么是倒易点阵？写出表达倒易点阵中任一阵点的方程式。
4、什么是倒易矢量？倒易点阵的单位矢量？
5、写出倒易点阵和正点阵之间的相互关系（数学关系）。
6、晶体的体积如何计算？它与倒易晶胞的体积有何关系？
7、正点阵平移群与倒易点阵平移群有何关系？
8、由非初基平移矢量引起的倒易点阵中倒易阵点系统消失的规律如何？
9、推导劳厄(Laue)方程。
10、推导布拉格(Bragg)方程。
11、叙述晶体衍射产生的基本原理。
12、什么是晶体衍射的中心对称律？
13、晶体衍射的劳厄群有多少种？请列出。
14、晶体的衍射群有多少种？从衍射群中可唯一区分出多少种空间群？
15、晶体的衍射消光规律有哪些？请例举之。
16、如有一晶体的空间群为Ibca，请列出它的衍射消光规律。
17、什么是一级衍射？
18、有哪些晶体学的照相方法？它们的工作原理如何？
影响X－射线衍射强度的因素和数据处理
1、什么是原子散射因子？它与哪些因素有关？
2、写出结构因子的各种形式的表达式，并用复数平面表示。
3、结构振幅的物理意义是什么？
4、何谓“相角问题”？
5、有哪些影响晶体衍射强度的因素？
6、为什么一进行晶体衍射强度的校正？
电子密度函数和晶体结构测定方法
1、电子密度与结构因子的关系如何？
2、电子密度的物理意义是什么？
3、写出电子密度函数的各种表达式。
4、何谓电子密度函数的截面？
5、什么是帕特森(Patterson)函数？它的物理意义是什么？
6、帕特森函数有哪些性质？
7、帕特森空间的对称有多少种？为什么？
8、什么是哈克(Harker)峰？哈克截面？哈克线？
9、写出帕特森函数的各种表达式。
10、有一空间群为P21，分子中含有一个重原子的晶体，通过帕特森函数计算，在u=0.45, w=0.7处有一帕特森峰，请写出该重原子的x, z坐标。
11、什么是重原子法？如何用重原子法解出一个小分子的结构？
12、什么是反常散射？反常散射在晶体结构解析中有什么作用？
13、什么是“反常差值”帕特森函数？有什么作用？
14、什么是“同晶置换法”？
15、说明同晶置换法解决蛋白质晶体结构相位问题的基本原理。
16、为什么要用多对同晶置换解决相位问题？
17、为什么要进行重原子的结构分析和修正？
18、为什么要进行同晶衍生物晶体与母体晶体的衍射数据的统一？
19、为什么要制备重原子同晶衍生物？
20、何谓同晶型？
21、什么是分子置换法的基本原理？
22、分子置换法进行结构解析的依据是什么？
23、分子置换法包括哪些内容？
24、为什么要进行晶体结构的修正？生物大分子晶体学修正的特点是什么？。