《生物物理学》考试大纲.doc
大学生物物理学期末考试题及解析
大学生物物理学期末考试题及解析一、选择题（每题 3 分，共 30 分）1、以下哪种分子不是生物大分子？（）A 蛋白质B 核酸C 脂质D 多糖【解析】脂质不是生物大分子。
生物大分子通常是指分子量较大、结构复杂、具有特定生物功能的有机分子。
蛋白质、核酸和多糖都具有这些特点，而脂质虽然在生物体中起着重要的作用，但其分子量相对较小，结构也相对较简单。
所以选择 C 选项。
2、关于蛋白质的二级结构，以下说法错误的是（）A 主要有α螺旋和β折叠两种形式B 维系二级结构的作用力是氢键C 氨基酸残基的侧链不参与二级结构的形成D 二级结构是蛋白质的高级结构之一【解析】氨基酸残基的侧链会影响蛋白质的二级结构。
例如，侧链的大小、电荷和极性等性质都会对二级结构的稳定性和形成产生影响。
A 选项，蛋白质的二级结构主要有α螺旋和β折叠两种形式，这是正确的；B 选项，维系二级结构的作用力是氢键，也是正确的；D 选项，二级结构是蛋白质的高级结构之一，这同样正确。
所以选择 C 选项。
3、 DNA 双螺旋结构的特点不包括（）A 两条链反向平行B 碱基互补配对C 每 10 对碱基旋转一周D 由两条核糖核苷酸链组成【解析】DNA 双螺旋结构由两条脱氧核糖核苷酸链组成，而不是核糖核苷酸链。
A 选项，两条链反向平行是 DNA 双螺旋结构的特点之一；B 选项，碱基互补配对是其重要特征；C 选项，每 10 对碱基旋转一周也是正确的描述。
所以选择 D 选项。
4、生物膜的流动性主要取决于（）A 膜蛋白B 膜脂C 糖类D 离子【解析】膜脂是生物膜流动性的主要决定因素。
膜脂分子的脂肪酸链的不饱和程度、长度以及胆固醇的含量等都会影响膜的流动性。
膜蛋白对膜的流动性有一定的调节作用，但不是主要决定因素。
糖类主要参与细胞识别等功能，对膜流动性影响较小。
离子在维持膜的电位和离子平衡等方面起作用，与膜的流动性关系不大。
所以选择B 选项。
5、酶促反应中，能提高反应速度的是（）A 增加底物浓度B 降低反应温度C 降低酶浓度D 增加产物浓度【解析】增加底物浓度通常能提高酶促反应速度。
(完整word)2019年 理综生物考纲
2019年高考理科综合生物科考试大纲的说明I．考试形式与试卷结构一、考试形式考试采用闭卷、笔试形式.试卷满分300分，其中物理110分，化学100分,生物90分。
各学科试题只涉及本学科内容,不跨学科综合.考试时间150分钟。
二、题型试卷包括选择、填空、实验、作图、计算、简答等题型。
三、试卷结构1．试卷分为两部分。
第一部分为生物、化学、物理三个科目的必考题，题型为选择题，共21题，每题6分，共计126分.其中生物6道题（单项选择题）,化学7道题（单项选择题），物理8道题（包括单项选择题和多项选择题）。
第二部分由生物、化学、物理三科的必考题和选考题构成.生物、化学、物理各科选考内容的分值均控制在l5分左右.理科综合试卷结构表注:①选择题(一）共13小题,每小题6分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
②选择题（二）共8小题,每小题6分.在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分，有选错的得O分。
在指导语中明确给出单选和多选的题号.③选考题要求考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答.如果多做，则每科按所做的第一题计分。
2．组卷：试卷按题型、内容和难度进行排列，选择题在前，非选择题在后；同一题型中同一学科的试题相对集中，试题尽量按由易到难的顺序排列.Ⅱ．考核目标、考试范围及题型示例生物根据普通高等学校对新生思想道德素质和科学文化素质的要求,依据中华人民共和国教育部2003年颁布的《普通高中课程方案（实验)》和《普通高中生物课程标准（实验）》，确定高考理工类生物科考试内容。
高考生物试题注重考查考生的知识、能力和素养，强调理论联系实际，关注生物学科知识在日常生活、生产实践等方面的应用,有利于高校对新生的选拔，有利于培养学生的综合能力和创新思维，激发学生学习生命科学的兴趣,培养实事求是的科学态度，形成正确的价值观，促进学生德智体美劳全面发展。
《生物物理学》课程教学大纲
课程编号：030428Z1课程名称：生物物理学英文名称：Biophysics学时与学分: 24/1.5先修课程要求：物理学、生物化学、细胞生物学、物理化学、分子生物学适应专业：生物技术参考教材：《生物物理学》，丘冠英，彭银祥主编，武汉大学出版社，2000年版。
《生物物理学:能量信息生命》，菲利普·纳尔逊(作者), 黎明(译者), 戴陆如(译者)，上海科学技术出版社，第1版(2006年12月1日)；《生物物理学》，展永(编者) ，科学出版社，第1版(2011年8月1日)；《生物物理学》，袁观宇(作者, 编者)，科学出版社，第1版(2006年4月1日) 《生物物理学》，赵南明主编，高等教育出版社，2000年版课程简介：运用原子物理、核物理、统计物理乃至量子力学从细胞膜、蛋白质、核酸、超分子结构到单细胞和生物有机体，在各个层次上讲授可能的因果关系和物理本质。
主要内容包括分子生物物理学、细胞生物物理学、辐射生物物理学、神经生物物理学以及感觉生物物理学等。
培养学生熟练掌握多种生物学水平上生物物理测量技术和方法的基本原理。
课程教学大纲：一、课程在培养方案中的地位、目的和任务本课程以物理学原理和数学方法学为基础，运用原子物理、核物理、统计物理乃至量子力学从细胞膜、蛋白质、核酸、超分子结构到单细胞和生物有机体，在各个层次上讲授可能的因果关系和物理本质。
运用分子物理学和物理化学概念和方法学分析有关生物分子的结构、能量、动力学和相互作用，生物膜的物理特性。
本课程的任务是使学生学习必要的生物物理学方面的基本知识，了解生物物理多个研究领域的研究内容和方法，拓宽学生的知识面，为今后继续深造和工作打下基础。
二、课程的基本要求要求学生较好地运用物理学和数学的观点和方法论进行多个层次和水平上探索生命现象及其规律性，培养学生在分子和细胞水平上研究和解释复杂生命现象各种机理的基本方法，同时希望学生对多种生物学水平上生物物理测量技术和方法的基本原理有一定的了解。
生物物理学Ⅰ大纲
生物物理学ⅠBiophysics Ⅰ32 学时（其中，讲授： 32 学时；实验：0学时；实习： 0 学时）； 2 学分一、课程简介生物物理学是生物学与物理学交叉而产生的一门新兴学科。
近年来生物物理学的发展非常迅速，影响越来越广泛。
生物物理学已成为生物学专业研究生的一门必修课程。
生物物理学的教学目的在于向学生介绍生物物理学的发展过程、研究内容、基本理论和研究方法，为从事科学研究和承担技术工作打下基础。
掌握生物物理学的主要内容，学会用用生物物理学的原理、方法思考问题；通过这门课程的学习可以提高学生运用生物学和物理学交叉学科思考问题的能力；也可以使学生了解生物物理研究的多个分支方向，从而开阔视野，为丰富自己的研究方向奠定基础。
本门实验课讲授的内容为：分子生物物理、膜生物物理、神经生物物理、理论生物物理、生物物理学研究方法。
二、预修课程及适用专业选修该课需要先修的相关课程为：生物化学，物理学等本课程适用于生物物理专业。
三、课程内容及学时分配第一章绪论（4学时）生物物理学的定义及范围生物物理的发展过程生物物理学的研究状况第二章分子生物物理（8学时）分子生物物理学的物理学基础分子生物物理学的生物学基础生物大分子结构研究-x射线衍射晶体学蛋白质折叠第三章膜生物物理（8学时）生物膜的基础生物膜结构和性质脂质与蛋白质相互作用生物膜的功能第四章神经生物物理（4学时）神经生物学的基础神经细胞的信号传递神经系统的功能视觉、听觉、嗅觉及学习、记忆第五章理论生物物理（4学时）生物信息学概论生物信息数据库生物信息数据的检索与分析生物信息学若干问题第六章生物物理学研究方法（4学时）NMR的主要原理及3DNMR在结构研究中的应用。
四、教学方式及要求教学方式以教师讲解为主，学生互动为辅。
课程要求：学生要完成实验设计中要求的所有操作及测量，然后进行数据处理及结果分析和讨论并撰写实验报告。
五、考核办法本课程有期终考试，成绩评定主要由期终考试成绩和论文报告构成。
2021生物物理学-生物物理学(精选试题)
生物物理学-生物物理学1、什么是生物物理学？2、生物物理学包含的分支学科（主要内容）有哪些？3、什么是生物物理技术？4、什么叫电磁波？5、什么叫波谱学（spectroscopy）和波谱技术？6、波谱学的物理基础是什么？7、波谱是如何产生的？8、波谱有哪些参数反映物质信息？9、波谱仪有哪些主要部件？10、简单分子的能级是如何构成的？11、紫外－可见吸收光谱是怎样形成的？12、紫外－可见吸收分光仪的基本构成是怎样的？13、紫外－可见吸收光谱术有什么基本应用？（只须回答四点即可）14、荧光是怎样产生的？15、荧光光谱的特点是什么？16、荧光光谱术的具体技术有哪些？17、荧光光谱术的基本应用有哪些？18、荧光光谱术和紫外－可见吸收光谱术有哪些异同？19、什么是红外吸收光谱？20、拉曼光谱是怎样形成的？21、红外与拉曼光谱的特点是什么？22、红外吸收光谱仪的构成是什么？23、红外吸收光谱术的特点是什么？24、红外与拉曼光谱术的基本应用有哪些？25、什么叫核磁共振？26、为什么同一种原子核共振吸收峰的频率并不相同？27、什么叫化学位移？28、什么叫谱线分裂？其产生原因是什么？29、什么是电子自旋共振技术？30、电子自旋共振和核磁共振的异同是什么？31、电子自旋共振波谱的特点是什么？32、电子自旋共振波谱的应用有哪些？33、组成细胞的小分子物质有哪些？有何作用？34、试述蛋白质的四级结构。
35、核酸分为哪两类？有何区别？36、试述DNA双螺旋结构的特点？有何功能？37、比较三种RNA的区别。
38、为什么说支原体是最小最简单的细胞？39、试比较原核细胞的异同，你能得出什么结论？40、细胞膜的主要成分是什么？有何功能？41、细胞膜的主要特征有哪些？有何生物学意义？42、试述被动运输的几种运输方式。
43、以Na+-K+泵为例，说明物质的主动运输过程。
44、膜受体的生物学特征是什么？有何意义？45、试述膜受体的类型及传导途径。
生物物理学试题及答案
生物物理学试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 生物物理学是研究什么的学科？A. 生物的物理性质B. 生物的化学性质C. 生物的形态结构D. 生物的遗传信息答案：A2. 细胞膜的流动性主要是由哪种分子结构决定的？A. 脂质双层B. 蛋白质分子C. 多糖链D. 核酸分子答案：A3. 以下哪种技术常用于研究蛋白质结构？A. 核磁共振B. 电子显微镜C. 质谱分析D. 色谱分离答案：A4. 光合作用中，光能转化为化学能的过程主要发生在哪个部位？A. 叶绿体B. 线粒体C. 细胞核D. 细胞质答案：A5. 以下哪种现象不属于生物物理学研究范畴？A. 细胞膜的电位变化B. 肌肉收缩的力学机制C. 基因的复制过程D. 植物的光周期现象答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 生物物理学的研究方法包括以下哪些？A. 光谱学B. 热力学C. 量子力学D. 统计力学答案：A, B, D2. 以下哪些因素会影响细胞膜的通透性？A. 膜脂的流动性B. 膜蛋白的种类C. 细胞外的离子浓度D. 细胞内的pH值答案：A, B, C3. 以下哪些技术可以用于研究生物大分子的三维结构？A. X射线晶体学B. 电子显微镜C. 核磁共振D. 质谱分析答案：A, B, C4. 以下哪些现象属于生物物理学研究的内容？A. 细胞信号传导B. 酶的催化机制C. 基因表达调控D. 细胞周期控制答案：A, B, D5. 以下哪些因素会影响蛋白质的稳定性？A. 温度B. pH值C. 离子强度D. 蛋白质的氨基酸序列答案：A, B, C, D三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述生物物理学在医学领域的应用。
2. 描述一下光合作用中光能是如何被植物利用的。
3. 解释一下什么是生物膜的流动性，以及它对细胞功能的重要性。
4. 阐述一下生物物理学如何帮助我们理解细胞信号传导的过程。
四、计算题（每题10分，共20分）1. 如果一个细胞膜的电位差为70mV，通过一个离子通道的离子流为1.2×10^-9 A，计算该离子通道的电导率。
研究生物理考试大纲概览
研究生物理考试大纲概览研究生生物物理学考试是对学生在生物物理学领域的专业知识和能力进行评估的重要环节。
了解考试大纲的概要内容，对于备考研究生生物物理学考试的学生来说，是至关重要的。
本文将对研究生生物物理学考试大纲进行概览，为考生提供有价值的参考。
1. 量子物理基础知识量子物理是研究生生物物理学考试大纲中的重要组成部分。
考生需要掌握基本的量子物理理论，包括波粒二象性、不确定性原理、量子态描述等。
此外，还需要了解量子力学中的基本概念和数学工具，如哈密顿算符、薛定谔方程等。
对于生物物理学的应用，重点学习量子力学在生物分子结构和量子化学中的应用。
2. 生物分子结构生物分子结构是研究生生物物理学考试大纲的另一个重要内容。
考生需要了解生物分子的基本组成和结构，包括蛋白质、核酸和糖类等生物大分子的组成和结构特点。
此外，还需要学习常用的生物物理技术和仪器，如核磁共振（NMR）、X射线晶体学等，以及生物分子结构分析方法。
3. 生物膜和生物分子传递生物膜和生物分子传递是生物物理学考试大纲的又一考点。
考生需要了解生物膜的结构和功能，包括生物膜的组成、脂质双层结构和跨膜传输机制等。
此外，还需掌握细胞内的生物分子传递过程，包括扩散、主动转运、细胞骨架和细胞运动等内容。
4. 生物能量转换生物能量转换也是研究生生物物理学考试大纲的考核内容之一。
考生需要了解生物能量转换的基本原理，包括光合作用、呼吸作用和碳水化合物代谢等。
此外，还需学习生物能量转换的生物物理机制和调控因素，如细胞呼吸链、ATP合成酶等。
5. 生物系统动力学生物系统动力学是研究生生物物理学考试大纲的另一个重点考核领域。
考生需要了解生物系统的动力学行为，包括生物反应动力学、酶动力学和基因调控网络等。
此外，还需学习生物系统动力学模型的构建和分析，以及生物系统的稳态和稳定性等内容。
以上仅为研究生生物物理学考试大纲的概览，详细的考试内容和要求请参考各高校的具体要求和考试大纲。
生物物理学提纲 2015
如何发生荧光淬灭效应：荧光强度对温度变化敏感，温度降低时，溶液的黏度增 大，荧光分子与溶剂分子的碰撞减少。温度增加，外转换去活的几率增加。温度 过高时，会造成荧光淬灭。溶液的浓度较低时，荧光强度与荧光物质的浓度成正 比，当达到一定浓度后就不再有这种关系，浓度过大时发生荧光淬灭。
荧光寿命：荧光寿命τF 分子处于激发态的平均时间。如果荧光衰减符合指数衰 减规律，荧光寿命就是发光强度衰减到 e-1 时所需时间。
隧道效应：粒子可以穿过比它的能量更高的势垒，这个现象称为隧道效应。
荧光弛豫过程：光进入物质时，部分能量被吸收。吸收外来光子后被激发到激发 态的分子具有较高的能量不稳定，可以通过不同途径释放能量回到基态，该过程 为弛豫过程。 光的力学效应：在物体上的力等于光引起的单位时间内物体动量的改变，并由此 引起物体的位移和速度的变化，称之为光的力学效应。 光压：由于光辐射对物体产生的力通常称之为光的辐射压力，简称光压。 光镊原理：又称为单光束梯度力光阱(single-beam optical gradient force trap)，是利用光与物质间动量传递的力学效应而形成的三维势阱来捕获和操纵 微粒的技术。 纳米技术：指在 1-100nm 尺度范围内研究和应用原子、分子的结构特征及其相互 作用的高新技术，它是基础科学和工程技术相结合的产物。 公式解析
简述 Q：光谱分析中可获得什么信息？各种信息表达的内容是什么？ A: 谱线位置：反映波长或频率的信息，代表某种吸收或发射基团的特征跃迁，据此 辨认基团或化合物的存在。
谱线强度：强度与吸收或发射基团的数目成正比，是定量分析的依据。
生物物理学重点总结考试复习资料
第一章生物大分子：蛋白质、核酸、多糖和脂质。
生物大分子特定的生物学功能取决于其特定的空间构象。
蛋白质的意义：是生命活动的物质基础，是细胞和生物体的主要组成成分。
蛋白质的化学组成：构成元素：碳C，氢H，氧O，氮N，硫S等。
N的含量一般较恒定：平均为16%，每克样品中含氮克数×6.25×100即为100克样品中蛋白质含量等电点：将氨基酸水溶液的酸碱度加以适当调节，使羧基与氨基的电离程度相等，即氨基酸所带正、负电荷数目正好相等，此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点，用pI表示。
中性溶剂中，羟基的电离程度略大于氨基，溶液呈微弱酸性蛋白质：在水溶液中形成的颗粒具有胶体溶液的特征(布朗运动、丁道尔现象、不能透过半透膜、吸附能力等)。
按形状分类：球状蛋白质、纤维蛋白质按化学结构分：简单蛋白质、结合蛋白质根据溶解度分类：可溶蛋白质、醇溶性蛋白质、不溶性蛋白质蛋白质的一级结构：由共价键结合在一起的氨基酸残基的排列序列。
一级结构是蛋白质功能的基础蛋白质的二级结构：指多肽链向单一方向卷曲而形成的有周期性重复的主体。
α-螺旋、β-片层、无规卷曲、回折。
作用力：以肽链内或各肽间的氢键。
α螺旋：肽链骨架形成每周3.6个氨基酸的右手螺旋上升0.54nm，每个残基旋转100度。
蛋白质的三级结构：是线状、螺旋片状结构的进一步卷曲和折叠，形成球形或椭圆形的结构，它是蛋白质分子在二级结构的基础上进一步卷曲折叠，构成一个很不规则的具有特定构象的蛋白质分子。
α螺旋、β折叠、β卷曲及无规卷曲等二级结构的多肽链在三维空间的排列方式。
作用力：疏水作用（主要）、氢键、离子键、偶极与偶极间的相互作用、二硫键。
若蛋白质分子仅有一条多肽链组成，三级结构就是它的最高结构层次。
蛋白质的四级结构：具有三级结构的蛋白质亚单位通过非共价键缔合的结果。
亚基之间(维持蛋白质四级结构)的结合力主要是疏水作用，其次是氢键和离子键。
氨基酸链接的基本方式：肽键—CO—NH—结构域：是蛋白质构象中二级结构与三级结构之间的一个层次蛋白质特定的构象和功能是由其一级结构所决定的。
生物物理学考试大纲
《生物物理学》考试大纲一、考试目的本考试是全日制生命信息物理学研究生的入学资格考试之专业基础课，各考生统一用汉语答题。
根据考生参加本门考试的成绩和其他三门考试的成绩总分来选择参加第二轮，即复试的考生。
二、考试的性质与范围本考试是测试考生的生物物理学基础理论知识的水平考试。
考试范围包括本大纲规定的生物物理学基础知识以及生物物理实验方法。
三、考试基本要求1. 具备一定的生物物理方面基础知识。
2. 对研究生物系统的物理方法有较强的基本功。
3. 具备综合能力。
四、考试形式本考试采取主观试题的形式，对于各部分内容分别出题考试，强调考生的生物物理基础知识以及运用物理方法与生物问题结合的能力。
五、考试内容本考试包括两个部分：生物物理学基础知识以及生物物理实验方法。
总分150分。
I. 生物物理学基础知识1. 考试要求要求考生能够陈述与各种典型细胞活动（例如兴奋、吞噬、分泌、变形、粘附、迁移等）有关的生命过程，过程的特征，相关机制和分子基础。
包括：蛋白、核酸、脂等生物大分子及其组装的细胞膜、典型的离子通道、蛋白质机器等的模型、结构特征、能量特征和相互作用特征；物质的输运、信号的传导等细胞生理活动，以及过程中相关物理指标发生的变化，细胞局部微环境物理因素的影响等。
2. 题型5~6道主观题，对生物物理学基础重点内容进行描述，耗时约120分钟。
II. 生物物理实验方法1. 考试要求重点考察考生对目前比较重要的几种生物物理实验方法的物理原理、方法、特点、实验技术、应用的掌握程度。
2. 题型3道主观题，对生物物理学实验方法的重点内容进行说明，耗时约60分钟。
参考书目《生物物理学》，赵南明编，高等教育出版社，2000年07月。
答题和计分要求考生用钢笔或圆珠笔做在答题卷上。
《生物物理学》考试内容一览表。
高中生物考试大纲版
必考部分：（1）分子与细胞：21个知识点+11个实验（3个Ⅰ级考点，18个Ⅱ 级考点）（2）遗传与进化：22个知识点+3个实验（4个Ⅰ级考点，18个Ⅱ 级考点）（3）稳态与环境：24个知识点+5个实验（7个Ⅰ级考点，17个Ⅱ 级考点）合计：67个知识点+19个实验
生物《考试大纲》关于能力的要求
实验与探究能力（原大纲）1.能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验的目的，方法和操作步骤，掌握相关技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。2.具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释分析和处理。3.具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察，实验与调查，假说演绎，建立模型和系统分析等科学研究方法。4.能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订
内容修订：考试大纲必修部分
要求
具体修改理由
1-2：细胞的结构
（2）原核细胞和真核细胞的异同【多种多样的细胞】
Ⅱ
表述更加准确，操作性更强
1-4：细胞的增殖
（1）细胞的生长和增值的周期性
Ⅱ【Ⅰ】
本领域研究发展迅猛，成果显著
2-4：生物的变异
（3）：染色体结构变异和数目变异
Ⅱ【Ⅰ】
生产实践中的应用广泛
注：表内【】为修改前的内容
宁夏
08年
宁夏
09年
宁夏，辽宁
10年
宁夏，辽宁，黑龙江，吉林，陕西，湖南
11年
宁夏，辽宁，黑龙江，吉林，陕西，湖南，山西，河南，新疆，江西
12年
宁夏，辽宁，黑龙江，吉林，陕西，湖南，山西，河南，新疆，江西，河北，云南，湖北，内蒙
13年
【免费下载】生物物理技术提纲
一、生物大分子结构(一)蛋白质1.氨基酸：α-氨基酸，L型（除甘氨酸）2.肽键：一个氨基酸羧基和另一个氨基酸氨基脱水缩合形成的化学键1)性质：C-N键不能旋转；肽键平面（p-π共轭）2)肽平面：多肽链折叠为肽链主骨架的基本单元，包括两个碳原子和中间的一个肽键3.结构层次：1)一级结构：氨基酸序列2)高级结构：a)成因：肽平面；R基团空间位阻；规律性折叠；稳定高级结构作用力b)二级结构：多肽链借助氢键延一定方向排列成的具有周期性和规律性的结构单元i.α-螺旋（3.6aa/圈、r=0.23nm、螺距0.54nm、右手螺旋）；β-折叠；β-转角；无规卷曲）ii.稳定力：氢键c)超二级结构：两个或两个以上的二级结构单元组合在一起，彼此相互作用，排列为规则的，具有空间结构特征的组合体i.稳定力：氢键，范德华力，离子键，疏水作用力d)结构域：具有功能的单元，介于超二级结构与三级结构之间e)三级结构：一条多肽链所有原子的空间排布（疏水内核）f)四级结构：多条多肽链特点方式组装而成g)结构是功能的基础(二)核酸1.生物信息流与中心法则2.DNA1)作用力：碱基配对；碱基堆积；疏水作用；减小静电排斥3.核酸结构分级1)一级结构：核苷酸序列2)二级结构：核酸双链3)三级结构：超螺旋/其他高级结构4.RNA：易水解二、生物大分子内作用力(一)四种相互作用：引力；电磁；强；弱(二)蛋白质1.强相互作用：共价键（一级结构；二硫键烫发）2.弱相互作用：离子键；氢键（方向性；排他性）；疏水作用（熵增驱动）；范德华力(三)核酸1.染色体结构：1)40%DNA，60%蛋白2)组蛋白高度保守；修饰作用3)核小体：缠绕146bp4)高级结构：30nm纤维2.RNA1)单链核酸（紧凑结构；碱基互补；茎-环结构）2)tRNA（两条A螺旋呈直角；非常规：特殊碱基对、三碱基对、碱基-骨架作用）3)形成高级结构要素：2‘-OH；单链；多种二级；三级包括碱-碱与碱-骨三、生物大分子间相互作用(一)蛋白-核酸复合物1.功能：结构（组蛋白）；调节（转录因子）；催化（聚合酶）2.作用：静电（蛋白-磷酸骨架）；氢键（蛋白-链/碱）；疏水（蛋白疏水-碱基）3.特异性识别：核酸内切酶；大沟4.识别结构域：1)HTH：a)结构特点：20aa；两α之间120°；第二α为识别螺旋b)序列特点：疏水核心；9th aa多为Gly；shs转角；phs（极疏小）1stαc)识别：回文DNAd)Rep：i.氢键定位；ii.识别螺旋与DNA特异性作用；iii.DNA形变有助于蛋白紧密结合与亲和特异性2)Zinc Fingera)锌指结构i.含一个或多个被Cys或His螯合的锌离子ii.锌离子稳定蛋白三维结构iii.结合DNA，转录因子功能，结合RNA/蛋白iv.多种结构模式b)锌指蛋白i.α螺旋与DNA大沟结合ii.单个锌指结合DNA无特异性iii.连续锌指特异性结合DNA，增强与DNA亲和力iv.含有2-37个锌指c)一对一相互作用i.单一锌指识别DNA中连续3个碱基ii.两相邻锌指识别6-7个碱基iii.不同aa组别识别特定序列3)Leucine zippera)特点i.30aa，Leu每7个aa出现一次ii.两α螺旋平行结构iii.coiled-coil结构，3.5aa/圈，准确每两圈一次Leuiv.Leu间相互作用，形成疏水核心b)与DNA作用i.碱性区域与DNA大沟作用ii.特异性作用：氢键；疏水iii.非特作用：氢键4)HLH5)二聚现象(二)基因编辑1.定义：有目的性的对DNA核酸序列进行删除插入等操作2.传统方法：人工诱变；转化/转染；同源重组3.第一代技术：ZFN4.第二代技术：TALENs5.CRISPR/Cas9：成簇的、规律间隔的短回文序列四、蛋白质折叠(一)简介1.定义：蛋白质凭借相互作用在特定细胞环境下自我组装，形成有一定功能的结构过程2.Anfisen实验：1954；蛋白高级结构由一级结构决定；加入巯基乙醇，尿素再还原3.蛋白质折叠速率：？4.蛋白折叠问题：规律、稳定性、生物活性；热力学/动力学、体内/体外、理论/实验(二)第二遗传密码（第一问题：物理密码）1.定义：氨基酸序列与空间结构对应关系2.特点：1)简并性a)不同生物体内同功能蛋白质有aa差异，整体结构相同b)化学修饰影响侧链不影响总体c)定点突变说明个别甚至一段序列的替换不影响构象，生物活性2)多意性：同序列aa不同条件下空间结构不同3)全局性：3.意义：完善中心法则；蛋白质设计需要；理解蛋白质折叠疾病需要(三)折叠过程（第二问题：折叠动力）（未解之谜）1.框架模型（1982，P.S.Kim/R.L.Baldwin）一步步折叠，局部构象依赖于局部序列2.疏水塌缩模型：疏水片段先聚集3.扩散-碰撞-粘合机制：几个位点生成疏水簇，非特布朗运动扩碰粘成大结构4.成核-凝聚-生长模型：折叠晶核（特异性相互作用）扩大5.拼版模型：多条途径折叠；折叠快；影响小6.邹氏模型：边翻译边折叠，从一端开始(四)蛋白质结构预测1.CASP2.同源建模/片段拼接(五)体内折叠：蛋白质浓度极高(六)分子伴侣1.定义：保守蛋白质，识别肽链非天然构象，促进各功能域和整体的正确折叠2.为非自发折叠蛋白提供微环境(七)蛋白折叠病：疯牛病，库鲁病五、生物大分子其他物理性质(一)蛋白质1.胶体性质：扩散慢，粘度大，不透半透膜；水溶液中形成亲水颗粒，丁达尔现象2.蛋白质分子表面：胶核，胶粒（吸附层），胶团（扩散层）3.表面电势：PI取决于氨基酸与蛋白质三维结构4.盐溶，盐析六、分子生物物理技术(一)分离蛋白1.层析1)凝胶排阻层析（分子筛层析）：洗脱体积Ve=外水体积Vo+分配系数Kd*内水体积Vi2)离子交换层析3)疏水层析2.蛋白质电泳1)SDS-PAGE：浓缩胶原理，分子筛效应2)等电电泳3.结晶1)盐析2)气相扩散法(二)性质测定1.分子量：动态光散射2.热稳定性：Thermofluor(三)SPR（表面等离子体共振技术）1)等离子体：a)定义：密度相当高的自由正负电荷组成的气体b)金属=等离子体c)等离子体波：i.特征：高度局域消逝波；衰减传播；色散曲线在光右侧，同频率波矢量大于光ii.条件：存在表面等离子体；存在合适激发源；激发条件d)表面等离子体振动2)全反射a)定义：光从光密介质射入光疏介质，入射角到某一角度使折射角到90°，折射光消失，只剩下反射光b)消失波：全反射透入光疏介质一个波长深度c)衰减全内反射3)棱镜耦合：a)Kretschmann结构，otto结构b)共振角4)传感器a)原理：改变θ/λ，得介电常数εs/折射率n sb)Biacore传感器c)应用：识别生物分子；研究生物分子间作用5)优点a)无需标记待测物b)适用于浑浊，不透明或有色溶液c)实时连续监视反应的动态过程d)检测方便快捷e)应用范围广6)局限a)难以区别非特异性吸附b)对温度，样品组成等干扰敏感7)发展a)提高灵敏度b)与质谱联用c)高通量检测d)敏感器件、测量装置微型化(四)X射线衍射1.X射线的发现与性质1)发现a)时间：1895.11.8b)人物：伦琴c)实验：稀薄气体-X射线d)地位：19世纪末20世纪初物理学三大发现之一；标志着现代物理学的产生e)荣誉：第一届诺贝尔物理学奖2)探索：偏振：巴克拉（1905、1909）；衍射：劳厄（1912）3)衍射：原子间距与X射线波长同数量级4)电磁波特性：波长：0.01-100埃5)发生步骤：高速电子轰击阳极靶；同步辐射光源6)特性：a)物理：穿透；荧光；电离；热b)化学：感光；着色c)生物：细胞抑制，损坏，坏死i.确定性效应：不孕，功能障碍ii.随机性效应：肿瘤，遗传效应7)质与量a)质（硬度）：X射线穿透物体的能力：单个光子能量b)量：垂直X光束单位时间单位面积通过光子数2.X的吸收与医学成像1)X吸收：人体不同组织衰减系数与厚度差别2)人体切片——断层扫描CTa)提出方法：科马克，美国，1963b)制作成功：菲尔德，英国，19723)CT原理a)联立方程法（代数法求解）：i.常采用的有256×256、512×512等矩阵ii.本质：求解衰减系数的分布b)反投影法i.Randon定理：多方向投影重叠4)螺旋CT3.X射线晶体衍射1)X射线与物质相互作用：a)散射X射线：相干；非相干b)电子：反冲电子；俄歇电子；光电子c)荧光X射线d)衰减X射线e)热能2)X射线晶体衍射的出现：1912，小布拉格3)X射线的相干散射和衍射4)X射线晶体衍射的实验装置：X射线→晶体→探测器5)布拉格方程：2dsinθ=nλa)晶平面的衍射：晶平面的衍射＋晶胞内的衍射＋不同晶胞的衍射b)晶胞参数：晶胞的大小和形状，决定晶体的衍射方向，而原子在晶胞中的位置，则决定衍射光的强度c)解析大分子晶体结构的本质是获得电子(五)冷冻电子显微镜1.应用1)细胞超微结构成像2)电子断层三维现象：巨大分子，细胞器3)蛋白质电子晶体学：膜蛋白4)单颗粒三维重构学：大分子蛋白2.流程：制备样品；透射成像；图像处理；结构解析3.三维重构技术：1)衬度传递函数；中央截面定律2)多角度二维投影→傅里叶转换→三维傅里叶空间→三维重构4.断层扫描：1)随扫描角度增加清晰5.单颗粒冷冻电镜：1)电子/颗粒相互作用：a)入射电子散射；b)入射电子对固体的激发c)受激发电子在固体中的传播2)信噪比随次数提高(六)NMR1.历史1)X射线晶体学获得蛋白，1963；NMR获得蛋白，19852)发展史a)1952年Bloch和Purcell获得诺贝尔物理学奖（核磁共振观测方法）b)1992年Ernst获得诺贝尔化学奖（高分辨脉冲傅立叶变换核磁共振方法）c)2002年Wuthrich获得诺贝尔化学奖（核磁共振解析生物大分子结构）d)2003年Mansfield和Lauterbur获得诺贝尔生理与医学奖（核磁共振成像）2.原理：1)定义：自旋不为零的原子核，在外磁场的作用下核自旋能级发生赛曼分裂，共振吸收特定频率的射频辐射的物理过程2)条件：磁性核；静磁场；射频场；检测线圈a)质量数与原子序数均为偶数的原子没有NMR信号b)原子核自旋、原子核的磁矩c)分裂：分裂为2I+ l种能态d)吸收：射频辐射能量达到△ E3.仪器1)静磁场：a)MHz：1H在该静磁场下的共振频率b)超导磁体2)检测线圈：检测FID4.参数1)化学位移2)标量耦合：两磁性核通过核外电子发生的相互作用，大小为耦合常数3)NOE（核增强效应）：a)空间上相近的两个原子核，一个原子核饱和时，另一个信号增强b)增强程度与距离有关，可确定两原子核距离c)解析最主要的结构信息4)弛豫：激发的原子核和环境能量交换回到平衡态（FID/自由感应衰减信号）5.傅里叶变换：可以把FID时间信号转化为频率信号6.自动化结构计算方法(七)荧光1.原理：某些物质被一定波长光长光照射时，会被较短时间内发射比入射波长更长的光，成为荧光2.基态与激发态：激活/失活3.电子能级：1)激发（S0→S1/S2）（单重态）2)荧光（S1→S0）3)外转换（熄灭）4)磷光（T1→S0）5)振动弛豫4.磷光、荧光1)荧光：发射荧光的能量比分子吸收的能量小，波长长2)磷光：发光速度很慢，光照停止后，可持续一段时间5.产生条件：1)吸收光子发生多重性不变的跃迁时所吸收的能量小于断裂其最弱的化学键所需要的能量2)结构中有荧光基团（含有不饱和键的基团）6.荧光与分子结构关系1)荧光助色团与荧光消色团2)增加稠合环可增强荧光3)提高分子的刚性可增强荧光4)激发态电子组态的影响5)重原子将导致荧光量子产率的降低7.荧光应用举例：1)萤光素酶报告基因：a)萤光素的氧化产生荧光i.萤光素酶：单体，61000ii.辅-底物：ATP，Mg2+iii.萤光素b)原理：i.构建一个将靶启动子的特定片段插入到荧光素酶表达序列前方的报告基因质粒ii.将要检测的转录因子表达质粒与报告基因质粒共转染293细胞或其它相关的细胞系iii.加入特定的荧光素酶底物，荧光素酶与底物反应，产生荧光，通过检测荧光的强度可以测定荧光素酶的活性，从而判断转录因子是否能与此靶启动子片段有作用2)GFPa)发现i.1962年下村修从水母中分离出GFP，并发现这种蛋白质在紫外光下呈亮绿色ii.马丁·沙尔菲向人们展示了绿色荧光蛋白作为发光的遗传标签的作用iii.钱永健完成的单点突变（S65T）显著提高了GFP的光谱性质，起荧光强度和光稳定性也大大增强，另外还利用GFP来追踪追踪多种生物细胞进行的生物反应b)优点i.不加任何底物，荧光性质稳定ii.分子量小，无细胞毒性iii.活细胞实时定位观察iv.突变蛋白改变荧光特性3)FRET（荧光共振能量转移）a)条件i.供体发射光谱与受体吸收光谱重叠ii.供体、受体荧光生色团适当方式排列iii.供体、受体足够接近b)举例：CFP（青色荧光蛋白）/YFP（黄色荧光蛋白）c)应用：检测蛋白质之间相互作用i.蛋白分子共定位ii.蛋白分子聚合体iii.转录机制iv.转换途径v.分子运动vi.蛋白折叠4)荧光显微镜a)分类：透射式/落射式5)激光扫描共聚焦荧光显微镜（LSCM）。
(完整版)《普通生物学》考试大纲
《普通生物学》考试大纲1、科目名称：普通生物学2、适用专业：生物化学与分子生物学、细胞生物学、微生物学、动物学、遗传学、水生生物学、生态学、发育生物学、生物物理学等专业3、总分：150分4、参考书目：吴相钰. 陈阅增普通生物学. 北京：高等教育出版社，20055、考试题型：名词解释（15-25分），填空题（25-35分），判断题（25-30分）简答题（30-40分），论述题（30分）6、考试内容绪论：生物界与生物学（一）生命的特征；（二）分类阶元和界的划分；（三）生物学常用的研究方法；（四）生物学分科；（五）生物学和现代社会生活的关系；（六）生命科学的发展趋势。
第一章生命的化学基础（一）原子和分子；（二）组成细胞的大分子；（三）糖类；（四）脂质的生物学活性物质；（五）蛋白质；（六）核酸。
第二章细胞的基本形态结构与功能（一）细胞的基本结构与功能；（二）生物膜—流动镶嵌模型；（三）物质的跨膜转运；（四）细胞连接。
第三章细胞代谢 （一）能与细胞；（二）酶；（三）细胞呼吸；（四）光合作用。
第四章细胞的分裂和分化 （一）细胞分裂和细胞周期；（二）细胞分化；（三）细胞衰老与细胞凋亡。
第五章高等动物的结构与功能 （一）动物是由多层次的结构所组成的；（二）动物的结构与功能对生存环境的适应；（三）动物的外部环境与内部环境。
第六章营养与消化 （一）营养；（二）动物处理食物的过程；（三）人的消化系统及其功能；（四）脊椎动物消化系统的结构与功能对食物的适应。
第七章血液与循环 （一）人和动物体内含有大量的水；（二）血液的结构与功能；（三）哺乳动物的心脏血管系统。
第八章呼吸：气体交换 （一）水生动物；（二）陆生动物；（三）鸟类的呼吸系统；（四）人的呼吸系统—结构与功能。
第九章内环境的控制 （一）体温调节；（二）渗透调节和排泄；（三）肝在稳态中的重要作用 重点：动物排泄系统的进化及人的肾脏的结构。
第十章免疫系统与免疫功能 （一）人体对抗感染的非特异性防卫；（二）特异性反应（免疫应答）；（三）免疫系统的功能异常。
《生物物理学》复习重点
《生物物理学》复习重点【名词解释】1.熔球中间态（molten globule state）在一定的条件下，许多蛋白质处于既不是完全地折叠也不是完全地去折叠状态，它们的这种状态被称为熔球中间态（molten globule state）。
2.细胞的自稳作用①指各个细胞本身具有调节细胞内环境的能力和作用，以有利于实施其生理功能和对应细胞外环境的变化。
它主要包括细胞体积、膜电位和细胞内成分的调节；②是各种输运机制以及与输运机制相连的细胞浆内的各种反应的整合，因此比个别的输运机制要复杂得多。
3.驰豫过程（荧光的产生）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。
内转换：当两个电子能级非常靠近以至其振动能级有重叠时，如第一激发单重态的较高能级与第二激发态单重态的某一较低能级位能相同会发生电子由高电子能级以无辐射跃迁的方式跃迁至低能级上，称为内转换，转换速度10-13～10-11 s（快）。
系间跨越：指激发单重态与三重态之间的无辐射跃迁，原因：激发态电子自旋反转，造成多重复改变，可能单重态（S1）低振动能级与三重态T1的较高振动能量有重叠。
外转换（猝灭）：激发分子与溶剂分子或其它溶液分子相互作用，发生能量转移，使荧光或磷光强度减弱甚至消失现象称为猝灭。
→产生荧光、磷光：荧光：处于电子激发态的分子回到基态时发射的光称为荧光。
磷光：某种物质被某种波长的光照射以后能在较长的时间内发生波长比荧光波长更长的光，则称这种光为磷光。
4.非辐射共振能量转移（non-radiative resonance energy transfer）两个分子具有相同的激发能量变化（或受体比供体激发能级稍低），达到一定的距离时，通过两个分子在空间产生的电磁相互作用，供体分子可以将其激发能转移给受体分子，回到基态；接受能量的受体分子则被激发，即形成非辐射共振能量转移。
生物物理学 课程大纲 2010
生物物理学课程编码：3043009511 课程名称：生物物理学总学分： 2 总学时：32课程英文名称：Biophysics先修课程：物理学、化学、生物化学适用专业：生命科学领域的所有专业一、课程性质、地位和任务生命活动的所有规律都遵守物理学和化学的基本规律，是物理与化学规律在生命系统中的具体体现。
生物物理学与生物化学是孪生姊妹，它们分别从物理和化学角度认识与阐明生命活动的规律。
生命体系其实是物质转换、能量转换与信息流动的有机体系，物质转换主要由生物化学研究，而能量转换与信息流动则是生物物理学的研究范畴。
现代生命科学已经从宏观研究转入分子特别是原子水平的研究，从静态的解剖式研究转入动态的实时无损伤研究，在这些认识转换中必需依靠生物物理学理论与技术方法才能实现。
因此，生物物理学与生物化学一样是生命科学的基础学科之一。
为了给生命科学学习的大学生与研究生塑造科学完整的生命科学知识体系，应该像生物化学等生命科学基础学科一样进行生物物理学讲授。
正因为生物物理学是从物理学角度认识与阐明生命活动规律，所以生物物理学应该结合物理学、化学和生物化学来学习。
在掌握了物理学、化学与生物化学基本专业知识后，可以更好更系统地学习生物物理学。
在生物物理学讲授中，将从能量与信息的角度阐明生命体系的科学性。
以生命体系中能量转换是物质转换的基础，物质转换是能量转换的特例；生命体系中的信息流动决定着生命活动的方向性、有序性与准确性为主线贯穿始终。
二、课程基本要求生物物理学内容广、研究精深，且不断与其它生命学科互相促进而飞速发展。
比较重要的有研究蛋白质和DNA结构与功能的分子生物物理学，有研究二维空间（生物膜）生命活动规律的膜生物物理学，有研究光能量转换的光合作用和光与生命活动相互作用的光生物物理学，有研究生命活动中信息传递与控制的神经生物物理学，有研究环境物理因子对生命活动影响规律的环境生物物理学，还有从相关物理性质角度研究生命活动的生物力学、生物能学、生物流变学、生物电学等。
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《生物物理学》考试大纲
一、考试目的
本考试是全日制生命信息物理学研究生的入学资格考试之专业基础课，各考生统一用汉语答题。
根据考生参加本门考试的成绩和其他三门考试的成绩总分来选择参加第二轮，即复试的考生。
二、考试的性质与范围
本考试是测试考生的生物物理学基础理论知识的水平考试。
考试范围包括本大纲规定的生物物理学基础知识以及生物物理实验方法。
三、考试基本要求
1. 具备一定的生物物理方面基础知识。
2. 对研究生物系统的物理方法有较强的基本功。
3. 具备综合能力。
四、考试形式
本考试采取主观试题的形式，对于各部分内容分别出题考试，强调考生的生物物理基础知识以及运用物理方法与生物问题结合的能力。
五、考试内容
本考试包括两个部分：生物物理学基础知识以及生物物理实验方法。
总分150分。
I. 生物物理学基础知识
1. 考试要求
要求考生能够陈述与各种典型细胞活动（例如兴奋、吞噬、分泌、变形、粘附、迁移等）有关的生命过程，过程的特征，相关机制和分子基础。
包括：蛋
白、核酸、脂等生物大分子及其组装的细胞膜、典型的离子通道、蛋白质机器等的模型、结构特征、能量特征和相互作用特征；物质的输运、信号的传导等细胞生理活动，以及过程中相关物理指标发生的变化，细胞局部微环境物理因素的影响等。
2. 题型
5~6道主观题，对生物物理学基础重点内容进行描述，耗时约120分钟。
II. 生物物理实验方法
1. 考试要求
重点考察考生对目前比较重要的几种生物物理实验方法的物理原理、方法、特点、实验技术、应用的掌握程度。
2. 题型
3道主观题，对生物物理学实验方法的重点内容进行说明，耗时约60分钟。
参考书目
《生物物理学》，赵南明编，高等教育出版社，2000年07月。
答题和计分
要求考生用钢笔或圆珠笔做在答题卷上。
《生物物理学》考试内容一览表。