名词解释:
1.时间依赖性:在一定的温度和外力作用下,高聚物分子从一种平衡态过渡到另一种平衡
态需要一定的时间
2.松弛时间τ:橡皮由ΔX(t)恢复到ΔX(0)的1/e时所需的时间
3.松弛时间谱:松弛过程与高聚物的相对分子质量有关,而高聚物存在一定的分子量分布,
因此其松弛时间不是一个定值,而呈现一定的分布。
4.时温等效原理:升高温度或者延长观察时间(外力作用时间)对于聚合物的分子运动是
等效的,对于观察同一个松弛过程也是等效的。
5.模量:材料受力时,应力与应变的比值
6.玻璃化温度:为模量下降最大处的温度。
7.自由体积:任何分子的转变都需要有一个自由活动的空间,高分子链活动的空间
8.自由体积分数(f):自由体积与总体积之比。
9.自由体积理论:当自由体积分数为2.5%时,它不能够再容纳链段的运动,链段运动的冻
结导致玻璃化转变发生。
10.物理老化:聚合物的某些性质随时间而变化的现象
11.化学老化:聚合物由于光、热等作用下发生的老化
12.外增塑:添加某些低分子组分使聚合物T g下降的现象
13.次级转变或多重转变:Tg以下,链段运动被冻结,存在需要能量小的小尺寸运动单元的
运动
14.结晶速率:物品结晶过程进行到一半所需要时间的倒数
15.结晶成核剂:能促进结晶的杂质在结晶过程中起到晶核的作用
16.熔融:物质从结晶态转变为液态的过程
17.熔限:结晶聚合物的熔融过程,呈现一个较宽的熔融温度范围
18.熔融熵 S m:熔融前后分子混乱程度的变化
19.橡胶: 施加外力时发生大的形变,外力除去后可以恢复的弹性材料
20.应变: 材料受到外力作用而所处的条件使其不能产生惯性移动时,它的几何形状和尺寸
将发生变化
21.附加应力:可以抵抗外力的力
22.泊松比:拉伸实验中材料横向应变与纵向应变比值的负数
23.热塑性弹性体:兼有橡胶和塑料两者的特性,在常温下显示高弹,高温下又能塑化成型
24.力学松弛:聚合物的各种性能表现出对时间的依赖性
25.蠕变:在一定的温度下和较小恒应力的持续作用下,材料应变随时间的增加而增大的现
象
26.应力松驰:在恒定温度和形变保持不变条件下,聚合物内部应力随时间的增加而逐渐衰
减的现象
27.滞后:聚合物在交变应力作用下形变落后于应力变化的现象
28.力学损耗或者内耗:单位体积橡胶经过一个拉伸~回缩循环后所消耗的功
29.储存模量E’:同相位的应力与应变的比值
30.损耗模量E”:相差90度相位的应力振幅与应变振幅的比值
31.Boltzmann叠加原理:聚合物的力学松弛行为是其整个历史上各松弛过程的线性加和
32.应变软化:随应变增大,应力不再增加反而有所下降
33.银纹屈服:聚合物受到张应力作用后,由于应力集中产生分子链局部取向和塑性变形,
在材料表面或内部垂直于应力方向上形成的长100、宽10、厚为1微米左右的微细凹槽或裂纹的现象
34. 裂纹:由于分子链断裂而在材料内部形成的空隙,不具有强度,也不能恢复。
35. 应力银纹——当应力达到临界应力值后在聚合物材料内部引发形成的银纹
36. 环境银纹——在环境和应力的共同作用下,在远低于临界应力值时在聚合物材料内部引
发形成的银纹
37. 剪切屈服:拉伸韧性聚合物材料到达屈服点时,试样在与拉伸方向成450角的方向上
出现剪切滑移变形
38. 脆性断裂:在屈服之前发生,断面平滑,断裂能很小。
39. 韧性断裂:在屈服之后发生,断面粗糙,断裂能很大。
40. 牛顿流体:凡流动行为符合牛顿流动定律的流体
41. 非牛顿流体:凡流动行为不符合牛顿流动定律的流体 42. 表观黏度:随切变速率或切应力变化而变化的某一点的切应力与切应变比值 43. 熔融指数 MI :指在一定的温度下和规定负荷下(2160g ),10min 内从规定直径和长度
的标准毛细管内流出的聚合物的熔体的质量
44. 巴拉斯效应:熔体挤出模孔后,挤出物的截面积比模孔的截面积大的现象
填空题:
1. 结构是决定分子运动的内在条件,性能是分子运动的宏观表现
2. 玻璃化转变实质是:链段运动的松弛过程,熔融转变的实质是整链运动的热力学相变
3. 高分子运动特点:分子运动的多样性,多重性,温度,时间依赖性
4. 高分子的热运动:高分子链的整体运动,链段运动,链节、支链、侧基的运动,晶区的
分子运动
5. 整个大分子链称作大尺寸运动单元,链段及链段以下的运动单元称作小尺寸运动单元
6. 时间依赖性原因:整个分子链,链段,链节等运动单元需要克服内摩擦阻力,是不可能
瞬时完成的
7. 温度越高,松弛时间越短
8. WLF 半经验方程:
9. 模量越大,刚性越大
10. 粘弹行为的五个区域:
1) 玻璃态区:特点: 聚合物类似玻璃,脆性。分子运动主要限于振动和短程的旋转运
动。
2) 玻璃-橡胶转变区:模量下降与皮革相似。此区域为远程、协同分子运动的开始
3) 橡胶-弹性平台区:特点: 模量在此区域几乎恒定,分子间物理缠结,呈现远程橡胶
弹性。分子量越高,平台越长。
4) 橡胶流动区:聚合物既呈现橡胶弹性,又呈现流动性。试验时间短,物理缠结来不
及松弛,材料仍表现橡胶行为;试验时间增加,温度升高,产生解缠作用,导致整个高分子产生流动。
5) 液体流动区:聚合物容易流动,类似糖浆,热运动能量足以使分子链解缠蠕动,这
种流动是作为链段运动结果的整链运动。
11. Tg 测量方法:(1)膨胀计法 (2)量热法 (3)温度一形变法和热机械法(4) 动态力学热
分析 (DMTA) (5) 核磁共振法-NMR (6)介电松弛法
12. 液体或固体物质,其体积由两部分组成:一部分占有体积另一部分是自由体积
13. 影响Tg 的因素:
内因:分子链的柔顺性,几何立构,分子间的作用力
a
ηγτ=?
/
外因:作用力的方式、大小以及实验速率
(1)主链柔性:柔性越好,Tg越低
(2)侧基体积越大,Tg 升高(特例:聚甲基丙烯酸酯类)
(3)对称性取代基使极性部分相互抵消,柔性增加,Tg 下降
(4)全同Tg < 间同Tg,顺式Tg < 反式Tg
(5)T g随分子量增加而升高
(6)链间相互作用越高,Tg越高
(7)作用力越高,Tg越高
(8)冷却速度愈快,Tg愈高
14.改变Tg 的各种手段:增塑,共聚,改变分子量,交联和支化,结晶
15.增塑剂要求:具有相容性好,挥发性低,无毒
16.共聚作用在降低熔点更有效,而增塑作用在降低玻璃化温度更有效
17.结晶性聚合物在Tm冷却到Tg的任何温度都可以结晶
18.聚合物结晶过程能否进行,必须具备两个条件:1.聚合物的分子结构与分子链对称性和
规整性2、适宜的温度和充分的时间
19.影响结晶能力的因素:柔性越差,支化越多,交联越多,分子作用力越大,氢键越少,
分子结晶能力越差
20.聚合物的结晶过程包含成核(均相和异相)和增长两个阶段
21.结晶速度的测定方法:1. 直接观察,2.DSC 3. 膨胀计法
22.阿费拉米方程Avrami Equation:
23.结晶速度的影响因素:
1.温度–最大结晶温度
低温有利晶核的形成,高温有利晶体的生长
2.压力、溶剂、杂质
压力可以加速结晶,小分子溶剂可以加速结晶,加入杂质可使聚合物熔点降低
3.分子量
分子量分子量小,结晶速度快
24.影响Tm的因素:
1.分子间作用力大,?H m高→T m越高
2.分子链越刚性,?S m越小→T m越高。
3.侧基体积增加,熔点升高
4. 分子链对称性和规整性,有较高的熔点
5.加入稀释剂,如增塑剂或溶剂,也能使熔点降低
6. 结晶温度Tc低,熔限宽,熔点低
7. 应力和压力高,熔点升高
8.片晶厚度增加,熔点升高
25.高分子材料力学性能的最大特点:高弹性和粘弹性
26.高弹性是一种熵弹性,熵越小,回弹越慢
27.具有橡胶弹性的条件:长链,交联,足够柔性
28.橡胶高弹性特点:
●形变量大
●形变可恢复
●弹性模量小且随温度升高而增大
●形变有热效应.橡胶拉伸温度升高
29.橡胶状态方程:
●
●
●
30.橡胶弹性影响因素:
1.交联效应(防止永久变形,熵增加)
2.溶胀效应(模量下降)
31.
32.蠕变发展与温度的关系:
1.玻璃化温度以下——链段运动松弛时间很长,ε2很小;材料本体粘度很大,ε3很小;
因此蠕变主要由普弹形变构成,蠕变量很小。
2.玻璃化温度以上——链段运动的松弛时间变短,导致ε2 较大;材料的本体粘度η3
仍很大,ε3 较小;蠕变主要由ε2构成,夹杂着少量ε3。
3.聚合物流动温度——松弛时间和本体粘度都很小,但由于ε3 随时间的发展而发展,
导致总形变不断发展——粘性流动。
33.观察蠕变最适宜的温度范围是在聚合物的Tg温度以上不远处
34.只有在Tg温度附近几十度的范围内,应力松弛现象才比较明显
35.在链段能够运动的前提下,链段运动的阻力越大,应变落后于应力就越严重,δ越大
36.影响滞后的因素:
1.聚合物的链结构(柔性链聚合物的滞后现象比较严重)
2.外力作用频率(若外力作用频率ν太高滞后现象比较轻微)
3.温度(温度太高无滞后现象)
37.内耗对橡胶使用性能的影响
1)内耗大的材料有利于吸收能量,并将能量转变为热能释放。可以用做减震阻尼材料,用来消声减震。
2)内耗大的材料回弹性很差,不适宜用做车辆轮胎。
38.Maxwell 模型:弹簧和粘壶串联,可以表征线型聚合物的应力松弛行为
Kelvin模型:弹簧和粘壶并联,可以描述交联聚合物的蠕变行为
三参数模型:弹簧和一个Kelvin模型串联,可以完整地表征交联聚合物的各种粘弹性行为四参数模型:弹簧、粘壶和一个Kelvin模型串联而成,可以比较好地表征线型聚合物的粘弹性行为
39.应力—应变曲线分析:
1)弹性形变:该阶段从开始拉伸到接近屈服点Y,应力与应变成正比,符合胡克定律2)强迫高弹形变:当应力到达Y点后材料发生了屈服,试样截面出现细颈如果此时停止拉伸、去除外力,试样的大形变不能回复
3)应变硬化:大量的链段开始运动并沿外力方向取向,当应力达到了材料的强度极限时,试样发生断裂,是不可逆形变
40.影响强迫高弹性的因素:
1)温度:随温度升高,聚合物弹性模量减小,塑料变软变韧,屈服应力随温度的降低而增大,断裂应力也随温度的降低而增大,屈服应力增加较快2)拉伸速度:随拉伸速率提高,聚合物材料的模量增加,屈服应力增大,而断裂伸长率减小
3)分子结构:分子链柔性好的聚合物不容易在玻璃态下发生强迫高弹形变,而刚性链聚合物却相对容易发生强迫高弹形变
41.晶态聚合物拉伸与玻璃态聚合物拉伸的比较
1)相似性——都是先经过“弹性变形”,然后出现“强迫高弹”,发展大形变,最后再发生“应变硬化”。
2)不一致性——玻璃态高聚物的强迫高弹形变发生在Tb~Tg温度范围,只发生了链段的运动和取向;晶态高聚物的强迫高弹发生在Tg~Tm之间,拉伸过程中除了链段的运动和分子链的取向外,还包含了结晶结构的破坏、晶片的滑移、取向、以及再结晶过程。
42.
43.聚合物可以产生两种形式屈服:银纹屈服和剪切屈服
44.银纹的特点:
1.具有可逆性——当温度升高(T>Tg)时,取向分子发生解取向,银纹消失。
2.银纹的组成:取向的高分子链段(40~60%)+ 分子链间的空隙
3.银纹具有强度,可承受负荷
4.银纹现象是聚合物所特有的
45.出现银纹是材料破坏的先导。
46.银纹的形成和发展可以吸收大量的能量。如果能够有效地引发银纹并且终止银纹,材料
将会获得较好的韧性。
47.脆性聚合物的临界应力比较小,容易产生银纹;而韧性聚合物的临界应力较高,形成银
纹比较困难
48.1)银纹长度方向的发展——银纹由尖端逐渐向前发展,形成更多的银纹;而银纹内部
分子链的拉伸比基本固定。这是银纹的稳定发展;
2)银纹宽度方向的发展——银纹内部分子链的拉伸比越来越大,以至发生分子链的断裂,从而发展成裂缝,这是银纹的不稳定发展;
49.随着银纹的发展,能量不断消耗,应力不断衰减,银纹发展速度也就逐渐放慢。当应力
衰减到小于临界值以后,银纹就失去了发展的动力,从而导致银纹的终止。
50.剪切屈服与银纹屈服的不同:1)剪切屈服过程只有形态的改变,没有体积的变化;2)
剪切屈服不仅在材料受到剪切力时才能发生,象拉伸应力、压缩应力等都可以引起剪切屈服;
51.实际聚合物受力屈服情况——两种屈服机理共存
52.影响聚合物材料断裂方式的主要因素:
1)脆性断裂一般是由所加应力的张应力分量引起;而韧性断裂则是由所加应力的切应力分量引起。
2)流体静压力可使断裂方式由脆性变为韧性,而尖锐的缺口可将断裂方式由韧性转为脆性。
3)温度可以改变材料断裂方式,低温下脆性,高温下韧性。
4)应变速率明显影响材料断裂方式:低应变速率下的韧性材料在高应变速率下会发生脆性断裂。
53.影响聚合物强度的因素
1. 分子链结构的影响(增加分子链的极性,主链上含芳杂环,分子量高,支化高,交联高,拉伸强度提高)
2. 结晶和取向的影响(结晶度提高对材料的刚性有利,韧性不利)
3. 应力集中的影响(在缺陷上产生应力集中会造成材料破坏的直接原因)
4. 增塑的影响(增塑剂增加,材料的拉伸强度下降、模量下降,但冲击强度增加)
5. 共聚和共混的影响(取决于目的和组分相容性)
6. 填料的影响(1)粉状填料——惰性填料,填充后材料的强度下降,这种填充主要起
到降低成本的作用;活性填料——通过填料粒子可以将应力分散传
递到其它分子链上。所以活性填料可以对聚合物材料起到补强作用(2)纤维状填料——增强后材料除冲击强度外,其他强度大大改善
7. 外力作用速度(随拉伸速度的增加,材料的屈服强度提高,断裂强度增加,断裂伸
长率下降,冲击强度下降。当拉伸速度很快时,材料不能屈服而发
生脆性断裂)
8. 温度(随温度降低,屈服强度增加,断裂强度增加,断裂伸长率下降,冲击强度降
低)
54.热塑性塑料成型过程一般需经历加热塑化、流动成型和冷却固化三个基本步骤。
55.非牛顿流体:①宾汉流体(具有需要最小切应力,呈现塑性)②假塑性流体(切力变稀,
大多数聚合物熔体)③膨胀性流体(切力变稠,胶乳)
56.聚合物普适流动曲线分三个区域
1、第一牛顿区:低切变速率,曲线的斜率n=1,符合牛顿流动定律。该区的粘度通常
称为零切粘度。
2、假塑性区(非牛顿区):流动曲线的斜率n<1,该区的粘度为表观粘度ηa,随着切变
速率的增加,ηa值变小。通常聚合物流体加工成型时所经受
的切变速率正在这一范围内。
3、第二牛顿区:在高切变速率区,流动曲线的斜率n=1,符合牛顿流动定律。该区的
粘度称为无穷切粘度或极限粘度η∞。
从聚合物流动曲线,可求得η0、η∞和ηa。且η0>ηa >η∞
57.聚合物流动曲线的解释
缠结理论解释:缠结破坏与形成的动态过程。
ⅰ第一牛顿区:切变速率足够小,高分子处于高度缠结的拟网结构,流动阻力大;缠结结构的破坏速度等于形成的速度,粘度保持不变,且最高。
ⅱ假塑性区:切变速率增大,缠结结构被破坏,破坏速度大于形成速度,粘度减小,表现出假塑性流体行为。
ⅲ第二牛顿区:切变速率继续增大,高分子中缠结构完全被破坏,来不及形成新的缠结,体系粘度恒定,表现牛顿流动行为。
58. 一般MI 越大,流动性越好,注射级MI 大,挤出MI 小,吹塑处于中间
59. 聚合物熔体的切粘度测定方法:1、落球粘度计2、毛细管粘度计3、旋转粘度计
60. 影响聚合物熔体粘度的因素:
1)分子结构
A 、粘度的分子量依赖性,临界分子量发生缠结的最小分子量
B 、粘度的分子量分布的依赖性,分子量分布宽的试样对切变速率敏感性大
C 、 分子链支化的影响,短支链多:η低,流动性好,橡胶加入支化的橡胶改善加工流动性。长支链多:形成缠结,η提高。
2)共混:
lgη= φ 1lgη1+φ2lgη2加入第二组分,可降低熔体粘度,改善加工性能
3)温度、切应力、切变速率:
一般刚性链的粘流活化能?E η高。
A 、温度
a 、刚性分子有温敏性,加工过程采用提高温度的方法来调节流动性
b 、柔性分子对T 不敏感,加工过程要改变切变速率来改善流动性
B 、切变速率(切应力)
a 、柔性分子:η随切变速率下降明显,“切敏性”
b 、刚性分子、改变构象比较难,切变速率升高η变化不大。
61. 影响粘流温度的因素:
Ⅰ 分子结构的影响
分子链越柔顺,粘流温度越低;高分子极性大,粘流温度越高。
Ⅱ 分子量的影响
粘流温度Tf 是整个高分子开始运动的温度;分子量越大,位移运动越不易进行,粘流温度越高。
Ⅲ 粘流温度与外力大小和外力作用的时间有关
外力可降低粘流温度;延长外力作用时间有助于高分子链产生粘性流动;
62. 高聚物的粘流温度是成型加工的下限温度,高聚物的分解温度是成型加工的上限温度 6.1~10w KM =ηWhen M
=ηRT E a Ae
/ηη?=
四、计算题 1、某碳链聚α-烯烃,平均分子量为00(1000M M M =为链节分子量,试计算以下各项数值:(1)完全伸直时大分子链的理论长度;(2)若为全反式构象时链的长度;(3)看作Gauss 链时的均方末端距;(4)看作自由旋转链时的均方末端距;(5)当内旋转受阻时(受阻函数438.0cos =?)的均方末端距;(6)说明为什么高分子链在自然状态下总是卷曲的,并指出此种聚合物的弹性限度。 解:设此高分子链为—(—CH 2—CHX —)n —,键长l=0.154nm,键角θ=109.5 。 . 25)/(,,)()6(6.15)(7.242438.01438 .013/113/11154.02000cos 1cos 1cos 1cos 1)5(86.94cos 1cos 1)4(35.47154.02000)3(5.2512 5 .109sin 154.020002 sin )2(308154.0)1000(2)1(2 ,2/12max 2/122 2222 2 2 ,2 222 000 max 倍弹性限度是它的理论状态下是卷曲的所以大分子链处于自然因为或反式反式反式≈==-+?-+?=-+?-+==-+==?===?===?==r f r f h L h L L nm h nm nl h nm nl h nm nl h nm nl L nm M M nl L φφφ??θθθ θ θ 2、 假定聚乙烯的聚合度2000,键角为109.5°,求伸直链的长度l max 与自由旋转链的根均 方末端距之比值,并由分子运动观点解释某些高分子材料在外力作用下可以产生很大形变的原因。 解:对于聚乙烯链Lmax=(2/3)1/2 nl l n h r f 2) (2 /12 ,= N=2×2000=4000(严格来说应为3999) 所以 5.363/40003/) m ax /(2 /12,===n h L r f 可见,高分子链在一般情况下是相当卷曲的,在外力作用下链段运动的结果是使分子趋于伸展。于是在外力作用下某些高分子材料可以产生很大形变,理论上,聚合度为2000 的聚乙烯完全伸展可产生36.5倍形变。 注意:公式中的n 为键数,而不是聚合度,本题中n 为4000,而不是2000。 3、计算相对分子质量为106 的线形聚苯乙烯分子的均方根末端距。(1)假定链自由取向
高分子物理知识点总结 导读:我根据大家的需要整理了一份关于《高分子物理知识点总结》的内容,具体内容:高分子物理是研究高分子物质物理性质的科学。下面我给你分享,欢迎阅读。高分子链的构型有旋光异构和几何异构两种类型。旋光异构是由于主链中的不对称碳原子形成的,有全同... 高分子物理是研究高分子物质物理性质的科学。下面我给你分享,欢迎阅读。 高分子链的构型有旋光异构和几何异构两种类型。 旋光异构是由于主链中的不对称碳原子形成的,有全同、间同和无规三种不同的异构体(其中,高聚物中全同立构和间同立构的总的百分数称为等规度。)。 全同(或等规)立构:取代基全部处于主链平面的一侧或者说高分子全部由一种旋光异构单元键接而成间同立构:取代基相间地分布于主链平面的两侧或者说两种旋光异构单元交替键接 无规立构:取代基在平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构单元完全无规键接 几何异构是由于主链中存在双键而形成的,有顺式和反式两种异构体。构象:原子或原子基团围绕单键内旋转而产生的空间分布。 链段:把若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元 链节(又称为重复单元):聚合物中组成和结构相同的最小单位
高分子可以分为线性、支化和交联三种类型。其中支化高分子的性质与线性高分子相似,可以溶解,加热可以熔化。但由于支化破坏了高分子链的规整性,其结晶能力大大降低,因此支化高分子的结晶度、密度、熔点、硬度和拉伸强度等,都较相应的线性高分子的低。 交联高分子是指高分子链之间通过化学键形成的三维空间网络结构,交联高分子不能溶解,只能溶胀,加热也不能熔融。 高分子链的构象就是由单键内旋转而形成的分子在空间的不同形态。 单键的内旋转是导致高分子链呈卷曲构象的根本原因,内旋转越自由,卷曲的趋势就越大。这种不规则的卷曲的高分子构象称为无规线团。 高分子链的内旋转并不是完全自由的,有键角和空间位阻的限制。 自由结合链的内旋转没有键角和位垒限制;自由旋转链有键角限制,但没有空间位阻的限制。自由结合链和自由旋转链都是假想的理想链,实际中是不存在的。 实际的高分子链既不是自由结合链,也不是自由旋转链,但可以看作是一个等效的自由结合链。 柔顺性:高分子链能够改变其构象的性质 末端距:线性高分子的一端到另一端的距离 内聚能:克服分子间的作用力,把1mol液体或者固体移到其分子间的引力范围之外所需要的能量(单位体积内的内聚能则称为内聚能密度) 聚合物在不同的条件下结晶,可以形成不同的形态。 聚合物的单晶一般只能在极稀溶液中(浓度小于0.1%)缓慢结晶才能形成。
结合着下载的资料复习吧~~~~ 绪论 分子生物学的发展简史 Schleiden和Schwann提出“细胞学说” 孟德尔提出了“遗传因子”的概念、分离定律、独立分配规律 Miescher首次从莱茵河鲑鱼精子中分离出DNA Morgan基因存在于染色体上、连锁遗传规律 Avery证明基因就是DNA分子,提出DNA是遗传信息的载体 McClintock首次提出转座子或跳跃基因概念 Watson和Crick提出DNA双螺旋模型 Crick提出了“中心法则” Meselson与Stah用N重同位素证明了DNA复制是一种半保留复制 Jacob和Monod提出了著名的乳糖操纵子模型 Arber首次发现DNA限制性内切酶的存在 Temin和Baltimore发现在病毒中存在以RNA为模板,逆转录成DNA的逆转录酶 哪几种经典实验证明了DNA是遗传物质? (Avery等进行的肺炎双球菌转化实验、Hershey 利用放射性同位素35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质外壳和DNA) 第二章染色体与DNA 第一节染色体 一、真核细胞染色体的组成 DNA:组蛋白:非组蛋白:RNA = 1:1:(1-1.5):0.05 (一)蛋白质(组蛋白、非组蛋白) (1)组蛋白:H1、H2A、H2B、H3、H4 功能:①核小体组蛋白(H2A、H2B、H3、H4)作用是将DNA分子盘绕成核小体
②不参加核小体组建的组蛋白H1,在构成核小体时起连接作用 (2)非组蛋白:包括以DNA为底物的酶、作用于组蛋白的酶、RNA聚合酶等。常见的有(HMG蛋白、DNA结合蛋白) 二、染色质 染色体:分裂期由染色质聚缩形成。 染色质:线性复合结构,间期遗传物质存在形式。 常染色质(着色浅) 具间期染色质形态特征和着色特征染色质 异染色质(着色深) 结构性异染色质兼性异染色质 (在整个细胞周期内都处于凝集状态)(特定时期处于凝集状态)三、核小体 由H2A、H2B、H3、H4各2 分子组成的八聚体和绕在八聚体外的DNA、一分 子H1组成。八聚体在中央,DNA分子盘绕在外,由此形成核心颗粒。,H1结合在核心颗粒外侧DNA双链的进出口端,如搭扣将绕在八聚体外DNA链固定,核心颗粒之间的连接部分为连接DNA。 核小体的定位对转录有促进作用
聚合物的结构(计算题:均方末端距与结晶度) 1.简述聚合物的层次结构。 答:聚合物的结构包括高分子的链结构和聚合物的凝聚态结构,高分子的链结构包括近程结构(一级结构)和远程结构(二级结构)。一级结构包括化学组成、结构单元链接方式、构型、支化与交联。二级结构包括高分子链大小(相对分子质量、均方末端距、均方半径)和分子链形态(构象、柔顺性)。三级结构属于凝聚态结构,包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构和织态结构。 构型:是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。 (要改变构型,必须经过化学键的断裂和重组。) 高分子链的构型有旋光异构和几何异构两种类型。 旋光异构是由于主链中的不对称碳原子形成的,有全同、间同和无规三种不同的异构体(其中,高聚物中全同立构和间同立构的总的百分数称为等规度。)。 全同(或等规)立构:取代基全部处于主链平面的一侧或者说高分子全部由一种旋光异构单元键接而成 间同立构:取代基相间地分布于主链平面的两侧或者说两种旋光异构单元交替键接 无规立构:取代基在平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构单元完全无规键接 几何异构是由于主链中存在双键而形成的,有顺式和反式两种异构体。 构象:原子或原子基团围绕单键内旋转而产生的空间分布。 链段:把若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元 链节(又称为重复单元):聚合物中组成和结构相同的最小单位 高分子可以分为线性、支化和交联三种类型。其中支化高分子的性质与线性高分子相似,
可以溶解,加热可以熔化。但由于支化破坏了高分子链的规整性,其结晶能力大大降低,因此支化高分子的结晶度、密度、熔点、硬度和拉伸强度等,都较相应的线性高分子的低。 交联高分子是指高分子链之间通过化学键形成的三维空间网络结构,交联高分子不能溶解,只能溶胀,加热也不能熔融。 高分子链的构象就是由单键内旋转而形成的分子在空间的不同形态。 单键的内旋转是导致高分子链呈卷曲构象的根本原因,内旋转越自由,卷曲的趋势就越大。 这种不规则的卷曲的高分子构象称为无规线团。 高分子链的内旋转并不是完全自由的,有键角和空间位阻的限制。 自由结合链的内旋转没有键角和位垒限制;自由旋转链有键角限制,但没有空间位阻的限制。 自由结合链和自由旋转链都是假想的理想链,实际中是不存在的。 实际的高分子链既不是自由结合链,也不是自由旋转链,但可以看作是一个等效的自由结合链。 柔顺性:高分子链能够改变其构象的性质 末端距:线性高分子的一端到另一端的距离 内聚能:克服分子间的作用力,把1mol液体或者固体移到其分子间的引力范围之外所需要的能量(单位体积内的内聚能则称为内聚能密度)
Section A 细胞与大分子 简述复杂大分子的生物学功能及与人类健康的关系。 Section C 核酸的性质 1.DNA的超螺旋结构的特点有哪些? A 发生在闭环双链DNA分子上 B DNA双链轴线高卷曲,与简单的环状相比,连接数发生变化 C 当DNA扭曲方向与双螺旋方向相同时,DNA变得紧绷,为正超螺旋,反之变得松弛为负超螺旋。自然界几乎所有DNA分子超螺旋都为负的,因为能量最低。 2.简述核酸的性质。 A 核酸的稳定性:由于核酸中碱基对的疏水效应以及电荷偶极作用而趋于稳定 B 酸效应:在强酸和高温条件下,核酸完全水解,而在稀酸条件下,DNA的核苷键被选择性地断裂生成脱嘌呤核酸 C 碱效应:当PH超出生理范围时(7-8),碱基的互变异构态发生变化 D 化学变性:一些化学物质如尿素,甲酰胺能破坏DNA和RNA二级结构中的 而使核酸变性。 E 粘性:DNA的粘性是由其形态决定的,DNA分子细长,称为高轴比,可被机械力和超声波剪切而粘性下降。 F 浮力密度:1.7g/cm^3,因此可利用高浓度分子质量的盐溶液进行纯化和分析 G 紫外线吸收:核酸中的芳香族碱基在269nm 处有最大光吸收 H 减色性,热变性,复性。 思考题:提取细菌的质粒依据是核酸的哪些性质? 质粒是抗性基因,,在基因组或者质粒DNA中用碱提取法。 Sectio C 课前提问 1.在1.5mL的离心管中有500μL,取出10 μL稀释至1000 μL后进行检测,测得A260=0.15。 问(1):试管中的DNA浓度是多少? 问(2):如果测得A280=0.078, .A260/A280=?说明什么问题? (1)稀释前的浓度:0.15/20=0.0075 稀释后的浓度:0.0075/100=0.75ug/ml (2)0.15/0.078=1.92〉1.8,说明DNA中混有RNA样品。 2.解释以下两幅图
高分子物理重要知识点 第一章高分子链的结构 1.1高分子结构的特点和内容 高分子与低分子的区别在于前者相对分子质量很高,通常将相对分子质量高于约1万的称为高分子,相对分子质量低于约1000的称为低分子。相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物(又名齐聚物)。一般高聚物的相对分子质量为104~106,相对分子质量大于这个范围的又称为超高相对分子质量聚合物。 英文中“高分子”或“高分子化合物”主要有两个词,即polymers和Macromolecules。前者又可译作聚合物或高聚物;后者又可译作大分子。这两个词虽然常混用,但仍有一定区别,前者通常是指有一定重复单元的合成产物,一般不包括天然高分子,而后者指相对分子质量很大的一类化合物,它包括天然和合成高分子,也包括无一定重复单元的复杂大分子。 与低分子相比,高分子化合物的主要结构特点是: (1)相对分子质量大,由很大数目的结构单元组成,相对分子质量往往存在着分布; (2)主链有一定的内旋自由度使分子链弯曲而具有柔顺性; (3)高分子结构不均一,分子间相互作用力大; (4)晶态有序性较差,但非晶态却具有一定的有序性。 (5)要使高聚物加工成为有用的材料,需加入填料、各种助剂、色料等。 高分子的结构是非常复杂的,整个高分子结构是由不同层次所组成的,可分为以下三个主要结构层次(见表1-1): 表1-1高分子的结构层次及其研究内容 由于高分子结构的如上特点,使高分子具有如下基本性质:比重小,比强度高,弹性,可塑性,耐磨性,绝缘性,耐腐蚀性,抗射线。 此外,高分子不能气化,常难溶,粘度大等特性也与结构特点密切相关。 1.2高分子链的近程结构 高分子链的化学结构可分为四类: (1)碳链高分子,主链全是碳以共价键相连:不易水解 (2)杂链高分子,主链除了碳还有氧、氮、硫等杂原子:由缩聚或开环得到,因主链由极性而易水解、醇解或酸解(3)元素有机高分子,主链上全没有碳:具有无机物的热稳定性及有机物的弹性和塑性 (4)梯形和螺旋形高分子:具有高热稳定性 由单体通过聚合反应连接而成的链状分子,称为高分子链。聚合度:高分子链中重复单元的数目; 除结构单元的组成外,端基对聚合物的性能影响很大:提高热稳定性 链接结构是指结构单元在高分子链的联接方式(主要对加聚产物而言,缩聚产物的链接方式一般是明确的)。
现代分子生物学总结(朱玉贤、最新版)
一、绪论 两个经典实验 1、肺炎球菌在老鼠体内的毒性实验:先将光滑型致病菌(S型)烧煮杀活性以后、以及活的粗糙型细菌(R型)分别侵染小鼠发现这些细菌自然丧失了治病能力;当他们将经烧煮杀死的S型细菌和活的R型细菌混合再感染小鼠时,实验小鼠每次都死亡。解剖死鼠,发现有大量活的S型细菌。实验表明,死细菌DNA 进行了可遗传的转化,从而导致小鼠死亡。 2、T2噬菌体感染大肠杆菌:当细菌培养基中分别带有35S或32P标记的氨基酸或核苷酸,子代噬菌体就相应含有35S标记的蛋白质或32P标记的核酸。分别用这些噬菌体感染没有放射性标记的细菌,经过1~2个噬菌体DNA 复制周期后进行检测,子代噬菌体中几乎不含带35S标记的蛋白质,但含30%以上的32P 标记。说明在噬菌体传代过程中发挥作用的可能是DNA而不是蛋白质。 基因的概念:基因是产生一条多肽链或功能RNA分子所必需的全部核苷酸序列。
二、染色体与DNA 嘌呤嘧啶 腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶 染色体 性质:1、分子结构相对稳定;2、能够自我复制,使亲、子代之间保持连续性;3、能指导蛋白质的合成,从而控制生命过程;4、能产生可遗传的变异。 组蛋白一般特性:1、进化上极端保守,特别是H3、H4;2、无组织特异性;3、肽链上氨基酸分布的不对称性;4、存在较普遍的修饰作用;5、富含赖氨酸的组蛋白H5 非组蛋白:HMG蛋白;DNA结合蛋白;A24非组蛋白
真核生物基因组DNA 真核细胞基因组最大特点是它含有大量的重复序列,而且功能DNA序列大多被不编码蛋白质的非功能蛋白质所隔开。人们把一种生物单倍体基因组DNA的总量称为C值,在真核生物中C 值一般是随着生物进化而增加的,高等生物的C 值一般大于低等动物,但某些两栖类的C值甚至比哺乳动物还大,这就是著名的C值反常现象。真核细胞DNA序列可被分为3类:不重复序列、中度重复序列、高度重复序列。 真核生物基因组的特点:1、真核生物基因组庞大,一般都远大于原核生物的基因组;2、真核基因组存在大量的的重复序列;3、真核基因组的大部分为非编码序列,占整个基因组序列的90%以上,这是真核生物与细菌和病毒之间的最主要的区别;4、真核基因组的转录产物为单顺反之;5、真核基因组是断裂基因,有内含子结构;6、真核基因组存在大量的顺式元件,包括启动子、增强子、沉默子等;7、真核基因组中存在大量的DNA多态性;8、真核基因组具有端粒结构。
第一章 高分子的链结构 1.1 高分子结构的特点和内容 高聚物结构的特点: 1. 是由多价原子彼此以主价键结合而成的长链状分子,相对分子质量大,相对分子质量往往存着分布。 2. 一般高分子主链都有一定的内旋转自由度,可以使主链弯曲而具有柔性。 3.晶态有序性较差,但非晶态却具有一定的有序性。 4.要使高聚物加工成有用的材料,往往需要在其中加入填料,各种助剂,色料等.。 5. 凝聚态结构的复杂性: 结构单元间的相互作用对其聚集态结构和物理性能有着十分重要的影响。 1.2 高分子的近程结构 (,)(,)??????????????????????????????????????????????????????????? 结构单元的化学组成结构单元键接方式 结构单元空间立构近程结构支化高分子链结构交联结构单元键接序列高聚物结构高分子链尺寸分子量均方半径和均方末端距远程结构高分子链的形态构象柔性与刚性非晶态结构晶态结构高分子聚集态结构液晶结构 取向结构多相结构 链结构:指单个分子的结构和形态. 链段:指由高分子链中划出来的可以任意取向的最小链单元. 近程结构:指链结构单元的化学组成,键接方式,空间方式,空间立构,支化和交联,序列结构等问题. 共聚物:由两种以上单体所组成的聚合物. 有规立构聚合物:指其化学结构单元至少含有一个带有两个不同取代原子或基团的主链碳原子,并且沿整个分子链环绕这种碳原子是有规律的. 全同立构:高分子全部由一种旋光异构单元键接而成. 间同立构:由两种旋光异构单元交替键接. 无规立构:两种旋光异构单元完全无规则键接时. 等规度:高聚物中含有全同立构和间同立构的总的百分数. 临界聚合度:聚合物的分子量或聚合度一定要达到某一数值后,才能显示出适用的机械强度,这一数值称为~. 键接结构:是指结构单元在高分子链中的连接方式. 支化度:以支化点密度或相邻支化点之间的链的平均分子量来表示运货的程度. 交联结构:高分子链之间通过支链联结成一个三维空间网型大分子时即成为交联结构. 交联度:通常用相邻两个交联点之间的链的平均分子量Mc 来表示. 交联点密度:为交联的结构单元占总结构单元的分数,即每一结构单元的交联几率. 1.3 高分子的远程结构 构造: 是指链中原子的种类和排列,取代基和端基的种类,单体单元的排列顺序,支链的类型和长度等. 构象:由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态称为~ 构型: 是指某一原子的取代基在空间的排列. 遥爪高分子:是端基具有特定反应性技的聚合物.
分子生物学 第一章绪论 分子生物学研究内容有哪些方面? 1、结构分子生物学; 2、基因表达的调节与控制; 3、DNA重组技术及其应用; 4、结构基因组学、功能基因组学、生物信息学、系统生物学 第二章DNA and Chromosome 1、DNA的变性:在某些理化因素作用下,DNA双链解开成两条单链的过程。 2、DNA复性:变性DNA在适当条件下,分开的两条单链分子按照碱基互补原则重新恢复天然的双螺旋构象的现象。 3、Tm(熔链温度):DNA加热变性时,紫外吸收达到最大值的一半时的温度,即DNA分子内50%的双链结构被解开成单链分子时的温度) 4、退火:热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性,称为退火 5、假基因:基因组中存在的一段与正常基因非常相似但不能表达的DNA序列。以Ψ来表示。 6、C值矛盾或C值悖论:C值的大小与生物的复杂度和进化的地位并不一致,称为C值矛盾或C值悖论(C-Value Paradox)。 7、转座:可移动因子介导的遗传物质的重排现象。 8、转座子:染色体、质粒或噬菌体上可以转移位置的遗传成分 9、DNA二级结构的特点:1)DNA分子是由两条相互平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成;2)DNA分子中的脱氧核苷酸和磷酸交替连接,排在外侧,构成基本骨架,碱基排列在外侧;3)DNA分子表面有大沟和小沟;4)两条链间存在碱基互补,通过氢键连系,且A=T、G ≡ C(碱基互补原则);5)螺旋的螺距为3.4nm,直径为2nm,相邻两个碱基对之间的垂直距离为0.34nm,每圈螺旋包含10个碱基对;6)碱基平面与螺旋纵轴接近垂直,糖环平面接近平行 10、真核生物基因组结构:编码蛋白质或RNA的编码序列和非编码序列,包括编码区两侧的调控序列和编码序列间的间隔序列。 特点:1)真核基因组结构庞大哺乳类生物大于2X109bp;2)单顺反子(单顺反子:一个基因单独转录,一个基因一条mRNA,翻译成一条多肽链;)3)基因不连续性断裂基因(interrupted gene)、内含子(intron)、外显子(exon);4)非编码区较多,多于编码序列(9:1) 5)含有大量重复序列 11、Histon(组蛋白)特点:极端保守性、无组织特异性、氨基酸分布的不对称性、可修饰作用、富含Lys的H5 12、核小体组成:由组蛋白和200bp DNA组成 13、转座的机制:转座时发生的插入作用有一个普遍的特征,那就是受体分子中有一段很短的被称为靶序列的DNA会被复制,使插入的转座子位于两个重复的靶序列之间。 复制型转座:整个转座子被复制,所移动和转位的仅为原转座子的拷贝。 非复制型转座:原始转座子作为一个可移动的实体直接被移位。 第三章DNA Replication and repair 1、半保留复制:DNA生物合成时,母链DNA解开为两股单链,各自作为模板(template)按碱
UNIT1.碳链高分子:主链全部由C以共价键相连接;杂链:主链含C,以及O、S等两种或以上的原子以共价键相连接;构造:聚合物分子的各种形状(线形、枝化、交联、梯形、螺旋)构型:由化学键固定的原子在空间几何排列;构像:原子或原子团绕单键内旋转所产生的空间排布。旋光异构体:结构单元为-CH2-CHX-型,包含一个不对称C,所形成的异构体;分为全同:取代基都在主平面一侧或都由一种旋光异构单元键接而成;间同:相间分布于或两种交替链接;无规:不规则分布或两种无规链接。链段:高分子链中的单键旋转时互相牵制,一个键转动,要带动附近的一段链一起运动,把若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元。自由连结链:一个孤立高分子链在旋转时不考虑键角限制和位垒的障碍,每个分子由足够过的不占有体积的化学键自由结合而成的,每个键在任方向取向几率相等的理想模型。自由旋转链:分子链中每个键在键角所允许的方向自由转动,不考虑空间位阻对旋转的影响;等效自由:将一个原来有n个键长为l键角固定旋转不自由的键组成的链可视为Z个长度为b的自由结合链段的的高分子链;链的柔性:分子链能够改变其构象的性质.(不但高分子本身是一个独立运动单元,而且在每个高分子中还存在能独立运动的小单元,他们热运动的结果 使链有强烈的卷曲倾向,这是大分子链具备柔性的最根本内在原因)柔性实质:构象数增,S增,分子链卷曲程度增,分子链在无外力作用下总是自发采取卷曲形态,使构象熵最大。平衡态柔性:热力学平衡条件下的柔性,取决于反式与旁式构象之间的能量差ΔUtg。动态柔性:在外界条件影响下从一种平衡态构象向另一种平衡态构象转变的难易程度,转变速度取决于位能曲线上反式和旁式构象之间的位垒ΔUb与外场作用能之间的关系(ΔUb与kT).影响柔性的因素:分子结构:a主链结构1主链全部由单键组成,一般柔性较好,PE PP;不同单键,柔性不同Si-O>C-N>C-O>C-C.2有孤立双键,柔性大,顺式聚1,4-丁二烯;共轭双键,不能内旋转,分子刚性,聚乙炔,聚苯;有芳杂环,柔性差,芳香尼龙.b取代基1极性大作用力大,内旋转受阻,柔性差,PAN
高分子物理重要知识点 (1人评价)|95人阅读|8次下载|举报文档 高分子物理重要知识点 (1人评价)|96人阅读|8次下载|举报文档 1 高分子物理重要知识点第一章高分子链的结构 1.1高分子结构的特点和内容高分子与低分子的区别在于前者相对分子质量很高,通常将相对分子质量高于约1万的称为高分子,相对分子质量低于约1000的称为低分子。相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物(又名齐聚物)。一般高聚物的相对分子质量为104~106,相对分子质量大于这个范围的又称为超高相对分子质量聚合物。英文中“高分子”或“高分子化合物”主要有两个词,即polymers和Macromolecules。前者又可译作聚合物或高聚物;后者又可译作大分子。这两个词虽然常混用,但仍有一定区别,前者通常是指有一定重复单元的合成产物,一般不包括天然高分子,而后者指相对分子质量很大的一类化合物,它包括天然和合成高分子,也包括无一定重复单元的复杂大分子。与低分子相比,高分子化合物的主要结构特点是:(1)相对分子质量大,由很大数目的结构单元组成,相对
分子质量往往存在着分布;(2)主链有一定的内旋自由度使分子链弯曲而具有柔顺性;(3)高分子结构不均一,分子间相互作用力大;(4)晶态有序性较差,但非晶态却具有一定的有序性。(5)要使高聚物加工成为有用的材料,需加入填料、各种助剂、色料等。高分子的结构是非常复杂的,整个高分子结构是由不同层次所组成的,可分为以下三个主要结构层次(见表1-1):表1-1高分子的结构层次及其研究内容 名称内容备注链结构一级结构(近程结构)结构单元的化学组成键接方式构型(旋光异构,几何异构)几何形状(线形,支化,网状等)共聚物的结构指单个大分子与基本结构单元有关的结构二级结构(远程结构)构象(高分子链的形状)相对分子质量及其分布指由若干重复单元组成的链段的排列形状三级结构(聚集态结构、聚态结构、超分子结构)晶态非晶态取向态液晶态织态指在单个大分子二级结构的基础上,许多这样的大分子聚集在一起而成的聚合物材料的结构由于高分子结构的如上特点,使高分子具有如下基本性质:比重小,比强度高,弹性,可塑性,耐磨性,绝缘性,耐腐蚀性,抗射线。此外,高分子不能气化,常难溶,粘度大等特性也与结构特点密切相关。 1.2高分子链的近程结构高分子链的化学结构可分为四类:(1)碳链高分子,主链全是碳以共价
分子生物学总结完整版 1、结构分子生物学; 2、基因表达的调节与控制; 3、DNA重组技术及其应用; 4、结构基因组学、功能基因组学、生物信息学、系统生物学 第二章DNA and Chromosome 1、DNA的变性:在某些理化因素作用下,DNA双链解开成两条单链的过程。 2、 DNA复性:变性DNA在适当条件下,分开的两条单链分子按照碱基互补原则重新恢复天然的双螺旋构象的现象。 3、 Tm(熔链温度): DNA加热变性时,紫外吸收达到最大值的一半时的温度,即DNA分子内50%的双链结构被解开成单链分子时的温度) 4、退火:热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性,称为退火 5、假基因:基因组中存在的一段与正常基因非常相似但不能表达的DNA序列。以Ψ来表示。 6、 C值矛盾或C值悖论:C值的大小与生物的复杂度和进化的地位并不一致,称为C值矛盾或C值悖论(C-Value Paradox)。 7、转座:可移动因子介导的遗传物质的重排现象。 8、转座子:染色体、质粒或噬菌体上可以转移位置的遗传成分
9、 DNA二级结构的特点:1)DNA分子是由两条相互平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成;2)DNA分子中的脱氧核苷酸和磷酸交替连接,排在外侧,构成基本骨架,碱基排列在外侧;3)DNA分子表面有大沟和小沟;4)两条链间存在碱基互补,通过氢键连系,且A=T、G ≡ C(碱基互补原则);5)螺旋的螺距为 3、4nm,直径为2nm,相邻两个碱基对之间的垂直距离为0、34nm,每圈螺旋包含10个碱基对;6)碱基平面与螺旋纵轴接近垂直,糖环平面接近平行 10、真核生物基因组结构:编码蛋白质或RNA的编码序列和非编码序列,包括编码区两侧的调控序列和编码序列间的间隔序列。特点:1)真核基因组结构庞大哺乳类生物大于2X109bp;2)单顺反子(单顺反子:一个基因单独转录,一个基因一条mRNA,翻译成一条多肽链;)3)基因不连续性断裂基因(interrupted gene)、内含子(intron)、外显子(exon);4)非编码区较多,多于编码序列(9:1) 5)含有大量重复序列1 1、Histon(组蛋白)特点:极端保守性、无组织特异性、氨基酸分布的不对称性、可修饰作用、富含Lys的H5 12、核小体组成: 由组蛋白和200bp DNA组成 13、转座的机制:转座时发生的插入作用有一个普遍的特征,那就是受体分子中有一段很短的被称为靶序列的DNA会被复