生物物理学 知识点

如题所述

第一章 生物物理绪论

1. 生物物理的定义、研究内容和研究手段;

2. 生物物理的研究方法;

3. 为什么学多年来“生物物理学”的确切定义一直是该学科领域认为不易回答的问题?

4. 在17-19世纪生物物理发展的早期,主要涉及哪些方面的零散研究?那时为什么没能出现生物物理这门学科?

5. 为什么说X射线及其X射线衍射定律的发现是生物物理迅速发展的先决条件?

6. 1934年薛定谔(Schrodinger)在其系列演讲“生命是什么?--活细胞的物理观”中,倡导用物理学的观点和方法研讨生命的奥秘。他在报告中提出了三个重要观点是什么?

7. 近几十年来生物物理的发展和现状说明了什么观点?

8. 生物物理仪器与实验技术包括哪几个方面?并列举各类中代表设备。

9. 生物物理研究内容是如何分类的?不同分类中包含哪些内容?

10. 说明鸟为什么会飞的主要原因?

第二章 生物物理的量子力学基础

1. 掌握概念:热辐射、平衡热辐射、单色辐射强度、绝对黑体、光电效应、光量子、发射光谱、吸收光谱、德布罗意假设、德布罗波、海森伯测不准关系

2. 基尔霍夫定律的内容;

3. 什么是普朗克能量量子化假设?

4. 光电效应表现出哪四个实验规律?光电效应中经典物理理论的困难是什么?

5. 研究原子结构规律有哪两条途径?原子核式结构的缺陷是什么?玻尔原子理论有哪三个基本假设?玻尔原子理论有何重要意义?

6. 解释光的波粒二象性;波动性和粒子性的具体体现;

7. 质量为m的粒子,以速度v运动时,不但具有粒子的性质,也具有波动的性质;波动性和粒子性的联系式即德布罗意关系式是什么?

8. 如何从从德布罗意波导出氢原子玻尔理论中角动量量子化条件?

9. 1923年戴维逊物质波验证实验内容;1927年汤姆孙电子衍射实验内容;

10. 德布罗意波为概率波的含义是什么?

11. 无数实验证明了实物粒子都具有波动性,如何描述其运动规律呢?

12. 薛定谔方程是如何建立的?

13. 解释波函数物理意义;

14. 如何从测不准关系说明原子光谱宽度?

第三章 生物分子的相互作用

1. 分子的性质有哪些因素决定?

2. 构型和构象的概念和区别;什么是分子构造?

3. 化学键按成键时电子运动状态的不同可分为几种类型?分子间弱相互作用有哪些?

4. 离子键的定义和特点;

5. 共价键的定义和特点;用测不准关系说明共价键形成的要点;

6. 阐述价键理论的要点;

7. 什么是杂化轨道?sp、sp2和sp3的含义;

8. 分子轨道理论的主要内容;

9. s-s原子轨道和p-p原子轨道的含义;

10. 分子轨道:轨道、σ键和σ电子;π轨道、π键和π电子的含义;

11. 诱导偶极子的概念;电相互作用有哪些类型?

12. 分子间存在的范德华力有三种来源,即色散力(London力)、诱导力(Debye力)和取向力(Keesom力) ,它们的作用机制是什么?

13. 范德华力的特点、作用范围、受影响的主要因素对分子构成的物质性质的影响;

14. 氢键的概念和特征;形成氢键必须具备的条件;

15. 什么是孤对电子?

16. 水化作用和疏水作用的概念;离子水化模型是什么?离子水化作用的影响;

17. 笼形结构的概念;为什么说疏水作用是熵驱动的自发过程?

18. 稳定蛋白质三维结构的主要作用力有哪些?

第四章 研究生物体系的物理方法

一、X射线晶体结构分析

1. 晶体和非晶体在结构上和性能上的区别;晶体结构的基本特征;

2. 阵点、空间点阵、晶胞和布拉维点阵的概念;晶胞选取的原则;

3. 晶体结构和空间点阵的区别;晶向指数和晶面指数及其意义;晶面指数、晶面间距和原子排列的关系;

4. X射线的概念及其特点;为什么X射线经过晶体时会发生衍射?

5. 连续X射线的概念及特点;连续X射线产生机理;

6. 特征X射线谱的概念及特点;什么是激发电压?特征X射线产生的机理;

7. X射线荧光光谱和电子探针分析的理论基础是什么?

8. 晶体衍射的布拉格条件是什么?

9. 衍射峰的位置、强度、峰形(峰宽)由什么因素决定?

二、红外和拉曼光谱技术

1. 分子能级包括哪三部分?光谱区与能级跃迁的对应关系;

2. 红外光谱的概念及应用领域;红外光谱产生的条件;

3. 什么样的基团具有红外活性?

4. 决定双原子分子红外吸收峰峰位的因素有哪些?

5. 红外光谱中某基团的峰数由什么因素决定?决定峰位位置的主要因素有哪些?影响峰强度的因素;

6. 典型基团的吸收峰位置;

7. 影响峰位变化的主要因素;

8. 红外分析制样方法有哪些?

9. 红外光谱技术如何进行定性和定量分析?

10. 瑞利散射和拉曼散射的概念;

11. 什么是拉曼位移?它与什么因素有关?红外与拉曼活性之间的区别?

12. 为什么stokes线强于反stokes线?

三、核磁共振谱

1. 核磁矩的概念;核磁矩与自旋量子数间的关系;塞曼效应;

2. 核磁共振现象的原理;

3. 什么是核磁共振的化学位移?为什么核磁共振可用于有机化合物结构分析?

4. 为什么用四甲基硅烷(TMS)作为化学位移的基准?

5. 什么是自旋-自旋偶合?自旋-自旋分裂的特点;

6. 欧沃豪斯(Overhauser)效应的概念。

第五章 生物膜的功能和结构

1. 细胞膜相关的基本概念、基本结构和功能;

2. 生物膜的化学组成;膜中脂类和蛋白含量的变化与膜的功能关系;

3. 构成膜的主要脂类有哪些?真核细胞膜中的磷脂主要包括哪几种?磷脂的构成;

4. 糖脂与红细胞ABO血型的关系;膜脂的特点;

5. 膜脂分子的运动方式;影响膜脂分子流动性的因素;

6. 概念:膜周边蛋白或外在膜蛋白;内在膜蛋白或称整合膜蛋白;

7. 膜蛋白与膜脂的结合方式及其在膜中的比例;

8. 影响膜蛋白运动的因素;

9. 什么是光脱色恢复技术;其用途是什么?

10. 膜蛋白的不对称性是什么?

11. 膜的总体特征;

12. 相关膜结构中糖类的基本概念;

13. 什么叫血影?细胞膜的“三明治结构型”是如何推测出来的?其基本结构怎样的?

14. 什么是单位膜模型?其结构描述是怎样的?它有什么不足?

15. 液态镶嵌模型的内容;其强调的重点是什么?

16. 目前对生物膜结构的总体认识是怎样的?

17. 跨膜电位差是如何形成的?

18. 细胞膜对细胞外信号是如何响应的?

19. 什么是人工膜?Langmuir-Blodgett (LB)膜的概念;垂直提拉法制备LB膜的过程;叙述常被采用的三类脂质体。
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第1个回答  2020-09-29

生物物理学是一门跨学科的科学,它应用物理学中传统使用的方法和手段来研究生物现象。生物物理学涵盖了生物组织的所有尺度,从分子到组织和种群。生物物理研究与生物化学、分子生物学、物理化学、生理学、纳米技术、生物工程、计算生物学、生物力学、发育生物学和系统生物学有着显著的重叠。

生物物理学这个术语最初是由卡尔·皮尔逊在1892年提出的。[4][5] 模糊地说,生物物理学这个术语在学术界也经常被用来表示对生物系统中物理量(例如电流、温度、压力、熵)的研究,根据定义,这是由生理学来完成的。然而,其他生物科学也对生物体的生物物理特性进行研究,包括分子生物学、细胞生物学、生物物理学和生物化学。

第2个回答  2020-09-29
常用生物物理学名词概论

生物物理学: 用物理学的理论和方法研究生物学问题,并研究生命现象中物理学规律的交叉学科。

分子生物物理学: 用物理学的理论和方法,了解各种生物分子系统,并依据分子结构、分子之间的相互作用和动力学行为在单分子、超分子结构、病毒和细胞的各个层次上研究分子的生物学功能,了解细胞内包括DNA、RNA和蛋白质合成在内的各个系统之间的相互作用及其调控的生物物理学分支学科

量子生物学: 用量子力学,特别是将叠加、非定域化、纠缠和隧道效应等复杂量子特征用于研究生物学对象和生物学问题的生物物理学分支学科

理论生物物理学: 用数学和物理模型解释生命过程的生物物理学分支学科

细胞生物物理学: 用物理学和化学的理论和方法研究影响细胞动态结构和功能基本规律的生物物理学分支学科

膜生物物理学: 用物理学、数学和生物物理学的方法研究生物膜的生物物理学分支学科。研究重点涉及生物膜的动态结构、物质跨膜转运、能量转化及细胞跨膜信号转导等
第3个回答  2020-09-29
生物物理学的定义是生物物理学领域几乎每一本教科书都无法回答的问题。许多课本中对什么是生物物理学几乎都只能含糊其词的而没有给出正面的回答:生物物理学是那么一个领域没有明确的内容范围;生物物理学还不是一个成熟学科;它的主要内容还不定型;生物物理学只是个别生物物理学家按照他们自己的设想来规定的,等等。因此与其去讨论他的定义或者是强调它的定义,还不如用讨论物理科学与生物科学之间的关系来明确生物物理学的概念。
⒈1生物学和物理学
物理学和生物学互相促进,共同发展。物理学和生物学在两方面有联系:一方面,生物为物理提供了具有物理性质的生物系统,另一方面,物理为生物提供了解决问题的工具。生命科学是系统地阐述与生命特性有关的重大课题的科学。支配着无生命世界的物理定律同样也适用于生命世界,无须赋予生活物质一种神秘的活力。对于生命科学的深入了解,无疑也能促进物理、化学等人类其它知识领域的发展。
生命科学研究不仅依赖物理知识、它所提供的仪器,也依靠它所提供的思想方法。生命科学学家也是由各个学科汇聚而来。学科间的交叉渗透造成了许多前景无限的生长点与新兴学科。
⒈2各种生物物理学的定义
关于生物物理学的定义,有许多不同的看法。现列举文献中或网络上出现的四种定义。
定义一:生物物理学是由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,生命活动的物理与物理化学规律,以及物理因素对机体的作用。
定义二:生物物理学是生物学和物理学之间的边缘学科,它用物理学的概念和方法研究生物各层次的结构与功能的关系,以及生命活动的物理过程和物理化学过程.
定义四:生物物理学是运用物理学的理论、技术和方法,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科学。
上面的四个定义表述方法虽各有不同,但都认为生物物理学是一门生物学和物理学相互作用的学科,也都是从生物物理学的研究对象上来阐述其定义的。
第4个回答  2020-09-29
1.历史上关于力和运动关系的两种不同认识
(1)古希腊哲学家亚里斯多德根据人们的直觉经验提出:必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就要停下来.认为力是维持物体运动所不可缺少的.
(2)伽俐略通过实验指出,没有使物体改变速度的力,物体就会保持自己的速度不变.
(3)伽俐略以实验为基础,经过抽象思维,把可靠的事实和严密的推理结合起来的科学方法,是物理研究的正确方向.
2.牛顿第一定律的内容及其物理意义
(1)定律的内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.
(2)物理意义:定律反映了物体不受外力(合外力为零)作用时的运动规律,指出了力不是维持运动的原因,是迫使物体改变运动状态的原因,说明了一切物体都具有保持匀速直线运动或静止状态的性质,即惯性.牛顿第一定律即惯性定律.
3.牛顿第一定律的应用
应用牛顿第一定律,把握力与运动的关系:力是物体运动状态改变的原因,物体的运动不需要力来维持
二、惯性
1.惯性的概念及物理意义
(1)物体有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质,这种性质叫做惯性.
(2)一切物体都具有惯性,物体不论在什么情况下—是否受力,运动状态如何,处于什么环境—总是具有惯性,惯性是物体固有的属性,是不能被克服的。
(3)惯性在解题中的应用:车转弯、刹车、加速,人的感觉是人的惯性的缘故。
2.惯性和质量的关系
(1)惯性的大小:质量是物体惯性大小的量度(也称惯性质量),质量不同的物体运动状态改变的难易程度不同,亦即惯性大小不同。同样的外力作用下,质量大的物体,运动状态难改变,惯性大;质量小的物体,运动状态容易改变,惯性小.质量是物体惯性大小的量度.
(2)惯性只与质量有关,与其他无关(如温度、物态、位置、速度);惯性不是力,不能说物体受惯性。