范文一:为什么说分子是记忆的物质基础
为什么说分子是记忆的物质基础
——答北京李先生
陈定学
本文探讨的是分子与记忆的关系,但由于记忆有多种,分子的种类更是繁多,在一篇短文中我们很难把这些问题一一讲清,所以,本文专门探讨分子与精神记忆的关系问题,或者说精神记忆的物质基础问题。
人脑是一个有着多层次结构的复杂系统,它大致可以分成分子、突触、神经元、神经回路、神经网络、系统及脑区等多个层次,而脑中的神经结构更是多种多样。既然人脑中存在着如此众多的层次与结构,可是为什么我们说只有精神分子即特定的氨基酸序列和蛋白质分子才是精神的“神经对应物”呢?为什么说只有特定的氨基酸序列和蛋白质分子才是精神信息的物质基础与载体呢?为什么其他的神经结构都无法充当精神的“神经对应物”呢?
“神经对应物”或“神经相关物”(NCC )是脑科学家或神经科学家们常用的一个名词,那么,什么是精神的“神经对应物”呢?假若用一句最通俗的话解释,那么精神的“神经对应物”就是指大脑中能够与精神相对应,并且能够表达精神的东西。可以看出,所谓精神的“神经对应物”其实就是指精神信息的物质基础和载体。假若我们能够找到精神的“神经对应物”,那就是说我们找到了精神信息的物质基础与载体;假若我们找到了精神信息的物质基础与载体,那就有可能知道精神的存在方式,就有可能知道精神究竟是一个什么东西,就有可能揭开精神本质之谜中的第一层谜,所以寻找精神的“神经对应物”是破解精神本质之谜的一个关键,正如著名神经科学家Nilliam R.uttal所说的那样:“它看起来是未来许多世纪神经科学中的一个关键性问题”。(57)正是由于“神经对应物”问题具有如此重要的意义,
所以脑科学家或神经科学家们都把这个问题列为神经科学的一个迫切需要解决的重要问题。
脑科学家或神经科学家们是如何解决“神经对应物”问题的呢?长期以来,尤其是1872年高尔基发现神经元之后的一百多年来,大多数神经科学家都把注意力集中于神经元,许多神经科学家都认为,神经元或神经元之间的线性联系就是人脑信息的物质基础。例如著名的神经组织学家卡哈尔(Cajal )就认为,学习过程可能产生持续性的神经细胞间连接的形态学变化,这种持续性的变化可能是记忆的神经基础。俄国著名神经生理学家巴甫洛夫也认为,神经元之间所建立的新的联系是学习与记忆的物质基础。也有不少神经科学家认为,神经元与神经元之间环状排列的联系(神经回路)是学习与记忆的物质基础。还有一些科学家认为,单个神经元的响应或多个神经元之间的编码是学习与记忆的物质基础,例如科学家巴罗就认为,脑是通过单个神经元的响应来表示某一对象被感知的,也就是说他认为单个神经元是学习与记忆的物质基础;另外一些神经科学家如鲁尔斯、Hebb 等则认为,脑是通过神经元的“群体编码”或“群疏编码”来表示事物信息的,也就是说多个神经元之间的群体编码是学习与记忆的物质基础。在当前的脑科学领域,有相当多的神经科学家和计算机科学家都认为,大量的神经元所组成的“神经网络”或“神经元集群”就是人脑中信息的物质基础。总之,有相当多的科学家们都认为,神经元或神经元之间的各种联系或组合就是人脑中信息的物质基础,或者说是信息的“神经对应物”。
神经元或神经元之间的各种联系或组合真的就是人脑中信息的物质基础吗?作者认为,神经元以及神经元的各种联系或组合,在大脑的思维过程中确实发挥着极其重要的作用,但是,由于神经元之间的各种联系与组合都是一种暂时的、动态的组合,当一个具体的思维过程结束之后,神经元之间的这种联系与组合就会停止并分离,所以在一个具体的思维过程中,神经元之间的各种联系与组合其实都是一个极其短暂的过程。正是因为神经元之间
的各种联系与组合是一种极其短暂的过程,所以这个短暂的过程一旦结束,神经元之间的联系与组合就不复存在了;如果连它们自身都不存在了,那它们又如何去长期存储脑内的信息呢?这无疑是一个致命的缺陷,也正是由于这个致命的缺陷,它们只能短暂地携带信息,而不能长期存储信息,所以它们也就很难充当精神的“神经对应物”。
有的科学家还认为,神经元的放电现象例如神经元的“平均放电速率”或“放电定时”,是学习与记忆或者说脑内信息的物质基础。我们知道,神经元的放电现象是一个转瞬即逝的过程,当放电停止之后,它自身就消失了,如果它自身都不存在了,它又如何能够长期存储脑内的信息呢?它又如何充当精神的“神经对应物”呢?
在当前的脑科学或神经科学领域中,“突触热”方兴未艾,许多科学家都认为突触的“可塑性改变”就是记忆的物质基础,或者说就是存储脑内信息的“神经对应物”。突触可塑性真的是存储脑内信息的“神经对应物”吗?作者在《破解大脑之谜——精神分子论》一书中曾经对突触进行过专门探讨,作者认为突触只是神经元的一个“话筒”,它的作用仅仅是信号转换,所以我们不能对突触寄予太多的期望。况且神经递质在突触释放后很快就会失活,它作用的时间很短;即使是突触的长时程增强现象(LTP )其时间也不过数小时、数天或数周之久,而脑的长期记忆则可达数年、数十年甚至终生,所以突触很难把脑内的信息保存数年、数十年甚至终生。(58)根据以上分析,我们认为突触的可塑性改变也不可能是长期记忆的物质基础,不可能是精神的“神经对应物”。
在神经元的活动过程中,电信号也发挥着十分重要的作用,什么是“电信号”呢?在神经细胞的内外存在着一些带着不同电荷的离子,例如钾离子、氯离子以及钠离子等,当这些离
子流动时神经细胞就会产生动作电位,而这些动作电位就形成了电信号。由于电信号中荷载着神经元的许多信息,所以在神经元的活动以及神经元的通讯过程中,电信号都发挥着十分重要的作用,神经元的许多信息都是以电信号的方式传导的。既然电信号在神经元的活动以及神经元的通讯过程中发挥着十分重要的作用,那么电信号是否能够充当精神的“神经对应物”呢?作者认为,虽然电信号确实在神经元的活动以及神经元的通讯过程中发挥着十分重要的作用,但是它也无法充当精神的“神经对应物”,这是因为电信号也是一个转瞬即逝的过程,当离子停止了流动之后,电信号就消失了,如果连它自身都消失了,那它又如何能够长期地存储脑内的精神信息呢?它又如何充当精神的“神经对应物”呢?
我们能够确定的事实是,大多数精神信息都能在人脑中长期保存,有些甚至能够保存终生,所以精神的“神经对应物”必须具备长期存储、保存精神信息的功能。人脑中的许多神经结构及神经活动虽然也能够短暂地携带或传递信息,但由于它们无法长期地存储、保存精神信息,所以它们很难充当精神的“神经对应物”。我们可以通过一个例子来说明这个问题,虽然交谈、打电话也能方便快捷地记录并传递信息,但重要的文件、合同、论文、著述以及遗嘱等却很少采用这些方式,而是采用文字、录音、影象等方式把重要的信息记录下来。重要的文件、合同、论文、著述以及遗嘱等,为什么一定要采用采用文字、录音、影象的方式记录信息呢?其原因就是因为文字、录音、影象等方式能够把这些重要的信息长期保存下去,而交谈、打电话却是一个短暂的过程,一旦这个过程结束了,其中的信息就荡然无存了。大脑也是如此,为了保存重要的精神信息,它必然会选择那些能够长期保存精神信息的“神经对应物”,而决不可能选择那些转瞬即逝的“神经对应物”。
科学家巴罗曾提出过“祖母细胞”的假设,他认为人脑中存在着一个对应于祖母的细胞即“祖母细胞”,而脑正是通过单个神经元的响应来表示某一对象被感知的,也就是说他认为单个神经元是信息的“神经对应物”。单个神经元能够充当精神的“神经对应物”吗?作者认为巴
罗的假说存在着两个困难:① 我们知道神经细胞由胞体、树突与轴突三部分组成,作为一个整体它如何去存储精神信息的密码呢?人脑中的精神信息极其复杂,而单个神经细胞的整体结构则比较单一,它很难变化出复杂的花样来表达纷繁复杂的精神信息;② 脑内的神经元尽管数目浩大,但是脑所存储的信息量几乎是没有穷尽的,如果一个细胞表达一个信息,那么脑内的细胞恐怕根本就不够用。况且成年人脑内每天大约有10万个神经细胞死亡,这样就会导致大量的精神信息丢失,这也是与脑的实际情况不相符的。根据以上分析,我们认为单个神经元也很难充当精神的“神经对应物”。
应该指出的是,虽然我们认为电信号、突触、神经元以及神经元的组合等不可能是精神的“神经对应物”,但并不是说这些神经结构或神经事件是可有可无、无足轻重的。在大脑的活动中,它们都发挥着极其重要的作用,每一个神经结构和神经事件的缺失或障碍,都会给大脑的活动带来巨大的,甚至是灾难性的影响。
我们说只有精神分子即特定的氨基酸序列和蛋白质分子才能够充当精神的“神经对应物”,那么,精神分子究竟有什么特别之处,使得它能够担负如此重任呢?究竟是什么力量使精神分子成为精神的“神经对应物”呢?
我们知道世界上原本并没有大脑,大脑是亿万年进化的产物。大脑进化的过程其实就是生物适应客观环境的过程,为了更好地适应客观环境,脑就必须及时地调整自身的结构与功能,调整自己的工作方式。如何调整自己的工作方式呢?所谓调整其实就是选择,就是选择那些最有效、最简约、最经济的工作方式,因为只有最有效、最简约、最经济的工作方式才能更好地适应客观环境。脑对精神信息的表达也是如此,它一定会选择那些最有效、
最简约、最经济的表达方式,而不可能去选择那些过于复杂、效果不佳、耗能较大的表达方式。我们在前面已经进行过多次探讨,在表达精神信息方面,氨基酸序列和蛋白质分子具有许多得天独厚的优势,这些优势是:这些特定的氨基酸序列和蛋白质分子都是信息大分子,由于它们的结构特征,它们能够很好地携带、存储并传递精神信息,能够充当精神信息的理想载体,它们能够很好地表达人脑中的精神信息,所以它们称得上是一种十分有效的精神信息表达方式;不仅如此,用氨基酸小分子的排列组合来表达精神信息,还是一种十分简约、十分明晰的表达方式;氨基酸序列及蛋白质分子体积很小,易于存储、易于传递、易于提取,耗能较少,所以这又是一种十分经济的表达方式。既然用精神分子来表达精神信息是一种十分有效、十分简约、十分经济的表达方式,那么脑在进化过程中极有可能会选择这种方式。正如爱因斯坦所说的那样:“物理上真实的东西一定是逻辑上简单的东西”。
与精神分子方式相比较,神经元之间的联系、神经回路、神经网络、电信号以及神经元震荡等都是一些比较复杂、耗能又大的工作方式,它们远不如精神分子方式简约、经济。与诸多工作方式相比较,精神分子方式称得上是一种最有效、最简约、最经济的工作方式,所以在脑的进化过程中,它一定会选择这种方式来表达、存储精神。正是由于精神分子具有这么多得天独厚的优势,所以它才会受到进化的垂青,才会担当起精神的“神经对应物”的重任。
正是由于分子方式是一种最有效、最简约、最经济的工作方式,所以生物在存储、表达生物信息时常常使用这种方式。例如遗传也曾经是一个长期无法破解的生命之谜,在20世纪之前的漫长历史时期里,尽管哲学家、神学家以及科学家们绞尽了脑汁,但却一直无法揭开这个生命之谜,人们不知道究竟是什么东西记录、保存了生物的性状信息,不知道究竟是什么东西把生物的性状信息一代又一代地传递下去。在20世纪50年代,这个生命之谜
终于被科学家们破解了,这时人们才知道,原来记录、保存生物性状信息的就是脱氧核糖核酸分子,而把生物的性状信息一代又一代地传递下去的也是那些脱氧核糖核酸分子,这就是说生物在存储、表达、传递遗传信息的时候采用的也是分子方式,只不过这里使用的分子不是蛋白质,而是脱氧核糖核酸。生物在存储、表达、传递遗传信息的时候为什么也要采用分子方式呢?这说明分子方式确实是一种最有效、最简约、最经济的方式,确实具有无法超越的优势。大自然确实给人类开了一个大玩笑,在遗传之谜未破解之前,恐怕很少有人能够想到,生物的遗传竟然选择了如此简约的方式!遗传之谜的破解也给脑科学家们带来了重要的启示:大脑在表达精神时,是不是也会选择这种简约的分子方式呢?
生命科学的许多事实都证明,一切生命现象都有其分子基础,而且这些分子基础正是生命现象的本质所在。作者认为,大脑的活动也是一种生命现象,它也应该有其分子基础,而且这种分子基础也应该是大脑活动的本质所在。大脑中虽然存在着诸多层次与诸多因素,但是分子却是大脑活动的本质所在,是起着决定性作用的关键因素。如果我们把脑的活动比作一幕戏剧,那么分子就是这幕戏剧的主角,而脑中的其它层次、其它因素都只不过是舞台或者配角——
从本质的意义上讲,生命活动的主角是分子,大脑活动的主角是分子,精神活动的主角也是分子,生命活动、大脑的活动以及精神活动都是美妙的分子交响曲。
本文摘自拙作《精神的革命》第六章,书中还提供了大量的证据和实验验证,证明“精神分子”确实是精神记忆的物质基础,由于篇幅所限,这里就不再赘述了。
谢谢李先生提出的问题,不知我的回答能否令您满意?希望我们继续探讨、交流。
范文二:为什么DNA是非极性物质的极性
为什么DNA是非极性物质的极性
嘧啶二聚体:双链间形成,会阻碍双链的双胞胎分开养和下一步的复制,
吖啶类诱发的突变的一个重要特征是:吖啶类化合物所诱发的突变能用吖啶类来回复
吖啶橙等。为三环扁平疣的症状选华肤的分子
座位的这边唱来那边和或那边发生重组。
最可靠的还是限于显性基因的显性和隐性。
最后导致个体表面积计算型的改变。
最初突变的概念:De Vries1901~官途1903.研究月见草的作用变异,指突然发生的变异(实际上是染色体畸变),现在遗传学上指的突变一般指基因突变。
字形结构的切断也有不同方式。如在
紫外线也是一种电磁波,带有的能量很小,穿透力弱,不足以引起物质的电离,属于非电离射线。用于花粉粒
紫外线的生物学效应主要是通过直接或间接作用引起
转座子则赋于宿主细菌一定的表型。
转座子是以它的一个复制品转移到另一位置,而在原来位置上仍然保留原有的转座子。
专一的核酸外切酶切除含有二聚体的一段多核苷酸链。
重组修复并没有从亲代
重组:核酸内切酶在完整的
终止密码突变:终止密码的一个碱基被取代
中两个方向相同的单链在
中的碱基发生烷化作用。如添加甲基或乙基
指控制性状的主效基因的突变。
指控制性状的微效基因的突变。
这种重组是依赖于小范围同源序列的联会。重组也只限于在这一小范围内。而且两个
这种重组是发生在顺序不相同的
这些微小差异是可遗传的。这种变异的存在
这显然与密码的简并性有关。
这套平衡致死系统能否检查其他常染色体的隐性突变
这两类突变在表现形式上没有原则上的区别。
这类突变引起的性状变异很明显,易识别。控制质量性状的基因突变大都属于大突变,如角的有无、羽毛颜色、腿的长短、花色等。
这类突变的表型效应微小,较难察觉,要鉴定它的遗传效应,常需借助统计学的方法加以研究分析。控制数量性状的基因突变大都属于微突变。
这类基因突变称为渗漏突变
在同源染色体联会时,由于染色体的缠绕而产生张力,两个相对染色单体在同一位置断裂,然后彼此和另一染色单体重新连接起来从而形成重组并消除这种张力。
在特定位点重组。共合体分离成两部分。
在某些情况下,基因突变可能是有利的:
在每一世代中每一细胞发生某一性状突变的几率。在每一世代中,突变体 在很大程度上表现出核苷酸序列天天发财游戏网(www.ttfacai.com)快乐无
忧网(www.wuyou777.com)的同源,特别是两端的序列是相同的。只是 在二聚体附近将一条链切断
在二聚体的互补链对面留切缺口。
再合成:二聚体对面的缺口由新核苷酸链片段(粗线)弥补起来。这新片段
是从完整的
育种实践中定向诱变。
与正常蚕杂交后雌蚕全部死亡
与核酸蛋白、酶发生化学反应,使这些物质的结构和功能改变。 有损于活细胞结构,包括对遗传物质及其功能的化学变化。 用陈种子(烟草)油处理新鲜种子
营养缺陷型的分组测定法
引起移码突变。如烷基在鸟嘌呤
引起双螺旋构型的局部变化
引起密码编组的移动(
引起分子内电子产生手机资源网(www.139down.com)还有一百网
(www.haiyou100.com)激发而变成激发分子或活化分子
因子和大肠杆菌的染色体上有一些相同的插入序列
因为青霉素能抑制细菌细胞壁的生物合成,但只有处于生殖中的细菌对青霉素敏感,而处于休止状态的细菌对其不敏感。
以上类型相互之间是有交叉的。几乎所有突变都是生化突变。
以后又丢失了同样数目的碱基或者相反
一种特定的核酸内切酶识别胸腺嘧啶二聚体的位置
一个孢子中的两个孢子有着不同的基因型。
一定是翘翅、星眼倒位杂合体。
一般性质相似的氨基酸对蛋白质的功能影响较小
一、微生物中基因突变体的测定出
野生型能在基本培养基上生长,营养缺陷型不能在基本培养基上生长,能在完全培养基培养或补充培养基上生长。在根据补充成分测出某种基因突变。以链孢霉为例:
研究肿瘤的发生机制与防治。
研究突变的过程和性质
亚硝酸:可以氧化脱氨,使
丫啶类造成移码突变。插入邻近的碱基对间,使它们分开,造成
序列相同或接近相同,就可以在此序列的任何一点发生。当然也存在重组热点。
形成胸腺嘧啶二聚体。
新基因可能均是无功能的
新合成链在二聚体的对面两旁留下缺口。
相同的基因突变可以在同种生物的不同个体间重复发生,称为 显性致死突变:杂合态致死;隐性致死突变:
细胞中能改变自身位置的一段
细胞水平上,基因在染色体上的位置称位座位
细胞内各种物质都能吸收辐射的能量,含量最多的物质吸收的能量也最多。 温度的极端变化。过高或过低。
位上活化β糖苷键而引起断裂
位合成精氨酸后才终止
位氨基酸正常是组氨酸
为什么每次交配都选用翘翅个体交配
为什么不在第一代就选择?、?翘翅杂合体交配
微突变对形态或生理特征的影响虽小,但也非常重要。因为生物特别是畜
禽许多有益的经济性状,一般都受微效基因控制和影响,在育种中应重视对微
突变的研究和选择。
微生物选种。发酵工业
万粒中却出现个别甜粒(
万个观察个体数中出现
完全培养基培养影印补充培养基?测定
脱氨变成黄嘌呤,不能与任何碱基配对。
突变一般是独立发生的。某一基因发生突变时不影响其它基因的突变率,
称为独立性。如一对显性基因
突变效应往往可以被抑制。但这不是真正的回复突变
突变率不同。在自然条件下,高等生物为
突变后的密码子能编码某一氨基酸。如
突变的有害与有利性是相对的
突变的发生方向是可逆的。
突变的多方向性是相对的,总是在等位基因范围内突变,因为构成基因的
化学结构不是无限的转化。
突变的多方向性:指基因突变可以多方向发生,形成复等位基因 同源序列的联会,重组过程中,两个染色体或
同一链上相邻胸腺嘧啶间形成,会阻碍碱基的正常配对和腺嘌呤的正常掺
入,使复制在这个点上停止或错误进行,产生碱基顺序改变了的新链。 同一基因突变在不同的个体上均可能发生;不同群体中发生同一基因突变
的频率相近。
同时氢键盘结合力也显著减弱。
通过诱变剂的作用,可以提高突变率,一般可提高
体内或细胞内某些生理、生化过程所产生的物质的作用。 特别容易起化学反应)。
它的发生依赖于大范围的
所以有些碱基因替换也不一定会造成氨基酸顺序的改变。 损伤与修复这两个过程共同作用的结果。
精品游戏网(www.5467.com)易思源网(www.esiyuan.com)四、转座因子的遗
传学效应
四、植物突变的检测出
四、显性突变和隐性突变
四、基因转换现象的解释
顺序,叫做转座遗传因子(
水的射解本身不具有生物学效应,但是
水稻小麦育种。米粒中蛋白质含量增加。大豆品种改变了酶系 双重突变型的几率是各个突变几率的乘积。假如一个基因的突变率是 双链歪斜,导致遗传交换时排列出现参差,结果出现不等交换,产生的两
个重组分子,一个碱基对太多,一个碱基对太少。
是指亲缘关系相近的物种因遗传基础较近似而发生相似基因突变的现象。 是一类较大的转座因子,除了含有与转座有关的基因外, 是否一定能检出隐性突变体
使遗传学开始分子水平的研究
使一个或多个核苷酸丢失或切除。
使相邻的两个碱基对的距离拉长
使细胞内发生化学变化
使α链的合成不在原来应该终止的地方停止
失去功能的突变:完全丧失基因功能的突变称为无效突变
生物进化过程中自然环境对生物的选择主要依据生物在竞争条件生活力与繁殖力的差异。在特定环境下生活力与繁殖力相对较高的类型
射线照射正常雄蝇,以期产生某种变异,记为
射线以及超声波和激光等对生物都有诱变作用,开拓了物理诱变的研究。
射线或带电粒子作用于生物体时,首先从细胞中各种原子或分子的外层击出电子,在射线径迹中的细胞内产生很多离子对,引起细胞内原子和分子的电离和激发,当细胞内的染色体或
射线和紫外线诱发果蝇、玉米及大麦发生突变的报告,此后又陆续发现多种物理因素如:
筛选各种蛋白质或酶的微小变异
三、诱变在育种上的应用
三、基因突变的遗传学效应
若突变发生在配子中,在纯繁(自交)情况下,显性突变表现早而纯合慢,隐性突变表现晚但纯合得快。
如芽变选择的温州蜜桔、金银眼猫体细胞突变
如果上下切断,将出现中间包含杂合双链并且单机游戏下载网(www.51yue.net)绿色游戏下载网(www.igamedown.com)两旁基因发生重组(
认识基因的结构和本质。
人类血红蛋白的突变多数是由于碱基替换引起的。目前已知血红蛋白α链有
人的色素性干皮症是由常染色体隐性基因决定的。患者对阳光中的紫外线极度敏感。皮肤癌的发病
染色体上基因的隐性突变的一种方法
染色体畸变,基因突变。
取代损伤部位。不是只在暗处进行,而是说,光不起任何作用。一般认为先补后切比较合理。切除修复不仅能除去嘧啶二聚体,还可以除去
青霉素产量和价的提高。
切断,则产生滚环结构。单体环又可在任何同源区之间发生重组
其中一个称之为解离因子(
配对和重组的蛋白质因子无碱基序列特异性,只要两条
。 泡或注射掺入体内)
年,在大肠杆菌半乳糖操纵子的突变型研究中第一次在细菌中发现了可转移座位的插入序列
年,美国玉米遗传学家
年,第一次提出转座因子的概念。因为玉米中发现的转座因子除了具有转座的特性外,还具有调节其他基因的作用。又称之为控制因子(
能引起个体死亡或生活力明显下降的突变型。分
能和核酸的碱基起化学变化。如乙烯亚胺(
内酰胺酶的氨苄青霉素抗性基因(
内切酶的作用下,在相同位置上同时切开
没有生活力与繁殖力差异的类型则是随机地保留下来,因此某些性状在生物群体内多种突变型与突变基因共同存在。
酶)催化嘧啶二聚体分解成为单体。
六、基因突变的一般特征
硫酸二乙酯,可使鸟嘌呤烷基化
两个杂种分子都校正到
两个杂种分子都未校正,子囊孢子分离为
两端出现一小段顺向重复的靶
链逐渐"稀释"。复习思考题
链与极性相同的但有缺口的同源
链的游离端互换。"交联桥"桥迁。
连续自交:自花授粉作物单91股票网(www.91gupiao.com)狗途游戏网(www.gotoyouxi.com)株栽培,连续自交,突变的隐性基因纯合而表现。
例如:水稻有芒?无芒,水稻希望无芒。小麦红皮?白皮,南方希望红粒。
利用直感现象(胚乳直感)
可位于基因组中任何其他地方。
决定子囊孢子的黑色,在
具有某些共同的结构特征:两端的核苷酸顺序完全相同或相近。但方向相反,称为反向重复序列(
举例:测定玉米籽粒由非甜粒(
芥子气对生物的诱变作用,随之对一系列化学试剂进行研究,并建立起化学诱变的新学科。意义:研究突变的过程和性质,为育种工作提供有效的方法和丰富的变异材料,还为环境保护和医疗防护提出安全措施与重要的理论依据。
结构怎样产生,是否导致两侧遗传标记重组,它们都含有一个异源双链
结构及其异构体的存在。
结构的出现直接证明了细胞内重组过程中异源双链
碱基顺序改变而氨基酸顺序未变。没有突变效应产生
即在相邻的两个嘧啶之间形成化学键
即一种嘌呤被另一种嘌呤替换。或一种嘧啶被另一种嘧啶替换。 激活甲分子?乙分子(荧火和能量转移)。
基因重组是所有生物遗传的基本现象,无论是高等生物还是细菌,病毒中
都存在基因重组;不只是在减数分裂中发生基因重组,在高等生物的体细胞中
也发生重组;重组不只是在核基因之间发生,在叶绿体基因间、线粒体基因间
也发生重组。可以说,只要有
基因仍保持显性而不受影响。
基因内部遗传物质结构的改变(化学变化)而引起的变异,也称为点突变( 基因后,抑制作用被解除。
基因不同程度的缺失是间序列,如丢失产生转座所需要有关酶 基因不同部位发生改变产生突变基因
基本培养基?野生型基本培养基?野生型
或造成多肽合成终止而不产生完整的肽链。但由于遗传密码具有简并性 获得功能的突变:产生了某种新基因,从而获得某种新的功能。 还带有抗药基因以及其它基因。如
环结构(哑铃状结构)。
化学诱变因素的主要类别
含有一个或几个不稳定的烷基
果蝇第二常染色体上的两条染色体
果穗上都应为非甜,但
光合过程中消耗有机碳很少
光复活酶已在许多生物体中发现(细菌、真菌、马类、人类、哺乳类)。但这主要是低等生物的一种修复方式。
共价链齐头相连,形成两个缺口。
功能的失活不完全,仍保留了一些功能,但在杂合状态下不能产生足够多的野生型表型
根据重组的机制和对蛋白质因子的要求不同,可将重组大抵分为三种类型。
根据这一特性,当了解到一个物种或属内具有哪些突变类型,即可预见近缘的其它物种或属也同样存在相似的变异类型。如小麦有早熟、晚熟的变异类型,属于禾本科的其它物种如大麦、黑麦、燕麦、水稻、玉米、冰草等同样存在这些变异类型。
个突变体,突变率为十万分之五。
个产物中,有一个或两个产物的一半出现基因转换,所以是半染色单体转换,分离一定发生在减数分裂后的有丝分裂中,所以叫做减数后分离。
个产物中,有一个产物发生基因转换,所以是染色单体的转换
个氨基酸及其碱基替换。
刚形成的不稳定离子和水分子进一步反应:
复制而完成重组过程。因此又称为复制性重组(
复制的情况下进行。因为
辐射诱发的基因突变和染色体断裂的频率在一定范围内与辐射剂量成正比;
辐射效应有累积作用,连续照射或间歇分次照射达到一定的剂量时,产生
的突变次数是一样的。
分子中增加或减少一个或几个碱基对
分子中核苷酸顺序的改变
分子中,因此将这种形式的重组又称为整合或重组( 分子在任意两个同源区域之间配对、断裂、重接,形成 分子杂交可见杂合双链上出现一个多余的
分子相互交换对等的部分。如真核生物的非姊妹染色单体的交换、转化、
转导、接合。某些病毒的重组。
分子为模板合成的。连接酶使新片段和旧片段衔接 分子损伤的系统。如果按原样修复
分子首尾共价连接而成大的单体环,如
分子间造成一段异源双链
分子间的重组来修复。这就是所谓重组修复。 分子间。但在形成重组分子时往往是依赖于 分子的损伤很有可能通过
分子并不交换对等的部分。有时是一个
分子病:由于蛋白质分子中氨基酸替代导致一疾病。 分子被射线作用产生电离和激发时,便会引起这些遗传物质的改变。
分子。每个含有一段异源双链区。如在
分析变异的生理生化过程。
分离的子囊中,大约有
分离,如果校正相反,子囊孢子分离正常。 分别饲养(保证相同的
番茄在很干燥的条件下
法以估算配子的突变率
发现玉米籽粒色斑不稳定遗传现象,于
二、原核生物中的转座因子
二、基因突变的时期和部位
二、从细胞培养物中分离抗病突变体
而是抑制突变。如果两个位点中还包括终止密码 而且还存在着能修复由环境因素和体内化学物质造成的 而不同性质的氨基酸相互替换则可能强烈地影响蛋白质的功能。第二要看
替换的氨基酸在肽链中的位置
多种物理和化学因素对活细胞内遗传物质的诱变作用比自发突变频率高出
好多,因此将这些能诱发突变的理化条件称为诱变因素或诱变剂。 多聚酶以未受伤的互补
多聚酶补上缺口,连接酶连接,形成顺向重复序列。 对应链切断则形成一个由两个亲本
对应链切断就产生两个亲本环状
对细胞的辐射化学效应。
断裂、缺失、转换或颠换。
端切开,产生两个粘性末端。 都有可能使由那个基因决定的多肽的氨基酸顺序发生改变
电离辐射:α、β、γ、中子质子、 第四节突变的分子基础
第二节基因突变的检出
等广泛研究粪生粪壳菌
的重组和修复关系密切
的质粒变性,单链复性。出现颈 的杂交中,他们分析了
的一个损伤作用是形成嘧啶二聚体 的突变率为万分之一。
的密码子变成终止密码
的近旁或中间时,玉米籽粒不能形成色素,当
的解离又受另一控制因子
的碱基很相似的物质(
的复合物,但不能解开二聚体。
但是,照射强度上不同。照射强度指被照射物质在单位时间内接受射线能量的多少,又称为剂量率。果蝇在总剂量相同的情况下,低剂量率处理的多表现生长正常,而过高的剂量率处理的常引起生长异常或死亡。
但不是所有的氨基酸的改变都可由电泳检出。所以某一蛋白质的突变率可能低估。
但不能用碱基替换来回复。假使在一个碱基插入点的附近
单链以消除交联桥,恢复两个线形
大小与碱基对的大小差不多
大多数基因的突变,对生物的生长发育是有害的。生物细胞内现有的基因是通过长期自然选择进化而来,并且基因间达到某种相对平衡与协调状态,基因突变打破了这种平衡。
存活率大大提高。并能降低突变率
纯合态致死;配子致死与合子致死;致死效应在不同的发育阶段。
处理方法:外照射和内照射(浸
出现的突变体占观察总个体数的比例来估算。如
产生配对误差。如甲基磺酸乙酯(
产生化学键断裂和化学变化。紫外线最有效的波长是
不能被碱基替换所回复,但又可回复突变。
不论是通过自发突变或诱发突变(诱变)所获得的突变株,其间并无本质上的差别,这是因为,诱变剂仅起着提高诱变率的作用。
不仅演化出能纠正偶然的复制错误的系统
不表现明显的性状变化。
并在黑暗中培养。杀菌数与剂量成正比
表明蛋白质中氨基酸排列顺查股票网(www.xgupiao.com)我就爱健康网(www.592kang.com)序可以由突变而改变。
本身没有表型效应,只携带转座淘宝游戏网(www.gotaobaowang.com)酶基因
被精氨酸取代?不稳定的血红蛋白症(
被51无线网(www.51wuxian.com)常信村百科网(www.changxincun.com)称为"非光呼吸作物"。
被保存下来;反之则淘汰。
;分子水平上,一个座位内可分为许多基本单位称为位点
:控制次要性状的基因发生突变,不影响该生物的正常生理活动,因而仍保持其正常的生活力和繁殖力,被自然选择保留下来。
.吖啶类化合物原黄素
.照以可见光时,酶利用可见光提供的能量,使二聚体解开成为单体,
.增加新的变异,有利于进化。
.造成同源序列整合。
.在暗处,光复活酶能认出紫外线照射所形成的嘧啶二聚体,并和它结合,形成酶和
.有基因转换的子囊中,基因转换和遗传重组都发生在同样两个单体的子囊比例竟高达
.温克勒把这种不规则分离现象解释为减数分裂过程中同源染色体联会时一个基因使相对位置上基因发生相应的变化所致。因而称就基因转变。好象是由于一个基因转换为另一等位基因,所以称为基因转换。以后由于发现一个基因
发生基因转变时,它两旁的基因常同时发生重组,所以认为基因转变是某种形式的染色体交换的结果。因此,基因转变的研究,实质上也是染色体交换机制的研究。而断裂重接模型则无法解释异常现象。
.烷化剂的作用。具有一个或多个活性烷基的化合物(
.同源非姊妹染色单体
.同源的非姊妹染色体的
.如果是左右切断,出现中间包含杂合双链的两旁基因是非重组(
.绕交联桥旋转,形成
.然后酶从复合物中释放出来。
.切开单链交换重接,形成交联桥结构(
.两种校正方式。不配对的碱基对由核酸外切酶切除,新合成的互补短链在连接酶的作用下连接上去。由于切除的不配对区段的不同,校正后或出现野生型或出现突变型。
.交联桥的位置可以靠拉链式活动,沿着配对
.碱基替代:某一位点的一个碱基对被其他碱基对取代。(
.碱基类似物:是在化学结构上与
.互变异构化:一个质子的位置变化而改变了碱基氢键的特性。图示。
.插入位置上出现新基因。
,这是一种寿命相当长的氧化物,当它转移到大分子物质表面时,将会使大分子发生
,则同一细胞发生这两个基因双重突变的几率为
,一个位点一般指一个核苷酸对。
,另一个基因的突变率是
)作母本,经诱变处理的非甜粒纯种(
和编一种阻遏物的调节基因( )
)的作用。具有氧化脱氨的作用。
)的突变率。用甜质玉米纯种(
)的结构类似物。当细菌在
):嘌呤和嘧啶之间的替换。即嘌呤为嘧啶代替
):中性突变和同义突变一起称之为。
):指由显性基因突变成隐性基因的突变,
):指突变当代就能表现出来的突变,或由隐性基因突变为显性基因的突变,
如
):在自然情况(外界环境因素的自然作用或生物体内在的生理生化过程的
改变)下发生的突变。
):有的错义突变不影响或基本上不影响蛋白质的活性
):是同型碱基之间的替换
):人们有意识地利用物理、化学诱变因素引起的突变
):碱基替代的结果为同义密码子
):错义突变的产物仍有部分活性,使表型介于完全突变型和野生型之间。 ),如转座因子从染色体的一个区段转移到另一个区段或从一条染色体转移
到另一条染色体。
),其中互补碱基间形成的氢键从一条链改变另一条链,于是在两个亲本 )(氮芥)。使碱基增加、减少。
)。指碱基替换的3G速游戏网(www.3gsu.com)生活不求人(www.shbqr.com)
结果引起氨基酸序列的改变。有的影响到蛋白质的活性和功能。甚至丧失全部
活性。从而影响表型。也有引起蛋白质活性和功能不同程度的丧失。 )。是指某一碱基的改变使
)。没有形态效应但导致某种特定生化功能改变的突变型。表现在补充培养
基上能生长。
)。碱基替换包括两种类型。
)。基因突变是可以遗传的。
)。泛指外形改变的突变型。因为这类突变可在外观上看到 )。带有突变基因的细胞或个体叫做突变体(
(转换),互变异构化在
(一)基因突变的重演性和可逆性
(五)基因突变的独立性
(四)基因突变的平行性
(三)基因突变的有害性和有利性
(二)基因突变的多方向性
?电离辐射对遗传物质的作用
?照射强长(剂量率)有单位时间里照射能量的多少。慢性照射和急性照射 ?诱导成苗,进行抗病性鉴定,最后得到抗病植株。
?生物个体性状变异、个体发育异常、生存竞争与生殖能力下降,甚至死亡
?基因突变的可逆性,说明基因突变,不是遗传物质的缺失,而是其化学结构的改变。
?对人类需求与利用而言,如培育雄鼠不育品系;又如作物成熟子粒不落的现象。
?制备毒素培养基进行筛选。将诱变材料接种在含毒素的培养基上,能生长的为抗病体。
?通常认为:最初是功能正常的野生型基因,突变为隐性基因而发生功能改变或丧失。所以反突变又称为回复突变
?基因间及相关代谢过程的协调关系被破坏。
?辐射的累积作用。只与照射剂量有关(在一定强度和总剂量下)。连续照射与间歇分次照射。
?对后代群体在特殊环境中生存而言,如作物矮秆突变型在多风与高肥环境下;又如果蝇残翅突变型在多风和海岛的环境下。
?选择性状优良的材料进行诱变处理,使其发生突变。
?突变频率在一定范围内与辐射剂量成正比。
?通常正突变率μ>反突变ν。则
?基因原有功能丧失;
?对突变性状表现当代及后代群体而言,如抗逆性,抗药性等
?条件致死突变:指在一定条件下表现致死效应,而在其它条件下却能成活的致死突变。
?辐射剂量与突变率。
?基因突变是进化的源泉,诱变育种的理论基础。
?自发突变(ontaneous mutation
?一个基因?等位基因
?非电离辐射对遗传物质作用的机理
?按其表形特征可分为:
?电离辐射对遗传物质作用的机理
?按其发生的原因可分为:
?突变型体细胞?组织器官
?突变型配子?后代个体;体细胞?突变
?等自由基和细胞中溶解的氧发生反应生成过氧基
?等自由基(含有不成对电子的有一定功能的原子或原子团)能互起反应,
并能和其它分子发生反应,这些反应总起来称为辐射的间接作用。 ?(自由基:含有不平衡电子的有一定功能的原子或原子团 。相当于核酸的吸收峰。
。基因突变的频率非常低,称为突变的稀有性。在一定条件下,各种生物、
各种基因其自发突变率是相对稳定的,但不同生物、不同基因的突变率有很大
差异
、诱发突变率较高。因诱发因素和诱发物种的不同而变化很大。 、性细胞的突变频率比体细胞高。性母细胞与性细胞对环境因素更为敏感。 、突变时期不同,其表现也不相同。
、突变可发生在生物个体发育的任何时期和部位,称为突变的随机性。
、切离,发生回复突变,或染色体畸变。
、内外环境条件影响突变率。以年龄和温度最明显。年龄大,具诱发作用的代谢产物增多;提高温度,可提高突变率。
、家蚕的"性连锁平衡致死系"(
、基因突变常常是独立发生的。某一基因位点发生突变并不影响其等位基因,一对等位基因同时发生突变的概率非常小
、果蝇常染色体基因突变的测定
一、基因突变的概念及其类别
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范文三:1、强极性化合物为什么易电离强极性化合物中的化学键是共价键
1、强极性化合物为什么易电离,
强极性化合物中的化学键是共价键,并且电子对偏移比较大,而电离是形成共价键的两个原子,一个得电子,一个失去电子,电子对偏移比较大就容易把电子对给其中的一个原子,形成阴离子,另一原子失去电子,变成阳离子,而发生电离。极性越强,在水作用下越易电离。分子极性的大小是由偶极矩的大小来判断的,而偶极矩=偶极长×偶极所带电荷,基本上如果是同主族元素原子与另一种相同原子形成分子,比如HCl、HBr、HI分子,它们的原子核间距是增大的,但偶极长是根据电负性大小来判断。Cl的电负性最大,所以负电中心偏向Cl的程度比溴、碘的偏向程度更大,使得正电中心与负电中心的距离更大,所以HCl的偶极长是最大的,所以它的偶极矩也是这三个分子中最大的。
基本上同类元素原子的极性大小,就看电负性的大小;比较两种元素的电负性之差,差值越大,极性越强。
强极性化合物正负电荷中心距离远,变形性大,在水分子的诱导下,较易电离。 水最大,甲醇其次,乙醇最小。氢氧键由于氧的电负性大,极性最强。而乙醇中,乙基电子偏向氧,减弱其电负性。甲基作用程度小于乙基。
2、为什么H2S是弱酸?看共价键的键能的话,为什么HCl键能大于H2S,但是HCl却是强酸?
1.从键能来看,H2S的酸性应该比盐酸强。
2.从键的极性来看,H-Cl键的极性比H-S键的极性强,HCl更容易在水分子作用下电离。即盐酸的酸性强与氢硫酸。
3.由于H-S-H的键角的原因,一个H-S键与水分子的作用会受到另一个H-S键的“空间位阻”。这样H-S键难以受到水分子的充分作用而电离。
由于以上2和3的影响程度相对较大,所以氢硫酸的酸性就比盐酸弱。
3、过二硫酸四个氧围绕S成键,为四面体其中S是+6
价
4、氢氟酸为什么是弱酸,
氟氯溴碘虽然电负性依次减小,H-X极性减小,但四种离子的离子半径依次增大,对氢离子的结合能力减弱,使氢离子容易电离。根据计算也可以得出氟化氢电离的吉布斯自由能最大,是正值,说明它是弱酸。另外由于氟原子半径小,电负性强,能以很强的氢键形成缔合分子,等于有效浓度减小,也就减弱了电离数量。
HF的强腐蚀性在于氟离子的配位能力很强,是一种极强的硬碱,容易和铁离子、铝离子、硅离子等高价离子配位。
5、无机酸的强弱和中心原子有什么关系
从你问题中看出,你说的有中心原子的无机酸应该是指含氧酸(
1
对含氧酸酸性的研究是一个大的课题(可说目前还没有能完全定量的理论(许多理论都是定性的或者是半定量的(
含氧酸的酸性是靠-O-H键中的氢氧键的破坏(氢离子电离)来表现(这键中氢离子电离的难易主要与该键的极性有关(极性越强氢离子就越易电离,反之就越难电离(越易电离酸性就越强,反之就越弱(
从一般的定性考虑,在含氧酸中,中心原子带的正电荷产生的吸电效应对-O-H键中的氢氧键的极性产生重要的影响,这一效应使氢氧键的共用电子对被吸得更偏向于氧,该键的极性增强,这样使氢离子更易电离,酸性就增强(中心原子带的正电荷越多(化合价越高),氢氧键的极性就越强,酸性就越强(下面就按这一思路进行进一步分析(
无机含氧酸的通式可写成HnROm,这一写法还不能对它的酸性进行分析(所以把该通式变形写为:Om-nR(OH)n(根据这一通式分析,带电荷情况的方法如下: 在Om-nR(OH)n中,每条R-(OH)键都是由一个,提供的电子和一个OH提供的电子共用而成,如果只按:形式电荷:分析,相当于没有得到和失去电荷(每条O,R键中,提供了两个电子而成的,相当于帮氧出了一个电子,也就是相当于,净失去了一个电子(这样,的:形式电荷:为,(因此,,上的:形式电荷:等于O,R键的数目(即m-n)(再结合上面的分析(我们可的出结论对于含氧酸HnROm,m-n的数值越大,该酸的酸性就越强((有关具体数据在这里就不说了,这是别人的实验数据,未经过同意是不能随便引用的哦) 另外,影响该酸的酸性的因素还有,的半径(,的半径越小,对O-H键的极性影响越大(即O-H键的极性越大),酸性就越强,实验数据也很好的说明了这一点(
含氧酸酸性强弱的规律:
按照水离子论的观点,酸类物质酸性的强弱,通常用相同条件下各种酸在水溶液中的电离度或电离常数的大小来衡量〔注1〕。电离度或电离常数越大,则酸性越强。反之,则酸性越弱。为什么不同的酸酸性强弱各不相同,它们的变化有何规律呢,下面试从含氧酸的结构和元素周期律作一些粗浅的分析。 一、含氧酸的结构与酸性
含氧酸(除杂多酸外)由成酸元素(用符号R表示)、氢、氧三元素组成,通常用化学式HxROy表示,或写作ROy-x(OH)x的形式。如H2CO3、H3PO4、H2SO4、HClO4等可分别写为CO(OH)2、PO(OH)3、SO2(OH)2、ClO3OH。它们的结构式如下:
在含氧酸中,氢氧原子中的氧原子分别通过共价单键与氢原子和成酸元素的原子R相连接。在水分子作用下,O-H键发生异裂而电离出H+。为了研究方便起见,将含氧酸简写为ROH。
ROH在水溶液中发生电离,表示如下:
若成酸元素R的价态越高,Rn+〔注2〕带正电荷越多,半径越小,静电引力越强,则Rn+吸引氧原子的电子云的力越强,O-H键被削弱越多。 结果,O-H键由共价键转变为离子键的倾向也越大??,故越易电离出H+,则该含氧酸的酸性越强。反之,越难电离出H+,则酸性越弱。
如H2SO4与HClO4二者相比,半径:S6+,Cl7+;正电荷数:Cl7+,S6+。故HClO4酸性强于H2SO4。
2
又如HClO4与HBrO4,虽Cl7+与Br7+所带正电荷数相同,但半径:Br7+,Cl7+。故HBrO4的酸性弱于HClO4。
二、含氧酸酸性变化规律分析
1、主族元素含氧酸酸性变化情况:根据成酸元素的价态和元素种类不同,又可分为三种情况。
(1)高价含氧酸酸性变化如表1所示
可见,成酸元素的非金属性越强,它所形成的高价含氧酸的酸性也越强。因为在含氧酸ROH中,R的非金属性越强,电负性越大,它吸引氧原子上电子云的能力也越强,故O-H键的极性越强,越易电离出H+。所以,含氧酸的酸性也越强。 (2)亚(或相应低)价含氧酸酸性的变化,一般讲,与高价含氧酸酸性的变化相类似。由表2中各种酸的电离常数?(多元酸为一级电离常数)可见其变化的一般规律。
(3)相同价态的不同元素的含氧酸的酸性又怎样呢,下面略举几例说明。
H3PO4和HClO3,P和Cl均为+5价;H2CO3和H2SO3中,C和S同为+4价;HClO3和HBrO3中,Cl和Br价态也相同。大家都知道,HClO3的酸性强于H3PO4,H2SO3的酸性强于H2CO3,HClO3的酸性也强HBrO3。这样的例子颇多,不逐一列举。
总之,一般说来相同价态的不同主族元素的含氧酸的酸性也随成酸元素的非金属性增强而增强。
2、副族元素高价氧化物水化物的酸性变化情况?:
由表3可见同周期中从左向右,同族中由下向上,副族元素的高价氧化物的水化物的酸性依次增强。这可由表4中副族元素高氧化态时离子的半径?和所带正电荷数的变化得到圆满解释。
3、同种元素的不同价态的含氧酸酸性变化情况:以氯和锰各种价态的氧化物对应的水化物为例说明其酸性变化规律。
弱酸 弱酸 强酸
一般讲同种元素,无论主族、副族,都随价态的升高,Rn+带正电荷数增多,半径减小所形成的含氧酸酸性逐渐增强。
三、结语
综上所述,在其它条件相同的情况下,影响含氧酸酸性强弱的因素可概括如下:
1、成酸元素的非金属性:一般讲,主族元素的非金属性越强,它所形成的高价
含氧酸或低(或亚)价含氧酸,以及价态相同的不同元素的含氧酸酸性越强。 2、成酸元素的价态和离子半径:一般讲,无论主、副族,成酸元素R的价态越
高,Rn+带正电荷越多,半径越小,它所形成的含氧酸酸性越强。 但上述含氧酸酸性变化的规律也与其它科学规律一样只具有相对意义。如H3PO4(K1=7.52×10-3)的酸性弱于H3PO3(K1=1.0×10-2);H2TeO4(K1=2.09×10-3)的酸性弱于H2TeO3(K1=3.0×10-2);HNO2(K=4.6×10-4)的酸性弱于H3PO3等。这些例外如何解释较为合理,望同行发表高见。
〔注1〕其它酸碱理论如溶剂论、质子论、电子论等,对酸性强弱各有其衡量的标准。
〔注2〕Rn+并非真正的阳离子,只是相对说来,电子云离R原子较远,因而带部分正电荷。
3
范文四:极性分子
●素能培养
一、选择题
1. 下列物质的分子中,只存在极性共价键的是
A.CH 4B.H 2O 2 C.CO 2D.Cl 2
2. 下列具有非极性键的离子化合物是
A.NaOH B.Na 2O 2C.NaCl D.Na 2SO 4
3. 把下列液体分别装在酸式滴定管中,并使其以细流流下,当用带有静电的玻璃棒接近液体细流时,细 流可能发生偏移的是
A.CCl 4B.C 2H 5OH C.CS 2D.H 2O
4. 下列各组物质中,都是由极性键构成的极性分子的一组是
A.CH 4和 Br 2B.NH 3和 H 2O
C.H 2S 和 CCl 4D.CO 2和 HCl
5. 下列叙述正确的是
A. 两种元素构成的共价化合物分子中的化学键都是极性键
B. 两种元素原子间形成的化学键都是极性键
C. 含有极性键的分子不一定是极性分子
D. 极性分子一定含有极性键
6. 第二周期中,气态氢化物为非极性分子的元素在
A. Ⅳ A 族 B. Ⅴ A 族 C. Ⅵ A 族 D. Ⅶ A 族
7. 下列物质与氢气形成的氢化物中共价键的极性最大的是
A.I 2B.S C.F 2D.Cl 2
8. 判断 AB 2型分子是极性分子的主要依据是
A. 分子中存在离子键 B. 分子中存在极性键
C. 直线型结构 D. 非直线型结构
9. 下列元素的原子在形成不同物质时,既能形成离子键又能形成极性键和非极性键的是
A.Na B.Mg C.Br D.Ne
10. 下列物质受热熔化时,不需要破坏化学键的是
A. 食盐 B. 纯碱 C. 干冰 D. 冰
11. 可用相似相溶原理说明的事实是
A.HCl 易溶于水 B.I 2微溶于水
C.Cl 2能溶于水 D.NH 3易溶于水
12. 下列叙述中错误的是
A. 离子化合物中不可能存在非极性键
B. 离子键只存在于离子化合物中,不存在于共价化合物中
C. 由极性键结合的分子不一定是极性分子
D. 极性分子中一定不含非极性键
13. 以下关于分子间作用力的叙述不正确的是
A. 是一种较弱的化学键
B. 分子间作用力较弱,破坏它所需能量较少
C. 分子间作用力对物质的熔沸点有影响
D. 稀有气体原子间存在分子间作用力
14. 两种非金属元素 X 、 Y 所形成的下列分子中,属于极性分子的是
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15. 当干冰气化时,下列所述各项中发生变化的是
A. 分子间距离 B. 范德华力
C. 分子内共价键 D. 化学性质
二、填空题
16. 在下列物质中:①氨气 ②氯化氢 ③氯化铵 ④干冰 ⑤苛性钠 ⑥食盐 ⑦冰 ⑧氩气 ⑨过氧
化钠 ⑩双氧水 ○
11氢气 ○ 12甲烷 ○ 13H 2SO 4 ○ 14Cl 2 ○ 15CH 3COOH (1)只有非极性键的是
(2)只有极性键的是
(3)既有极性键又有非极性键的是
(4)只有离子键的是
(5)既有离子键又有极性键的是
(6)既有离子键又有非极性键的是
17. 在 HF 、 H 2O 、 NH 3、 CS 2、 CH 4、 N 2等分子中:
①以非极性键结合的非极性分子是 _ ____________________ _;
②以极性键相结合、具有直线型结构的非极性分子是 ;
③以极性键相结合、具有正四面体结构的非极性分子是 ;
④以极性键相结合、具有三角锥型结构的极性分子是 ;
⑤以极性键相结合、具有 V 型结构的极性分子是 ;
⑥以极性键相结合,而且分子极性最大的是 。
18. 已知 H 2O 2分子的结构如图 5— 6所示:H 2O 2分子不是直线型的两个 H 原子犹如在半展开的书的两线 上,氧原子则在书的夹缝上,书页夹角为 93°52′,而两个 O — H 键与 O — O 键的夹角均为 96°52′。试回
答:
(1)写出 H 2O 2分子的电子式和结构式;
(2)写出分子内的键型;
(3)估计它难溶于 CS 2,简要说明原因;
(4)指出氧元素的化合价,简要说明原因。
*19.已知,在一个分子中,如果结构对称,即电荷分布是均匀的,分子为非极性分子;
如果结构不对称, 即电荷分布不均匀, 分子即为极性分子。 如 H 2O 的结构式为
电荷分布不均匀,为极性分子, CO 2的结构式为 O==C==O,电荷分布均匀,为非极性分子。极性分子易溶 于极性分子组成的溶剂中,而非极性分子易溶于非极性分子溶剂中,这叫相似相溶原理。 PtCl 2(NH3) 2为平面 正方形结构, Pt 位于正方形的中心,它可以形成两种固体:一种为淡黄色,在水中溶解度小;另一种为黄绿 色,在水中溶解度大。请在以下空格内画出这两种固体分子的几何构型图。
黄绿色固体在水中的溶解度比淡黄色固体大的原因是 。
20. 有 A 、 B 、 C 、 D 、 E 五种元素,它们的原子序数依次增大,且都小于 20。其中 D 、 E 是金属元素; A 与 E 属同一主族,且最外层只有 1个电子,其中 A 的原子核内没有中子, E 单质与水剧烈反应并伴有一定的 燃烧现象; D 原子的电子层数与最外层电子数相同,且次外层具有 8个电子; C 原子最外层电子数是次外层 电子数的 3倍; B 的原子最外层电子数是奇数,其单质在常温下为难以液化的气体。请推断并回答:
(1) A ~E 的元素符号分别为:A 、 B 、 C 、 D 、 E ;
(2) B 单质的电子式为 ;
(3)在这五种元素之间能组成具有共价键的三原子分子是 ;能形成具有极性键的四原子分子 是 ,这两种分子是互相 (填“溶解” “不溶解” ) ,原因是 。
,
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参考答案
一、 1.AC 2.B 3.BD 4.B 5.CD 6.A 7.C 8.D 9.C 10.CD 11.AD 12.AD 13.A 14.BD 15.AB
二、 16. (1)○ 11○ 14(2)①②④⑦○ 12○ 13(3)⑩○ 15(4)⑥ (5)③⑤ (6)⑨
17. ① N 2② CS 2③ CH 4④ NH 3⑤ H 2O ⑥
HF
(2)分子内既有极性键,又有非极性键。
(3)因 H 2O 2为极性分子,而 CS 2为非极性溶剂,根据相似相溶原理, H 2O 2难溶于 CS 2中。
(4)氧为-1价,因 O — O 为非极性键,而 O — H 为极性键,共用电子对偏向于氧,故为-1价。 *19
极性分子,水为极性溶剂,极性分子易溶于极性溶剂中,所以黄绿色固体比淡黄色固体在水中的溶解度大 20. (1) H N O Al K (2)∶ Ng ┇┇ N ∶
(3) H 2O NH 3溶解 二者都是强极性分子,相似相溶
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范文五:分子极性
第 2课时 极性分子、非极性分子
知识回顾:
一、化学键的类型与分子的极性
1. 非极性键与极性键
①非极性(共价)键:;如:H — H 、 C — C.Cl — Cl
极性(共价)键:;如:H — Cl 、 O — H 、
2. 非极性分子和极性分子
①非极性分子:分子结构对称,正负电荷分布均匀的分子。如:N 2、 P 4、 CO 2、 CH 4等。
②极性分子:分子结构不对称,正负电荷分布不均匀的分子。如:HCl 、 H 2O 、 NH 3、 SO 2、
3. 分子的极性与键的极性
①极性分子中一定有极性键,也可能有非极性键如:H 2O 2、 C 2H 2分子中有 O — H 、 C — H 、极性键, O — O 、 C — C 非极性键。
②非极性分子中不一定有非极性键,如:CO 2、 BF 3分子中只有 C=O、 B — F 极性键。
4. 分子极性与分子的构型:
①双原子分子中, A 2型是非极性分子,如:H 2、 O 2、 N 2等, A.B 型的是极性分子,如:HCl 、 CO 、 NO 等。
②多原子 AB n 型分子的极性的经验规律。
若中心原子 A 的化合价的绝对值等于该元素所在主族的序数 C 即最外层电子全部成键,则为非极性 分子。如:CH 4、 SO 3、 PCl 5、 CO 2、 BF 3等,应之则是极性分子如 H 2O 、 NH 3、 SO 2、 NO 2等。 二、分子间作用力和氢键
1. 分子间作用力——范德华力
气态、液态或固态的分子型物质是由许多分子构成的。在构成物质的分子之间存在着一种较弱的作 用力即为分子间作用力,作用力的大小与化学键比起来弱得多。分子间作用力实质上是一种分子间 的电性引力。
一般来说,组成和结构相似的物质, __________越大则范德华力越强,该物质的熔点、沸点就 ____________,当液体气化时要克服分子间引力,当固体熔化为液体时也要克服分子间的引力,所 以分子间的作用力是决定物质的沸点、熔化、溶解性等性质的主要因素。
2. 氢键——较强的分子间作用力
某些氢化物分子之间存在着氢键如:H 2O 、 NH 3·HF ,分子之间由于存在着比分子间作用力稍强的相互 用用,而以同族氢化物中沸点反常显行特别高。氢键比化学键弱行多,比分子间作用力稍强。氢键 对某些物质的性质产生较明显的影响,如:水结冰时体积彭胀,密度减小是由于氢键所造成的。 典型例题:
[例 1]下列说法中,不正确的是()
A. 极性分子一定含有极性键 B.非极性分子不一定含有极性键
C.CH 4. P 4分子都是正四面体结构,但键与键之间的夹角大小不同。
D. 常温常压下的气体分子中都含有共价键。
[例 2]下列各组分子中,都属于含有极性键的非极性分子的是()
A.C 2H 2、 CCl 4 B.CO2、 H 2O 2 C.Cl2 CH4 D.NH3. HCl
[例 3]A.B.C.D.E五种短周期元素,它们的原子序数依次增大。 A 的最外层电子数为 1,其单质在常 温下为气体。 B.E 元素原子的最外层电子排布相同,二者的核电荷数为 24。 C.E 两元素形成 C 2E 型离 子化合物,且 E 、 C 两元素对应离子的核外电子数三差为 8。 0.9gD的单质与足量的稀硫酸反应,收 集到气体 1.12L (标准) 。
请回答下列问题:
① B 元素的原子结构示意图 _________,化合物 C 2E 的电子式 _______。
②在 C.B 两元素间按原子个数比 1:1形成的离子型化合物中,存在的化学键类型为
_________________________________。
③ C.D.E 三种元素最高价氧化物对应合物之间可以发生反应,它们两者之间发生反应的离子方程式 为 _____________、 _____________、 _____________________________。
④ D 与 E 形成的化合物跟水完全反应的化学方程式为 ___________。
⑤试写出两种均含 A.B.C.E 四种元素的化合物在溶液中相互反应,且生成气体的离子方程式
__________________________________。
课堂精练:
1. 已知 CO 2. BF 3. CH 4. SO 3都是非极必分子, NH 3. H 2S 、 H 2O 、 SO 2都是极性分子,由此可推知 Ab n 型分 子是非极性分子的经验规律是()
A. 分子中所有原子在同一平面内 B.分子中不含氢原子
C. 在 AB n 分子中, A 元素为最高正价
D. 在 AB n 分子中, A 原子最外层电子都已成键。
2. 下列物质的变化过程中只需克服分子间作用力的是()
A.NaCl 溶解 B.K2SO 4的熔化 C.干冰升华
D.NH 4Cl 分解
3. 含有极性键的非极性分子是()
A.H 2O B.CS2 C.NH3 D.H2
4. 磷(PH 3)又称磷化氢,在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体,电石气中常含它。它 的分子是三角锥型,以下关于 PH 3的叙述正确的是()
A.PH 3分子中 P-H 键是极性键
B.PH 3分子中有未成键的电子对
C.PH 3是一种强氧化剂
D.PH 3分子中的 P-H 的键是非极性键
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