分子生物学的理解十篇

分子生物学的理解篇1

【论文摘要】针对高分子物理课程的特点,作者在高分子物理课堂教学中,从高分子物理历史背景、基本概念公式、理论联系实际并结合典型案例以及充分利用多媒体四个方面阐述了如何提高高分子物理课堂教学效果,并培养学生的专业学习兴趣和专业思维能力。

高分子物理是研究高分子的结构、性能及其相互关系的学科,它与高分子材料的合成、加工、应用等都有非常密切的内在联系,是高分子专业的一门非常重要的专业基础课程。本课程的学习对学生深入掌握专业基础知识和基本技能有着深远的影响。然而高分子物理具有概念多而抽象、结构纷繁而复杂、性能多变等特点被公认为高分子专业最难讲和最难学的专业课。不少学生认为高分子物理理论性强、数学推导多等,因而课堂上缺乏足够学习兴趣。另外一些学生反应平时课堂上能够听懂老师授课内容,但是在实际中遇到高分子物理具体问题,感觉不知如何解决等问题。针对以上存在的典型问题,高分子物理老师对该课程教学进行改革研究,探索各种教学方法如案例教学、启发式、问答式互动教学等。作者所在学校将此课程安排在大学三年级的第一学期进行,此阶段的学生对于该专业的认识还比较局限,笔者在高分子物理课堂教学中采取了一些适合本专业特点的方法和措施,以提高教学效果,培养学生的专业学习兴趣、积极性和专业思维能力。在此过程中,作者有以下一些体会和感受。

1注重高分子物理史的讲解

高分子物理的每个概念、公式,都有其出现的时间和年代,都是为解决一定的问题而提出的。适当讲授高分子物理史,帮助学生通过高分子物理历史讯号和高分子物理科学家认识高分子物理,有助于学生了解本学科的发展,积累一定的感性认识。比如在讲解高分子的链结构高分子链的交联时,引入橡胶硫化的发明史:两千五百年前亚马逊河流域的印地安人将橡胶树汁徐在脚上,发明了橡胶靴子,不过一天后靴子会逐渐解体,直到1839年,Goodyear将橡胶原汁加入硫,使橡胶分子发生交联制造出稳定的橡胶,开启了橡胶工业的时代。另外,结合本系涂料专业特色,给学生介绍目前涂料的发展前沿自愈合涂料,其基本原理是高分子之间通过氢键作用产生物理交联.通过以上讲解使学生认识到交联的重要性及对材料性能的影响,体会高分子物理的魅力,同时也扩大了学生的知识面,加深学生对高分子物理知识的理解。

2深入浅出地讲授基本概念、基本公式

基本概念多是高分子物理课程的一个突出特点,一些概念高度抽象、不好理解,这对于刚刚接触高分子物理的学生们来说,理解起来有相当的难度。如果在讲解过程中,照本宣科,学生不仅印象不深,还会出现前学后忘,而且容易把概念相互混淆。那么,如何达到“多而不乱”、“多而不忘”的学习效果呢?以“高分子链无规线团”概念为例,课本上的定义比较抽象,难理解,在讲课时可以将其具体化,并以Staudinger当时认为高分子链是硬梆梆的竿子,但这并不能显示橡胶的弹性特性,Kuhn提出高分子链象意大利面条一样有弹性、柔韧性的长链分子,以上高分子链形象生动的比喻加深了学生对高分子链构象的理解。再以“玻璃态和橡胶态”概念为例,把高分子链段比作蛇,因为蛇是冷血动物,其体内热量主要来自周围的环境,在温度低的时候被冻僵保持不动以节省能量,这种状态这有点类似高分子的玻璃态,在温度高的时候从外界获得能量可以运动,这点与聚合物的橡胶态类似,以上比喻使学生很容易理解玻璃态和橡胶态聚合物的链段运动情况,而且印象深刻不容易忘记。又如交联橡胶弹性的统计力学应力一应变状态方程非常重要,它将聚合物微观结构与其宏观力学性能联系起来,课本上推导比较复杂,步骤多、公式多,不好理解而且容易忘。事实上只要抓住内能对橡胶弹性的贡献为零,橡胶弹性的本质是嫡弹性,按照以下思路推导,思路比较清晰而且好理解,学生也就很容易理解公式中各参数的物理意义。

3理论联系实际并结合典型案例教学

高分子物理理论性强,应用性也很强,高分子物理教材限于篇幅主要阐述基本原理、基本理论、等方面的内容,应用方面讲得比较少。对于教师在讲授这些基本知识的时候,不能只是简单的以课本上高度概括的语言来描述,应注意理论联系实际,并穿插丰富的,不断更新的例子来说明,这样可以使学生能够更好的理解和掌握高分子物理。如在聚合物的液晶态一节中课本上对着名的芳纶纤维聚对苯二甲酞对苯二胺(杜邦公司的商品名为Kevlar)介绍较少,在讲解中可以详细分析该聚合物结构与性能的关系,其由刚性长分子构成而且其分子链沿长度方向高度取向,并且分子间有很强的氢键作用,其强度是钢丝的5-6倍,因此由该纤维组成的织物能防止子弹的穿过,因此可用来做防弹背心。此外,该液晶态聚合物熔点在500℃以上,很难熔融加工,结晶性很强也很难溶解,杜邦公司Stephanie Kwolek选用复合溶剂N一甲基毗咯烷酮和少量无机盐氯化钙使其溶解,而氯化钙的作用主要是破坏分子间的氢键,从而解决了溶解问题,以上案例使学生深刻的理解了液晶聚合物的结构与性能,而且还了解了其溶解的原理和加工的方法。作者主要从事有机无机纳米复合材料的研究,积累了一些有关纳米复合材料结构与性能的照片、数据与样品。在“高分子玻璃化转变、结晶、高分子的力学行为、粘弹性”等章节中列举了较多的本课题组的研究成果和体会,不仅使学生加深了对多组分体系结构与性能的了解,还引发了同学对科研的兴趣,使学生认识到学习理论的重要性,提高了学习的主动性。

4充分运用多媒体教学

分子生物学的理解篇2

关键词：高分子材料；可降解；生物

中图分类号：tq464 文献标识码:a

我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列，每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解，以尽量减少对人类及环境的污染。生物可降解材料，是指在自然界微生物，如细菌、霉菌及藻类作用下，可完全降解为低分子的材料。这类材料储存方便，只要保持干燥，不需避光，应用范围广，可用于地膜、包装袋、医药等领域。生物可降解的机理大致有以下3 种方式： 生物的细胞增长使物质发生机械性破坏； 微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。按照上述机理，现将目前研究的几种主要的可生物可降解的高分子材料介绍如下。

1生物可降解高分子材料概念及降解机理

生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下，能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。

生物可降解的机理大致有以下3种方式：生物的细胞增长使物质发生机械性破坏；微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为，高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先，微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合，通过水解切断高分子链，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物摄入人体内，经过种种的代谢路线，合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量，最终都转化为水和二氧化碳。

因此，生物可降解并非单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用，相互促进的物理化学过程。到目前为止，有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外，还与材料温度、酶、ph值、微生物等外部环境有关。

2生物可降解高分子材料的类型

按来源，生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类，有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。

2.1微生物生产型

通过微生物合成的高分子物质。这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ici 公司生产的“biopol”产品。

2.2合成高分子型

脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低，强度及耐热性差，无法应用。芳香族聚酯(pet) 和聚酰胺的熔点较高，强度好，是应用价值很高的工程塑料，但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺) 制成一定结构的共聚物，这种共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。

2.3天然高分子型

自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子，这些高分子可被微生物完全降解，但因纤维素等存在物理性能上的不足，由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求，因此，它大多与其它高分子，如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得。

2.4掺合型

在没有生物可降解的高分子材料中，掺混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得产品具有相当程度的生物可降解性，这就制成了掺合型生物可降解高分子材料，但这种材料不能完全生物可降解。

3生物可降解高分子材料的开发

3.1生物可降解高分子材料开发的传统方法

传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。

3.1.1天然高分子的改造法

通过化学修饰和共混等方法，对自然界中存在大量的多糖类高分子，如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足，但一般不易成型加工，而且产量小，限制了它们的应用。

3.1.2化学合成法

模拟天然高分子的化学结构，从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻，副产品多，工艺复杂，成本较高。

3.1.3微生物发酵法

许多生物能以某些有机物为碳源，通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难，且仍有一些副产品。

3.2生物可降解高分子材料开发的新方法——酶促合成

用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶学的发展，酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质，并拥有了催化一些特殊反应的能力，从而显示出了许多水相中所没有的特点。

3.3酶促合成法与化学合成法结合使用

酶促合成法具有高的位置及立体选择性，而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量，因此，为了提高聚合效率，许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料。

4生物可降解高分子材料的应用

目前生物可降解高分子材料主要有两方面的用途：（1）利用其生物可降解性，解决环境污染问题，以保证人类生存环境的可持续发展。通常，对高聚物材料的处理主要有填埋、焚烧和再回收利用等3种方法，但这几种方法都有其弊端。（2）利用其可降解性，用作生物医用材料。目前，我国一年约生产3000 多亿片片剂与控释胶囊剂，其中70%以上是上了包衣的表皮，其中包衣片中有80%以上是传统的糖衣片，而国际上发达国家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片，因此，我国的片剂制造水平与国际先进水平有很大的差距。国外片剂和薄膜衣片多采用羟丙基甲纤维素，羟丙纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟甲基淀粉钠等。

参考文献

[1]侯红江,陈复生,程小丽,辛颖.可生物降解材料降解性的研究进展[j].塑料科技,2009,(03):89-93.

[2]翟美玉,彭茜.生物可降解高分子材料[j].化学与粘合,2008,(05).

分子生物学的理解篇3

［关键词］高分子材料  可降解  生物

        我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列，每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解，以尽量减少对人类及环境的污染。生物可降解材料，是指在 自然 界微生物，如细菌、霉菌及藻类作用下，可完全降解为低分子的材料。这类材料储存方便，只要保持干燥，不需避光，应用范围广，可用于地膜、包装袋、医药等领域。生物可降解的机理大致有以下3 种方式： 生物的细胞增长使物质发生机械性破坏； 微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。按照上述机理，现将目前研究的几种主要的可生物可降解的高分子材料介绍如下。

        1、生物可降解高分子材料概念及降解机理

        生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下，能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。

        生物可降解的机理大致有以下3种方式：生物的细胞增长使物质发生机械性破坏；微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为，高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先，微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合，通过水解切断高分子链，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物摄入人体内，经过种种的代谢路线，合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量，最终都转化为水和二氧化碳。

        因此，生物可降解并非单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用，相互促进的物理化学过程。到目前为止，有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外，还与材料温度、酶、ph值、微生物等外部环境有关。

        2、生物可降解高分子材料的类型

        按来源，生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类，有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。

        2.1微生物生产型

        通过微生物合成的高分子物质。这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ici 公司生产的“biopol”产品。

        2.2合成高分子型

        脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低，强度及耐热性差，无法应用。芳香族聚酯(pet) 和聚酰胺的熔点较高，强度好，是应用价值很高的工程塑料，但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺) 制成一定结构的共聚物，这种共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。

        2.3天然高分子型

        自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子，这些高分子可被微生物完全降解，但因纤维素等存在物理性能上的不足，由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求，因此，它大多与其它高分子，如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得。

        2.4掺合型

        在没有生物可降解的高分子材料中，掺混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得产品具有相当程度的生物可降解性，这就制成了掺合型生物可降解高分子材料，但这种材料不能完全生物可降解。

        3、生物可降解高分子材料的开发

        3.1生物可降解高分子材料开发的传统方法

        传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。

        3.1.1天然高分子的改造法

        通过化学修饰和共混等方法，对 自然 界中存在大量的多糖类高分子，如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足，但一般不易成型加工，而且产量小，限制了它们的应用。

        3.1.2化学合成法

        模拟天然高分子的化学结构，从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻，副产品多，工艺复杂，成本较高。

        3.1.3微生物发酵法

        许多生物能以某些有机物为碳源，通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难，且仍有一些副产品。

        3.2生物可降解高分子材料开发的新方法——酶促合成

        用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶学的 发展 ，酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质，并拥有了催化一些特殊反应的能力，从而显示出了许多水相中所没有的特点。

        3.3酶促合成法与化学合成法结合使用

        酶促合成法具有高的位置及立体选择性，而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量，因此，为了提高聚合效率，许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料

        4、生物可降解高分子材料的应用

        目前生物可降解高分子材料主要有两方面的用途：（1）利用其生物可降解性，解决环境污染问题，以保证人类生存环境的可持续发展。通常，对高聚物材料的处理主要有填埋、焚烧和再回收利用等3种方法，但这几种方法都有其弊端。（2）利用其可降解性，用作生物医用材料。目前，我国一年约生产3000 多亿片片剂与控释胶囊剂，其中70%以上是上了包衣的表皮，其中包衣片中有80%以上是传统的糖衣片，而国际上发达国家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片，因此，我国的片剂制造水平与国际先进水平有很大的差距。国外片剂和薄膜衣片多采用羟丙基甲纤维素，羟丙纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟甲基淀粉钠等。

参考 文献 ：

分子生物学的理解篇4

1、生物可降解高分子材料概念及降解机理

生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下，能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。

生物可降解的机理大致有以下3种方式：生物的细胞增长使物质发生机械性破坏；微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为，高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先，微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合，通过水解切断高分子链，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物摄入人体内，经过种种的代谢路线，合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量，最终都转化为水和二氧化碳。

因此，生物可降解并非单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用，相互促进的物理化学过程。到目前为止，有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外，还与材料温度、酶、PH值、微生物等外部环境有关。

2、生物可降解高分子材料的类型

按来源，生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类，有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。

2.1微生物生产型

通过微生物合成的高分子物质。这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ICI公司生产的“Biopol”产品。

2.2合成高分子型

脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低，强度及耐热性差，无法应用。芳香族聚酯(PET)和聚酰胺的熔点较高，强度好，是应用价值很高的工程塑料，但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺)制成一定结构的共聚物，这种共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。

2.3天然高分子型

自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子，这些高分子可被微生物完全降解，但因纤维素等存在物理性能上的不足，由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求，因此，它大多与其它高分子，如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得。

2.4掺合型

在没有生物可降解的高分子材料中，掺混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得产品具有相当程度的生物可降解性，这就制成了掺合型生物可降解高分子材料，但这种材料不能完全生物可降解。

3、生物可降解高分子材料的开发

3.1生物可降解高分子材料开发的传统方法

传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。

3.1.1天然高分子的改造法

通过化学修饰和共混等方法，对自然界中存在大量的多糖类高分子，如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足，但一般不易成型加工，而且产量小，限制了它们的应用。

3.1.2化学合成法

模拟天然高分子的化学结构，从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻，副产品多，工艺复杂，成本较高。

3.1.3微生物发酵法

许多生物能以某些有机物为碳源，通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难，且仍有一些副产品。

3.2生物可降解高分子材料开发的新方法——酶促合成

用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶学的发展，酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质，并拥有了催化一些特殊反应的能力，从而显示出了许多水相中所没有的特点。

3.3酶促合成法与化学合成法结合使用

酶促合成法具有高的位置及立体选择性，而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量，因此，为了提高聚合效率，许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料

分子生物学的理解篇5

【关键词】点、面结合；知识点；教学新模式；探讨

0 引言

《高分子物理》是一门新兴的学科，是在长期的生产实践和科学经验的基础上逐渐发展起来的，是高等工科院校高分子材料科学与工程专业的核心主干课程，是研究高分子结构与性能间关系的科学，也是研究聚合物分子运动规律的科学[1]。通过本课程的学习使学生掌握聚合物的多层次结构分子运动及主要物理机械性能的基本概念理论和研究方法。为高分子设计、改性、加工、应用奠定基础，对学生深入掌握专业知识有深远影响。然而《高分子物理》概念多、抽象、结构纷繁且性能多变，被视为高分子专业最难讲授和最难学的专业课程。不少同学认为，高分子物理理论性强、推导多、在课堂教学中缺乏学习兴趣，同学们在学习过程中普遍感到无从下手，力不从心[2]。

针对以上问题对该课程教学方法进行研究，以增强教学效果、调动学生的学习积极性。对现有的教学模式进行改革，采用点、面立体教学模式，让学生充分了解各个知识点，通过引入多种、全面的教学方法，让学生从整体上了解高分子物理的基本概率和理论知识。

1 点、面立体教学模式

以课本上的知识点中心，发散到和这个知识点相关的各个知识面，采用不同教学手段相结合。首先课本上理论讲授知识点，结合当前的科研相关成果，讲解这个知识点的应用，结合计算机模拟技术建立形象的思维，通过实体的图形数据深入的理解知识点，达到能够熟悉掌握并灵活应用的效果。

教学初期让学生对高分子物理这门课程有个总体的认识，大概理解这个课程是做什么用，和我们以前学习的高分子课程有什么不同，在整个高分子专业课程中的地位和重要性。从总体的面上，帮助学生理顺各章节之间的内在联系，明确课程前后内容的逻辑关系，完善高分子物理知识体系框架结构，强化高分子结构内涵，重视高分子运动机制描述，突出高分子性能与结构和运动之间关系的关联[3]。高分子物理学的主要内容包括结构、分子运动及性能，结构包括高分子链结构、聚集态结构；性能包括力学性能、热性能、电学性能、光学性能及表面与界面性能等； 分子运动则包括高分子的三种状态及松弛转变[4]。授课时应将各个知识点的内容详细的讲解、推导，让学生真正从

随着教学过程的深入，学生在基本理解高分子物理的研究内容和特点后，需要让学生深入理解高分子物理中基本术语，高分子物理课程中有许多内涵相近、相关或相互对应的术语。如高分子、大分子，非晶态、无定形态，银纹、裂纹等是内涵相近的术语，构造、构型、构象，高弹性、黏弹性，滞后、力学损耗、损耗因子，蠕变、应力松弛，松弛时间、推迟时间，屈服强度、极限强度、拉伸强度、冲击强度、弯曲强度等是内涵相关的术语，近程结构、远程结构，结晶态、非晶态，动态模量、动态柔量，应变软化、应变硬化，有规立构聚合物、无规立构聚合物，取向、解取向等可视为内涵相对的术语[5]。在高分子物理课程的教学中，对众多基本术语的深入讲解是一个首要和基本的任务。对于这些基本术语是否理解和掌握，意味着对有关基本概念是否理解和掌握，在理解基本概率的基础上，结合当前和这个知识点相关的科研成果，让学生能够真实的感受这个知识点很有用。

在仔细理解各个知识点后，将知识点发散到各个面，结合当前的研究热点或研究进展，全面的介绍和讲授的知识点相关的研究工作。真正做到能够即学即用，达到事半功倍的效果。

2 实例讲授高分子物理非晶态聚合物的玻璃化转变

2.1 课本知识点讲授

玻璃化转变现象是非常复杂的，至今还没有比较完善的理论可以解释实验事实。现有的玻璃化转变理论包括：自由体积理论、热力学理论、动力学理论、模态耦合理论、固体模型理论等。每一种理论只能解决玻璃化转变中部分实验现象，课本中重点讨论自由体积理论。

自由体积理论最初由Fox和Flory提出来的，主要工作是由Turnbull和Cohen完成。自由体积理论认为：液体或固体的体积由两部分组成，一部分是被分子占据的体积，称为已占体积；另一部分是未被占据的体积，称为自由体积。后者以“空穴”的形式分散于整个物质之中，自由体积的存在为分子链通过转动和位移调整构象提供可能性。当高聚物冷却时，自由体积先逐渐减小，到达某一温度时，自由体积达到最低值，维持不变。此时，高聚物进入玻璃态。因而高聚物的玻璃态可视为等自由状态[1]。

在玻璃态下，聚合物温度随温度升高发生的膨胀，只是由于正常的分子膨胀过程造成的，包括分子振动振幅的增加和键长的变化。到玻璃化转变点，分子热运动已具有足够的能量，而且自由体积也开始解冻而参加到整个膨胀的过程中去，因而链段获得了足够的运动能量和必要自由空间，从冻结进入运动。

2.2 玻璃化转变知识点推导演示

理论知识点讲授之后，需要给学生推导理论的由来和公式的演算过程，虽然大部分的推导书本上有，但是有些省略的步骤，可能让学生不能独自的完全推导出来。结合自由体积理论示意图推导，可以将Doolittle方程和WLF方程做个简单的介绍，然后推导得到自聚合物的自由体积分数等于2.5%，直接在黑板上板书整个过程，让学生能够体会到公式是有根据，同时增强学生学习高分子物理学中公式的信心，应该会有很好的效果。

实验中研究玻璃化转变，主要方法是聚合物发生玻璃化变化时，测量发生急剧变化的物理性能，主要有测比容、线膨胀系数、折光率、溶剂在聚合物中的扩散系数、比热容、动力学损耗等随温度的变化，可以重点讲述比较典型的几类，如图1、图2、图3：

通过课本上的部分实验数据，让学生能够直观的理解玻璃化转变温度的客观性，加深对玻璃化转变温度公式的理解。

2.3 玻璃化转变知识点发散到知识面

结合当前玻璃化转变的研究热点，将知识点发散到面，使学生更加全面的理解知识点。近些年来，非晶态聚合物玻璃化转变研究的热点比较多，在给学生讲授的时候，可以选择一个熟悉的研究热点进行讲解。如大分子物质如聚合物、蛋白质分子等受限于纳米孔洞的玻璃化转变，Schonhals[6]发现聚二甲基硅氧烷（PDMS）受限于2.5～20nm孔洞中的链段运动性均较本体强，随着孔径的减小受限体系的温度依赖性由VFT行为转变为Arrhenius行为；Russell[7]等人应小角 X射线散射（SAXS）和中子散射的方法发现，聚苯乙烯链（PS）受限于比其本体状态链尺寸小的氧化铝孔洞中时，由于高分链之间缠结的减少，链整体的运动性增强，粘度降低。DSC实验表明链段运动的分布变宽，但其运动性并没有发生明显变化；Richterli[8]等人应用中子自旋回波的方法研究了聚二甲基硅氧烷受限于 26nmAAO孔洞中的动力学行为，第一次发现了在分子受限于纳米孔洞，在紧邻孔壁表面的强吸附层与孔中心本体层之间存在一个中间相，它的链松弛行为受到固定在孔壁上链的影响（如图4所示）。Kinimicht[9]等人应用NMR的方法研究受限的高分子熔体，发现高分子熔体即使在比其自身尺度大得多的受限空间中，其tube-reptation模型算得的有效管径都小r本体状态，“紧缩效应”（corest effect）的概念被用来解释这一实验现象。

图4 受限于AAO纳米孔洞中高分子链的三层模型

教师在讲课时，可以重点讲解一个受限条件下玻璃态转变研究成果，让学生从目前的科研中感受到学习的知识点很有必要，而且研究的前景十分宽广，激发学生学习的动力和兴趣。

3 思考和探索

高分子物理的总体课时并不多，所以不是所有的章节都需要采用点、面结合的教学方式，需要合理分配教学课时，尽量在有限的教学课时里，让学生充分掌握学习知识的方法，提高兴趣。首先使学生明确学习高分子物理的意义，将术语真正地讲透彻，在教学过程中牢牢地把握住教学主线，注意方式方法，例如从某个知识点强化理论概念，然后立体的发散到和知识点相关的面，并通过运用多种教学方法，形成一个知识的空间网络结构，使学生牢固掌握高分子物理中的知识。结合现有的一些科研热点，调动学生的积极性，使其主动参与到教学活动中来，培养创新意识。我们主要是激发学生学习兴趣，只有这样才能提高运用知识的能力，开拓眼界，启发思维，使认知过程不断充实提高，达到提升教学质量的目的。

4 体会

高分子物理是一门难学难教的课程，作为高分子材料与工程本科专业重要的基础课，对学生后续学习其它专业课有深远的影响。总之，在高分子物理的教学过程中，应突出重要知识点的详细讲解、推导，然后有这个知识点发散到相关的知识面，形成以这个知识点为中心的空间知识网，对学生牢固的掌握知识将会有很大的帮助，提高学生对课程内容的理解，培养和提高学生分析、解决问题的能力。但是在讲授的过程中，由于受到教学课时的限制，需要整体把握，不能对每个知识点面面俱到，需要有筛选的进行该方法的教学。

【参考文献】

[1]何曼君，张红东，陈维孝，等. 高分子物理[M]. 北京：复旦大学出版社， 2007.

[2]张焕芝. 《高分子物理》课程教学改革的探索[J]. 科技信息，2013（17）：177-177.

[3]付文， 王丽. 高分子物理教学改革探讨[J]. 化工高等教育， 2010， 27（5）：69-71.

[4]余若冰， 徐世爱， 张德震. 高分子物理教学几点思考和体会[J]. 化工高等教育， 2014， 31（3）：93-95.

[5]侯维敏， 詹世平. 提高高分子物理课堂教学效果的实践与探索[J]. 长春教育学院学报， 2014， 30（13）.

[6]Dobriyal P. Enhanced mobility of confined polymers[J]. Nature Materials， 2007， 6（12）：961-965.

[7]Krutyeva M， Wischnewski A， Monkenbusch M， et al. Effect of nanoconfinement on polymer dynamics： surface layers and interphases.[J]. Physical Review Letters， 2013， 110（10）：1214-1222.

分子生物学的理解篇6

【关键词】 高分子材料 可降解 循环利用

1 生物可降解高分子材料的含义及降解机理

生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下，能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。生物可降解的机理大致有以下三种方式：生物的细胞增长使物质发生机械性破坏；微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为，高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先，微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合，通过水解切断高分子链，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物摄入人体内，经过种种的代谢路线，合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量，最终都转化为水和二氧化碳。因此，生物可降解并非单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用，相互促进的物理化学过程。到目前为止，有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外，还与材料温度、酶、PH值、微生物等外部环境有关。

2 生物可降解高分子材料的类型

按材料来源，生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类，有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。

2.1 微生物生产型

通过微生物合成的高分子物质。这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。

2.2 合成高分子型

脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低，强度及耐热性差，无法应用。芳香族聚酯（PET）和聚酰胺的熔点较高，强度好，是应用价值很高的工程塑料，但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯（或聚酰胺）制成一定结构的共聚物，这种共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。

2.3 天然高分子型

自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子，这些高分子可被微生物完全降解，但因纤维素等存在物理性能上的不足，由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求，因此，它大多与其它高分子，如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共同混制。

2.4 掺混型

在没有生物可降解的高分子材料中，掺混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得产品具有相当程度的生物可降解性，这就制成了掺合型生物可降解高分子材料，但这种材料不能完全生物可降解。

3 生物可降解高分子材料的研发

3.1 传统方法

传统利用生物可降解高分子材料的方法主要包括：天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。（1）天然高分子的改造法。通过化学修饰和共混等方法，对自然界中存在大量的多糖类高分子，如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足，但一般不易成型加工，而且产量小，限制了它们的应用。②化学合成法。模拟天然高分子的化学结构，从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻，副产品多，工艺复杂，成本较高。（2）微生物发酵法。许多生物能以某些有机物为碳源，通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难，且仍有一些副产品。

3.2 酶促合成

用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶学的发展，酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质，并拥有了催化一些特殊反应的能力，从而显示出了许多水相中所没有的特点。

3.3 酶促合成法与化学合成法结合使用

酶促合成法具有高的位置及立体选择性，而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量，因此，为了提高聚合效率，许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料。

4 结语

随着高分子材料合成与加工的技术进步，生物可降解高分子材料在各行业得到广泛、深入的应用。生物可降解高分子材料助剂、树脂原料和加工机械一起组成了生物可降解高分子加工的三大基本要素。此外，加工工艺水平、配方技术以及相关配套服务设施也成为完美展现制品性能的不可或缺的因素。我国生物可降解高分子材料工业起步较晚，发展迟缓，难以适应目前的发展趋势，必须借助行业发展，探索一条具有中国特色的工业之路。在消化、吸收、仿制国外先进品种和技术的基础上，针对不同行业要求和特点，开发出高效、多功能、复合化、低（无）毒、低（无）污染、专用化的生物可降解高分子品种，提高规模化生产和管理能力，改变目前行业规模小、品种少、性能老化且雷同、针对性（专用性）差、性能价格比明显低于国外同类产品、创新能力低下、污染严重、无序竞争的局面，一些新型功能的生物可降解高分子材料的发展时间不长，消费量较低，却带来了产业新的突破点和增长点，丰富完善了整个体系，其高技术含量和巨大的增幅显示了强大的生命力，创造一个投入产出比明显高于其他化工产品的新产业。

分子生物学的理解篇7

[关键词]生物化学与分子生物学；临床医学；学习兴趣

生物化学与分子生物学是医学科学中重要的基础学科之一[1，2]。在多年的教学中，我们发现大部分医科大学学生认为生物化学与分子生物学是医科大学中最难的一门课程，比较难学。经过多年的教学观察和问卷调查，觉得学生之所以对生物化学与分子生物学习的兴趣不高及产生畏难情绪的原因主要有以下几点：

一、学生的相关背景知识薄弱

生物化学与分子生物学是化学与生物学结合的一门交叉学科。医科大学学生的化学和生物学基础一般都较弱，特别是有些专业招生是文理兼收的，如护理专业，卫管专业等。他们的理科基础就更薄弱。而在生物化学与分子生物学代谢章节的学习过程中涉及大量的有机化合物和有机反应。这些化合物和反应的名称是学生很少见到过的，在这种情况下要记住并理解这些化合物及化学反应对学生来说是十分困难的一件事。在遗传信息传递的内容中，不仅涉及复杂的高分子化合物和复杂的反应，也会涉及生物学的内容，比如病毒、线虫、细菌等等，而学生对这些物种都不太熟悉。在生物化学与分子生物学中出现了一系列新的领域，比如：表观遗传学、生物信息学等。尤其是生物信息学更需要一些计算机、数学和统计学等知识。因此，学生在学习中会感到格外的困难。此外还有复杂的生物化学与分子生物学实验技术，都让学生感到生物化学与分子生物学的学习十分困难。

二、学生对生物化学与分子生物学学习的重要性认识不够

我们通过调查发现，部分临床专业的学生认为，生物化学与分子生物学这门课只是基础课。他们将来毕业主要是做医生和护士，而不是从事科学研究，并且生物化学与分子生物学与临床医学的关系不大，不象专业课那么重要，片面的认为只要专业课好就行，把基础课放在一个不重要的位置，因此，对生化学习的积极性不高。

三、教学方法单一，理论与临床脱节

随着招生人数的增加，教师的教学任务繁重，教学课时减少，尤其是实验课时的减少较为明显，这些都使得教师没有时间进行基础知识与临床疾病关系的讨论。结果使学生觉得生化和分子是化学课程或者是生物学科的课程，与医学科学关系不大。长此以往丧失了对生物化学与分子生物学的兴趣。

然而，生物化学与分子生物学是一门重要的医学基础课，教师在教学中应该加强学生对其重要性的认识，并且在教学中结合临床医学培养学生学习该学科的兴趣和动力。如何做好临床和该学科的结合?可以从以下几个方面着手：

一、在回顾历史中激发学生的兴趣

在医学发展史上，生物化学与分子生物学对医学的发展发挥了巨大的作用。从历年来的诺贝尔获奖情况中可以知道，许多重大的医学发现都是与生物化学与分子生物学领域的研究成果。比如：蛋白质、核酸方面的研究、维生素B1、维生素K等的发现、肌肉中氧消耗和乳酸代谢阐述、染色体理论的建立、胰岛素的发现、糖代谢的研究、DNA双螺旋结构的发现、蛋白质测序技术、DNA测序技术、PCR技术、基因定点突变技术、真核基因表达调控的分子机制、RNA干扰现象的发现等等都被授予了诺贝尔生理学医学奖[3]。这些重大发现为医学科学的发展奠定了基础。从而使医学科学进入了一个崭新的一页――分子医学时代。通过这些重大事件的讲解，使学生更清楚地认识到生物化学与分子生物学在医学科学中的重要性，并且激起学生利用生物化学与分子生物学知识探讨生命现象的兴趣。

二、生物化学与分子生物学与疾病的发病机制

几乎所有的疾病发病都能追寻到其发病的分子机制，而这一点正是生物化学与分子生物学研究内容之一。教师可以在授课是结合这一点，利用学科知识来解释一些常见病的发病机制，从而加强学生对课程内容的理解、学科重要性的认识以及培养其学习兴趣。对于学生觉得最难学习的代谢来说，可以用生物化学与分子生物学所学的代谢知识来解释糖尿病的发病机理来激发学生的兴趣。糖尿病是胰岛素缺乏引起的血糖升高，进而导致代谢紊乱，出现多饮、多食、多尿和消瘦为主要临床表现的疾病。那么为什么胰岛素缺乏会出现这些情况呢？我们可以从刚刚学过的胰岛素对糖代谢、脂代谢和蛋白质代谢的调节及三大物质代谢的相互联系来解释其发病。胰岛素缺乏时，机体不能利用葡萄糖供能，只能利用脂肪和蛋白质分解供能。这样就导致血糖水平升高，高血糖导致饥渴感渗透性利尿，因而多饮、多食和多尿；脂肪和蛋白质的分解加强导致消瘦[4]。尽管学生没有学习过糖尿病的知识，但通过简单临床背景知识的介绍，然后运用所学习的物质代谢知识，很容易使学生理解糖尿病的发病机制，这既加强了学生对所学内容的理解，也激发了其学习兴趣。

三、生物化学与分子生物学与疾病的诊断和治疗

生物化学与分子生物学的知识不仅能够解释疾病的发病机制，也在疾病的诊断和治疗中得到体现。在教学中，我们可以通过对一些常见疾病诊断和治疗介绍，使学生能够认识到本学科在医学科学中的重要性及培养其应用本学科知识解决问题的兴趣。比如常见的乙型肝炎诊断，乙型肝炎病毒可以通过本学科最常用的技术荧光定量PCR（real-timePCR）技术来检测乙型肝炎病毒的DNA含量，而血清谷丙转氨酶可以判断患者肝脏是否收到损害。因为谷丙转氨酶在干肝脏细胞中的含量最高，当肝脏细胞受损伤时，该酶就释放入学，从而导致血清谷丙转氨酶升高[3]。这样学生就能够认识到PCR技术及一些基本知识在医学诊断中是非常有用的，同时也加强了学生对这些知识的理解和记忆。生物化学与分子生物学知识还用于理解疾病的治疗措施。随着现代科技的发展，建立了许多新的治疗手段，基因治疗就是最好的例证。基因治疗包括很多种，涉及许多生物化学与分子生物学的知识，包括：基因矫正、基因置入、基因敲除、反义DNA及RNA干扰等许多新技术。

四、通过病例讨论增加和激发学生对生物化学与分子生物学的兴趣

在实验教学或理论教学进行到一个阶段，我们可以采取课堂讨论的形式，利用一个阶段学习的知识来认识一种或一类疾病，这样既能够加强学生对学过知识的理解和记忆，也能够学会如何应用所学的知识来解决问题，同时也激发了学生的学习兴趣和主动性。我们在学期结束曾经讨论癌症这一疾病。从癌症的发病机制、诊断到治疗都涉及到生物化学与分子生物学的知识。目前关于肿瘤发病机制的学说，主要是癌基因和抑癌基因的理论，即癌基因的过度表达或者抑癌基因低表达可能是肿瘤发病的基本原因。这样我们就能够熟悉癌基因和抑癌基因的内容并能够用于实践。再如肿瘤的化学治疗，许多抗肿瘤药物，比如5-氟尿嘧啶、阿糖胞苷等，都是碱基或核苷酸等的类似物。那么这些类似物为什么能够治疗肿瘤或者说杀死肿瘤细胞呢？这些药物结构上与碱基或核苷酸类似可以通过酶的竞争性抑制作用的来抑制核苷酸的合成或干扰DNA和RNA的功能[3]。这样学生就能够了解酶竞争性抑制、核苷酸的合成、DNA的复制和RNA转录以及细胞的生长繁殖等知识很好地运用在疾病的治疗中。所有这些涉及了很多生物化学与分子生物学知识。这样我们能够运用生物化学与分子生物学的知识来认知肿瘤的发病机理及诊断治疗等等。

五、临床医学贯穿生物化学与分子生物学教学始终

从生物化学与分子生物学的发展史到蛋白质与核酸、从物质代谢到遗传信息传递、从分子生物学技术到细胞信号转导都与临床医学有关。比如从乙醇能够是蛋白质变性，认识到临床使75%乙醇消毒的原理；从核酸的代谢，我们认识到核酸没有营养价值；从胆固醇代谢，我们认识到动脉粥样硬化的发病机理；从基因突变认识到遗传性疾病。我们在教学中充分认识到学生的目标是学习医学科学，始终把临床和生物化学与分子生物学联系起来不仅使学生认识到临床医学是一个庞大的知识体系，而且学生的学习兴趣就会越来越浓。

在多年的教学中，学生一直反应生物化学与分子生物学是较为难懂、并且枯燥无味的一门科。通过不断改进教学方法、教学理念及不断实践、总结、提高，我们认识到生物化学与分子生物学的教学中通过与临床医学的形式多样的结合，不仅能够使学生认识到生物化学与分子生物学在医学科学中的重要性，并且培养了学生对本学科的极大兴趣。我们希望在今后的教学中，通过不断的摸索实践提高教学效果、培养学生的兴趣，为我国的医学教学做出贡献。

参考文献：

[1]戴双双，娄桂予，高敏等。临床医学本科生物化学教学的设计与实践[J].西北医学教育，2009；17（2）：335-336.

[2]郭小芳，田智，周锋等.医学高校生物化学教学的探索.医学教育探索[J].2010；9（9）：1199-1200.

[3]查锡良主编.生物化学[M].第七版，人民卫生出版社.2008年.

[4]高谷，马建华.代谢组学的研究进展及在糖尿病中的应用.国际内分泌代谢杂志[J].2010；30（2）：126-128.

分子生物学的理解篇8

关键词： 高考物理 应用数学 物理教学 能力要求

物理学是一门以观察和实验为基础的科学，高考物理这门课程对高中生的能力要求是：理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学处理物理问题的能力、实验能力。其中应用数学处理物理问题的能力是这样表述的：能根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论；能运用几何图形、函数图像进行表达、分析。但是：高考物理题不能离开自己的学科特点考查学生的纯粹数学知识。据此，我认为2010年全国理综第25题的参考答案有失偏颇，值得商榷。题目如下：

25．（18分）如图1所示，在0≤x≤a、0≤y≤范围内有垂直于xy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小B。坐标原点O处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在xy平面内，与y轴正方向的夹角分布在0―90°范围内。已知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于a/2到a之间，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一。求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的（1）速度的大小；（2）速度方向与y轴正方向夹角的正弦。［1］

参考答案如下：

解：（1）设粒子的发射速度为v，粒子做圆周运动的轨道半径为R，由牛顿第二定律和洛仑兹力公式，得

qvB＝m（1）

由①式得R＝（2）

当a/2＜R＜a时，在磁场中运动时间最长的粒子，其轨迹是圆心为C的圆弧，圆弧与磁场的上边界相切，如图2所示，设该粒子在磁场运动的时间为t，依题意t=T/4，得

∠OCA=（3）

设最后离开磁场的粒子的发射方向与y轴正方向的平角为α，由几何关系可得

在高三物理教学中，有很多学生对上面的解法望而生畏，更有部分高三物理老师在碰到这道题时或者让学生看答案，或者干脆把这道题删掉不讲。原因是参考答案提出的解法是纯数学上的三角函数问题，大部分物理老师不甚熟悉。我们来看此题的重点求解过程：

由以上解法可以得出结论：2010年全国理综第25题参考答案的解法没有物理的学科特点，把一个较难的物理压轴题变成了一个更难的数学三角函数问题，题目中实际涉及了近20个数学关系式。显然这种参考答案背离了简单即美的物理原则，给师生日常的物理教学增加了教学难度。

我在高三教学中发现了如下简单解法，参考如下：

上述解法，用到了学生初中学过的三角形全等的几何知识，并且特别突出了用勾股定理求半径的基本方法，因此值得师生借鉴和推广。而2010年全国理综第25题的参考答案有失偏颇：参考答案过于繁杂，涉及复杂的数学运算；没有给出物理课上简洁明了的解答。这样的参考答案就会使得本来较难的物理课更加晦涩难懂，没有体现复杂问题简单化、抽象问题具体化物理解题思想。从牛顿运动定律到的爱因斯坦的光速不变原理等都说明：规律总是以最简单的形式表现出来。

因此我认为物理高考考查学生的应用数学处理问题的能力：就是能根据具体问题列出物理量之间的最简单关系式，进行最简单的数学推导和求解，并根据结果得出物理结论；能运用的简单几何图形、函数图像表达、分析较抽象物理过程及物理意义、结论等。

参考文献：

分子生物学的理解篇9

一、变化的现象

化学变化和物理变化的发生都伴随着一些现象，化学变化一般伴随发光、发热、变色、放出气体、生成沉淀等，物理变化则一般分成形状改变和状态改变两种。现象可以帮助我们区分两者，但它只是区分的辅助手段，要分清化学变化和物理变化还是得抓住两者的本质，即化学变化必须得有新物质生成，物理变化没有新物质生成。

例题1 判断镁带在空气中燃烧是化学变化的主要依据是（ ）。

A.发出耀眼的白光

B.放出大量热

C.生成白色固体

D.镁带消失

【解析】发生化学变化的主要依据是生成新物质，C选项生成白色固体表明生成了新物质。故答案为C。

例题2 不能用来判断蜡烛发生化学变化的现象是（ ）。

A. 将白瓷碟盖在蜡烛火焰上，在白瓷板上可观察到黑色的粉末状物质

B. 蜡烛燃烧时发光、发热

C. 在火焰上罩一个干而冷的烧杯，烧杯内壁出现水雾

D. 用内壁蘸有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁出现白色浑浊物

【解析】ACD选项的描述都生成了新物质，因此这些现象均为化学变化，故排除。B选项并未生成任何物质，为物理现象。故答案为B。

二、变化的实质

化学变化的实质是分子破裂成原子，原子再重新组合成新分子。物理变化则是分子、原子等粒子不变，只是粒子间的间隔改变。

例题3 下列用微观图示表示的物质变化，属于化学变化的是（ ）。

A. ①② B.②③ C.①③ D.①②③

【解析】物质是否发生化学变化的判定标准是要有新物质生成。在以上三个变化中，①表示了氢气和氧气发生反应生成水的反应，有新物质水生成，是化学变化。②中变化前是A和B两种物质，变化后仍然是这两种物质，没有新物质生成，是物理变化。③反应前有钠离子、氯离子、氢离子和氢氧根离子，反应后氢离子和氢氧根离子生成了水，有新物质生成，是化学变化。故答案为C。

例题4 下图表示封闭在某容器中的少量液态水的微观示意图（该容器的活塞可以左右移动）。煮沸后，液态水变成水蒸气。在这一过程中，发生的变化是（ ）。

【解析】水受热由液态变成气态是物理变化，根据物理变化的定义，变化前后物质不变，水分子本身的大小和个数也不会改变，且分子不会跑到容器的一端，仅仅是分子间的间隔变大。故答案为B。

例题5 下页图形象地表示了甲、乙两物质的变化，其中“”和“”分别表示不同的原子。

（1）从微观的角度说明这两个变化的本质区别是 。

（2）四幅图中表示化合物的是 （填序号），微观判断依据是 。

【解析】（1）对比甲变化前后，图①和图②中都含有3个由2个“”原子构成的分子和6个由2个“”原子构成的分子，变化前后分子没变，即没有新的物质产生，属于物理变化。对比乙变化前后，图③中的9个分子在变化后的图④中全部不存在，变成了6个反应前没有的新的分子，即变化中生成了新物质，属于化学变化。

（2）图①、图②、图③都含有不同种类的分子，所表示的物质都属于混合物，而图④中只含一种分子，且每个分子都是由两种原子构成，因此图④所表示的物质为化合物。

【答案】（1）甲物质变化中分子种类没有改变，没有新分子生成，是物理变化；乙物质变化中分子种类发生了变化，即有新分子生成，是化学变化。（2）④ ④中只含一种分子，且该分子由两种不同的原子构成的，故属于化合物。

三、变化和性质的联系与区分

在化学变化中表现出来的性质是化学性质，不需要发生化学变化就表现出来的性质是物理性质。可见性质和变化有很密切的联系，明白了变化就可以很好地理解性质。那变化和性质该如何区分呢？变化是动态的，有改变的。而性质无论是在发生变化时还是没有发生变化都具备。那二者的表述怎么转化呢？一般描述物质性质的语言中有“可”“易”“能”“会”等表示具有能力的字眼，如“镁带可以燃烧”“糖能溶解于水”。所以，在有些变化中加上“可”“易”“能”“会”等表示能力的字眼，就可以变成性质。但并非每个性质都有这些字眼，例如物理性质中颜色、状态、气味、硬度、熔点、沸点、密度、溶解度、导电性和导热性等的描述，就不一定有表示能力的字眼。

例题6 选择合适的字母序号填在括号内。

A.化学变化 B.物理变化 C.化学性质 D.物理性质

1.铜绿受热时会分解。（ ） 2.纯净的水是无色无味的液体。（ ）

3.镁带在空气中燃烧后变成了氧化镁。（ ） 4.酒精受热变成酒精蒸气。（ ）

5.木棒受力折断。（ ） 6.铁生锈。（ ）

7.煤着火燃烧，残余一堆灰烬。（ ）

【解析】1. 铜绿受热时分解是化学变化，但这句话描述的是在化学变化中表现出来的性质，因此是化学性质，且句子中含有“可”“易”“能”“会”等表示具有能力的字眼，表明它是性质。

2. 这是对水的颜色、味道、状态的描述，不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质。

3. 镁带在空气中燃烧后生成新物质氧化镁，属于化学变化。

4. 酒精受热变成酒精蒸气，由液态变成气态，是状态的改变，属于物理变化。

5. 木棒受力折断，是形状的改变，属于物理变化。

6. 铁生锈生成新物质，属于化学变化。

分子生物学的理解篇10

一、应用综合法解决高中生物计算问题

高中生物会涉及一些计算问题，需要学生采用数学逻辑推理方法解答。为了让学生掌握正确计算方法，并在解决生物问题中达到事半功倍的效果，教学中生物教师应对学生予以指导，并采用必要辅导方法，让学生认识到生物不仅是理论知识，而且需要采用数学方法予以验证，同时运用推理思维方式对生物学科中抽象的知识予以领悟。不同生物题型采用的解题方案有所不同，要提高生物计算题解题效率，就要懂得逻辑推理方法的运用。采用综合法，对计算题已知条件进行审读，并将相关生物定理、生物规律等充分利用起来，将生物体文字语言转换为符号或者图形。之后对生物计算题进行详细分析，将生物题中隐含的条件明确，捋顺解题思路，将生物解题方案制订出来。解题之前要审题，这是必经阶段，可以把握住正确解题方向，提高生物题解题速度。

例题：细胞中的DNA分子标记为P，这个细胞进行了5次有丝分裂，计算出含有标记链数占有总数的比例，含有标记链的DNA分子数占有总数的比例。

对该题可采用综合法解题。这道生物题主要考察的知识点是DNA复制和有丝分裂，属于综合性生物题。由于生物题中含有P，就使得生物题的解题更为复杂。采用综合法解题，可以采用三个步骤。其一，其中需要生物知识为DNA复制、有丝分裂。在对学生进行逻辑思维引导的时候，要围绕DNA复制特点进行。其二，将DNA分子的复制模式图画出来，将被标记的链在图中标示出来，使生物题中的文字语言转变为图形语言表达。其三，按照生物题数学计算规律进行计算。染色体复制了4次，后代的DNA分子即为：2=2=32（个）。标记链中含有P，含有两条链。当两条链经过复制之后就会解旋，就会进入DNA分子中。细胞染色体经过5次有丝分裂之后，所含有的标记链数占有1/32，含有标记链的DNA分子占有1/16。

生物教学中，教师仅按照例题给出条件进行讲解是不够的，还需要对相关知识进行扩展，以培养学生灵活运用知识的能力。采用综合法，就是生物教师将高中生物题计算解题方法向学生传授，并在学生计算生物题的时候予以适当指导。学生掌握了这些计算方法，才能对每一个计算步骤都理解，并在解决生物计算题的时候获得准确的答案。

二、应用演绎法对学生的发散思维进行培养

发散思维是指从一个目标出发沿着各种不同途径思考，探求多种答案的思维。

演绎法是从一般到特殊的过程，即从原理角度出发将特殊条件下的结论推出来。在演绎推理中，只要推理的前提和推理方法准确，就会得出准确结论。生物题计算中，演绎法是较为常用的。生物教学中教师要强调学生学好生物原理知识的重要性，让学生掌握生物学规律。只有具备扎实的生物理论知识基础，才能在解题中方向正确，并得出正确结论。

比如：一个基因是由n个碱基所构成的，控制合成蛋白质是由一条多肽链组成的。氨基酸的平均相对分子质量是a，那么，蛋白质的最大相对分子质量是多少？（ ）

A.a/3-18（n/3-1）

B.a/6

C.na/6-18（n/6-1）

D.na-18（n-1）

这道生物题采用演绎法，对学生综合运算能力进行考察。生物教师采用引导方式，针对例题中的相关生物知识进行解答，诸如基因控制蛋白质成的相关问题，其中包括的生物知识为遗传信息在合成过程中的流动情况，从有关生物规律出发，将DNA进行转录，其中mRNA、mRNA经过转录之后，形成蛋白质具备的特点，将基因的碱基及组成蛋白质含有的氨基酸数目推导出来，推导的结果为6：1。

根据本题所给出的情况，参考与氨基酸脱水缩合相关的数学公式，就可以将最大的蛋白质相对分子质量计算出来。

公式为：氨基酸数量×平均相对分子质量D脱水的数目×水的相对分子质量=n・a/6D18（n/6D1）

从而这道题的正确答案即为D。

在对生物计算题进行讲解的时候，生物教师可以采用“演绎法”，即计算生物题的时候，采用推理方法，保证解题大方向是正确的，在此基础上确保小前提正确；之后基于数学“集合”，要求“小前提”属于“大前提”；最后获得的结论是正确的。

三、应用分析对生物计算题中隐含的条件进行理解

生物题中常见的关键用语有表现为极值条件的用语，隐含某些物理量可取特殊值，挖掘隐含条件，使解题灵感顿生。

生物计算题中除了显性条件之外，还含有隐性条件需要学生理解才能正确解题。采用分析法，就是学生对隐含条件充分理解，保证生物题计算能采用正确的方法。分析法就是所谓的“执果索因法”，也被称为“逆推证法”，就是从结论出发逆推到条件，最终将内容判定为成立的条件。这些条件包括已知的条件、公理、定理等。在解决生物计算题的时候，就要结合相关定律解题，引导学生从结论出发寻求与已知条件相吻合之处，随之从已知结论具备的结构特点出发对给出的条件进行转化，从而使用分析法解决生物问题。

例题：小麦分为高秆（T）和矮秆（t），两者均为显性，无芒（B）与有芒（b）也为显性。两种小麦经过杂交之后，就会出现四种小麦的表现型，即高秆无芒、矮秆无芒、高秆有芒、矮秆有芒，比例为3：3：1：1，那么，小麦的亲本基因型（ ）。

A.TTBB×ttBb；B.TTBb×ttBB；C.Ttbb×ttBB；D.TtBb×ttBb