分子结构式范文

分子结构式范文（精选12篇）

分子结构式 第1篇

一、教学设计的基本理念

精心设计教学环节, 设计问题串, 组织探究活动, 整个教学过程以学生活动为主体, 让学生在学习的过程中自然地了解DNA双螺旋结构模型的基本内容, 同时体会科学发展史中蕴含的科学方法和科学思想, 达到在探究活动中获得知识的教学目标。

二、教学设计的实施

教学设计的实施:

1. 把教材中的小栏目等改编为概念探究的问题情境, 引入新课

首先以学生比较熟悉的北京中关村高科技园区DNA雕塑图引入, 可以拉近学生与DNA的距离, 引起他们的兴趣。

2. 阅读“DNA发现史”, 初步形成DNA分子结构基本概念

课本的科学史料“DNA的发现之路”, 是教师进行探究性教学可以借助的重要教学资源之一。探究的问题情境有:

(1) 沃森和克里克利用了他人的哪些经验和科学成果?他们在建构模型的过程中出现过哪些错误?他们是如何纠正这些错误的?

(2) 沃森和克里克默契配合, 发现了DNA双螺旋结构的过程, 作为科学家合作研究的典范, 在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给了你哪些启示?

(3) 根据史料能否绘出DNA分子平面图?

3. 提供感性材料, 使抽象的概念具体化

概念是抽象的, 概念的获得有赖于对事物的感性认识。出示DNA模型, 进一步构建DNA双分子结构概念, 探究的问题有:

(1) 观察DNA由几条链构成?这两条链的位置关系如何?它们的方向一致吗?DNA具有怎样的立体结构?

(2) DNA的基本骨架由哪些物质构成?分别位于DNA的什么部位?

(3) 什么是碱基互补配对原则?碱基对位于DNA的什么位置?

(4) 脱氧核苷酸的三个组成成分是怎样连接起来的?脱氧核苷酸之间是如何连接的?

4. 学科间的交流:用数学语言交流和验证概念

(1) 双链DNA分子中, 所有的嘌呤之和与所有的嘧啶之和有什么关系?你可以用什么方式表示这种关系?

(2) 对于DNA的单链, 这种关系成立吗?为什么?

(3) 不同的双链DNA分子中, (A+T) / (G+C) 或 (A+C) (/T+G) 的值恒定吗?

5.归纳总结, 比较相关概念

将DNA分子结构用一、二、三、四、五表示:

一种结构:双螺旋结构;二条链:反相平行;三种基本组成物质:含氮碱基、磷酸、脱氧核糖;四种碱基:A、T、C、G;五种元素:C、H、O、N、P。这样的总结可以将零散的知识系统化, 对相关知识概念进行对比复习, 达到对概念的正确理解和区分相近概念。

教学反思:

教学过程:开始以可见可感的事物, 打破神秘, 拉近抽象的DNA与学生的距离。课堂上以学生亲自体验模型建构的科学研究方法, 让学生自己发现问题、分析问题、解决问题, 培养生物学素养和分析解决问题的能力。

教学方法:

以“空间结构———平面结构———单链结构———基本单位”的顺序, 从立体到平面, 从大分子到组成单位, 从宏观到微观, 使学生逐步认识DNA分子空间结构、平面结构及化学组成, 以知识问题串衔接, 环环相扣, 使学生主动参与探究过程, 使抽象知识形象化, 提高课堂理解能力。

聚羧酸分子结构 第2篇

摘 要：依据减水剂的作用机理，用自制单体设计、合成一种新型聚羧酸盐减水剂，得出其最佳合成配方及工艺为：m（马来酸酐）：m（丙烯酸聚乙二醇单酯）：m（丙烯基磺酸钠）=1：3：2．4；选用1%的k2 s2o8为引发剂、反应温度85℃、反应时间6 h。试制产品性能测试结果表明：该聚羧酸减水剂具有优良的分散能力、和易性好，其最佳掺量为0．3%，能显著减小水泥净浆的流动度经时损失。经红外光谱分析表明，合成产物的分子结构与设计的分子结构基本一致。

优质的高效减水剂能降低混凝土的水灰比，减小混凝土的塌落度损失，提高和易性、赋予混凝土高密实度和优异施工性能。在众多系列减水剂中，聚羧酸类减水剂适应范围广，具有高减水性、低塌落度损失、低掺量、环保等优点。

依 据目前对减水剂的认识和理解，减水剂是通过表面活性作用、络合作用、静电排斥力和立体排斥力等来阻碍或破坏水泥颗粒的絮凝结构。高性能减水剂的理想结 构应该是高分子的聚合物，线性、多支链、疏水基团和亲水基团相间，疏水基链轻且短，亲水基链重且长。在水泥浆体中犹如梳子，疏水基牢牢地钉在水泥颗粒表 面，封闭包裹住水泥粒子，而亲水基团伸向水溶液，既有产生静电排斥力的基团，又有产生立体排斥力的基团。聚羧酸盐减水剂分子结构设计

用丙烯酸聚乙二醇单酯（pa）、马来酸酐（m）、丙烯基磺酸钠（sas）3种单体共聚合成聚羧酸盐减水剂。聚合物的分子结构如下：

使用高效减水剂，不仅要求能提高新拌混凝土的和易性及减水性，同时要提高耐冻性和较小的塌落度损失，所以，减水剂分子量要适当，相对分子质量应该控制在1 000-5 000。2 实 验

2．1 实验材料

聚乙二醇、对苯二酚，ar．上海化学试剂公司；十二烷基苯磺酸、无水亚硫酸钠、氯丙烯，ar．西安三浦精细化工厂；丙烯酸、马来酸酐，ar．上海天原化工厂；水泥，32．5级普通硅酸盐水泥，秦岭水泥厂。

2．2 合成方法

2．2．1 丙烯酸聚乙二醇单酯（pa）的制备

在 三口瓶中加入一定量的聚乙二醇、十二烷基苯磺酸、对苯二酚。110~120℃时开始加人丙烯酸，滴加完毕后，于120℃恒温2．5 h。将反应液减压蒸出副产物水，在此温度下反应2 h，脱出水分的速度明显减慢；130℃恒温，至真空反应得出水的量与理论值接近时为反应终点；在真空条件下降温至40℃以下，出料得成品。

2．2．2 丙烯基磺酸钠（sas）的制备

在三口瓶中加人一定量的蒸馏水、无水亚硫酸钠，加热搅拌使其溶解，在45℃时开始加人氯丙烯，滴加完毕后，升温至47℃反应3 h；将反应物减压，在40℃时蒸干，然后加入无水乙醇洗涤，趁热抽滤；将滤液减压，在40℃时蒸至近干，倒出置于烧杯中结晶。

2．2．3 马来酸酐（m）一pa—sas共聚物的合成在三口瓶中加入蒸馏水、马来酸酐，加热搅拌使其溶解，当温度达到60℃时开始加人pa和sas溶液，同时加人过硫酸盐。滴加完后升温至85℃反应3～5 h，出料即为目标减水剂。

2．3 性能测试方法

2．3．1 水泥和易性

在100 g基准水泥中掺人0．3%（质量比，下同）的减水剂，同时加入29 g水观察和易性。然后将水的加量增加至35 g，观察和易性，再将减水剂的掺量增至0．5%，观察和易性及流动性。

2．3．2 水泥净浆流动度

按 照gb 8077—87对不同单体配比及不同引发剂用量所得的减水剂进行水泥净浆流动度测试。在100 g水泥中加人0．3%减水剂，同时加人29 g水，依次选取3个不同位置测量水泥净浆铺展直径，求平均值即为水泥净浆流动度。然后将水的加人量增至35 g，减水剂增至0．5%，再次测试流动度。

2．4 红外光谱分析

取合成的减水剂试样，经过无水乙醇反复洗涤，干燥，溴化钾压片，采用德国布鲁克公司的vector－22型傅立叶红外光谱仪进行结构分析，并与设计结构相比较。结果与讨论

3．1 影响合成pa单体的因素

3．1．1 酸醇比对pa酯化率的影响

丙烯酸与聚乙二醇的用量比是影响酯化反应的主要因素。图1是pa酯化率随丙烯酸与聚乙二醇的比（物质的量比，酸醇比）的变化曲线。从图1可看出，酸醇比为1．2：1．0时，pa酯化率最大。

阻聚剂用量对酯化率的影响由于丙烯酸为不饱和酸，在反应过程中丙烯酸单体之间及丙烯酸单体与丙烯酸聚乙二醇单酯之间易发生热聚合，所以需加阻聚剂。如图2所示，随着阻聚剂加入量的增加，生成pa的酯化率先提高后降低，故确定阻聚剂的最佳加人量为反应单体总质量的0．6%。

催化剂用量对图3是用十二烷基苯磺酸作催化剂时，其用量对pa酯化率的影响。

由图3可知，催化剂加入量越大，反应速度越快，酯化率也越高。但催化剂的加入量大于1．0%时（相对于单体总质量），对酯化率的影响已经较小，故确定十二烷基苯磺酸的用量为1．0%。

3酯化反应时间对酯化率的影响 由图4可见，酯化反应时间对酯化反应的影响程度随着反应时间的延长而增大，当反应时间至6 h时，酯化率达89．4%，但继续延长反应时间对酯化率的影响已经不大，酯化率变化不再明显，此时酯化反应已基本完成，故本实验确定适宜的反应时间为6 h。

3.1酯化反应温度对酯化率的影响

反应温度是影响反应速率的重要因素。由于所用的醇为高级醇，空间位阻较大，因而反应速度较慢。为提高反应速率，应提高反应体系的温度，但同时也应避免在 反应过程中产生热聚合现象。为此采用逐步升温方法，以保持反应在正常回流下，温度不应超过丙烯酸的沸点（140 ℃）。本实验采用减压装置及时移走酯化反应过程中产生的水，以提高酯化程度。不用苯、甲苯或环己烷等有毒试剂作携水剂，减少催化剂、阻聚剂等试剂的用量。同时，保证了较高的产率及纯度，是一种有效制备此单体的方法。

上述试验结果表明，合成pa的最佳配比为：丙烯酸与聚乙二醇的物质的量比为1．2：1．0，阻聚剂的用量为单体总质量的0．6%，催化剂的用量为单体总 质量的1．0%；最佳工艺条件为：采用分段升温方法，于110～140℃ 回流条件下反应6 h。采用该配比及工艺，pa酯化率可达89．4%以上，产物在水中有极好的溶解性，并且实验有很好的重现性。3.2 影响合成的因素

反应物料比对sas产率的影响

氯丙烯与亚硫酸钠的用量比是影响反应的主要因素，制备时应首先考虑。图5是反应时间5 h、反应温度45～47℃时，氯丙烯与亚硫酸钠的比（物质的量比）对sas产率影响的曲线。

由图5可见，随着氯丙烯与亚硫酸钠的物质的量比的增加，sas的产率增大。由于反应是在液相中进行，氯丙烯极易挥发，氯丙烯适当过量可补充损失，从而提高sas产率。故选用氯丙烯与亚硫酸钠的比为1．2：1进行反应。

3．2．2 反应时间对sas产率的影响

图6是氯丙烯与亚硫酸钠的物质的量比为1．2：

1、反应温度为47℃ 时，反应时间对sas产率的影响曲线。

由图6可见，sas的产率随反应时间的延长先增大后减小。这是由于反应时间超过4 h后，反应物料受热时间过长，部分单体和产物发生了聚合。故确定反应时间以4 h为宜。

3.2.3反应温度对产率的影响 图7是氯丙烯与亚硫酸钠的物质的量比为1．2：

1、反应时间为4 h时，反应温度对sas产率的影响曲线。

由图7可见，随着反应温度的升高，sas的产率增大，但温度超过47 ℃时，氯丙烯发生聚合，实验失败。故确定反应温度为47 ℃。由图5～图7分析得出：当出现回流时开始滴加氯丙烯，要严格控制温度不超过47 ℃。sas的最佳配比及合成工艺条件为：氯丙烯与亚硫酸钠的物质的量比为1．2：1，反应温度47℃，反应时间4 h。此条件下sas的产率为92．9%。

3.3.3影响水泥净浆和易性的因素

图8实验分析了减水剂的反应温度为81℃、反应时间5h、引发剂（nh4）2s2o8用量1%的条件下，聚合单体配比（质量比）对水泥净浆和易性的影响；m（m）：m（pa）：m（sas）为1：3：2

4、反应时间5 h、引发剂（nh4）2s2o8用量1%条件下，反应温度对水泥净浆和易性的影响；m（m）：m（pa）：m（sas）为1：3：2

4、反应温度81℃、反应时间5 h下，引发剂用量对水泥净浆和易性的影响；m（m）：m（pa）：m（sas）为1：3：2

4、引发剂k2s2o8用量1%，反应温度为85℃下，反应时间对水泥净浆和易性的影响。

由图8可知，应选m（m）：m（pa）：m（sas）为1：3：2．4，1%的k2s2 o8做引发剂，反应温度为85 ℃，反应时间6 h。减水剂对水泥净浆流动度的影响

选取和易性最好的减水剂进行水泥净浆流动性检测，图9为不同掺量减水剂对水泥净浆经时流动度的影响。

由图9可知，m—pa—sas共聚物减水剂具有优异的分散能力。掺量0．5%时，水泥净浆经时流动度最大为29．7 cm（60 min）；掺量0．3%时，经时流动度最大为26．2 cm（30 min）；减水剂掺量为0．3%时较掺量为0．5%时的水泥净浆流动度经时变化小。

3．5 红外光谱分析

取和易性最好的减水剂进行红外光谱分析，结果见图10。

图10中，3 386 cm-1 和530 cm-1处是羟基的明显特征吸收峰；1 059 cm-1处是醚键的特征吸收峰；1 220—1 126cm-1 处是羧酸酐的特征峰；1 722 cm-1 处为酯基的特征吸收峰，在3 000～3 200 cm-1没有峰出现，说明烯类c=c键不存在，未聚合的单体残留很少。表明，产品的结构与原先设计的减水剂分子基本结构相符，验证了m—pa—sas共聚物减水剂分子结构设计的合理性。结论

（1）该减水剂的最佳合成配比及工艺为：m（m）：m（pa）：m（sas）为1：3：2．4，选用1%的k2s2o8做引发剂，反应温度85℃，反应时间6 h。

分子立体结构知识组合教学 第3篇

【关键词】电子式     轨道分布图     轨道杂化     价层电子对互斥原理

在分子结构教学中，如何组合穿插知识，让学生形成全面成熟的化学结构理论体系，树立稳固的化学学科思想。下面是本人几年来在教学中实施的教学步骤和过程。

一、先前知识准备阶段

（一）原子结构的准备。根据元素原子在周期表中的位置，画出某原子的结构示意图（属于初高中基本化学用语）。如，第2周期，第七主族元素原子结构示意图，引导学生确立位置决定结构的基本认识思路。

（二）电子式的准备。如，请用电子式表示氨分子的形成过程（属于高一化学基本化学用语）。

这里应强调：1.电子式的概念;用元素符号和最外层电子数及电子成对情况表示的式子。2.最外层电子决定性质与物质的构成是中学化学研究的主要着眼点。3.氮的电子式书写，客观地表示最外层电子的分布形式（一双三单的排布）。

（三）电子排布式的准备。如，用电子排布式表示氮原子核外电子排布情况，做到把握层级关系，与电子式的书写规范形式相呼应。

（四）轨道分布图准备。如，画出氮原子核外电子分布情况。

在书写中贯彻几方面的化学知识要求：1.轨道符号与对应轨道容纳电子做到对号入座;2.把泡利原理和洪特规则落实到电子排布图书写上。

以上是知识工具的准备期。学生要把以上四种化学用语熟练掌握，熟练应用基本原理和基本规则，为下一步学习分子结构提供必备的知识基础。

二、轨道知识准备阶段

（一）凡S轨道都为球形轨道，凡P轨道都为哑铃型轨道，且有X，Y，Z三个方向。

（二）成键名称，凡S—S，S—P，P—P以中心轴结合的共价键，其特点为头碰头重叠形式，都统称为ó键。

（三）凡P—P以镜面对称的统称п键。因为当一个P轨道以头碰头重叠后，另外的P轨道只能以肩并肩形式建立两个重叠面，该键以共价但不一定为一对形式生成。如果原子是构成分子之间散乱的基本配件的话，那么轨道结合形式就是原子构成分子的黏合剂。正是这种黏合剂才把那些散乱的原子，粘合成不同空间构型的各种分子物质。

三、新知识的组合形成阶段（分子的立体构型）

常见分子有双原子、三原子、四原子、五原子分子。对于四原子分子氨气和三氟化硼，中心原子分别为氮和硼，构成分子的原子个数相等，书写形式也相近，有的学生认为分子空间构型也应当相似，其实不然。

（一）价层电子对互斥理论。分子的立体构型是价层电子对相互排斥的结果。价层电子对是指分子中的中心原子上的电子对，包括成键电子对和中心原子上的孤电子对。以氨气分子和三氟化硼分子为例，中心原子为氮和硼。氮外层电子2S上的两个电子与2P上有三个半充满的电子，发生SP3轨道杂化后。与氢结合时，三个氢原子的1S正好分别与一个氮原子上的三个杂化半充满轨道成共价键，构成成键电子对，即构成三个S—P的ó键，另一个轨道上全充满电子对未参与成键。这样，中心原子氮原子周围共有四个电子对：一个孤电子对，三个（S—P）成键电子对。若按空间均等排列规则，这四个电子对应当以正四面体的形式分割空间，氮原子位于正四面体的中央。其实不然，由于孤对电子距离氮原子较近，三个成键的电子对距离氮原子较远，前者对后者产生排斥作用，造成的结果是：四个电子对占用空间不均等，三个ó键电子对产生一定的空间收缩。即含孤电子对的VSEPR模型为：

分子立体构型为：

即三角锥形。而对于三氟化硼，中心原子硼原子的轨道电子分布为1S2，2S2，2P1，杂化后成为1S2，2S1，2P2，氟原子轨道电子分布为1S2，2S2，2P5 ，当两者结合时，每个氟原子最多能接受一个电子，而硼原子SP2杂化后，有三个成单电子，恰好三个氟原子与一个氮原子成为三个共价ó键，没有孤电子对，三者均等分布在中心原子硼原子的周围，构成平面正三角形的分子构型，硼原子位于正三角形的中心。

（二）孤对电子对数的计算方法。前面方法，学生要经过漫长的判断，稍有不慎，就会误判。简单的数学计算方法是：中心原子上的孤电子对数=（a-xb），a为中心原子的价电子数，对于主族元素来说，价电子数等于原子最外层电子数;x为与中心原子結合的原子数;b为与中心原子结合的原子最多接受的电子数（8-该原子的价电子数）。此方法简单快速。三阶段教学法使学生从繁难的描绘判断中解脱出来，变成简单的数学计算，分子构型的判断由感性认识上升到理性认识，能力自然获得提高。

分子结构式 第4篇

可以通过以下方式使棒状分子组装成复杂相态结构:①在分子中引入手性中心, 使分子组装成螺旋型超分子结构[11];②限制棒状分子沿分子长轴的自由旋转, 即使棒状分子中心核弯曲形成香蕉形的分子, 这样可获得有极性的液晶相, 即从非手性的分子合成具有超分子手性的组装结构[12,13];③将相同的或不同的液晶元连接成二聚体、寡聚体或树枝状甚至高分子[14];④将棒状分子与两亲性分子的结构结合起来[15]。通过以上方式, 功能化的棒状分子除了能形成众所周知的向列相、层列相外, 还形成了柱相及更多复杂的液晶相态如三维立方相、双轴性的层列相及其他的二维、三维的相态结构[16,17,18]。

T-型两亲分子是通过对棒状分子末端链及侧位链进行功能化设计而成的。末端链、侧位链及刚硬棒状核具有高度的不相容性。董星等[19]介绍的三嵌段波拉两亲分子就是T-型三嵌段两亲分子中的一类。本文将介绍另一类T-型三嵌段两亲分子即T-型表面两亲分子, 它具有与三嵌段波拉两亲分子相反的拓扑构型, 即刚硬棒状的芳香核、极性的亲水侧链和柔软的疏水端基。

图1 中列出了近来报道的T-型三嵌段表面两亲分子的几种分子结构, 这类分子同样能通过分子的自组装, 形成一系列新颖的蜂窝状结构 (图2) 。本文中将对这一系列新颖蜂窝状结构中的几种进行介绍。

1形成近晶相 (SmA) 及长方柱相的表面两亲分子

对这类表面两亲化合物的初期研究表明[20], 在棒状刚性液晶单元的侧位引入极性侧链后 (化合物1, 图3) , 在所有情况下近晶相 (SmA) (图2a) 总是优先于向列相形成, 这可归于两方面的原因:一是分子间存在氢键作用;二是由刚硬核和极性侧链构成的分子中心部分与非极性端链间的极性对比度增加。

在羟基和刚硬中心核间引入多个乙氧基后 (图3 左) , 也就是侧链取代基的相对体积增加了, 但没有同时引入额外的氢键, 将不利于SmA 相的稳定。当极性侧链增加到一定长度时 (n=2, 3) , 能呈现长方柱相 (Colrec) 结构 (图3 右) 。这一柱相的形成被解释为双重的微观相分离作用:位于末端的烷基链从芳香核中分离出来, 导致了常规的SmA相。但极性侧链的增长, 会产生第二种分离作用, 即刚硬芳香核与柔软极性侧链间的分离作用。这导致了层状结构发生扭曲, 极性侧链自组为独立的柱体, 将芳香核形成的亚层打破成平行排列的彩虹状柱体。烷基链形成的亚层将交替出现的柱体分开。因此, 这种柱相实际上是由层状及柱状两种结构组合而成。

2形成网状近晶相 (SmAfmm) , 菱形六面体三维柱相 (Rho相) 及六方多孔层状三维柱相 (ChLhex) 的表面两亲分子

当把两亲化合物的侧链换为能与金属离子结合的羧酸根时 (图4) , 可以观察到3种新的液晶相态 (图2b, c, d) [21]。这类新的液晶相由3种不同的亚结构组成, 每一个亚结构由分子中的一嵌段自组而成, 芳香核及烷基链自组形成交替的层状结构, 离子基团自组形成球形的集聚体随意分布于芳香核形成的亚层中 (网状近晶相, fiiled radom-mesh phase SmAfmm, 图2b) 或位于六方网状结构中从而形成具有菱形六面体的三维柱相 (Rho相, 图2c) ;这些极性的离子基团也可结合到一起形成柱体穿越堆积的层状从而形成具有六方多孔层状结构的三维柱相 (ChLhex, 图2d) , 这一相态中的层状结构与柱状结构处于正交状态, 极性区域可被定义为离子隧道, 被认为是纳米器件中的离子载体及离子发射阀。处于开的状态时 (ChLhex相) , 可运载溶液中较大的离子。处于关的状态时 (Rho相) , 无离子运载发生。对这一结构的研究将有利于研究生物体系的离子隧道及离子通过类脂膜的运输机理。这种3D 的相态还可形成胶囊, 用于包络低分子量及高分子量的客体。如药物, 发光材料, 导电的聚合物及生化聚合物等。

3形成正四方柱相[Colsqu2 (3, 4) cyl-3, 4/p4gm, Colsqu2 (5) cyl-5/p4gm) 及Colsqu/p4mm] 的表面两亲分子

图5所示的两个表面两亲化合物 (化合物3和化合物4) [22]所形成的液晶相态更为引人注目。它们能形成纳米尺寸的多边形蜂窝状的液晶超分子聚集体, 相态是由正四方柱体和三方柱体以1∶2的比例规则排布组装成的正四方柱相 (Colsqu2 (3, 4) cyl-3, 4/p4gm) (图2h、图5a) 或由成对五边形柱体的规则排布而成的正四方柱相 (Colsqu2 (5) cyl-5/p4gm) (图2f、图5c) 或简单的四方柱相 (Colsqu/p4 mm) (图2g、图5b) 。

从结构上来看, 化合物4连有一个比较大的极性侧链, 能形成较低温段区域的正四方柱相 (Colsqu/p4gm) 。经测试证明, 在这种正四方形柱相 (Colsqu/p4gm) 中, 较大的极性侧链形成五方柱体, 两端的烷基链形成三方及四方柱体并位于五边形顶角部分, 芳香核形成的柱体被烷基链形成的三方及四方柱体连在一起组成了五边形的蜂窝状网络壳层结构包围在极性端基形成的五方柱体周围。这种五边形的网络结构也可看作是成对的五边形的柱体排成鱼骨形状, 从而导致了具有p4gm的点阵结构的正四方柱相 (图5c) 。在化合物3 中, 端侧链基被换为较小的COOH基团, 因此极性部分与非极性部分的体积比例与化合物4正好相反, 因而也就导致了它形成了不同的液晶相。化合物3的高温段的液晶相是简单的四方柱相 (Colsqu/p4mm) (图5b) 。这种p4mm点阵结构是由于极性的侧链形成圆柱体并以芳香核作为框架, 烷基端链形成的柱体将芳香连接到一块形成的。低温段的相是一种复杂的相态, 具有p4gm结构, 称为Colsqu/p4gm。这种相态与化合物4形成的正四方柱相 (p4gm) 形成对应, 也就是说, 极性链形成了正四方柱体和三方柱体, 体积较大的烷基链形成大的五方柱体被烷基链联在一起的刚硬核所包围 (图3a) 。在化合物3及4中所观察到的具有p4 gm的柱相中, 均出现了五边形的柱体排成鱼骨形状, 这种现象在自然界中并不多见, 五方柱体之所以能进行周期性排列是因为液晶具有将流动性和有序性在分子水平上有机地结合到一起的特性。所以, 允许五方柱体产生足够的变形以满足有规律的倾斜从而进行有序的组装;并且有适当长度的刚性部分对设计这种结构也很重要, 刚性部分会限制多边形的长度, 使得柱体成为有规则的多角形状。

4形成由三角形柱体组成的六方柱相 (Colhex△/p6mm) 的表面两亲分子

图6所示的是两端具有不同烷氧端基的表面两亲分子 (化合物5) [23], 形成了由三角形柱体组成的六方柱相 (Colhex△/p6mm) (图6右) 。刚硬的三联苯单元形成柱体的墙壁, 两端的烷氧基单元微观分离形成独立的柱体, 通过分子间范德华力作用将彼此分开的柱体粘合起来。由烷氧端基形成的柱体, 构成了三角形的三个顶点;刚硬的芳香核单元则形成了三角形的边, 内部填充着极性侧链, 极性侧链形成的氢键使得此结构更加稳定。

5具有多种柱相结构的表面两亲分子

与化合物5不同的是, 化合物6[24]两端的烷氧基具有相同的长度。当烷氧基较短时 (m=8) , 随着温度的变化, 观察到两种四方柱相结构 (Colsqu/p4gm 和 Colsqu/p4mm) (图2f, 图2g) 。烷氧基链长度增加 (m=9) , 观察到Colsqu/p4gm的四方柱相结构。烷氧基链继续增长 (m=10) , 除了形成Colsqu/p4gm, 温度继续升高, 还观察到Colhex△/p6mm的六方柱相结构。当烷基侧链增长到16时, 柱相消失, 形成SmA。化合物7形成了羧酸的锂盐, 都得到了柱相结构。当极性侧链较短时 (n=1) , 形成了由三角形柱体构成的六方柱相 (ColhexΔ/p6mm) 。极性侧链增加 (n=2) , 形成了长方柱相 (Colrec/p2gg) 。极性侧链继续增加 (n=3, 4) 时, 形成了四方柱相。

由此可见, 通过分子的自组装, T-型表面两亲化合物也能形成一系列多角形的柱相结构。随着极性侧链体积的增加, 这类分子自组装形成的SmA相首先被多孔的层状结构 (ChLhex) 所替代, 继续延长极性侧链就会出现具有p4mm晶格结构的四方柱相。通过修饰侧链的精细结构, 这类分子能自组装形成由不同大小柱体组成的液晶纳米超分子结构, 末端烷基链长度的改变, 也会对这类化合物的液晶纳米超分子结构产生影响。

6结束语

DNA分子的结构教学设计 第5篇

第二节DNA分子的结构

学校：锡盟东乌旗综合高中

科目:生物

姓名：武雪峰

教学设计

内容:人教版高中生物必修二

第三章基因的本质 第二节DNA分子的结构

教案

一、设计思路：

本节课是以“导学案”的形式通过课前进行预习、课堂进行问题探究、课堂知识达标检测、课后训练四个环节，让学生自主参与，合作探究，充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性，从而激发学生学习新知的兴趣，使学生在主动探究、合作交流中，分析问题和解决问题的能力得到培养和提升，把课堂真正还给了学生。

二、教学目标

1． 知识方面：概述DNA分子结构的主要特点

2． 能力方面：①对图片及模型的观察和分析能力

②合作学习的能力

③制作DNA双螺旋结构模型的能力

3． 情感态度和价值观方面：认同与人合作在科学研究中的重要性；体验科学探索不是一帆风顺的，需要锲而不舍的精神。

三、教学重点

1． DNA分子结构的主要特点 2． 制作DNA双螺旋结构模型

四、教学难点：DNA分子结构的主要特点

五、教学方法：自主合作、讨论法、演示法

六、课前准备：教师：多媒体课件

学生：自主完成导学案

1、学生以学习小组为单位： 2人小组、6人大组、全班团队；

2、决定小组成员的角色分配。

3、向学生解释学习任务；

七、教学用具： DNA分子结构模型组件、DNA分子结构的模型

八、教学过程

1、复习导入新课（课件显示）。

2、展示本节课的学习目标。

3、检查预习案自主纠错。

4、教与学的互动过程：组织学生讨论、展示、点评。对于学生在讨论、展示中存在的问题及不完善的答案、书写不规则的地方老师给予纠正、补充、指点；对于学生在点评时可能会出现的疑惑和生成性问题，以多媒体图片、动画预设情景，引导学生互动、对话、交流。对于重点、难点内容借助多媒体图片、动画、模型建构等予以突破和解决。

探究

一、资料分析，模型构建的历史过程及模型构建的科学研究方法:

学生课前自主预习DNA双螺旋结构模型的构建过程，可课堂上组织学生以小组为单位讨论以下问题：

（1）沃森和克里克开始研究DNA结构时，科学界对DNA已有的认识是什么？

（DNA分子是以4种脱氧核苷酸为基本单位连接而成的长链，呈螺旋结构。）

（2）沃森、克里克在前人已有的认识上，采用什么方法研究DNA结构？（模型建构。）

（3）沃森和克里克先后分别提出了怎样的模型？

（a、螺旋结构（三螺旋、双螺旋）：碱基位于外部；b、双螺旋结构：磷酸-脱氧核糖位于外部，碱基位于内部，相同碱基配对；c、双螺旋结构：磷酸-脱氧核糖（骨架）位于外部，碱基A-T，G-C配对，位于内部。）

（4）、沃森和克里克默契配合，发现DNA双螺旋结构的过程，作为科学家合作的典范，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你哪些启示？

（多学科的综合应用、精诚的合作、失败面前锲而不舍的精神、在学习和工作中要善于沟通、勤于积累、善于总结、勇于实践，不要轻言放弃。„„）

探究

二、DNA的双螺旋结构：

教师引导，以“基本单位—单链—平面双链—立体空间结构”逐步深入，学生根据资料信息利用模型盒尝试构建DNA结构模型

（1）组装一个脱氧核苷酸模型：（注意三种物质的连接位置）（2）组装脱氧核苷酸长链：

（学生阅读资料：磷酸-脱氧核糖骨架排列在外侧，推测脱氧核苷酸之间通过磷酸-脱氧核糖相互连接）

（3）构建脱氧核苷酸双链

（4）学生构建DNA的立体结构：双螺旋结构模型。

学生对制作的模型进行组内和组间评价后，观察不同DNA 双螺旋模型的共同点，总结DNA分子双螺旋结构的主要特点：

（1）两条链反向平行盘旋成双螺旋结构；

（2）外侧为脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架；

（3）内侧为氢键连接形成的碱基对，以碱基互补配对原则配对。探究

三、DNA分子的特性：

以老师提供的问题为提纲，小组讨论，总结DNA分子结构的特点；分析比较各组模型，找出相同点与不同点，进而总结出DNA的特性。通过对比各小组制作的DNA模型，发现不同DNA 分子的结构并不尽相同，差异表现在DNA双链碱基对的排列顺序不同，碱基排列顺序的千变万化构成DNA分子的多样性，而特定的碱基排列顺序构成每一个DNA分子的特异性。DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。

探究

四、DNA分子双螺旋结构中四种碱基的数量关系（延伸拓展）:

记录本小组制作的DNA模型中四种碱基的数量，归纳双链DNA分子中四种碱基数量的比例关系。∵A=T C=G ∴ ①A+G=C+T=50% 嘌呤=嘧啶

②（A 1+T1）/(G1+ C1)=M（互补碱基和的比恒等）

则(A2+T2)/(G2 + C2)=M(A+T)/(G + C)=M ③(A1+G1)/(C1+T1)=N（不互补碱基和的比在两单链上互为倒数）

则(A2+G2)/(C2+T2)=1/N(A+G)/(C+T)DNA=1（在双链上为1）

九、课堂知识达标测试（课件展示1、2、3题）

十、布置作业：依据不同层次的学生，设计不同层次的训练题，让每个学生都能体会到学习成功的快乐。

A层（基础层）：---会做才算懂（课本P51：

一、）B层（提高层）：---自信才能行（导学案中的训练案）C层（拔高层）：---爱拼才能赢（课本P51：

二、拓展题）

教学反思：

1、这堂课我是在学生已有的知识上，利用科学素材，以导学案为依据，把DNA结构模型的制作实验穿插在教学过程中，让学生分组直观掌握DNA的结构，体会科学家的探索历程，这样可以使学生清晰地认识到DNA分子结构。

2、教学以“基本单位—单链—平面双链—立体空间结构”逐步深入。知识间以问题串衔接，环环相扣，主动参与，在课堂中既动手又动脑，全方位调动感观，使抽象知识形象化，提高课堂知识理解效率。本节课将后面的碱基对序列的探究整合到了学生自制的DNA模型中，由于更直观教学效果更好。这也是这节课的亮点。

3、在整节课中，充分体现了学生的主体地位，尽量留给学生更多的空间，更多的展示自己的机会，让学生在充满情感的、和谐的课堂氛围中，在老师和同学的鼓励和欣赏中认识自我、找到自信，体验成功的乐趣。通过师生互动，生生互动，学生基本做到了自主、合作和探究性学习，很好的完成了本节课的三维教学目标。

预习案

预习目标：

1、熟练掌握DNA的元素组成和基本单位。

2、熟读课本，初步思考如何构建DNA双螺旋结构模型。预习提纲：

1、沃森和克里克于1953年提出了著名的 模型，并因此与威尔金斯共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。

2、DNA又称

，组成它的基本单位是

（由一分子

、一分子

、一分子

组成）。

组成DNA的碱基共有 种（符号表示为），脱氧核苷酸共有 种（名称是①

、②

③

、④）。

3、DNA的双螺旋结构是由 平行的 长链

而成，排在外侧的 和

交替连接构成基本骨架，通过

连接起来的 排列在内侧。碱基对的组成规律是 与 配对，（A）一定与

（T）配对，（G）一定与

（C）配对，反之亦然，这种一一对应的关系叫做

原则。初步思考：

1、脱氧核苷酸的三部分如何连接？用图示表示

2、一条链上的两个脱氧核苷酸如何连接？用图示表示

3、两条链上的两个脱氧核苷酸如何连接？用图示表示 针对训练：

1、DNA完全水解，得到的化学物质是（）

A．氨基酸，葡萄糖，含氮碱基 B．氨基酸，核苷酸，葡萄糖

C．核糖，含氮碱基，磷酸 D．脱氧核糖，含氮碱基，磷酸

2、若DNA分子中一条链的碱基A：C：T：G＝l：2：3：4，则另一条链上A：C：T：G的值为（）

A．l：2：3：4 B．3：4：l：2 C．4：3：2：1 D．1：3：2：4

探究案

探究

一、DNA双螺旋结构模型的构建

1、沃森和克里克开始研究DNA结构时，科学界对DNA已有的认识是什么？

2、沃森、克里克在前人已有的认识上，采用什么方法研究DNA结构？利用了他人的哪些经验和成果？

3、沃森和克里克先后分别提出了怎样的模型？

4、沃森和克里克默契配合，发现DNA双螺旋结构的过程，作为科学家合作的典范，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你哪些启示？

探究

二、DNA的双螺旋结构

1、构成DNA分子的基本单位有哪四种？（用图示表示）

2、画出DNA分子的平面结构简图(以8—10个脱氧核苷酸为例)。

3、制作DNA双螺旋结构模型。总结DNA分子的结构特点：①

② ③

探究

三、DNA分子的特性：

（1）不同DNA两条长链上的什么结构是稳定不变的？

（2）什么结构是千变万化的？

（3）每个DNA分子各自的碱基排列顺序是特定的吗？

以上三个问题分别体现了DNA的什么特性？ 探究

四、碱基互补配对原则是什么？

拓展延伸：双链DNA分子中各种碱基之间存在怎样的数量关系？

A=？, G=？, A+G=？，也就是：（A+G）/（T+C）=？

小试牛刀：某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占18%，则鸟嘌呤的分子数占多少？

课后训练案

一、单项选择题

1．某双链ＤＮＡ分子中，Ａ＋Ｔ占全部碱基的４０％，在其中的一条链中Ｃ占该链碱基的２０％，另一条链中Ｃ的含量为（）

Ａ.２０％

Ｂ.４０％

Ｃ.５０％

Ｄ.８０％ 2．DNA分子的一条单链中（A+G）／（T+C）=0.5，则另一条链和整个分子中上述比例分别等于（）

A．2和

1B 0.5和0.5C．0.5和1

D．1和1

3．下列核苷酸所含的五碳糖中，可能与其他3种五碳糖不同的是（）A．G—五碳糖—P B．U—五碳糖—P C．A—五碳糖—P D．C—五碳糖—P 4.一个DNA分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多40%，两者之和占DNA分子碱基总数的24%，则该DNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链碱基数目的（）A．44% B.24% C.14% D.28% 5．DNA分子中一条链的碱基摩尔数之比为A∶C∶G∶T＝1∶1.5∶2∶2.5，则其互补链中嘌呤碱基与嘧啶碱基的摩尔数之比为

A．5∶4

B．4∶3

C．3∶2

D．3∶4

６．已知一段双链ＤＮＡ分子碱基的对数和腺嘌呤的个数，能否知道这段ＤＮＡ分子中的４种碱基的比例和（Ａ＋Ｃ）：（Ｔ＋Ｇ）的值

（）

Ａ.能

Ｂ.否

Ｃ.只能知道（Ａ+Ｃ）：（Ｔ+Ｇ）

Ｄ.只能知道四种碱基的比例

７．组成ＤＮＡ的碱基只有四种，四种碱基的配对方式只有２种，但ＤＮＡ分子具有多样性和特异性，主要原因是

（）

Ａ.ＤＮＡ分子是高分子化合物 Ｂ.脱氧核糖结构不同

Ｃ.磷酸的排列方式不同 Ｄ.碱基的排列顺序不同，碱基数目很多 ８．ＤＮＡ分子的一条链中（Ｃ+Ｔ）／（Ｇ+Ａ）＝１.２５，那么其互补链中其比例应是

（）

Ａ.０.４

Ｂ.０.８

Ｃ.１.２５

Ｄ.２.５ 9．下列对双链ＤＮＡ分子的叙述不正确的是

（）Ａ.若一条链Ａ和Ｔ的数目相等，则另一条链的数目也相等

Ｂ.若一条链Ｇ的数目为Ｃ的两倍，则另一条链C的数目为G的两倍

Ｃ.若一条链的Ａ:Ｔ:Ｇ:Ｃ＝１∶２∶３∶４，则对应链相应碱基为２：１：４：３

Ｄ.若一条链的Ａ:Ｔ:Ｇ:Ｃ＝１：２：３：４，则对应链相应碱基为１：２：３：４

二、非选择题部分

10．根据DNA分子结构模式图回答下列问题：

（1）写出④～⑥的名称：

④

；⑤

；⑥

；（2）分析这种结构的主要特点：

①DNA分子的基本骨架由

交替连接而成。

②DNA分子两条链上的碱基通过

连接成碱基对，并且遵循原则。（3）DNA分子中的碱基有

种，碱基间配对方式有

种，但由于

，使DNA分子具有多样性；由于

读书：改变你精神世界的分子结构 第6篇

——毕淑敏

［理念推荐］

读书是为己之学——“1+1读书俱乐部”阅读理念

■读书仍然是“为己之学”，也正是“为己”，阅读会帮助我们获知教育的复杂与艰难，获知生命的精微与丰富。

■阅读使我们更乐于肯定自己的生活，肯定自己静思冥想的意义。

■阅读也可以使我们的人生变得既清澈又更加扑朔迷离。在阅读中所产生的幻觉，孤独，在很多时候有助于你澄清对生命的迷误，它还能帮助你获得对简朴生活的肯定。

■孤独中的读和写，是一条细小的溪流，它不会有壮观的声势，却也不坏，它是一种我们比较习惯的俗套中的自我坚持，是一次又一次关于“意义”的低声问讯。

■潜入阅读。我时常想找到自己，其实也是找到自己的生活方式和表现方式，找到并确定自己对生活的诸多放弃。

■它是一种两相对照，阅读时你同时进入的是对自己生活的审视，而在你具体生活中也始终有一个“价值背景”，“伟大事物的魅力”影响着我们。

■当你阅读时，不断与生命照面，阅读常常也就是重温和进一步的确认。当你不读书时，你并不是另外一个人。你仍然是对不读书有负疚感的同一个人。

［事件回放］

低调开张的读书会

2007年1月23日晚，生命化教育群组每周一次的网络在线讨论。本次讨论的主题是推荐自己“愿意读、应该读、准备读”的“教师阅读书目”。在讨论过程中，福建师大附中的李华老师建议我在福州成立一个“自助式”的读书俱乐部。所谓“自助”，即“书目自订、经费自理、自主参与”。之前，在多次组织在线讨论过程中，我间或闪过这样的念头，此刻一经触动，当即在博客上做出呼应。次日一早，李老师即到我办公室商量此事。我们决定马上就开始这项读书行动，同时决定把俱乐部命名为“1+1读书俱乐部”，也就是每个人建一个教育博客，每个月读一本书，每个月开展一次“1+1”的读书活动(第一次为领书、导读，第二次为专题讨论)，通过读书影响一个朋友、一个孩子、一个家庭、一个班级、一所学校……

接下来的几天，我在博客上推出了两篇相关文章：《我推荐的几本书》、《中小学教师阅读推荐书目(修订中)》。我提议读书俱乐部成员阅读的第一本书为著名教师培训专家帕克·帕尔默教授的《教学勇气》。另一边，李华迅速在网上组建起“1+1读书俱乐部”的博客，并在网上推出“成员联系卡”。为了有效运作起来，同时便于面对面交流，1+1读书俱乐部只接纳福州地区的博友，且成员控制在20人左右(小学、初中、高中各6－7人)。

2007年1月29日，成员接纳完毕。

其间，我写了对俱乐部成员的五点建议：放弃原来意义上的“阅读是为了写论文”的念头，真正进入文本阅读；多做记录，抄录美妙的句子，多跟自己对话，多一些自言自语，多一些独自；在阅读过程中更多地联想、回忆；通过阅读反思自己的生活与观察，回到自己的教学，直面各种困难；写一些心得，更多地与博友进行交流。从而进入自我审查，进而自我肯定。

2007年2月10日上午，1+1读书俱乐部正式开班了。

读书俱乐部是由李华老师提议的，因此第一次开班的读书活动在她所在学校的图书馆里进行。我和福建师大文学院的余岱宗博士分别给学员做了导读。

在快乐、期待、紧张、劳累、鼓励与批评中，读书俱乐部成员已读完了《教学勇气》、《静悄悄的革命》、《幻想之眼》、《教育自传》、《童年的秘密》。开始时，有抱怨的、叫苦的，也有“逃学”的，但没有一个人退学，因为正如许多成员所感慨的，“读书的时候生命最真实”、“在阅读中我发现自己变得细腻、柔顺多了”。值得一提的是，成员“裙角飞扬”(博客名)婚后第一日，抛下老公，忘记同学会，不顾台风肆虐。带着喜糖参加读书沙龙。事情是这样的：“裙角飞扬”这个年轻可爱的新娘那段时间因为准备婚礼，特别忙，书读得不透。但为了再去见“传说中的张老师、师傅花仙子和尊敬的快乐天使”。也为了听听大家如何解读刘良华的《教育自传》，就有了“非去俱乐部分享读书感受不可”的决定，而当天恰是她初中同学十周年聚会。她既然能撂下新婚良辰，也就能狠心撇下同学聚会。那天的交流持续到晚上八时左右，同学们拼命发短信，等了她七个小时。整个读书活动中，她只是觉得“心里很静。无意间就忽略了还有一个同学聚会”。这段佳话在成员间久久流传着，无意中成了读书俱乐部为何如此“迷恋人”的注释之一。

就这样，读书俱乐部低调开张，摸索着阅读，且高调坚持起来了!

“美好”目不暇接

小小的一个民间读书俱乐部，在浮躁和功利的人们看来，或许是一个“没多少用”的另类组织，但对俱乐部的每个成员来说，太多想不到的美好被定格在记忆中。

俱乐部开张不久，“多情的边水临”与“美丽的水心”邂逅了。他们心有灵犀一点通，几次活动过后，爱的火花擦亮并温暖着彼此的心灵，从此，他们心甘情愿地互为对方幸福的“俘虏”。西湖月夜下的水心桥见证了他们的爱情，俱乐部的所有成员对他们的浪漫故事津津乐道。

这是第一个令人想不到的美好。

另一个令人想不到的美好来得有点震撼。俱乐部成立至今，先后请来了人民大学教授、博导黄克剑。美国纽约州立大学教授戴耘，福建师大教授余岱宗、林少敏，福建师大教授、博导孙绍振，原北京大学教授、博导钱理群等到俱乐部义务讲学。孙绍振教授作“阅读与教师的专业成长”讲座。钱理群先生作“我理想中的中小学教育和教师”的讲演。这“南孙北钱”两大师风格迥异的睿智讲座，让读书俱乐部的成员有“胜卖十年书”的感慨。

还有一个令人想不到的美好是，俱乐部的影响“燎原”全国。福建教育出版社的编辑、海峡消费报的记者等闻讯赶来参加，四川的彭清亮、山东的孙明霞特地赶来福州会见读友，芾田、永定、长乐、闽侯、泉州、厦门等县市不时有教师“不请自来”。慢慢地，福州俱乐部“催生”了不少地方的“1+1读书俱乐部”。如今，福建各地和浙江、南京、湖北、深圳、山东、河南等地的学校也有由教师自发组成的不下20个的“1+1读书俱乐部”。所有的“1+1读书俱乐部”都是平行的。没有隶属关系，有时候会互通有无，互相客串。我也会时常与各地的发起人联系，加以指导和督促，充当促进教师阅读的“义工”。扬州大学的顾黄初教授出差到福州，听了钱理群老师对“1+1读书俱乐部”的介绍后，甚感兴趣，特意咨询了有关情况，索要了相关资料，表示回去后也要“如法炮制”，以读书的方式来浸润教师的心灵。

短短的时间，令人意想不到的美好目不暇接，这里面蕴含着意味无穷的道理：再小的事情，只要不计得失，认真做。往往会出大效果。

读书：从内到外的心灵震荡

在“福州1+1读书俱乐部”的博客页面，贴有毕淑敏的这么一段话：“日子一天一天地走，书要一页一页地读。清风朗

月水滴石穿，一年几年一辈子地读下去。书就像微波，从内到外震荡着我们的心，徐徐地加热，精神分子的结构就改变了、成熟了，书的效力就凸现出来了。”

这段感性十足的话，其实“点”出了“1+1读书俱乐部”创立的意义所在。

我想，在今天的时代背景下，民间立场的读书活动作为多元文化巨流之中的一朵小浪花，跃动着自身存在的价值与意义。它是教师幸福生活的有效载体，因为通过这个中介，教师变得自信了。他们在阅读中沉潜、激荡，逼视自己。发现自己，进而努力地提升自己，一点一点在精神成长的同时，不断靠近自我丰富、自我完善的境界。因为阅读的引领。教师自然而然由单一的现实中人，逐步地汲取了“理想中人”的气质和涵养。通过这个中介，教师“联合”起来追求幸福生活的愿景。“1+1”是一种平等互动的对话关系，每个人在这里都可以自由思想，互相“启蒙”，在活动上“1+1”的同时，思想一样“1+1”地自由交流。

正因为如此，“1+1”这样有生命温度的活动。它所产生的一定是1+1>2的体验性效力。

张力呈现：一次在线读书讨论实录

余岱宗(福建师大文学院教授)：教师角色多种多样，所谓自我认同依然需要中介，即你认定或想象中的优秀教师应该采用什么样的方式生活和工作。

张文质(教育学者)：我们必须有生存的勇气。必须面对着各种的“不称心、不如意、不满足”，“必须”本身就是一件困难的事。

回到自己，回到整体，这是帕尔默不断的提醒。“当我们把某种认定的方法技术捧上天的时候，就使得采用不同教法的老师们感到被贬低，被迫屈从于不属于他们自己的标准”，这一观点，很值得思考。

而真正的变革靠的也都是内心所受到的召唤。而不是任何的强制和伪装成各种面目的规范，变革需要的是一个个真正的个人从“受苦的文化”中有所超越和省悟，他能够回到自己新的认同：不是我们从此摆脱苦难，而是，我们仍然可以从苦难出发，无愧于“教育”这个词真实的意义，让生命努力向前跃动。

茉莉(教师)：心灵导师的力量在于他们能唤醒我们内心的真谛，可以重新点燃生命的真谛。好的老师教给我们的知识会淡忘，但对好的老师本身却会长久铭记。

赵成亮(编辑)：教育越来越成为一种私人活动，教育活动越来越成为一个私人领域。所谓私人活动或私人领域并不是说它反对群性，而是连同自我的目的都将要消解。

长期以来我们自觉或不自觉地服从于一个原则，就是教育活动必须为了一种目的去进行。所谓教育活动是一项社会活动，必须有它的目的，其前提就需要质疑。社会的教育活动当然是社会活动，但是自我的教育活动、为我的教育活动绝不是社会的活动。……我所进行的教育，不是为他的教育，而是为我的教育，是为了我自己的完善和内心平衡。这就是我们选择教师为业的安身立命之根本。

小小云儿(教师)：“‘不要害怕’不是说，我们不应该有恐惧，而是说我们不必置身心于我们的恐惧之中。”“为了更正我们对教学技术的过分重视，我强调教师自身认同和自身完整。”帕克·帕尔默这两句话，让我记忆深刻。

天光云影(教师)：“我们迷恋于控制外部世界的知识，因为我们相信。关于外部世界的知识会给我们主宰现实的力量，使我们从现实限制中获得自由。我们被一种似乎能够达到这一目标的技术所迷惑，我们抛弃了自己的内心世界。”

面对我们的生活，我还这样理解。我把这里的“控制外部世界的知识”理解为是我日常生活中的某种约定俗成的行为习惯，说得直白一些，就是融入这个世界的请客、送礼之类的“知识”。因为这种“知识”似乎确实能使我们从“现实限制”中获得小小的自由。但在做这种事的同时却不时感到自己“抛弃了自己的内心世界”。

例说有机分子结构测定的“三谱” 第7篇

一、核磁共振氢谱

运用核磁共振氢谱可以确定氢原子的种类及数目. 根据质量数为奇数的氢原子核具有磁性,当它吸收一定频率的电磁辐射后,使其从低能态跃迁到高能态的现象叫核磁共振. 处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同, 在谱图上出现的位置也不同,且吸收峰的面积与氢原子数成正比. 所以由峰的组数可知有几种不同化学环境的氢原子; 由峰的面积或曲线高度之比可知各类氢原子的相对数目.

例12009年,有一家制药公司首次在某网站悬赏下列化合物的合成路线,悬赏金额为$ 100,000USD. 截止日期为2010年4月1日,该化合物的结构如图1所示.

图1是计算机软件模拟出的该分子氢原子的核磁共振波谱图.

参考该化合物的结构式,分析核磁共振氢谱图,回答下列问题:

分子中共有________种化学环境不同的氢原子; 谱线最高者表示有________种化学环境相同氢原子,谱线最低者表示有________种化学环境相同氢原子,结构式中的Et表示烷烃基,从氢谱图中可以推断结构式中的这个烷烃基是________ .

解析: 氢谱图中“出现8组峰”,说明该化合物中存在8种不同化学环境的氢原子; 图中吸收峰的面积( 或高度) 之比依次为2∶1∶2∶1∶1∶3∶1∶1; 结构式中除Et外,有4个CH( 连羟基的碳原子上也有1个H) 、1个OH、在羰基与羟基之间有1个CH2,据吸收峰面积之比可知: Et中应该含有1个CH2和1个CH3. 故答案为: 8; 3; 1; CH3CH2—.

二、质谱

运用质谱可以确定相对分子质量. 根据样品分子在高能电子流轰击下,变成带正电荷的分子离子和碎片离子,这些粒子各自的相对质量不同,其中阳离子在磁场作用下达到检验器的时间因质量不同,而先后有别,其结果被记录成质谱图. 所以质荷比最大的数值,即质谱图中最右边的分子离子峰值表示样品的相对分子质量.

例22002年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发明了对有机物分子进行结构分析的质谱法. 其方法是让极少量的( 10- 9g) 化合物通过质谱仪的离子化室使样品分子大量离子化,少量分子碎裂成更小的离子. 如C2H6离子化后可得到C2H6+、C2H5+、C2H4+…,然后测定其质荷比. 质荷比为 β,某有机物样品的质荷比如图3所示( 假设离子均带一个单位正电荷,信号强度与该离子的多少有关) ,则该有机物可能是()

( A) 甲醇( B) 甲烷( C) 丙烷( D) 乙烯

解析: 根据上述某有机物样品的质荷比图所示,质荷比是16时信号强度最大. 运用质谱可以确定相对分子质量为16,故甲烷相对分子质量为16. 答案为: ( B) .

三、红外光谱

运用红外光谱可以确定化学键类型和官能团. 根据分子中的原子总是处于不断地振动中,且其振动的频率正好位于红外区. 不同官能团或化学键对红外光吸收频率不同在红外光谱中所处位置也不同,如C ― H、O ― H键及C = O官能团的特征频率区一般在1300 ~ 3650 cm- 1,不需要记忆某些官能团对应的波长范围,只需知道通过红外光谱可以确定有机物含有哪些官能团. 所以图中有哪些官能团或化学键的振动吸收信息,就说明该未知物中含有哪些官能团或化学键.

例3结合图4、图5谱图推断: 某有机物A的相对分子质量为___,分子式为___,有机物A的核磁共振氢谱图中应有___种吸收峰,峰面积之比为; 该有机物与氢氧化钠溶液在加热条件下反应的化学方程式为___.

解析: 从质谱图中最右边的质荷比可知其相对分子质量为74; 由红外光谱图中可知A中含有不对称—CH3、C = O、 C—O—C等基团,即含有C、H、O三种元素,其分子中至少含有2个O原子,那么残基—CxHy的式量为74—16 × 2 = 42,显然, x = 3、y = 6,分子式为C3H6O2; 其结构简式为CH3COOCH3,由此可知其氢谱图中应该有2种吸收峰( 即2种氢) ,峰面积之比为1∶1; A与氢氧化钠溶液共热的化学方程式为:

聚焦有机物分子中的结构问题 第8篇

有机物分子的空间结构以及分子中各原子共面、共线问题的分析, 是高考中有机化学知识考查的热点内容。但因为该内容既涉及有机化学、物质结构等学科内知识, 又需要运用数学上立体几何的有关知识, 综合考查了学生对有机物中几种典型分子结构的理解和掌握情况以及空间想象能力等, 故给一些学生的学习带来困难。为帮助学生有效地突破这一难点, 特对其相关知识分析如下, 供参考。

一、规律小结

(一) 典型代表物的空间结构

有机化合物不仅有一定的分子组成, 还有一定的空间结构。掌握一些典型有机化合物的空间结构, 可以帮助我们顺利解答有机化合物中各原子共直线、共平面的问题。

1.甲烷。

甲烷分子为空间正四面体结构 (如图1所示) 。在甲烷分子中, 碳原子位于正四面体的中心, 四个氢原子位于正四面体的顶点, CH键之间的夹角为109°28′。甲烷分子中的所有原子不可能共面, 位于正四面体中心的碳原子至多能与其中任意两个氢原子共面, 另外两个氢原子分别位于平面的两侧, 即甲烷分子中最多有三个原子 (任意3个原子) 共平面, 有且只有三个原子共平面 (称为三角形规则) ;任意两个原子共一条直线;没有任何四个原子处于同一平面。

【延伸1】当甲烷分子中某个氢原子被其他原子或原子团取代时, 讨论取代该氢原子的其他原子的共面问题时, 可将与甲基 (甲烷中氢原子被取代后剩余部分) 中碳原子直接相连的原子看做代替了原来的氢原子, 即可把它看做是占据原来氢原子的位置, 其结构仍为正四面体形或四面体形。如:

【延伸2】分子结构中出现甲基时, 所有原子不可能共平面, 但甲基中的碳原子和另外两个与之直接相连的原子有可能共平面。如CH3CH2CH3, 其空间结构如图2所示, 左侧甲基和 (2) 号C构成“甲烷”分子, 此分子中 (5) 号H、 (1) 号C、 (2) 号C构成三角形。中间亚甲基 () 和 (1) 号C、 (3) 号C构成“甲烷”分子, 此分子中 (1) 号C、 (2) 号C、 (3) 号C构成三角形。同理, (2) 号C、 (3) 号C、 (4) 号H构成三角形, 即丙烷分子中最多有三个碳原子 ( (1) 号C、 (2) 号C、 (3) 号C) 和两个氢原子 ( (4) 号H、 (5) 号H) 可能共平面。

提醒: (1) 烷烃的碳链呈“锯齿状”, 非平面形或直线形分子, 但所有碳原子可能共面, 而不会共直线。 (2) 只要是碳原子与四个原子形成四个共价 (单) 键, 其空间结构就是四面体形, 但不一定是正四面体形, 区别在于与碳原子相连的四个原子是否相同。 (3) 甲基与一个平面形结构相连时, 甲基上的氢原子最多有一个与其共面。 (4) 无机物中也有一些空间结构为正四面体的微粒, 如P4、NH4+、SO42-等。

2.乙烯。

乙烯分子为平面结构 (如图3所示) 。乙烯分子中的所有原子 (2个碳原子、4个氢原子) 都在同一平面内, 键角为120° (碳碳双键和碳氢键之间的夹角) 。

【延伸1】当乙烯分子中某个氢原子被其他原子取代时, 代替该氢原子的原子或原子团的中心原子一定在乙烯的平面内。如, 其分子结构见图4所示, 由图可知, 三个氢原子 ( (1) 、 (2) 、 (3) ) 和三个碳原子 ( (4) 、 (5) 、 (6) ) 一定共平面。根据三角形规则 ( (5) 号C、 (6) 号C、 (7) 号H构成三角形) , (7) 号H也可能在这个平面上。同理, Cl中至少有6个原子 (5个碳原子、1个氯原子) 共平面, 至多有9个原子共平面, 即5个碳原子、1个氯原子和3个氢原子 (每个甲基可提供一个氢原子) 共平面。

【延伸2】乙烯分子中碳碳双键和任意一个碳氢键均不在同一条直线上 (如图3所示) 。如丙烯 () , 其结构见图4, 由图可见, 丙烯中的三个碳原子并不在同一条直线上。由数学知识可知, (1) 号H、 (4) 号C、 (5) 号C、 (3) 号H共四个原子也不在同一条直线上, (1) 与 (4) 、 (5) 与 (3) 处的原子形成的两条线处于平行线位置。

【延伸3】分子结构中出现碳碳双键时, 双键两端的碳原子和与之直接相连的四个原子一定在同一个平面上。如:

【延伸4】分子结构中出现多个碳碳双键时, 各个双键两端的碳原子和与之直接相连的四个原子一定在同一个平面上;两个碳碳双键通过单键直接相连 (如1, 3-丁二烯) 时, 可以不考虑两个双键所在平面可以绕连接它们的单键旋转问题 (形成共轭结构) , 仍认为这些个原子一定都共平面。如其结构简式可写成图5情况, 其中有10个碳原子共平面;包括氢原子在内, 则最多有16个原子共平面。

提醒: (1) 碳氧双键 (即羰基) 中的碳原子也是平面形碳原子, 故C、O及碳氧双键所连两个原子或原子团的中心原子一定在同一平面内, 如甲醛。 (2) 无机物中也有一些空间结构为平面形的微粒, 如BF3等。

3.乙炔。

乙炔分子为直线形结构 (如图6所示) 。乙炔分子中的2个碳原子和2个氢原子一定在一条直线上, 键角为180°。结构式为

【延伸1】当乙炔分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时, 代替该氢原子的原子或原子团的中心原子一定和乙炔分子中的其他原子共线。如丙炔分子 (结构为) , 其中 (1) 号H、 (2) 号C、 (3) 号C、 (4) 号C4个原子共线, 而甲基中的3个氢原子一定不在这条直线上;但甲基中的任意一个氢原子可与共直线的四个原子在同一平面。

【延伸2】分子结构中出现碳碳三键时, 三键两端的碳原子和与之直接相连的两个原子或原子团的中心原子一定在同一条直线上, 即三键两端共有四个原子共线。如:

【延伸3】分子结构中既有碳碳三键又有碳碳双键时, 可分别考虑三键结构和双键结构情况, 即双键两端的碳原子和与之直接相连的四个原子一定在同一个平面上, 三键两端的碳原子和与之直接相连的两个原子或原子团的中心原子一定在同一条直线上, 再根据数学知识可知, 上述原子均在同一平面。如, 此分子中 (1) 号C、 (2) 号C、 (3) 号C、 (4) 号H共4个原子一定在一条直线上, 但 (5) 号C、 (6) 号H与之处于平行线位置上;该分子中共有8个原子 (5个碳原子、3个与双键碳或三键碳直接相连的氢原子) 在同一平面上。

提醒: (1) 除碳碳三键外, 碳氮三键) 中的碳原子也是直线形碳原子, 故C、N及碳氮三键所连两个原子或原子团的中心原子一定在同一平面上, 如HCN。 (2) 无机物中还有一些空间结构为直线形的微粒, 如CO2、CS2等。

4.苯。

苯分子为平面正六边形结构 (如图7所示) 。位于苯环上的6个碳原子、6个氢原子共12个原子均在同一平面内, 键角为120°。

【延伸1】当苯分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时, 代替该氢原子的原子或原子团的中心原子一定在苯环所在平面内。如甲苯 (结构见图8) 中的7个碳原子 (苯环上的6个碳原子和甲基上的1个碳原子) 和苯环上的5个氢原子一定共面;此外甲基上的1个氢原子 ( (1) 号H、 (2) 号C、 (3) 号C构成三角形) 也可以转到这个平面上, 其余两个氢原子分布在平面两侧。故甲苯分子中最多有13个原子共面。

【延伸2】分子结构中出现苯环时, 苯环上的碳原子和与之直接相连的6个原子一定在同一平面上, 而且苯分子中对位以及对位上所连的原子或原子团的中心原子在一条直线上。如:

【延伸3】分子结构中既有苯环又有碳碳双键或碳碳三键或醛基时, 可先分别考虑各组成单元结构特点 (结构“片断”) , 然后再按相互间的关系对各结构“片断”进行整合。如苯乙炔) , 分子中最多有14个原子 (8个碳原子、6个氢原子) 共平面, 最多有6个原子 (三键两端的碳原子和与之直接相连的两个原子、乙炔基对位上的碳原子和氢原子) 共直线。

5.甲醛。

【延伸2】醛、酮及其衍生物分子结构中, 碳氧双键上的C、O原子及与双键直接相连的两个原子共4个, 一定在同一平面内。如:

(二) “基”的空间结构

“基”的空间结构是构成有机化合物空间结构的基本要素, 不同的“基”相互连接就形成了空间结构各异的有机物。常见部分“基”的空间结构如下:

二、易错分析

(1) 苯与环己烷:苯分子中所有的原子共面, 是由共轭结构决定的;而环己烷 () 中不是所有原子共面, 是由四个单键在空间的伸展方向决定的。

(2) 庚烷 () 中碳碳单键经过旋转, 所有的碳原子有可能共面, 但不会共直线。

(3) 以碳原子和化学键为立足点, 若碳原子周围都是单键, 那么该碳原子与其周围的原子就不共面, 如CH3OH。

(4) 若两个平面形结构的基团之间以单键相连, 这个单键一般可以旋转, 则两个平面可能共面, 而不是“一定”共面, 即会出现最多、最少共面的问题。如联苯 () 。

(5) CH2Cl2没有同分异构体, 说明CH4是正四面体结构;的二元卤代物没有同分异构体, 说明苯环上的碳与碳之间的化学键都一样, 整个分子的原子共平面。

(6) 区分“一定”与“可能”:这是解题中易出错的问题, 一般来说, “一定”是根据简单有机物分子结构特点或数学知识 (如在同一直线上的原子, 一定在同一平面内) 可以确定的;而“可能”则多出现在有机物中原子被其他原子或原子团取代后的产物中或复杂有机物中。如:

(4) 苯 (C6H6) 中的12个原子一定在同一平面上, 且当该分子的六个氢原子中的任意一个或全部被碳原子或其他原子取代后, 这些原子仍然和苯环碳原子在同一平面上, 如甲苯中的7个碳原子一定在同一平面上, 最多 (可能) 有13个原子共平面;而乙苯中最少有7个碳原子一定在同一平面上, 最多 (可能) 有8个碳原子共平面。

三、解题指导

(一) 方法精要

判断有机物分子中各原子共面、共线的基本思路与方法如下:

1.单键旋转思想:有机物分子中的单键, 包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等可旋转, 但是形成双键和三键的原子不能绕轴 (单键) 旋转, 对原子的空间结构具有“定格”作用。如甲苯中甲基上的一个氢原子有可能绕轴旋转到苯环所在的平面上。

2.定平面规律:共平面的不在同一直线上的3个原子处于另一平面时, 两平面必然重叠, 两平面内的所有原子必定共平面。

3.定直线规律:直线形分子中有2个原子处于某一平面内时, 该分子中的所有原子也必落在此平面内。

(二) 典例分析

A.6个碳原子有可能都在一条直线上

B.6个碳原子不可能都在一条直线上

C.6个碳原子有可能都在同一平面上

D.6个碳原子不可能都在同一平面上

答案:B、C

例2.下列有机物分子中, 所有原子一定在同一平面内的是 ()

分析:苯分子为平面正六边形结构, 所有原子一定在同一平面。B项结构可写为右图情况, 对于苯环, 我们可以看做是甲基上的C2取代了苯环上的氢, 那么包括甲基上的碳在内的已有12个原子在苯环决定的平面N中;对于甲基, 我们可以看做苯基中的C1取代了甲烷上的一个原子。则C1、C2和H1、H2、H3五个原子形成的四面体中, 最多有3个原子共平面, 设C1、C2和H1决定平面M, 则H2和H3一定不在这个平面内, 而是位于这个平面的两侧;由于CC键可以旋转, 则可以使N、M两平面重合, 此时甲苯中最多有13个原子共平面。由此也可推知一个很有用的结论:对于甲基上的3个氢而言, 最多有一个氢和甲基上的碳及和甲基碳相连的另一个原子共平面。

C项结构可写为右图情况, 对于苯环, 可能看做是乙烯取代了苯环上的氢, 则C2也在平面N中;对于乙烯基, 可以看做是苯基取代了乙烯C2上的一个氢原子, 则C1也在平面M中, 又由于C1和C2都在这两个平面上, 且C1和C2形成的单键可旋转, 使M和N有可能重合, 即所有原子有可能在同一平面上;其结构式要符合键角关系, 因此结构式不能写为, 这样写就不符合乙烯对应的键角为120°了。

对于D项, 结构式可写成右图情况, 从结构中可以看到苯环决定的平面为N;乙炔结构决定的直线为l, 且直线l上有两个原子C1和C2都在平面N中, 则C1和C2决定的直线也一定在平面N中, 即l在平面N中, 所有原子必共平面N。

答案:A、D

A.除苯环外的其余碳原子有可能都在一条直线上

B.除苯环外的其余碳原子不可能都在一条直线上

C.12个碳原子不可能都在同一个平面上

D.12个碳原子有可能都在同一个平面上

分析:该分子的空间结构可表示为上图形式, 由图形可以看到, 直线l一定在平面N中, 甲基上3个氢只有一个可能在这个平面内;CHF2基团中的两个氟原子和一个氢原子, 最多只有一个在双键决定的平面M中;平面M和平面N一定共用有两个碳原子, 可以通过旋转碳碳单键, 使两平面重合, 此时12个碳原子必定共平面。要使苯环外的碳原子共直线, 必须使双键部分键角为180°, 但烯烃中键角为120°, 所以苯环以外的碳原子不可能共直线。

答案:B、D

答案:12 18

例5.我国在反兴奋剂问题上的坚决立场是支持“人文奥运”的重要体现, 某种兴奋剂的结构如右图所示, 试判断该分子中共平面的碳原子最多有多少个?

答案:20

四、跟踪练习

A.所有原子可能在同一个平面上

B.所有原子可能在同一条直线上

C.所有碳原子可能在同一个平面上

D.所有碳原子可能在同一条直线上

2.下列分子中的所有原子不可能在同一平面上的是 ()

3.下列分子中所有原子一定处于同一平面的是 ()

4.甲烷分子中的4个氢原子全部被苯基取代, 可得如图所示的分子, 对该分子的描述不正确的是 ()

A.分子式为C25H20

B.分子中所有原子有可能处于同一平面

C.该化合物分子中所有原子不可能处于同一平面

D.分子中所有原子一定处于同一平面

5.普拉西坦是一种改善记忆、抗健忘的中枢神经兴奋药, 其结构如右图, 下列关于普拉西坦的说法正确的是 ()

A.它既有酸性, 又有碱性

B.它的二氯取代物有两种

C.它可以发生水解反应

D.分子中C、N、O原子均处于同一平面

参考答案:1.C 2.AB 3.C 4.BD 5.C

有关DNA分子的结构和复制的计算 第9篇

(1) DNA分子是由两条链组成的, 这两条链按、反向平行方式盘旋成双螺旋结构。

(2) DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接, 排列在外侧, 构成基本骨架;碱基排列在内测。

(3) DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。

一、碱基互补配对原则的计算规律

不同生物的DNA分子, 其互补配对的碱基之和的比值不同。碱基T是DNA分子的特征碱基, 在单链DNA分子中一般不存在A=T、G=C这样的碱基数量关系。

设在双链DNA分子中一条为1链, 另一条为2链, 根据碱基互补配对原则 (A=T, C=G) , 有:

A1=T2, A2=T1, C1=G2, C2=G1

A1+A2=A, T1+T2=T, C1+C2=C, G1+G2=G

1.两个不互补的碱基之和的比值相等, 并且任意两个不互补的碱基之和占其总量的50%。即:A+G/T+C=A+C/T+G=1, A+G=T+C=A+C=T+G=50%

(说明:嘌呤总数一定等于嘧啶总数。)

2.整个DNA分子中, 一条链A+G/T+C的比值和另一条链该比值成倒数关系。即:

A1+G1/T1+C1=a, A2+G2/T2+C2=1/a

3.整个DNA分子中, 一条链A+T/G+C的比值和另一条链及整个DNA分子中该比值都相等。即:A1+T1/G1+C1=a, A2+T2/G2+C2=a, A+T/G+C=a.

(说明:A与T或G与C之和占双链的百分数也等于它在任意一条单链中占单链中的百分数。)

例:假设在一个DNA分子的片段中, 含有鸟嘌呤240个, 占全部碱基总数的24%, 在此DNA片段中, 胸腺嘧啶的数目和所占百分比分别是多少?

解析:根据碱基互补配对原则可知, T= (1-G-C) /2= (1-24%×2) /2=26%, 又知G共240个, 占24%, 该DNA分子中共有碱基数为240/24%=1000, 则T的数目为1000×26%=260个。

例:分析一个DNA分子时, 发现30%的脱氧核苷酸含有腺嘌呤, 由此可知该分子中一条链上鸟嘌呤含量的最大值可占此链碱基总数的 ( )

A.20%B.30%C.40%D.70%

解析:根据上面的公式计算可知:A=T=30%, C=G=1/2 (1-2×30%) =20%

两条链上的鸟嘌呤总含量为20%, 一般情况下两条链上都有鸟嘌呤, 而如果DNA分子中所有的鸟嘌呤都分布在分子中的一条链上, 则达到含量的最大值, 由于一条链上的碱基总只有双链的一半, 所以一条链上鸟嘌呤含量的最大值为2×20%=40%.

例:分析一个DNA分子时, 发现30%的脱氧核苷酸含有腺嘌呤, 由此可知该分子中一条链上鸟嘌呤含量的最大值可占此链碱基总数的 ( )

A.20%B.30%C.40%D.70%

解析:根据上面的公式计算可知:A=T=30%, C=G=1/2 (1-2×30%) =20%

两条链上的鸟嘌呤总含量为20%, 一般情况下两条链上都有鸟嘌呤, 而如果DNA分子中所有的鸟嘌呤都分布在分子中的一条链上, 则达到含量的最大值, 由于一条链上的碱基总只有双链的一半, 所以一条链上鸟嘌呤含量的最大值为2×20%=40%.

DNA分子的复制是指以亲代的DNA分子为模板合成子代DNA的过程。这一过程是在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期, 随着染色体的复制而完成的。DNA分子的复制是边解旋边复制, 并以半保留方式进行。DNA分子复制需要引物、模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA分子独特的双螺旋结构, 为复制提供了精确的模板, 通过碱基互补配对, 保证了复制能够准确地进行。

二.有关半保留复制的计算

DNA的半保留复制, 亲代DNA虽然多代复制, 但它的两条母链仍存在于后代而不会消失, 这是解答DNA复制有关计算的关键。

设:将一个全部被15N标记的DNA分子转移到含14N的培养基中培养n代。则:

1.含15N的DNA分子占总DNA分子数为:1/2n-1

2.含14N的DNA分子占总DNA分子数为:100%

3.只含15N的DNA分子占总DNA分子数为:0

4.只含14N的DNA分子占总DNA分子数为:1-1/2n-1

5.含15N的单链占总单链数为:1/2n

6.含14N的单链占总单链数为:1-1/2n

7.若某DNA分子含某碱基a个, 如该DNA分子进行n次复制, 则需该碱基为a (2n-1) ;如进行第n次复制, 需该碱基为a.2n-1

例:现有从生物体内提取的一个DNA分子 (称第一代) 和标记放射性同位素3H的四种脱氧核苷酸, 要在实验中合成新的DNA分子。

(1) 除上述几种物质外, 还必须有＿＿＿＿＿, 方能合成第二代DNA分子。

(2) 在一个第二代DNA分子中, 有＿＿＿＿＿＿条含3H的链。

(3) 在第二代DNA分子中, 含3H链的碱基序列相同吗?＿＿＿＿＿＿＿＿。

(4) 在第五代的全部DNA分子中, 有几条不含3H的链?＿＿＿＿＿＿＿＿。

解析:解题思路应是:

(1) 解旋, 由一个DNA分子分成两条母链;

(2) 以每一条母链为模板, 按照碱基互补配对的原则, 从周围吸收新的脱氧核苷酸, 形成新的子链, 产生两个子代DNA分子;

(3) DNA分子复制需要哪些条件?

(4) 在分析 (2) 、 (3) 、 (4) 小题时, 应注意DNA的自我复制是半保留复制, 因为两个子代DNA分子的新链必然也是互补的, 互补的两链, 其碱基有对应关系, 但碱基排列顺序是不同的。

答案: (1) 酶、ATP (2) 一条 (3) 不同 (4) 两条

例:一个DNA分子中有100个碱基对, 其中有40个腺嘌呤, 如果该DNA分子连续复制两次, 参与到DNA分子得复制中的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸有多少个?

(分析) 胞嘧啶与鸟嘌呤相配, 原DNA分子中共有鸟嘌呤G= (100×2-40×2) /2=60个。

解法一:第1次复制得2个DNA分子, 需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸60个, 第2次复制得4个DNA分子, 需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸2×60=120个, 连续复制两次, 参与到DNA分子得复制中的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸有60+120=180个。

解法二:复制2次共得4个DNA分子, 新增加3个DNA分子, 需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸3×60=180个。

摘要：DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸, 每个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成的。组成脱氧核苷酸的含氮碱基有四种, 它们是腺嘌呤 (A) 、鸟嘌呤 (G) 、胞嘧啶 (C) 和胸腺嘧啶 (T) 。因此, 脱氧核苷酸也有四种, 即腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。DNA分子就是由很多个脱氧核苷酸聚合而成的长链, 简称多核苷酸链。

分子结构式 第10篇

这一节内容是在学习了《烃》和部分《烃的衍生物》后提出来的, 它是前一部分知识和技能的升华, 又是后续有机物学习的指导, 在整个有机化学学习中占有非常重要的地位.根据教材设计, 本节要求学生掌握有机物分子式的几种常用确定方法和有机物结构式确定的一般原则和过程, 只有在教学中紧紧围绕着这个目标和要求去做, 才能增强充分用好教材资源的自觉性, 笔者的具体做法是:

一、充分利用教材说明性文字

在《有机物分子式的确定》课文中, 一开始就有两段总结性说明, 第一段共三句话, 第一句说明写分子式的要求和内容:确定物质分子中所含元素原子的种类和数目;第二、三句说对一种未知物, 利用实验测分子的元素组成和相对分子质量, 并通过计算确定分子式.这就对分子式的确定提出了要做的两件事:一是实验测分子中的元素组成和相对分子质量, 一是计算.这时笔者和学生一起回顾已有知识, 总结元素组成的表现形式、相对分子质量的若干测量方法, 并结合第二段说明性文字, 对“元素组成和相对分子质量”的数据来源做出全面理解, 让学生明确在分子式确定时什么是必须已知的, 有哪几种可能出现的形式.

这样, 做好了分子式确定的第一阶段准备工作, 就为学生进行第二阶段“计算”技巧的形成扫清了障碍.

在“结构式的确定”一节教学中, 也类似地利用说明性文字, 了解结构式的确定是用在知道了分子式但它却代表多种物质时.方法主要是利用不同物质的特殊性质, 通过定性或定量实验来确定结构, 让学生掌握结构式确定的一般性原则.

二、充分利用教材示例

教材示例无言地说出了教材编写者对问题的出现类型的把握及难易程度的认定.利用示例应该包括:认清示例类型, 即代表形式;明确解答方式, 即形成解题的思路和习惯;把握问题的难易程度, 不随意提高和降低难度.

有机物分子式的确定部分共三个例题, 代表了三类确定分子式的问题, 提出了三种分子式确定中的技巧.

例1中告知元素组成百分数, 相对分子质量也已知, 解题技巧要求学会用实验式法计算.对例1的讲解应该让学生形成这样的解题思维模式:元素组成→原子个数比→实验式→分子式.

例2中元素组成是通过有机物燃烧前后有关质量关系分析确定的, 相对分子质量则以相对密度的方式呈现, 解题技巧要求根据质量守恒关系和计算, 直接确定各原子个数.通过对例2的分析应该让学生形成这样的解题思维模式:

例3中的元素组成是通过告知物质类型来确定的, 相对分子质量则通过化学方程式计算来确定.对例3的学习应该让学生形成这样的思维模式:

有机物结构式的确定, 示例了乙醇结构式的确定, 通过对乙醇结构式的确定过程, 归纳出结构式确定的一般原则和过程:分子式→可能结构及不同结构中化学键的差异→针对特殊化学键的定性分析→定量实验数据分析→结构式确定.

这一分析过程中, 尤其要让学生学会:乙醇的质量→醇的物质的量→不同结构中C-H类型及量的关系;氢气体积→氢气物质的量→特殊C-H的量.推导乙醇的结构式, 要让数据学会说话.学生掌握了这样的分析过程以后, 才有可能对其他可能的物质结构分析进行推广.

三、利用好教材所附习题

考试是根据教学大纲而来, 教学大纲的载体只有教材, 因此, 用好教材所附练习, 就成为我们实现教学大纲要求、发展大纲所需能力的必须的、最好的工具和手段.本节教材编写了四个大题, 形式多样, 完全体现了教材所要求掌握的知识和技能, 不仅涵盖了本节教材的内容和实验, 而且对巩固学生之前所学知识, 开启对下文的学习也起到了非常重要的作用.

如果在练习中增加历年考试中有关本节内容的题目, 不过是简单的重复, 而且有些题目的难度要高于此时对学生的要求, 让学生进行这样的练习无异于拔苗助长.

分子结构式 第11篇

关键词：高中化学；分子结构；性质；教学

从高中化学有机分子结构来看，由于抽象的立体结构影响，它要求学生必须具备一定的推理演绎和空间想象能力，所以成为高中生难学的对象。在传统的高中化学教学中，老师根据实物和语言进行教学，但是在碳原子增加、官能团变化的过程中，模型制作越来越复杂，由于教学中难以应用真实的情境，从而对教学成果也造成了很大的影响。在ACD/ChemSKetch推出后，它让一切变得轻松，同时为有机化学成分带来了很大的转变。

一、ACD/ChemSKetch功能与特点

ACD/ChemSKetch是美国ACD公司最新推出的软件，它能结合典合价进行分子模型绘制，然后再进行3D转变。在ACD/3D程序中，不仅模型能自动旋转，还能用鼠标旋转。在这个过程中，旋转被分成各种形式，不改变图形与球棍式、堆积式、细线式的边转边转换的图形，它可以手动变换，通过鼠标点住，改变棍式球大小，直到成为原子堆积式。这种利用程序对图形进行绘制的过程，可以直接插入到PowerPoint或者Word等不同的应用软件中；在超链接中，确保3DViewer和ChemSKetch程序中转，这样不仅能方便教学过程，还能为命题带来很大的方便。

二、基于ACD/ChemSKetch的有机分子结构教学

在高中化学分子结构教学中，甲烷作为最简单的有机物，对分子结构的掌握情况直接影响有机物学习。在该软件中，只要输入分子式，它就能根据立体图展示对应的图形，这样就能方便学生掌握甲烷的结构特点。在刚进行有机化学学习时，由于直链锯齿状原子不是直线，而部分教材在描写碳的骨架时直接说成直线形，让很多学生认为烃的碳链就是直线，例如，庚烷的碳骨架C-C-C-C-C-C-C。如果使用立体、直观的图形就很容易让学生明白碳链不是直线型，也不需要老师进行多的言语。

在有机物学习时，很多学生对二氯甲烷是否含有同分异构体存在疑问，究其原因是教辅资料与教材中二氯甲烷结构都是平面的，从而让学生误认为：二氯甲烷就是平面型结构。但是实际上，氯原子是在四面体对角线和同一条边上，出现这种错误的主要原因是二氯甲烷分子结构认识不足造成的，因此，在高中化学分子结构教学中，老师必须注重学生立体思维培养，从而不断提高教学质量。

关于共面、共线的平面分子学习作为有机化学教学的重点、难点，同时也是历年高考的突破点，在教学中，为了改变教学困难的局面，老师应该充分利用现代教学技术以及软件，对立体分子结构以及性质进行有机的分析和理解。

三、高中化学分子结构与性质考点

从历年的高考情况来看，离子键与共价键的生成是高考的重点，以及键能、键角、键长、键的极性、价层电子、杂化轨原理，与非极性、极性分子差异等。因此，在日常教学中，老师必须根据学生知识结构以及高考难点，找准教学突破点，并且整合考点、例题内涵，进行分析、研究，从而提高教学质量与效率。

在共价键中，主要包括共价键类型、特征以及性质等。在杂化轨道中，主要涉及常见的类型以及道理，然后再对离子和分子结构进行整合。在分子结构极性分析中，主要包括非极性分子、极性分子，通常和分子结构、共价键、性质等一起进行分析。例如，氯化硼熔点为零下107度，沸点是12.5度，分子中键和键之间的夹角为120度，能够水解可以得出什么？在这道题中，我们根据氯化硼沸点、熔点可以知道氯化硼晶体类型；根据氯化硼键和键之间的夹角，可以知道氯化硼分子是三角形平面，并且重心原子杂化，从而知道极性键是非极性分子；根据氯化硼分子以及中心原子杂化，知道它的空间结构和CH2O类似。

在分子结构和性质关系分析中，根据分子作用力、氢键和物质之间的具体关系，就能得到某种物质的物理特性。因此，在高中化学教学中，我们应该努力创设导课，通过构建情境，及时进行点拨和反馈，保障教学质量。

总之，高中化学分子结构作为高考的难点、重点，对高考成绩与继续学习都有重要的影响。因此，在实际工作中，必须根据教学内容、目标，结合学生实际情况，设定对应的教学策略、手段，保障教学成果；根据知识的逻辑性、系统性、完整性，引导学生对各种知识进行整理归纳，并且形成有效的知识网络；在学习任务完成后，根据综合评价，激发学习成就感。

参考文献：

[1]杨威.人教版（选修3）物质结构与性质新授课教学设计[D].辽宁师范大学，2012.

[2]高宏.分子结构与性质考点剖析[J].中学生数理化：高考版，2012（11）.

（作者单位 湖北省赤壁市车埠高中）

分子结构式 第12篇

关键词：氨基酸,结构通式,脱水缩合,肽键,肽链

一、氨基酸

蛋白质的基本组成单位是氨基酸, 约有20种。其结构通式可表示为:。关于这个结构通式应注意三点: (1) 每种氨基酸分子至少都含有一个氨基 (-NH2) 和一个羧基 (-COOH) ; (2) 都有一个氨基 (-NH2) 、一个羧基 (-COOH) 和一个氢 (-H) 连接在同一个碳原子上; (3) 不同的氨基酸分子, 具有不同的R基。

二、脱水缩合

一个氨基酸分子的羧基 (-COOH) 和另一个氨基酸分子的3的3 2 1氨基 (-NH2) 发生中和反应, 相互连接, 同时失去一分子的水, 水, 这种结合方式叫做脱水缩合。其中氨基酸分子相互缩合和二肽形成的图解如下:

连接两个氨基酸分子的化学键 (-NH-CO-) 叫做肽键。由两个氨基酸分子缩合而成的化合物, 叫做二肽。由多个氨基酸分子缩合而成的, 含有多个肽键的化合物, 叫做多肽, 多肽通常呈链状结构, 又叫肽链。一条或多条肽链能弯曲、折叠, 形成有一定空间结构的蛋白质分子。

三、蛋白质结构的多样性

1.蛋白质结构的多样性取决于 :构成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构。

2.氨基酸的排列与多肽的种类:

(1) 假如有A、B、C三种氨基酸 , 由这三种氨基酸形成多肽, 每种氨基酸数目不限的情况下, 可形成三肽化合物的种类:

(2) 假如只有A、B、C三个氨基酸, 脱水缩合可形成三肽的3 2 13 3 3种类数:

四、相关计算四、相关计算相关计算

根据蛋白质合成过程, 采用图形和公式法总结相关规律, 就可以熟练掌握有关蛋白质类物质的计算问题。氨基酸平均相对分子质量摇氨基酸数目肽键数目脱去水分子数多肽相对分子质量氨基酸平均相对分氨基酸数目肽键数目脱去水分子数多肽相对分子质量

(一) 示意图

(图中“A”代表氨基酸, “-”代表肽键) 链a m m - 11条肽a m m -

1.直链肽链:

1条肽链:A-A-A-A-A-A-A-A-A (此1条肽链有9个氨基酸, 肽键有8个, 肽键数为9-1=8) 。链a m m - n m - n ma - 18 (m - n) 1条环a m m m ma - 18m n链a m m - n m - n ma - 18 (m - n) 至1条环a m m m最

2条肽链:A-A-A-A-A-A-A A-A-A-A-A-A (此2条肽链中总共有13个氨基酸, 肽键有11个, 肽键数为13-2=11) ……氨基酸个数-肽链数=肽键数=脱去的水分子数。

2.环形肽链:

1条肽链:

(此1条肽链有5个氨基酸, 肽键有5个, 氨基酸数=肽键数)

2条肽链:

(此2条肽链有17个氨基酸, 肽键有17个 , 氨基酸数=肽键数) ……氨基酸个数=肽键数=脱去的水分子数。

(二) 计算公式

注意:1.直链肽链: (1) 氨基酸个数-肽链数=肽键数=脱去的水分子数; (2) 蛋白质中含有多少个肽键, 形成时就失去多少个分子的水, 完全水解时就需加入多少个分子的水; (3) 有几条肽链至少有几个氨基和几个羧基, 故蛋白质中氨基或羧基数目=肽链条数+R基中氨基或羧基数; (4) 蛋白质的相对分子质量=氨基酸的平均相对分子质量×氨基酸数目-水分子数目×18。

2.环形肽链: (1) 氨基酸个数=肽键数=脱去的水分子数 ; (2) 蛋白质中含有多少个肽键, 形成时就失去多少个分子的水, 完全水解时就需加入多少个分子的水; (3) 环形肽链最少有0个氨基和0个羧基, 故蛋白质中氨基或羧基数目=R基中氨基或羧基数; (4) 蛋白质的相对分子质量=氨基酸的平均相对分子质量×氨基酸数目-水分子数目×18。

五、蛋白质的主要功能