第一篇：02 生物化學習題與解析--核酸的結構與功能

核酸的結構與功能.一、選擇題

（一）A 型題 ．核酸的基本組成單位是

A ．磷酸和核糖 B ．核苷和堿基 C ．單核苷酸

D ．含氮堿基 E ．脫氧核苷和堿基 2 ． DNA 的一級結構是

A ．各核苷酸中核苷與磷酸的連接鍵性質 B ．多核苷酸中脫氧核苷酸的排列順序 C ． DNA 的雙螺旋結構

D ．核糖與含氮堿基的連接鍵性質

E ． C、A、U、G 4 種核苷酸通過 3′ , 5′-磷酸二酯鍵連接而成 3 ．在核酸中，核苷酸之間的連接鍵是

A ．糖苷鍵 B ．氫鍵 C ． 3′ ,5′-磷酸二酯鍵

D ． 1′ , 3′-磷酸二酯鍵 E ． 2′ ,5′-磷酸二酯鍵 4 ．核酸中稀有堿基含量最多的是

A ． rRNA B ． mRNA C ． tRNA D ． hnRNA E ． snmRNA 5 ．核酸的最大紫外光吸收值一般在

A ． 280nm B ． 260nm C ． 240nm D ． 200nm E ． 220nm 6 ．有關核酸酶的敘述正確的是 A ．由蛋白質和 RNA 構成 B ．具有酶活性的核酸分子 C ．由蛋白質和 DNA 構成的 D ．專門水解核酸的核酸 E ．專門水解核酸的酶 ． DNA 與 RNA 徹底水解后的產物是

A ．戊糖不同，堿基不同 B ．戊糖相同，堿基不同

C ．戊糖不同，堿基相同 D ．戊糖不同，部分堿基不同 E ． 戊 糖相同，堿基相同 ．關于 DNA 的二級結構，敘述錯誤的是

A ． A 和 T 之間形成三個氫鍵，G 和 C 之間形成兩個氫鍵 B ．堿基位于雙螺旋結構內側 C ．堿基對之間存在堆積力 D ．兩條鏈的走向相反

E ．雙螺旋結構表面有大溝和小溝 9 ．關于 mRNA 敘述正確的 是

A ．大多數真核生物的 mRNA 在 5′ 末端是多聚腺苷酸結構 B ．大多數真核生物的 mRNA 在 5′ 末端是 m 7 GpppN-C ．只有原核生物的 mRNA 在 3′ 末端有多聚腺苷酸結構 D ．原核生物的 mRNA 在 5′ 末端是 m 7 GpppN-E ．所有生物的 mRNA 分子中都含有稀有堿基 10 ．關于 DNA 熱變性的描述正確的是 A ． A 260 下降

B ．堿基對可形成共價鍵連接 C ．加入互補 RNA 鏈，再緩慢冷卻，可形成 DNA ∶ RNA 雜交分子 D ．多核苷酸鏈裂解成寡核苷酸鏈 E ．可見減色效應 ．核小體核心顆粒的蛋白質是

A ．非組蛋白 B ． H 2A、H2B、H3、H4 各一分子 C ． H 2A、H2B、H3、H4 各二分子 D ． H 2A、H2B、H3、H4 各四分子 E ． H1 組蛋白與 140-145 堿基對 DNA 12 ．如果雙鏈 DNA 的胸腺嘧啶含量為堿基總含量的 20%，則鳥嘌呤含量應為 A ． 10% B ． 20% C ． 30% D ． 40% E.50% 13 ． DNA 的核酸組成是

A ． ATP、CTP、GTP、TTP B ． ATP、CTP、GTP、UTP C ． dAMP、dCMP、dGMP、dTMP D ． dATP、dCTP、dGTP、dUTP E ． dATP、dCTP、dGTP、dTTP 14 ．正確解釋核酸具有紫外吸收能力的是

A ．嘌呤和嘧啶環中有共軛雙鍵 B ．嘌呤和嘧啶連接了核糖 C ．嘌呤和嘧啶中含有氮原子 D ．嘌呤和嘧啶連接了核糖和磷酸 E ．嘌呤和嘧啶連接了磷酸基團 15 ．如果 mRNA 中的一個密碼為 5′CAG3′，那么與其相對應的 tRNA 反密碼子是

A ． GUC B ． CUG C ． GTC D ． CTG E ．以上都不是 16 ．自然界 DNA 以螺旋結構存在的主要方式 A ． A-DNA B ． B-DNA C ． E-DNA D ． Z-DNA E.．以上都不是 17 ． DNA 的解鏈溫度是

A ． A 260 達到最大值時的溫度

B ． A 260 達到最大值 50% 時的溫度 C ． A 280 達到 最 大值 50% 時的溫度 D ． DNA 開始解鏈時所需的溫度 E ． DNA 完全解鏈時所需的溫度 18 ． DNA 的二級結構是

A ． α-螺旋 B ． β-折疊 C ． β-轉角 D ．雙螺旋 E ．無規卷曲 ．決定 tRNA 攜帶氨基酸特異性的關鍵部位是 : A ．-CCA 3' 末端 B ． TψC 環 C ． DHU 環 D ．反密碼環 E ．額外環 ．以 hnRNA 為前體的 RNA 是 ？

A ． tRNA B ． rRNA C ． mRNA D ． snRNA E ． siRNA

（二）B 型題

A ．三葉草結構 B ．倒 L 形 C ．雙螺旋結構 D ． α-螺旋 E ． hnRNA 1 ． tRNA 的三級結構是 2 ． DNA 的二級結構是 3 ． tRNA 的二級結構是 4 ．成熟 mRNA 的前體

A ． rRNA B ． mRNA C ． tRNA D ． hnRNA E ． snRNA 5 ．參與轉運氨基酸 6 ．蛋白質合成的模板 7 ．核糖體的組成成分 ．參與 RNA 的剪接、轉運

A ．范德華力 B ．磷酸二酯鍵 C ．靜電斥力 D ．堿基共軛雙鍵 E ．氫鍵 9 ．堿基對之間的堆積力是 ．核酸分子吸收紫外光的鍵是 11 ．破壞雙螺旋穩定力的鍵是 12 ．堿基對之間的鍵是

A ． Tm 值低 B ． Tm 值高 C ． Tm 值范圍廣 D ． Tm 范圍狹窄 E ．不影響 13 ． DNA 樣品均一時 14 ． DNA 樣品不均一時 ． DNA 樣品中 G-C 含量高時 16 ． DNA 樣品中 A-T 含量高時

（三）X 型題 ．維持 DNA 二級結構穩定的力是 A ．鹽鍵 B ．氫鍵 C ．疏水性堆積力 D ．二硫鍵 E ．肽鍵 ．關于 RNA 與 DNA 的差別敘述正確的是

A ．核苷酸中的戊糖成分不是脫氧核糖，而是核糖 B ．核苷酸中的戊糖成分不是核糖，而是脫氧核糖 C ．以單鏈為主，而非雙螺旋結構

D ．嘧啶成分為胞嘧啶和尿嘧啶，而不是胸腺嘧啶 E ．嘧啶成為胸腺和尿嘧啶，而不是胞嘧啶 3 ． DNA 完全水解后的產物有

A ． 堿基 ATCG B ． 堿基 AUCG C ．磷酸 D ．核糖 E ．脫氧核糖 4 ．.關于 DNA 雙螺旋結構模型的描述正確的有 A ．腺嘌呤的分子數等于胸腺嘧啶的分子數 B ． DNA 雙 螺旋中堿基對位于內側

C ．二股多核苷酸鏈通過 A 與 T 和 G 與 C 之間的氫鍵連接

D ． DNA 雙 螺旋結構的穩定 , 橫向依靠兩條鏈互補堿基間的氫鍵維系 E ． DNA 雙 螺旋結構的穩定縱向依靠堿基平面的疏水性堆積力維系 5 ．直接參與蛋白質生物合成的 RNA 是

A ． rRNA B ． mRNA C ． tRNA D ． hnRNA E ． snRNA 6 ．真核生物核糖體中含有

A ． 5.8S rRNA B ． 28S rRNA C ． 18S rRNA D ． 5S rRNA E ． 16SrRNA 7 ． tRNA 的結構為

A ． 三級結構呈倒 L 形 B ． 二級結構呈三葉草形 C ．含稀有堿基多 D ． 3' 末端有-CCA 結構 E ．含有 DHU 環 8 ．下列哪些元素可用于生物樣品中核酸含量的測定 A ．堿基 B ．戊糖 C ．氧 D ．磷 E ．氮 9 ．關于 DNA 變性的描述，正確的是

A ．加熱是使 DNA 變性的常用方法 B ． DNA 變性后產生增色效應 C ． DNA 變性是不可逆的過程 D ．在 Tm 時，DNA 分子有一半被解鏈 E ．變性后 OD 260 減小 ．關于 DNA 的堿基組成，正確的說法是

A ．腺嘌呤與鳥嘌呤分子數相等，胞嘧啶與胸腺嘧啶分子數相等 B ．不同種屬 DNA 堿基組成比例不同

C ．同一生物的不同器官 DNA 堿基組成不同 D ．年齡增長但 DNA 堿基組成不變 E ． DNA 中含有尿嘧啶 ．與 DNA 對比，RNA 的特點包括

A ．分子較小，僅含幾十環結構，如真核生物 18S rRNA 的二級結構呈麻花狀。真核生物有 4 種 rRNA，分別為 28S、18S、5.8S、5S。原核生物有 3 種 rRNA，分別為 23S、16S、5S。rRNA 的功能為與多種蛋白質結合形成核蛋白體（核糖體），后者為蛋白質生物合成的裝配機。4 ．答：（1）從分子組成上看： DNA 分子的戊糖為脫氧核糖，堿基為 A、T、G、C ； RNA 分子的戊糖為核糖，堿基為 A、U、G、C。（2）從結構上看： DNA 一級結構是由幾千至幾千萬脫氧核糖核苷酸通過磷酸二酯鍵相連，而形成的脫氧多核苷酸鏈，二級結構是雙螺旋； RNA 一級結構是由幾十至幾千個核糖核苷酸通過磷酸二酯鍵相連，而形成的多核苷酸鏈。二級結構是以單鏈為主，也有少量局部雙螺旋結構，進而形成發夾結構，tRNA 的典型二級結構為三葉草結構。三級結構是在二級結構基礎上進一步卷曲折疊形成，如 tRNA 的三級結構呈倒 L 型。

（3）從功能方面看： DNA 為遺傳的物質基礎，含有大量的遺傳信息，是遺傳信息的儲存和攜帶者。RNA 分為 3 種，mRNA 是蛋白質生物合成的直接模板； tRNA 的功能是蛋白質合成時轉運氨基酸的工具； rRNA 與蛋白質構成的核蛋白體是合成蛋白質的場所。（4）從存在部位看： DNA 主要存在于細胞核的染色體，少量存在于線粒體。RNA 存在細胞核，細胞質和線粒體。．答：核小體由 DNA 和組蛋白共同構成。組蛋白分子有 5 種，分別為 H1、H 2A、H2B、H3 和 H4。各 2 分子的 H 2A、H2B、H3 和 H4 共同構成了核小體的核心，DNA 雙螺旋分子纏繞在這一核心上構成了核小體的核心顆粒。核心顆粒之間再由 DNA 和組蛋白 H1 構成的連接區連接起來形成核小體，核小體是真核細胞染色質的基本結構單位。核小體可進一步旋轉折疊，形成螺旋管、染色質纖維空管，最終組裝成染色體。6 ．答：核糖體由大亞基和小亞基組成，真核生物的大亞基由 5S、5.8S、28S 三種 rRNA 加上 50 多種蛋白質構成。小亞基由 18S rRNA 及 30 多種蛋白質構成。原核生物的大亞基由 5S、23S 三種 rRNA 加上 31 種蛋白質構成。小亞基由 16S rRNA 及 21 種蛋白質構成。核糖體在蛋白質生物合成中起“裝配機”的作用，即作為蛋白質合成的場所。．答：將 DNA 的稀鹽溶液加熱到 70 ～ 100℃ 幾分鐘后，氫鍵斷裂，雙螺旋結構即發生破壞，兩條鏈彼此分開，此過程為 DNA 的熱變性，DNA 熱變性有兩個特點：變性溫度范圍很窄，260nm 處的紫外吸收增加； Tm 值代表核酸的解鏈溫度（融解溫度）。DNA 在解鏈過程中紫外吸光度的變化△ A 260 達到最大變化值的一半時所對應的溫度。．答：（1）設 DNA 的兩條鏈分別為 α 和 β，那么： Aα = Tβ，Tα=Aβ，Gα=Cβ，Cα=Gβ，因為，(Aα+ Gα)/（Tα+ Cα）= 0.7，所以，互補鏈中（Aβ+ Gβ）/（Tβ+ Cβ）=（Tα+ Cα）/(Aα+ Gα)=1/0.7 =1.43（2）在整個 DNA 分子中，Aα+ Gα+ Aβ+Gβ= Tβ+ Cβ+Tα+ Cα，所以，(Aα+ Gα+ Aβ+Gβ）/（Tβ+ Cβ+Tα+ Cα）=1（3）假設同（1），則 Aα+ Tα= Tβ+ Aβ，Gα+ Cα= Cβ+Gβ，所以，（Aβ+ Tβ）/（Gβ+Cβ）=（Aα+ Tα）/（Gα+Cα）=0.7（4）在整個 DNA 分子中，（Aα+ Tα+ Aβ+ Tβ）/（Gα+Cα+ Gβ+Cβ）= 2（Aα+ Tα）/2（Gα+Cα）=0.7

第二篇：生物化學 單元練習第二單元蛋白質結構與功能(習題及答案)

一 名詞解釋

1、兩性離子

2、必需氨基酸

3、等電點

4、非蛋白質氨基酸

5、蛋白質的一級結構

6、蛋白質的二級結

7、蛋白質的三級結構

8、氫鍵

9、蛋白質的四級結構

10、鹽析

11、鹽溶

12、蛋白質的變性

13、蛋白質的復性

14、蛋白質的沉淀作用

15、電泳 二填空題

1．蛋白質多肽鏈中的肽鍵是通過一個氨基酸的（）基和另一氨基酸的（）基連接而形成的。

2．大多數蛋白質中氮的含量較恒定，平均為（），如測得 1 克 樣品含氮量為 10mg, 則蛋白質含量為（）%。3．在 20 種氨基酸中，酸性氨基酸有（）和（）2 種，能形成二硫鍵的氨基酸是（）。

4．蛋白質中的（）、（）和（）3 種氨基酸具有紫外吸收特性，因而使蛋白質在 280nm 處有最大吸收值。5．精氨酸的pI 值為 10.76, 將其溶于 pH7 的緩沖液中，并置于電場中，則精氨酸應向電場的（）方向移動。

6．蛋白質的二級結構最基本的有兩種類型，它們是（）和（）。

7．球狀蛋白質中有（）側鏈的氨基酸殘基常位于分子表面而與水結合，而有（）側鏈的氨基酸位于分子的內部。

8．氨基酸與茚三酮發生氧化脫羧脫氨反應生成（）色化合物，而（）與茚三酮反應生成黃色化合物。9．維持蛋白質的一級結構的化學鍵有（）和（）；維持二級結構靠（）鍵；維持三級結構和四級結構靠（）鍵，其中包括（）、（）、（）和（）10．穩定蛋白質膠體的因素是（）和（）

11．GSH的中文名稱是（），它的活性基團是（），它的生化功能是（）。

12．用電泳方法分離蛋白質的原理，是在一定的pH條件下，不同蛋白質（）和（），因而在電場中移動的（）和（）不同，從而使蛋白質得到分離。

13．氨基酸處于等電狀態時，主要是以（）形式存在，此時它的溶解度最小。

14．今有甲、乙、丙三種蛋白質，它們的等電點分別為8.0、4.5和10.0,當在pH8.0緩沖液中，它們在電場中電泳的情況為：甲（），乙（），丙（）。

15．當氨基酸溶液的pH=pI時，氨基酸以（）離子形式存在，當pH>pI時，氨基酸以（）離子形式存在。16.組成蛋白質的基本單位是（）。17.透析的方法是利用了蛋白質（）性質。三選擇題

1．下列氨基酸中哪一種是非必需氨基酸？（）

A．亮氨酸B.纈氨酸C ．賴氨酸D ．蛋氨酸E ．蘇氨酸

2．蛋白質的組成成分中，在 280nm 處有最大吸收值的最主要成分是：（）A．酪氨酸的酚環B ．半胱氨酸的硫原子C ．肽鍵D ．苯丙氨酸 3．下列哪種氨基酸屬于亞氨基酸？（）A．絲氨酸B ．脯氨酸C ．亮氨酸D ．組氨酸 4．下列哪一項不是蛋白質的性質之一？（）

A．處于等電狀態時溶解度最小B ．加入少量中性鹽溶解度增加 C．變性蛋白質的溶解度增加D ．有紫外吸收特性 5．下列氨基酸中哪一種不具有旋光性？（）A．LeuBAlaC．GlyD．SerE．Val 6 ．在下列檢測蛋白質的方法中，哪一種取決于完整的肽鏈？（）A．凱氏定氮法B．雙縮尿反應C ．紫外吸收法D ．茚三酮法 7 ．下列有關蛋白質的敘述中哪項是正確的？（）A ．蛋白質分子的凈電荷為零時的 pH 值是它的等電點 B ．大多數蛋白質在含有中性鹽的溶液中會沉淀析出

C ．由于蛋白質在等電點時溶解度最大，所以沉淀蛋白質時應遠離等電點 D ．以上各項均不正確 ．持蛋白質二級結構穩定的主要作用力是：（）A ．鹽鍵B ．疏水鍵C ．氫鍵D ．二硫鍵 9 ．維持蛋白質三級結構穩定的因素是：（）

A ．肽鍵B ．二硫鍵C ．離子鍵D ．氫鍵? ?E ．次級鍵 10.下列哪項與蛋白質的變性無關？（）

A.肽鍵斷裂B ．氫鍵被破壞C ．離子鍵被破壞D ．疏水鍵被破壞 11 ．蛋白質空間構象的特征主要取決于下列哪一項？（）A．多肽鏈中氨基酸的排列順序B．次級鍵 C．鏈內及鏈間的二硫鍵D．溫度及pH 12．下列哪個性質是氨基酸和蛋白質所共有的？（）

A．膠體性質B．兩性性質C．沉淀反應D．變性性質E．雙縮脲反應 13．氨基酸在等電點時具有的特點是：（）A．不帶正電荷B．不帶負電荷C．A和B D．溶解度最大E．在電場中不泳動

14.欲獲得不變性的蛋白質制劑，可采用下述哪種分離方法：（）A.生物堿試劑沉淀B.重金屬鹽沉淀C.常溫乙醇沉淀D.低溫鹽析E.加熱 15.蛋白質變性時不應出現的變化是：（）

A.蛋白質的溶解度降低B.失去原有的生理功能C.蛋白的天然構象破壞 D.蛋白質分子中各種次級鍵被破壞E.蛋白質分子個別肽鍵被破壞 四 是非判斷題 ．氨基酸與茚三酮反應都產生藍紫色化合物。．因為羧基碳和亞氨基氮之間的部分雙鍵性質，所以肽鍵不能自由旋轉。3 ．所有的蛋白質都有酶活性。4 ．所有氨基酸都具有旋光性。．構成蛋白質的 20 種氨基酸都是必需氨基酸。．蛋白質多肽鏈中氨基酸的排列順序在很大程度上決定了它的構象。．一氨基一羧基氨基酸的 pI 為中性，因為-COOH 和-NH 2 的解離度相同。8 ．蛋白質的變性是蛋白質立體結構的破壞，因此涉及肽鍵的斷裂。9 ．蛋白質是生物大分子，但并不都具有四級結構。．在具有四級結構的蛋白質分子中，每個具有三級結構的多肽鏈是一個亞基。11 ．所有的肽和蛋白質都能和硫酸銅的堿性溶液發生雙縮尿反應。．鹽析法可使蛋白質沉淀，但不引起變性，所以鹽析法常用于蛋白質的分離制備。13 ．蛋白質的空間結構就是它的三級結構。14 ．維持蛋白質三級結構最重要的作用力是氫鍵。．具有四級結構的蛋白質，它的每個亞基單獨存在時仍能保存蛋白質原有的生物活性。．變性蛋白質的溶解度降低，是由于中和了蛋白質分子表面的電荷及破 壞了外層的水膜所引起的。五問答題

1．什么是蛋白質的一級結構？為什么說蛋白質的一級結構決定其空間結構？ 2．什么是蛋白質的空間結構？蛋白質的空間結構與其生物功能有何關系？ 3．什么是蛋白質的變性作用和復性作用？蛋白質變性后哪些性質會發生改變？ 4．蛋白質有哪些重要功能 ? 5.試述蛋白質結構與功能的關系？

參考答案

一 名詞解釋（見課本）

二填空題 ?羧基、_氨基。2_16__%，6.25____% 3_天冬氨酸_和_谷氨酸__半胱氨酸 4_色氨酸__酪氨酸_和苯丙氨酸 5負極。

6_α-螺旋和β-折疊_ 7_親水_、疏水_ 8紫___，脯氨酸和羥脯氨酸

9肽鍵_和_二硫鍵；_氫_鍵；次級鍵_，_疏水鍵_、_氫鍵_、鹽鍵和二硫鍵 10_帶相同性質的電荷_和__分子表面形成水化膜_。11谷胱甘肽_，_巰基__，抗氧化_。

12_所帶電荷、分子大小__和___分子形狀不同，_方向__和_速率，13__兩性離子___。

14甲_不動，乙__向正極移動_____，丙_向負極移動；____ 15兩性離子____ __負___。16_氨基酸___。17.__高分子___。三選擇題

1、(A)2(A)3(B)4?(C)5?(C)6(B)7(A)8(C)9(E)10(A)11(A)12(B)13(E)14.(D)15(E)四 是非判斷題

1(錯)2(對)．3(錯)．4(錯)．5(錯)。6(對)7(錯)8(錯)．9(對)10(對)． 11(錯)12(對)13(錯)．14(錯)15(錯)16(錯)

五、問答題(見課本)

第三篇：1蛋白質的結構與功能習題

第一章

一、名詞解釋

蛋白質的結構與功能

1、氨基酸的等電點

2、肽鍵

3、肽單位

4、蛋白質一級結構

5、蛋白質二級結構

6、α-螺旋

7、β-折疊

8、超二級結構（模體）

9、結構域

10、蛋白質變性

11、蛋白質復性

12、蛋白質三級結構

13、蛋白質四級結構

14、別構效應

二、填空題

1． 組成蛋白質的氨基酸分子結構中含有羥基的有______________、______________、______________。2． 氨基酸在等電點（pI）時，以______________離子形式存在，在pH>pI時以______________離子形式存在，在pH

3． 組成蛋白質的氨基酸中，含有咪唑環的氨基酸是______________，含硫的氨基酸有______________和______________。

4． 蛋白質具有兩性電離性質，大多數蛋白質在酸性溶液中帶______________電荷，在堿性溶液中帶______________電荷。當蛋白質處在某一pH溶液中時，它所帶正負電荷數相等，此時的蛋白質成為______________，該溶液的pH稱為蛋白質的______________。

5． 蛋白質二級結構的形式主要有______________、______________、______________和______________。6． 蛋白質中的______________、______________和______________3種氨基酸具有______________特性，因而使蛋白質在280nm處有最大吸收值。

7． α-螺旋結構是由同一肽鏈的______________和______________間的______________鍵維持的，螺距為______________，每圈螺旋含______________個氨基酸殘基，每個氨基酸殘基沿軸上升高度為______________。天然蛋白質分子中的α-螺旋大都屬于______________手螺旋。

8． 球狀蛋白質中有______________側鏈的氨基酸殘基常位于分子表面而與水結合，而有______________側鏈的氨基酸殘基位于分子的內部。

9． 維持蛋白質的一級結構的化學鍵有______________和______________；維持二級結構靠______________；維持三級結構和四級結構靠______________鍵，其中包括______________、______________、______________和______________。

+10． 谷氨酸的pK1(α-COOH)＝2.19，pK（＝9.67，pK（＝4.25，谷氨酸的等電點為______________。2α-NH3）RR）11． 一個α-螺旋片段含有180個氨基酸殘基，該片段中有______________圈螺旋，該α-螺旋片段的軸長為______________。

12． 可以按蛋白質的相對分子質量、電荷及構象分離蛋白質的方法是______________。

13． 血紅蛋白（Hb）與氧結合的過程呈現______________效應，是通過Hb的______________實現的。14． 組成蛋白質的氨基酸中側鏈pK接近中性的氨基酸是______________。無游離（自由）氨基的氨基酸是______________。

15． 在蛋白質分子中，一個氨基酸的α碳原子上的___________與另一個氨基酸α碳原子上的___________脫去一分子水形成的鍵叫___________，它是蛋白質分子中的基本結構鍵。

16． 絲氨酸側鏈特征基團是____________；半胱氨酸的側鏈基團是____________；組氨酸的側鏈基團是____________。

17． 蛋白質顆粒表面的____________和____________是蛋白質親水膠體穩定的兩個因素。18． 氨基酸的結構通式為___________________。

19． 在生理pH條件下，蛋白質分子中，____________和____________氨基酸殘基的側鏈幾乎完全帶負電，而____________和____________氨基酸殘基側鏈完全荷正電，而____________的側鏈則部分帶正電荷（假設該蛋白質含有這些氨基酸組分）

20． 兩條相當伸展的肽鏈(或同一條肽鏈的兩個伸展的片段)之間形成氫鍵的結構單元稱為__________。21． 用電泳方法分離蛋白質的原理是在一定的pH條件下，不同蛋白質的____________、____________和____________不同，因而在電場中移動的____________和____________不同，從而使蛋白質得到分離。

三、1． 單項選擇題

在生理pH7的條件下，下列哪種氨基酸帶正電荷？（）A.丙氨酸 B.酪氨酸 C.賴氨酸 D.甲硫氨酸

2． 下列有關氨基酸的敘述，哪個是錯誤的？（）A.酪氨酸和苯丙氨酸都含有苯環 B.酪氨酸和絲氨酸都含羥基 C.亮氨酸和纈氨酸都是分支氨基酸 D.脯氨酸和酪氨酸都是非極性氨基酸

3． 蛋白質分子在280nm處有吸收峰，它主要是由哪種氨基酸引起都？（）A.谷氨酸 B.色氨酸 C.苯丙氨酸 D.組氨酸

4． 天然蛋白質中含有的氨基酸的結構（）。A.全部是L-型 B.全部是D-型

C.部分是L-型，部分是D-型 D.除甘氨酸外都是L-型

5． 天然蛋白質中不存在的氨基酸是（）。A.半胱氨酸 B.瓜氨酸 C.絲氨酸 D.甲硫氨酸

6． 蛋白質都變性伴隨由結構上的變化是（）。A.肽鏈的斷裂

B.氨基酸殘基的化學修飾 C.一些側鏈基團的暴露 D.氨基酸排列順序的改變

7． 在寡聚蛋白質中，亞基間的立體排布、相互作用以及接觸部位間的空間結構稱之為（）。A.三級結構 B.締合現象 C.四級結構 D.別構現象

8． 每分子血紅蛋白可結合氧的分子數是多少？（）A.1 B.2 C.3 D.4 9． 蛋白質典型的α-螺旋為下列哪一種類型？（）A.2.610 B.310 C.3.613 D.4.416

10． 下列關于蛋白質結構敘述不正確的是（）。A.三級結構具有空間構象

B.各種蛋白質均具有一、二、三和四級結構 C.無規卷曲是在一級結構基礎上形成的 D.α-螺旋屬于二級結構

11． 關于蛋白質分子三級結構的描述，其中錯誤的是（）。A.天然蛋白質分子均有這種結構

B.具有三級結構的多肽鏈都具有生物學活性 C.三級結構的穩定性主要是次級鍵維系 D.親水基團聚集在三級結構的表面

12． 具有四級結構的蛋白質特征是（）。A.分子中必定含有輔基 B.含有兩條或兩條以上的多肽鏈 C.每條多肽鏈都具有獨立的生物學活性 D.依賴共價鍵維系蛋白質分子的穩定

13． 下列關于肌紅蛋白的敘述，哪一個是錯誤的？（）A.肌紅蛋白是由一條多肽鏈和一個血紅素輔基組成的 B.肌紅蛋白含有高比例的α-螺旋 C.血紅素位于兩個His殘基之間

D.大多數非極性側鏈位于分子表面，所以肌紅蛋白不溶于水

14． 血紅蛋白的氧結合曲線形狀是（）。A.雙曲線 B.拋物線 C.S形曲線 D.直線

15． 關于二級結構敘述哪一項不正確（）。

A.右手α-螺旋比左手α-螺旋穩定，因為左手α-螺旋中L-構型氨基酸殘基側鏈空間位阻大，不穩定； B.一條多肽鏈或某多肽片斷能否形成α-螺旋，以及形成的螺旋是否穩定與它的氨基酸組成和排列順序有極大關系；

C.多聚的異亮氨基酸R基空間位阻大，因而不能形成α-螺旋；

D.β-折疊在蛋白質中反平行式較平行式穩定，所以蛋白質中只有反平行式。

16． 形成穩定的肽鏈空間結構，非常重要的一點是肽鍵中的四個原子以及和它相鄰的兩個α-碳原子處于（）。

A.不斷繞動狀態

B.可以相對自由旋轉

C.同一平面

D.隨不同外界環境而變化的狀態

17． 血紅蛋白的氧合動力學曲線呈S形，這是由于（）。A.氧可氧化Fe（Ⅱ），使之變為Fe（Ⅲ）

B.第一個亞基氧合后構象變化，引起其余亞基氧合能力增強

C.這是變構效應的顯著特點，它有利于血紅蛋白質執行輸氧功能的發揮 D.亞基空間構象靠次級鍵維持，而亞基之間靠次級鍵締合，構象易變 18． 蛋白質變性是由于（）。A.一級結構改變

B.空間構象破壞

C.輔基脫落

D.蛋白質水解

19． 當蛋白質處于等電點時，可使蛋白質分子的（）。A.穩定性增加

B.表面凈電荷不變

C.表面凈電荷增加

D.溶解度最小

20． 蛋白質分子中-S-S-斷裂的方法是（）。A.加尿素

B.透析法

C.加過甲酸

D.加重金屬鹽

21． 關于蛋白質分子三級結構的描述，其中錯誤的是（）。A.天然蛋白質分子均有的這種結構 B.具有三級結構的多肽鏈都具有生物學活性 C.三級結構的穩定性主要是次級鍵維系 D.親水基團聚集在三級結構的表面 E.決定盤曲折疊的因素是氨基酸殘基

22． SDS凝膠電泳測定蛋白質的相對分子質量是根據各種蛋白質（）。A.在一定pH條件下所帶凈電荷的不同

B.分子大小不同

C.分子極性不同

D.溶解度不同

23． 蛋白質一級結構與功能關系的特點是（）。A.相同氨基酸組成的蛋白質，功能一定相同。B.一級結構相近的蛋白質，其功能類似性越大。

C.一級結構中任何氨基酸的改變，其生物活性即消失。不同生物來源的同種蛋白質，其一級結構相同

D.不同生物來源的同種蛋白質，其一級結構相同。

E、以上都不對。

24． “分子病”首先是蛋白質什么基礎層次結構的改變（）。A.一級

B.二級

C.超二級

D.三級

E.四級

25． 70%的酒精消毒是使細菌蛋白質（）。A.變性

B.變構

C.沉淀

D.電離 E.溶解

四、是非題

1.氨基酸與茚三酮反應都產生藍紫色化合物。（）

2.因為羧基碳和亞氨基氮之間的部分雙鍵性質，所以肽鍵不能自由旋轉。（）3.蛋白質是兩性電解質，它的酸堿性質主要取決于肽鏈上可解離的R基團。（）4.維持蛋白質三級結構最重要的作用力是氫鍵。（）5.蛋白質在等電點時，靜電荷為零，溶解度最小。（）

6.蛋白質分子中個別氨基酸的取代未必會引起蛋白質活性的改變。（）

7.鐮刀紅細胞貧血病是一種先天性遺傳病，其病因是由于血紅蛋白的代謝發生障礙。（）8.在蛋白質和多肽中，只有一種連接氨基酸殘基的共價鍵，即肽鍵。（）

9.肌紅蛋白和血紅蛋白的亞基在一級結構上具明顯的同源性，它們的構象和功能也很相似，因此這兩種蛋白的氧結合曲線也是十分相似的。（）

10.蛋白質的亞基（或稱亞單位）和肽鏈是同義的。（）11.蛋白質的α-螺旋結構通過側鏈之間形成氫鍵而穩定。（）12.構成天然蛋白質的氨基酸，其D－構型和L－型普遍存在。（）

13.構型的改變必須有舊的共價健的破壞和新的共價鍵的形成，而構象的改變則不發生此變化。（）14.β-折疊是主肽鏈相當伸展的結構，因此它僅存在于某些纖維狀蛋白質中。（）15.天然氨基酸都有一個不對稱α-碳原子。（）

16.蛋白質的變性是其立體結構的破壞，因此常涉及肽鍵的斷裂。（）17.雙縮脲反應是肽和蛋白質特有的反應，所以二肽也有雙縮脲反應。（）

18.同源蛋白質中，保守性較強的氨基酸殘基在決定蛋白質三維結構與功能方面起重要作用，因此致死性突變常常與它們的密碼子突變有關。（）

19.血紅蛋白與肌紅蛋白均為氧載體，前者是一個典型的別構(或變構)蛋白，因而與氧結合過程中呈現協同效應，而后者卻不是。（）

20.溶液的pH可以影響氨基酸的等電點。（）

21.具有四級結構的蛋白質，當它的每個亞基單獨存在時仍能保持蛋白質有的生物活性。（）22.肽鍵上所有原子和它兩端的Cα都位于同一剛性平面上。（）23.β轉角是由四個連續的氨基酸殘基構成的。（）

五、問答題

1.蛋白質有哪些重要功能？

2.簡述蛋白質的α-螺旋和β-折疊的結構要點。

3.穩定蛋白質結構的化學鍵有哪些？它們分別在哪一級結構中起作用？

4.試比較Gly、Pro與其它常見氨基酸結構的異同，它們對多肽鏈二級結構的形成有何影響？ 5.試述蛋白質結構與功能的關系。（包括一級結構、高級結構與功能的關系）

6.動物體內血紅蛋白和肌紅蛋白如何協同完成氧的運輸與儲存？以血紅蛋白和肌紅蛋白為例論述蛋白質空間結構與功能的關系。

7.鐮刀形細胞貧血病的分子病理學機制是什么？以此為例論述蛋白質一級結構與功能的關系。8.通過下面信息確定一個蛋白的亞基組成：

凝膠層析確定分子質量：200kDa SDS－PAGE確定分子質量：100kDa 加巰基乙醇的SDS－PAGE確定分子質量：40kDa和60kDa。

9.胃液（pH＝1.5）的胃蛋白酶的等電點約為1，遠比其它蛋白質低。試問等電點如此低的胃蛋白酶必須存在有大量的什么樣的官能團？什么樣的氨基酸才能提供這樣的基團？

10.已知氨基酸平均分子量為120Da。有一種多肽的分子量是15120Da，如果此多肽完全以α－螺旋形式存在，試計算此α－螺旋的長度和圈數。

第四篇：19 生物化學習題與解析--糖蛋白、蛋白聚糖和細胞外基質

糖蛋白、蛋白聚糖和細胞外基質

一、選擇題

（一）A 型題 ． 組成糖蛋白分子中聚糖的單糖不包括

A ． 葡萄糖 B ． 半乳糖 C ． 甘露糖 D ． 巖藻糖 E ． 果糖 2 ． 糖蛋白糖鏈合成場所為

A ． 細胞膜 B ． 細胞核 C ． 細胞漿 D ． 高爾基體與內質網 E ． 溶酶體 ． N-連接糖基化位點特定序列不可能是 A ． Asn-GLY-Ser/Thr B ． Asn-Ala-Ser/Thr C ． Asn-Val-Ser/Thr D ． Asn-Leu-Ser/Thr E ． Asn-Pro-Ser/Thr 4 ． 不帶有硫酸的糖胺聚糖是

A ． 硫酸軟骨素 B ． 肝素 C ． 硫酸角質素 D ． 硫酸皮膚素 E ． 透明質酸 5 ． 膠原中最多的氨基酸是

A ． Ser B ． Thr C ． Tyr D ． Gly E ． Val 6 ． 細胞外基質中不含下列哪種蛋白

A ． 膠原蛋白 B ． 纖維蛋白 C ． 蛋白聚糖 D ． 纖連蛋白 E ． 清蛋白 ． 下列關于糖蛋白敘述錯誤的是

A ． 糖鏈所占分子的重量百分比一般在 2%—10% B ． 組成糖蛋白分子中聚糖的單糖有 7 種 C ． 合成糖蛋白糖鏈必須有長萜醇參與

D ． N-連接糖蛋白與 O-連接糖蛋白合成的場所均是內質網和高爾基體 E ． 糖鏈為分支糖鏈 ． 下列關于蛋白聚糖的敘述，錯誤的是 A ． 蛋白聚糖由糖胺聚糖與核心蛋白共價連接 B ． 蛋白聚糖分子中蛋白百分比小于聚糖

C ． 蛋白聚糖分子中也含有 N-或 O-連接聚糖 D ． 聚糖為直鏈型不分支

E ． 先合成 二 糖單位，再延長糖鏈 9 ． N-連接聚糖合成時所需糖基供體為

A ． UDP 或 GDP 衍生物

B ． UDP 或 CDP 衍生物 C ． ADP 或 GDP 衍生物

D ． TDP 或 GDP 衍生物 E ． ADP 或 TDP 衍生物 ． 膠原分子結構的敘述錯誤的是

A ． 結締組織的主要蛋白質成分 B ． 由 3 條右手 α 螺旋肽鏈合成 C ． 分子組成中甘氨酸占 1 ／ 3 D ． 三股螺旋的形成與脯氨酸和羥脯氨酸有關 E ． 膠原中重復出現的模序有 Gly-Pro-X 11 ． 下列有關纖連蛋白（Fn）的敘述，錯誤的是 A ． 血漿中 Fn 主要來自肝細胞 B ． Fn 為二聚體

C ． Fn 的一級結構由三種不同內在序列同源結構重復出現而構成 D ． Fn 主要為 N-連接糖蛋白 E ． Fn 對細胞的作用 通過與膠原結合來完成 12 ． 下列關于層粘連蛋白（Ln）的敘述錯誤的是

A ． Ln 是由三條多肽鏈通過鹽鍵連接而成的 B ． Ln 是一種糖蛋白 C ． 具有 Ⅳ 型膠原結合的區域 D ． 含有能與細胞表面受體結合的 RGD 模序 E ． 主要存在于各組織的基底層

（二）B 型題

A ． 長萜醇 B ． 糖醛酸 C ． 三股螺旋 D ． 核心蛋白 E ． 甘露糖 1 ． 糖胺聚糖含有 2 ． 蛋白聚糖含有 3 ． 膠原蛋白含有 ． 糖蛋白中聚糖的單糖有

A ． 五糖核心 B ． 核心蛋白 C ． 核心二糖

D ． 由葡萄糖和半乳糖構成的二糖單位 E ． 甘油醛 5 ． N-連接寡糖有 6 ． O-連接寡糖有

A ． 三股螺旋 B ． 雙螺旋 C ． 二條多肽鏈 D ． 三條多肽鏈 E ． 一條多肽鏈 7 ． 膠原蛋白含有 8 ． 層粘連蛋白含有 9 ． 纖連蛋白含有

（三）X 型題 ． 膠原分子結構特點有

A ． 含有三股右手螺旋 B ． 甘氨酸占 1/3、脯氨酸占 1/ 4 C ． 無色氨酸 D ． 半衰期短 E ． 膠原中重復出現的模序有 Gly-Pro-X 2 ． 下列屬于糖蛋白的有

A ． 血型抗原 B ． 凝血酶原 C ． 膠原蛋白 D ． 纖連蛋白 E ．層粘連蛋白 3 ． 敘述糖胺聚糖正確的是

A ． 包括透明質酸、肝素、硫酸軟骨素 B ． 由二糖單位重復連接而成 C ． 與核心蛋白共價結合 D ． 含有糖醛酸 E ．可分支

二、是非題 ． 糖蛋白的聚糖主要有 N-連接和 O-連接型方式。． 不同種屬、組織的同一種糖蛋白的 N-連接聚糖的含量和結構是相同的。3 ． 聚糖只能影響蛋白部分的構象、聚合、溶解及降解，不能參與糖蛋白的相互識別和結合。． 糖胺聚糖是由二糖單位重復連接而成，其二糖單位可以不含有糖胺。5 ． 體內的糖胺聚糖有 6 種，除透明質酸外都帶有硫酸。． 凝集素是一類非抗體的糖蛋白，能專一地識別糖類，并以共價鍵的方式相結合。． 膠原是結締組織的主要蛋白質成分，不同膠原有截然不同的形態和功能。8 ． 不同組織來源的纖連蛋白，其分子量、基本空間結構及生物學性質各不相同。． 聚糖的延長和加工修飾是先合成二糖單位，再逐個加上單糖。10 ． 具有功能的糖蛋白二聚體，往往依靠糖糖相互作用維系亞基的聚合和構象。

三、填空題 ．糖復合物主要包括 ________、________、________。2 ．糖蛋白和蛋白聚糖都是由 ________ 鍵連接的 ________ 和 ________ 兩部分組成。．糖蛋白聚糖與蛋白質的連接方式有 ________、________。4 ． N-連接聚糖分為三型 ________、________、________。5 ．蛋白聚糖主要由 ________ 共價連接于 ________ 所組成。另外還含有一些 ________ 或 ________ 連接聚糖。．硫酸軟骨素的二糖由 ________ 和 ________ 組成。7 ．透明質酸的二糖單位為 ________ 和 ________。8 ．細胞外基質（ECM）由三類成分組成 ________、________、________。9 ． ECM 中專一蛋白有 ________、________、________ 等 ．膠原的氨基酸組成特征是占 1/3 的是 ________，占約 1/4 的是 ________。尚特有 ________ 和 ________。． O-連接寡糖鏈的核心二糖由 ________ 和 ________ 構成，連接于蛋白質 ________ 的羥基。12 ． N-連接寡糖鏈以 ________ 為糖鏈載體，在 _______ 和 ________ 中進行合成、加工。． 蛋白質 ________ 糖基化是可逆的單糖修飾，主要發生于 ________ 和 ________。

四、名詞解釋 ． glycoprotein 2 ． Glycosaminoglycan(GAG)3 ． fibronectin（Fn）4 ． laminin（Ln）5 ． N-linked glycan 6 ． O-linked glycan 7 ． glycomics 8 ． glycoconjugate 9 ．糖基化位點

六、問答題 ． 簡述糖蛋白中聚糖的功能。2 ． 簡述蛋白聚糖的生理功能。3 ． 簡述細胞外基質的成分與功能。． 常見的糖胺聚糖有哪幾種？各有何結構特征？

參考答案

一、選擇題

（一）A 型題 ． E 2 ． D 3 ． E 4 ． E 5 ． D 6 ． E 7 ． C 8 ． E 9 ． A 10 ． B 11 ． E 12 ． A

（二）B 型題 ． A 2 ． B 3 ． C 4 ． E 5 ． A 6 ． C 7 ． A 8 ． D 9 ． C

（三）X 型題 ． ABCE 2 ． ABCDE 3 ． ABCD

二、是非題 ． A 2 ． B 3 ． B 4 ． B 5 ． A 6 ． B 7 ． A 8 ． B 9 ． B 10.A

三、填空題 ． 糖蛋白 蛋白聚糖 糖脂 2 ． 共價 聚糖 蛋白質 3 ． N-連接 O-連接 ． 高甘露糖型 復雜型 雜合型 5 ． 糖胺聚糖 核心蛋白 N-O-6 ． N-乙酰半乳糖 葡萄糖醛酸 7 ． 葡萄糖醛酸 N-乙酰葡萄糖胺 8 ． 結構蛋白 專一蛋白 蛋白聚糖 9 ． 纖連蛋白 層粘連蛋白 纖維蛋白 ． 甘氨酸 脯氨酸 羥脯氨酸 羥賴氨酸 ． N-乙酰半乳糖 半乳糖 絲氨酸（或蘇氨酸）12 ． 長萜醇 內質網 高爾基體 ． β-N-乙酰氨基葡萄糖 膜蛋白 分泌蛋白

四、名詞解釋 ． 糖蛋白，是由糖鏈與蛋白質共價連接的糖復合物。聚糖為分支糖鏈，不但影響蛋白質部分的構象、聚合、溶解及降解，還參與糖蛋白的相互識別和結合等。2 ． 蛋白聚糖，由糖鏈與蛋白質共價連接的糖復合物。聚糖占分子量的 50% 以上，含有一種或多種糖胺聚糖，并由二糖單位重復連接而成，不分支。蛋白聚糖主要功能是構成細胞間的基質。． 纖連蛋白，是一類多功能糖蛋白，由兩條肽鏈組成為單一基因產物，主要由成纖細胞合成，血漿中的主要來自于肝細胞，功能具有多樣性。． 層粘連蛋白，是一種由多結構域構成的糖蛋白，由一條 A 鏈和兩條 B 鏈通過二硫鍵連接而成，存在于所有組織基底層，主要介導上皮細胞及內皮細胞粘著于基底膜。． N-連接糖蛋白，聚糖中的 N-乙酰葡萄糖胺和多肽鏈中天冬酰胺殘基的酰胺氮以共價連接稱之。6 ． O-連接糖蛋白，多肽鏈中的絲氨酸或蘇氨酸殘基的羥基與聚糖中的 N-乙酰半乳糖胺以共價連接稱之。．糖組學，是后基因組時代的重要研究領域之一，包括聚糖種類、結構鑒定、糖基化位點分析、蛋白質糖基化的機制和功能研究，是對蛋白質和聚糖間的相互作用和功能的全面分析。8 ．糖復合物，是由糖與蛋白質、脂等分子結合形成的一類生物大分子，在體內發揮著其它分子不可替代的作用；主要包括：糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂。9 ．糖基化位點，指 N-連接糖蛋白聚糖中具有特定的氨基酸序列，即 Asn-X-Ser/Thr 3 個氨基酸殘基組成的序列子才可連接聚糖，這一序列子被稱為糖基化位點。

五、問答題 ． 簡述糖蛋白中聚糖的功能。

答：糖蛋白中聚糖不但能影響蛋白部分的構象、聚合、溶解及降解，還參與糖蛋白的相互識別和結合等。

（1）聚糖可影響糖蛋白生物活性。

（2）糖蛋白聚糖加工可參與新生肽鏈折疊。（3）糖蛋白聚糖可參與維系亞基聚合。

（4）聚糖對蛋白質在細胞內的分揀、投送和分泌中起作用。（5）糖蛋白聚糖具有分子間的識別作用。2 ． 簡述蛋白聚糖的生理功能。答：蛋白聚糖的主要功能是：

（1）維持組織的正常形態，抵抗局部壓力，促進物質交換，阻止細菌通過。（2）參與生物活性物質的儲存和釋放。（3）調節細胞生長和分化。

（4）參與細胞間信息通訊和細胞與細胞的識別。3 ． 簡述細胞外基質的成分與功能。

答：細胞外基質由三種成分構成，結構蛋白，如膠原；專一蛋白，如纖連蛋白、層粘連蛋白；蛋白聚糖。這些成分以不同比例形成多種類型基質成分，各自發揮特定功能。

（1）膠原是結締組織的主要成分，不同的膠原有不同的形態和功能。（2）纖連蛋白（Fn）是由兩條多肽鏈組成的糖蛋白，功能與其分子中含許多抗蛋白水解酶的結構域直接相關。主要介導細胞基質間相互作用，參與血小板凝集，組織損傷修復與細胞增殖，對修復有一定的作用。（3）層粘連蛋白（Ln）的功能主要是介導上皮細胞及內皮細胞粘著于基底膜，從而影響細胞的生長、分化和運動，目前認為 Ln 對腫瘤細胞的浸潤、轉移可能有一定的作用。

（4）蛋白聚糖的主要功能是細胞間基質的重要成分。4 ． 常見的糖胺聚糖有哪幾種？各有何結構特征？

答：常見的糖胺聚糖有硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、硫酸角質素、透明質酸、肝素和硫酸類肝素六種。它們的基本結構特征為二糖單位重復連接，二糖單位中一個是糖胺，另一個是糖醛酸；硫酸軟骨素為葡萄糖醛酸和 N-乙酰半乳糖胺，硫酸皮膚素為艾杜糖醛酸和 N-乙酰半乳糖胺，硫酸角質素為半乳糖和 N-乙酰葡糖胺，透明質酸為葡萄糖醛酸和 N-乙酰葡糖胺，肝素和硫酸類肝素為葡糖胺和艾杜糖醛酸。

第五篇：功能材料與結構材料的區別

功能材料

具有除力學性能以外的其他物理性能的特殊材料。

功能材料是指那些具有優良的電學、磁學、光學、熱學、聲學、力學、化學、生物醫學功能，特殊的物理、化學、生物學效應，能完成功能相互轉化，主要用來制造各種功能元器件而被廣泛應用于各類高科技領域的高新技術材料

功能材料是新材料領域的核心，是國民經濟、社會發展及國防建設的基礎和先導。它涉及信息技術、生物工程技術、能源技術、納米技術、環保技術、空間技術、計算機技術、海洋工程技術等現代高新技術及其產業。功能材料不僅對高新技術的發展起著重要的推動和支撐作用，還對我國相關傳統產業的改造和升級，實現跨越式發展起著重要的促進作用。功能材料種類繁多，用途廣泛，正在形成一個規模宏大的高技術產業群，有著十分廣闊的市場前景和極為重要的戰略意義。世界各國均十分重視功能材料的研發與應用，它已成為世界各國新材料研究發展的熱點和重點，也是世界各國高技術發展中戰略競爭的熱點。在全球新材料研究領域中，功能材料約占 85 %。我國高技術(863)計劃、國家重大基礎研究[973]計劃、國家自然科學基金項目中均安排了許多功能材料技術項目（約占新材料領域70%比例），并取得了大量研究成果。

新型功能材料國外發展現狀

當前國際功能材料及其應用技術正面臨新的突破，諸如超導材料、微電子材料、光子材料、信息材料、能源轉換及儲能材料、生態環境材料、生物醫用材料及材料的分子、原子設計等正處于日新月異的發展之中，發展功能材料技術正在成為一些發達國家強化其經濟及軍事優勢的重要手段。超導材料

以NbTi、Nb3Sn為代表的實用超導材料已實現了商品化，在核磁共振人體成像（NMRI）、超導磁體及大型加速器磁體等多個領域獲得了應用；SQUID作為超導體弱電應用的典范已在微弱電磁信號測量方面起到了重要作用，其靈敏度是其它任何非超導的裝置無法達到的。但是，由于常規低溫超導體的臨界溫度太低，必須在昂貴復雜的液氦(4.2K)系統中使用，因而嚴重地限制了低溫超導應用的發展。

高溫氧化物超導體的出現，突破了溫度壁壘，把超導應用溫度從液氦（4.2K）提高到液氮（77K）溫區。同液氦相比，液氮是一種非常經濟的冷媒，并且具有較高的熱容量，給工程應用帶來了極大的方便。另外，高溫超導體都具有相當高的上臨界場[H c2(4K)>50T]，能夠用來產生20T以上的強磁場，這正好克服了常規低溫超導材料的不足之處。正因為這些由本征特性Tc、Hc2所帶來的在經濟和技術上的巨大潛在能力，吸引了大量的科學工作者采用最先進的技術裝備，對高Tc超導機制、材料的物理特性、化學性質、合成工藝及顯微組織進行了廣泛和深入的研究。高溫氧化物超導體是非常復雜的多元體系，在研究過程中遇到了涉及多種領域的重要問題，這些領域包括凝聚態物理、晶體化學、工藝技術及微結構分析等。一些材料科學研究領域最新的技術和手段，如非晶技術、納米粉技術、磁光技術、隧道顯微技術及場離子顯微技術等都被用來研究高溫超導體，其中許多研究工作都涉及了材料科學的前沿問題。高溫超導材料的研究工作已在單晶、薄膜、體材料、線材和應用等方面取得了重要進展。

生物醫用材料

作為高技術重要組成部分的生物醫用材料已進入一個快速發展的新階段，其市場銷售額正以每年16%的速度遞增，預計20年內，生物醫用材料所占的份額將趕上藥物市場，成為一個支柱產業。生物活性陶瓷已成為醫用生物陶瓷的主要方向；生物降解高分子材料是醫用高分子材料的重要方向；醫用復合生物材料的研究重點是強韌化生物復合材料和功能性生物復合材料，帶有治療功能的HA生物復合材料的研究也十分活躍。

能源材料

太陽能電池材料是新能源材料研究開發的熱點，IBM公司研制的多層復合太陽能電池，轉換率高達40%。美國能源部在全部氫能研究經費中，大約有50%用于儲氫技術。固體氧化物燃料電池的研究十分活躍，關鍵是電池材料，如固體電解質薄膜和電池陰極材料，還有質子交換膜型燃料電池用的有機質子交換膜等，都是目前研究的熱點。

生態環境材料

生態環境材料是20世紀90年代在國際高技術新材料研究中形成的一個新領域，其研究開發在日、美、德等發達國家十分活躍，主要研究方向是：①直接面臨的與環境問題相關的材料技術，例如，生物可降解材料技術，CO 2 氣體的固化技術，SOx、NOx催化轉化技術、廢物的再資源化技術，環境污染修復技術，材料制備加工中的潔凈技術以及節省資源、節省能源的技術；②開發能使經濟可持續發展的環境協調性材料，如仿生材料、環境保護材料、氟里昂、石棉等有害物質的替代材料、綠色新材料等；③材料的環境協調性評價。

智能材料

智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設計材料之后的第四代材料，是現代高技術新材料發展的重要方向之一，將支撐未來高技術的發展，使傳統意義下的功能材料和結構材料之間的界線逐漸消失，實現結構功能化、功能多樣化。科學家預言，智能材料的研制和大規模應用將導致材料科學發展的重大革命。國外在智能材料的研發方面取得很多技術突破，如英國宇航公司在導線傳感器，用于測試飛機蒙皮上的應變與溫度情況；英國開發出一種快速反應形狀記憶合金，壽命期具有百萬次循環，且輸出功率高，以它作制動器時、反應時間，僅為10分鐘；在壓電材料、磁致伸縮材料、導電高分子材料、電流變液和磁流變液等智能材料驅動組件材料在航空上的應用取得大量創新成果。

國內功能材料發展的現狀和差距

我國非常重視功能材料的發展，在國家攻關、“ 863”、“973”、國家自然科學基金等計劃中，功能材料都占有很大比例。在“九五”“十五”國防計劃中還將特種功能材料列為“國防尖端”材料。這些科技行動的實施，使我國在功能材料領域取得了豐碩的成果。在“863”計劃支持下，開辟了超導材料、平板顯示材料、稀土功能材料、生物醫用材料、儲氫等新能源材料，金剛石薄膜，高性能固體推進劑材料，紅外隱身材料，材料設計與性能預測等功能材料新領域，取得了一批接近或達到國際先進水平的研究成果，在國際上占有了一席之地。鎳氫電池、鋰離子電池的主要性能指標和生產工藝技術均達到了國外的先進水平，推動了鎳氫電池的產業化；功能陶瓷材料的研究開發取得了顯著進展，以片式電子組件為目標，我國在高性能瓷料的研究上取得了突破，并在低燒瓷料和賤金屬電極上形成了自己的特色并實現了產業化，使片式電容材料及其組件進入了世界先進行列； 高檔釹鐵硼產品的研究開發和產業化取得顯著進展，在某些成分配方和相關技術上取得了自主知識產權； 功能材料還在“兩彈一星”、“四大裝備四顆星”等國防工程中作出了舉足輕重的貢獻。目前世界各國功能材料的研究極為活躍，充滿了機遇和挑戰，新技術、新專利層出不窮。發達國家企圖通過知識產權的形式在特種功能材料領域形成技術壟斷，并試圖占領中國廣闊的市場，這種態勢已引起我國的高度重視。近年來，我國在新型稀土永磁、生物醫用、生態環境材料、催化材料與技術等領域加強了專利保護。但是，我們應該看到，我國目前功能材料的創新性研究不夠，申報的專利數，尤其是具有原創性的國際專利數與我國的地位遠不相稱。我國功能材料在系統集成方面也存在不足，有待改進和發展。

國內外功能材料社會經濟發展需求分析 功能材料的國外需求分析

根據預測，2001年新材料技術產業在世界市場的銷售額將超過4000億美元,，其中功能材料約占75～80%。某些特種功能材料就其單項而言，其市場也是巨大的。1995年信息功能陶瓷材料及其制品的世界市場銷售額已達210億美元，預期到2010年將達到800億美元；2000年超導材料銷售額已達80億美元,預測2010年的年銷售額預計將達到600億美元，其中高溫超導電力設備的全球銷售額可達50-60億美元,到2020年，全球與超導相關的產業的產值（按1995年的價格估算）可能達到1500億到2000億美元，其中高溫超導占60%；2010年全球釹鐵硼永磁材料的市場需求量將達14.6萬噸,產值達80億美元，帶動相關產業產值700億美元；生物醫用材料是一個正在迅速發展的高技術領域，目前全球生物醫用材料及制品的產值超過700億美元，美國約為400億美元，與半導體產業相當，是美國經濟中最活躍、出口量最大的6個產業之一，近年來一直保持每年20%以上的速率持續增長，預計到本世紀前十年左右,生物醫用材料產業將達到藥物市場的份額；隨著可持續發展政策被各國政府的廣泛采納，生態環境材料的市場需求也將迅速增加，估計2010年的社會需求將高于500億美元。可見，在全球經濟中，特種功能材料無論是需求的規模，還是需求的增長速度，都是相當驚人的。

功能材料的國內需求分析

中國作為一個 12億人口的大國，正在實施宏偉的第三步發展戰略，這一根本國情加之特種功能材料在經濟社會發展中的重要作用和地位，決定了我國對功能材料的需求將是巨大的。功能材料不僅是發展我國信息技術、生物技術、能源技術等高技術領域和國防建設的重要基礎材料，而且是改造與提升我國基礎工業和傳統產業的基礎 ,直接關系到我國資源、環境及社會的可持續發展。

我國國防現代化建設一直受到以美國為首的西方國家的封鎖和禁運，所以我國國防用關鍵特種功能材料是不可能依靠進口來解決的，必須要走獨立自主、自力更生的道路。如軍事通信、航空、航天、導彈、熱核聚變、激光武器、激光雷達、新型戰斗機、主戰坦克以及軍用高能量密度組件等，都離不開特種功能材料的支撐。

我國經濟的快速增長和社會可持續發展，對發展新型能源及能源材料具有迫切的需求。能源材料是發展能源技術、提高能源生產和利用效率的關鍵因素，我國目前是世界上能源消費增長最快的國家，同時也是能源緊缺的國家。發展電動汽車、使用清潔能源、節約石油資源等政策措施使得新型能源轉換及儲能材料的需求不斷增加。近年來，隨著電子信息技術的迅猛發展，我國便攜式電器如手提電話、筆記本計算機用戶每年均以超過 20%的速度增加，形成了一個對小型高能量密度電池的巨大社會需求。

隨著移動通信等新一代電子信息技術的迅速崛起，作為一大批基礎電子元器件技術核心的信息功能陶瓷日益成為我國發展相關高技術的需求重點。按照 5%的世界市場占有率計，2010 年我國信息功能陶瓷材料及制品的年銷售額將達 300億元人民幣，對信息通訊產業發展具有舉足輕重的作用。

國是一個稀土大國，其工業儲量占世界總儲量的 70%以上，發展稀土功能材料我國有著獨特的資源優勢。例如，稀土永磁材料全世界的年平均增長率為23%,而我國高達60%，1995年全球的釹鐵硼永磁材料的生產總量為6000噸，其中我國為2000噸，占總量的1/3，預測2010年全球釹鐵硼永磁材料的產量將達14.6萬噸，產值達80億美元,其中我國的產量將達5.4萬噸，產值達20多億美元，相關器件產值達100～150億美元。稀土在發光、催化等領域的應用也具有廣闊的市場需求。

我國西部還擁有一些儲量豐富的資源，如稀土、鎢、鈦、鉬、鉭、鈮、釩、鋰等，有的工業儲量甚至占世界總儲量的一半以上，這些資源均是特種功能材料的重要原材料。研究開發與上述元素相關的特種功能材料，拓寬其應用領域，取得自主知識產權，將大幅度地提高我國相關特種功能材料及制品的國際市場競爭力，這對實現西部資源的高附加值利用，將西部的資源優勢轉化為技術優勢和經濟優勢具有重要意義，將有力地支持國家的西部大開發。隨著我國人民生活質量的進一步改善和提高 ,我國潛在的生物醫用材料市場將很快轉化為充滿勃勃生機的現實市場,從而創造出巨大的社會經濟效益，成為國民經濟的一個支柱產業。我國已確定“在發展中解決保護，在保護環境的基礎上實現持續發展”的原則，簽署了有關國際公約，并通過了國家有關環境保護的法律、法規，這些都為生態環境材料需求發展創造了有利條件。發展生態環境材料，除了在社會和經濟方面具有巨大的需求之外，在政治上還對我國加入 WTO，融入國際社會，提升國際地位具有重要作用。此外，生態環境材料還對我國的“科技、人文、綠色”奧運工程起著特殊的作用。

總之，在未來的五到十年，我國經濟、社會及國家安全對功能材料有著巨大的需求，功能材料是關系到我國能否順利實現第三步戰略目標的關鍵新材料。

結構材料

1.定義

結構材料(structural material)是以力學性能為基礎，以制造受力構件所用材料，當然，結構材料對物理或化學性能也有一定要求，如光澤、熱導率、抗輻照、抗腐蝕、抗氧化等。建筑工程中主體結構材料有鋼筋水泥 沙子石子

2.分類

現代通信、計算機、信息網絡技術、集成微機械智能系統、工業自動化和家電等以電子信息技術為基礎的高技術產業迅速發展，推動了系列信息功能材料的研究、發展，以及廣泛應用。研制與開發具有高比強度、高比剛度、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等性能結構材料，是新一代高性能結構材料發展的主要方向。材料細分領域龐大復雜，涉及約70家A股上市公司。我們根據主要新材料的發展方向，將其分為金屬新材料、新型無機非金屬材料、高分子及復合材料三大類。

一、金屬類材料

金屬新材料按功能和應用領域可劃分為高性能金屬結構材料和金屬功能材料。高性能金屬結構材料指與傳統結構材料相比具備更高的耐高溫性、抗腐蝕性、高延展性等特性的新型金屬材料，主要包括鈦、鎂、鋯及其

合金、鉭鈮、硬質材料等，以及高端特殊鋼、鋁新型材等。金屬功能材料指具有輔助實現光、電、磁或其他特殊功能的材料，包括磁性材料、金屬能源材料、催化凈化材料、信息材料、超導材料、功能陶瓷材料等。

在眾多品種中，我們建議重點關注稀土永磁材料。與其他材料相比，稀土具有優異的光、電、磁、催化等

物理特性，近年來在新興領域的應用急速增長，其中永磁材料是稀土應用領域最重要的組成部分，2009年永磁材料占稀土新材料消費總量的57%。在國家新興產業政策的推動下，新能源汽車、風力發電、節能家電等領域將拉動稀土永磁材料釹鐵硼磁體的需求出現爆發式增長。建議重點關注釹鐵硼行業龍頭中科三環、寧波韻升，以及稀土資源類企業包鋼稀土、廈門鎢業等。鋼鐵材料、稀有金屬新材料、高溫合金、高性能合金是屬于金屬類工程結構材料。①、鋼鐵材料和稀有金屬新材料

鋼鐵材料提高鋼材的質量、性能，延長使用周期，在鋼鐵材料生產中，應用信息技術改造傳統的生產工藝，提高生產過程的自動化和智能化程度，實現組織細化和精確控制，提高鋼材潔凈度和高均勻度，出現低溫軋制、臨界點溫度軋制、鐵素體軋制等新工藝。

稀有金屬新材料指高強、高韌、高損傷容限鈦合金，以及熱強鈦合金、鋯合金、難熔金屬合金、鉭鎢合金、高精度鈹材等。②、高溫合金和高性能合金

高溫結構材料主要種類包括：高溫合金、粉末合金、高溫結構金屬間化合物，以及高熔點金屬間化合物等。

二、新型無機非金屬材料

無機非金屬材料指某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物和硅酸鹽、鈦酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽等含氧酸鹽為主要組成的無機材料，主要包括陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、搪瓷、磨料等。新型無機非金屬材料指經過微觀結構設計、精確化學計量、先進制備技術而達到不含有害元素且具有特定性能的材料。

從材料種類看，新型陶瓷具有強度高、耐高溫、耐磨損等特點，主要應用于汽車、火車、飛機、機械等制造業，個股可關注生產陶瓷軸承的軸研科技和生產陶瓷剎車片的博云新材；陶瓷纖維具有重量輕、熱穩定性好、導熱率低的特性，廣泛應用于節能環保、機械、冶金化工等領域，個股可關注北京利爾、魯陽股份；新型玻璃中，玻璃基板是構成液晶顯示器件的一個重要基本部件，目前全世界僅4家企業能夠制造玻璃基板，國內企業彩虹股份已取得玻璃基板的技術突破，有望在年底前實現量產，可保持關注。

高溫結構陶瓷材料是先進陶瓷材料發展的重點，其主要應用目標是燃氣輪機和重載卡車用低散熱柴油機。采用陶瓷發動機可以提高熱效率，降低燃料消耗。

三、高分子合成材料

高分子及復合材料是新材料領域的重要組成部分，具有優良的物理、化學性能和優異的加工特性，被廣泛應用于信息產業、航空航天、生物醫藥、交通運輸、機械儀表、建筑和能源等國民經濟重要領域，包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復合材料。在細分品種中，建議重點關注改性塑料中的龍頭企業金發科技，新型橡膠中的時代新材，纖維類別中生產覆膜濾材的中材科技和生產耐熱聚酰亞胺纖維的深圳惠程，以及生產新型膠粘劑的回天膠業。

新型高分子結構材料發展的重點是特種工程塑料、有機硅材料、有機氟材料、高性能纖維、高性能合成橡膠、高性能樹脂等。合成樹脂是在迅速發展中的材料。高性能乙丙橡膠生產技術已經進入新階段，以活性陰離子聚合、活性陽離子聚合，以及彈性體改性和熱塑化等技術為開發的熱點。