现代材料分析方法第二章X射线衍射分析_第1页
现代材料分析方法第二章X射线衍射分析_第2页
现代材料分析方法第二章X射线衍射分析_第3页
现代材料分析方法第二章X射线衍射分析_第4页
现代材料分析方法第二章X射线衍射分析_第5页
已阅读5页,还剩261页未读 继续免费阅读

付费下载

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

X射线衍射分析(基础与应用)

X-rayDiffraction(XRD)Analysis

(FoundationsandApplications)现代材料分析测试方法-I◆◆◆联系方式:teaoren@,QQ:28595796第一节X射线的性质第二节X射线衍射方向第三节X射线衍射强度第四节多晶体分析方法第五节X射线物相分析第六节宏观应力测定第一节X射线的性质伟大的物理学家,X射线发现者-----伦琴X射线:未知数1.1引言1895年德国物理学家---“伦琴”发现X射线1895-1897年伦琴搞清楚了X射线的产生、传播、穿透力等大部分性质1901年伦琴获诺贝尔奖(第一人)1912年劳埃进行了晶体的X射线衍射实验,第一次将X射线和晶体结构联系起来。一方面证明了X射线是一种波,另一方面开创了用X射线研究晶体结构的新领域。W.C.Rontgen布拉格及其所用的试验装置1912年,英国物理学家布拉格父子利用X射线衍射方法测定了NaCl晶体结构,并推导出布拉格方程,开始了X射线晶体结构分析的历史;1916年,德拜(Debye)、谢乐(Scherrer)提出“粉末法”;1928年,盖革(Geiger)首先用记录器来记录X射线,导致X射线衍射仪的产生;目前X射线广泛地应用于医学、工程、材料、宇航事业上。例如:可进行人体探伤,晶体结构分析、无损探伤等。衍射分析技术的发展与X射线及晶体衍射有关的部分诺贝尔奖获得者名单

X射线最早的应用在X射线发现后几个月医生就用它来为病人服务右图是纪念伦琴发现X射线100周年发行的纪念封伦琴李鸿章在X光被发现后仅7个月就体验了此种新技术,成为拍X光片检查枪伤的第一个中国人。历史上影响最大的10个实验

X射线的系列实验

霍奇金是研究X射线衍射技术的先驱者,她利用X射线衍射技术技术成功的揭示了复杂的化学药品——青霉素的结构。1928年,科学家亚历山大发现了这种杀菌药品,科学家们致力于提纯该药品以便研究出一种可行的治疗方法。通过测绘青霉素原子的3D排列图,霍奇金研究出了新的青霉素合成方法,为医生们治疗感染带来了新的希望。

之后,霍奇金采用同样的技术,研究明白了维生素B12的结构。她在1964年获得了诺贝尔化学奖,这是其他女性无法企及的一项荣誉。利用x射线对细小晶体进行结构分析

1.2X射线的本质

人的肉眼看不见X射线,但X射线能使气体电离,使照相底片感光,能穿过不透明的物体,还能使荧光物质发出荧光。X射线呈直线传播,在电场和磁场中不发生偏转;当穿过物体时仅部分被散射。X射线对动物有机体(其中包括对人体)能产生巨大的生理上的影响,能杀伤生物细胞。X射线的特性X射线的本质是电磁辐射,与可见光完全相同,仅是波长短而已,因此其同样具有波粒二象性。(1)波动性(2)粒子性相关习题

X射线具有波粒二相性波动性X射线的波长范围(图1-1)10~0.001nm用于晶体结构分析0.25~0.05nm用于金属探伤0.1~0.005

用于光刻5~0.4nm

硬X射线:波长较短的硬X射线能量较高,穿透性较强,适用于金属部件的无损探伤及金属物相分析。软X射线:波长较长的软X射线能量较低,穿透性弱,可用于非金属的分析。X射线波长的度量单位常用埃(Å)或晶体学单位(kX)表示;通用的国际计量单位中用纳米(nm)表示,它们之间的换算关系为:1nm=10Å=10-9m1kX=1.0020772±0.000053Å(1973年值)。粒子性特征表现为以光子形式辐射和吸收时具有的一定的质量、能量和动量。表现形式为在与物质相互作用时交换能量。如光电效应;二次电子等。X射线的频率、波长λ及其光子的能量ε、动量p之间存在如下关系:

式中h——普朗克常数,等于6.625×J.s;c——X射线的速度,等于2.998×cm/s.

相关习题:

1.试计算波长0.71Å(Mo-Kα)和1.54Å(Cu-Kα)的X射线束,其频率和每个量子的能量?

解答习题解答1.3X射线的产生及X射线管X射线的产生:X射线是高速运动的粒子(一般用电子)与某种物质相撞击后猝然减速,且与该物质中的内层电子相互作用而产生的。产生X射线的原因(1)产生原理(重点)(2)产生条件

(重点)(3)X射线管

(4)过程演示

1.3X射线的产生及X射线管产生原理

X射线是高速运动的粒子(一般用电子)与某种物质相撞击后猝然减速,且与该物质中的内层电子相互作用而产生的。高速运动的电子与物体碰撞时,发生能量转换,电子的运动受阻失去动能,其中一小部分(1%左右)能量转变为X射线,而绝大部分(99%左右)能量转变成热能使物体温度升高。产生条件1.产生自由电子;2.使电子作定向的高速运动;3.在其运动的路径上设置一个障碍物使电子突然减速或停止。X射线管1-4X射线谱由X射线管发射出来的X射线可以分为两种类型:(1)连续(白色)X射线(2)特征(标识)X射线连续辐射,特征辐射X射线谱指的是X射线的强度随波长变化的关系曲线。X射线强度大小由单位面积上的光量子数决定。(1)连续X射线具有连续波长的X射线,构成连续X射线谱,它和可见光相似,亦称多色X射线。产生机理演示过程短波限X射线的强度产生机理

能量为eV的电子与阳极靶的原子碰撞时,电子失去自己的能量,其中部分以光子的形式辐射,碰撞一次产生一个能量为hv的光子,这样的光子流即为X射线。单位时间内到达阳极靶面的电子数目是很多的,绝大多数电子要经历多次碰撞,逐渐地损耗自身的能力,即产生多次辐射,由于多次辐射中光子的能量不同,因此出现连续X射线谱。短波限

连续X射线谱在短波方向有一个波长极限,称为短波限λ0。它是由电子一次碰撞就耗尽能量所产生的X射线。它只与管电压有关,不受其它因素的影响。相互关系为:式中e—电子电荷,等于(库仑)V—管电压h—普朗克常数,等于或者相关习题试计算用50千伏操作时,X射线管中的电子在撞击靶时的速度和动能,所发射的X射线短波限为多少?

解答习题解答X射线的强度X射线的强度是指在单位时间内通过垂直于X射线传播方向的单位面积上光子数目(能量)的总和。常用单位是J/cm2.s.实验证明,强度与管电流、管电压、阳极靶的原子序数存在如下关系:且X射线管的效率为:(2)标识X射线是在连续谱的基础上叠加若干条具有一定波长的谱线,它和可见光中的单色相似,亦称单色X射线。a.标识X射线的特征

;b.产生机理;c.过程演示;d.莫塞莱定律;

e.标识X射线的强度特征。标识X射线的特征

当电压低于临界电压时,只产生连续X射线。当电压达到临界电压时,在连续X射线的基础上产生波长一定的谱线,构成标识X射线谱。当电压继续增加时,标识谱线的波长不再变,强度随电压增加。如钼靶K系标识X射线有两个强度高峰为K和Kβ,波长分别为0.71Å和0.63Å.产生机理标识X射线谱的产生机理与阳极物质的原子内部结构紧密相关的。原子系统内的电子按泡利不相容原理和能量最低原理分布于各个能级。在电子轰击阳极的过程中,当某个具有足够能量的电子将阳极靶原子的内层电子击出时,于是在低能级上出现空位,系统能量升高,处于不稳定激发态。较高能级上的电子向低能级上的空位跃迁,并以光子的形式辐射出标识X射线谱:hn2n1=En2-En1K态(击走K电子)L态(击走L电子)M态(击走M电子)N态(击走N电子)击走价电子中性原子WkWlWmWn0原子的能量标识X射线产生过程K激发L激发K辐射K辐射L辐射过程演示K态L态M态N态k

l

m

n0原子的能级hl→k=l-kKKKLLhn→k=n-khn→l=n-l特征X射线产生过程特征X射线是波长一定的特征辐射。同系(例如K1、L1等)特征X射线谱的频率和波长只取决于阳极靶物质的原子能级结构,是物质的固有特性。且存在如下关系:

莫塞莱定律:同系特征X射线谱的波长λ或频率与原子序数Z关系为:莫塞莱定律C,C1与为常数或者莫塞莱定律K1:C=3*103=2.9K1:C1=5.2*107=2.9标识X射线的强度特征

K系标识X射线的强度与管电压、管电流的关系为:当工作电压为K系激发电压的3~5倍时,I标/I连最大,连续谱造成的衍射背底最小。1-5X射线与物质相互作用X射线与物质相互作用时,会产生各种不同的和复杂的过程。但就其能量转换而言,一束X射线通过物质时,它的能量可分为三部分:其中一部分被散射,一部分被吸收,一部分透过物质继续沿原来的方向传播。透过物质后的射线束由于散射和吸收的影响强度被衰减。X射线与物质作用除散射、吸收和通过物质外,几乎不发生折射,一般情况下也不发生反射。热能透射X射线衰减后的强度IH散射X射线电子荧光X射线相干的非相干的反冲电子俄歇电子光电子康普顿效应俄歇效应

光电效应X射线的散射X射线被物质散射时,产生两种现象:相干散射;非相干散射。相干散射物质中的电子在X射线电场的作用下,产生强迫振动。这样每个电子在各方向产生与入射X射线同频率的电磁波。新的散射波之间发生的干涉现象称为相干散射。非相干散射

X射线光子与束缚力不大的外层电子或自由电子碰撞时电子获得一部分动能成为反冲电子,X射线光子离开原来方向,能量减小,波长增加。非相干散射是康普顿(A.H.Compton)和我国物理学家吴有训等人发现的,亦称康普顿效应。非相干散射突出地表现出X射线的微粒特性,只能用量子理论来描述,亦称量子散射。它会增加连续背底,给衍射图象带来不利的影响,特别对轻元素。X射线的吸收

物质对X射线的吸收是指X射线能量在通过物质时转变为其它形式的能量。对X射线而言,即发生了能量损耗。有时把X射线的这种能量损耗称为吸收。物质对X射线的吸收主要是由原子内部的电子跃迁引起的。在这个过程中发生X射线的光电效应和俄歇效应,使X射线的部分能量转变成为光电子、荧光X射线及俄歇电子的能量。此外入射X射线的能量还消耗于产生热量。因此,X射线的强度被衰减。X射线的衰减规律当一束X射线通过物质时,由于散射和吸收的作用使其透射方向上的强度衰减。衰减的程度与所经过物质中的距离成正比。式质量衰减系数μm表示单位重量物质对X射线强度的衰减程度。质量衰减系数与波长和原子序数Z存在如下近似关系:K为常数μm随λ的变化是不连续的,其间被尖锐的突变分开。突变对应的波长为K吸收限。吸收限的应用

吸收限主要是由光电效应引起的:当X射线的波长等于或小于λK时光子的能量E达到击出一个K层电子的功WK,X射线被吸收,激发光电效应。使μm突变性增大。吸收限与原子能级的精细结构对应。如L系有三个副层,有三个吸收限。滤波片的选择:(1)它的吸收限位于辐射源的Kα和Kβ之间,且尽量靠近Kα。强烈吸收Kβ,而对Kα吸收很小;(2)滤波片的选择以将Kα强度降低一半为最佳。Z靶<40时Z滤片=Z靶-1;Z靶40时Z滤片=Z靶-2。阳极靶的选择:(1)阳极靶K波长稍大于试样的K吸收限;(2)试样对X射线的吸收最小。Z靶≤Z试样+1。X射线的安全防护X射线设备的操作人员可能遭受电震和辐射损伤两种危险。电震的危险在高压仪器的周围是经常地存在的,X射线的阴极端为危险的源泉。在安装时可以把阴极端装在仪器台面之下或箱子里、屏后等方法加以保证。辐射损伤是过量的X射线对人体产生有害影响。可使局部组织灼伤,可使人的精神衰颓、头晕、毛发脱落、血液的组成和性能改变以及影响生育等。安全措施有:严格遵守安全条例、配带笔状剂量仪、避免身体直接暴露在X射线下、定期进行身体检查和验血。一.晶体结构的特征:周期性晶体具有如下共同性质:(1)均匀性(2)各向异性(3)自范性(4)固定的熔点上述晶体的特性是晶体内部原子或分子作周期性排列的必然结果,是各种晶态物质的共性,也是晶体的最基本性质。第二节、X射线衍射方向§

2-1晶体学基础点阵参数:a,b,c,α,β,γ在三维点阵中决定阵胞的形状有六个量,三个棱有长度:a,b,c及它们之间的夹角:α,β,γ,称它们为点阵参数。

点阵是重复图形中环境相同点的排列阵式,它仅是图形或物质排列规律的一种数学抽象,并没有具体的物质内容。二.晶体结构的特征:点阵性三维点阵(空间点阵)中任一结点的位置:r=ua

+vb

+wc(u、v、w为任意整数)

根据阵胞的外形特点,可以把它们分为七类(或六类),称为七个晶系(或六个晶系)。7种晶系的晶胞外形晶系(Crystalsystem)晶胞外形特点(Unitcellshape)三斜(Triclinic)a≠b≠cα≠β≠γ≠90o单斜(Monoclinic)a≠b≠cα=β=90o,γ≠90o正交(Orthorhombic)a≠b≠cα=β=γ=90o正方(Tetragonal)a=b≠cα=β=γ=90o六方(Hexagonal)a=b≠cα=β=90o,γ=120o菱方(三方,trigonal)a=b=cα=β=γ≠90o立方(Cubic)a=b=cα=β=γ=90o四类阵胞和七个晶系相结合,可以形成十四种空间点阵。布拉维首次证明了只可能有十四种空间点阵存在,所以又把这十四种点阵称为布拉维点阵。三晶带、晶面间距和晶面夹角

1.晶带

在晶体结构或空间点阵中。平行于同一个方向的所有晶面族称为一个晶带,该方向则称为晶带轴。例如,正方晶系中。[001]晶带所包括的晶面族有:(100)、(010)、(110)、(1-20)等等。根据晶带的定义,同一晶带中所有的晶面的法线都与晶带轴垂直。设晶带轴[uvw]的矢量为r=ua+vb+wc;由此可得:uH+vK+cL=0凡是属于同一晶带[uvw]的晶面,其晶面指数(HKL)都必须满足上式。此式称为晶带定律。如果已知两个晶面(h1k1l1)和(h2k2l2),可以利用晶带定律求出其晶带轴指数[uvw]。按晶带定律,有:h1u+k1v+l1c=0h2u+k2v+l2c=0解出[uvw]为:2.晶面间距的计算晶面间距是指两个相邻的平行晶面间的垂直距离,用dhkl或简写d来表示。点阵中所有的晶面都有自己的面间距,面间距越大的晶面其指数越低,节点的密度越大。任意晶系晶面距d与晶面指数(hkl)和点阵a、b、c、、、之间的关系,可利用正、倒点阵的倒易关系dhkl=1/ghkl求出:对六方晶系:对立方晶系立方正方立方六方菱形单斜三斜晶面夹角可以用晶面法线间的夹角表示。对立方晶系例如(100)与(110)晶面的之间的夹角=arccos1/√2=45o;(100)与(111)晶面的之间的夹角=arccos1/√3=54.7o。3.二晶面间夹角的计算对正方晶系例如(100)与(210)晶面的之间的夹角=arccos1/√5=19.11o。对六方系例如(100)与(210)晶面的之间的夹角=arccos2.5/√7=19.11o。对立方系(hkl)晶面与[hkl]方向的夹角:cos=1,=0o,即晶面法线与同名的方向一致。而(110)晶面法线与[100]方向的夹角:=arccos1/√2=45o4.晶面(hkl)的法线与某方向[uvw]的夹角的计算2.3衍射的概念与布拉格方程

用劳厄方程描述x射线被晶体的衍射现象时,入射线、衍射线与晶轴的六个夹角不易确定,用该方程组求点阵常数比较困难。所以,劳厄方程虽能解释衍射现象,但使用不便。1912年英国物理学家布拉格父子(Bragg,W.H.&Bragg,W.L.)从x射线被原子面“反射”的观点出发,推出了非常重要和实用的布拉格定律。可以说,劳厄方程是从原子列散射波的干涉出发,去求Ⅹ射线照射晶体时衍射线束的方向,而布拉格定律则是从原子面散射波的干涉出发,去求x射线照射晶体时衍射线束的方向,两者的物理本质相同。布拉格定律的推证在x射线作用下晶体的散射线来自若干层原子面,各原子面的散射线之间要互相干涉。这里只讨论两相邻原子面的散射波的干涉。过M点分别向入射线和反射线作垂线,则MP之前和MQ之后两束射线的光程相同,它们的程差为=PM2+QM2=2dsinθ。当光程差等于波长的整数倍时,相邻原子面散射波干涉加强,即干涉加强条件为:2.4布拉格方程的讨论

Ⅹ射线在晶体中的衍射,实质上是晶体中各原子相干散射波之间互相干涉的结果。但因衍射线的方向恰好相当于原子面对入射线的反射,故可用布拉格定律代表反射规律来描述衍射线束的方向。在以后的讨论中,常用“反射”这个术语描述衍射问题,或者将“反射”和“衍射”作为同义词混合使用。但应强调指出,x射线从原子面的反射和可见光的镜面反射不同,前者是有选择地反射,其选择条件为布拉格定律;而一束可见光以任意角度投射到镜面上时都可以产生反射,即反射不受条件限制。因此,将x射线的晶面反射称为选择反射,反射之所以有选择性,是晶体内若干原子面反射线干涉的结果。一、X射线衍射方向1:选择反射2:反射级数及衍射极限条件由布拉格公式2dsinθ=nλ可知,sinθ=nλ/2d,因sinθ<1,故nλ/2d<1。

为使物理意义更清楚,现考虑n=1(即1级反射)的情况,此时λ/2<d,这就是能产生衍射的限制制条件。它说明用波长为λ的x射线照射晶体时,晶体中只有面间距d>λ/2的晶面才能产生衍射。例如的一组晶面间距从大到小的顺序:2.02Å,1.43Å,1.17Å,1.01Å,0.90Å,0.83Å,0.76Å……当用波长为λkα=1.94Å的铁靶照射时,因λkα/2=0.97Å,只有四个d大于它,故产生衍射的晶面组有四个。如用铜靶进行照射,因λkα/2=0.77Å,故前六个晶面组都能产生衍射。3:反射级数和干涉指数为了使用方便,常将布拉格公式改写成。如令,则这样由(hkl)晶面的n级反射,可以看成由面间距为的(HKL)晶面的1级反射,(hkl)与(HKL)面互相平行。面间距为的晶面不一定是晶体中的原子面,而是为了简化布拉格公式而引入的反射面,常将它称为干涉面。

4:反射级数和干涉指数干涉指数有公约数n,而晶面指数只能是互质的整数。当干涉指数也互为质数时,它就代表一组真实的晶面,因此,干涉指数为晶面指数的推广,是广义的晶面指数。

5:衍射线方向从看出,波长选定之后,衍射线束的方向(用表示)是晶面间距d的函数。如将立方、正方、斜方晶系的面间距公式代入布拉格公式,并进行平方后得:立方系正方系斜方系从上面三个公式可以看出,波长选定后,不同晶系或同一晶系而晶胞大小不同的晶体,其衍射线束的方向不相同。因此,研究衍射线束的方向,可以确定晶胞的形状大小。另外,从上述三式还能看出,衍射线束的方向与原子在晶胞中的位置和原子种类无关,只有通过衍射线束强度的研究,才能解决这类问题。

二、布拉格方程应用布拉格方程是X射线衍射分布中最重要的基础公式,它形式简单,能够说明衍射的基本关系,所以应用非常广泛。从实验角度可归结为两方面的应用:一方面是用已知波长的X射线去照射晶体,通过衍射角的测量求得晶体中各晶面的面间距d,这就是结构分析------X射线衍射学;另一方面是用一种已知面间距的晶体来反射从试样发射出来的X射线,通过衍射角的测量求得X射线的波长,这就是X射线光谱学。该法除可进行光谱结构的研究外,从X射线的波长还可确定试样的组成元素。电子探针就是按这原理设计的。2.5X射线衍射方法表2-1X射线衍射分析方法劳埃法是德国物理学家劳埃在1912年首先提出的,是最早的X射线分析方法。连续x-ray投射到固定的单晶体试样上产生衍射的一种实验方法,x-ray具有较高的强度,可在较短的时间得到清晰的衍射花样。(λ变)它用垂直于入射线的平底片记录衍射线而得到劳埃斑点。如图所示,图中A为透射相B为背射相,目前劳埃法用于单晶体取向测定及晶体对称性的研究。一、劳埃法转晶法:(RotationMethod)单色x-ray(K系)照射转动的单晶体试样的衍射方法。

(θ变)以样品转动轴为轴的圆环形底片记录衍射花样。此法用于测定试样的晶胞常数,根据衍射花样能准确测定晶体的衍射方向和强度。二、周转晶体法单色x-ray照射多晶体或粉末试样的方法。(d变)衍射花样采用照相底片记录,称粉末照相法(粉末法、粉晶法)。衍射花样采用I~θ曲线记录,称衍射仪法。三、粉末法衍射照片及衍射图82本节主要内容了解影响衍射强度的各种因素,多重因子,角因子,吸收因子,温度因子和结构因子。

掌握常见晶体的消光规律。第三节X射线衍射强度衍射方向和衍射强度。衍射方向问题是依靠布拉格方程的理论导出的;衍射强度主要介绍多晶体衍射线条的强度,将从一个电子的衍射强度研究起,接着研究一个原子的、一个晶胞的以至整个晶体的衍射强度,最后引入一些几何与物理上的修正因数,从而得出多晶体衍射线条的积分强度。3.1引言X射线衍射可归结为两方面的问题:84进行晶体结构分析时,重要的要把握两类信息:

衍射方向(θ角) 衍射方向反映了晶胞的大小以及形状因素,可以利用布拉格方程描述。

衍射强度(I) 造成结晶物质种类千差万别的原因不仅是由于晶格常数不同,重要的是组成晶体的原子种类以及原子在晶胞中的位置不同所造成的。反映到衍射结果上,则表现为反射线的有无或强度的大小,这就是强度信息。85积分强度示意图3.2结构因子X射线衍射理论能将晶体结构与衍射花样有机地联系起来,它包括衍射线束的方向、强度和形状。衍射线束的方向由晶胞的形状大小决定衍射线束的强度由晶胞中原子的位置和种类决定,衍射线束的形状大小与晶体的形状大小相关。波的合成的基础知识复数的基本知识下面我们将从一个电子、一个原子、一个晶胞、一个晶体、粉末多晶循序渐进地介绍它们对X射线的散射,讨论散射波的合成振幅与强度(推导过程略,得出公式3-13)结构振幅的计算

1、简单点阵单胞中只有一个原子,基坐标为(0,0,0),原子散射因数为f,根据式(3-13):该种点阵其结构因数与hkl无关,即hkl为任意整数时均能产生衍射,例如(100)、(110)、(111)、(200)、(210)…。能够出现的衍射面指数平方和之比是结构振幅的计算2、底心立方单胞中有两种位置的原子,即顶角原子,其坐标为(0,0,0)及底心原子,其坐标为(1/2,1/2,0)1)当h、k为异性数时,,即该晶面的散射强度为零,这些晶面的衍射线不可能出现,例如(100)、(101)、(210)、(300)、(321)等。2)当h、k为同性数时,即体心点阵只有指数之和为偶数的晶面可产生衍射,例如(110)、(200)、(001)、(220)、(310)…。结构振幅的计算2、体心立方单胞中有两种位置的原子,即顶角原子,其坐标为(0,0,0)及体心原子,其坐标为(1/2,1/2,1/2)1)当h+k+l=奇数时,,即该晶面的散射强度为零,这些晶面的衍射线不可能出现,例如(100)、(111)、(210)、(300)、(311)等。2)当h+k+l=偶数时,即体心点阵只有指数之和为偶数的晶面可产生衍射,例如(110)、(200)、(211)、(220)、(310)…。这些晶面的指数平方和之比是(12+12):22:(22+12+12):(32+12)…=2:4:6:8:10…。结构振幅的计算

3、面心立方单胞中有四种位置的原子,它们的坐标分别是(0,0,0)、(0,1/2,1/2)、(1/2,0,1/2)、(1/2,1/2,0)

1)当h、k、k全为奇数或全为偶数时

2)当h、k、l为奇数混杂时(2个奇数1个偶数或2个偶数1个奇数)即面心立方点阵只有指数为全奇或全偶的晶面才能产生衍射,例如(111)、(200)、(220)(311)、(222)、(400)…。能够出现的衍射线,其指数平方和之比是:3:4:8:11;12:16…=1;1.33:2.67:3.67:4:5.33…三种晶体可能出现衍射的晶面简单点阵:什么晶面都能产生衍射体心点阵:指数和为偶数的晶面面心点阵:指数为全奇或全偶的晶面由上可见满足布拉格方程只是必要条件,衍射强度不为0是充分条件,即F不为0简单体心面心hklm123456891011121314161718100110111200210211220300,221310311222320321400410,322411,33096各种点阵的结构因子F2hkl点阵类型简单点阵底心点阵体心立方点阵面心立方点阵密积六方点阵结构因子F2hklf2h+k=偶数时4f

2h+k+l=偶数时4f

2h,k,l,为同性数时16f

2h+2k=3n(n为整数),L=奇数时,0h+2k=3n,l=偶数时,4f

2h+k=奇数时0h+k+l=奇数时0h,k,l,为异性数时0h+2k=3n+1l=奇数时,3f

2h+2k=3n+1l=偶数时,f

297h2+k2+l2(hkl)简单体心面心11001002110110110311111111142002002002005210210621121121182202202202209221,300221,30010310310310113113113111222222222222298h2+k2+l2(hkl)简单体心面心13320320143213213211640040040040017322,410322,41018330,411330,411330,411193313313312042042042042021421421223323323322442242242242225430,500430,500晶胞中不是同种原子时

---结构振幅的计算由异类原子组成的物质,例如化合物,其结构因数的计算与上述大体相同,但由于组成化合物的元素有别,致使衍射线条分布会有较大的差异。AuCu3是一典型例子,在395℃以上是无序固溶体,每个原子位置上发现Au和Cu的几率分别为0.25和0.75,这个平均原子的原子散射因数f平均=0.25fAu+0.75fCu。无序态时,AuCu3遵循面心点阵消光规律,在395℃以下,AuCu3便是有序态,此时Au原子占据晶胞顶角位置,Cu原子则占据面心位置。Au原子坐标(000),Cu原子坐标,(0,1/2,1/2)、(1/2,0,1/2)、(1/2,1/2,0),

晶胞中不是同种原子时

---结构振幅的计算代入公式,其结果是:1)当H、K、L全奇或全偶时,2)当H、K、L奇偶混杂时,有序化使无序固溶体因消光而失却的衍射线复出现,这些被称为超点阵衍射线。根据超点阵线条的出现及其强度可判断有序化的出现与否并测定有序度。

3.3多晶体的衍射强度衍射强度的计算因衍射方法的不同而异,劳厄法的波长是变化的所以强度随波长而变。其它方法的波长是单色光,不存在波长的影响。我们这里只讨论最广泛应用的粉末法的强度问题,在粉末法中影响衍射强度的因子有如下五项影响衍射强度的主要因子

1

结构因子2

角因子(包括极化因子和洛伦兹因数)3多重性因子4吸收因子5

温度因子103粉末法的衍射线强度综合本章所述各影响因素,将多晶(粉末)试样的积分强度公式总结如下:若以波长为、强度为I0的X射线,照射到单位晶胞体积为V胞的多晶(粉末)试样上,被照射晶体的体积为V,在与入射线方向夹角为2方向上产生了指数为(hkl)晶面的衍射,在距试样为R处记录到的单位长度上衍射线的积分(累计)强度为:该式是以I0的多少分之一的形式给出的,是绝对积分强度。衍射强度公式的适用条件(1)存在织构时,衍射强度公式不适用!(2)对于粉末试样或多晶体材料,如果晶粒尺寸粗大,会引起强度的衰减,此时强度公式不适用3.4积分强度计算举例以CuKα线照射铜粉末样品,用德拜照相或衍射仪法获得8条衍射线。指标化标定和强度计算如下见表3-210612345678衍射线hklh2+k2+l2sin2sin(°)sin/fCu1234567811120022031122240033142034811121619200.13650.18200.3640.5000.5460.7280.8650.9100.3690.4270.6030.7070.7390.8530.9300.95421.725.337.145.047.658.568.472.62.42.73.94.64.85.56.06.220.019.015.214.013.712.511.611.31071910111213衍射线F2(16fCu2)P1+cos22计算强度(×104)计算强度(以最强线为100)sin2cos12345678续表6400577636963136300325002153204386122486242412.038.503.702.832.743.184.816.1561.629.516.421.36.584.7724.930.2100.047.926.634.610.77.7440.449.0总结本章主要讲述以下几个问题:1X射线的基本概念及产生条件.2.晶体结构3.X射线衍射方向4.X射线衍射强度总结关于X射线衍射方向1.布拉格方程的讨论(讲了哪些问题?)2.真正理解布拉格方程的几何解!3.X射线衍射方向反应的是晶体的晶胞大小与形状,换句话说,就是可以通过衍射方向来了解晶体的晶胞大小与形状总结X射线衍射强度1.X射线衍射强度是被照射区所有物质原子核外电子散射波在衍射方向的干涉加强.是一种集合效应.2.X射线衍射强度反应的是晶体原子位置与种类.3.着重掌握结构振幅,干涉函数,粉末衍射强度和相对强度概念.总结通过本章介绍我们可以从原理上回答:为什么X射线衍射可以用来分析表征晶体的结构问题安全阀基本知识如果压力容器(设备/管线等)压力超过设计压力…1.尽可能避免超压现象堵塞(BLOCKED)火灾(FIRE)热泄放(THERMALRELIEF)如何避免事故的发生?2.使用安全泄压设施爆破片安全阀如何避免事故的发生?01安全阀的作用就是过压保护!一切有过压可能的设施都需要安全阀的保护!这里的压力可以在200KG以上,也可以在1KG以下!设定压力(setpressure)安全阀起跳压力背压(backpressure)安全阀出口压力超压(overpressure)表示安全阀开启后至全开期间入口积聚的压力.几个压力概念弹簧式先导式重力板式先导+重力板典型应用电站锅炉典型应用长输管线典型应用罐区安全阀的主要类型02不同类型安全阀的优缺点结构简单,可靠性高适用范围广价格经济对介质不过分挑剔弹簧式安全阀的优点预漏--由于阀座密封力随介质压力的升高而降低,所以会有预漏现象--在未达到安全阀设定点前,就有少量介质泄出.100%SEATINGFORCE75502505075100%SETPRESSURE弹簧式安全阀的缺点过大的入口压力降会造成阀门的频跳,缩短阀门使用寿命.ChatterDiscGuideDiscHolderNozzle弹簧式安全阀的缺点弹簧式安全阀的缺点=10090807060500102030405010%OVERPRESSURE%BUILT-UPBACKPRESSURE%RATEDCAPACITY普通产品平衡背压能力差.在普通产品基础上加装波纹管,使其平衡背压的能力有所增强.能够使阀芯内件与高温/腐蚀性介质相隔离.平衡波纹管弹簧式安全阀的优点优异的阀座密封性能,阀座密封力随介质操作压力的升高而升高,可使系统在较高运行压力下高效能地工作.ResilientSeatP1P1P2先导式安全阀的优点平衡背压能力优秀有突开型/调节型两种动作特性可远传取压先导式安全阀的优点对介质比较挑剃,不适用于较脏/较粘稠的介质,此类介质会堵塞引压管及导阀内腔.成本较高.先导式安全阀的缺点重力板式产品的优点目前低压储罐呼吸阀/紧急泄放阀的主力产品.结构简单.价格经济.重力板式产品的缺点不可现场调节设定值.阀座密封性差,并有较严重的预漏.受背压影响大.需要很高的超压以达到全开.不适用于深冷/粘稠工况.几个常用规范ASMEsectionI-动力锅炉(FiredVessel)ASMEsectionVIII-非受火容器(UnfiredVessel)API2000-低压安全阀设计(LowpressurePRV)API520-火灾工况计算与选型(FireSizing)API526-阀门尺寸(ValveDimension)API527-阀座密封(SeatTightness)介质状态(气/液/气液双相).气态介质的分子量&Cp/Cv值.液态介质的比重/黏度.安全阀泄放量要求.设定压力.背压.泄放温度安全阀不以连接尺寸作为选型报价依据!如何提供高质量的询价?弹簧安全阀的结构弹簧安全阀起跳曲线弹簧安全阀结构弹簧安全阀结构导压管活塞密封活塞导向不平衡移动副(活塞)导管导阀弹性阀座P1P1P2先导式安全阀结构先导式安全阀的工作原理频跳安全阀的频跳是一种阀门高频反复开启关闭的现象。安全阀频跳时,一般来说密封面只打开其全启高度的几分只一或十几分之一,然后迅速回座并再次起跳。频跳时,阀瓣和喷嘴的密封面不断高频撞击会造成密封面的严重损伤。如果频跳现象进一步加剧还有可能造成阀体内部其他部分甚至系统的损伤。安全阀工作不正常的因素频跳后果1、导向平面由于反复高频磨擦造成表面划伤或局部材料疲劳实效。2、密封面由于高频碰撞造成损伤。3、由于高频振颤造成弹簧实效。4、由频跳所带来的阀门及管道振颤可能会破坏焊接材料和系统上其他设备。5、由于安全阀在频跳时无法达到需要的排放量,系统压力有可能继续升压并超过最大允许工作压力。安全阀工作不正常的因素A、系统压力在通过阀门与系统之间的连接管时压力下降超过3%。当阀门处于关闭状态时,阀门入口处的压力是相对稳定的。阀门入口压力与系统压力相同。当系统压力达到安全阀的起跳压力时,阀门迅速打开并开始泄压。但是由于阀门与系统之间的连接管设计不当,造成连接管内局部压力下降过快超过3%,是阀门入口处压力迅速下降到回座压力而导致阀门关闭。因此安全阀开启后没有达到完全排放,系统压力仍然很高,所以阀门会再次起跳并重复上述过程,既发生频跳。导致频跳的原因导致接管压降高于3%的原因1、阀门与系统间的连接管内径小于阀门入口管内径。2、存在严重的涡流现象。3、连接管过长而且没有作相应的补偿(使用内径较大的管道)。4、连接管过于复杂(拐弯过多甚至在该管上开口用作它途。在一般情况下安全阀入口处不允许安装其他阀门。)导致频跳的原因B、阀门的调节环位置设置不当。安全阀拥有喷嘴环和导向环。这两个环的位置直接影响安全阀的起跳和回座过程。如果喷嘴环的位置过低或导向环的位置过高,则阀门起跳后介质的作用力无法在阀瓣座和调节环所构成的空间内产生足够的托举力使阀门保持排放状态,从而导致阀门迅速回座。但是系统压力仍然保持较高水平,因此回座后阀门会很快再次起跳。导致频跳的原因C、安全阀的额定排量远远大于所需排量。

由于所选的安全阀的喉径面积远远大于所需,安全阀排放时过大的排量导致压力容器内局部压力下降过快,而系统本身的超压状态没有得到缓解,使安全阀不得不再次起跳频跳的原因阀门拒跳:当系统压力达到安全阀的起跳压力时,阀门不起跳的现象。安全阀工作不正常的因素1、阀门整定压力过高。2、阀门内落入大量杂质从而使阀办座和导套间卡死或摩擦力过大。3、弹簧之间夹入杂物使弹簧无法被正常压缩。4、阀门安装不当,使阀门垂直度超过极限范围(正负两度)从而使阀杆组件在起跳过程中受阻。5、排气管道没有被可靠支撑或由于管道受热膨胀移位从而对阀体产生扭转力,导致阀体内机构发生偏心而卡死。安全阀拒跳的原因阀门不回座或回座比过大:安全阀正常起跳后长时间无法回座,阀门保持排放状态的现象。安全阀工作不正常的因素1、阀门上下调整环的位置设置不当。2、排气管道设计不当造成排气不畅,由于排气管道过小、拐弯过多或被堵塞,使排放的蒸汽无法迅速排出而在排气管和阀体内积累,这时背压会作用在阀门内部机构上并产生抑制阀门关闭的趋势。3、阀门内落入大量杂质从而使阀瓣座和导套之间卡死后摩擦力过大。安全阀不回座或回座比过大的因素:4、弹簧之间夹入杂物从而使弹簧被正常压缩后无法恢复。5、由于对阀门排放时的排放反力计算不足,从而在排放时阀体受力扭曲损坏内部零件导致卡死。6、阀杆螺母(位于阀杆顶端)的定位销脱落。在阀门排放时由于振动使该螺母下滑使阀杆组件回落受阻。安全阀不回座或回座比过大的因素:7、由于弹簧压紧螺栓的锁紧螺母松脱,在阀门排放时由于振动时弹簧压紧螺栓松动上滑导致阀门的设定起跳值不断减小。

8、阀门安装不当,使阀门垂直度超过极限范围(正负两度)从而使阀杆组件在回落过程中受阻。

9、阀门的密封面中有杂质,造成阀门无法正常关闭。

10、锁紧螺母没有锁紧,由于管道震动下环向上运动,上平面高于密封面,阀门回座时无法密封安全阀不回座或回座比过大的因素:谢谢观看癌基因与抑癌基因oncogene&tumorsuppressorgene24135基因突变概述.癌基因和抗癌基因的概念.癌基因的分类.癌基因产物的作用.癌基因激活的机理主要内容疾病:

——是人体某一层面或各层面形态和功能(包括其物质基础——代谢)的异常,归根结底是某些特定蛋白质结构或功能的变异,而这些蛋白质又是细胞核中相应基因借助细胞受体和细胞中信号转导分子接收信号后作出应答(表达)的产物。TranscriptionTranslationReplicationDNARNAProtein中心法规Whatisgene?基因:

—是遗传信息的载体

—是一段特定的DNA序列(片段)

—是编码RNA或蛋白质的一段DNA片段

—是由编码序列和调控序列组成的一段DNA片段基因主宰生物体的命运:微效基因的变异——生物体对生存环境的敏感度变化关键关键基因的变异——生物体疾病——死亡所以才有:“人类所有疾病均可视为基因病”之说注:如果外伤如烧伤、骨折等也算疾病的话,外伤应该无法归入基因病的行列。Genopathy问:两个不相干的人,如果他们患得同一疾病,致病基因是否相同?再问:同卵双生的孪生兄弟,他们患病的机会是否一样,命运是否相同?┯┯┯┯

ATGC

TACG

┷┷┷┷┯┯┯┯┯

ATAGC

TATCG

┷┷┷┷┷┯┯┯┯

ATGC

TACG

┷┷┷┷┯┯┯

AGC

TCG

┷┷┷┯┯┯┯

ACGC

TGCG

┷┷┷┷┯┯┯┯

ATGC

TACG

┷┷┷┷增添缺失替换DNA分子(复制)中发生碱基对的______、______

,而引起的

的改变。替换增添缺失基因结构基因变异的概念:英语句子中的一个字母的改变,可能导致句子的意思发生怎样的变化?可能导致句子的意思不变、变化不大或完全改变THECATSATONTHEMATTHECATSITONTHEMATTHEHATSATONTHEMATTHECATONTHEMAT同理:替换、增添、缺失碱基对,可能会使性状不变、变化不大或完全改变。基因的结构改变,一定会引起性状的改变??原句:1.基因多态性与致病突变基因变异与疾病的关系2.单基因病、多基因病3.疾病易感基因

基因多态性polymorphism是指DNA序列在群体中的变异性(差异性)在人群中的发生概率>1%(SNP&CNP)<1%的变异概率叫做突变基因多态性特定的基因多态性与疾病相关时,可用致病突变加以描述SNP:散在单个碱基的不同,单个碱基的缺失、插入和置换。

CNP:DNA片段拷贝数变异,包括缺失、插入和重复等。同义突变、错义突变、无义突变、移码突变

致病突变生殖细胞基因突变将突变的遗传信息传给下一代(代代相传),即遗传性疾病。体细胞基因突变局部形成突变细胞群(肿瘤)。受精卵分裂基因突变的原因物理因素化学因素生物因素基因突变的原因(诱发因素)紫外线、辐射等碱基类似物5BU/叠氮胸苷等病毒和某些细菌等自发突变DNA复制过程中碱基配对出现误差。UV使相邻的胸腺嘧啶产生胸腺嘧啶二聚体,DNA复制时二聚体对应链空缺,碱基随机添补发生突变。胸腺嘧啶二聚体胸腺嘧啶胸腺嘧啶紫外线诱变物理诱变(physicalinduction)

5溴尿嘧啶(5BU)与T类似,多为酮式构型。间期细胞用酮式5BU处理,5BU能插入DNA取代T与A配对;插入DNA后异构成烯醇式5BU与G配对。两次DNA复制后,使A/T转换成G/C,发生碱基转换,产生基因突变。化学诱变(chemicalinduction)碱基类似物(baseanalogues)诱变AT5-BUA5-BUAAT5-BU5-BU(烯醇式)

(酮式)GGC1.生物变异的根本来源,为生物进化提供了最初的原始材料,能使生物的性状出现差别,以适应不同的外界环境,是生物进化的重要因素之一。2.致病突变是导致人类遗传病的病变基础。基因突变的意义概述:肿瘤细胞恶性增殖特性(一)肿瘤细胞失去了生长调节的反馈抑制正常细胞受损,一旦恢复原状,细胞就会停止增殖,但是肿瘤细胞不受这一反馈机制抑制。(二)肿瘤细胞失去了细胞分裂的接触抑制。正常细胞体外培养,相邻细胞相接触,长在一起,细胞就会停止增殖,而肿瘤细胞生长满培养皿后,细胞可以重叠起生长。(三)肿瘤细胞表现出比正常细胞更低的营养要求。(四)肿瘤细胞生长有一种自分泌作用,自己分泌生长需要的生长因子和调控信号,促进自身的恶性增殖。Whatisoncogene?癌基因——是基因组内正常存在的基因,其编码产物通常作为正调控信号,促进细胞的增殖和生长。癌基因的突变或表达异常是细胞恶性转化(癌变)的重要原因。——凡是能编码生长因子、生长因子受体、细胞内信号转导分子以及与生长有关的转录调节因子等的基因。如何发现癌基因的呢?11910年,洛克菲勒研究院一个年轻的研究员Rous发现,鸡肉瘤细胞裂解物在通过除菌滤器以后,注射到正常鸡体内,可以引起肉瘤,首次提出鸡肉瘤可能是由病毒引起的。0.2m孔径细菌过不去但病毒可以通过从病毒癌基因到细胞原癌基因的研究历程:Roussarcomavirus,RSVthefirstcancer-causingretrovirus1958年,Stewart和Eddy分离出一种病毒,注射到小鼠体内可以引起肝脏、肾脏、乳腺、胸腺、肾上腺等多种组织器官的肿瘤,因而把这种病毒称为多瘤病毒。50年代末、60年代初,癌病毒研究成了一个极具想像力的研究领域,主流科学家开始进入癌病毒研究领域polyomavirus这期间,Temin发现RSV有不同亚型,且引起细胞恶变程度不同,推测RNA病毒将其遗传信息传递给了正常细胞的DNA。这与Crick提出的中心法则是相违背的让事实屈从于理论还是坚持基于实验的结果?VSTemin发现逆转录酶,1975年获诺贝尔奖TeminCrickTemin的实验设计:实验设计简单而巧妙:将合成DNA所需的“原料”,即A、T、C、G四种脱氧核苷酸,与破坏了外壳的RSV一起在体外40℃的条件下温育一段时间结果在试管里获得了一种新合成的大分子,它不能被RNA酶破坏,但却可以被DNA酶所分解,证明这种新合成的大分子是DNA用RNA酶预先破坏RSV的RNA,再重复上述的试验,则不能获得这种大分子,说明这个DNA大分子是以RSV的RNA为模板合成的1969年,一个日本学者里子水谷来到Temin的实验室,这是一个非常擅长实验的年轻科学家。按Temin的设想,他们开始寻找RSV中存在“逆转录酶”的证据DNA

RNA

ProteinTranscriptionTranslationReplicationReplicationRe-Transcription修正中心法规据说,1975年Temin因发现逆转录酶而获诺贝尔奖时,Bishop懊恼不已,因为早在1969年他就认为Temin的RNADNA的“前病毒理论”有可能是正确的,并且也进行了一些实验,但不久由于资深同事的规劝而放弃了这方面的努力。但Bishop马上意识到:逆转录酶的发现为逆转录病毒致癌的研究提供了一条新途径。一个RSV,三个诺贝尔奖!!!1989年,UCSF的Bishop和Varmus根据逆转录病毒的复制机制发现了细胞癌基因,并获诺贝尔奖。Cellularoncogene启示:Perutz说:“科学创造如同艺术创造一样,都不可能通过精心组织而产生”Bishop说:“许多人引以为豪的是一天工作16小时,工作安排要以分秒计……可是工作狂是思考的大敌,而思考则是科学发现的关键”Perutzsharedthe1962NobelPrizeforChemistrywithJohnKendrew,fortheirstudiesofthestructuresofhemoglobinandglobularproteins科学的本质和艺术一样,都需要直觉和想像力请给自己一些思考的时间吧!癌基因的分类目前对癌基因尚无统一分类的方法,一般有下面3种分类方法:一、按结构特点分(6)类(一)src癌基因家族(二)ras癌基因家族(三)sis癌基因家族(四)myc癌基因家族(五)myb癌基因家族(六)其它:如fos,erb-A等。三、按细胞增殖调控蛋白特性分成(4)类(一)生长因子(二)受体类(三)细胞内信号转换器(四)细胞核因子二、按产物功能分(8)类(一)生长因子类(二)酪氨酸蛋白激酶(三)膜相关G蛋白(四)受体,无蛋白激酶活性(五)胞质丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶(六)胞质调控因子(七)核反式调控因子(八)其它:db1、bcl-2癌基因产物参与信号转导

胞外信号作用于膜表面受体→胞内信使物质的生成便意味着胞外信号跨膜传递的完成。胞内信使至少有:cAMP(环磷酸腺苷)IP3(三磷酸肌醇)PG(前列腺素)cGMP(环磷酸鸟苷)DG(二酰基甘油)Ca2+(钙离子)CAM(钙调素)主要机制是通过蛋白激酶活化引起底物蛋白一连串磷酸化的生物信号反应过程,跨膜机制涉及到:(一)质膜上cAMP信使系统(二)质膜上肌醇脂质系统这两个系统都是由受体鸟苷酸调节蛋白(GTP-regulatoryprotein,G蛋白)和效应酶(腺苷酸环化酶磷脂酶等)组成,有相似的信号转导过程:即受体活化后引起GTP与不同G蛋白结合活化和抑制效应酶从而影响胞内信使产生而发生不同的调控效应。(三)受体操纵的离子通道系统(四)受体酪氨酸蛋白激酶的转导

(一)获得性基因病

(acquiredgeneticdisease)例如:病毒感染激活原癌基因癌基因活化的机制

(二)染色体易位和重排使无活性的原癌基因转位至强启动子或增强子附近而被活化。与基因脆性位点相关。(三)基因扩增(四)点突变三、癌基因的产物与功能(一)癌基因产物作用的一般特点1.目前发现c-onc均为结构基因.2.癌基因产物可分布在膜质核也可分泌至胞外.(二)癌基因产物分类1.细胞外生长因子:TGF-b2.跨膜生长因子受体:MAPK3.细胞内信号转导分子:Gprotein/Ras4.核内转录因子

(三)癌基因产物的协同作用实验证明,用ras或myc分别转染细胞,可使细胞长期增殖,但不能转化成癌细胞,在裸鼠体内也不能形成肿瘤。但用ras+myc同时转染细胞,则使细胞转化成癌细胞。说明:致癌至少需要2种或以上的onc协同作用,2种onc在2条通路上发挥作用,由于细胞增殖调控是多因子,多阶段影响的结果。而影响增殖分化的onc达几十种之多,所以大多数人认为:癌发生是多阶段多步骤的。Whatistumorsuppressorgene?肿瘤抑制基因(抗癌基因、抑癌基因)——是调节细胞正常生长和增殖的基因。当这些基因不能表达,或其产物失去活性时,细胞就会异常生长和增殖,最终导致细胞癌变。反之,若导入或激活它则可抑制细胞的恶性表型。——癌基因与抑癌基因相互制约,维持细胞增殖正负调节信号的相对稳定。影响1岁的儿童“二次打击”学说两个等位基因同时突变视网膜母细胞瘤(Retinoblastoma)RB基因变异(13号染色体)

(1)脱磷酸化Rb蛋白(活性)与转录因子E2F结合,抑制基因的转录活性(2)磷酸化Rb蛋白(失活)与E2F解离,释放E2F(3)E2F启动基因转录(4)细胞进入增生阶段(G1S)因此,Rb蛋白在控制细胞生长方面发挥重要作用一旦Rb基因突变可使细胞进入过度增生状态RB基因的功能等位基因(allele)例如:花颜色基因位于一对同源染色体的同一位置上、控制相对性状的两个的基因叫等位基因(allele)一对相同的等位基因称纯合等位基因

一对不同的等位基因称杂合等位基因

显性基因隐性基因完全显性不完全显性共显性问:女性的两条X染色体基因应如何表达?拓展知识:X染色体基因中,有65%完全处于“休眠”状态,20%仅在部分女性身上“休眠”,15%则完全逃离“休眠”状态一旦其中一条X染色体被损坏,还可以由另一条X染色体来纠正男性却只有一条X染色体,一旦它遭到破坏,男性就会患上血友病、色盲以及肌肉萎缩症等各种遗传病以前人们一直认为,在女性的两条X染色体中,有一条染色体是完全不起作用或是处于“休眠”状态的在Y染色体中,目前仍在“工作”的基因只剩下不到100个X染色体中“工作”的基因>1000个有一个这样的故事:20年前一次意外事故,三个工人遭受钴60(Co60)放射性核素的照射结果:一名工人不久死亡一名工人几年后死于白血病最后一名工人20年后患糖尿病就诊你知道医生在为病人检查时发现了什么吗?锁骨骨折肋骨串珠样X光片发现广泛性骨质缺损骨髓检查——浆细胞比例为30%左右(正常为0.6-1.3%)(多发性骨髓瘤)因此,多基因病涉及遗传因素和环境因素物理因素化学因素生物因素自发因素2.多基因病(polygenicdisease):性状或疾病的遗传方式取决于两个以上微效基因的累加作用,同时还受环境因素的影响,因此这类性状也称为复杂性状或复杂疾病(complexdisease)也叫:“复杂性状疾病”近视(myopia)高血压(hypertension)糖尿病(diabetes)精神分裂症(schizophrenia)哮喘(asthma)肿瘤或癌

(tumororcancer)多基因病的遗传要点数量性状的遗传基础是两对以上基因。这些基因之间没有显,隐性的区别,而是共显性。每个基因对表型的影响很小,称为微效基因。微效基因具有累加效应,即一个基因对表型作用很小,但若干个基因共同作用,可对表型产生明显影响。不仅遗传因素起作用,环境因素具有明显作用。例如:结肠癌(Coloncancer)相关基因:NGX6,SOX7,ITGB1,HSPA9B,MAPK8,PAG,

RANGAP1,SRC和CDC2等。相关信号通路:ras/MEK/ERK,JNK,Rb/E2F,PI3K/AKT及受体相互作用相关通路,免疫反应相关通路以及细胞黏附相关通路等。①早期原发癌生长②肿瘤血管形成③肿瘤细胞脱落并侵入基质④进入脉管系统⑤癌栓形成⑥继发组织器官定位生长⑦转移癌继续扩散例如:糖尿病(diabetes)依赖胰岛素型糖尿病在位于第6号染色体上可能包含至少一个对I型糖尿病敏感的基因在人类基因组中,大约10个位点现在被发现似乎对I型糖尿病敏感其中:1)11号染色体位点IDDM2上的基因

2)葡萄糖激酶基因高血压(hypertension)目前最受关注的是ATP2B1基因编码一种膜蛋白,具有钙泵特性能将高浓度细胞内钙泵出细胞外。精神神经性疾病精神分裂症基因表达改变/诱导增强家族史家暴基因本质:基因组变异惊吓—?—基因突变——精神病多基因病的遗传:易患性(liability)易感性(susceptibility)发病阈值(threshold)易患性(liability)——在多基因病发生中,遗传因素和环境因素共同作用决定一个个体患某种遗传病的可能性。possibility遗传因素(hereditaryfactors)环境因素(environmentalfactor)易感性(susceptibility)——特指由遗传因素决定的患病风险,仅代表个体所含有的遗传因素,易感性完全由基因决定。——在一定的环境条件下,易感性高低可代表易患性高低。riskwithdisease发病阈值(threshold)——当一个个体易患性高到一定限度就可能发病——这种由易患性所导致的多基因病发病最低限度称为发病阈值minimum例如:三核苷酸拷贝数变异CGG(精氨酸)重复:——重复5-54次,正常——重复6-230次,携带者(敏感体质)——重复230-4000次,发病

如:脆性X染色体综合征智力低下患者细胞在缺乏胸腺嘧啶或叶酸的环境中培养时往往出现X-染色体发生断裂男性发病1/1200-2500,女性发病1/1650-5000FragileXsyndrome阈值效应举例:长脸,耳外凸智力低下语言障碍对外界反应迟钝Copynumbervariation问:为什么是三核苷酸重复而不是4、5个?提示:三核苷酸处于阅读框架内,不容易破坏原有基因的开放阅读框架(ORF)4、5个核苷酸不在ORF内,变化容易对原有基因造成很大的影响,一般不容易积累保留癌蛋白抗原癌基因抑癌基因P53蛋白积聚,细胞周期变化P53等位基因丢失、点突变肿瘤形成肿瘤促进因子细胞表型变化相关基因作用P53基因阻滞细胞周期:G1和G2/M期

促进细胞调亡:bax/bcl2

维持基因组稳定:核酸内切酶活性

抑制肿瘤血管生成:Smad4P53基因可否用于治疗癌症?P53基因功能基因治疗:是指以改变人类遗传物质为基础的生物医学治疗。通过将人的正常基因或有治疗作用的DNA导入人体靶细胞,去纠正基因的缺陷或者发挥治疗作用。抑癌基因P53载体P53基因治疗第三节分析文体特征和表现手法2大考点书法大家启功自传赏析中学生,副教授。博不精,专不透。名虽扬,实不够。高不成,低不就。瘫偏‘左’,派曾‘右’。面微圆,皮欠厚。妻已亡,并无后。丧犹新,病照旧。六十六,非不寿。八宝山,渐相凑。计平生,谥曰陋。身与名,一起臭。【赏析】寓幽默于“三字经”,名利淡薄,人生洒脱,真乃大师心态。1.实用类文本都有其鲜明的文体特征,传记

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论