分子结构范文12篇

分子结构范文12篇

分子结构第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贝U?碱基对位于DNA的什么位置?

(4)脱氧核甘酸的三个组成成分是怎样连接起来的？脱氧核

昔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，所有的喋吟之和与所有的咯吟之和

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、0、N、Po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。

DNA分子结构说课稿第2篇

说课稿

安阳县二中分校学科组：生物组说课人：苏淑敏

各位评委、老师，大家下午好！我是安阳县二中分校生物

组的苏淑敏。今天我要说课的内容是《DNA分子的结构》

在我校实行的“三•五•三”学导型课堂教学模式下，我

将从以下四个方面进行我的说课，一说教材，二说教法，三说

学法，四说教学过程。

一、说教材

《DNA分子的结构》是人教版高中生物必修二《遗传与进

化》第3章第2节的内容。本节内容是以DNA是主要的遗传物

质以及选修一中的有关核酸的相关知识为基础，同时为学习

《DNA的复制》、《基因的表达》、《基因突变》等生物的遗

传和变异理论，以及选修教材中《基因工程》的学习奠定了基

础。

教学目标1.知识目标

①了解DNA双螺旋结构的探究历程，②理解DNA分子的结

构特点。2.能力目标：

①通过跟随科学家的研究历程，发现科学家们曾遇到的问

题，学会科学的探究方法，②通过自己制作DNA的结构模型，

培养学生的动手能力和空间思维能力。3.情感目标：

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。教学重点和难点

重点：DNA分子的结构特点，制作DNA分子双螺旋结构模

型难点：D\A分子的结构特点课时安排两课时教具

多媒体课件，DNA双螺旋结构模型，DNA分子结构模型组件

二、说教法(1)学生已经掌握核酸的元素组成等相关知识,

认识了有丝分裂、减数分裂和受精作用等细胞学基础，掌握了

生物的生殖过程、染色体的化学组成等相关知识，懂得DNA是

主要的遗传物质，这为新知识的学习奠定了认知基础。

(2)高中学生具备了一定的认知能力，对事物的探究有激

情，但往往对探究的目的性及过程，结论的形成缺乏理性的思

考，所以教师在学生探究的过程中要进行适当的引导。

因此，在教学过程中，我主要采用了以下的教学方法：直

观演示法、实验法、讨论法。

1、直观演示法：

DNA双螺旋结构属于分子水平且为三维立体结构，对于学

生的空间思维能力要求较高，比较抽象。因此，在教学过程中

模型展示DNA的空间结构，化抽象为直观。激发学生的学习兴

趣，活跃课堂气氛，促进学生对知识的掌握。

2、实验法

制作的DNA双螺旋结构模型，以加深学生对DNA双螺旋结

构特点的理解，同时提高学生的动手能力。

3、讨论法

针对学生提出的问题，组织学生进行分组讨论，促使学生

在讨论中中解决向题，培养学生的团结协作的精神。

对于DNA分子结构模型的构建，在老师的指导下进行讨论,

然后进行归纳总结，得出正确的结论DNA分子结构的特点。这

样有利于调动学生的积极性，发挥学生的主体作用，让学生对

本节知识的认知更清晰、更深刻。

三、说学法

我们常说：“授人以鱼，不如授之以渔”，因而，我在教

学过程中特别重视学法的指导。让学生从“学会”向“会学”

转变，由“要我学”变为“我要学”真正成为学习的主人。这

节课以“三•五•三”学导型课堂教学模式为基础，通过三，

问题导读--一评价单，问题解决——评价单，问题拓展一一评

价单的内容的完成来未完成本节课的教学目标和教学重难点。

在指导学生的学习方法和培养学生的学习能力方面主要采取以

下方法：分析归纳法、自主探究法、总结反思法。

四、说教学过程

（一）导入新课：据报道基地组织首领本拉登被美军击毙,

美国军方通过DNA检测结果，以确认是否是本拉登本人，他的

DNA和其他人的DNA存在什么差别？通过什么方式体现？（激

发学生的兴趣）对于DNA我们又知道些什么？

【复习旧知识】通过提问的方式复习选修一中学过的有关

核酸的知识。

（二）讲授新课

在“三•五•三”学导型课堂的教学模式下，以建构主义

理论等教育理论为基础，按照让学生主动建构自己的知识体系

的要求，展开学习。

【幻灯片展示】威尔金斯、沃森、克里克等人获得诺贝尔

讲奖的图片，指出是这些科学家的共同努力，构建出了DNA的

结构模型。

1.1学生活动一

让学生自己阅读教材上的故事1.2小组讨论

让学生讨论以下三个问题

1.2.1沃森和克里克在构建模型的过程中，利用了他人的

哪些经验和成果？1.2.2沃森和克里克在构建模型的过程中，

出现过那些错误？他们是如何对待和纠正这些错误的？

1.2.3有关DNA结构方面的几个问题

1.2.3.1DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？

1.2.3.2DNA的基本骨架是由那些物质组成的？他们分别位于

DNA的什么部位？

1.2.3.3DNA中的碱基是如何配对的？他们位于DNA的什

么部位？学生以小组为单位，合作讨论，在学生讨论时，逐组

巡查，并参与进去，引导学生进行讨论，使讨论具有实效性和

深刻性。

1.3学生展示

从班里抽出其中三个小组代表展示其讨论成果，在展示过

程中其他各小组认真倾听、质疑、追问、争辩，展示各自的不

同观点和见解。

L4教师点评

根据小组展示的情况，及时点拨提升，给予评价。通过这

个故事让学生知道要善于利用他人的研究成果和经验；善于与

人他人交流和沟通，闪光的思想是在交流与撞击中获得的，认

识到合作精神的重要性。2.1学生活动二在对DNA模型构建认

识的基础上，组织学生制作DNA双螺旋结构模型。

2.2小组讨论

根据大家所制作的模型，总结出的DNA双螺旋结构的特点,

有什么共同观点和不同点。

2.3学生展示

展示DNA结构模型，总结出DNA分子的结构特点

(DDNA分子是由两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。

⑵DNA分子中的脱氧核甘酸和磷酸交替连接，排列在外侧，构

成基本骨架；碱基排列在内侧。

⑶两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，碱基配对的规

律是A与T配对，G与C配对。碱基A与T、G与C之间的一一

对应关系，叫碱基互补配对原则。

通过对比各小组制作的DNA模型，发现DNA分子结构特性:

稳定性（①DNA都是由磷酸连结着脱氧核糖；②碱基互补配

对），但是也有不同的地方，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,

因为其多样性才可以贮存大量的遗传信息。而特定的碱基排列

顺序构成每一个DNA分子的特异性。

2.4教师点评

指出大家都做得非常好，给与鼓励和肯定，让学生体会到

成功的快乐，激发学生自主探究的主动性。

【幻灯片展示】展示多媒体课件中的图片和DNA双螺旋结

构模型，进一步巩固知识。

（三）课堂小结，强化知识

引导学生总结DXA分子的结构的知识要点，再通过幻灯片

的形式展示出本节课要点并作进一步总结使学生构建知识体系。

（四）课堂练习，巩固知识

做问题解决一一评价单中课堂及时巩固中习题的，进一步

巩固知识

在这节课的教学过程中，遵循以“教师为主导，学生为主

体”的教学理念，教师的“导”立足于学生的“学”。根据高

一年级学生的心理特征及其认知规律，在整个教学过程中根据

“三•五•三”学导型课堂教学模式指导思想，鼓励每个学生

积极参与，放手让学生自主探索的学习，主动地参与到知识形

成的整个思维过程，构建自己的知识体系，求使学生在积极、

愉快的课堂氛围中提高自己的认识水平，从而达到预期的教学

效果。

各位评委老师们，我的说课完毕，谢谢大家！

板书设计：

DNA的分子结构

一、DNA分子的化学组成

二、DNA分子双螺旋结构模型的构建

三、DNA分子的特点

(1)两条链：反相平行的双螺旋结构(2)外侧：磷酸+脱

氧核糖一-基本骨架

第52课时分子结构与性质第3篇

A.NH4+B.PH3

C.H30+D.0F2

2.下列各选项中微粒的空间构型和中心原子杂化方式均相

同的是()

A.S02和1120B.PC13和BC13

C.NH3和NH4+D.S042-和CH4

3.下列各选项中沸点比较正确的是()

A.N2H4>P2H4B.HF>H2O

C.邻羟基苯甲醛〉对羟基苯甲醛D.Hg>NaCl

4.在硼酸［B（OH）3］分子中，B原子与3个羟基相连，其

晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的

类型及同层分子叵的主要作用力分别是（）

A.sp,范德华力B.sp2,范德华力

C.sp2,氢键D.sp3,氢键

5.下列不能形成配位键的组合是（）

A.Ag+、NH3B.BF3、NH3

C.Co3+、COD.Ag+、H+

6.Co（III）的八面体配合物为CoClm•r）NH3,若1mol配

合物与AgNO3作用生成1molAgCl沉淀，则m、n的值是（）

A.m=l9n=5B.m=3,n=4

C.田二5,n=lD.m=4,n=5

7.美国科学家宣称发现了普通盐水在无线电波照射下可燃

烧，有望解决用水作人类能源的重大问题。无线电频率可以降

低盐水中所含元素之间的“结合力”，释放出氢原子，若点火,

氢原子就会在该种频率下持续燃烧。上述中“结合力”的实质

是（）

A.分子间作用力B.氢键

C.非极性共价键D.极性共价键

8.生物质能是一种洁净、可再生的能源，甲醇催化氧化可

得到甲醛。

（1）甲醇的沸点比甲醛的（填高或低），其主要原因是。

（2）甲醛分子中碳原子杂化轨道的类型是；甲醛分子的

空间构型是；1mol甲醛分子中。键的数目为。

9.铜及其合金是人类最早使用的金属材料。Cu2+可形成配

位数为4的配合物。

(1)[Cu(NH3)4]S04中存在的化学键类型有(填序

号)O

A.配位键B.金属键

C.极性共价键D.非极性共价键

E.离子键

(2)[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型，[Cu(NH3)

4]2+中的两个NH3被两个C1-取代，能得到两种不同结构的产

物，则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为o

10.不锈钢是由铁、铝、锲、碳等元素所组成的合金，铁

是主要成分元素，辂是第一主要合金元素。其中等的含量不能

低于H%,不然就不能生成致密氧化膜CrO3防止腐蚀。

(1)[Cr(H20)4C12]C1•2H20中Cr的配位数为；已知

Cr05中Cr为+6价，则Cr05的结构式为。

(2)银粉在C0气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni

(CO)4,呈四面体构型。423K时，Ni(CO)4分解为Ni和CO,

从而制得高纯度的Ni粉。试推测：四赛基镇Ni(CO)4易溶

于。

A.水？???？B.四氯化碳

C.苯??？??D.硫酸镇溶液

11.配位化学创始人维尔纳发现，取CoC13-6NH3(黄

色)、CoC13•5NH3(紫红色)、CoC13-4NH3(绿色)和

CoC13-4NH3(紫色)四种化合物各1mol,分别溶于水，加入

足量硝酸银溶液，立即产生氯化银，沉淀的量分别为3moh2

mol1mol和1molo

（1）请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。

CoC13-6NII3；CoC13-5NH3；CoC13-4NH3（绿色和紫色）。

（2）绿色和紫色两种物质的关系是。

（3）上述配合物中，中心离子的配位数是否相同。

皮革防水材料的分子结构特征第4篇

1防水机理与防水材料分类

皮革透水包括3个过程［2］：（1）水与皮革（纤维）表面接

触，在表面铺展、湿润；（2）水在皮革内渗透，皮革吸收水分；

（3）水从革的一面透过另一面。皮革防水，就是要阻止这些过

程的发生。皮革是胶原蛋白纤维改性（糅制）后的产品。蛋白

质本身具有较多的极性基团（氨基、竣基、羟基等），皮革生

产过程中还会引入各种亲水物质（表面活性剂、盐等），因而

一般皮革很容易被水湿润。要阻止过程（1）的发生，就需要通

过防水材料降低皮革表面能，使皮革的表面张力高于水的表面

张力（72mN/m）,从而使皮革具有拒水性。皮革中胶原纤维间

存在三维的多孔结构，与水接触后，容易产生毛细管作用，使

皮革吸水率增加。Laplace告诉我们，增加水与皮革的接触角

使。＞90。，则毛细管内液面呈凸形，就可以阻止液体进入毛细

管内。也可以在皮革孔隙中充填物质，阻塞水透过皮革的通道，

从而防止（2）的发生。阻止前两者，便可以达到阻止（3）的

目的。可见，皮革防水主要就是要克服湿润和皮革孔隙（毛细

管作用）的不利影响。防水剂就是能够阻止以上一个或多个过

程发生的材料。其分类方法很多[3,4],笔者认为，根据以上原

理可将防水剂分为填充阻塞型和表面疏水型2大类。填充阻塞

型防水剂的防水原理就是使防水剂填充在皮革纤维的空隙中，

通过物理阻隔作用，防止水透过皮革。表面疏水型防水剂的防

水原理则是通过疏水性物质，包覆在皮革纤维表面，降低反胶

原纤维的临界表面张力，使水难以湿润皮革表面而达到防水的

目的。

2防水剂的结构与功能

2.1填充阻塞型

最初的填充阻塞型防水剂就是高级脂肪酸及其衍生物、石

蜡碳氢化合物、泊脂、橡胶、树脂等，后期包括阴离子型油脂、

石蜡乳液同可溶性金属盐在皮内反应生成的不溶性化合物。这

些物质含有疏水的长链脂肪烧，分子中缺少极性基团，分M质

量大，不溶于水。通过物理机械作用将其引入到皮革中，阻塞

皮革纤维的空隙，封闭皮革中的微孔，防止水的透过。这种物

理填充的方法，历史悠久，材料价廉易得，经其处理的皮革在

获得防水性的同时，能赋予皮革特殊手感、身骨。如Bayer公

司的XerodermD、Atlas公司的AtlasolKLT等。由于采取实

填充的方式，必须大量使用这些材料彳能有效防水，从而导致

成革油腻感重；皮革的透水汽性、透气性、隔热性会大大降低，

卫生性能差；皮革遇冷变硬遇热吸油。已逐渐被其它类防水剂所

取代。

某些材料（如树脂）由于分子质量大，在遇水后，本身不

溶解，但会发生强烈的膨胀。将其引入皮革中.不完全填满皮

革孔隙。在遇水时，材料膨胀，阻塞皮革间的孔隙，从而限制

了水的透过；当干燥后，膨胀消失，由于材料非完全(半实)填

实，因而又具有一定的透水汽性和透气性。

亲水性防水剂是油包水型防水剂，也称为乳胶型防水剂。

它们具有双亲结构，包括具有较强极性的亲水部分和具有防水

性能的疏水部分。亲水部分由单体或聚合物形式的皂、磷酸盐、

竣基盐等组成；疏水部分由脂肪、烧等非极性长链组成。属于此

类的防水材料有很多，如环醇脂肪族酯类化合物、失水山梨单

油酯、柠檬酸与高级脂肪醇酯类的含水液、酯肪酸聚氧乙烯酯、

烷基咪嗖衍生物、脂肪胺及衍生物等。商品有巴斯夫的

DensodrinE、汽巴公司的IRGAPELWA、博美公司的PLUVION

L86、汉高公司的AVERSINHP-100等。

几种典型的乳胶型防水剂如图1所示。长链烯基琥珀酸

(ASA)是国外20世纪50、60年代末流行的一种动态防水剂，

分子中带有14个碳以上的长链烯基琥珀酸，由烯姓与马来酸酎

合成烯基琥珀酸酊，经减压蒸用、水解制得。ASA处理的皮革，

动态抗水性达到5万飞万次。采用长链脂肪族二元酸处理的革,

具有一定的耐汗性和透气性，皮板丰满、柔软，但若使用不当，

则会导致表面沉积。美国专利US3971626中，将高级脂肪静与

柠檬酸反应产物溶于低级醇酸中，再用氨水中和，可制得稳定

的乳液型柠檬酸防水剂。咪嘎琳衍生物是饱和或不饱和脂肪酸

与多烯胺如二乙焙三胺等的缩合物。用它制得的防水皮革，其

平均耐曲挠次数为5万次左右。

用乳胶型防水剂处理皮革时，防水剂的亲水基部分能够与

胶原上的活性基团或交联的辂，以氢键或配位键的形式相结合,

形成疏水基朝外有规律地排列的疏水膜。同时，在皮革孔隙中，

部分防水剂分子亲水基向内，疏水基向外，以“头碰头”的方

式形成胶束。当初期少量水渗入皮革中时，防水剂将水乳化进

入胶束内，生成泊包水型胶束，同时伍积增大。当防水剂达到

一定用量时，随着水的继续渗入，大量胶团聚集在一起，进一

步形成油包水型乳液。这种乳液充填于纤维孔隙中，就成为了

“挡水层”，阻止后续水分的透过，从而起到防水作用。当皮

革干燥后，水分挥发，乳液逐渐又返回成胶束，“挡水层”消

失，纤维间的孔隙又恢复原样［4］。因而既具有动态防水性，又

能保持皮革较好的透气性和透水汽性。不难看出，尽管阻塞作

用的机理不同，但乳胶型防水剂在本质上属于填充阻塞型。

由于皮化材料往往需要较好的乳化性能以方便使用，乳胶

型防水剂的分子结构与表面活性剂相似，因而往往具有自乳化

性，它的发现丰富了防水作用机理，拓展了防水剂研究思路。

这类防水剂与加脂剂的结构最为相似，在赋予皮革防水性的同

时，也能增加皮革的柔软性，从而成为集防水与加脂为一体的

材料。亚硫酸化羊毛脂是一种优良的加脂剂，同时具有一定的

防水性能。SchmitzHeribert等人将P0C13与1,6一己二醇反

应后再与油醇酯化，碱中和后制得磷酸酯，可用于皮革的乳液

加脂。用其制成的革不仅非常柔软，有丝绸感，而且还具有良

好的动态抗水性，透水时间大于480min,吸水量为14%o廖学

念等「51比较了脂肪醇磷酸酯盐、脂肪惇琥珀酸单酯磺酸钠盐和

脂肪胺琥珀酸单酰胺磺酸钠盐防水加脂剂的性能，发现脂肪胺

的碳链越长，脂肪胺琥珀酸单酰胺磺酸钠盐的防水性越好；当脂

肪醇为十六醇时，脂肪醇磷酸酯盐和脂肪醇琥珀酸单酯磺酸钠

盐的防水性最好。

2.2表面疏水型

2.2.1脂肪酸金属配合物防水剂[6,7]

脂肪酸金属配合物防水剂是国外20世纪40、50年代开发

的产品。这类防水剂一般为硬脂酸、油酸等长链脂肪酸，与具

有鞅性的金属盐（Cr3+、A13+、Zr4+）形成的弱阳离子配合物。

制备过程是以重锌酸钠在酸性条件下被还原剂（如乙醇）还原

为Cr（OH）C12,再与氯化铝、氯氧化铅等混合，加热回流下

在低级醇溶剂中与硬脂酸配位，形成深绿色产物（国内的AC、

CR和CAZ防水剂等）。其制造工艺简单，来源丰富，使用方便。

湖南轻工研究所研制的AC型防水剂，属于“韦纳”型脂肪

酸辂铝类阳离子型合成产物（即硬脂酸辂铝类），如图2所示

（其中Me表示A13+或Cr3+）。AC防水剂有润湿皮纤维的作用，

在客观上起到一定的加脂作用，处理后的皮革兼有柔软和耐磨

作用。绒面革手感好起绒均匀细致，不僵硬。对被处理皮革的

透气性、透水汽性没有影响。AC为阳离子性物质，适于植鞍革、

矿物鞍革的防水处理。1972年，天津轻工皮革技术所等单位进

行了疏水型防水剂CR的研制及应用。CR防水剂属于硬脂酸氯

化辂类（见图3）,它是借助于在醇溶液中氯化辂与硬脂酸盐

之间的交换反应而制取的配合物。可用于绒面革和其它辂鞍革

的防水处理，处理后的皮革吸水比原来少50%以上。CAZ防承剂

是硬脂酸铭铝错的配合物。德国产品“昂波罗C”防水剂就是

硬脂酸辂铝错配合物的醇溶液。其制备原理与硬脂酸铝铝配合

物基本相同。

脂肪酸金属配合物防水剂中带有羟基的辂铝错，能与反纤

维中的活性基团（如竣基等）产生配位，不能结合的非极性憎

水碳链朝外，从而在纤维上定向排列形成一层拒水膜。因而既

具防水性和结合性，又能保证皮革的透气性和透水汽性。这类

防水剂适合于各种重革及绒面革，防水处理后的成革柔软丰满,

有丝光感，防水性持久；但这类防水剂稳定性差，不耐碱、强酸

和高温，易水解，颜色较深，会影响染色色泽[8],抗张强度会

稍有下降。

2.2.2有机硅防水剂[9,10]

有机硅化合物是由Si和0原子交替结合成硅氧烷链无机骨

架，并在硅原子上接有甲基或苯基等有机基团的聚合物。包括

硅油、硅橡胶、硅树脂和硅烷偶联剂。硅氧键的主要特点是键

角宽、键长长、键能强。如聚二甲基硅氧烷，主链骨架Si-0

—Si键的键角为143°（二甲叫C—0—C键角为110°）,呈

螺旋形线状分子，与Si相连的2个甲基处在垂直于2个相邻氧

原子连接线的平面上，且可以绕硅氧键键轴自由旋转（所需能

量几乎为零）、振动，而甲基上的3个氢原子就像向外撑开的

“防水保护伞”，在甲基的旋转中占据较大的空间，从而增加

了相邻分子间的距离。分子间作用力小，主链十分柔顺。其表

面张力比相同分子质量的碳氧化合物的表面张力小（甲基硅油

为16〜21mN/m,矿物油为30~35nlN/m.水为72mN/m）。其柔

顺性还从很低的玻璃化温度Tg(-123℃)上表现出来。硅氧键

的键能(121kcal/mol)比碳碳键能(82.6kcal/mol)大得多，

因而具有耐热稳定性和耐候性。上述特点决定了有机硅具有极

好的疏水性、优异的柔软性和滑爽丝绸手感、优越的耐磨性、

耐高低温性、耐久性和耐洗性等，且不影响皮革的“呼吸”性

能。有机硅化合物固化交联后，在皮革纤维外面形成具有一定

强度的弹性膜，经聚甲基硅氧烷定向，硅氧烷偶极转向皮面,

而疏水的甲基向外，从而使处理后的皮革具有良好的疏水性,

如图4所示。

聚硅氧烷皮革防水剂的发展经历了三代［11,12］。第一代是

溶剂型产品，将硅油溶解于汽油或卤代烧等溶剂中制成，常以

帘幕涂饰方式使生。操作复杂、危害健康、污染环境、成本高,

还存在降低涂层拈接牢度的弊端。第二代是水分散型产品。

1986年，BASF公司的BayHerbert等人发明了N-酰基肌氨酸

钠为外乳化剂制备硅氧烷乳液的方法，主要选择的是1%〜2%甲

基被琉丙基或氨丙基取代的二甲基硅油，或平均每个分子含有

2〜10个竣基基团的硅油。但外乳化会影响革的防水性。1990年

Herbert等人又申请了端基为竣酸酎、聚合度为20、40的聚硅

氧烷防水剂专利，它能在水中自乳化，不用金属软剂固定就能

与皮革相互作用，产生一定防水性能。1996年BASF公司的

KneipMichael等人发明了《用覆基以梳状方式官能化的聚硅

氧烷对皮革和毛皮的防水处理的方法》。选用了结构更为特殊

的含斐基聚硅氧烷，竣基通过间隔基团键合于聚合物的主链上,

间隔基团是线性的或支化的C8〜C18亚烷基.在主链上呈梳状排

列。FriedrichHolger等人于2000年申请了《竣酰胺聚硅氧

烷用于防水革》专利，以黏度为5（T500cp的氨基聚硅氧烷和丁

二酸酎为原料，制备了分子质量为2000〜6000、具有自乳化

特性的峻酰胺聚硅氧烷。为了获得好的防水性能，往往需要金

属鞍剂（常用铝靴剂）固定，会影响革的颜色，还导致废铅液

的排放，存在环境污染。第三代是无金属（铝）盐固定的防水

剂。2002年SchaferWalter等人发明了《赋予疏水性的较基

聚硅氧烷》的专利。在含竣基聚硅氧烷的乳化过程中引入了含

氟腺基的“自抑制乳化剂”，这种阴离子乳化剂在干燥和失去

其反离子时，化合物形成水不溶性二聚或低聚体，失去离干特

性的同时失去乳化性能，从而发生沉积。含氟腺基的聚硅氧烷

乳液具备pH敏感相分离的特性，与双亲型聚丙烯酸酯分散体

和蜡乳液三者复合制成防水剂,如Rohm-Hass公司的Lubritan

WP,只需要酸固定（pH值2.5F.0）,不需要金属鞍剂固定，

就能赋予皮革良好的防水性和柔软性。2006年又申请了《赋予

疏水性的聚硅氧硅》专利，利用羟基聚硅氧烷或氨基聚硅氧烷

（黏度50~200cp,碱氮含量0.25%~0.8%）,与二异氟酸酯反应,

生成含有异氟酸酯基的聚硅氧烷（见图5）o二异氟酸酯优选2

个异氨酸酯基反应活性不同或差别较大的，如异佛尔酮二异氟

酸酯，以避免反应过程中发生交联。

代表产品有如BASF公司Densodrin系列（如Densodrin

OF）、Schill&Seilach公司Perfectol系列，美国道康宁公司

的D.C447,D.C1109,美国RohmHass公司的Additive2229等。

试验表明：未经有机硅防水剂处理的皮革，曲操次数为500^650

次，其吸水量达到100%,而用有机硅处理的皮革，曲挠次数为

1万次以上，吸水量只有2096。

有机硅防水剂具有良好的绝缘性、防水性、耐寒、耐热，

并且具有滑爽、丝光感，有优良的透气、透水汽性能。目前，

各种功能型聚硅氧烷不断被商品化，如氨基改性硅油、聚酸改

性硅油、环氧基改性硅油、竣基改性硅油、季铁化硅油、氟代

烷煌基硅油等。聚醒改性硅油中，含有亲水性的聚叫链段，有

自乳化型，且抗静电性好；季锭化硅油具有抗菌效果；氟代烷烧

基硅油兼具氟化合物的防油性和有机硅化合物的防水性等。这

些新材料的涌现，必将极大促进有机硅材料的发展。今后的发

展，重点是进一步提高有机硅的乳液稳定性，开发新型无金属

固定型有机硅，同时将有机硅与天然油脂或合成油脂结合，将

有机硅对丙烯酸树脂或聚氨酯的改性等，从而促进有机硅向高

效多功能化发展。

2.2.3含氟防水剂

氟是元素周期表中电负性最强的元素，形成化合物时，碳

氟键键能大（C—C键能347kJ/mol,C-F键能486kJ/mol）,

刚性强，柔顺性差，化学稳定性和热稳定性高。氟原子范德华

半径小（比氢原子略大），形成的C-F键短（键长1.35nm）。

相邻氟原子间相互排斥，使氟原子不在同一平面内，主链上的

键角由112°变为107°,氟原子沿碳链呈螺旋状分布，恰好能

把碳碳链严密地包裹，全氟链炫的碳链在空间上受到周围氟原

子的良好保护，即使最小的原子也难以楔入。氟原子极化率低，

氟碳原子共用电子对大大偏向氟原子，而带有多余负电荷，形

成一层负电荷保护，使带负电的亲核试剂无法与碳原子发生化

学反应。因而具有防水防油防污（三防）效果。当有机氟类防

水剂覆盖于皮革纤维表面时，刚性强的碳氟键竖立在聚合物分

子的表面而伸向外侧，形成一层表面张力极低的保护膜（6m

N/m）。当液体滴到皮革表面时，就会被这层全氟碳链膜屏避阻

隔,从而难以润湿皮革表面（图6）[13,14]。只需要少量的材

料，就可发挥良好的效果，且不影响皮革的透气性、透水汽性

和手感。

含氟防水剂多是氟单体和非含氟单体的共聚物，一般由含

氟支链、缓冲链节、非含氟单体、改性组分等4部分组成。含

氟链节为含8~12个碳的全氟碳链，是防水防油功能性官能团；

缓冲链节如一CH2cH2一、一0一或一S02NH一等基团，可以防止

聚合物不稳定或增加分子柔顺性。改性组分则是增加材料与纤

维结合性、耐磨性和耐洗涤等。1953年3M公司的Cracck成功

研制出以全氟络酸辂为主体的有机氟防水、防油处理剂，1956

年又研究出Scotchgard系列有机氟处理剂商品。20世纪70年

代，人们开始研究含氟烷基丙烯酸的聚合物。80年代，开发了

环境污染和人体危害小、成本低的含氟丙烯酸和非含氟烷煌丙

烯酸的乳液聚合防水防油剂。90年代，3M公司申请了一种羟甲

基化胺或烷氧基化衍生物（a）,至少含6个碳原子的醇、酰胺

或脂肪酸（b）和含全氟碳链的乙烯基单体（c）这3类单体缩

合成的皮革防水防油材料专利；日本申请了一种含有全氟碳链的

乙烯基单体和非含氟单体的共聚物，用含氟阳离子表面活性剂

进行乳化分散，形成具有耐磨性能的水分散型有机氟皮革防水

抗油剂专利。目前，含氟材料的主要研究方向是采用新的合成

方法，开发低温干燥产品、开发水溶性环保型产品。

2.3多功能防水剂

作为皮革防水剂，首先需要保证优良的防水效果，同时不

会对产品其它性能产生不利影响，进而赋予皮革以其它的性能。

皮革防水是一个综合概念，它要求皮革不仅有静态防水能力，

还要求皮革具有动态防水能力。如疏水型防水剂碳氟化合物，

其疏水性和静态防水性均好，因不耐折，导致动态防水性差，

制成的皮鞋下雨行走时易透水；而柠檬酸类油包水型防水剂，是

亲水性材料，遇水后却能阻止水的通过。可见，兼具2种防水

效果的材料才是优良的防水剂。其实，部分防水剂兼具2种防

水效果。如磷酸烷基酯，既有膨胀阻塞作用，又赋予水更大界

面张力的作用。防水剂若不能与皮革发生化学结合，在使用过

程中，防水剂就可能发生迁移，从而导致防水性降低或丧失。

需要在分子中引入能与皮胶原或辂化学结合的官能团，从而获

得长期防水效果。防水剂应是可以自乳化的，从而减少溶剂和

外乳化表面活性剂的使用，减少污染和方便使用。同时也要考

虑防水剂易于破乳后沉积，且对防水性能影响尽量小。应用分

子设计的思想，采取尽量经济的方法，将2类防水官能团（胶

乳型和表面疏水型）引入到分子中，使2种防水机制产生作用，

进一步提高防水性能，同时引入其它切能（如加脂、复糅），

从而获得理想的多功能防水材料。马永孝［15］等以酯交换后的

葵花籽油为原料，与D4接枝反应制得有机硅皮革加脂剂，入仅

具有丰满、柔软、弹性好的特点，而且可赋予皮革滑爽、丝光、

油润的“硅感”效果。姜华［16］等采用酯交换后的菜籽油与D4

接枝，再硫酸化后得到有机硅改性菜油加脂剂，乳液性能稳定,

结合性好，动态防水时间大于40ho罗朝阳［17］等采用顺丁烯

二酸酎与天然动植物油共聚后，再与十二氟庚醇和十八醇反应

制备新型含氟水性共聚物乳液。该乳液中的斐基可与格发生配

位，天然油脂具有加脂效果，含氟疏水基则赋予皮革良好防水

性，从而成为集结合性、柔软、防水于一身的新型材料。1957

年美国专利［18］报道了全氟烷基磺胺衍生物的丙烯酸酯及其均

聚物的制备工艺及其在皮革上的应用。2001年美国专利［19］采

用自由基聚合的方式，由的含氟烯母、5贮6%不饱和含

有猴基的烯廷和20%以上的丙烯酸长链（C8"40）烷基酯组成

两性共聚物复糅剂。靳丽强等［20］采用甲基丙烯酸十二氟庚酯

和甲基丙烯酸为单体，制备了氟代丙烯酸酯共聚物，用于反革

复糅，既有良好填充作用，又可提高皮革防水性。

3结束语

经过多年的发展，皮革防水从材料到机理方面都取得了长

足的进步。随着市场需求的增加，必将推动防水材料的研究和

发展。新的原材料和合成方法的不断涌现，为制备新型的多功

能、环保型、经济型防水剂创造了条件。它与合理的皮革工艺

相结合，必将诞生能够满足人们需求的多功能皮革产品。

摘要：综述了填充阻塞型和表面疏水型皮革防水材料，重

点阐述了乳胶型、金属配合物型、含硅型、含氟型皮革防水材

料的分子结构特化和防水性能之间的关系。认为皮革防水材料

今后将向功能化、环境友好和经济性方向发展。

结构思想、结构主义与结构辩证法第5篇

结构思想、结构主义与结构辩证法

本文在总结中外科学史、哲学史的基础上，提出了结构思

想、结构主义、结构辩证法的范畴，并探讨了这三者的,区别与

联系，还简要分析了我国当前经济建设中的结构问题和对策思

路。

作者：刘景泉作者单位：广东省社会科学院，510610刊

名：广东社会科学PKUCSSCI英文刊名：SOCIALSCIENCESIN

GUANGDONG年，卷（期）：（2）分类号：B0关键词：结构结

构思想结构主义结构辩证法

分子结构第6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，让很多学生认为炫的碳链就是直线，例如，庚

烷的碳骨架C-C-C-C-C-C-Co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CH20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二）

分子结构第7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）o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期酸根时

（图4）,可以观察到3种新的液晶相杰（图2b,c,d）[21]o

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，fiiledradom-meshphaseSmAfmm,

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（Rh。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/p41Tmi］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/p4mm)(图2g、图

5b)o

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)o在化合物3中，端侧链基被换为较小

的C00H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/p4mni)(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/p4gm0

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)o在化合物3及4中所观察到的具有p4gm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形成由三凭形柱体组成的六方柱相(Colhexz^/p6mni)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)o烷氧基继长度增加(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ColhexA/p6mm的六方

柱相结构。当烷基侧链增长到16时，柱相消失，形成SmAo化

合物7形成了竣竣的锂盐，都得到了柱相结构。当极性侧链较

短时(n=l),形成了由三角形柱体构成的六方柱相(ColhexA

/p6mm)o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

分子结构第8篇

课前使用了希沃多媒体交互白板工具EasiNote制作教学

课件,将构建DNA分子模型所需的关键信息呈现在课件中。课中

使用了SeewoLink软件移动展台.呈现学生所遇到的问题，并用

批注、放大镜、拖拽等功能进行实时探讨，实现移动授课，突破

了DNA分子模型建构的重点。最后，运用EasiNote软件中的

“思维轴”功能将学生的学习成果串联呈现，巩固理解，培养学

生使用“模型法”进行科学研究的意识。

・教材分析

本课内容包括DNA的分子组成、DNA双螺旋结构模型的要

点、制作DNA双螺旋结构模型三部分,其内容阐述了基因的不质,

属于“遗传的分子基础”部分的核心内容。

•学情分析

为了分析学生的知识基础、初始能力和学习态度，我们选取

3个平行班的优、中、学困生各5人（共45人），在课前借助QQ

聊天工具进行师生交流,他们有许多来自身心发育、生活体验和

社会感受的生物学问题急需解决。因此，学生的学习动机是积极

的，学习兴趣是浓厚的。

・教学目标

知识与技能目标:说出DNA分子的结构层次，阐明DNA双螺

旋结构模型的基本要点，对DNA分子结构的稳定性、种类的多样

性和物种的特异性做出科学解释。

过程与方法目标:利用提供的材料和信息，参与制作DNA分

子双螺旋结构模型，习得模型建构的基本方法；利用模型的形象

化和直观性,加深对DNA双螺旋结构模型基本要点的理解和认识。

情感态度与价值观目标:体验“模型法”在生物学研究中的

作用；认同科学的发展离不开科学家们的坚持不懈的努力，感悟

科学研究中蕴含的科学思想和科学态度;领悟DNA分子双螺旋结

构模型的重要价值。

・教学过程

L新闻信息，设疑导入

在教学的起始，教师向学生介绍上海公安部门在国内创立的

第一个“法庭科学DNA数据库”，仅在2013年就利用该数据库

侦破各类案件1500多起，其准确率为100%。那么,DNA刑侦鉴定

为什么如此神奇呢？这个问题的谜底在二DNA分子的结构与功能。

由此导入“DAN的分子结构和特点”的教学。

2.史料交流，初识DNA

课前布置小组作业，搜集有关DNA分子结构研究的资料，将

其发现过程中的重要人物和事件制成PPT课件，用于课堂上小组

交流。请学生代表用讲故事的形式，介绍鲍林、威尔金斯、富兰

克林、沃森和克里克等科学家在DNA研究历程上做出的重要贡

献。

3.制作模型，解析结构

(1)探索DNA化学组分

借助投影呈现科赛尔的研究结果图，引导学生识图说出DNA

的组成元素、基本组成物质和基本结构单位。由于学生曾经在

“细胞的分子组成”一章中初步学习了核酸的结构与功能，所以

不难回忆起上述知识。但是,他们难以阐明磷酸、脱氧核糖和含

氮碱基是怎样构成单体(单核甘酸)的，因而在制作DNA分子结构

模型时，学生对三种基本组成物质之间的连接关系感到茫然。

为了化解上述难点，教师先用电子白板呈现脱氧核甘酸分子

式，利用电子白板课件标注其五个碳原子的位置并编号。然后，

结合图1依次阐明磷酸基团与脱氧核糖之间，以及脱氧核糖与含

氮碱基的连接位置。最后，让学生依据含氮碱基的种类与名称的

不同，分别表述4种脱氧核甘酸的名称，从而为制作DNA双螺旋

结构模型打下必要的知识基础。

(2)初识DNA双螺旋结构模型

在实施过程中，将学生的操作活动依次分为点、线、面、体

四个基本步骤。

第一步，每组的2名学生参照脱氧核甘酸的结构式，利用实

验台上的三种不同形状的纸片各15张(如图2),将构建的4种

脱氧核甘酸粘贴在一张白纸上，用铅笔画出化学键，并写出中文

名称。学生活动时，教师巡视并展示学生活动的进度及成品。与

此同时，针对发现的问题及时向学生提出质疑。最后，借助投影

展示同学们制作的4种脱氧核甘酸模型。

第二步，由点连线，引导学生构建脱氧核甘酸单链。教学时,

先向学生介绍富兰克林的研究成果，然后，启发学生根据上述资

料提供的信息，参照大屏上显示的两个相邻的脱氧核甘酸排列状

况，在相应位置上用短线连接，进而向学生阐明磷酸二酯键的概

念内涵。最后，督促小组成员合作构建日6个脱氧核甘酸聚合而

成的核甘酸单链，并粘贴在一张白纸上。

第三步，由线到面，引导学生构建DNA双链的平面模型。学

生活动的顺序是让前后座位的两组合拼为一组，将他们粘贴的两

条多核甘酸单链，并列摆放在同一张白纸上，两条DNA单链呈平

行状。教师巡视中发现学生摆放的两条单链有三种平行方式（如

图3）,究竟哪种平行排列方式符合客观事实呢？请学生识别课本

中呈示的DXA分子的平面结构图，初次识图引导学生明确3个问

题：1确认DNA双链平行排列的方式,2判断两条链呈反向平行关

系，3明确由磷酸-脱氧核糖交互排列而成的主链排列在外侧，含

氮碱基则位于内侧。这样既为进一步探索DNA双螺旋结构做好

铺垫，也为学生继续制作DNA分子结构模型扫清障碍。

学生在继续制作模型的过程中会提出疑问，两条DNA长链上

的脱氧核糖与磷酸和排列在内侧的含氮碱基之间存在着怎样的

关系？这涉及到碱基对的构成方式。因此，教师先向学生介绍著

名生物化学家查戈夫研究DNA化学组分获得的实验数据，以及多

纳休研究含氮碱基之间通过氢键连接的方式。

学生一旦明确DNA分子结构中4种含氮碱基的数量关系为

A=T,C=G及AT之间通过2个氢键相连,CG之间通过3个氢键相

连，他们就能够迅速地写出两条主链上对应碱基的符号，并画出

对应碱基之间的氢键数目，从而完成碱基互补配对的建模步骤。

第四步，由面到体，引导学生归纳DNA双螺旋结构模型的要

点。为了进一步探索DNA双螺旋结构的特点，教师组织学生阅读

课文，边识图边思考如何解释“规则地盘绕成双螺旋结构”的命

题。最后，师生共同以表格形式概括DNA双螺旋结构（物理）模型

的基本要点。

4.模型