硕士
  1. 物理化学  1.1. 热力学  1.1.1. 热力学定律  1.1.2. 焓和热容量  1.1.3. 熵和自由能  1.1.4. 相平衡  1.1.5. 统计热力学  1.1.6. 热力学循环  1.1.7. 逸度与活度  1.2. 量子化学  1.2.1. 量子力学原理  1.2.2. 薛定谔方程  1.2.3. 盒子中的粒子  1.2.4. 算符与特征值  1.2.5. 原子轨道  1.2.6. 分子轨道理论  1.2.7. 微扰理论  1.2.8. 价键理论  1.2.9. 杂化与化学键  1.3. 化学动力学  1.3.1. 速率定律和反应机制  1.3.2. 碰撞理论  1.3.3. 过渡态理论  1.3.4. 酶动力学  1.3.5. 连锁反应与聚合反应  1.3.6. 光化学反应  1.4. 统计力学  1.4.1. 分配函数  1.4.2. Molecular distribution functions  1.4.3. 玻尔兹曼分布  1.4.4. 玻色-爱因斯坦与费米-狄拉克统计  1.5. Spectroscopy  1.5.1. 转动光谱学  1.5.2. 振动光谱学  1.5.3. 电子光谱学  1.5.4. 核磁共振波谱法  1.5.5. 质谱法  1.5.6. 拉曼光谱  1.5.7. 电子顺磁共振光谱  1.6. 表面和胶体化学  1.6.1. 吸附等温线  1.6.2. 表面张力和润湿  1.6.3. 胶体稳定性  1.6.4. 催化  1.6.5. 乳液和胶束  1.7. 电化学  1.7.1. Nernst方程  1.7.2. 电化学电池  1.7.3. 导电性和迁移率  1.7.4. 战争  1.7.5. 燃料电池  1.7.6. 电解
  2. 有机化学  2.1. 反应机制  2.1.1. 亲核取代反应  2.1.2. 亲电加成反应  2.1.3. 消除反应  2.1.4. 重排反应  2.1.5. 自由基反应  2.1.6. 周环反应  2.2. 光谱学和结构测定  2.2.1. 紫外-可见分光光度法  2.2.2. 红外光谱  2.2.3. NMR 光谱学  2.2.4. 质谱分析  2.2.5. X射线晶体学  2.3. 立体化学  2.3.1. 手性和光学活性  2.3.2. 结构分析  2.3.3. 几何异构  2.3.4. 动态立体化学  2.4. 金属有机化学  2.4.1. 有机锂和有机镁试剂  2.4.2. 钯催化的交叉偶联反应  2.4.3. 过渡金属配合物  2.4.4. 金属-碳键  2.5. 聚合物化学  2.5.1. 聚合机制  2.5.2. 聚合物特性  2.5.3. 可生物降解聚合物  2.5.4. 导电聚合物  2.5.5. 超分子聚合物  2.6. 药物化学  2.6.1. 药物设计与开发  2.6.2. 药代动力学与药效学  2.6.3. 结构-活性关系  2.6.4. 分子对接和药物筛选
  3. 无机化学  3.1. 配位化学  3.1.1. 晶体场理论  3.1.2. 配体场理论  3.1.3. 光谱化学系列  3.1.4. 螯合与稳定性  3.2. 有机金属化学  3.2.1. 金属羰基化合物  3.2.2. 有机金属络合物催化  3.2.3. 金属络合物  3.3. 生物无机化学  3.3.1. 金属蛋白和酶  3.3.2. 金属在生物系统中的作用  3.3.3. 金属离子的运输和储存  3.4. 固态化学  3.4.1. 晶体结构  3.4.2. 固体的能带理论  3.4.3. 超导体  3.4.4. 晶体中的缺陷  3.5. 镧系元素和锕系元素  3.5.1. 镧系和锕系的电子配置  3.5.2. 镧系元素的配位化学  3.5.3. 镧系元素的磁性
  4. 分析化学  4.1. 色谱法  4.1.1. 气相色谱法  4.1.2. 高效液相色谱法  4.1.3. 薄层色谱  4.2. Spectroscopic Techniques  4.2.1. 原子吸收光谱法  4.2.2. X射线衍射  4.2.3. 感应耦合等离子体光谱仪  4.3. 电分析方法  4.3.1. 电位测量法  4.3.2. 伏安法  4.3.3. 库仑分析法  4.4. 质谱分析  4.4.1. 电离技术  4.4.2. 碎片模式  4.5. 化学计量学  4.5.1. 多学科分析  4.5.2. 化学中的机器学习
  5. 理论与计算化学  5.1. 分子动力学模拟  5.1.1. 力场和能量最小化  5.1.2. 分子动力学模拟中的蒙特卡罗模拟  5.2. 量子化学方法  5.2.1. 哈特里–福克理论  5.2.2. 密度泛函理论  5.2.3. 半经验方法  5.3. 计算药物设计  5.3.1. 分子对接  5.3.2. QSAR建模  5.3.3. 虚拟筛选
  6. 生物化学  6.1. 酶动力学  6.1.1. 米氏动力学  6.1.2. 抑制机制  6.2. 代谢与生物能量学  6.2.1. 糖酵解  6.2.2. 柠檬酸循环  6.2.3. 电子传递链  6.3. 分子生物学  6.3.1. DNA复制与修复  6.3.2. 蛋白质合成  6.3.3. 基因调控  6.4. 结构生物化学  6.4.1. 蛋白质折叠  6.4.2. 膜生物物理学
  7. 环境化学  7.1. 大气化学  7.1.1. 温室气体  7.1.2. 臭氧层损耗  7.1.3. 空气污染物与烟雾  7.2. 水化学  7.2.1. pH和水硬度  7.2.2. 废水处理  7.2.3. 水化学  7.3. 土壤化学  7.3.1. 重金属污染  7.3.2. 土壤pH和缓冲能力  7.3.3. 营养循环  7.4. 毒理学与化学安全  7.4.1. 毒理动力学  7.4.2. 环境化学中的毒理学和化学安全风险评估  7.4.3. 污染物对环境的影响

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DNA复制与修复


DNA复制与修复是确保分子水平生命完整性和连续性的关键过程。DNA，即脱氧核糖核酸，是人类及几乎所有其他生物体的遗传物质。一个生物体的每个细胞都包含相同的DNA，而DNA在储存该生物体生长、发育、功能和繁殖所需的遗传信息方面发挥着至关重要的作用。

DNA结构

DNA由两条互相盘绕形成双螺旋的链组成。每条链都是由简单分子单位——核苷酸构成，核苷酸由糖、磷酸基团和含氮碱基组成。DNA中的四种含氮碱基是腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。

核苷酸成分：[磷酸] - [糖] - [碱基]

在DNA中，一条链上的碱基与另一条链上的碱基配对：腺嘌呤与胸腺嘧啶配对，鸟嘌呤与胞嘧啶配对。这种碱基配对是双螺旋结构的基础。

ATGC

DNA复制

DNA复制是将一条双链DNA分子复制成两条相同DNA分子的过程。这个过程是半保留的，意味着新的两个DNA双链各由一条旧链和一条新链组成。

复制过程从DNA中的特定位置开始，这些位置称为复制起始点。从这些起始点起，DNA复制以两个方向进行，形成复制叉，即DNA双螺旋展开的地方。

DNA复制步骤：

  1. DNA解旋：称为解旋酶的酶在复制起始点将双螺旋展开，形成复制叉。
  2. 引物结合：合酶合成的短RNA序列称为引物，被放置在DNA上以提供DNA合成的起始点。
  3. 延伸：DNA聚合酶根据模板DNA链，在生长的DNA链的3'端添加新核苷酸。
  4. 终止：复制终止于DNA聚合酶到达终止点，或两个复制叉相遇的区域。
母链DNA母链DNA

前导链和后随链

在复制过程中，DNA聚合酶只能以5'到3'方向合成新的DNA。这在每个复制叉处形成了前导链和后随链。前导链在复制叉方向上连续合成，而后随链则以称为冈崎片段的片段不连续合成。

前导链：连续合成 后随链：片段合成（冈崎片段）

随后，DNA连接酶将冈崎片段连接成连续的链。

DNA修复机制

DNA可能被环境因素（如紫外线、辐射和化学物质）或正常细胞过程损坏。DNA损伤可导致突变，如果不被修复，可能导致多种疾病，包括癌症。幸运的是，细胞已开发出多种DNA修复机制以维持遗传完整性。

DNA修复类型

  • 错配修复：纠正DNA复制过程中发生的错误，插入了错误碱基。
  • 碱基切除修复：修复氧化、脱氨或烷基化引起的单个核苷酸损伤。
  • 核苷酸切除修复：修复如由紫外线引起的胸腺嘧啶二聚体等大螺旋变形损伤。
  • 双链断裂修复：如辐射或氧化应激引起的DNA断裂，使用非同源末端连接和同源重组等方法修复。

碱基切除修复步骤：

  1. 识别：由DNA糖基化酶识别并去除受损的碱基。
  2. 切割：形成无碱基位点（AP位点），然后由AP内切酶切开。
  3. 合成：DNA聚合酶用正确的核苷酸填补空缺。
  4. 连接：DNA连接酶封闭糖磷酸骨架中的切口。

结论

了解DNA复制与修复很重要，因为它为遗传学、医学和生物技术的进步奠定了基础。通过研究这些过程，科学家可以开发针对遗传病的靶向治疗并改进遗传工程技术。


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DNA复制与修复

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