《现代生物学导论》复习纲要

1、现代生物学导论复习提纲第二章 分子生物学概论I.蛋白质的概念，理解蛋白质的化学组成蛋白质是生命活动的物质基础氨基酸是组成蛋白质的基本单位。氨基酸是羧酸分子中-碳原子上的一个氢原子被氨基替代而形成的化合物。IV.蛋白质的结构蛋白质的一级结构：蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序 一般由10个一下氨基酸残基组成的肽链称为寡肽；由10个以上氨基酸残基组成的肽链称为多肽蛋白质的二级结构：-螺旋，-折叠，-转角，无规则卷曲，-螺旋，环蛋白质的三级结构：-螺旋和-折叠结构，疏水核及亲水区，洞穴结构蛋白质的四级结构：各个亚基之间的相互作用和空间结构V.蛋白质结构和功能的关系1) 蛋白质的一级结构与功能的关系蛋白质

2、一级结构是蛋白质的基础结构。不同的蛋白质有不同的一级结构，它是由DNA分子上相应基因的碱基排列顺序决定的。2) 蛋白质构象与功能的关系蛋白质分子中含有-螺旋较多，其结构紧密而较为稳定。丝心蛋白中富含-折叠，则柔软又有一定的强度，但缺乏延伸性*蛋白质的变构效应是指一定蛋白质由于受到某些因素的影响，其一级结构不变，而空间构象发生一定的变化，从而导致生物学功能的改变。他是蛋白质表现生物学功能的一种相当普遍而十分重要的现象，也是调节蛋白质生物学功能非常有效的方式。例如变构酶类的生物催化作用，血红蛋白运输O2和CO2的功能。*蛋白质变性作用是指蛋白质分子受到物理或化学因素（例如高温、紫外线、高压、有机溶

3、剂、脲、胍、酸、碱等）的影响，蛋白质分子构象不仅有轻微的改变且有严密有序的空间结构的破坏，具体表现为溶解度降低、生物活性的丧失。蛋白质的变构效应和变形作用都仅改变了蛋白质分子的次价键，一级结构没有改变。但蛋白质的变构效应一般是可逆的，多为生理现象；蛋白质的变性，在目前条件下，大多数蛋白质的功能是不可能恢复的，尤其是蛋白质加热变性。VI.核酸的概念核酸是生物体内一类含有磷酸基团的重要大分子化合物。核酸是一切生物的遗传物质，担负着生命信息的贮存和传递作用。VII.核酸的化学组成核酸是一种现线性多聚体。他们的基本结构单元是核苷酸，核酸完全水解产生碱基、戊糖和磷酸。根据所含戊糖的不同，核算可分为脱氧核

4、糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两大类。DNA是遗传信息的贮存和携带者，RNA主要是参与遗传信息表达的各个过程。DNA和RNA的结构，DNA的结构：一级结构是指分子中的连接方式和排列顺序，即多个脱氧核苷酸通过3,5磷酸二酯键连接而成。二级结构是指核酸的立体空间结构，即DNA双螺旋结构（双螺旋，主链，碱基配对，结构尺寸和大小沟）；三级结构是指双螺旋DNA链进一步扭曲盘旋形成的超螺旋结构。超螺旋结构分为正超螺旋结构和负超螺旋结构。正超螺旋是指DNA链进一步扭曲的方向与右手螺旋一致，是双螺旋结构更为紧密，圈数增多，多见于处理的DNA。负超螺旋的作用相反，以逆时针的方向旋转，可减少右手螺旋的扭力，

5、在生物体内，绝大多数以负超螺旋的形式存在。RNA 的结构：一级结构是指许多核苷酸通过3,5磷酸二酯键连接而成的链状结构。二级结构是指单链的RNA 分子可通过自身回折形成一定的空间结构，RNA分子在自身回折处形成碱基配对，构成“发夹”结构，这种发夹结构可以行成螺旋结构。三级结构是指RNA分子进一步盘旋扭曲形成的。VIII.核酸的变性、复性和杂交核酸的变性是指核酸（DNA,RNA）的二级结构和三级结构受到物理化学因素的影响而破坏解体，但一级结构核苷酸之间的共价键并不断裂的过程。因其核酸变性的因素有加热，酸，碱，乙醇，丙酮，尿素，酰胺等。加热最常用。变性过程中DNA理化性质改变，表现为增色效应，粘度

6、降低，旋光性变小，沉降速度增快，浮力密度升高等。核酸的复性是指变性的两条DNA分子单链在合适的条件下又可按原来的碱基配对再结合在一起形成双螺旋结构的过程。加热的DNA分子在温度逐步缓慢降低时可恢复到原来的正常的DNA结构，如果使它快速冷却至低温，则大部分DNA分子是不能复性的。影响复性速度的因素有：1. DNA的顺序，简单序列的DNA比复杂序列的DNA复性快；2. DNA浓度，DNA浓度高，分子多，碰撞机会增加，复性增快；3. DNA片段大小，较大的DNA分子运动慢，复性速度降低；4. 其它 温度，溶液的浓度等亦可影响核酸的复性。核酸分子的杂交是指不同来源，但是具有同源性的两条DNA或RNA单

7、链按碱基配对原则结合在一起的过程杂交充分利用了变形和复性。IX.酶的概念、结构和功能酶是生物体内特有的催化剂酶的结构与功能1) 酶的活性部位 指酶分子中直接和底物结合，并和酶催化作用直接有关的部位，又称活性中心。2) 多功能酶 真核细胞中一条肽链内有几种酶活性，这类酶称为多功能酶。3) 变构酶 变构酶有两个特点，一是有多个亚基组成，二是酶分子中除了活性部位以外，还有一个与变构剂结合的变构位点。4) 酶原激活 有些酶（绝大多数是蛋白酶）在细胞内合成和初分泌时，并没有活性，称为酶原。酶原在一定条件下可转化为具有活性的酶，此过程称为酶原激活。酶原激活机制主要是无催化活性的蛋白酶原，经蛋白水解作用去除

8、一段或几段多肽后，使酶的活性中心形成或暴露而成为具有催化活力的酶。酶促反应的特点特点：高效性，特异性（专一性）。理解影响酶作用的因素1) 底物浓度当底物浓度很低时，反应速度随底物浓度的增加而升高，近乎成正比；当底物浓度较高时，底物浓度增加，反应速度也随之升高，但不显著；当底物浓度很高时，反应速度几乎与浓度无关。2) PH每一种酶只能在一定限度的pH范围内才表现活性，超过这个范围酶则失活。一般酶的最适pH在4-8之间，植物和微生物体内酶的最适pH多在4.5-6.5，动物体内酶的最适pH多在6.5-8。但也有例外，胃蛋白酶的最适pH为6.5，胰蛋白酶的最适pH为8.13) 温度酶在某温度下，其活力

9、最大，这个温度称为酶的最适温度。酶的最适温度不是酶的特征物理常数，数值受酶的纯度、底物、激活剂、抑制剂、以及酶促反应的时间等因素的影像而改变。4) 抑制剂（分为不可逆性抑制作用和可逆性抑制作用）(1). 不可逆性抑制作用：抑制剂与酶的必需基团以共价键结合呈不可逆反应，从而引起酶的活性丧失，抑制剂又不能用透析或超滤等物理方法除去而恢复酶的活力。这种抑制作用成为不可逆性抑制。(2). 可逆性抑制作用：抑制剂与酶的必需基团以非共价键结合呈可逆反应，从而引起酶的活性的降低或丧失，但用透析等方法能除去抑制剂使酶恢复活力，这种抑制作用称为可逆性抑制。根据抑制剂、底物与酶三者关系的不同，可逆性抑制作用又可分

10、为竞争性抑制作用、非竞争性作用和反竞争性作用三种类型。i. 竞争性抑制作用：一些抑制剂和底物均能与酶形成竞争性结合，当抑制剂与酶结合后，就妨碍了底物与酶的结合，并减少酶作用的机会，从而降低酶的活性，这种作用称为竞争性抑制作用。ii. 非竞争性抑制作用：抑制剂与底物能同时结合到酶分子上。这说明底物结合的位置与抑制剂结合的位置在酶分子的不同部位，故可同时结合生成酶-底物-抑制剂复合物(ESI)，ESI的形成不能释放出产物。这种抑制称为非竞争性抑制作用。iii. 反竞争性抑制作用:抑制剂不能直接与酶结合，却可以与ES复合物结合形成ESI复合物，这种抑制称为反竞争性抑制作用。X.DNA的复制、损伤与修

11、复DNA复制的基本规律1. 半保留复制；2. 复制的方向总是5到3；3. 半不连续复制参加DNA复制的有关物质1. RNA引物2. DNA 聚合酶类1) DNA聚合物I2) DNA聚合物II3) DNA聚合酶III全酶3. DNA连接酶4. 引物合成酶5. 拓扑异构酶6. 解螺旋酶7. 单链结合蛋白DNA损伤与修复DNA的损伤是指DNA分子结构的任何异常改变，包括DNA分子中的碱基，脱氧核酸和磷酸的损伤。在DNA损伤中以碱基的损伤最为常见，也最为严重。造成DNA损伤的原因很多，可分为体内因素和环境因素两类。1) DNA损伤的体内因素(1). 复制时的碱基错配(2). 互变异构现象(3). 碱基

12、脱氨(4). 碱基丢失2) DNA损伤的体外因素i. 物理因素(1). 紫外线(2). 电离辐射ii. 化学因素(1). 烷化剂(2). DNA-DNA交联(3). DNA-蛋白质交联DNA的修复分为1) 光修复2) 切除修复3) 重组修复4) SOS修复XI.基因表达的过程基因表达是指基因所携带的遗传信息，经过一系列的生化反应，最终产生具有生物学功能产物的过程。基因表达就是基因的转录和翻译过程。1) 基因的转录和转录后加工(1). 基因转录的基本特征基因的转录是指以DNA为模版，在RNA聚合酶作用下合成RNA的过程。它是RNA合成的主要方式，是遗传信息从DNA向RNA传递的过程。基因转录的基

13、本特征为i. 参与RNA合成的前体分子是4中核苷三磷酸，即ATP，GTP，CTP，UTP。ii. 在聚合反应中，一个核苷酸分子的3-OH与另一个核苷酸分子的5-三磷酸反应，结果释放1分子焦磷酸，形成磷酸二酯键。iii. 基因转录是不对称的，只有一条3-5DNA链作为模版iv. RNA的核苷酸序列由DNA模版的脱氧核苷酸序列决定，即RNA的碱基与DNA的碱基相互配对(G-C, A-T, C-G, U-A)。v. RNA聚合酶由亚基和核心酶组成vi. 新合成的RNA的5端有三磷酸结构，第一个参与的是嘌呤核苷酸蛋白质合成的过程1) 氨基酸的活化：氨基酸活化是指参与蛋白质合成的氨基酸需要在特异的氨酰-

14、tRNA合成酶的催化下，与其相应的t-RNA结合，形成氨酰-tRNA的过程2) 核糖体循环：氨酰-tRNA在许多物质的作用下进入核糖体，随后它在核糖体上循环，并进行一系列生化反应，从而形成肽链的增长过程。核糖体循环有起始阶段、延长阶段、终止阶段3) 翻译后加工：翻译出来的大多数多肽链并不是功能蛋白质，必需经过各种方式“加工处理”，才能变成具有活性的成熟蛋白质而发挥其生物学功能。基因表达的特点l 阶段特异性：阶段特异性是指在多细胞生物的生长发育过程中，相应的基因按一定的时间顺序开启或关闭，决定细胞向特定的方向分化和发育。l 组织特异性：组织特异性是指多细胞生物通一基因产物在不同的组织器官中分布是

15、不同的，某些基因在一种组织细胞中暂时不表达或永远不表达，而另外一些基因则可能是暂时表达或永远表达。基因表达的方式1) 基本基因表达对于生物来说，有些基因产物在所有细胞中都是必需的或必不可少的，而且这些基因在所有细胞中的表达几乎是恒定的，这类基因称为，看家基因2) 诱导和阻遏一类基因表达水平在特定的条件下会出现增加或降低的现象，这种基因就是有道基因或阻遏基因。诱导是指诱导基因在特定条件下表达增加的现象，这是正性调节。阻遏指阻遏基因表达水平在特定条件下降低的现象，这时负性调节。3) 协调表达协调表达是指技能上相关的一组基因协调一致，相互配合，共同表达的过程。协调表达与结构基因、调节基因或调节序列的

16、性质及其在基因组中的分布有关。基因表达的调控基因表达的调控对于发育过程中保持细胞结构和功能上的区别以及细胞代谢起着关键的作用第三章 细胞生物学概论I.细胞膜的化学组成及膜结构细胞膜的化学组成主要为脂类，蛋白质和糖类，还有少量的金属离子。膜中的水分约占15-20%，对于大多数细胞来说，蛋白质约占40-50%，脂类约占50%，糖类约占1-10%. 细胞膜中三种物质的比例不同，膜的功能有很大的差异，蛋白质的种类和数量决定了膜的功能。1) 膜脂：主要有磷脂、糖脂、和胆固醇三种成分2) 膜蛋白：分为外周蛋白和镶嵌蛋白，外周蛋白多附着在膜的内外表面，以非共价键结合在膜脂上，易于分离。镶嵌蛋白则比较复杂，有

17、的贯穿整个膜脂双分子层，有的一段暴露在膜的内或外表面，且大多数一共价键与膜脂相结合，不易分离。膜蛋白的功能有：(1). 与细胞膜的无知转运功能有关；(2). 与膜受体有关；(3). 与细胞免疫有关；(4). 可作为具有催化的酶；(5). 支持及保护作用。3) 膜糖：主要是一些寡糖和多糖链。它们都以共价键的形式与膜脂或膜蛋白结合成糖脂或糖蛋白存在。它们是各种细胞具有各自抗原性及血型的分子基础，细胞之间也借此进行相互识别和交换信息。细胞膜的分子结构为液态镶嵌模型II.细胞膜的功能细胞膜运输功能物质通过细胞膜转运的形式主要有：被动运输、主动运输、胞吞作用和胞吐作用。1) 被动运输：指物质从细胞膜的高

18、浓度一侧向低浓度一侧的扩散，即顺浓度梯度扩散的过程，无需要消耗能量；2) 主动运输：指细胞膜通过消耗能量，将物质由低浓度一侧向高浓度一侧的运输，即逆浓度梯度的运输过程，耗能；是离子泵的膜蛋白活动的结果，离子泵实质上是一种ATP酶，利用分解酶的能量来供应跨膜运输所需要的能量；3) 胞吞作用和胞吐作用：真核细胞可通过胞吞作用和胞吐作用完成不能通透细胞膜的大分子与颗粒性物质的跨膜运输。细胞膜受体：受体是指对配体有特异识别和选择性结合功能的生物活性分子，主要是质膜上镶嵌的蛋白质，也有非蛋白质受体，如质膜中的糖脂。受体大多数位于细胞膜上称为膜受体；少部分在胞质、核质或胞内膜上的称为膜内受体。膜受体的功能

19、：膜受体的功能主要与细胞表面介导的信号跨膜传递和细胞识别有关1) 膜受体与信号传递第二信使学说第二信使是指激素，递质，细胞因子等配体（第一信使）作用于细胞膜后产生的细胞内信号分子，他们可以把细胞外的信号分子携带的信息传入细胞内。2) 膜受体与细胞识别细胞识别是指细胞能够认识同种或异种细胞、同源或异源细胞以及自己和异己物质的一种现象，即细胞相互之间的认识与鉴别。细胞中有3大识别系统：即抗原-抗体识别、酶与底物的识别和细胞间的识别。细胞识别的部位在细胞膜上，它们的活动都和细胞膜上的受体密切相关。3) 膜抗原膜抗原是指细胞膜表面具有抗原性质的大分子，亦称细胞表面抗原。III.光合作用与细胞呼吸叶绿体

20、与光合作用光合作用：指绿色植物叶肉细胞的叶绿体可吸收光能，并利用光能同化二氧化碳和水合成糖类的有机物质。同时释放出氧气的过程。光合作用反应式：6CO2+6H2O+光 C6H12O6+6O2+ATP 光合作用是在叶绿体基质中由光合片层膜系统所构成的类囊体中实现。光合作用的过程：1) 原初反应，指叶绿体分子从被光激发至引起第一个光化学反应为止的过程，包括光能的吸收，传递和转换；2) 电子传递和光和磷酸化，电子传递在两个不同系统中进行，通过PSI和PSII协同完成；光合磷酸化指由光照所引起的电子传递与磷酸化作用相偶联而生成ATP的过程；3) 碳同化，指叶绿体利用光反应产生的NADPH（还原型辅酶II

21、）和ATP的化学能，使CO2还原合成糖。CO2还原合成糖的反应不需要光，故这一反应称为暗反应。线粒体与呼吸作用细胞呼吸：指糖类，脂肪和蛋白质等有机物在体内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳和水，并释放出能量的过程；细胞呼吸反应式：C6H12O6+38ADP+38H3PO4+6O2 6CO2+6H2O+38ATP葡萄糖的有氧氧化可分为3个阶段：1) 葡萄糖在细胞质中经磷酸化后氧化成丙酮酸；2) 丙酮酸进入线粒体，在基质中氧化脱羧生成乙酰CoA;3) 乙酰CoA进入三羧酸循环，随后进行彻底氧化。细胞呼吸的过程：1) 三羧酸循环：又称柠檬酸循环，由乙酰CoA和草酰乙酸缩合成为三个羧基的柠檬酸，柠

22、檬酸经一系列反应，一再氧化脱羧，经酮戊二酸、琥珀酸，再降解成草酰乙酸，形成了一次循环。一分子的乙酰CoA进入三羧酸循环，彻底氧化最后生成两分子的CO2，并伴随有大量的能量释放。2) 电子传递：在三羧酸循环的氧化还原反应中得到的电子经电子传递链传递，最终氧被氧化成水。电子传递链是指代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后，经过一系列的传递体，最后传递给被激活的氧分子而生成水的全部体系，又称呼吸链，即NADH（还原型辅酶I）呼吸链与FADH2（还原型黄酶）呼吸链。3) 氧化磷酸化：氧化磷酸化是指在活细胞中伴随着呼吸链的氧化过程所发生的能量转换和ATP的形成。在电子传递体系磷酸化过程中，往往电子从NADH

23、或FADH2经过电子传递体系传递给氧形成水，同时伴随有ADP磷酸化生成ATP。能量的利用1) 生物合成；2) 生物运动；3) 跨膜运输；4) 生物发电；5) 生物发光；6) 生物发热。IV.细胞增殖与细胞分化i. 细胞增殖：指细胞通过分裂使细胞数目增加，使子细胞获得和母细胞相同遗传特性的过程；ii. 细胞周期：指细胞从一次有丝分裂结束开始，到下一次有丝分裂完成所经历的整个有序过程；iii. 细胞分化：指同一来源的细胞在形态结构，生理功能和生物化学特性方面稳定地转变成不同类型细胞的过程；细胞分裂的方式1) 有丝分裂2) 无私分裂3) 减数分裂细胞增殖周期细胞增殖周期是指细胞从一次有丝分裂结束开始

24、，到下一次有丝分裂完成所经历的整个有序过程，简称细胞周期。细胞周期可分为两个阶段：1) 间期见其实细胞两次分裂之间的间隙期，可视为有丝分裂的准备阶段，其跨越的时间较长，可分为三个时期：(1). G1期（DNA合成前期），即从有丝分裂完成到DNA合成之前的时期；(2). S期（DNA合成期）；(3). G2期（DNA合成后期）2) 分裂期（M期）真喝细胞的细胞分裂包括有丝分裂和减数分裂两种形式。体细胞一般进行有丝分裂，在这个时期，通过纺锤丝的形成和运动，把S期已经被复制好的DNA平均分配到两个子细胞，由于这一时期的主要特征是出现纺锤丝，故称为有丝分裂期。生物体成熟过程中的真核细胞进行减数分裂。M

25、期又可分为前期、前中期、中期、后期和末期分期特征间期G1 期（DNA合成前期）S期（DNA合成期）G2期（DNA合成后期）为DNA复制及蛋白合成做准备合成DNA和蛋白质合成RNA和蛋白质。为细胞分裂做准备有丝分裂（M）前期中期后期末期染色体凝集，纺锤体极确定，核仁解体纺锤体形成，染色体排列在中期板，核膜消失染色单体向两极移动并到达两极子核形成和胞质分裂细胞周期细胞增殖的调控：1) 基因调节2) 生长因子调节3) 抑素的调节4) cAMP和cGMP的调节5) 激素的调节6) Ca2+和钙调素的调节细胞分化细胞分化是指同一来源的细胞在形态结构、生理功能和生物化学特性方面稳定地转变成不同类型细胞的过

26、程。特点：1) 细胞的稳定性：细胞一旦发生分化，就可持续若干带细胞代，甚至不再分裂而保持高度分化状态，这种分化状态是十分稳定的，一般又是不可逆的。有细胞的稳定性存在，才能确保细胞一定的形态结构体现出一定的功能。这一特点在高等生物中特别显著。2) 细胞的可逆性：细胞分化在一定条件下是可逆的，可以通过去分化又恢复到低分化或未分化状态，然后可以再分化形成分化细胞。去分化是指处于分化末端的细胞又恢复分裂增殖能力。3) 细胞的全能性：指细胞经分裂和分化后仍具有产生完整有机体的潜能或特性。在一定条件下，细胞可表达其全部遗传信息，并进而发育成完整的、充分分化的有机体。了解细胞增殖和细胞分化的调控机制细胞分化

27、的调控：细胞分化中的基因调控:(1). DNA水平的调控(2). 转录水平的调控(3). 转录后的调控(4). 翻译水平的调控V.细胞衰老：指细胞针对环境变化的适应能力和维持细胞内环境恒定能力的降低；细胞衰老特征:1) 细胞质膜变性，细胞膜结构从液晶相变为凝胶相或固相，使膜间信息传递中断；2) 细胞器降解，线粒体数目减少，体积膨胀，内质网出现核糖体脱落，蛋白质停止合成，高二集体崩溃，加工、分泌作用失去，溶酶体形成自噬小泡，酶活性降低和含量减少等；3) 细胞核异常，细胞核固缩，染色加深，核结构模糊不清；4) 细胞水分变化细胞水分减少，呼吸速率降低，细胞萎缩。细胞衰老的机理:1) 自由基理论2)

28、遗传程序假说3) 端粒与假说VI.细胞坏死：指在物理，化学因素或致病因子的作用下而引起的细胞损伤和死亡，又称细胞意外死亡；细胞坏死特征：多为连续的大片细胞；细胞体积增大，肿胀；染色质散在的小聚集，呈絮状；细胞膜破坏，细胞器崩解，溶酶体酶外溢；引起周围组织的炎症反应；VII.细胞凋亡：指由基因控制的细胞自主的有序性的自然死亡过程，又称细胞编程死亡，属于生理性死亡；细胞凋亡特征：多为单个细胞；细胞体积减小，固缩；染色体聚集；细胞膜及细胞器完整；不引起周围组织炎症反应；细胞凋亡细胞坏死诱导因子生理性刺激因子物理、化学因素、致病因子调节受基因调控，主动进行离子平衡调节失衡，被动进行形态特征多位单个细胞

29、细胞体积减小、固缩染色质聚集细胞膜及细胞器完整不引起周围组织炎症反应细胞体积增大，肿胀染色质散在小聚集，呈絮状细胞膜破坏、细胞器崩解、溶酶体酶外溢引起周围组织炎症反应细胞凋亡与细胞坏死的比较细胞凋亡生物学意义：l 细胞凋亡与个体发育，对动物来说，每个时期组织结构及外形变化都依赖细胞凋亡，细胞凋亡一旦失常，可使个体发育不正常，或发生畸形，或不能存活；l 细胞凋亡与免疫，T 细胞和B细胞的成熟都与细胞凋亡有密切的关系；l 细胞凋亡与人类疾病l 目前已认识到许多人类疾病与细胞凋亡规律失常有关。第四章 微生物学导论概念：微生物是指所有形体微小，单细胞或个体结构较为简单的多细胞，甚至没有细胞结构的低等生

30、物的总称；种类：单细胞的细菌，放线菌，立克次氏体，真菌，单细胞藻类，不具细胞结构的病毒；I.微生物的作用：l 分解作用l 合成作用II.微生物形态结构与生理细菌属于原核单细胞生物，其形态大小受菌种及环境因素的影响而有所不同细菌的形态与结构：细胞壁，细胞膜、细胞质，细胞核（拟核）及细胞内含物等，有的细菌还可以形成荚膜和鞭毛，有些可形成芽孢；l 细胞壁有保护细胞和维持外形的作用，不同细菌细胞膜成分不同；荚膜有对细菌的保护作用；鞭毛是其运动器官；芽孢是在一定生长阶段的对不良环境条件具有的较强抵抗力的休眠体。细菌生长繁殖必须摄取一定的营养物质，如水，无机盐，糖类，含氮化合物，气体，生长因子等；细菌繁殖

31、分为（1）延滞期（2）对数期（3）稳定期（4）衰亡期；了解其他微生物的结构与生理，P62-64III.病毒病毒的分类1) 动物病毒2) 植物病毒3) 微生物病毒病毒的形态结构动物病毒多呈球形；植物病毒多呈杆状或丝状；噬菌体呈蝌蚪状。大部分病毒由蛋白质和核酸组成。病毒一般只含单一种类型核酸（DNA或RNA），构成病毒的髓核，它位于病毒粒子中心，是病毒繁殖、遗传、变异和感染性的物质基础；蛋白质构成了病毒粒子的衣壳。有些病毒在衣壳外还有由糖蛋白和类脂组成的被膜。如果部分病毒仅有裸露的RNA构成，称为类病毒。病毒的增值病毒侵入细胞后，控制宿主的代谢机制为其复制大量子代病毒粒子，这一过程称为病毒的增殖。

32、病毒的繁殖方式是依靠宿主细胞进行复制。首先病毒吸附于宿主细胞的表面，通过宿主细胞膜上的受体进行特异性认别和结合；也可通过静电吸引和粘附作用进行吸附。随后病毒侵入宿主细胞，动植物病毒通过吞饮而被动侵入；噬菌体以主动侵入的方式进入宿主细胞。微生物生态微生物的生态是指微生物区系（既自然群体）与各种环境因子（例如物理化学因子及生物因子）之间的相互作用关系1) 自然界中的微生物（土壤中，水中，空气中）2) 微生物在自然界物质循环中的作用3) 微生物间及微生物与其它生物之间的关系(1). 互生关系：互生关系是指两种可以单独生活的生物，当其共同生活在一起时可以相互有利。(2). 共生关系：共生关系是指两种生

33、物共居在一起，彼此依赖，创造相互有力的营养和生活条件，较之单独生活时更有利，甚至互相依存的现象。(3). 拮抗关系：拮抗关系是指一种微生物在其生命活动中产生某种代谢产物或改变其他条件，从而抑制或杀死其他微生物的现象(4). 寄生关系：寄生关系是指一种生物生活在另一种生物体内，从中摄取营养物质而进行生长繁殖，并在一定条件下能损害和杀死另一种生物或细胞的现象，前者称为寄生物，后者称为寄主或宿主。第五章 免疫学何谓免疫？免疫系统执行的免疫功能包括那几个方面？免疫免疫指机体识别和排除一切“自己”或“异己”抗原物质，以维持机体的生理平衡和稳定的功能。免疫系统是机体的一个重要的功能系统，担负着免疫防护，免

34、疫稳定与免疫监视的功能。l 免疫防护：是指机体抵抗病原微生物的侵袭或清除其它外来异物的功能。免疫防护机能过高，可导致过敏反应或变态反应，过低则可出现免疫缺陷病。l 免疫稳定：是指机体清除损伤或衰老的细胞，以维持体内的生理平衡功能。免疫稳定功能失调可导致自身免疫病的发生。l 免疫监视：是指机体识别和清除突变细胞，防止发生肿瘤的功能。免疫监视功能失调，易导致出现恶性肿瘤。I.抗原抗原是指能刺激机体的免疫系统产生使之产生特异性免疫应答，并能与其产生的抗体或效应细胞在体内或体外发生特异性反应的物质。因此抗原具有两种特性，即免疫原性和反应原性。前者指抗原分子能有到免疫应答的特性；后者指抗原分子能与免疫应

35、答产物，即抗体或效应细胞发生特异性反应的特性。抗原的特性大多数抗原为蛋白质；多糖类、脂类及核酸的免疫原性均很差，但若与蛋白质结合，其免疫原性明显增强抗原决定簇是指位于抗原分子表面的特殊化学基团能与淋巴细胞上的特异性受体或相应的抗体结合的部位。它是引起免疫应答及产生特异性反应的基本结构单位。抗原的种类抗原1. 天然抗原1) 自身(1). 正常自身组织成分及体液成分(2). 隐蔽的自身组织成分(3). 修饰的自身组织成分（肿瘤抗原）2) 异己(1). 异种抗原（微生物、异种动植物蛋白分子）(2). 同种异性抗原（血型抗原、组织相容性抗原）2. 人工抗原1) 人工结合抗原2) 人工合成抗原3) 基因

36、工程抗原疫苗：指用于刺激机体产生特异性免疫以抵御强毒病原物侵袭的抗原。包括普通疫苗、基因工程疫苗和NDNA疫苗等。II.机体免疫系统有哪些主要成员？它们在机体的免疫功能中各发挥什么作用？机体的免疫系统包括：1) 免疫器官和免疫组织：包括骨髓、胸腺、腔上囊、淋巴结、脾脏、扁桃体及肠道淋巴组织等，主要成分是淋巴组织。根据免疫器官功能的不同将其分为中枢免疫器官和外周免疫器官。两类免疫器官借助血液和淋巴相互连接。中枢免疫器官是淋巴细胞发生、分化和成熟的场所。对人和哺乳动物而言，中枢免疫器官指骨髓和胸腺；鸟类则为法氏囊。骨髓是各类免疫细胞发生的场所，也是B淋巴细胞的分化成熟场所；胸腺则是T淋巴细胞的分化

37、成熟场所。外周免疫器官是成熟淋巴细胞定居和增殖的场所，也是这些细胞在抗原刺激下发生免疫应答的部位，外周免疫器官主要包括淋巴结、脾脏和其他分散的淋巴组织。2) 免疫细胞：免疫细胞是指所有参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞的统称。包括造血干细胞、淋巴细胞、单核吞噬细胞以及粒细胞等。其中在免疫应答中起核心作用的细胞是淋巴细胞。3) 免疫分子：免疫分子是指体内参与免疫应答的分子。它包括免疫细胞膜分子（MHC抗原、FC受体、TCR、BCR等）和分泌型免疫分子（抗体、细胞因子和补体）III.抗体抗体是指机体在抗原物质刺激下，有B淋巴细胞分化成的浆细胞合成并分泌的一类具有与抗原发生特异性结合反应的球蛋白，又

38、称免疫球蛋白。抗体生物学功能：1) 与抗原发生特异性结合；2) 与补体结合并使之活化，产生多种生物学效应；3) 调理作用，表现为抗体依赖细胞介导的细胞毒作用。IV.免疫应答免疫应答的三个阶段：1) 感应阶段：至巨噬细胞对抗原的摄取、加工处理以及将抗原信息成递给免疫活性细胞的抗原呈递阶段；2) 反应阶段：指T、B细胞受抗原刺激后增殖、分化的阶段；3) 效应阶段：指效应细胞和效应分子与相应抗原或携带有抗原的靶细胞结合从而发挥免疫效应的阶段。体液免疫和细胞免疫？它们各有何特点？体液免疫是指B细胞在抗原刺激下转化为浆细胞，其合成并分泌具有特异性免疫功能的球蛋白(抗体)，抗体与相应抗原发生特异性结合，发

39、挥免疫效应的过程。即由抗体发挥效应清除抗原的过程。体液免疫的特点：1) 体液免疫主要由B细胞完成；2) 抗体作为效应分子，可经血清被动转移；3) 免疫记忆，指用同一抗原再次免疫时，可引起比初次免疫更强的抗体产生，具体表现为再次免疫反应时的抗体的产生速度，数量和亲和力均高于初次反应。细胞免疫是指由免疫细胞发挥效应清除抗原的过程。细胞免疫的特点：1) 细胞免疫主要由效应T细胞与单核吞噬细胞等完成；2) 细胞因子作为效应分子，可经细胞被动转移；3) 免疫记忆。V.免疫抑制免疫抑制是指机体对抗原刺激的无反应或低反应状态，是免疫反应的另一种表现形式。免疫抑制分为非特异性免疫抑制和特异性免疫抑制。非特异性

40、免疫抑制指机体对所有抗原刺激均呈无反应或低反应状态，表现为免疫缺陷。特异性的免疫抑制指机体对一种抗原刺激无反应或低反应的状态，表现为机体的免疫耐受。VII.免疫调节正常情况下，机体对自身成分的免疫耐受现象和对“非己”抗原的排斥功能都是在机体的免疫调节机制下进行的。因此，免疫调节机制是维持机体内环境稳定的关键。VIII.免疫病理变态反应：变态反应又称超敏反应，是指某些抗原再次进入致敏的机体时，引起机体产生特异性体液免疫或细胞免疫应答，导致组织损伤或生理功能的紊乱。免疫缺陷：免疫缺陷是指由于先天或后天因素使机体的免疫系统部分或全部发生损害，并导致机体免疫功能不全所出现的临床综合症.自身免疫与自身免

41、疫性疾病自身免疫是指机体的免疫系统对自身抗原发生免疫应答，产生自身抗体或自身致敏淋巴细胞的现象。生理情况下的自身免疫对于维持内环境的稳定有一定的作用。自身免疫性疾病是指自身抗体或致敏淋巴细胞攻击含有自身抗原的靶细胞或组织使其产生病理改变或功能障碍，形成自身免疫性疾病。人工自动免疫与人工被动免疫人工自动免疫是通过接种疫苗，类毒素等抗原激发机体产生对相应抗原的免疫力，一般用于预防。人工被动免疫是机体注射抗体，细胞因子或效应细胞等，使机体获得现成的免疫力，一般多用于治疗或紧急预防。艾滋病全称是获得性免疫缺陷综合症。是由人类免疫缺陷病毒感染人体后引起的继发性免疫缺陷症。一般由性接触或注射途径传播，也可

42、由母婴垂直传播。第六章 现代生物技术概论现代生物技术是指以生命科学为基础，利用生物的特性和功能设计构建具有预期性状的新物种和新品系，以及与工程学原理和技术相结合进行社会生产或为社会服务的综合性工程或技术领域。特点：1) 是一门多学科、综合性的技术学科；2) 需有生物催化剂的参与；3) 最后目的是建立工业生产过程或为社会服务。生物催化剂是指酶、整体细胞或多细胞生命体的总称，它们在生物反应中起催化剂的作用。生物技术的前景1) 医药领域；2) 食品供应；3) 工业；4) 能源；5) 环境保护。现代生物工程主要包括发酵工程（微生物工程）、基因工程、细胞工程、酶工程。现代发酵工程是指利用微生物，特别是经

43、过基因工程改造的微生物，作为生物催化剂进行发酵，生成人类所需产品的工程技术。发酵工程的底物1) 多糖类物质；2) 烃类物质；3) 含氮有机化合物。发酵工程的步骤：1) 上游加工过程：培养基的选择和制备2) 发酵及转化过程：包括菌种选育、发酵工程及设备工艺的选择、消毒灭菌3) 下游加工过程：发酵产物的分离提纯发酵工程的特点：1) 菌种选育方面的进步；2) 发酵设备的改进：(1). 普通发酵代谢控制发酵(2). 分批发酵连续发酵：将营养物质不断地输入发酵罐，不断排出含产物的发酵液。3) 发酵设备的更新基因工程是指按照人们的意愿，利用DNA重组技术将某一个生物的遗传物质（特定的DNA片段，称为外源基

44、因或目的基因）转入令一生物体内形成能够复制和表达的外源基因的重组体，以获得所需产品，又称遗传工程。DNA重组技术是指将两个或多个异源的DNA分子经过切割连接等步骤合成一个新的重组DNA分子，再用一定方法将重组DNA分子导入受体细胞并进行表达的技术。基因工程的工具酶：1) 限制性内切酶：在特定位置（即识别序列或识别位点）上切割线性或环状双链DNA分子，另外内切酶能切开不同的位点，形成粘性末端和平末端2) DNA连接酶：是指能够催化两个DNA片段的3羟基和5磷酸末端之间形成磷酸而脂键，使两末端连接的酶3) 末端修饰酶包括碱性磷酸酶、核酸外切酶、末端转移酶。基因工程载体是指用来运载外源基因进入受体细

45、胞的物质。条件：1) 有外源基因的插入点2) 载体必须有标记基因（抗药性标记、放射性标记），以便筛选重组体3) 形成的重组体能在受体细胞内复制和表达4) 载入的外源基因不宜太大（<15kb），否则转换率降低。目前常有的载体有质粒、噬菌体和其他载体（柯斯质粒和酵母人工染色体），质粒是细菌染色体外能自主复制和遗传的双链环状DNA分子。DNA重组技术的基本过程：1) 目的基因（DNA片段）的准备；2) 载体的准备；3) DNA重组；4) 目的基因的转移；5) 重组体的筛选；6) 重组体大规模培养和产品提取纯化。基因工程的应用微生物基因工程：微生物基因工程是指将基因工程微生物（又称基因工程菌）作

46、为生产有用代谢产物的生物反应器，即作为受体细胞来表达目的基因的系统（重组体），结合发酵工程大规模培养获得人类所需产品。植物基因工程植物基因工程是指利用DNA重组技术将外源基因导入植物细胞内，使其成为转基因植物，生产人类所需产品。动物基因工程动物基因工程是指利用基因工程基本原理对动物基因进行改造或制备转基因动物，将获得的具有优良性状的动物或作为动物生物反应器为人类服务。显微注射基本步骤：将克隆的外源基因注射到一个受精卵的细胞核中；接种后的受精卵移植到雌性动物子宫内，完成胚胎发育；移植后的受精卵发育成后代，其中部分后代的细胞内含有转入的外源基因；将能够表达外源基因的个体作为种禽或种畜，培育新的纯合

47、系转基因动物。转基因动物：将单个有功能的基因或基因簇插入到动物的细胞染色体，并在其中表达，这种动物称为转基因动物。作用：制备人类疾病动物模型，利用转基因鼠进行敲除实验，作为生物反应器，改善动物的遗传性状。转基因植物：利用DNA重组技术将外基因导入植物细胞内。价值：提高植物的农业价值园艺价值，作为生产某种蛋白的廉价生物反应器，研究基因在植物发育、生理代谢的作用细胞工程：在染色体细胞质以及整体细胞水平上按照人们的意愿改变细胞内的遗传物质，培育具有新性状的细胞甚至完整的生物个体的技术。染色体工程：染色体工程是指按照人们的意图，有计划地削减、添加和替换同源或异源染色体或染色体组的方法和技术。酶工程：是

48、指研究酶的生产和应用的一门技术性学科，包括酶制剂的制备，酶和细胞的固定化方法、酶的修饰语改造、酶反应系统的设计与分析、酶的应用，其中酶的固定化技术时酶工程的核心技术内容。单克隆抗体：又称为杂交瘤技术，是细胞融合的突出代表。将具有在体外培养条件下无限增值特性的骨髓瘤细胞语能分泌特异性抗体而不能无限增值的B淋巴细胞，经促融合剂聚乙二醇的诱导而发生聚合，形成既能在体外无限增值，抗体分泌有呈阳性的杂交瘤细胞。经筛选并克隆化后可获得杂交瘤细胞。经过处理后得到单克隆抗体。用途：可以大量生产抗体、淋巴因子（干扰素、白细胞介素-2、巨噬细胞激活因子），其制备主要应用了动物细胞融合技术。特点：特异性高，灵敏性强。克隆动物是指不经过生殖细胞结合而直接由动物体细胞获得的新动物个体多莉羊使用了核移植技术及动物细胞融合，动物细胞培养技术。克隆动物的意义：1) 验证了动物细胞的全能性；2) 使快速繁殖经济动物和拯救