上海交通大学生命科学导论复习提纲及解答

2010-2011学年第2学期《生命科学导论》复习大纲将93题熟背f听录音，看PPTf看书第一讲序论及生命的元素1．进入新世纪后，人类社会面临哪些重大问题？这些问题的解决与生命科学有何关系？人口粮食环境资源健康等。要从生命科学中寻找出路。研究人员培育的“超级水稻”在产量和蛋白质含量两方面均优于寻常品种。袁隆平杂交水稻。农业高科技改善土地承载力。矿物能源（石油、煤）必将枯竭。生物质能转化的生物能源是最理想的可循环绿色能源。一个20米直径的水池年产4吨藻类，加工后可得相当于3000升柴油的燃料。工人向被石油污染的海滩喷洒营养液，促使吃石油的细菌长起来。研制更有效的药物，改造人的基因组成。2．举例说明生命科学本质上是一门实验科学。曲颈瓶实验证明“种质论”批驳“腐生论”。具体展开见书orPPT03．生命科学与其它学科的交叉日益频繁，请举例说明生命科学如何促进了其它某一学科的发展，或其它某一学科如何促进了生命科学的发展。光学显微镜。DNA生物计算机生物大分子可以储存更多数据，有更快运算速度，进行超级并行运算04．生物学经历了哪三个发展阶段？各发展阶段有何特征？有何代表性的人物？（1）描述生物学阶段（19世纪中叶以前）主要从外部形态特征观察、描述、记载各种类型生物，寻找他们之间的异同和进化脉络0达尔文《物种起源》（1859）（2） 实验生物学阶段（19世纪中到20世纪中）利用各种仪器工具，通过实验过程，探索生命活动的内在规律0巴斯德（3） 创造生物学阶段（20世纪中叶以后）DNA双螺旋模型的发现（1953年）开创了生命科学的新时代0分子生物学和基因工程的发展使人们有可能“创造”新的物种。Watson&Crick5．如何确定人体必需微量元素？至少需要做下面三个方面的实验:1．让实验动物摄入缺少某一种元素的膳食,观察是否出现特有的病症。2．向膳食中添加该元素后，实验动物的上述特有病症是否消失。3．进一步阐明该种元素在身体中起作用的代谢机理。6.举出三种人体大量元素和三种人体必需微量元素。CHON;FeFZnSi第二讲生物大分子的结构与功能7.比较多糖、蛋白质、核酸三类生物大分子。比较项目包括：单体的名称与结构特征，连接单体的关键化学键和大分子结构的方向性。单体名称 单体结构特征 连接单体的关键 大分子结构的方向性多糖单糖多羟基醛或多羟基酮糖苷键有游离的半缩醛羟基，称还原端；否则是非还原端蛋白质氨基酸氏¥沪N—C-t*i7Aminci Cartoxvlfs肽键连成肽链氨基端（N端），羧基端（C端）核酸核苷酸碱基：嘧啶、嘌吟五碳糖：核糖或脱氧核糖磷酸磷酸二酯键5'末端3'末端8.什么是蛋白质的变性和复性？蛋白质的高级结构为何不稳定？变性就是在不利的物理或化学因素作用下，蛋白质高级结构被破坏，蛋白质的许多物化性质改变，生物活性丧失。复性就是变性的蛋白质恢复生物活性。维持生物大分子高级结构的重要因素－－非共价键键强度很小，需要多个非共价键才足以维持高级结构的稳定。简述蛋白质的一、二、三、四级结构。蛋白质的一级结构是指肽链中氨基酸的排列顺序。蛋白质的二级结构是指邻近几个氨基酸形成的一定的结构形状。如：a—螺旋和卩一折叠。蛋白质的三级结构是指整条肽链盘绕折叠形成一定的空间结构形状。如纤维蛋白和球状蛋白。蛋白质的四级结构是指各条肽链之间的位置和结构。简述水的生物功能？失去水分任何生物都不能存活。水分子能和许多生物分子之间形成氢键。水的性质影响生命活动，如：溶解性质，酸碱度，pH。地球上生命起源于水中，陆生生物体内细胞也生活在水环境中。简述DNA双螺旋模型。两条反向平行的核苷酸链共同盘绕形成双螺旋，糖一磷酸一糖构成螺旋主链。两条链的碱基都位于中间，碱基平面与螺旋轴垂直。、两条链对应碱基呈配对关系A=T（U）,G三C。螺旋直径20A，螺距34A，每一螺距中含10bp。DNA双螺旋可以看作是DNA的二级结构，DNA的三级结构的形成需要蛋白质帮助。简述tRNA的结构特征和功能。什么是mRNA，它有何功能？tRNA的二级结构呈三叶草形，它的任务是转运氨基酸。在tRNA分子中，一方面联接着被转运的氨基酸，另一方面通过反密码子把氨基酸安置到合适的位置上去。信使RNA——mRNA,DNA中的遗传信息通过转录体现在mRNA分子中核苷酸排列顺序中，mRNA中携带的遗传信息通过转译转而体现为蛋白质大分子中氨基酸的排列顺序。与遗传密码子相对应的反密码子在转运RNA（tRNA）分子中。RNA主要哪几种？信使RNA mRNA;转运RNA tRNA;核糖体RNA rRNA说明磷脂的结构、特性和生物功能。含一个小分子，一个磷酸，一个甘油分子和两个脂肪酸分子。亲水（极性）头部和两条疏水（非极性）尾部。自发形成脂双层微囊，也就是细胞膜或生物膜。第三讲新陈代谢酶的化学本质是什么？蛋白质酶作为生物催化剂的特征是什么？酶作为生物催化剂的作用机理（酶是如何降低反应活化能的）？催化效率高、专一性（特异性）、可以调节。首先需要酶与底物分子结合，酶蛋白结构中有底物结合中心/活性中心。然后，酶蛋白分子以各种方式，作用于底物分子，使底物分子活化起来。什么是酶的竞争性抑制？有的酶在遇到一些化学结构与底物相似的分子时，这些分子与底物竞争结合酶的活性中心，亦会表现出酶活性的降低（抑制）。简述磺胺类药物的作用机理。竞争性抑制细菌体内的酶ATP在生物体能量代谢中起什么作用？ATP是生物体能量流通的货币。一个代谢反应释出的能量贮入ATP,ATP所贮能量供另一个代谢反应消耗能量时使用。20．叶绿体中进行的光合作用可分为哪两个步骤？各有何特征？光反应：在叶绿素参与下，把光能用来劈开水分子，放出O2,同时造成两种高能化合物ATP和NADPH。暗反应：把ATP和NADPH中的能量，用于固定CO2,生成糖类化合物。这个过程不需要光。简述糖酵解途径的要点。六个碳的葡萄糖分解为两个三碳的丙酮酸，净得两个ATP，同时还产生NADH。糖酵解途径可以在无氧情况下进行，但是要解决NADH变回到NAD+问题。？哪种细胞器与生物氧化取得能量的关系最大？线粒体23•什么是密码子和反密码子？mRNA分子中每三个核苷酸序列决定一个氨基酸，这就是通常所说的三联密码子。与密码子形成配对关系核苷酸组成的密码子。A-UC-G蛋白质生物合成的主要步骤。蛋白质合成的第一步是mRNA的合成。以四种三磷酸核苷为原料，以DNA(大分子中的一段)为模板，由RNA聚合酶催化。mRNA的合成在细胞核内进行；然后，mRNA从核内移至细胞质中。蛋白质合成的第二步需依托核糖体，在细胞质中，mRNA先与核糖体结合。从起始密码子开始，通过同样的反密码子和密码子配对关系带来tRNA,相互连接形成肽链直到遇到终止密码子。肽链从RNA上脱离，tRNA从核糖体上脱离，核糖体与mRNA脱离。第四讲细胞简述细胞学说的要点。(1)细胞是所有动、植物的基本结构单位。(2)每个细胞相对独立，一个生物体内各细胞之间协同配合。(3)新细胞由老细胞繁殖产生。比较真核生物与原核生物。有无细胞核，原核生物有拟核，无其他各种细胞器。什么是细胞膜的流动镶嵌理论。脂双层形成框架，蛋白质镶嵌其中，蛋白质和脂类分子是动态的。细胞分裂对细胞生长有何重要意义？细胞分裂是细胞生长过程中保持足够表面积，维持一定的生长速率的重要措施。细胞表面担负着输入养分，排出废物的重任。表面积/体积比值的下降，意味着代谢速率的受限和下降。什么是细胞周期？细胞周期分哪几个阶段？细胞从前一次分裂结束到后一次分裂完成，称为一个：细胞周期。通常，细胞周期可以区分为四个阶段：M期——分裂期，在这个阶段可以在显微镜下看到细胞分裂过程。G1期，S期，G2期——都是DNA合成期。G1期，S期和G2期又总称为：分裂间期。30•什么叫减数分裂？减数分裂有哪些特点？由2n的体细胞产生n的生殖细胞，需要经过减数分裂。减数分裂的特点：一是子细胞染色体数减半；二是子细胞基因组合大为丰富。31•比较染色质与染色体。分裂间期细胞核内DNA分子在一些蛋白质的帮助下有一定程度的盘绕形成核小体，多个核小体串在一起形成染色质，染色质是细胞分裂间期遗传物质存在的形式。染色质折叠包装，压缩8400倍形成光镜下可见的染色体。什么叫细胞调亡？细胞调亡与细胞坏死有何不同？因个体正常生命活动的需要，一部分细胞必定在一定阶段死去，称细胞凋亡。因环境因素突变或病原物入侵而死亡，称为细胞坏死。细胞凋亡：细胞变圆,与周围细胞脱开，核染色质凝聚，细胞膜内陷，细胞分为一个个小体，被周围细胞吞噬。细胞坏死：细胞外形不规则变化，溶酶体破坏，细胞膜破裂，胞浆外溢，引起周围炎症反应。第五讲基因与基因工程简述孟德尔的两个定•律。简述基因的连锁与互换定■律。孟德尔第一定律分离律。基因在生物体细胞中成对存在，在形成生殖细胞——配子时，成对的基因彼此分离，进入不同配子中去。受精时，雌雄配子随即结合形成合子。孟德尔第二定律－－自由组合律。一对性状的分离与另一对性状的分离是相互独立的，而且是可以自由组合的。9：3：3：1。杂合体形成配子时位于同一染色体上的两对基因连在一起，不能自由组合，只能一同遗传，叫连锁。减数分裂形成配子时，同源染色体发生了染色体片段交换，叫互换。DNA的半保留复制。DNA双螺旋在复制生成的新DNA中各占一半。35•什么是基因？基因的化学本质是什么？基因（遗传因子）是遗传的物质基础，基因在染色体上，是一段核苷酸序列。36.显性性状和隐性性状在遗传中各有何规律？有显性因子就成显性，全是隐性因子才成隐性。37.说出一个证明DNA是遗传物质基础的重要实验。爱弗莱放射性同位素标记噬菌体的实验证实，进入细菌改变特性的遗传物质是DNA，而不是蛋白质。38•简述基因工程的操作流程。获得目的基因，构造重组DNA分子，转化或转染，表达，蛋白质产物的分离纯化中心法则。遗传信息由DNA(复制DNA转录到)通过RNA(翻译成)流向蛋白质的普遍规律。什么是基因文库？从组织细胞中可以分离得到人/小鼠的全套基因，称为基因文库。41•在构建重组DNA分子时，限制性核酸内切酶有何作用？此酶识别一定碱基序列，有的还可切出“粘性”末端，使得目的基因和载体的连接非常容易。多聚酶链式反应(PCR)的功能是什么？简述它的工作原理。把目的基因的寻找和扩增，放在一个步骤里完成。第一步——900C高温下，使混合物的DNA片断因变性而成单链。第二步——500C温度下，引物DNA结合在适于配对的DNA片断上。第三步——700C温度下，由合成酶(DNA高温聚合酶)催化，从引物开始合成目的基因DNA。第六讲遗传病与人类基因组计划什么是遗传病？由于某个基因的缺失、突变或异常，导致一定病症的出现。可以遗传给下一代子女这类病的遗传遵循孟德尔规律。遗传病的诊断可分为哪几个层次？遗传病的治疗可分为哪几个层次？(1)检查特征的异常代谢成份(2)调查家族病史，以查明遗传病的遗传特征(3)检查异常基因是遗传病确证的关键步骤。治疗：(1)生理水平的治疗——对症治疗(2)蛋白质水平治疗(3)基因治疗位于常染色体上的隐性单基因遗传病有何特征？只有在父母均携带缺陷基因情况下，子女才可能表现病症。位于常染色体上的显性单基因遗传病有何特征？父母一方有病症，子女出现病症的概率为50%。父母双方有病症，子女出现病症的概率为3/4。位于X染色体上的单基因遗传病有何特征？母/女常常是缺陷基因携带者。病症更多出现在儿子

身上48．非洲大陆某些地区镰刀状贫血症发病率高，携带者也多；这些地区恰恰又是一种恶性疟疾流行地区。请问这两者之间有何关联？镰刀状贫血症缺陷基因携带者比正常人对恶性疟疾有抗性？49．举例说明基因治疗的主要步骤。找到致病基因，克隆得到大量与致病基因相应的正常基因，采取适当方法把正常基因放回到病人身体内去，进入体内的正常基因应正常表达。1990年第一例基因治疗临床试验使腺苷酸脱氨酶（ADA）基因进入骨髓细胞，再送回病人体内，治疗严重综合免疫缺失症（SCID）获得初步效果。50．什么是人类基因组计划？人类基因组计划有何意义？中国参与了其中哪些工作？测出人类全套基因组的DNA碱基序列。（1）开创生命科学新纪元（2）推动新学科兴起生物信息学，基因组学等（3）在HGP推动下，生物产业和生物经济快速发展。中国跻身HGP，承担1%测序任务。第七讲生物体内的信息传递51．人体协调内部的生物信息过程主要涉及哪两大系统？人体协调内部的生物信息过程主要涉及两个系统：神经系统（协调内、外）内分泌系统（主要协调内部）52．神经元细胞由哪几部分组成？各有何特征？（1）细胞体：含有细胞核的膨大部分，细胞体的表面膜有接受刺激功能。（2）树突：短分支的突起。树突的功能是接受刺激，传入刺激（。3）轴突：每个神经元，一般只有一条轴突。轴突外面常包着充满磷脂的髓鞘。轴突的主要功能是传出神经冲动。（4）突触：轴突的末梢有若干分支，每个分支的末端膨大形成小球状，这是神经元传出神经冲动的终端;53．什么是突触？对电突触和化学突触进行比较。突触是神经细胞和接受神经信号的细胞之间的连接处。电突触（低等动物）化学突触（高等动物）间隙2nm20nm传导电位神经递质

传导电位神经递质逆向可以不可以逆向可以不可以54．什么是神经递质？神经元在突触处释放化学物质，称为神经递质55．什么叫动作电位和静息电位？当神经细胞受到刺激时，细胞膜的透性急剧变化，大量正离子（主要是Na+）由膜外流向膜内，使膜两侧电位从一70mV,—下子跳到+35mV，这就是动作电位。神经元在静息状态时，即未接受刺激，未发生神经冲动时，细胞膜内积聚负电荷，细胞膜外积聚着正电荷，膜内外存在着一70mV电位差。56．动作电位产生和传播的特点是什么？“全或无”：刺激强度不够，不产生动作电位，刺激达到或超过有效强度（阈值），动作电位恒定为+35mV。快速产生与传播：动作电位的产生很快，大约仅需1ms时间。动作电位一经产生，很快从刺激点向两侧传播，传播速度可达100m/S。不应期：产生动作电位需1ms,再加上恢复到原来静息电位状态3—5ms，所以在一个刺激作用后，直至恢复到静息电位状态，总共4—6ms。这段时间内，神经细胞对新的刺激无反应，称为不应期。57．细胞如何接受固醇类激素的信号？固醇类激素的受体在细胞质中/细胞核内。固醇类激素直接进入细胞，和受体结合，受体活化后，能结合到DNA的特定位置，调节基因表达58．细胞如何接受水溶类激素的信号？（1）肾上腺素与位于细胞膜上的受体相结合。活化后的受体推动腺苷酸环化酶的活化，在该酶的催化下，产生出环状腺苷酸cAMP。cAMP再继续推动后面许多反应，使细胞出现总效应，最后使血糖上升。（2）胰岛素和一些生长因子与它们相应的受体结合，引起的第一步反应是使受体蛋白质本身磷酸化——磷酸结合在受体蛋白质分子中氨基酸残基上。由磷酸化的受体，推动后面一步步反应，使信号通过一个个蛋白质传下去，直至活化能调节基因的蛋白质——转录因子。59．什么是第二信使？在激素作用下，胞内最早反映出浓度变化。能够推动后续反应。浓度一度升高后，能很快恢复，准备应付后一个刺激。60．cAMP的中文名及其生理功能。环状腺苷酸。起第二信使的作用，推动后续多步反应，使激素效应放大。61．什么是转录因子？能调节基因的蛋白质第八讲免疫62．试比较非特异性免疫和特异性免疫。非特异性免疫：机械阻挡（皮肤、粘膜），吞噬细胞，发热反应（炎症，全身发烧），干扰素反应较快，不具特异性。特异性免疫：免疫活性细胞，反应较慢，具特异性。63．举出几个非特异性免疫的例子。机械阻挡（皮肤、粘膜），吞噬细胞，发热反应（炎症，全身发烧），干扰素：在病毒入侵后细胞产生干扰素，作用于同种细胞,使后者获得抗病毒能力。免疫器官有哪些？骨髓：各种血细胞生成场所。胸腺：T—淋巴细胞成熟场所。脾脏：贮存淋巴细胞的场所。淋巴结和淋巴管：构成淋巴细胞贮存运输系统。免疫、细胞免疫与体液免疫的含义。免疫：消灭“异己“保证机体的健康生存。细胞免疫：效应T细胞对抗原直接杀伤靶细胞。体液免疫：B细胞产生抗体66.比较B细胞与T细胞的异同点。B—细胞 T—细胞来源 骨髓 骨髓成熟 骨髓 胸腺寿命几天至十几天几年占白细胞总数 20％ 80％功能 体液免疫（抗体）细胞免疫抗体的基本结构。抗体与抗原的特异结合有哪几种方式？抗体是由四条肽链组成的蛋白质分子。轻链可变区，重链可变区，补体结合区（Fc）。中和反应：抗体结合抗原以便吞噬细胞吞噬。聚集反应：抗体是双价的，可以使抗原聚集，以便吞噬。沉淀反应：抗体结合后，使可溶性抗原大分子沉淀，以便吞噬。T细胞分为哪几类？Tc，细胞毒T细胞。T协助T细胞。Ts,抑制T细胞H，抗体如何在免疫系统中发挥作用？见67题巨噬细胞在免疫系统中起那些作用？巨噬细胞起抗原呈递细胞（APC）作用，并分泌IL—1。帮助激活TH

71•什么是克隆选择学说？身体内储有千千万万种各带不同受体的免疫细胞，每种抗原刺激从中选择活化一种72•特异性免疫的两个特点。记忆性，专一性（特异性）记忆性的来源是因为激活后的免疫细胞中一部分变成记忆细胞。免疫细胞表面有特异结合抗原的受体。所以，免疫细胞可以对付千变万化的抗原。73•人工自动免疫与人工被动免疫有何不同？（1）人工自动免疫生物制品 促使人体产生特异免疫能力。注射抗原，使人体“主动地”产生特异抗体。（2）人工被动免疫生物制品 向人体提供特异的或非特异的免疫能力。注射含抗体成份的抗血清，使人体“被动地”获得特异的或非特异的抵抗能力。74•简述单克隆抗体的制备。75•举例说明免疫方法如何被用作实验方法。（1）亲和层析：利用抗原/抗体专一性结合原理从各种杂蛋白中分离目的蛋白。第九讲朊病毒（普列昂）平斷绡殖 取出粤脏分离瀑巴细胞细咆驰合能牛长单牛细胞分禺培芥简述确定病源物的柯赫法则。（1）从发病动物分离出病原物。（2）再接种到健康动物，引起同样疾病。（3）再分离出病原物，应和接种的病原物具相同特性。平斷绡殖 取出粤脏分离瀑巴细胞细咆驰合能牛长单牛细胞分禺培芥病毒有哪些主要的特征。没有细胞结构。最简单的病毒只由蛋白质分子和核酸分子组成，称为核衣壳。有些结构复杂的病毒，还有包膜包在核衣壳外面，或者带有一些特殊的酶。78•简述噬菌体侵染细菌的过程。附着——识别过程。侵染——病毒核酸进入寄主细胞。复制——复制病毒核酸，合成病毒外壳蛋白质。组装——形成一批子代病毒粒子。裂解——寄主细胞破裂，释出病毒粒子。79•什么叫“朊病毒”？是一种不含任何核酸的小分子无免疫原性的疏水蛋白质分子，能侵染动物并可在宿主细胞内增殖。80•“朊病毒”的发现有何理论意义和实践意义？?81．朊病毒是如何使人或动物致病的（致病机理）？因为PrPsc的入侵，把脑细胞中原来就有的PrPc“带坏”使PrPc重新折叠，形成新的高级结构，变成了PrPsc。增多的PrPs形成淀粉样斑，造成脑细胞破坏，出现空斑。第十讲克隆羊82．什么是细胞分化，细胞的发育潜能有哪几种情况？在个体发育中，细胞后代在形态结构和功能上发生差异的过程，称为细胞分化。全能性——具有能使后代细胞形成完整个体的潜能的细胞,称全能性细胞。多能性——具有分化出多种组织或细胞（但是不能形成完整个体）的潜能的细胞,称多能性细胞。单能性——只能分化成一种细胞的干细胞称单能干细胞。83．什么是分化决定子？它的化学本质是什么？细胞质中有着决定细胞分化全能性的物质，称为分化决定子。是RNA。这些RNA构成母体信息，决定受精卵的发育潜能。