生命科学导论课后习题答案

提要生命的定义生命的物质基础是蛋白质和核酸。生命运动的本质特征是不断自我更新，是一个不断与外界进行物质和能量交换的开放系统。生命是物质的运动，是物质运动的一种高级的特殊实在形式。生命的特征从受精卵到个体要经历生长与发育过程。生命通过繁殖而延续，DNA是基本的遗传物质。细胞是生物的基本结构单位和基本功能单位。生物体不断地吸收外界的物质，并将代谢产物排出体外。新陈代谢的各种生命活动是在生理条件下进行的，生物对外界的刺激能做出应激反应。选择使生物不断进化与适应环境。壳多糖为N-乙酰氨基葡萄糖聚合成的多糖。存在于虾、蟹等甲壳类动物的甲壳之中。糖类化合物的生物学功能：作为生物体结构物质作为生物体内的主要能源物质在生物体内转变为其他物质作为细胞识别的信息分子提要生命的形式多种多样、形态多变，但是化学成分是同一的。参与生物体组成的元素30余种，分为常量元素和微量元素。不同类型的细胞，分子组成大致相同，但是这些物质的相对含量相差很大。生命来自海洋，生物离不开水，水的特性符合生物生存的需要。氨基酸分子的特点结构：都是-氨基酸，除甘氨酸外都是L-型氨基酸。多羟基醛或多羟基酮称为糖。自然界中的单糖都是D-型结构。单糖的生物功能：作为寡糖和多糖的组成元件，作为燃料被氧化分解产生能量，组成各种糖复合物参与细胞信号传递。核苷酸由含氮碱基(嘌呤或嘧啶)、核糖或2'-脱氧核糖、磷酸3部分组成。脂类物质是生物体内所有能溶于有机溶剂的多种化合物的总称。蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的。多肽链的阅读从N端到C端。核酸分为DNA和RNA两类，是由核苷酸通过3'-5'磷酸二酯键连接起来的线性大分子。多核苷酸的阅读从5'→3'。多糖是由多个单糖分子缩合、失水而成，是一类分子机构复杂且庞大的糖类物质。糖类化合物的生物学功能：作为生物体结构物质，作为生物体内的主要能源物质，在生物体内转变为其他物质，作为细胞识别的信息分子。提要生命的形式多种多样、形态多变，但是化学成分是同一的。参与生物体组成的元素30余种，分为常量元素和微量元素。不同类型的细胞，分子组成大致相同，但是这些物质的相对含量相差很大。生命来自海洋，生物离不开水，水的特性符合生物生存的需要。氨基酸分子的特点结构：都是-氨基酸，除甘氨酸外都是L-型氨基酸。多羟基醛或多羟基酮称为糖。自然界中的单糖都是D-型结构。单糖的生物功能：作为寡糖和多糖的组成元件，作为燃料被氧化分解产生能量，组成各种糖复合物参与细胞信号传递。核苷酸由含氮碱基(嘌呤或嘧啶)、核糖或2'-脱氧核糖、磷酸3部分组成。脂类物质是生物体内所有能溶于有机溶剂的多种化合物的总称。蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的。多肽链的阅读从N端到C端。核酸分为DNA和RNA两类，是由核苷酸通过3'-5'磷酸二酯键连接起来的线性大分子。多核苷酸的阅读从5'→3'。多糖是由多个单糖分子缩合、失水而成，是一类分子机构复杂且庞大的糖类物质。糖类化合物的生物学功能：作为生物体结构物质，作为生物体内的主要能源物质，在生物体内转变为其他物质，作为细胞识别的信息分子。提要细胞分裂是细胞生命活动的重要特征之一，是生物繁育的基础。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。细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分完成所经历的一个有序过程称为细胞周期。减数分裂是只进行一次DNA复制，进行两次细胞分裂，染色体数目减半的一种特殊的有丝分裂。发育过程中细胞后代在形态、结构和功能上发生差异的过程称为细胞分化。多细胞生物个体的所有细胞来自受精卵，细胞有丝分裂的机制使每个细胞都有一套完整的遗传信息。干细胞是一类具有自我更新和产生分化后代这两种基本特性的细胞。衰老是指生物发育成熟后，随着年龄的增加，机能减退，内环境稳定性下降，结构中心组分退行性变化，趋向死亡的不可逆的现象。细胞凋亡是一个主动的由基因决定的自动结束生命的过程，常被称为细胞编程死亡。癌细胞是一种变异的细胞，是产生癌症的病源，癌细胞与正常细胞不同，有无限生长、转化和转移三大特点。提要环境信息被细胞感受并转化为细胞信号，并在细胞间和细胞内传递的过程称为细胞通讯。由细胞产生的能影响自身细胞或其他细胞的化学物质，称为信号分子。细胞信息传递分为跨膜信号转导和胞内信号受体信号传递。学习是指人和动物获得关于外界信息的过程，记忆是将获得的信息进行储存和读出的过程。记忆是学习的必要条件。社会生物学家将学习分为：行为学习和认知学习。神经生物学家将学习分为：非联合和联合型学习。按保持时间记忆分为：感觉记忆、短期记忆、长期记忆。按记忆事物的性质分为：陈述性记忆、程序性或暗示性记忆。激素由内分泌腺或内分泌细胞分泌的高效生物活性并直接分泌入血的化学信息物质，对机体的代谢、生长、发育、繁殖、性别、性欲和性活动等起重要的调节作用。激素的作用机制：激素通过与细胞膜上或细胞质中的专一性受体蛋白结合而将信息传入细胞，引起细胞内发生一系列相应的连锁变化，最后表达出激素的生理效应。激素的生理作用：调节蛋白质、糖和脂肪等物质的代谢与水盐代谢，维持代谢的平衡，为生理活动提供能量；促进细胞的分裂与分化，确保各组织、器官的正常生长、发育及成熟，并影响衰老过程；影响神经系统的发育及其活动；促进生殖器官的发育与成熟，调节生殖过程；与神经系统密切配合，使机体能更好地适应环境。特异性免疫又称获得免疫，是获得免疫经后天感染或人工预防接种而使机体获得抵抗感染能力。一般是在微生物等抗原物质刺激后才形成的，并能与该抗原起特异性反应。特异性免疫具有特异性，能抵抗同一种微生物的重复感染，不能遗传。非特异性免疫又称天然免疫，是人类在漫长进化过程中获得的一种遗传特性。对各种入侵的病原微生物能快速反应，同时在特异性免疫的启动和效应过程也起着重要作用。细胞免疫是以淋巴细胞中的T细胞为核心的免疫应答反应。体液免疫是以特异性抗体起主要作用的免疫应答反应。免疫应答是抗原特异性淋巴细胞对抗原分子的识别、自身活化、增殖、分化及产生免疫效应的过程。免疫应答的基本过程：

识别阶段

T细胞和B细胞分别通过T细胞抗原受体和B细胞抗原受体精确识别抗原，其中T细胞识别的抗原必须由抗原提呈细胞来提呈。活化增殖阶段识别抗原后的淋巴细胞在协同刺激分子的参与下，发生细胞的活化、增殖、分化，产生效应细胞、效应分子、和记忆细胞。效应阶段由效应细胞和效应分子清除抗原。提要一对等位基因控制同一相对性状。控制不同性状的基因是各自独立的。等位基因有显性基因和隐性基因之分。相对性状有显性性状和隐性性状之分。在形成配子时，等位基因相互分离，分别进入到不同的配子中；非等位基因彼此分离，独立随机地组合到不同的配子中。一对等位基因遗传时，F1的基因型为杂合，呈显性性状，F2中显、隐性比例为3∶1。两对及以上非等位基因遗传时，F2中的性状分离比例为(3∶1)n。基因的独立分离与自由组合特性与减数分裂中的染色体的行为相平行。性染色体：与性别相关的一对具特殊形态的同源染色体。XY型性决定：XX为雌性，XY为雄性(人类，全部哺乳动物，部分两栖动物及部分鱼类)。性染色体上基因所控制的某些性状总是伴随性别而遗传的现象，称为伴性遗传。连锁与交换遗传定律处在同一染色体上的两对或两对以上的基因遗传时，联合在一起共同出现在后代中的频率大于重新组合的频率。细胞质遗传则是由于细胞质中的基因所起的作用，这些基因通过细胞质一代一代的传递。质核型不育性由于细胞质基因育核基因间的互作，故即可以找到保持系→不育性得到保持、也可找到相应恢复系→育性得到恢复，实现三系配套。基因的表达就是：DNA转录成RNA，再由RNA翻译成蛋白质。操纵子是原核细胞基因表达系统的功能单位，由起动基因(P)，操纵基因(O)和多个结构基因组成。真核基因表达可在转录前，转录过程，转录后加工，翻译，翻译后加工等多种水平上进行调控。基因工程利用重组DNA技术，将目的基因与载体DNA在体外进行重组，然后把这种重组DNA分子引入受体细胞，并使之增殖和表达。一个生物体的基因组是指一套染色体中的完整的DNA序列。核基因组是单倍体细胞核内的全部DNA分子。基因组学是研究基因组的结构、组成、功能及表达产物的学科。后基因组学是在完成基因组图谱构建以及全部序列测定的基础上，进一步研究全基因组的基因功能、基因之间的相互关系和调控机制为主要内容的学科。提要双名法每个物种的学名用拉丁文命名，由两部分组成，第一部分是属名，是名词性质，第一个字母要大写；第二部分是种名，是形容词。1969年美国Whittaker将生物分为五界：原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界。生物分类等级：界、门、纲、目、科、属、种。植物是适应陆地生活的多细胞的进行光合作用的真核生物，由根、茎、叶组成。高等植物：苔藓植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物。动物界根据动物体细胞的数量分为单细胞的原生动物和多细胞的后生动物两大类。脊椎动物包括鱼类、两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物等5大类。微生物是形态微小、个体结构简单、种类繁多的低等生物的统称。微生物的特点:体积小,面积大;吸收多,转化快;生长旺,繁殖快;适应强,易变异;分布广,种类多。生物多样性是指在一定时间内，一定地区或空间的所有生物物种与变异及其生态系统组成的复杂性。生物多样性包括：遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。提要生态系统是指在一定的空间内生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动而互相作用、直相依存所构成的一个生态学功能单位。生态系统都是由非生物成分和生物成分组成的。生物成分包括：生产者、消费者、分解者。生态系统中的各种生物通过一系列吃与被吃而以食物营养关系彼此联系起来的序列称为食物链。食物链的特点：一条食物链一般包括3~5个环节；食物链的开始通常是绿色植物(生产者)；食物链的第二个环节通常是植食性动物；食物链中的第三个或其他环节的生物一般为肉食性动物。生态系统中能量流动的途经：太阳能→植物光合作用→草食动物→肉食动物。物质循环分为水循环、气体型循环和沉积型循环。生物量是单位面积内动植物等生物的总量(kg/m2)。生态平衡是指在生态系统中能量、物质的输入与输出在较长时间内趋于相等，结构和功能处于相对稳定状态，在受到外来干扰时，能通过自我调节恢复到初始的稳定状态。人类与环境的关系主要是通过人类的生产和消费活动而表现出来，不断地从环境中以资源的形式获得物质、能量和信息，经过消费活动再以“三废”的形式排到环境中。提要生物技术对医学、农业、工业、环境等方面有着广泛而深刻的影响。生物材料在医学领域有着广泛的应用前景。生物传感器的特点：采用固定化生物活性物质作催化剂，价值昂贵的试剂可以重复多次使用。专一性强，只对特定的底物起反应，而且不受颜色、浊度的影响。分析速度快，可以在一分钟得到结果。准确度高，一般相对误差可以达到1%。操作系统比较简单，容易实现自动分析。成本低，在连续使用时，每例测定仅需几分人民币。沼气是可再生的生物能源，沼气发酵的优点：沼气发酵后残渣中有机物含量减少。消化后残渣是一种气味很小的固体或流体。可产生有用的终产物—甲烷，它是清洁而方便的燃料。在沼气发酵过程中杂草种子和一些病原物被杀灭。发酵过程中N、P、K等肥料成分几