2011年上海交通大学生命科学导论期末复习提纲.wps

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1、 2010-20112010-2011 学年第学年第 2 2 学期复习大纲 学期复习大纲 第一讲 序论及生命的元素第一讲 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？ 答：人口问题； 粮食问题：绿色革命，超级水稻，农业高科技； 健康问题； 资源问题：生物质能转化的生物能源是最理想的可循环绿色能源；很多不起眼的生物， 很可能就是药物、材料等的宝贵资源； 环境问题：被石油污染的海滩喷洒营养液，促使吃石油的细菌长起来； 2举例说明生命科学本质上是一门实验科学。 答：大多生命科学定律、 原理，都是通过实验现象而发现；而验证其正确性，亦是通过相关 实验来

2、得到证实的。 3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。 答：详见绪论PPT 中的表格（46 页）。 4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？ 答：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）：用各种仪器工具，通过实验过程，探 索 生命活动的内在规律巴斯德； 3）创造生物学阶段（20 世纪中叶以后）：DNA 双螺旋模型的发现（195

3、3年）开创了 生 命科学的新时代；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 沃森、克里克； 5如何确定人体必需微量元素？ 答：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。 答：大量元素：C 、H 、O 、N 、P 、S 微量元素：Fe 、F 、Zn 、Si 、Se 、Mn 第二讲 生物大分子的结构与功能第二讲 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

4、结构特征，连接 单体的关键化学键和大分子结构的方向性。 答： 生物大分子单体结构特征化学键方向性 多糖单糖多羟基醛酮糖苷键左非又还 蛋白质氨基酸-氨基羧酸肽键左氨又羧 核酸核苷酸碱基、磷酸、戊糖3，5-磷酸二之间上5下 3 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？ 答：变性：在外界理化因素影响下，蛋白质的空间结构、生物活性、理化性质发生改变； 复性：蛋白质的空间结构、生物活性、理化性质得到回复； 原因：维系蛋白质的高级结构是非共价键，键强度很小； 9简述蛋白质的一、二、三、四级结构。 答：一级结构：指肽链中氨基酸的排列顺序； 二级结构：指邻近几个氨基酸形成的一定的结构形状； 三

5、级结构：指整条肽链盘绕折叠形成一定的空间结构形状； 四级结构：指各条肽链之间的位置和结构； 10简述水的生物功能？ 答：1）生物体的重要组成部分；2）生命起源于水中；3）水的特性影响生命活动；4）营 养价值； 11简述 DNA 双螺旋模型。 答：A、两条反向平行的核苷酸链共同盘绕形成双螺旋，糖磷酸糖构成螺旋主链； B、两条链的碱基都位于中间，碱基平面与螺旋轴垂直； C、两条链对应碱基呈配对关系：AT 、GC； D、螺旋直径 20A，螺距 34A，每一螺距中含 10 bp； 维系作用：氢键、碱基堆积疏水； 12简述tRNA 的结构特征和功能。什么是 mRNA，它有何功能？ 答：二级结构：三叶草结

6、构；三级结构：倒“L”型；功能：负责在蛋白质合成过程中奖合 适的氨基酸转移到合适位置； 信使 RNA，作为蛋白质合成中的模板，负责吧 DNA 中的遗传信息，转达为蛋白质中 氨 基酸序列； 13RNA 主要哪几种? 答：mRNA 、rRNA 、tRNA 14说明磷脂的结构、特性和生物功能。 答：结构：一个极性头部(胆碱)，两条非极性尾巴（脂肪酸）； 特性：两亲性、水环境中自发形成“脂双层”结构； 生物功能：生物膜的主要组成部分； 第三讲 新陈代谢第三讲 新陈代谢 15酶的化学本质是什么？ 答：蛋白质或RNA； 16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

7、的）？ 答：特征：催化效率高、专一性 (特异性)、 可以调节； 机理：降低活化能：酶蛋白结构中有底物结合中心/活性中心、使底物靠拢、使底物 子产生应力、使底物分子电荷变化； 17什么是酶的竞争性抑制？ 答：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）； 18简述磺胺类药物的作用机理。 答：细菌生长因子对氨基苯甲酸与磺胺类药物化学结构相似，可竞争性抑制细菌体内的酶； 19ATP 在生物体能量代谢中起什么作用？ 答：生物体能量流通的货币； 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？ 答：光反应：在叶绿素参与下，把光

8、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； 21简述糖酵解途径的要点。 答：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； 22哪种细胞器与生物氧化取得能量的关系最大？ 答：线粒体； 23什么是密码子和反密码子？ 答：密码子：mRNA 上3个相邻核苷酸组成的基本编码单位； 反密码子：tRNA 上可与密码子配对的 3 个相邻的核苷酸； 24蛋白质生物合成的

9、主要步骤。 答：蛋白质合成的第一步：由DNA 指导 mRNA（信使 RNA）的合成。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； 蛋白质合成的第二步：由mRNA 指导蛋白质合成。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； 第四讲 细胞第四讲 细胞 25简述细胞学说的要点。 答：（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； 26比较真核细胞与原核细胞。 答： 细胞核细胞器核糖体 真核细胞成形的细胞核80S 原核细胞无成形细胞核（拟 核） 只有核糖体7

10、0S 27什么是细胞膜的流动镶嵌理论。 答：细胞膜的框架，就是脂双层，还有蛋白质“镶嵌”其中。1970s 提出的流动镶嵌学说, 强 调了生物膜中脂分子和蛋白质分子的运动。 28细胞分裂对细胞生长有何重要意义？ 答：1）维持一定的表面积/体积； 2）维持一定的生长代谢； 3）细胞繁衍的方式； 29什么是细胞周期？细胞周期分哪几个阶段？ 答：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； G1 、S 、G3 、M期； 30什么叫减数分裂？减数分裂有哪些特点？ 答：生殖细胞分裂方式，遗传物质总量发生减半，DNA 复制一次，细胞分裂两次； 特点：一是子细胞染色体数减半；二是同源染色体配对，子

11、细胞基因组合大为丰富； 三 是染色体交叉基因重组； 31比较染色质与染色体。 答：染色质：处于分裂间期的细胞，细胞核内的 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。 所以，染色质是在细胞 分裂间期遗传物质存在的形式； 染色体：。当细胞进入 M 期时，染色质折叠包装，大约压缩8400 倍，形成光镜下可以 看到的染色体； 32什么叫细胞调亡？细胞调亡与细胞坏死有何不同？ 答：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，称为病理死亡，或细胞坏死； 不同点：详见第四讲PPT（86 页

12、）； 第五讲 基因与基因工程第五讲 基因与基因工程 33简述孟德尔的两个定律。简述基因的连锁与互换定律。 答：分离定律：一对性状杂交，子一代全为显性性状，子一代之间自交，子二代为：显性 性 状：隐性性状3：1； 自由组合定律：一对性状杂交，子一代全为显性性状，子一代之间自交，子二代为： 显 性性状：隐性性状3：1； 连锁：不同基因位于同一染色体；互换：在配子形成的减数分裂过程中，同源染色体 配 对后发生部分片段的交叉与交换； 34 DNA的半保留复制。 答：DNA 在进行复制的时候链间氢键断裂，双链解旋分开，每条链作为模板在其上合成互 补链，经过一系列酶（DNA 聚合酶、解旋酶、链接酶等）的作

13、用生成两个新的 DNA 分子。 子代 DNA分子其中的一条链来自亲代 DNA ，另一条链是新合成的，这种方 式称半保留复制。 35什么是基因？基因的化学本质是什么？ 答：定义：编码蛋白质或RNA 等具有特定功能产物的遗传信息的基本单位，是染色体或基 因组的一段DNA 序列； 化学本质：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？ 答：当控制某一对性状的一对遗传因子均为隐性时，才表现出隐性性状；其他情况下，包 括一对遗传因子均为显性，或一个显性一个隐性，均表现出显性性状。 37说出一个证明DNA 是遗传物质基础的重要实验。 答：肺炎双球菌的转化实验。 38简述基因工程的操作流程。

14、 答：将外源基因（又称目的基因，是一段 DNA 片断）组合到载体 DNA 分子中去，再把它 转到受体细胞（亦称寄主细胞）中去，使外源基因在寄主细胞中增殖和表达，从而得 到 期望的由这个外源基因所编码的蛋白质。 39中心法则。 答：遗传信息储存在核酸中；遗传信息由核酸流向蛋白质； 40什么是基因文库？ 答：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？ 答：获得相同可配对的碱基DNA 末端。 42多聚酶链式反应（PCR）的功能是什么？简述它的工作原理。 答：功能：把寻找目的基因和扩增目的基因两步操作并成一步； 原理：第一步：9

15、0高温下，使混合物的 DNA 片断因变性而成单链； 第二步：50 温度下，引物 DNA 结合在适于配对的 DNA片断上； 第三步：70 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第六讲 遗传病与人类基因组计划 43什么是遗传病？ 答：遗传病是指由遗传物质发生改变而引起的或者是由致病基因所控制的疾病。 44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？ 答：诊断：（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

16、； （2）蛋白质水平治疗； （3）基因治疗； 45位于常染色体上的隐性单基因遗传病有何特征？ 46位于常染色体上的显性单基因遗传病有何特征？ 47位于X 染色体上的单基因遗传病有何特征？ 答：以上三题详见第六讲PPT（35 页）。 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？ 答： 49举例说明基因治疗的主要步骤。 答： 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； 举例：1990 年第一例基因治疗临床试验使腺苷酸脱氨酶（ADA）基因进

17、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？ 答：测出人类全套基因组的DNA 碱基序列；中国参与 1%DNA 碱基序列的测定； 意义：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； 3）在HGP 推动下，生物产业和生物经济快速发展； 第七讲 生物体内的信息传递第七讲 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？ 答：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？ 答：（1）细胞体：细胞体的表

18、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；轴突可以伸得很长；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。 53什么是突触？对电突触和化学突触进行比较。 答：突触是神经细胞和接受神经信号的细胞之间的连接处； 电突触化学突触 间隙2 nm 20 nm 传导电位神经递质 逆向可以不可以 54什么是神经递质？ 答：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？ 答：动作电位：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

19、位从70 mV , 一下子跳到+35mV，这就是动 作电位； 静息电位：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70 mV 电位差； 56动作电位产生和传播的特点是什么？ 答：“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+35 mV； 快速产生与传播：动作电位的产生很快，大约仅需 1 ms 时间； 不应期：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？ 答：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

20、后，能结合到DNA 的特定位置，调节基因表达。固醇类激素的受体又被称为转 录调节因子。 58细胞如何接受水溶类激素的信号？ 答：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 总应，最后使血糖上升。 59什么是第二信使？ 答：cAMP 被称为第二信使，后来，cGMP 、Ca2+等陆续被发现在细胞信号传递中，起第 二信使作用。 通过第二信使，推动后续多步反应。 由第二信使推动的多步反应，还具有 使激素效应放大的作用。 60cAMP 的中文名及其生理功能。 答：环状腺苷酸cAMP，

21、推动后面许多反应，使细胞出现总效应，最后使血糖上升。 61什么是转录因子？ 答：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 第八讲 免疫第八讲 免疫 62试比较非特异性免疫和特异性免疫。 63举出几个非特异性免疫的例子。 答：以上两题详见第八讲PPT（8 页）。 64免疫器官有哪些？ 答：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； 65免疫、细胞免疫与体液免疫的含义。 答：免疫：生物体具有区别自己和非己，排除非己，保护自己的防御机制，通常称为免疫；

22、 细胞免疫：由T细胞介导的免疫称为细胞免疫； 体液免疫：由B 细胞分泌的抗体参与的免疫称为体液免疫； 66比较B 细胞与T细胞的异同点。 答：共同点：（1）特异地识别抗原；（2）在抗原刺激下，活化起来，分化，增殖；（3） 发挥 特异的免疫应答效应，产生抗体产生因子直接攻击“变坏”细胞； 不同点： 来源成熟寿命占白细胞总数功能 B细胞骨髓 骨髓几天至十几天 20体液免疫（抗体） T细胞骨髓胸腺几年 80 细胞免疫 67抗体的基本结构。抗体与抗原的特异结合有哪几种方式？ 答：基本结构：第八讲PPT（27 页）； 结合方式：1）中和反应：抗体结合抗原以便吞噬细胞吞噬； 2）聚集反应：抗体是双价的，可

23、以使抗原聚集，以便吞噬； 3）沉淀反应：抗体结合后，使可溶性抗原大分子沉淀，以便吞噬； 68T细胞分为哪几类？ 答：Tc 细胞毒T 细胞；TH 协助T 细胞；Ts 抑制 T 细胞； 69抗体如何在免疫系统中发挥作用？ 答：抗体与抗原形成特异结合，再通过下列反应消灭抗原。 1）中和反应：抗体结合抗原以便吞噬细胞吞噬； 2）聚集反应：抗体是双价的，可以使抗原聚集，以便吞噬； 3）沉淀反应：抗体结合后，使可溶性抗原大分子沉淀，以便吞噬； 70巨噬细胞在免疫系统中起那些作用？ 答：巨噬细胞起抗原呈递细胞（APC）作 用，并分泌IL1。 71什么是克隆选择学说？ 答：身体内储有千千万万种各带不同受体的免

24、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。 答：记忆性、转移性（特异性）； 73人工自动免疫与人工被动免疫有何不同？ 答：（1）人工自动免疫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。 答：详见第八讲PPT（68 页）。 75举例说明免疫方法如何被用作实验方法。 答：单克隆抗体。 第九讲 朊病毒（普列昂）第九讲 朊病毒（普列昂） 76简述确定病源物的柯赫法则。 答：1）从发病动物分离出病原

25、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； 77病毒有哪些主要的特征。 答：没有细胞结构；符合公认的“中心法则”； 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； 病毒是活细胞内专性寄生的生物；病毒仍然以核酸作为遗传物质； 78简述噬菌体侵染细菌的过程。 答：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”？ 答：蛋白质类的侵染因子。 80“朊病毒”的发现有何理论意

26、义和实践意义？ 答：从理论上讲，“中心法则”认为 DNA 复制是“自我复制”，即 DNADNA，而朊病 毒 蛋白是 PrPPrP，是为“自他复制”。这对遗传学理论有一定的补充作用。但也有矛 盾，、 即“DNA蛋白质”与“蛋白质蛋白质”之间的矛盾。对这一问题的研究会丰富生 物学有关领域的内容；对病理学、分子生物学、分子病毒学、分子遗传学等学科的发展 至关重要，对探索生命起源与生命现象的本质有重要意义。 从实践上讲，其对人畜健康；为揭示与痴呆有关的疾病（如老年性痴呆症、 帕金森病） 的生物学机制、 诊断与防治提供了信息，并为今后的药物开发和新的治疗方法的研究奠 定了基础。百度百科 81朊病毒是如何

27、使人或动物致病的（致病机理）？ 答：因为 PrP sc 的入侵，把脑细胞中原来就有的 PrP c“带坏”（蛋白质大分子与蛋白质大 分 子之间的相互作用）使PrP c 重新折叠，形成新的高级结构，变成了 PrP sc。 增多的PrP sc 形成淀粉样斑，造成脑细胞破坏，出现空斑。 第十讲 克隆羊第十讲 克隆羊 82什么是细胞分化，细胞的发育潜能有哪几种情况？ 答：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。 83什么是分化决定子？它的化学本质是什么？ 答：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； 分化决定子是RNA，对紫外线敏感，对 RNase 敏感； 8

28、4什么是卵子中的信息体？ 答：在卵子中，母体信息以核糖核酸蛋白（RNP）颗粒形式存在，其沉降系数比核糖体还 大， 称为信息体。 85简述克隆“多莉”羊的实验过程。 答：详见第十讲PPT（46 页）。 86克隆羊成功有何理论意义？有何应用前景？ 答：1）理论意义： (a) 证实分化成熟的动物细胞的细胞核仍保持完整基因组，具有潜在的全能性； (b) 证实细胞质对胚胎发育分化有决定性作用； 2）实践意义： （a）蛋白质多肽类药物； （b）器官移植； （c）人类疾病的动物模型； （d）珍稀濒危动物繁殖； 第十一讲 生态、环境与生物的多样性第十一讲 生态、环境与生物的多样性 87种群、群落、生态系统和生

29、物圈的含义。 答：种群：居住在一定地区的同一种类的相互作用的个体组成一个种群； 群落：居住在一定地区的两个以上不同物种的种群组成群落； 生态系统：一定地区内的所有生物和环境物理因素的总和称生态系统； 生物圈：地球上存在生物有机体的圈层。包括大气圈的下层、岩石圈的上层、整个水圈 和土壤圈全部； 88什么叫生态位？ 答：生态位（niche）描述各种生物种群在空间和时间上的特定地位，包含生活方式：食物、 气候、需求等等。 89在一个群落中，生物与生物之间的关系主要有哪些？ 答：竞争、捕食/被捕食、寄生、互利共生、偏利共生、合作、植化相克； 90能量金字塔告诉我们什么 答：1/10 定律。 91用于种群描述的特征有哪些？其关键特征是什么？ 答：数量、年龄比、密度、性别比、分布状况； 数量； 92用于群落描述的特征有哪些？ 答：（1）群落的组成；（2）群落中的优势种群；（3）群落的稳定性；（4）群落的营养 结构； 93什么是生物多样性？保护生物多样性有何重要意义？ 答：定义：生物类群层次结构和功能的多样性。包括遗传多样性、物种多样性、生态系统多 样性和景观多样性； 意义： 保护野生基因库，保护农业和药物资源 保护生态平衡