普通生物学课后习题答案

普通生物学课后习题答案1、绪论1、20世纪，生物化学和分子生物学揭示了生物界在化学成分上，即在分子层次上存在高度的同一性。这会给人们什么启示？答案要点：大量实验研究表明，组成生物体生物大分子的结构和功能，在原则上是相同的。例如各种生物的蛋白质的单体都是氨基酸，种类20种左右，各种生物的核算的单体都是核苷酸，这些单体都以相同的方式组成蛋白质或者长链，它们的功能对于所有生物都是一样的。在不同的生物体内基本代谢途径也是相同的，甚至在代谢途径中各个不同步骤所需要的酶也是基本相同的。生物化学的同一性深刻地揭示了生物的统一性，也促进了人们从分子生物水平上认识生命本质的深入研究。提示人们从分子水平研究进化的同源性，人工改革的可能性，也为物种多样性与基因库保护提供了物质基础。2、生物学中，一方面有新的学科不断分化出来，另一方面一些分支学科又在走向融合，这说明了什么？答案要点：生物学的分支学科各有一定的研究内容而又相互依赖，相互交叉。生命作为一种物质运动形态，有它自己的生物学规律，同时又包含并遵循物理和化学的规律。因此，生物学同物理学，化学有着密切的关系。生物分布于地球表面，是构成地球景观的重要因素。因此，生物学和地学也是互相渗透，互相交叉的。一些新的学科不断的分化出来，一些学科又在走向融合。学科的分化，分科的互相渗透走向融合，反映了生物学极其丰富的内容和蓬勃发展的景象。数理化的成果融入到人类认识生物，改造生物中，也说明生物未知领域研究还很大。2、细胞与生物大分子1、动物是以氧气（O2）氧化糖（C6H12O6）产生CO2和H2O获得能量。假设你想知道所产生的CO2中的氧是来自于糖还是氧气，试设计一个用18O作为示踪原子的实验来回答你的问题。答案：自然界中氧含有3种同位素，即16O、17O、18O。18O占0.2%，是一种稳定同位素，常作为示踪原子用于化学反应机理的研究中。实验设计：用18O标记糖作为示踪原子供给动物的有氧呼吸，质谱分析测定生成物CO2的放射性，如果CO2中的氧具放射性说明CO2中的氧是来自于糖。对照组中18O标记O2进行实验，分析测定CO2是否具有放射性，如果没有，进一步清楚地表明CO2中的氧来自糖而不是O22、牛能消化草，但人不能，这是因为牛胃中有一种特殊的微生物而人胃中没有。你认为这种微生物进行的是什么生化反映？如果用一种抗生素将牛胃中的所有微生物都消灭掉，牛会怎样？答案：动物消化道中没有纤维素酶，不能消化纤维素。牛，马等动物胃中寄生着一种特殊的微生物，具有能分解纤维素的酶（cellulase），使纤维素水解产生纤维二糖，再进一步水解而成葡萄糖。纤维素是牛，马等动物的主要食物，如果用抗生素将牛胃中所有的微生物都消灭掉，牛将缺乏营养物质死亡。3、有一种由9种氨基酸组成的多肽，用3种不同的酶将此多肽消化后，得到下列5个片段（N代表多肽的氨基酸）：丙－亮－天冬－酪－颉－亮酪－颉－亮N－甘－脯－亮天冬－酪－颉－亮N－甘－脯－亮－丙－亮试推测此多肽的一级结构。答案：（1）根据题意，蛋白质的N末端氨基酸残基是甘氨酸。（2）3种不同的酶将此多肽消化后，多肽链断裂成5肽段。（3）重叠法确定肽段在多肽链中的次序。此多肽链的一级结构为：N－甘－脯－亮－丙－亮－天冬－酪－颉－亮3．细胞的基本形态与结构1、原核细胞与真核细胞主要的区别是什么?答案：原核细胞最主要的特征是没有由膜包围的细胞核。原核细胞的形态结构比较简单，内含有细胞质和类核，外面包有质膜，多数在质膜外还有一层硬的细胞壁，使细胞保持了一定形状。真核细胞最主要的特点是细胞内有膜把细胞区分成了许多功能区。最明显的是含有单位膜包围的细胞核，此外还有由膜包围成的细胞器，如线粒体，叶绿体，内质网，高尔基复合体等。2、细胞核是由哪几种部分组成的，其生物学功能是什么?答案：细胞核由核被膜、核基质、染色质和核仁等部分组成。（1）核膜是二层膜，分内膜与外膜两部分，外膜上附着核糖体，内外膜联合形成的圆形小孔是核孔。核膜是细胞核、质之间的屏障；控制细胞核内外的物质交换。（2）核仁是折光率强的致密匀质无膜包被的小球体，中央为纤维区（染色质细丝），周围是颗粒区（核糖体前体）。核仁合成核糖体RNA（rRNA）；制造核糖体亚单位。（3）核基质：核膜内核仁外的液态物质，成纤维状的网，染色质和核仁都浸浮其中，核基质是核的骨架，并为染色质的代谢活动提供附着的场所。（4）染色质由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA组成。染色质是细胞遗传物质的载体。细胞核有两个主要功能：一是通过遗传物质的复制和细胞分裂保持细胞世代间的连续性（遗传）；二是通过基因的选择性表达，控制细胞的活动。所以细胞核可说是细胞的控制中心。3、物质跨膜转运有几种形式，其基本特征是什么？答案：物质跨膜转运有4种形式：单纯扩散、易化扩散、主动运输、内吞作用和外排作用。单纯扩散：物质（O2，CO2，乙醇等小分子和离子）从高浓度的一侧到的浓度的一侧。物质的运输速度既依赖于膜两侧的运输物质的浓度差，又与被运输物质的分子量大小、电荷，在脂双层中的溶解度等有关。易化扩散：葡萄糖等顺浓度梯度扩散，有专一的蛋白的结合。有饱和效应，对浓度差，在脂双层中的溶解度等的依赖均不如被动运输那么强烈。主动运输：逆浓度梯度，由膜蛋白参与的耗能过程。特点有：有运输物质的专一性；运输的速度有最大值；运输过程有严格地方向性；被选择性的抑制剂专一抑制；整个运输过程需要提供大量的能量。固体颗粒，液体等通过内吞作用和外排作用运输。4．细胞代谢1、人体的细胞不会用核酸作为能源。试分析其理由。答案：核酸有DNA和RNA两类，在细胞体内作用重要。核酸是遗传的物质基础，细胞中核酸主要存在于细胞核中，核酸的质和量保持相对的稳定性，不容易分解。如果可以利用核酸作为能源，那么就必须有核酸氧化酶，这样遗传过程中传递遗传信息的物质很容易就会被误氧化，不利于遗传的正确进行，因此生物进化过程中不会保留核酸氧化酶，因此就不会以核酸作为能源。2、某科学家用分离的叶绿体进行下列实验。先将叶绿体浸泡在pH为4的溶液中，使类囊体空腔中的pH为4，然后将此叶绿体转移到pH为8的溶液中，结果此叶绿体暗中就能合成ATP，试解释此实验结果。答案：叶绿体浸泡在pH为4的溶液中，基质中摄取了H+，并将摄取的H＋封入类囊体的腔，使类囊体空腔中的pH为4。将此叶绿体转移到pH为8的溶液中，类囊体膜两侧建立了H＋质子电化学梯度，驱使ADP磷酸化产生ATP。3、有一个小组用伊乐藻进行光合作用实验。他们将一枝伊乐藻浸在水族箱中，计算光下该枝条放出的气泡数（氧气），以单位时间内放出的气泡数作为光合速率。他们用太阳灯与水族箱的距离从75cm缩短到45cm时，光合强度基本无变化。只有从45cm移动到15cm这一距离时，光合速率才随光强度的增加而增加。根据计算，当太阳灯从75cm处被移至45cm处时，照在水族箱的光强度增加了278％。如何解释这一实验结果，小组的成员提出下列4条可能的解释。你认为哪一条是有道理的，为什么？如何验证这种解释？a.在距离大于45cm时，光太弱，植物根本不能进行光合作用。b.伊乐藻在弱光下进行光合作用较好，强光则抑制光合作用。c.灯距离太近时，光已达到饱和。d.伊乐藻是利用室内的散射光和从窗户进来的光进行光合作用。答案：b有道理。实验中以“枝条放出的气泡数（氧气）作为光合速率”，说明光合作用速率等于呼吸作用速率时，观察到的光合速率为零。太阳灯从75cm处被移至45cm处时，照在水族箱的光强度增加了278％，但叶片的光合速率与呼吸速率相等，净光合速率为零。光能不足是光合作用的限制因素。西欧能够45cm移动到15cm这一距离时，光合速率才随光强度的增加而增加，说明光合速率大于呼吸速率，光合作用释放大量的氧气。当移动到一定距离时，达到光饱和点，光反应达到最大速率，再增加光强度并不能使光合速率增加。将状况相同的健康伊乐藻个1支分别放入3个相同的水族箱（编号a.b.c）;将a置于太阳灯15cm；将b置于太阳灯10cm；将c置于太阳灯5cm；控制室内温度相同。记录个装置单位时间内伊乐藻放出的气泡数。4、热带雨林仅占地球表面积的3％，但估计它对全球光合作用的贡献超过20％。因此有一种说法：热带雨林是地球上给其他生物供应氧气的来源。然而，大多数专家认为热带雨林对全球氧气的产生并无贡献或贡献很小。试从光合作用和细胞呼吸两个方面评论这种看法。答案：热带雨林光合作用强，是生产力最大的生态系统，但温度高，呼吸作用消耗的氧气也多，特别是晚上，植物停止了光合作用，细胞呼吸依然消耗O2，所以整体上看热带雨林对全球氧气的产生并无贡献或贡献很小。5细胞分裂和分化1、何谓染色体组型，何谓染色体带型，对染色体组型和带型的分析有什么意义。答案：不同生物有不同数目、不同形态和不同大小的染色体。也就是说，不同生物有不同的染色体组型。将分裂中期染色体加热或用蛋白水解酶稍加处理，吉姆萨氏染色在显微镜下可看到染色体上出现横带，称为G带。如将染色体用热碱溶液处理，再做吉姆萨氏染色，染色体上就出现另一条横带，称为R带。吉姆萨氏染色显示的带是富含A-T核苷酸的片段，热碱溶液处理后，吉姆萨氏染色则显示富含G－C序列的R带。各个染色体的带型形态是稳定的，因此根据带型即可区分不同的染色体。不同的物种，染色体的带型各有各的特点。从生物进化上看，带型又是一个相当保守的特征，人的各染色体的带型和黑猩猩，猩猩和大猩猩的相应染色体的带型基本相同。染色体带型变化往往是某些遗传疾病和肿瘤疾病的基本特征和病因。2、怎样理解细胞的全能性？答案：细胞的全能性是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。由于体细胞一般是通过有丝分裂繁殖而来的，一般已分化的细胞都有一套的受精卵相同的染色体，携带有本物种相同的基因，因此分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能。在合适的条件下，有些分化的细胞恢复分裂，如高度分化的植物细胞具有全能性。动物细胞随着胚胎的发育，有些细胞有分化出多种组织的潜能，但却是去了发育成完整个体的能力，但是它的细胞核仍然保持着全能性，这是因为细胞核内含有保持物种遗传性所需要的全套遗传物质。具有全能性的细胞：受精卵、早期胚胎细胞等。3、细胞凋亡与细胞衰老的区别是什么？细胞凋亡的生物学意义是什么？答案：细胞凋亡与细胞坏死主要区别在于：（1）细胞凋亡有典型的形态学与生物化学特征。染色质凝集与边缘化，DNA在核小体间发生降解。细胞膜内陷，包裹各种细胞器等胞内物质。形成凋亡小体，然后，凋亡小体被邻近的细胞吞噬，整个过程无胞内物质泄漏。细胞坏死过程中，细胞质膜及膜系统破裂，DNA随机降解，常常引起细胞膜渗透，并导致炎症反应。细胞凋亡普遍存在生物的生长发育阶段，使生物体得以清除不再需要的细胞，而不引起炎症反应，维持组织，器官细胞数目相对平衡，保证个体正常发育，更新耗损细胞。其生物学意义：（1）发育过程中幼体器官的缩小和退化（例，蝌蚪尾的去除）；（2）细胞的自然更新（更新耗损细胞）；（3）被病原感染的细胞的清除。细胞凋亡在个体发育和组织稳态的维持中具有重要作用。4、简述细胞繁殖，细胞分化，细胞凋亡与细胞衰老等生命活动之间的关系，以及它们在整个细胞生命活动中的生物学意义。答案：细胞增值，细胞分化，细胞凋亡与细胞衰老是细胞生命活动的基本内容。细胞生命活动是建筑在细胞的物质代谢和能量转换的基础上。而这一切均受控于生物体的信息系统。对细胞而言，则直接受细胞信号转导网络的调控，它不仅将物质和能量代谢与细胞生命活动紧密关联，而且也将细胞增值，细胞分化，细胞凋亡与细胞衰老等生命过程从时间和空间上整合成为一个有序的，严格调控的有机整体。7营养1、为了身体健康，在膳食方面应该遵守哪些原则？答案：合理营养是健康的物质基础，而平衡膳食是合理营养的唯一途径。为了身体健康，在膳食方面应该遵守原则：（1）食物多样，谷类为主。（2）多吃蔬菜、水果和薯类。（3）常吃奶类、豆类或其制品。（4）经常吃适量鱼、禽、蛋、瘦肉，少吃肥肉和荤油。（5）食量与体力活动要平衡，保持适宜体重。（6）吃清淡少盐的膳食。（7）如饮酒应限量（8）吃清洁卫生