2011年上海交通大学生命科学导论期末复习提纲

2010-2011学年第2学期复习大纲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（1953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。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α-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：A＝T、G≡C；D、螺旋直径20A，螺距34A，每一螺距中含10bp；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；13．RNA主要哪几种?答：mRNA、rRNA、tRNA14．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；19．ATP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70S27．什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）；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。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：90℃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；（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2nm20nm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