上海交大生命科学导论复习大纲.docx
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上海交大生命科学导论复习大纲
（2017/7/19）上海交通大学《生命科学导论》（通识版）复习大纲
第一讲序论及生命的元素
1．生命科学在当今自然科学以及人类社会、经济活动中具有怎样的作用与地位？
进入新世纪后人类面临的主要问题:
人口爆炸、粮食短缺、健康、资源枯竭、环境污染的可持续发展问题.
（1）生命科学与农业可持续发展;
（2）生命科学与能源问题;
（3）生命科学与人的健康长寿（研究更有效的药物,改造人的基因组成）;
（4）生命科学与维持地球生态平衡;
（5）生命科学与伦理道德问题.
2．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？
生物学经历了三个发展阶段:
（1）描述生物学阶段（19世纪中叶以前）
特征:
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.
代表人物：
达尔文
（2）实验生物学阶段（19世纪中叶到20世纪中叶）
特征:
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.
代表人物：
巴斯德
（3）创造生物学阶段（20世纪中叶以后）
特征:
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.
代表人物：
沃森、克里克
3．如何确定人体必需微量元素？
用饲喂法分三步来证明某种元素是否是人体必需微量元素:
（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.
只有上述三条都弄清楚,才能确定某种元素是否为必需元素.
第二讲生物大分子的结构与功能
5.生物大分子的基本特征是什么？
它们都是由生物小分子单体通过特有的共价键联结而成。
6．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。
多糖
单体名称:
单糖
单体结构特征:
多羟基醛或多羟基酮
连接单体的关键化学键:
糖苷键
结构的方向性:
一端的糖基有游离的半缩醛羟基,称还原端;另一端的糖基没有游离的半缩醛羟基,称非还原端.
蛋白质
单体名称:
氨基酸
单体结构特征:
同时含有α-氨基和α-羧基的小分子
连接单体的关键化学键:
肽键
结构的方向性:
一端的氨基酸残基带有游离氨基,称为氨基端;另一端的氨基酸残基带有游离羧基,称为羧基端.
核酸
单体名称:
核苷酸
单体结构特征:
由碱基（嘧啶C、T和嘌呤A、G）、五碳糖（核糖或脱氧核糖）和磷酸三个部分组成
连接单体的关键化学键:
磷酸二脂键
结构的方向性:
一端的核苷酸,其5-C没有进入磷酸二脂键,称5'末端;另一端的核苷酸,其3-C没有进入磷酸二脂键,称3'末端.
7．蛋白质变性的本质是什么？
高级结构被破坏，大分子性质改变，生物活性丧失，但是一级结构尚未破坏。
8．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一定的结构形状.如:
α-螺旋或β-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.所以,四级结构只存在于两条以上肽链组成的蛋白质中.
9．简述DNA双螺旋模型。
（1）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.
（2）两条链的碱基都位于中间,碱基平面与螺旋轴垂直.
（3）两条链对应碱基呈配对关系A＝T,G≡C.
（4）螺旋直径20A,螺距34A,每一螺距中含10bp（碱基对）.
10.什么是GC含量？
GC含量对DNA融链温度（Tm）是什么关系？
DNA4种碱基中，鸟嘌呤和胞嘧啶所占的比率为GC含量，GC含量越高，Tm越高。
11．简述tRNA的结构特征和功能。
tRNA为单链盘绕,局部形成碱基配对.
tRNA的结构特征为三叶草结构,功能是在蛋白质合成中搬运单个氨基酸.
13．RNA主要哪几种?
各有何功能？
mRNA是负责把DNA分子中遗传信息转达为蛋白质分子中氨基酸序列的RNA.
tRNA功能是在蛋白质合成中搬运单个氨基酸.
rRNA又称核糖体RNA，rRNA是组成核糖体的主要成分。
第三讲新陈代谢
14．酶的化学本质是什么？
酶的化学本质是蛋白质.（有的酶仅仅有蛋白质组成,有的酶除了主要由蛋白质组成外,还有一些金属离子或小分子参与.这些金属离子或小分子是酶活性所必须的,称为辅酶/辅基或辅助因子）
15．酶作为生物催化剂的特征是什么？
酶是如何降低反应活化能的？
酶作为生物催化剂,它的突出优点是:
催化效率高、专一性质、可以调节.
酶作为催化剂的作用是降低活化能.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.酶与底物的专一结合,又是酶促反应专一性的体现.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.
16．什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）.这种情况称为酶的竞争性抑制.
17.为什么ATP被用作生物体的“能量货币”？
一个代谢反应释放出的能量贮入ATP,ATP所贮能量供另一个代谢反应消耗能量时使用.
18．叶绿体中进行的光合作用由几个系统、几个反应构成？
各进行哪些反应？
叶绿体中的叶绿素是进行光合作用必不可少的成分.在叶绿体中进行的光合作用,可以分为两个步骤:
光反应:
在叶绿素的参与下,把光能用来劈开水分子,放出氧气,同时生成两种高能化合物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.
19．葡萄糖氧化，最终合成ATP的基本过程是什么？
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+的问题.
20．什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,这就是三联密码子.
与遗传密码子相对应的三个核苷酸序列在tRNA分子中.
21． 介绍蛋白质生物合成的主要步骤。
蛋白质合成的第一步,由DNA指导mRNA的合成.DNA中的遗传信息通过转录体现在mRNA分子中的核苷酸排列次序中.
蛋白质合成的第二步,由mRNA指导蛋白质的合成.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次序.
（1）氨基酸活化:
连接到tRNA上,消耗能量.
（2）肽链合成开始:
核糖体到起始密码子位置,密码子与反密码子配对,决定位置.
（3）肽链延长:
配对到下一个氨基酸,结合脱水形成肽键后不断前移反复.
（4）肽链合成终了:
右移时遇上终止密码子,肽链脱落下来,核糖体也与mRNA脱离,合成结束.
第四讲细胞
22． 简述细胞学说的要点。
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调配合.
（3）新细胞由老细胞繁殖产生.
23． 比较真核生物与原核生物。
由原核细胞（无细胞核,有拟核区）组成的生物称为原核生物.体细胞由真核细胞（有细胞核）组成的生物称为真核生物,其细胞中有高尔基体、线粒体、中心体、溶酶体等多种细胞器.
24．什么是细胞膜的流动镶嵌理论。
流动镶嵌理论概括了生物膜的结构和特征,符合实验观察的结构和特征.:
（1）脂双层形成框架.（疏水侧朝内,亲水侧朝外）
（2）蛋白质镶嵌其中.
（3）生物膜的动态特点.（脂蛋白都可以运动）
25.什么是有丝分裂？
真核生物体细胞的分裂，被称为有丝分裂。
26．什么是细胞周期？
细胞周期分哪几个阶段？
细胞从前一次分裂开始到后一次分裂开始的时间称为一个细胞周期.
通常,细胞周期可以分为四个阶段:
M期-分裂期,在这个阶段可以用显微镜观察到细胞分裂的过程.
G1期-第一间期
S期-DNA合成期
G2期-第二间期
G1期,S期和G2期总称为分裂间期.
27．什么叫减数分裂？
减数分裂有哪些特点？
对于有性生殖的物种来说,在它们的生殖器官内部,从体细胞产生精子细胞或卵细胞的过程中,使细胞染色体的数目减半,基因组数从2n变为n的过程就是减数分裂.
减数分裂的特点:
（1）子细胞染色体数减半;
（2）同源染色体配对,基因重组,子细胞基因组合大为丰富.
28．比较染色质与染色体。
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.
核小体直径10nm,光镜下看不到.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.
29．什么叫细胞调亡？
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。
细胞凋亡/细胞坏死
细胞变圆,与周围细胞脱开/细胞外型不规则变化
核染色质凝聚/溶酶体破坏
细胞膜内陷/细胞膜破裂
细胞分为一个个小体/胞浆外溢
被周围细胞吞噬/引起周围炎症反应
第五讲遗传
30．简述孟德尔的两个定律、基因的连锁与互换定律。
分离定律:
在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代的现象叫做孟德尔分离定律。
自由组合定律:
当具有两对（或更多对）相对性状的亲本进行杂交，在子一代产生配子时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的基因表现为自由组合。
基因的连锁与互换定律：
在进行减数分裂形成配子时,位于同一条染色体上的不同基因,常常连在一起进入配子:
在减数分裂形成四分体时,位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换,因而产生了基因的重组.位于非同源染色体上的两对（或多对）基因,是按照自由组合定律向后代传递的,而位于同源染色体上的两对（或多对）基因,则是按照连锁与互换定律向后代传递的.
31.DNA的半保留复制。
DNA在自我复制的过程中，两条双链打开，以形成的两条单链为模板，各自合成一条与之互补的新链，新形成的两条双链DNA中各含有一条旧链和一条新链，称为半保留复制。
32．什么是基因？
基因的化学本质是什么？
基因是在染色体上的一段DNA序列.基因的化学本质不是蛋白质,而是DNA.
33．显性性状和隐性性状在遗传中各有何规律？
在显性完全时,子一代（F1）只表现出某一个亲本的某个性状,称为显性形状.而在子一代中没有表现出来的另一亲本性状,称为隐性性状.
34．简述基因工程的操作流程。
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,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.
35．简述中心法则的内容。
中心法则:
遗传信息储存在核酸中,遗传信息由核酸流向蛋白质.
36.多聚酶链式反应（PCR）的基本原理是什么？
主要有哪些用途？
PCR的基本原理是①DNA的半保留复制②DNA在酶和温度的作用下，单链和双链可以互相转化。
第六讲遗传病与人类基因组计划
37．什么是遗传病？
遗传病是由于遗传物质发生变化而引起的疾病.遗传病包含单基因、多基因和染色体病三类.
38．遗传病的诊断主要分哪几大类？
遗传病的治疗可分为哪几个层次？
诊断：
（1）检查异常代谢成分
（2）调查家族史
（3）检查异常基因
治疗：
a.生理水平:
对症治疗
b.蛋白质水平:
向病人体内补充缺失的蛋白质
c.基因治疗
39．位于常染色体上的隐性单基因遗传病有何特征？
在父母均携带缺陷基因的情况下,子女才可能表现病症.
40．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%.
41．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的携带者,病症更多出现在儿子身上.
42．试从分子水平解释，镰刀状贫血症基因突变如何最终导致广泛、众多的临床症状？
43．举例说明基因治疗的基本过程，以及目前可用于治疗哪些疾病。
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,然后让进入体内的正常基因正常表达.
目前可用于治疗：
①严重综合免疫缺失症（SCID）
②黑色素瘤
44．什么是人类基因组计划？
对医学临床实践有何意义？
1986年诺贝尔奖获得者R.Dulbecco提出人类基因组计划（HGP）-测出人类全套基因组的DNA碱基序列（也包括一系列模式物种基因组的序列）.美国政府决定于1990年正式启动HGP,预计用15年时间,投入30亿美元,完成HGP.由国立卫生研究院和能源部共同组成“人类基因组研究所（NHGRI）”.逐渐地,HGP扩展为多国协战计划,参与者包括:
欧共体、日本、加拿大、俄罗斯、巴西、印度和中国等国的科学家.
（1）在HGP的推动下,世界大公司投入生物技术意向剧增.
（2）推动新学科兴起,例如生物信息学（Bioinfomatics）、基因组学（Genomics）.
第七讲生物体内的信息传递
45．神经系统、激素系统主要参与对生物体哪些调节？
各有何特点。
神经系统:
协调生物体对外界的反应
激素系统:
保持生物体个体内部的协调运作.
神经系统激素系统
反应速度快慢
作用范围小大
作用时间短长
46．神经元细胞有何结构特征？
神经元的细胞结构很特别,它由以下几部分组成:
（1）细胞体:
含有细胞核的膨大部分,还含有高尔基体、线粒体、尼氏体等.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.所以,人的神经元可长达1m.鲸的神经元可达10m.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;通常,在小球后面,紧紧靠着另一个神经元的树突或细胞体.或紧紧靠着一个效应细胞（例如肌肉细胞或腺细胞）的细胞膜.
47．什么是突触？
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。
48．什么是神经递质？
迄今已发现的神经递质已有十几种,大多数是一些小分子.神经递质由突触前细胞释放,通过受体作用于突触后细胞,引起突触后细胞的反应.
49．什么叫动作电位和静息电位？
静息电位:
神经元在静息状态中,即未接受刺激,未发生神经冲动时,细胞膜内积聚负电荷,细胞膜外积聚正电荷,膜内外存在着-70mV的电位差.
造成静息电位的原因很多,其中一个主要原因是细胞膜上存在Na+,K+-ATP泵.这是一个具有ATP水解酶活性的蛋白质.每水解一个ATP分子,可将3个Na+泵向膜外,同时将2个K+泵向膜内.
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,使膜两侧电位由-70mV一下子跳到+35mV,这就是动作电位.动作电位的产生,意味神经冲动的产生.
50．细胞如何接受固醇类激素的信号？
脂溶性激素包括性激素（固醇类）,肾上腺皮质激素,甲状腺素.
固醇类激素的受体在细胞质或细胞核内.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.固醇类激素的受体又被称为转录调节因子.
51．细胞如何接受水溶类激素的信号？
水溶性激素包括胰岛素（肽类）、肾上腺素（氨基酸衍生物）.
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再推动后面许多反应,使细胞出现总效应,最后使血糖上升.
52．什么是第二信使？
例举两种第二信使。
第二信使是指在胞内产生的非蛋白类小分子，通过其浓度变化（增加或者减少）应答胞外信号与细胞表面受体的结合，调节胞内酶的活性和非酶蛋白的活性，从而在细胞信号转导途径中行使携带和放大信号的功能。
第二信使举例:
cAMP,cAGP,Ca2+等.
53.什么是化学突触？
化学突触:
神经元在突触处释放化学物质,称为神经递质.突触后细胞的细胞膜上有特殊受体,与神经递质特异结合而使神经冲动的信号传播下去.这种情况下的突触称为化学突触.化学突触间隙约为20nm.不能逆向传递.
第八讲免疫
54．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.
55.免疫的含义？
依靠抗体抵抗疾病或依靠T细胞直接进攻外来者的机制称为免疫.
56．免疫器官有哪些？
人体免疫器官包括以下各部分:
（1）骨髓:
各种血细胞生成的场所.
（2）胸腺:
T-淋巴细胞成熟的场所.
（3）脾脏:
贮存淋巴细胞的场所.
（4）淋巴结和淋巴管:
构成淋巴细胞贮存运输系统.
57． 细胞免疫与体液免疫的含义。
依靠抗体的免疫称为体液免疫.
而依靠T细胞的免疫称为细胞免疫.
58．比较B细胞与T细胞的异同点。
B细胞和T细胞的共同特点:
（1）特异性地识别抗原.
（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:
B细胞（淋巴结、脾脏）和T细胞（体液）均来源于骨髓.
B细胞在骨髓中成熟,而T细胞在胸腺中成熟.
B细胞的寿命为几天至十几天,而T细胞寿命可达几年.
B细胞占白细胞总数的20%,而T细胞占白细胞总数的80%.
B细胞的功能主要为体液免疫（抗体）,而T细胞的功能主要为细胞免疫.
59．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,轻链为可变区,重链为可变区,补体结合区.
60.人体抗体多样性形成的分析机制。
编码抗体L链有三组基因，编码抗体H链的有四组基因，其中每组基因都有几到几百段的拷贝。
通过不同的组合，L链和H链合起来可以形成6.4×108种抗体，加上人体可能的变异，可达109~1010种。
61． 抗体如何在免疫系统中发挥作用？
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.
（4）活化补体:
抗体结合在细菌细胞表面,结合并活化一系列补体,活化了的补体分子在细菌细胞膜上打个洞,使后者裂解死去.（补体是存在于血液中的一组蛋白质,参与免疫反应）
（5）杀伤细胞激活.
62． 抗原递呈细胞主要包括哪些？
巨噬细胞起抗原呈递细胞（APC）的作用,并分泌IL-1.
TH分泌IL-2,分别作用于Tc-细胞和B-细胞.
63．特异性免疫的两个特点。
（1）专一性.
（2）记忆性.
64．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.注射含抗体成分的抗血清,使人体“被动地”获得特异的或非特异的抵抗能力.
65．简述单克隆抗体的制备。
（1）注射抗原.
（2）取出脾脏分离淋巴细胞,淋巴细胞不断增殖.
（3）细胞融合-未融合细胞死去,杂交的可以生长.
（4）单个细胞分离培养.
（5）检测单克隆抗体专一性.
66.什么是肿瘤免疫疗法？
前景如何？
取出癌块，从中分离T细胞。
增殖培养后，将T细胞再注入病人体内。
第九讲朊病毒
67．简述确定病源物的柯赫法则。
（1）从发病动物分出纯培养.
（2）再接种到健康动物,引起同样疾病.
（3）再分离出纯培养,应和接种的培养基具相同特性.
68．病毒有哪些主要的特征。
病毒是非细胞形态微生物,病毒没有细胞结构.
病毒是活细胞内专性寄生的生物,病毒繁殖（复制）在宿主细胞内进行.
最简单的病毒只有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,还有胞膜包在核衣壳外面.
68．简述噬菌体侵染细菌的过程。
（1）附着-识别过程.
（2）侵染-病毒核酸进入宿主细胞.
（3）复制-复制病毒核酸,合成病毒外壳蛋白质.
（4）组装-形成一批子代病毒粒子.
（5）裂解-寄主细胞破裂,释出病毒粒子.
69．普列昂的致病机理是什么？
PrPsc入侵，诱导脑细胞中原来就有的PrPc重新折叠，形成新的高级结构，变成了PrPsc增多的PrPsc形成淀粉样斑，造成脑细胞破坏，出现空斑。
第十讲克隆羊
71．什么是细胞分化，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.
72．克隆羊成功有何理论意义？
有何应用前景？
证实分化成熟的动物细胞核仍具全能性.
证实细胞质对胚胎发育分化的决定性.
蛋白质-多肽类药物、器官移植、濒危动物繁殖、动物育种、疾病动物模型.
73.细胞的发育潜能有哪几种情况？
全能性-具有能使后代细胞形成完整个体的潜能的细胞称为全能性细胞.
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）的潜能的细胞称为多能性细胞.
单能性-只能分化出一种细胞的干细胞称为单能干细胞.
第十一讲生态学基础
75．种群、群落、生态系统和生物圈的含义。
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.
群落是指生活于某一特定地区的相互作用着的各种生物的总和.
一定地区内的所有生物和环境物理因素的总和称为生态系统.
生物可以生存的所有范围称为生物圈.
76．什么叫生态位？
生态位描述各种生物种群在空间和时间上的特定地位.
77．什么叫生物多样性？
广义的生物多样性是指地球上所有生物所携带的遗传信息的总和.
狭义的生物多样性主要是指种
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