生命科学导论

《生命科学导论》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？ 人口问题（遗传变异），粮食问题（品种培育），健康问题（病毒），资源问题（生物能源），环境问题（环境对物种的影响；细菌）

2．举例说明生命科学本质上是一门实验科学。

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 巴斯德的曲颈甑实验证明“种质论”批驳“腐生论”

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。 生物学要有大突破必须寻求物理学科等其他学科的支持。现代仪器设备的武装是生命科学发展的必要条件。如光学显微镜；电子显微镜。

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？

（1）描述生物学阶段 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》

（2）实验生物学阶段 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 巴斯德 （3）创造生物学阶段 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 5．如何确定人体必需微量元素？

（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。 6．举出三种人体大量元素和三种人体必需微量元素。

常量元素：C H O N P S Na K Mg Ca Cl；微量元素：铁锌硒铬锰氟硅 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。 （1）多糖：单糖（六元多羟基环，D-）；糖苷键；左非右还 （2）蛋白质：氨基酸（氨基，羧基，L-）；肽键；左氨基右羧基 （3）核酸：核苷酸（碱基，磷酸，戊糖）；磷酸二酯键；5'（-P）-3'（-OH） 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？

变性：在理化因素作用下，蛋白质高级结构可能会被破坏，蛋白质的物化性质发生改变，生物学活性丧失的过程。

复性：除去使蛋白质变性的因素，已经变性的蛋白质逐渐恢复到原来的高级结构，又重新表现出生物活性的过程。 原因：非共价键强度很弱。

9．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的一定的结构形状。如：α－螺旋和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，四级结构只存在于由两条肽链以上组成的蛋白质。

10．简述水的生物功能？

（1）水占生物体的60％以上的重量

（2）地球上生命起源于水中，陆生生物体内细胞也生活在水环境中 （3）水的性质影响生命活动，如：溶解性质，酸碱度，pH 11．简述DNA双螺旋模型。

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10 bp

12．简述tRNA的结构特征和功能。什么是mRNA，它有何功能？

tRNA：负责在蛋白质合成过程中将合适的氨基酸转移到合适的位置。一方面联接着被转运的氨基酸，另一方面通过反密码子把 氨基酸安置到合适的位置上去。 二级结构：三叶草结构。（D环，反密码子环，可变环，TΨC环，氨基酸臂）

mRNA：信使RNA，作为蛋白质合成中的模板，负责把DNA中的遗传信息，转达为蛋白质分子中氨基酸序列。 13．RNA主要哪几种? mRNA（信使RNA）；tRNA（转运RNA）；rRNA（核糖体RNA） 14．说明磷脂的结构、特性和生物功能。 甘油磷脂：胆碱（或乙醇胺或丝氨酸）、磷酸、甘油（极性亲水头部）、脂肪酸（两条非极性疏水尾部）

在水环境中容易自发形成脂双层结构，加上镶嵌其中的各种蛋白质，成为生物膜的主要成分。 第三讲 新陈代谢

15．酶的化学本质是什么？

有的酶仅仅由蛋白质组成，如：核糖核酸酶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。 还有些酶是核酸（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）？

特征：催化效率高、专一性((特异性))、可以调节、易失活。

机理：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。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。酶与底物的专一结合，又是酶促反应专一性的体现。

17．什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。 18．简述磺胺类药物的作用机理。

细菌不能直接利用其生长环境中的叶酸，而是利用环境中的对氨苯甲酸(PABA)和二氢喋啶、谷氨酸在菌体内的二氢叶酸合成酶催化下合成二氢叶酸。二氢叶酸在二氢叶酸还原酶的作用下形成四氢叶酸，四氢叶酸作为一碳单位转移酶的辅酶，参与核酸前体物（嘌呤、嘧啶）的合成。而核酸是细菌生长繁殖所必须的成分。磺胺药的化学结构与PABA类似，能与PABA竞争二氢叶酸合成酶，影响了二氢叶酸的合成，因而使细菌生长和繁殖受到抑制。 19．ATP在生物体能量代谢中起什么作用？

ATP是生物体能量流通的货币。一个代谢反应释出的能量贮入ATP，ATP所贮能量供另一个代谢反应消耗能量时使用。

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？

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。发生在类囊体。

碳反应：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。发生在基质。

21．简述糖酵解途径的要点。

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2个NADH。可以在无氧条件下进行。

22．哪种细胞器与生物氧化取得能量的关系最大？ 线粒体（柠檬酸循环、呼吸链） 23．什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，这就是通常所说的三联密码子。 与遗传密码子相对应的反密码子在转运RNA（tRNA）分子中。 24．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（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。

其他步骤：A、蛋白质大分子折叠；B、糖基和其他基团的修饰；C、蛋白质分子向细胞各部位的运送等等。 第四讲 细胞

25． 简述细胞学说的要点。

（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同配合。 （3）新细胞由老细胞繁殖产生。 26． 比较真核生物与原核生物。 原核细胞 真核细胞

细胞大小 很小（1-10微米） 较大（10-100微米） 细胞核 无核膜（称“类核”） 有核膜

遗传系统 DNA不与蛋白质结合 DNA与蛋白质结合 只有一条DNA染色质 有二条以上染色体 细胞器 无 有

细胞壁 主要由胞壁质组成 主要由纤维素组成 27． 什么是细胞膜的流动镶嵌理论。

磷脂和鞘脂分子具有一个共同的特征――一个极性的头两个非极性的尾巴。在水环境中，这类分子会自发形成脂双层微囊。细胞膜的框架，就是脂双层，还有蛋白质“镶嵌”其中。脂分子和蛋白质分子均具有动态特征。

28． 细胞分裂对细胞生长有何重要意义？

随着细胞生长，细胞体积增大，而细胞表面积和体积之比(表面积/体积)却在变小。活细胞不断进行新陈代谢，细胞表面担负着输入养分，排出废物的重任。表面积/体积比值的下降，意味着代谢速率的受限和下降。所以，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。

29． 什么是细胞周期？细胞周期分哪几个阶段？

细胞从前一次分裂结束到后一次分裂完成，称为一个细胞周期。

通常, 细胞周期可以区分为四个阶段：M 期——分裂期，在这个阶段可以在显微镜下看到细

胞分裂过程。G1 期——S 期——DNA 合成期G2 期——G1 期，S 期和G2 期又总称为:分裂间期。

30． 什么叫减数分裂？减数分裂有哪些特点？ 减数分裂发生在产生生殖细胞的过程中。生殖细胞包括卵细胞和精子细胞。它们的遗传物质总量仅为体细胞的一半，称为n 细胞。由2n 的体细胞产生n的生殖细胞，需要经过减数分裂。减数分裂后，细胞中染色体数目减少一半。减数分裂可以分为两个阶段：第一次减数分裂：DNA复制一次，细胞分裂一次。第二次减数分裂：DNA不复制,细胞再分裂一次。总之，减数分裂就是DNA 复制一次，细胞连续分裂两次，结果由一个2n 细胞分出4个n 细胞。

减数分裂的特点:一是子细胞染色体数减半;二是子细胞基因组合大为丰富。 31． 比较染色质与染色体。

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。每条染色体由两条姐妹染色单体组成。

32． 什么叫细胞调亡？细胞调亡与细胞坏死有何不同？ 细胞分化的定义：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。 细胞凋亡多细胞生物个体的一生中，不断发生构成身体的细胞的死亡。 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。

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 细胞外形不规则变化 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 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。

孟德尔第一定律－－分离律：他用一对性状杂交，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

孟德尔第二定律－－自由组合律：二代出现四种性状，其数量比例为 他用两对性状杂交，子一代全 为显性性状，子一代之间杂交，子二代出现四种性状，其数量比例为 9：3：3：1 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。 34． DNA的半保留复制。

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？

基因（遗传因子）是遗传的物质基础，是DNA（脱氧核糖核酸）分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列的总称，是具有遗传效应的DNA分子片段。 36． 显性性状和隐性性状在遗传中各有何规律？