生导复习

生命科学导论

第一章 绪论

? 生命科学的发展过程：

1）19世纪初，“生物学”时期，主要研究手段：描述； 2）19世纪到DNA的双螺旋结构的发现，“生物科学时期”，主要研究手段：实验； 3）从DNA的双螺旋结构发现到现在，“生命科学时期”，主要研究手段；1）从分子到整体，从整体到分子的不同层次的研究；2）应用和技术结合；

? 生命科学的特点：

1. 对分子、细胞、组织、器官以至整体的综合研究； 2. 多学科交叉、多种新技术应用所形成的全方位研究； 3. 基础和应用的结合；

? 生命的定义：

1) 生物学：由核酸蛋白质等物质组成的多分子体系，它具有不断自我更新、繁殖后代以

及对外界产生反应的能力；

2) 物理学:（物理学第二定律:任何自发过程总是朝着使体系越来越混乱、原来越无序的

方向进行，即向熵增加的方向进行）生命的演化过程总是朝着熵减少的方向进行，一旦负熵的增加趋近于0，生命将趋向终结，走向死亡；

3) 生物物理学：三要素：物质、信息、能量；在生物体的整个运动过程中，贯穿了物质、

信息、能量三者之间变化、协调和统一；

4) 生命完整、系统的定义：生命是主要由核酸、蛋白质组成的具有不断自我更新能力的

多分子体系的存在形式，是一种过程，一种现象；

? 生命的本质特征 ??化学成分的同一性：（生物体是由蛋白质、核酸、脂类、糖类、维生素等多种有机分子以

及C、H、O、N、P、S等无机元素组成。蛋白质：由20种氨基酸组成。核酸：由8种核苷酸组成。各种生物编制基因程序的遗传密码是统一的，各种生物都是以ATP(三磷酸腺苷)为贮能分子。）

2.严整有序的结构：生命的基本单位是细胞；细胞的结构； 整个生物界是一个多层次的有序结构：

细胞=〉组织=>器官=〉系统=〉个体=〉种群=〉群落=〉生态系统

3.新陈代谢:生物体不断地吸收外界的物质，在生物体内发生一系列变化，最后成为代谢最终产物而被排出体外。 合成作用（anabolism）：从外界摄取物质和能量，将它们转化为生命本身的物质和贮存在化学键中的化学能。

分解作用（catabolism）：分解生命物质，将能量释放出来，供生命活动之用。

4.应激性和运动：生物接受外界刺激后会发生反应，生物的运动受神经系统的控制。 5.内稳态:生物体在没有强烈的外界因素的影响下，有某些机制使其内环境能保持动态稳定性。 6.生长发育:生物体能通过新陈代谢的作用而不断地生长、发育，其中遗传因素起决定性作用，而外界环境也有很大影响。

7.繁殖与遗传:生物体能不断地繁殖下一代，使生命得以延续。生物的遗传是由基因决定的，

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生物的某些性状会发生变异；没有可遗传的变异，生物就不可能进化。 8.适应

适应的含义：

（1）生物的结构都适应于一定的功能。

（2）生物的结构和功能适应于其在一定环境条件下的生存和延续。 适应是生物界普遍存在的现象

? 学习生命科学的重要性：***

1. 为什么要学习生命科学？

1) 生命科学是21世纪自然科学的带头学科 2) 生命科学充满未解之谜

3) 生命科学与人类社会的发展息息相关 2. 生物科学的前沿

1) 分子生物学的发展是生物科学发展史上的一个重要的里程碑 2) DNA重组技术

3) 原生质体融合技术

3.21世纪面临的许多世界性难题：

1) 人口膨胀 2) 粮食紧张 3) 环境污染 4) 能源紧缺 5) 遗传疾病

4. 生命科学是21世纪自然科学的带头学科

1) 当前自然科学的带头学科 2) 开始从物理科学向生命科学转移 5.生命科学充满未解之谜

1) “猛犸之谜” 2) “恐龙灭绝之谜” 3) 龟鳖家族的长寿之谜 6.生命科学与人类的发展息息相关

1) 农业方面 2) 医药卫生方面

3) 轻工业、食品工业、酶工程 4) 其他方面 生命的含义

生命的物质基础是蛋白质和核酸。

生命运动的本质特征是不断自我更新，是一个不断与外界进行物质和能量交换的开放系统。

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生命是物质的运动，是物质运动的一种高级的特殊存在

? 细胞的共性：细胞表面都有一层生物膜；DNA为转录，复制的物质基础；ATP为储能分子；

都存在合成蛋白质的核糖体；都以一分为二的方式进行繁殖。

第二章 细胞

1.蛋白质

? 蛋白质的相对分子质量决定于所含氨基酸的多少；数十个或者更多个氨基酸残基组成的有

确定构象的多肽，通常称为蛋白质；

? 蛋白质的功能：1）结构；2）防御；3）信号；4）调节；5）运输；6）运动；7）其他； ? 组成蛋白质的20种氨基酸的特点：1）都是L型的，有利于结构稳定；2）有旋光性；3）

都是a-氨基酸（Pro是亚a-型的）；4）都是两性电解质；

? 必须氨基酸：8种人体不能合成，必须从外界获取的氨基酸称为必须氨基酸，分别是：

Val,Leu,Ile,Thr,Phe,Met,Lys,Trp(色)； ? 蛋白质的空间结构：

1. 一级结构：氨基酸残基的排列次序；一级结构与功能的关系：不同来源同种功能的蛋

白质在一级结构上有差异；

2. 高级结构：包括二、三、四级结构；一个蛋白质有什么高级结构，关键在于他的一级

结构如何；在二级结构和三级结构之间又增加了结构域和特征序列；维持蛋白质高级结构的非共价键力包括：氢键、离子键、疏水作用、范德华力、二硫键（稳定蛋白质结构使其成为球形的重要结构）、脂键；

? 蛋白质的性质：胶体性质；两性解离性质；

? 蛋白质的变性：在不利的物理或者化学因素的作用下，蛋白质的高级结构被破坏，其物理

化学性质发生改变，生物学活性丧失，这就是蛋白质变性；蛋白质变性以后其生物活性丧失，溶解度下降，黏度升高；蛋白质变性分为可你变性和不可逆变性；

? 酶的催化特点：1）反应条件温和；2）高效；3）专一；4）多样性；5）受多种因素影响； 2.核酸

? 20世纪50年代初期，华生（Watson）和克里克（Crick）共同提出DNA分子结构的双螺

旋模型，其要点如下：

1. DNA分子由两条反向平行的多核苷酸链组成双螺旋； 2. 链的主体是糖基与磷酸基，以磷酸二脂键相连接而成；

3. 与糖基一糖苷键相连的嘌呤和嘧啶碱基位于螺旋中间，碱基平面与螺旋轴相互垂直，

两条链的对应碱基之间，呈A-T，G-C配对关系；

? 螺旋的直径是2.0nm，螺距是3.4nm，每个螺距中包含10个碱基对，即每两个碱基之间的

垂直距离是0.34nm

? tRNA分子中出现三个主要的配对区段，称为三叶草形（也称四环四壁）； ? 氨基酸臂与反密码子臂是识别氨基酸与密码的重要结构； ? 细胞内RNA大分子主要有三种类型：mRNA（负责把DNA分子中的遗传信息转达为蛋白质分

子中的氨基酸序列）tRNA和rRNA。三种RNA配合，共同完成把DNA分子中的遗传信息表

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达到蛋白质中去的任务；

? 同种生物不同组织中的碱基相同；不同种生物的同种组织中的碱基不同；

? DNA的双螺旋模型中，A-T配对之间可以形成2个氢键，G-C配对之间形成3个氢键，所

以G-C键更稳定，G-C键的含量保证DNA的稳定性； ? 原核生物DNA分子中有基因重叠现象；真核生物DNA分子中普遍存在非编码序列（内含子：

不作表达，隔开外含子）； 3.生物膜系统

? 质膜的分子结构:脂质（lipid)质膜结构的分子骨架，主要是磷脂以及糖脂和胆固醇膜蛋

白：与磷脂双分子层结合，执行各种功能；

? 磷脂性质：磷脂是双极性分子，在水环境中自发形成的双分子层或脂质体，是水溶性分子

难以通过的天然屏障。

? 膜蛋白可根据功能的不同分为：运输载体、酶、受体蛋白、连接蛋白；

4.细胞的增殖与分化

? 细胞分裂（cell reproduction）:细胞生命的一个基本特征。单细胞生物以此繁殖后代，

而多细胞生物则依赖它来完成个体发育。它是细胞分化的基础；

? 细胞分裂带来的好处：1）解决了由于细胞生长而表面基与体积比值下降带来的困境；2）

是细胞繁衍的方式；

? 细胞分裂可分为：无丝分裂（细菌等原核细胞的增殖方式）、有丝分裂（真核生物体细胞

的增殖方式）、减数分裂（真核生物有性生殖前准备配子的方式）；

? 有丝分裂周期：G0期：休眠期；G1期：DNA合成前期；S期：DNA合成期；G2期:DNA合

成后期；M 期：有丝分裂期；有丝分裂期可进一步分为：前期=〉中期=〉后期=〉末期=〉子细胞；

? 减数分裂（略）

? 细胞分化（cell differentiation）：胚胎细胞分裂后的未定型细胞或简单可塑性细胞，

在形态和化学组成上向专一性或特异性方向转化，演变为特定细胞类型的过程；

? 细胞的形态变化、迁移、黏着、定位，在细胞分化中起着重要作用，从现代生物学角度来

看，细胞分化包括以下内含： 1. 细胞分化起始于基因表达的调控；

2. 分化细胞之间的差异归根到底在于不同蛋白质的表达； 3. 分化过程通常是不可逆的；

4. 一般认为达到成年阶段，个体发育完成；

? 细胞发育潜能有以下几种情况：1.全能性；2.多能性；3.单能性； ? 细胞分化：

1. 细胞分化表现为细胞间产生稳定差异； 2. 分化方向的确定往往早于形态差异的出现； 3. 细胞生理状态随分化水平提高而变化； ? 细胞衰老变出的特征：

1. 细胞和体积增大，核膜呈现内折，染色质凝集程度增加;

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