复旦大学现代生物科学导论简答题再整理版.docx

1、生命有哪些重要特征？答：（1）多样性和同一性（2）严整有序的结构（3）繁殖与进化（4）新陈代谢，生长与运动（5）遗传与变异（6）适应性2、为什么说水分子是偶极子？它有什么化学特性？答：（1）水分子中电荷分布是不对称的，氢、氧的电负性不同而导致水分子一侧显正电性，另一侧显负电性，从而表现出电极性，因而它是一个典型的偶极子。（2）水分子之间可建立弱作用力氢键，水中每一氧原子可与另两个水分子的氢原子形成两个氢键。氢键作用力很弱，常温下氢键常处于断开和重建的过程中，从而赋予水的流动性。由于水分子具有这一特性，它既可同蛋白质中的正电荷结合，也可同负电荷结合。蛋白质中每个氨基酸均可结合水分子，这也是蛋白质溶于水的原因。3、淀粉和纤维素在化学组成上有何异同？答：（1）相同：均是由葡萄糖组成，分子式可以用分子组成为(C6H10O5)n表示（2）不同：n不同，一般纤维素要大一些；纤维素分子的一个结构单元含有三个醇羟基而淀粉分子结构有直链结构和支链结构两种；淀粉是由-葡萄糖组成的，而纤维素是由-葡萄糖组成。4、动物为何含有更多的脂肪？答：植物的生活方式是静止的，可由光合作用直接提供能源，因而以容易降解的淀粉作为能量的储存分子。动物以运动作为主要生活方式，需要消耗更多的能量。同时为了减少运动时体重的负担， 需选择重量轻而比热高的有机分子脂肪来储存能量，因而具有更多脂肪。等量的脂肪比糖类含的能量多，脂肪属于油脂，主要是不饱和烃的混合物，其中的碳和氢的含量很高，糖类（葡萄糖）是多羟基的醛，有羟基OH-在，自身就含有更多的氧元素（处于氧化态）。人体代谢是氧化反应，所以脂肪能量高5、比较动物细胞与植物细胞的差别。答：相同点：都有细胞膜、细胞质、细胞核.不同点：动物细胞具有中心体,而植物中只有低等植物才有中心体；植物细胞有细胞壁,部分细胞有叶绿体、中央大液泡,这些都是动物细胞所没有的. 6、简述Na+/K+泵的开关模型。答：细胞质Na+离子与蛋白质结合会引起跨膜的通道蛋白质磷酸化，并引起蛋白构型变化，蛋白质构型的变化将Na+泵出细胞外，同时结合细胞外K+。蛋白与K+离子结合使得其释放磷酸基团，这一过程使得蛋白质构型复原，同时将结合的K+释放到胞内。复原的蛋白再次结合Na+，重复循环。7、酶为什么能降低反应的活化能？提高底物在反应区间的浓度；改变反应底物的分子几何构型和电子轨道的分布。使反应基团正确定位以便反应底物之间充分接触；8、什么是酶促反应的专一性？答：酶促反应的专一性是指一种酶只能对一个或者一类底物的生化反应起催化作用。酶促反应的专一性包含两个部分，结构专一性（只能催化特定的底物反应，涉及特定的化学键）和立体异构专一性（旋光异构与几何异构）。9、比较有丝分裂与减数分裂的异同。答：减数分裂有同源染色体的配对和姐妹染色体交换，有丝分裂没有。10、为什么说基因的遗传规律与染色体在减数分裂时的行为具有平行关系？答：因为基因是有功能的DNA片段，DNA位于染色体上，所以基因的遗传规律与染色体在减数分裂时的行为具有平行关系；11、为什么哺乳动物雌性个体的毛色常常出现杂斑？答：哺乳动物性别决定为XY型，雌雄个体性染色体上基因数目差别大，所以雌性个体体细胞内两条X染色体会随机失活一条，当雌性个体为杂合子时，由于不同细胞中X染色体失活的情况不同，就导致了性染色体上基因所控制的形状表现不同。控制动物毛色的基因就位于X染色体上，当X染色体随机失活后，不同细胞表现出不同的性状，即出现杂斑。12、DNA两条互补链的复制方式有何不同？答：（1）DNA的复制是边解旋变复制的，分别以母链的一条链作为模板，子DNA链从5-3方向延伸。所以复制叉上的两条单链复制是不对称的。先合成的是前导链，而在前导链合成一段距离后，从其暴露出的3端合成引物进行复制的是后随链。（2）DNA的复制是半不连续的，前导链是连续合成的，后随链是不连续合成的，即先合成短的冈崎片段，在连接起来构成后随链。（冈崎片段的合成始于一小段RNA引物，这一小段RNA引物随后被酶切除，缺口由脱氧核苷酸补满后再与新生的DNA联连在一起。）13、三联密码子是如何破译的？答：1954年科普作家伽莫夫猜测三联体密码、1961年克里克用诱导噬菌体产生突变的方法验证了三联体密码、1961年尼伦贝格采用体外合成的方式破译了第一个密码子苯丙氨酸（UUU）。14、简述密码子的组成特点及生物密码子的主要特征？答：（1）一个密码子由3个碱基组成，遗传密码子共有64种，其中3个为终止密码子，其余61个密码子编码20种氨基酸。（2）密码子具有简并性：数个密码子编码同一个氨基酸通用性：几乎所有生物共用一套遗传密码子摇摆: 反密码子的第3个碱基可选择不同碱基（与密码子）配对偏爱: 摇摆密码子使用频率不同.偏离: 在不同场合同一密码子含义不同非重叠性方向性起始密码兼职性 15、 核苷酸的插入可引起哪些突变？是否所有的插入突变都会引起密码子的改变？举例说明。答：（1）核苷酸的插入可产生移码突变和非移码突变。（2）不是；当核苷酸插入于内含子中，或插入的核苷酸数是3的倍数，则不会引起密码子的改变；当插入的核苷酸不是3个倍数，则会引起移码突变。16、 艾滋病为何难以治疗与防治？答：（1）RNA病毒，单链，变异性高；（2）攻击人的免疫系统，难以治愈17、常用的质粒克隆载体包括哪些基本的结构元件？各有什么功能？答：常用的质粒克隆载体包括复制起始点（被宿主菌识别而扩增）质粒筛选标记（可使质粒DNA在选择压力下保留在细胞中）插入子筛选标记（根据筛选标记的表型可以判断外源DNA是否已插入到克隆载体中）多克隆位点（便于不同顺序的外源DNA整合到载体中）等部分。18、简述DNA克隆的过程。答：从细胞中分离出DNA、限制性内切酶截取DNA片段、分离大肠杆菌细胞中的质粒并进行以相同的内切酶酶切，并用连接酶将片段和质粒重组、用重组质粒转化大肠杆菌、进行培养、筛选并得到目的基因的克隆。目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定19、如何构建来自人体血细胞的表达基因文库？答：从人体血细胞中分离纯化mRNA，然后用逆转录酶合成与mRNA分子互补的DNA，这个互补的DNA（cDNA）插入载体（受体菌）中获得的克隆群体，即人体血细胞的表达基因文库。20、简述PCR原理。答：PCR即聚合酶链式反应，有三个步骤组成：（1）DNA模板变性：利用高温耐热DNA聚合酶的特性，在95高温下使模板DNA变性成单链。（2）模板与引物复性：降低温度，使变性DNA模板与扩增引物互不结合。（3）延伸：在DNA聚合酶的作用下，按照模板，以引物起始进行延伸。过程可自动化反复进行，每扩增一次，DNA分子的数量增加一倍。21、简述病毒复制的主要过程。答：吸附、侵入、脱壳、生物合成、装配、成熟、释放22、近几十年人类中经常爆发新生病毒病的原因有哪些？我们有何良策？答：原因：（1）病毒的进化（变异是病毒进化的基础，而通过变异或基因重组或装配，病毒可以获得过去没有的特征，可以跨越物种，致病性更强，传染性更高，特别是RNA病毒，由于RNA为单链，稳定性差，其变异性更高。）（2）生态平衡遭到破坏（3）人口流动。良策：（1）探索与病原体斗争的新方法和新技术（2）维护生态平衡，不做违背自然规律的事（3）防止生物入侵，并对病毒的进化和变异做出合理的预测（4）在进行基因重组的实验中防止“超级病毒”的出现23、苔藓植物与蕨类植物生活史特征的主要区别是什么？答：二者生活史中都有世代交替，但是苔藓植物生活史中，配子体占优势，孢子体劣势，并寄生于配子体上；蕨类植物生活史中，孢子体占优势，配子体简化，二者均能独立生活。24、被子植物是目前地球上最繁盛的植物类群，其进化适应性主要体现在那些方面？答：（1）花粉管受精，不需水（2）具有特殊的双受精（3）具有高度发达的孢子体和分化（4）出现了真正的花（繁殖器官）（5）胚珠由心皮所包被，从而导致了果实的形成25、为什么说海绵动物是动物进化史上的一个盲端？答：海绵动物各个细胞间的联系很少，缺乏真正的组织，而其胚胎发育也很特殊，为胚胎逆转（受精卵进行卵裂形成囊胚后，动物极的小细胞向囊胚腔长出鞭毛，植物极的大细胞形成一开口，带鞭毛的小细胞从开口向外翻出，形成海绵动物所特有的两囊幼虫，至原肠胚形成时，有鞭毛的小细胞内陷，成为内层细胞，而另一端的大细胞外包，成为外层细胞）。它与其他动物发育的区别在此。原生生物是单细胞，没有细胞和组织分化；后生动物是多细胞，有细胞和组织的分化。但侧生动物有细胞分化而无组织分化。它不能再进一步演化成为其他多细胞动物类群，是动物进化的一个分支，所以称为动物进化史的盲端。26、（爬行纲）羊膜卵的主要特点是什么？在动物进化史上有什么意义？答：特点：（1）卵外包有一层石灰质外壳（防止卵内的水分蒸发，避免机械损伤和减少细菌侵入）（2）羊膜腔中充满着液体，称羊水（胚胎浸在羊水中而得到保护，免于干燥和各种机械损伤）（3）卵壳能透气（保证胚胎发育时的气体代谢的进行）（4）有卵黄囊，贮藏大量的营养物质（5）有尿囊，胚胎所产生的代谢废物排到此囊中（6）有毛细血管（位于尿囊上面），可以通过多孔的卵膜或卵壳与外界进行气体交换，是胚胎的呼吸器官。意义：羊膜卵的出现，完全解除了脊椎动物在个体发育中对水环境的依赖，使动物能够在陆地上孵化。爬行动物是最先出现羊膜卵的，羊膜卵的出现是脊椎动物进化史上的一个飞跃，为动物登陆征服陆地向各种不同的栖居地纵深分布创造了条件。27、什么是有性生殖和无性生殖？请简述它们的特点。有性生殖：两个异性单倍体配子相结合而产生新的一代个体的方式称为有性生殖。有性生殖的共同点:传代通过有性别的细胞或配子并由异性配子相结合成为合子是生物界传种接代的基本方法。特点：1.由于有性生殖是通过两性细胞结合而发育来的，所以从两个不同的亲本细胞获得的遗传特性比较丰富，变异性也大。 2.丰富的遗传性，使后代具有更适应外界环境的能力。无性生殖：是由生物个体的营养细胞或营养体的一部分，直接生成或经过孢子而产生出两个以上能营独立生活的子体的方式。特点： 无两性的结合，遗传性与亲本相同，有利于保持亲本的优良性状（无变异性）。 不经过胚胎发育阶段，生长发育的过程较短，有利于种族的繁衍。28、细胞跨膜运输的种类和不同点？被动运输 顺化学梯度，不需要消耗能量 简单扩散（自由扩散）：不需要膜蛋白协助 举例：氧气,二氧化碳,水,甘油,乙醇,苯,脂肪酸,尿素,胆固醇,脂溶性维生素,气体小分子等 易化扩散（协助扩散、促进扩散) 需通道蛋白和载体蛋白，比自由扩散转运速率大 举例：红细胞摄取葡萄糖主动运输 逆化学梯度，需蛋白，需耗能 举例：小肠吸收K+、Na+、Ca2+等离子,葡萄糖,氨基酸,无机盐,核苷酸,带电荷离子等 协同运输是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式。物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度，而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵内吞与胞泌生物大分子或颗粒物质的跨膜运输，涉及膜的融合和断裂，需要能量举例： 白细胞吞噬入侵的细菌等 举例： 胰岛素的分泌等.30、酶催化的特点？ 1.酶催化效率很高 2.酶催化的专一性 对催化的反应物是专一的 对催化的反应是专一的 3.作用条件是温和的（高温、强酸等失活稳定性差） 4.酶的作用是受调节控制的： 酶浓度的调节，激素调节，酶原的激活。31、举出3种以上动物王国决定性别的机制？一、性染色体决定性别 型 雄性有两个异型性染色体，人类，哺乳动物，果蝇等型 雌性有两个异型性染色体，鸟类，蝴蝶等型 雄性只有染色体，没有染色体。蝗虫：雄性是16，雌性是16二、单倍体决定性别 蜜蜂：雄性为单倍体,由未受精卵发育而来, 无父亲，雌性为二倍体,由受精卵发育而来（食23天蜂皇浆发育为工蜂，食5天的发育为蜂皇）蚂蚁三、环境决定性别 珊瑚岛鱼：在3040条左右的群体中,只有一条为雄性,当雄性死后,由一条强壮的雌性转变为雄性后螠四、基因决定性别玉米的性别：三种类型1.雌雄同株:BaBaTsTs2.雄性植株:babaTsTs(ts)3.雌性植株:babatsts 雌花序由Ba基因控制 雄花序由Ts基因控制32、影响微管和微丝的毒素对细胞分裂分别有什么影响？ 1）微管：锚定细胞器，促使细胞器移动，牵拉染色体向两极分离（纺锤体） 2）微丝：维持与改变细胞形状，肌肉收缩，促使细胞质环流（阿米巴运动） 3）中间纤维（间丝）：锚定细胞核，组成核纤层（抗外界压力）33、简述证明DNA是遗传物质的两个实验的实验过程？肺炎双球菌转化实验：1.S型菌注入小鼠体内，小鼠死亡2.R型菌注入小鼠体内，小鼠不死亡3.加热杀死的S型菌注入小鼠体内，小鼠不死亡4.加热杀死的S型菌和活的R型菌注入小鼠体内，小鼠死亡5.除去加热杀死的S型菌中的蛋白质后再注入R型菌，发现R型菌转化为S型菌说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。噬菌体侵染实验：1分别培养p32和s35 标记的噬菌体【用标记的大肠杆菌】2用培养后的p32和s35标记的噬菌体侵染未被标记的的大肠杆菌3离心,分离4 放射性检测.【上清液和沉淀物的放射性】 1. 了解核酶和抗体酶的特点，分别有什么潜在的应用价值？特点：与一般的反义RNA相比，核酶具有较稳定的空间结构，不易受到RNA酶的攻击。更重要的是，核酶在切断mRNA后，又可从杂交链上解脱下来，重新结合和切割其它的mRNA分子核酶在遗传病，肿瘤和病毒性疾病上很有潜力特点：抗体酶具有典型的酶反应特性：与配体(底物)结合的专一性，包括立体专一性，抗体酶催化反应的专一性可以达到甚至超过天然酶的专一性；具有高效催化性，一般抗体酶催化反应速度比非催化反应快104108倍，有的反应速度已接近于天然酶促反应速度等等。抗体酶可催化多种化学反应，其中有的反应过去根本不存在一种生物催化剂能催化它们进行，甚至可以使热力学上无法进行的反应得以进行。抗体酶是酶工程的一个全新领域。随之出现大量针对性强、药效高的药物。立本专一性抗体酶的研究，使生产高纯度立体专一性的药物成为现实。抗体酶可以治疗某种酶先天性缺陷的遗传病。抗体酶可有选择地使病毒外壳蛋白的肽键裂解，从而防止病毒与靶细胞结合。抗体酶的固定化将大大地推进工业化进程。常见的代谢疾病机制：糖原病 糖原分解合成酶的欠缺引起低血糖症 胰岛素分泌或应用过量高血糖症及糖尿病 血糖的来源和去路间失去动态平衡脂肪肝 肝脏脂蛋白不能及时将肝细胞脂肪运出,造成脂肪在肝脏中堆积痛风症 (嘌呤代谢紊乱) 血清中尿酸水平升高,尿酸钠晶体沉淀触发关节炎症,多发于男性蚕豆病 葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G-6-PD）缺乏症,它能够催化体内一个代谢过程，产生能稳定红细胞膜的物质，若缺乏此酶，则使红细胞膜脆性增加，容易破裂溶血。尿黑酸尿症尿 常染色体隐性遗传病，由于先天性尿黑酸氧化酶缺乏，因而由酪氨酸分解而来的尿黑酸（2，5二羟苯醋酸）不能进一步分解为乙酰乙酸，致使过多的尿黑酸由尿排出，并在空气中氧化为黑色的一种代谢障碍性疾病。16.生物体常量元素：(重量百分比0.1%)：C，H，O，N，S，P，K，Ca，Na, Mg，Cl；17.生物体微量元素：(重量百分比0.1%)：V，Cr, Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn，Mo，Se， Sn，Si，I和F。19.亚油酸、亚麻酸是必须脂肪酸20.生物腊为饱和或不饱和高级脂肪酸（14-36个碳原子）和高级醇（16-30个碳原子）组成的酯。21. 不带电极性氨基酸:天冬酰胺Asn、谷氨酰胺Gln、丝氨酸Ser、苏氨酸Thr、酪氨酸Tyr酸性氨基酸：天冬氨酸Asp、谷氨酸Glu 碱性氨基酸：精氨酸Arg、赖氨酸Lys、组氨酸His 必须氨基酸：赖氨酸Lys、蛋氨酸（甲硫氨酸）Met、亮氨酸Leu、异亮氨酸Ile、苏氨酸Thr、缬氨酸Val、色氨酸Trp、苯丙氨酸Phe（口诀:假设来携一两本书） 婴儿，组氨酸His也必须22.蛋白质的二级结构：螺旋、折叠，转折，其中螺旋每3.6个氨基酸绕一圈23.维持蛋白质高级结构的作用力：1.氢键2.离子键3.疏水作用4.二硫键5.范德华力6.静电作用24.蛋白质变性（protein denaturation）：蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失，这种现象称为蛋白质变性25.蛋白质结构：一级:多肽链中氨基酸的数目、种类、排列顺序 二级：多肽链中主链原子的局部空间排布即构象，包括螺旋、折叠，转折三级：蛋白质的多肽链在各种二级结构的基础上再进一步盘曲或折迭形成具有一定规律的三维空间结构，称为蛋白质的三级结构（tertiary structure）。四级： 具有二条或二条以上独立三级结构的多肽链组成的蛋白质，其多肽链间通过次级键相互组合而形成的空间结构称为蛋白质的四级结构（quarternary structure）。26.DNA的结构特点：1）DNA由两条具有极性的互补单链组成, 两条互补单链走向相反（反向平行）. 2）两条单链彼此互旋形成螺旋结构，每旋转一圈为10.5 bp (碱基对），天然DNA大多数为右旋，双螺旋中大小沟交替排列. 3）碱基配对原则：A-T，C-G，A-T配对形成2对氢键，C- G配对形成3对氢键. 4）配对碱基位于双螺旋DNA内部, 碱基平面与DNA双螺旋的纵轴垂直，产生碱基堆积力. 5）脱氧核糖与磷酸连接排列在外侧构成基本骨架.27.DNA单链的极性结构:28.RNA的结构特点1) 生物体内几乎所有的RNA分子均为单链. 生物体内几乎没有任何双链环化RNA分子. 2) RNA分子中对应于DNA中胸腺嘧啶(T)的碱基由尿嘧啶(U)取代. 3) RNA分子也可形成双链RNA, 即可分子间配对,也可分子内配内. 配对原则与DAN碱基配对类似, 只是DNA中的A-T配对在RNA中为A-U配对. RNA分子内配对可形成茎环(或发夹)结构. 4) RNA分子易于断裂, 长度有限. 29.tRNA为三叶草结构, 有三个臂, 分别为D-环, 反密码子环和T-环. 由头尾互补碱基组成的结构为氨基酸结合位置, 其3端有-CCA-单链突出.30.支原体是最小的原核生物，没有细胞壁32.质子泵(H+)主要出现在植物和真菌等细胞: 消耗ATP,将质子泵出膜外,增加膜两侧的电位差。在质子回返膜内时做工用于运输有机化合物如小分子糖类与氨基酸,间接耗能.33.动物细胞之间的连接34植物细胞之间的连接:贯穿细胞壁沟通相邻细胞的细胞质连线。为细胞间物质运输与信息传递的重要通道，通道中有一连接两细胞内质