生命科学概论纲要201107.doc

1 同位素：原子核内质子数相同，中子数不同，原子质量不同；但是这些原子化学性质相同，仍属于同一种元素，在元素周期表中占有同样的位置。2 蛋白质的基本组成单位氨基酸，相邻的两个氨基酸分子脱水缩合形成肽键。3 氨基酸的分类依据R侧链基团分类：脂肪族，芳香族和杂环族三类； 按R基团的极性性质：非极性R基氨基酸，不带电荷的极性R基氨基酸，带正电荷的R基氨基酸，带负电荷的R基氨基酸 按营养价值分类：必需氨基酸和非必需氨基酸4 根据氨基酸组成蛋白质可分为：完全蛋白质、半完全蛋白质、不完全蛋白质。 5 辅酶：有些酶需结合非蛋白质部分，才表现出酶活性。如需一些有机小分子、金属离子或维生素的配合，这些成分常常被称为辅酶。6 蛋白质的生物合成 氨基酸活化（氨酰-tRNA的合成）；2.肽链合成起始；3.肽链延伸；4.肽链合成终止。7 三聚氰胺为何会出现在奶粉中？三聚氰胺，无色至白色晶体。分子式为C3H6N6。蛋白质主要由氨基酸组成,目前，奶粉中蛋白质含量的测定主要采用“凯氏定氮法”，其含氮量一般不超过30% ,而三聚氰胺的含氮量为66%左右。由于“凯氏定氮法”只能测出含氮量,并不能鉴定饲料中有无违规化学物质,所以,添加三聚氰胺的饲料理论上可以测出较高的蛋白质含量。同时三聚氰胺物理性状为白色单斜晶体、无味,这与蛋白粉相仿,而且易于购买和生产,成本很低，故被不良商贩恶意添加在奶粉中增加含氮量。8 常见的多糖有：淀粉、几丁质、纤维素、琼脂、糖原、透明质酸等。9 膳食纤维木质素与不能被人体消化道分泌的消化酶所消化的多糖的总称。包括纤维素、半纤维素、果胶等。它的功能有：（1）吸水通便；（2）改善菌群，防止肠道病变；（3）降低血清胆固醇；（4）利于减肥；（5）利于胰岛素分泌等。10. 高度不饱和脂肪酸DHA(二十二碳六烯酸)。 ARA (花生四烯酸)11. 为什么会有细胞分裂？细胞是生物体与环境进行信息、能量与物质交换的基本单位，细胞靠表面接受外界信息及与外界进行物质交换。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。12. 质 粒独立于细菌染色体外的遗传物质，绝大多数是共价闭合环状双螺旋DNA分子。质粒能自我复制、稳定遗传，可携带外源基因，改造后是基因工程常用的载体。9. 细胞周期细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程。分为：G1期(gap1)，分裂完成到DNA复制之前；S期(synthesis phase)，DNA复制阶段；G2期(gap2)，DNA复制完成到分裂之前；M期，又称D期，分裂开始到结束。10. 根据细胞周期可将高等动物细胞分为3类：连续分裂细胞，又称周期性细胞；休眠细胞；不分裂细胞，又称终端细胞。11. 细胞分化的基本概念 在个体发育中，由一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异，产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。12. 细胞分化的特点时空性、定向性、稳定性、条件可逆性、普遍性13. 细胞分化的潜能细胞分化能力的强弱称为分化潜能。干细胞有分化潜能，分为：全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞。14. 细胞衰老的特征细胞膜流动性下降；细胞核异常；细胞器降解；细胞内水分减少。15. 细胞衰老的原因细胞核的遗传控制起主要作用；端粒DNA序列的缩短；自由基理论。16. 端粒染色体端部的特化部分，作用是维持染色体的完整性和个体性。端粒由长5-10bp的高度重复单位串联而成，在进化上高度保守.17. 端粒酶是一种核糖核蛋白复合物，具有逆转录酶的性质，以物种专一的内在RNA为模板，把合成DNA的添加到染色体的3端。18. 端粒细胞分裂计时器与基因DNA不同，端粒核苷酸每复制一次减少50-100 bp；正常体细胞染色体缺乏端粒酶活性，故随细胞分裂而变短，细胞随之衰老；人的生殖细胞和部分干细胞染色体具有端粒酶活性，所以这些细胞的染色体末端比体细胞染色体末端长几千个bp；肿瘤细胞和永生细胞系具有端粒酶的活性。20. 自由基在生物体内的作用积极的生物学功能; 强力杀菌剂，参与前列腺素、胶原蛋白、凝血酶原的合成等。危害: 破坏碱基、蛋白质、不饱和脂肪酸、多糖自由基与疾病: 老年痴呆、自身免疫性疾病、癌症、肺气肿、眼病（白内障）、炎症等。21. 自由基清除剂非酶类清除剂（抗氧化剂） 维生素E、C、胡萝卜素等酶类清除剂（抗氧化酶） 超氧化物歧化酶（SOD）, 过氧化氢酶, 谷胱甘肽过氧化物酶22. 细胞凋亡又称程序性细胞死亡。是细胞对环境的生理性病理性刺激信号，环境条件的变化或缓和性损伤产生的应答有序变化的死亡过程，是一种在特定时空主动发生的、受基因严密调控的细胞逐渐死亡现象。23. 细胞凋亡的生理和病理学意义生理学意义：1. 生长发育；2. 免疫细胞分化；3. 防御：清除衰老细胞、DNA损伤的细胞、和被病原体感染的细胞。病理学意义：1. 病原体侵染；2. 细胞凋亡过度；3. 细胞凋亡不足24. 癌细胞的生理特征脱分化；无限增殖；细胞表面和粘附性质改变；接触抑制现象丧失；对生长因子需求降低；代谢旺盛。25. 细胞信号分子的成分及特点成分：短肽、蛋白质、气体分子（NO、CO）、氨基酸、核苷酸、脂类、胆固醇衍生物。特点：特异；高效；可被灭活。26. 第一信使水溶性信号分子（如神经递质）不能穿过靶细胞膜，只能经膜上的信号转换机制实现信号传递。27. 第二信使起信号转换和放大的作用，如cAMP、cGMP、IP3、DAG、Ca2+。28. 受体能够识别和选择性结合某种配体（信号分子），多为糖蛋白，分子上具有配体结合区域和产生效应的区域。特点：特异性；饱和性；高度的亲和力。29. 胞间通信的主要类型细胞间隙连接、膜表面分子接触通讯、化学通讯30. 膜表面受体介导的信号转导离子通道型受体；G蛋白耦联型受体；酶耦联的受体31. 免疫细胞 造血干细胞、淋巴细胞、单核吞噬细胞、粒细胞、肥大细胞、红细胞等32. 抗原是指任何能与抗体结合或者能和淋巴细胞表面受体结合并引起免疫反应的物质。33. 半抗原本身无抗原性，与载体蛋白结合后才具有抗原性的物质。吗啡就是一种半抗原，和蛋白质结合才有抗原性，能刺激细胞产生对吗啡特异的抗体，临床上以此来判断人血中有无吗啡，是否吸毒。34. 抗体机体内B淋巴细胞在抗原物质刺激下所合成的具特异性免疫功能的球蛋白，故又称免疫球蛋白。35哺乳动物的抗体种类 IgG ：血清中含量最高，是最重要的抗感染分子，包括抗菌、抗病毒、抗毒素等；能激活补体，结合并增强巨噬细胞的吞噬功能；能穿过胎盘保护胎儿及新生儿免受感染。IgA ：分单体和双体两种。前者存在血清中，后者存在于黏膜表面及分泌液中，是黏膜局部抗感染的重要因素。IgM ：是分子量最大，体内受感染后最早产生的抗体，具有很强的激活补体和调理作用，是重要的抗感染因子，且常用于诊断早期感染。IgD ：主要存在于成熟B细胞表面，是识别抗原的受体。IgE ：血清中含量最少的抗体，某些过敏性体质的人血清中可检测到，参与介导I型超敏反应和抗寄生虫感染。 36. 人体免疫细胞有吞噬细胞、树突状细胞、自然杀伤细胞、NKT细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞和肥大细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞37. 血液中的抗原红细胞：ABO血型、Rh血型、MN型白细胞：人的主要组织相容性复合体（MHC） 称为人类白细胞抗原系统(human leukocyte antigen , HLA)，是人类基因组中最复杂、多态性最高的遗传体系。其主要功能为参与抗原递呈、制约细胞间相互识别及诱导免疫应答。具有自我识别、调节免疫反应和对异体移植的排斥作用。 38微生物一类形体微小、单细胞的或个体结构较为简单的多细胞的，甚至没有细胞结构的低等生物的总称。39. 微生物的生物学之最形态最简、代谢能力最强 食谱最杂 繁殖最快 数量最多 分布最广 种类最多 变异最易40微生物的生长规律延滞期 指数期 稳定期 衰亡期41. 灭菌是指采用强烈的理化因素杀灭或清除传播媒介上的所有微生物（包括芽胞），使之达到无菌程度。经过灭菌的物品称“无菌物品”。42. 消毒是指杀灭或清除传播媒介上的病原微生物，使之达到无害化的处理。43. 古细菌的种类极端嗜热菌。极端嗜盐菌。极端嗜酸菌。极端嗜碱菌。产甲烷菌44病毒的基本特征个体微小 结构简单 活细胞寄生 对抗生素不敏感45革兰氏染色法基本步骤：涂片固定，结晶紫初染1min，碘液媒染1min，95%乙醇脱色0.5min，番红复染1min。染色结果:菌体仍为紫色的是革兰氏阳性菌；菌体为红色的是革兰氏阴性菌。46. 革兰氏染色原理第一步：结晶紫使菌体着紫色；第二步：碘和结晶紫形成大分子复合物，分子大，能被细胞壁阻留在细胞内；第三步：酒精脱色，细胞壁成分和构造不同，出现不同的反应：G+ 菌：细胞壁厚，肽聚糖含量高，交联度大，当乙醇脱色时，肽聚糖因脱水而孔径缩小，故结晶紫-碘复合物被阻留在细胞内，细胞不能被酒精脱色，仍呈紫色。G菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，因其含脂量高,乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫-碘复合物溶出细胞壁，酒精将细胞脱色，细胞无色，沙黄复染后呈红色。47. 病毒的基本结构真病毒由衣壳和核酸构成核衣壳，外面有包膜； 亚病毒：类病毒：无蛋白质的RNA分子，朊病毒：无核酸的蛋白质分子。48. 抗生素的作用机制 干扰细菌细胞壁合成；损伤细菌细胞膜；抑制细菌蛋白质合成；抑制细菌核酸合成；增强吞噬细胞的功能。磷霉素、环丝氨酸可阻碍胞浆内粘肽前体N-乙酰胞壁酸的形成；万古霉素和短杆霉素可抑制胞浆膜阶段的粘肽合成；青霉素类和头孢菌素类对胞浆膜外粘肽的交联过程具有阻断作用，能抑制转肽酶的转肽作用。多粘菌素B能与细胞膜上的磷脂结合；制霉菌素和两性霉素B可与真菌细胞膜上的类醇类结合，使细胞膜完整性受损，通透性增加，导致菌体内蛋白质、核苷酸、氨基酸等重要物质外漏，从而使细菌死亡。 氯霉素、林可霉素和大环内酯类抗生素能与50s亚基结合；氨基糖苷类抗生素及四环素类抗生素均能与30s亚基结合，从而抑制细菌蛋白质合成，影响或中止细菌的生长繁殖。 49. 抗生素按化学结构分类-内酰胺类；2，四环类；3，氨基糖苷类；4，大环内酯类；5，其他类 50. 结构基因与调节基因 均可转录成mRNA，翻译成多肽链。调节基因能调控其它基因的活性，转录翻译成阻遏蛋白或激活蛋白。51. 密码子的共性无逗号 不重叠性 简并性 统一性52. 人类的遗传性疾病分为三大类：染色体缺陷病 单基因遗传病 多基因遗传病53. DNA修复是细胞对DNA受损伤后的一种反应，这种反应可能使DNA结构恢复原样，重新能执行它原来的功能；但有时并非能完全消除DNA的损伤，只是使细胞能够耐受这DNA的损伤而能继续生存。54. 基因治疗概念是用正常或野生型基因校正或置换致病基因的一种疗法。目前基因治疗的概念有了较大的扩展，凡是用分子生物学的方法和原理，在核酸水平上开展的疾病治疗方法都可称为基因治疗。55. 遗传病治疗的基本程序找到致病基因，选择和制备目的基因; 克隆到相应的正常基因，选择载体; 选择靶细胞; 采取适当方法把正常基因放回到病人身体内; 进入体内的正常基因应正常表达56. 基因工程是指在体外将外源DNA分子经切割和连接，插入至病毒、质粒或其他载体分子中，形成重组DNA分子，导入到受体细胞中，使外源基因在受体细胞中表达的过程。57. 基因工程操作的工具酶限制性核酸内切酶 DNA连接酶 DNA聚合酶58. 基因工程的载体必须具备以下基本要求在寄主细胞中能够独立复制；.易从寄主细胞中分离纯化；.有一段不影响自身扩增的非必需区域，使得插在其中的外源基因可以正常复制和扩增。59. 基因工程的主要步骤1.载体和目的基因的分离;2.载体和目的基因的体外重组; 3.重组DNA转化受体; 4.重组DNA的筛选和鉴定 5.克隆基因的表达60. G文库某一种基因DNA用适当的限制酶切断后，与载体DNA重组，再全部转化宿主细胞，得到含全部基因组DNA的种群，称为G文库(genomic DNA library)。61. C-文库将某种细胞的全部mRNA通过逆转合成cDNA，然后转化宿主细胞，得到含全部表达基因的种群，称为C-文库(cDNA library)。C-文库具有组织细胞特异性。62. 基因导入的方法植物材料：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法、电激法等动物材料：脂质体转化法、显微注射、逆转录病毒、精子载体、电穿孔、磷酸钙介导法等。细菌材料：电激转化或转导63. 基因组（genome ） 一个单倍体细胞内基因的总和。分为核基因组、线粒体基因组与叶绿体基因组。基因组内包括编码序列与非编码序列。64. 基因组学 是从整体水平上研究一个物种基因组的结构、功能及调控的一门科学。分为结构基因组学和功能基因组学两大部分。 65. 人类基因组计划的目的 解码生命；了解生命的起源；了解生命体生长发育的规律；认识种属之间和个体之间存在差异的起因；认识疾病产生的机制以及长寿与衰老等生命现象；为疾病诊治提供科学依据。66. 人类基因组的主要任务完成遗传图谱、物理图谱、序列图谱、转录图谱67. 植物组织培养技术是指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞或原生质体，培养在人工控制的环境里使其再生形成完整的植株。68. 植物的微繁殖技术（植物快繁技术）又称快速繁殖技术,就是利用组织培养方法将植物体某一部分的组织小块，进行培养并诱导分化成大量的小植株，从而达到快速无性繁殖的目的。也称它为试管苗繁殖或微体繁殖。技术程序是：培养基的配制；外植体的选择与消毒灭菌处理；接种及培养，建立无菌繁殖系；继代增殖；诱导生根成苗；炼苗移栽69. 外植体用作培养的材料，即在原生长部位取得并转移到培养基上生长的细胞或组织切块。植物的根、茎、叶花、果实都可作为外植体。70. 植物脱毒技术植物茎尖培养脱除病毒原理; 茎顶组织细胞的分裂速度比病毒移动速度快；茎顶组织内部还没有形成维管束或者维管束还未发达，病毒无法移动到茎顶部；培养基中高浓度激素抑制病毒增殖。71. 人工种子是一种含有植物胚状体或芽、营养成分、激素以及其他成分的人工胶囊。72. 动物细胞生长特性 l 细胞生长缓慢，易污染，培养需用抗生素l 细胞大，无细胞壁，机械强度低，环境适应性差l 需氧少，不耐受强力通风与搅拌l 群体生长效应，贴壁生长（锚地依赖性）l 培养过程产品分布细胞内外，成本高原代培养细胞一般繁殖50代即退化死亡73. 细胞融合的常用方法仙台病毒法、聚乙二醇（PEG）法、电融合法74. 淋巴细胞杂交瘤技术或单克隆抗体技术科学家根据癌细胞可以在体外培养条件下无限传代增殖这一特性，在PEG的作用下，将它与B淋巴细胞进行融合，结果得到了具有双亲遗传特性的杂交细胞。它既能在体外迅速增殖，又能合成分泌特异性抗体，从而成功地解决了从一个淋巴细胞制备大量单克隆抗体的技术难题。这项技术就是淋巴细胞杂交瘤技术或单克隆抗体技术75. 单克隆抗体的应用诊断治疗病毒性疾病、能检查出某些尚无临床表现的极小肿瘤病灶、“生物导弹”、 能精确地检测排卵期 76. 贴壁依赖型细胞需要附着于带适量电荷的固体或半固体表面才能生长，大多数动物细胞，包括非淋巴组织细胞和许多异倍体细胞均属于这一类。77. 非贴壁依赖型细胞无需附着于固相表面即可生长，包括血液、淋巴组织细胞、许多肿瘤细胞及某些转化细胞。78. 动物细胞大规模培养方法贴壁培养 悬浮培养 固定化培养79. 克隆动物产生的意义从理论上证明了已分化的动物细胞是具有全能性的。从实际应用角度讲，克隆动物技术的成熟对动物资源的种质保存，尽可能多的保存地球生物圈内的生物多样性具有重要意义。克隆动物对培育优良物种也有重要意义。克隆动物还可以生产移植器官、培育优良畜禽品种，利用动物作为生物反应器生产药物和提供实验动物等几方面造福人类。80. 克隆动物存在的问题克隆技术无法让细胞返老还童”。 体细胞克隆成功率只有2-3%，克隆产生的动物常带有严重的先天缺陷；它将对生物多样性提出挑战，“克隆动物”则会导致生物品系减少，个体生存能力下降；生态混乱，并引发一系列严重的伦理道德冲突。濒危物种也不可能靠其得到拯救81干细胞按发育状态分类胚胎干细胞 成体干细胞82干细胞哺乳动物的许多已分化组织和器官中都保留了一些能够分裂形成该组织或器官的未分化原始细胞，这些细胞称为干细胞。 83. 体内干细胞的意义在于源源不断地补充体内一些短命组织的细胞来源，如血液细胞、皮肤细胞以及精巢等，或者组织或器官受到局部损伤时，它们可以再分裂形成新的该组织和器官，是体内的一种自我修复机制。 84. 组织工程是体外重建人体组织的技术，其研究内涵是应用生命科学和工程学的原理来恢复、保持和改善组织功能。85. 试管婴儿就是把精子和卵子从人体中取出来，放到特制的佩特里氏培养皿中让精子和卵细胞发生受精作用，受精卵经过培养后，再将其植入母体子宫，使其在体内发育成胎儿。由于受精作用发生在玻璃器皿中，就如同科学家用试管做实验一样，所以人们就把这样得到的婴儿形象地称为试管婴儿。86. 蛋白质工程的意义遗传工程可以使在人类控制的条件下生产任何自然界中已存在的蛋白质以满足人类的需要。蛋白质工程的出现可使人类生产自然界根本不存在,但其性质又是人类所期望的新型蛋白质。因此蛋白质工程又称为第二代遗传工程。能够解决工业生产中蛋白质的稳定性问题 ；能够深入揭示生命现象的本质及规律。87. 蛋白质的两性电离和等电点 蛋白质是是两性电解质，在溶液中可呈阳离子、阴离子或兼性离子，这取决于溶液的pH值、蛋白质游离基团的性质与数量。 当蛋白质在某溶液中，带有等量的正电荷和负电荷时，此溶液的pH值即为该蛋白质的等电点（pI）。88. 酶工程的应用范围（1）对生物宝库中存在天然酶的开发和生产；（2）自然酶的分离纯化及鉴定技术；（3）酶的固定化技术（酶和细胞固定化）；（4）酶反应器的研制和应用；（5）与其他生物技术领域的交叉和渗透。89. 菌种的选育是运用遗传学原理和技术对某个用于特定