生命的奥秘 课后习题解答.pdf

生命的奥秘 解答 第一讲思考题 第一讲思考题 1 生命与非生命物质相比有哪些主要特点 1 生命与非生命物质相比有哪些主要特点 生命不是简单的物质堆积 是高度有序的结构 是自然界最高级的物质运动形式 生命最早 不是由生物而来 也不是由非生命物质直接而迅速地产生出来的 有些生命现象超出人的认 识范围 不能用简单的数学 物理和化学知识可以解释 生命是个开放系统 同环境既有物质能量交流 更有信息交流 生命可以自我复制 生命得以延续 有自我更新 新陈代谢和能量源泉 有自我调控 适度生长和环境适 应 能自我突变 进化的本质和进化动力 生态系统既包括生命因素也包括非生命因素 高度统一且有度地自我调节 2 有许多电影探讨生命 如 Star trek 等 生命出2 有许多电影探讨生命 如 Star trek 等 生命出 现的意义是什么呢 现的意义是什么呢 甘雪 生命的出现是必然也是偶然 必然的是地球大气和水的变化具备了生命存在的条件 偶 然的是生命具有不同的存在形式 而且有的生命会改变地球的大气和水的变化方向 生命的 存在让宇宙的能量转换形式趋于完美 成为一种有序的 可控的 不断完善的能量转换形式 使这个静止的世界更加活跃 更加活泼 3 地球原始大气组分和现在大气有何不同 3 地球原始大气组分和现在大气有何不同 为什么没为什么没 有氧气 氧气产生的意义 有氧气 氧气产生的意义 王蓉 1 原始大气组成成分和现在有什么不同 1 原始大气组成成分和现在有什么不同 地球原始大气组分主要是氢和氦 现在的大气组分主要是氮和氧 2 为什么没有氧气 2 为什么没有氧气 没有氧气是因为氧气很容易和别的物质发生反应生成氧化物 所以地球形成 后的一段时间 他们都和别的物质结合了 3 氧气产生的意义 3 氧气产生的意义 原始大气中没有氧气 氧气主要是后来的海洋蓝藻实施光合作用逐渐放出来 的 氧气的出现和增多为后来生物界登陆创造了关键条件 4 加拉帕戈斯群岛地雀为什么会进化成不同的嘴 4 加拉帕戈斯群岛地雀为什么会进化成不同的嘴 杨雨楠 原属同一物种的地雀 从南美大陆迁出后 在不同群岛上生活 便产生了地理隔离 由 于每个岛上的食物和栖息条件互不相同 使得自然选择对其基因频率的改变所起的作用有差 别 在不同种群中 不同的基因被保留下来 正因如此 不同岛屿上的地雀形成了不同的嘴 这样才能适应自己的生存环境 久而久之 各个种群的基因库变得很不相同 并逐步出现了 生殖隔离 生殖隔离一旦形成 原来属于同一物种的地雀就形成了不同种的地雀 5 间断式进化与渐进式进化各自有何合理和不足之5 间断式进化与渐进式进化各自有何合理和不足之 处 什么是物种进化的源动力 处 什么是物种进化的源动力 薛海涵 间断式进化基于基因突变的原理 当某种生物发生基因突变后且对环境有较强的适应性 时 则此种性状将被保存并传递给后代 基因突变在群体中存在普遍性 对于个体有着不定 向性 因此被保留下来的新性状与亲本有着较大差异 显示出 跳跃性 例如发生在寒武 纪的物种大爆发就是在气候环境剧烈变化时使得大批变异物种保留了下来 而其不足之处在 于 发生性状明显改变的基因突变的生物只有极少数能存活下来 如此一来如今的物种数量 如此之大则难以解释 而渐进式进化的合理性则是基于博物学和考古学双重证据的基础上得出的 例如巨型鸭 嘴兽的牙齿骨骼化石的发现表明了兼有两个物种特点的中间物种的存在 但其不足之处在于 渐变的过程是极其缓慢的 这就很难解释物种爆发这一系列现 变异是物种进化的源动力 6 6 达尔文进化思想主要内容是什么 与拉马克进化思达尔文进化思想主要内容是什么 与拉马克进化思 想有哪些异同 想有哪些异同 达尔文学说的主要内容达尔文学说的主要内容 1 达尔文认为物种是可变的 进化通过物种的演变而进行 且 所有的物种渊源于共同的祖先 2 生存斗争和自然选择 自然选择是在生物的生存斗争之中 进行的 是由繁殖过剩引起的 3 适应是间接适应 是由变异产生和生存斗争的选择两步 实现的 人工选择学说 人工选择在物种演变和生物进化具有一定的作用 与拉马克进化论不同之处与拉马克进化论不同之处 1 拉马克认为物种是不变的 且是垂直进化的 物种都 是由上帝创造且种类不变 达尔文认为物种可变且来源于共同的祖先 2 拉马克认为变异就 是适应 即一步适应 用进废退 变异 适应 变异就是生物进化的动力 而达尔文认为两 步适应 变异 选择 适应 变异与选择是进化的动力 7 如何看待达尔文的成功 7 如何看待达尔文的成功 李怡瑾 达尔文出生平凡 而最终成为英国赫赫有名的生物学家 举世闻名的进化论的奠基人 我认为他成功的原因有三 一 独特的创新气质 试问有多少人敢怀疑教会的 神创说 恐怕是连想都不敢想的 吧 我们应感谢达尔文的创新 是它带领我们走向科学的新纪元 二 执着不懈的探索 达尔文曾经说过 我之所以能在科学上成功 最重要的一点就是 对科学的热爱 坚持长期探索 正是这种强大的毅力促使他在科学之路愈行愈远 攀登一个 又一个高峰 三 坚持真理的信念 达尔文的进化论一经提出便引起了轩然大波 接着便是铺天盖地 的质疑声以及当时相信 神创论 物种不变 的神学界的非难和攻击 如果没有异于常 人的信念与决心 又如何有今天的达尔文 只有拥有了这些 我们才可以在科学的道路上走的更远 生命的奥秘 解答 一 1 光合作用如何产生氧气 在光合作用光反应 段 类 体 光能 在光能和 化 的作用下 体中的水光解 产生氧气和 原氢 2 光合作用的 的 制造有 物来 给 物自 生长 持自 3 素的作用 体中少数处于特 状态的 素 a 能 光能和转化光能 大 分 素 a 和所有 的 素 b 和类 素 和传递光能 将光能转化为 能 发生光反应 而 中的 素则起着调节 物 态作用 4 的 是 么产生的 中 有 体 其中 素 a 对 光有两个 高峰 分别是 440 的蓝 和 680 的 一个 于蓝光 一个 于 光 而对于处在 500 600 之间的 光 的 少 所以我们 的 物基本上都是 素 b 类 同 二 原始大气中的有 气体 了 李正 经过一节 的讲解 我们了解 原始大气中其实是不 氧气的 而是 有大量 CO 有 气体 与我们今天的大气组成是完 不一样的 由此我产生了疑问 原始大气中的有 气体都 了 氧气又是 么形成的 经过一系列 我 了一些 较科学的变 化过程 氮和 的形成 氮和 的形成 正如现在大气中的二氧化 最 有一 分是由 生大气中的 和氧起 化学作用而产生的一样 现在大气中的氮 最 有一 分是由 生大气中的 和氧起化学 作用而产生 发的气体中 也可能包 一 分氮 在动 物繁 后 动 物 物 和 体能直接分解 间接地通过 分解为气体氮 氧 是一种活泼的元素 但是氮 是一种 性气体 所以在常 下它们不易化合 这就是为什么氮能积 成大气中 量最多 的成分 且能与 多成分氧相互并存于大气中的原因 于现在大气中 量 第三 的 则是地 中放 性 变的 产 二氧化 的变化 二氧化 的变化 在大气发 的后期 地球 度 大气中的二氧化 和水 就可能结 合 石中 这种使很大一 分二氧化 被 石中 的过程 是现在大气形成后 期大气中二氧化 量 少的原因 则 一 度愈 水中 解的二氧化 量就愈 多 这又是现在大气形成后期二氧化 量 期大为 少的原因之一 因 物不加控制 地发 使光合作用加强 大量 大气中的二氧化 这种 可由 物和动物发 后的 作用产生的二氧化 来 但 量是不足的 结果大气中二氧化 就 少 了 由于 CH4 和 NH3 会直接 间接地为光解作用所 NH3 可在 1 10 内为 所 而又极易 于水 会很 被 水和其他 带 海洋 然 CH4 对光解作用是 较 定的 而 OH 作为 氧化 的中间产物 在地表 50 内即为光解作用所 三 物是如何登陆的 马 生命从水生 陆生经 了 长的过程 陆生生物的出现和繁 是地质 上的重要 件 物作为生产 对于陆生生命的繁 起着 关重要的先 作用 物在陆地上生存 必 具备三个基本条件 论是 是 天大 都是由地 向上生长 物生长能 不必 水体的 力 自 完成 作用 这便是陆生 物的 要条件 在陆生 物 中 组 了起 物体向上生长以 兼 从地下运 水分和 分的功 能 因此 陆生 物必 具备 组 大家所 的 质 和 都是 组 的一 分 主要起 运 水分和 的功能 而后 则主要运 分 地质 时期的化石 显示 着陆生 物的发 和变化 组 的 能力不断增强的 其 多样性也是不断增加 物 离水体 在陆地上生活 必 止水分的过度 并学 会 气 以进行光合作用 因此 陆生 物必 具有表 和气 大家如果有 的 可以 一 在放大 下 可以发现 的表 具有一 在 上有 一些 点 就是 物的 质 主要是 止 物水分的 发 点就是 物气 气 主要是 物 的结构 具备了这种结构的 物才能在陆地上 的生活 能 止水分的 发 调节控制水分和二氧化 并通过 物体内 的 素进行光合作 用 为自 提 能量 物在陆地上生存的第三个必备的条件 也是非常重要的一个条 件 就是繁 后代的能力 如果一个生物没有繁 后代的能力的 即使生存下来 也只 是 一现 陆生 物 离水体生活必 具备能适应陆地生活的繁殖方式 即 生 殖 这种生活方式可以有 于 物体的 可以 少对水的 早期的陆生 物多具 有三 通过三 的 力 发 形成 完成 完成 繁殖的过程 三 一 是保存在一个 状物 即 的着生 形态 特 是 别早期陆生 物的重要性状 着 物的发 逐渐演变成为 而 也逐渐演变成了种 当然 有 物的出现是很 的地质 件了 了解了这些陆 生 物的基本条件 我们就可以在化石 中 最早的陆生 物了 据 的 物登陆的过程可能开始于 今 5 更早的时候 即寒武纪时期 当然 这个时期的 物并不具有 组 只是一些 地 的 不能完 离水体的 物 这些先 登陆 在 长的地质 时期逐渐的改变着陆地上的生存环境 使得陆地 由 变得 这样的过程大 持续了一 了 今大 4 2 时 物 经 步具备了在陆地上生存的能力 但是 物 较简单 并不能 领所有的陆 地生态 只能在水 生活 在 今大 4 的时候 即 纪 物进 了 一个大发 时期 这个 段也就是 物最终完成登陆的一个 段 物可以完 离水 体 领地球的不同生态 并且形成了一定 的 纪时期 物的类型多样 多样性程度高 被 物以 地球上曾生活过的 物在 纪都可以发现 上的气 起何种主要作用 文 上的气 能使 物更 的 气中的二氧化 更 的发生光合作用 结一下 对 物的进化作用 杨 是 物 具体说是被 物的有性繁殖 对于 物来说 他的 个生命过程本 质上是一个繁 后代的过程 在繁殖过程中起 关重要的作用 物经过长时间的进 化开出 的 引 来传 完成 过程进而产生种 这样即使 离 很远 也可以 用 使其在同类 物中传 产生 为各种各样的 提 食物 同时 引更多的 来为其传 非 和 原又是如何 动人类的 起 陈 作为人类祖先的古 原来生活在 上 后因气候变化 逐渐演变为 原 古 不得不 下地 食物 在这种 下 他们学会了使用工具 石 当作武 保 自 当 工具来 地下的食物 由于 动 便得 进一步的发 和改善 同时 也引起了 体其他 的变化 特别是大 得 高度的发 慢慢的 他们的 来 活 来 独自 当起 体行动的功能 同时 形成了人类特有的 骨 了 的上方 在 动过程中 产生了 和意识 了 会 简而 之 原的变化使古 被 地 生活 双 的 动使他们一步步走上了向人类过 的路 程 大工 时代和不断增加人 500 后的 n 后的地球如何 体 物登 后 氧气 度增加 同时给动物提 的食物增加 水 的变化 气候的 改变 地 运动 天体的活动 原本的生活环境 经过 长的自然选择过程一些就保留下 来 繁 科 发达 地球容量达 上 地球水源 的人类 发出 新的 源和能源来 持生命 动物大 分 从着择 的自然 则 在大工 时代中 经 发 被放在 而自然环境 必会 人类工 活动的 续这 样下 在 n 后 我们 以生存的家 可能会 自然 源 来 少 人 来 多 人类为了生存下 就必 要争 源 我们的生活可能会变得一 大工 时代 制造与 用将极为普遍 处都是工 化的工 如果人们不加以控制的 环境 将成为最大的问题 气质量问题 重会 重 人类的生存 其 有化工 制 对水的 同时人们 如思想不统一 人 数有增 么地球的 力也会 不断 最终 环境和人 的变化是互相 制的 工 的发 从科 物质上 对人类人 的增长产生了促进作用 与此同时 人 的增长对环境造成的 力也与 增 环境 力是一定的 在达 力的峰 后必定从 间和 源方 制人类的增长 所以 500 后人 的增长会 保持 定的 下科 的提 和 源的更 的应用也 会为人 的增长即地球的 力提 一 第三组作业 第三组作业 1 阐述2010年诺贝尔医学或生1 阐述2010年诺贝尔医学或生理学奖成果的科学意义和社会意理学奖成果的科学意义和社会意 义 李丹丹 义 李丹丹 成果 成果 年度诺贝尔生理学或医学奖在瑞典首都斯德哥尔摩揭晓 被誉为 试管婴儿之父 的英国科学家罗伯特 爱德华兹 因 在试管受精技术方面的 发展 而被授予该奖项 科学意义 科学意义 提供了一种全新的受精方式 引领了医学界 生理学界乃至生物学界 对于体外受精方面更加深入的思考与实践 试管受精技术甚至可以用来让有遗传 疾病的父母生育健康宝宝 选择健康无致病基因的精子卵子再受精 也可以很自 由的选择孩子的性别 无须等孩子成了形后再通过形态观察确认孩子性别再进行 筛选 将来甚至于可以利用试管婴儿来进行优化人种 或者制造变异人的工作 对人的精子进行基因操作 植入外源基因或者更换不好的基因 该技术无疑是科 学界一次具有里程碑意义的实践 社会意义 社会意义 试管受精技术是一种辅助生育技术 我们都知道 家庭是社会的产物 是社会进步和文明程度提高的表现 家庭成为构成社会的基本单元 维护家庭的 稳定对维护社会的稳定具有重要的意义 而该技术为许多正常人工受孕比较困难 的夫妇提供了一个可以怀孕的机会 使许许多多新生命的诞生成为了可能 可以 说 试管受精技术为时代与社会的进步做出了巨大贡献 2 生命的基本特征 郝韵 2 生命的基本特征 郝韵 化学成分的同一性 从元素成分看 都是由 C H O N P S Ca 等元素构成的 从分子成分来看 生命体中有蛋白质 核酸 脂肪 糖类 维生素等多种有机分 子 其中蛋白质都是由 20 种氨基酸组成 核酸主要由 4 种核苷酸组成 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 细胞内的各结构单元 细胞器 都有特定的结构和功能 生物界是一个多层次的有序结构 在细胞这一层次之上还有组织 器官 系统 个体 种群 群落 生态系统等层次 每一个层次中的各个结构单元 如器官系 统中的各器官 各器官中的各种组织 都有它们各自特定的功能和结构 它们的 协调活动构成了复杂的生命系统 各种生物编制基因程序的遗传密码是统一的 都遵循 DNA RNA Protein 的中心法则 3 新陈代谢 metabolism 生物体不断地吸收外界的物质 这些物质在生物体内发生一系列变化 最后成为 代谢过程的最终产物而被排出体外 组成作用 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 生长特性 Growth 生物体能通过新陈代谢的作用而不断地生长 发育 遗传因素在其中起决定性作 用 外界环境因素也有很大影响 5 遗传和繁殖能力 genetics 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 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 6 应激能力 irritability 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 7 进化 evolution 生物表现出明确的不断演变和进化的趋势 地球上的生命从原始的单细胞生物开 始 走过了多细胞生物形成 各生物物种辐射产生 以及高等智能生物人类出现 等重要的发展阶段后 形成了今天庞大的生物体系 3 正常受孕的基本条件有哪些 杨晨 3 正常受孕的基本条件有哪些 杨晨 1 发育成熟的卵子 2 强壮正常的精子 3 卵子与精子相遇结合 4 受精卵输送到子宫 4 试分析现代社会人类不孕不育增加的原因 杨晨 4 试分析现代社会人类不孕不育增加的原因 杨晨 1 人类生存环境质量的恶化 工业化导致的环境污染和大量工业化学用品的使 用 使男性无精子 少精子 弱精症病人以及女性月经不调 排卵障碍 提前绝 经的病人明显增多 2 我国现阶段人们生殖健康的现状和观念也对不孕不育产生着影响 当前 男 女发育年龄早 性能力建立早 性成熟早 初次性交的年龄逐年提前 这样未婚 先孕或计划外怀孕的机会明显增加 从而使人工流产率 药物流产率呈明显上升 趋势 而人工流产的次数越多 不孕的可能性越大 而婚龄 育龄的加大使男女 不孕不育症的现象愈发凸现 3 感染因素 淋病 非淋等性传播疾病可使女性罹患附件炎 盆腔炎导致输 卵管阻塞 粘连 伞端功能受限 还可以造成男性生殖器官炎症 睾丸炎 附睾 炎 前列腺炎等导致无精症 少精症 弱精症和梗塞性无精子症 4 饮食起居 不良生活习惯的影响 许多动禽产品 如鸡肉 猪肉等由于饲 养饲料添加了激素等对身体发育有一定影响的成分 导致人体吸收之后 造成了 青少年的性早熟 成人食用之后对生殖系统 内分泌系统的健康也造成了一定的 影响 许多的蔬菜 水果在应用杀虫剂 催熟剂等化学成分也对人体产生了一定 的影响 另外 手机 电脑 电视 吸烟 饮酒 熬夜等具有辐射作用用品及不 良生活习惯的影响 以及现代人普遍缺乏锻炼意识 身体机能 抗病能力等也必 然受到了影响 5 社会 心理因素对不孕不育的影响 现代人由于竞争激烈 工作和生活压 力加大 生活节奏加快 焦虑症 抑郁症和精神病的发病率有上升趋势 在男性 表现为性欲低下 性功能障碍 生殖能力下降 在女性表现为内分泌失调 排卵 障碍 月经不调 5 什么是试管婴儿 什么是优生学 方倩昀 5 什么是试管婴儿 什么是优生学 方倩昀 答 1 试管婴儿即 体外受精和胚胎移植 即是一种特殊的技术 是把 卵子和精子都拿到体外来 让它们在体外人工控制的环境中完成受精过程 然后 把早期胚胎移植到女性的子宫中 在子宫中孕育成为孩子 利用体外受精技术产 生的婴儿称为试管婴儿 这些孩子也是在妈妈的子宫内长成的 可以说 试管 婴儿技术 等同于 体外受精 2 优生学即是专门研究人类遗传 改进人种的一门科学 以提高人口 质量为目的 它包括两个方面 一是积极的优生学 二是消极的优生学 积极的 优生学是促进体力和智力上优秀的个体优生 即用分子生物学和细胞分子学的研 究 修饰 改造遗传的物质 控制个体发育 使后代更加完善 真正做到操作和 变革人类自身的目的 消极优生学是防止或减少有严重遗传性和先天性疾病的个 体的出生 就是说减少不良个体的出生 后者是人类最基本的 有现实价值的预 防性优生学 6 世界上和我国第一例试管婴儿6 世界上和我国第一例试管婴儿的诞生地和时间 方倩昀 的诞生地和时间 方倩昀 答 世界上 1978 年 7 月 25 日 23 时 47 分在英国的奥尔德姆市医院诞生 我国 1988 年 3 月 10 日在北京医科大学第三医院 7 试述试管婴儿操作的主要技术环节 付强强 7 试述试管婴儿操作的主要技术环节 付强强 1 促使卵子成熟 常用药物刺激卵泡发育和人为地控制排卵时间 2 在超声波监测下取卵 将一个可扫描 240 度角的阴道超声探头放进阴道 测量好卵泡的准确位置 再用固定好角度的穿刺针沿着超声波图像上的导线刺入 卵泡内 用负压装置将卵子吸入盛有培养液的试管内 3 胚胎移植 选择优质的胚胎经一根特制的细管 胚胎移植管 注入母体的宫 腔 胚胎会在宫腔里游动寻找合适的地方种植下来 如果胚胎不幸游到输卵管种 植就发生宫外孕 如果内膜不适合胚胎种植 胚胎就会因没有营养来源而发生凋 亡 8 试述美籍华人张觉明在试管婴儿研究历史进程中的贡献8 试述美籍华人张觉明在试管婴儿研究历史进程中的贡献 付强 付强 强 强 美籍华人科学家张觉明发现精子获能现象 推动试管婴儿研究向前发展 精子获 能是精子获得穿透卵子透明带能力的生理过程 是精子在受精前必须经历的一个 重要阶段 正是因为发现精子获能现象 才使得人工完成受精过程 使试管婴儿 成为现实 9 说明体外受精 单精子卵胞浆9 说明体外受精 单精子卵胞浆内注射 胚胎植入前遗传学诊断内注射 胚胎植入前遗传学诊断 等技术的特点 李丹丹 等技术的特点 李丹丹 体外受精 体外受精 哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程 所谓 协助性体外受精 就是将精子或卵子取出体外 经过处理或培养成胚胎后 再植 入人体内 克服传统治疗的障碍 其中大家最熟悉的治疗就是试管婴儿 实际上 最简单的精子洗涤合并子宫的体外授精术也是体外受精的一种 对于轻度的不孕 症疾病 例如轻度的精子活动力差 夫妻体内的抗精子抗体的自体免疫疾病 子 宫颈的疾病 性交与射精障碍者 施以体外授精治疗每次有 20 的怀孕率 单精子卵胞浆内注射 单精子卵胞浆内注射 单纯子卵胞浆显微注射 ICSI 是使用显微操作技术将精 子注射到卵细胞胞浆内 使卵子受精 体外培养到早期胚胎 再放回母体子宫内 发育着床 胚胎植入前遗传学诊断 胚胎植入前遗传学诊断 从体外受精第 3 日的卵裂球取 1 2 个细胞或第 5 第 6 日的囊胚取 3 10 个外滋养层细胞 进行遗传学分析 从中选择遗传学正常的胚 胎用于移植 得到健康下一代 10 为什么第三代试管婴儿技术的突破是革命性的 10 为什么第三代试管婴儿技术的突破是革命性的 蒋亦隽 蒋亦隽 第三代试管婴儿和第二代一样 也都是在前面的基础上发展起来的 第一代 试管婴儿决绝了女性不孕的难题 第二代试管婴儿解决了男性不孕的难题 可是 还有一个问题困扰着不孕患者 那就是怎么才能怀上健康的胎儿 为了解决这个 难题 第三代试管婴儿应运而生 有的夫妇甚至经受过数次 劫难 仍然怀 不上健康的胎儿 为了解决这个难题 第三代技术应运而生 这是怎样一种独 特技术呢 解放军 254 医院生殖专家介绍说 第三代试管婴儿技术就是胚胎在 移植前 能够将含有遗传病的胚胎进行筛选出来 再将合格的质量好的胚胎植入 母体 正常怀孕的妇女体内只有一个胚胎 可是通过试管婴儿技术 能一次产 生多个胚胎 在胚胎发育的第三天 医务人员会从每个胚胎中都挑出一个细胞来 进行检测 选出健康的那个胚胎 再移植到女性的体内 因此 第三代技术也叫 做胚胎移植前遗传学诊断 这种符合优生条件的胚胎是这样被筛选出来的 人类某些遗传病如 X 性连 锁疾病 是有选择地在不同性别的后代身上发病的 以血友病的男性患者为例 一般来说他的儿子是正常的 而女儿或正常或携带血友病基因的概率各占一半 血友病基因携带者一般不会发病 血友病患者如是女性 那她的儿子会发病 而 她的女儿携带正常或血友病基因的概率各占一半 营养不良 色盲等遗传病的优 生原理与血友病相同 只要了解这种遗传特征 就可以对试管培育的胚胎细胞进 行基因检测 选择无致病基因的胚胎植入子宫 从而避免遗传病孩出生 11 建立精子库和卵子库的意义是什么 蒋亦隽 11 建立精子库和卵子库的意义是什么 蒋亦隽 卵细胞结构图运用冷冻技术把采集的健康卵子冷冻保存的机构 1975年 世界上第一个精子库诞生 目前 精子 胚胎的冷冻技术已发展成为一项常规技 术 近年来 不少科学家 医学工作者开始将关注的目光投向了卵子库的技术探 索 不孕不育症 美国遗传与辅助生育研究院拥有美国最大的两个精子库之一 2008 年底 在一次国际学术会议上 美国威斯康辛大学对世界大声宣布 全球第一个卵子库在该大学成立 他们目前已经冷冻了 300 多个卵子 至此 卵子库技术才开始真正走出实验室 建立精子库和卵子库有许多优点 一是提供 生殖保险 为计划生育这一 基本国策开拓了广阔前景 二是有利于优生 目前世界上已发现的各种遗传性疾 病约 4000 余种 选择健康的精 卵子可使患有遗传性疾病的家庭有健康的后代 杜绝有害遗传 三是为解决不孕不育症提供了有效的方法 四是为优生学提供了 科学依据 五是有利于解决珍稀动物和濒危动物的种族繁衍 12 如何理解试管婴儿的利与弊 郝韵 12 如何理解试管婴儿的利与弊 郝韵 试管婴儿是不孕夫妇的福音 试管婴儿的程序很复杂 其实理论很简单 就是从母体内一次性取出催熟的 几个卵子 再从父体内取出精子 让他们在体外 试管中 结合成受精卵 然后 在形成胚胎后 重新植入母亲的子宫 最后发育成新生宝宝 不过试管婴儿的成 功 在科学界引起了轰动 它为不孕患者带来了巨大的福音 输卵管堵塞的女性通常是无法受孕的 试管婴儿解决了其难言之隐 子宫异常或是因病切除子宫的女性 只要还可以产生正常的卵细胞 就可 以通过代孕妈妈获得自己的孩子 对于男性精子异常的患者 第二代试管婴儿可以通过简单的筛选步骤 将 合格的精子直接注射进入妻子的卵子形成受精卵 第三代试管婴儿技术技术甚至可以帮助有遗传病不能生育正常孩子的父 母筛选出优秀的正常宝宝 目前很多不明原因的不孕患者也都可以通过试管婴儿梦想成真 Raven 的两位朋友都是这样好孕的 还有其他很多原因造成的不孕 都可以通过试管婴儿获得解脱 因此 做 出这项研究成果的英国生理学家罗伯特 爱德华兹因此获得了 2010 年 的诺贝尔生理学与医学奖 世界上首例试管婴儿路易斯 布朗 试管婴儿的负面影响 不过 每一项科学成果在造福人类的同时都会带来很大的负面影响 试管婴 儿作为一种辅助生殖技术 在造福人类的同时 也带来了一些问题 根据澳大利亚的科学家统计调查 试管婴儿的先天性缺陷比普通婴儿高 试管婴儿的先天性缺陷比普通婴儿高 虽 然不知道这是由于试管婴儿这项技术本身的缺陷 还是父母的遗传基因导致 就 自然孕育的优胜劣汰来说 很难说明父母不孕是不是因为受精卵的质量不好而自 然淘汰 人为的强制发育 那么很可能质量得不到保证 另一个因素是 为了保证试管婴儿的成功率 医生通常要刺激母体一次多产 生几个卵子 这样通过药物刺激催熟的卵子有时也会存在生理上的缺陷 同时精 子也失去了优胜劣汰的机会 可想而知会造成流产 死胎 先天性缺陷等等问题 试管婴儿的成功率低 只有 25 35 目前在美国 一次试管婴儿的费用大 约是万元左右 保险公司还不能 Cover 所有的费用 通常情况下 为了保证成 功率 降低成本 医生通常会一次性植入两个受精卵 而对于 35 岁以上大龄母 亲 通常会是三个 这样人为增大了多胞胎的几率 对于准妈妈来说 压力过大 并发症多 宫外孕的几率增大 早产和围产期死亡率高 属于高危妊娠 风险很 大 并不可取 Raven 周围就有这样的悲剧发生 前几年就有一个朋友 盼子 心切 高龄做了试管婴儿 结果其中的一个孩子着床子宫颈 属于宫外孕 做减 胎时遭遇大出血 最后不仅那个健康的孩子没保住 母亲的子宫也没有保住 她 自己彻底失去了做母亲的机会 试管婴儿引发的伦理道德危机 做试管婴儿的还有一部分人群 是父或是母 的一方不孕 为了要孩子 父亲不孕的一方可以选择精子库 母亲不孕的一方视 情形可以选择代孕妈妈或是卵子库 这样 新生儿就很可能会有两个父亲或是母 亲 孩子到底该归谁抚养 更不用说因为有些精子库或是卵子库管理存在缺陷 造成精子 卵子 质量不过关 同一生物学父亲 母亲 的孩子过多等等种种问 题 Raven 记得前两天国内的新闻还在报道高校大学生涉足卵子黑市等种种丑 恶现象 如何解决这些问题 已经远远超越了生物学高科技的范畴 高科技并不能解决所有的生育问题 除此之外 有了先进的科学技术做依仗 很多女性自觉不自觉的推迟了生育 年龄 Raven 记得二十世纪九十年代 中国的育龄女性 28 岁生孩子就已经很 晚 而看最近的报道 在北京上海一些大城市 女性为了和男性一样的工作职位 常常推迟生育年龄到 35 以上 随着女性生育年龄的推迟 不可避免的带来生殖 系统老化 卵子质量下降 生育力下降的问题 这样的女性 就是做了试管婴儿 畸胎 死胎率上升 而成功率较之 25 35 岁育龄女性也会下降 在 Raven 看来 试管婴儿说到底还只是一种生育的辅助手段 是无法自主 受孕的人无可奈何的选择 对于正常有生育力的男女 最好还是一切顺其自然 在该生孩子的时候就要完成应该做的事情 不要等到最后倚仗着试管婴儿这最后 一根稻草 13 为什么需要一个受精过程 林镕轩 13 为什么需要一个受精过程 林镕轩 答 受精 fertilization 是卵子和精子融合为一个合子的过程 它是有性生殖的 基本特征 动物通过精卵细胞的结合形成受精卵进而发育成个体这一复杂的过程 实现狭义上生命的延续 即保持物种的延续 精子与卵细胞是原始性腺细胞通过 减数分裂而形成的具有物种一半染色体数的生殖细胞 两者自身是不具备发育成 完整个体的能力 只有在获能与变形后 成熟的精卵细胞结合时 雌套雄原核相 互融合 精卵细胞中的一半同源染色体才会配对 形成的受精卵才具备该物种的 全套染色体组 父方与母方的遗传信息才能保存下来 受精作用是高等生物在长 期的自然选择下进化出的独特的遗传方式 也进而促进环境为生物选择出优秀的 后代 故 受精作用对于物种的保存与进化都十分重要的 14 哺乳动物受精时为什么只有14 哺乳动物受精时为什么只有一个精子穿入卵子 林镕轩 一个精子穿入卵子 林镕轩 答 首先 精子与卵子都具有该物种的一半染色体数目即一套完整的染色体 组 故为了保持物种的不变性与子代的正常生长发育 一个卵子只能有一个精子 进入 而在成千上万的精子中 只有最具活力 最健康的精子才能最先与卵子识 别并结合 这便体现了自然选择 且为了维持单精子与卵子的正常结合 卵子进 化出了防止多精入卵的特殊机制 即透明带反应卵细胞膜反应 所以 有且只能 有一个精子穿入卵子 1 藻 的 质通道 是什么离 的通道 活化后是引起 离 内流 是 为什么 473nm 的 光可以控制它 质 Proteorhodopsin PR与 bR 一样也具有光 动的质 功能 light drive proton pump 是 PR 在特定的波长光 下 光 质 从 质 质间 在 两 形成质 度 出的质 被 ATP合 用于合成ATP 1 3 被用于生物体内物质的 转运 以及 动 的运动 念 2006 Beja et al 2001 Torreet al 2003 Sabehi et al 2003 Venter et al 2004 Giovannoni et al 2005 2 神经元 间是通过什么进行信息传递的 神经 路是 么一 单 多 光为什么能 动神经 路 超 神经元 间是通过突 进行信息传递的 神经元可以通过一种特 的 质来传递信息 有传递 分 的 与神经 的 合之后 开 将传递分 释放 神经 的 环境中 属于 神经 路 是在 水平上 神经 之间的 系 神经元的 多地方是对光 感的 当接 单 多 光 时 相当于接 了 使神经 路 动 3 最 也有 道国内有些 所 使用 击 击大 问这有什么后果 为什么 特发性 多使用 它和 的 点 的作用是什 么 超 使用 击大 会使 个大 调节 有可能使正常开 的 关 也可能是应当关 的 使 代谢 造成不但 问题没有 会带来更多不可 知的问 题 是 对特定 的点击 且是可以控制的 在对此 击的 下 很可能对 的 起 意想不 的结果 是发 放 的 是 我 的本体 大 是 的活动 所 意识在大 得以实现 的 一功能就是合成发放 由神经元构成 每个神经元中都 传 有信息 的功能就是将数个神经元的信息合成为 并发放 大 使大 产生 知 也就产生了意识 是想 是念 是意识的 心 包括的结构 多 不是所有的 都能合成 只是 的功能 只能是 合成发放出来才能产生意 识 然 能 合成发放 产生意识 但 不是意识活动的 所 意识也不在 中存在 大 是 的活动 所 能 使大 产生对 物的 知 产生对 物的 知道 明 通过 将 发放 大 在大 产生意识 在 例中 大 发生了 变 产生的 状都是一样的 都将 意识的 4 我们对世界的认识是神经元和一些递质的作用 结 合 帝国 真实的世界是 可知 谢 我认为真实的世界是不可感知的 在科 帝国 中 人类就 地生活在一个由 能 生成的 现实中 通过这种方式让人类保持 定并心 意足 从他们的 实体上 生物能量 而我们 么能知道自己不是此 就生活在一个 帝国 样的世界中 因 为生活在 世界 的生物 从 他们的宇宙 也就没有理由怀疑自己生活的 世界并非 现实 人类 神经 以及大 的功能 感知 我们所认识的世界 如果 能 声波和超声波 能 和 其他 也能超 自 功能 则人类将会生活在 一种状态 当 的世界也会被加工成 一个 样 爱因 的 也没有发现独特之处 认为 是如何形成的 将来 会使用 式 使得 和知识 可得 会更 明么 方存 源于知识的 备 经 的积 敢的实 不断的创新 的心态 的想 象 不懈的 力 不 的 神 将来我可能会使用 式 先 和知识的 备是必 的 人们可以 此 拥有更 的 节 单 的时间 解决 的问题 从而 更多 实 的 会 当然 我们要善于 用 可得的知识 敢于实 将知识运用于现实 积 经 知识可以复制 而经 只能 自己的 力 但是 如果人们过度 于 中的知识 凡 都在知识库中 知识而不思考 人们的 就将 退 因为不会思考 的人们会将科 的进步终结 所以 当 和知识 可得时 人类是 会变得更 明 在我们自己 中 1 基因和 是一 然 答 不同 1 基因是有 传 应的 段 每个 分 上有 多个基因 一个 分 上的 基 数大于 分 上所有基因上的 基数之和 2 基因具有 传 应是 其能 控制生物的性状 基因是控制生物性状的结构和功能的基本单 特定的基因控制特定的性 状 2 物种的差异和 类型的不同有什么来决定的 它会 样的调控 答 传物质的差异 主要 不同的 传物质会形成不同的生化反应 会产生不同的生 理特点 环境差异和生态 差异 不同的环境会选择出不同的物种 在同一生态系统中 处于 不同生态 的物种也会产生差异 体组的差异 物种间 体组的差异 也是 物 种差异的一个原因 可以用 量 应来解释 也可以从 体学说的 度来理解 基因表达调控主要表现在以下 个方 1 转 水平上的调控 动 对于基因表达的时 特 性起 重要的调节作用 2 加工 成 水平上的调控 3 体水平调控 基化 化 水平上的调控 3 生命体是由 的 要 示生命奥秘的本质 只 对基因 的功能 单独 就可以了 据 所学的知识 试 一下基因如何实现对生命的 答 不能 要 基因和 的功能统一起来 基因通过它的 个不同的 基形成不同 的 列 序以及不同的数量来表示不同的 传信息 基因有 和非 其 通 过转 形成不同的 这些 在 体上进行 产生多态 这些多 在经过内 质 和高尔基体的加工以及合成最后形成 以不同的 间结构形成不同的生命成分 这 些 又 据其形态结构的不同具有不同的功能 以此完成不同的生命活动 这些 的生命活动互相交 与 合构成了一个完 的生命体 由此基因实现对生命的 人类基因组 的主要 内容有 些 答 人类基因组 的主要 内容 人类基因组 简 的 内容 的主要 是人类的 序 包括 此 有 序 人类基因组序列 变异 功能基因组 较基因组学 会 理 生物信息学和 生物学 教 的 1 传 又 连 它是以具有 传多态性 在一个 传 点上具有一个以上的 基因 在群体中的出现频率 高于 1 的 传 为 路 以 传学 离 在 数分 件中两个 点之间进行交换 重组的 分率 1 的重组率 为 1 为 的基因组 传 的 为基因识别和完成基因定 创造了条件 意义 多个 传 经能 人的基因组分成 多个 使得连 分 可以 某一 的 表现型的基因与某 一 连 的证据 这样可 这一基因定 于这一 知 对基因进行分 离和 对于 而 基因和分 基因是个关键 2 物理 物理 是 有关构成基因组的 基因的 列和间 的信息 它是通过对构成基因组的 分 进行 定而 制的 制物理 的 的是 有关基因的 传信息及其在每条 体上的相对 性而系统地 列出来 物理 是 的 制性 段的 列 序 即 段在 上的定 是很大的分 由 制 产生的用于 序反应的 段只是其中的极 分 这些 段在 中所处的 关系是应 先解决的问题 物理 是 序 定的基础 也可理解为 序的蓝 义地说 序从 物理 制作开始 它是 序工作的第一步 制作 物理 的方 有多种 这 选择一 种常用的简便方 段的 分 解 来说明 制作原理 3 序列 着 传 和物理 的完成 序就成为重中之重的工作 序列分 是一个包 括制备 段化及 基分 信息 的多 段的过程 通过 序得 基因组的序列 基因 基因 是在识别基因组所包 的 质 序列的基础上 制的结合有关基因序列 及表达 式 信息的 在人类基因组中 别出 具 2 长度的 基因的 结构 与功能 最主要的方 是通过基因的表达产物 反 体的 基因 的意义 在于它能有 地反应在正常 控条件中表达的 基因的时 通过这 可以了解某一基因在不同时间不同组 不同水平的表达 也可以了解一种组 中不同 时间 不同基因中不同水平的表达 可以了解某一特定时间 不同组 中的不同基因不同 水平的表达 中国人类基因组 的主要 及成果有 些 答 主要 从 1 开始加 人类基因组 序 2 1 序完成 中国的主要 是 定人类基因组 序列的 1 也就是三 体上的 3 个 基对 的主要 为 和功能相关新基因的分离 序和克 的 和方 学的创新 中国少数 分型 及特种基因的分 人 文库的构 和新基因的克 成果 完成了 1 的 序 并且通过 与这一国 合作 中国分 了 经 时 1 的人 类基因组 积 的 与 并 了中国自己的基因组大 序的 及科学 为中国今后生物 源基因组 奠定了基础 在 的 和一批高水平的 生命科学家带领下 我国 成了一批实力较强的国家级生命科学重点实 组 了 上海人类基因组 中心 有了 人类基因组的条件和基础 并引进和 了一批基因组 中的新 中国的 在多 基因保存 基因组多样性的 较 方 得了 人 意的成果 同时在 食 易感基因 方 得了较大进 先 了 引物 的人类高分 体显 和显 基因克 的 1 种 体特异性 文库和 2 种 体 特异性 文库及其探 构 了人 体 完成了人 体 11 2 21 3 度的 3 的构 了 选 据 人类基因组 的了解 它将给人类带来的 之处有 些 答 1 对 组 工程有着积极地 动作用 用基因实现 和成 期 克 造 动了生物制 工 和生物 迅速发 2 对生物科学 生物产 是科 发 的重要组成 分 也是人类进步发 水平的一 个象 同时生物产 新功能基因能带来巨大的 会和经 人类 经 用基因 改 果 种 用来提高 作物的 质 从而制造了大量的转基因食 转基因 物 同 时也发 了 断和 试 产 基因和 体试 断和 用生物 和 型 相 问世 3 对 的 由基因 我们可以更 更直 的了解自己的 体 便于人类发现自 己基因上存在的问题 从而来对一些 进行 如 用基因 心 尔 海 自 基因 而且现在在 得 步成 并且人们 可以 用 来了解个人的基因 着 的 发 个人基因 也会 来也 一个人从 生下来 就能 自 基因的发 变化从而为个人 和 提 便 对人类基因 的 了解 发现一大批单基因传 基因 为这些 的基 因 断和基因 奠定了础 着后续 地进行 基于基因组信息的 易感 基因的识别 方 都将 得 的成 对生物进化的 个人基因 的出现 让人们的生活起 食 有可能 据 基因 进行调 人类的 体 状 将会提高 通过控制人体的生化特性 人类将能 复 复人体 和 的功能 改变人类的进化过程 对 学的 个简单的 组成了这么神 的人体 这是一种神 是 是一种从 有的力量 是一种渐变的过程 在人类发 中 人们不 的探索自己 发现自己的神 这是一种 学的 证 1 大了基因武 出现的可能性 基因武 可能会成为 来武 的主流 使人们的后代 以及 来的生活得 很大的 2 使人类的 不能很 的得 保 人类基因的 序和 的 制 使人类基因 在世人 可 基因论 种 会因为基因不同而更加加剧 人类在 常生活中将 着基因上的 就会促使有人 出改变自己基因的 3 对人类进化的 人们 用基因来改变自己 使人们的 命 长 化会愈来愈 重 而且有不 分 用人类基因制造基因 人类的生存和发 将 的 后基因组时代的主要 内容有 些 文 答 后基因组时代以提示基因组的功能及调控 制为 其 心科学问题主要包括 基因 组的多样性 对人类及其它生物的 序 基因组的表达调控 基因转 表达 及其调控的 质组学 以及生物信息学的应用 质产物的功能 以及 式生物基因组 较基因组 功能 突变的 1 1 知 同意 2 有 不 原则 3 力 原则 4 调原则 5 原 则 2 1 选择 基因 2 体 的选择和 3 体的选择 4 将 的基因 的转 方 3 1 提 合适的质 型环状 DNA 2 用特定的 制性 内 开质 形成 性 3 将 动 终止 复制原点 的基因 基因 用 DNA 连接 连接 4 据不同的 体类型 选择不同的方 如今有基因 转化 离 感 态 将 体 4 1 基因 换 以正常基因 代 基因 突变的基因在其原 得 更正 2 基因 正常基因 人体内并表达以 基因的功能 但 基因本 并 得 改变 如 ADA 和 型 用此 3 基因 活 将反义 反义 RAN 以达 制有 基因异常表达 如 k ras 的反义 4 基因 能使 体产生 力的基因以达 的 例如 各种因 基因的 和表达 IL 2 IL 4 IFN 5 活化 体 物性基因 向 中 一种基因 其基因产物为一种 它可将 的 物 体转化为 性代谢产物 将 此种基因也 为 自 基因 常用的是单 基因 6 基因 为提高 体 化 物的能力 将产生 物 性的基因 人体 例如向骨 多 基因 MDR 1 使 体 更大 量的化 7 基因与由它 的 个结构基因连 在一起 个结构基因由一个 动 转 成为 一个 mRNA 分 然后 成 种 质 这样的结构 为一个 5 它主要 由基因突变 的 能 的正常基因 被克 能表达有功能的产 物 基因 用的基因在体内表达 调控 表达产物过多不会产生 为了将 基因 内 就必 用 体 常用的 体有 体 质 体 率高 但 性 然 活 相关的感 基因 被 但并不能保证 一 定 它可以发生突变 进而产生难以 的后果 并且人类 系统可能会对 来的 体产生 反应 进而 体上的 基因不能发 其特定的作用 一个关键问题是 的基因 的转 方 方 之一为 主要通过 带有 源基因的 体感 来实现基因的转 但 感 后 体会 基因 合 体 的 体 有可能会 原来的正常基因 非 包括物理方 化学方 质体 其中 质体 的基因转 后 易被单 系统选 择性 解 6 基因 基因 是 将人的正常基因 有 作用的基因通过一定方式 人体 以 正基因的 发 作用 从而达 的的生物 学新 基因是 带 生物 传信息的基本功能单 是 于 体上的一段特定序列 将 源的基因 生物 内必 一