上海交大生科导复习大纲(内含答案).doc

2010-2011学年第2学期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？2举例说明生命科学本质上是一门实验科学。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。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？描述生物学阶段（19世纪中叶以前）：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。 达尔文物种起源实验生物学阶段（19世纪中到20世纪中）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。 巴斯德创造生物学阶段（20世纪中叶以后）DNA双螺旋模型的发现，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可能“创造”新的物种。克里克5如何确定人体必需微量元素？6举出三种人体大量元素和三种人体必需微量元素。微量元素：P、Cu、Mg大量元素：H、C、N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。单体的名称分别为：单糖（生物功能：作为多糖的组成元件、作为燃料、组成寡糖参与细胞信号传递）、氨基酸（功能：作为组建蛋白质的元件，有的氨基酸或其衍生物具有生物活性（代谢调节，信号传递等）、核苷酸（cAMP，cGMP参与细胞信号传递，ATP参与能量代谢）结构特征分别为：多羟基醛或多羟基酮、同时具有氨基和羧基的小分子、由三部分组成：碱基：嘧啶，嘌呤 五碳糖：核糖或脱氧核糖 碱基和糖之间是糖苷键磷酸 糖磷酸之间是磷酸酯键连接单体的关键化学键： 蛋白质：氨基酸通过肽键联成肽链。肽链具有方向性（氨基酸的氨基和羧基结合的不同而导致的方向的不同）多糖：糖苷键（or，且糖苷键具有方向性）核苷酸：磷酸二脂键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？蛋白质变性是指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改变，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的变性。如果变性条件不剧烈，这种变性作用是可逆的，说明蛋白质分子内部结构的变化不大，这时如果除去变性因素，在适当条件下变性的蛋白质可以恢复其天然构象和生物活性，这种现象称为蛋白质的复性。蛋白质的高级结构都是由费共价键连接的，即范德华力，疏水作用力等，所以在收到物理化学因素影响时容易断裂，导致蛋白质的高级结构不稳定。9简述蛋白质的一、二、三、四级结构。蛋白质的一级结构：肽链中氨基酸的排列顺序蛋白质的二级结构：临近几个氨基酸形成的一定的结构形状（螺旋，折叠）蛋白质的三级结构：整条肽链盘绕折叠形成一定的空间结构形状（纤维蛋白和球状蛋白）蛋白质的四级结构：各条肽链键的位置和结构（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？运输养分，并将细胞中的代谢产物带走维持体内物理、化学环境的稳定状态协助调节体温。有润滑作用，是体内化学反应进行的必要物质。肺泡在水环境中保证氧气和二氧化碳的交换。11简述DNA双螺旋模型。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。两条链的碱基都位于中间，碱基平面与螺旋轴垂直。两条链对应碱基呈配对关系：AT GC螺旋直径为20埃米，螺距34埃米，每一螺距中含10bpDNA双螺旋可以看作是DNA的二级结构，DNA三级结构的形成需要蛋白质的帮助。12简述tRNA的结构特征和功能。什么是mRNA，它有何功能？tRNA具有三叶草结构（为单链盘绕，局部形成碱基配对）tRNA上具有反密码子，能够与mRNA上的密码子结合。tRNA的功能是在蛋白质合成过程中作为各种氨基酸的载体，根据mRNA上的密码子的顺序依次将这些密码子所对应的核苷酸通过核糖体连接形成一条肽链。mRNA又叫做转运RNA，它与细胞核内的DNA通过RNA连接酶的作用发生碱基互补配对将DNA中的遗传物质传送到细胞质中，通过tRNA以及核糖体的共同作用下使得氨基酸按照密码子上的顺序排列合成蛋白质，mRNA是通过其末班作用传递遗传信息，指导蛋白质的合成。13RNA主要哪几种?mRNA，tRNA，rRNA,14说明磷脂的结构、特性和生物功能。 （1）磷脂分子可以看成是一个极性头部（亲水），两条非极性尾巴（疏水）。（2）磷脂分子由胆碱，磷酸，甘油和脂肪酸组成特性：磷脂分子可以看成是一个亲水的头部和两条疏水的尾部组成，生物功能：人体神经细胞和大脑细胞是由磷脂为主所构成的细胞薄膜包裹，人体的所有细胞中都含有磷脂，它是维持生命活动的基础物质。磷脂对活化细胞，维持新陈代谢，基础代谢及荷尔蒙的均与分泌，增强人体的免疫力和再生力都能发挥重大作用。同时磷脂还能够分解过高的血脂和过高的胆固醇，还可以适当增加人体的智力等等。第三讲 新陈代谢15酶的化学本质是什么？ 酶的化学本质是蛋白质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：催化效率高专一性可以调节酶作为生物催化剂的作用机理是降低活化能如何降低活化能：首先酶与第五分子结合，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，是底物分子活化起来17什么是酶的竞争性抑制？ 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。 磺胺类药物与细菌体内的生长因子对氨基苯甲酸结构相似，所以竞争性抑制细菌体内有关分解对氨基苯甲酸的酶，所以可以达到抑制细菌生长甚至杀灭细菌的作用。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，一个代谢反应释放出的能量贮入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？分为两个步骤： 光反应：在叶绿素的参与下，把光能用来劈开水分子，放出氧气，同时造成两种高能化合物ATP和NADPH 暗反应：把ATP和NADPH中的能量，用于固定二氧化碳，生成糖类化合物。这个过程不需要光。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NADH。糖酵解途径可以在无氧情况下进行，但要解决NADH便回到NAD+问题。（一个葡萄糖分子经过：无氧：糖酵解途径产生丙酮酸，两个ATP，两个NADH， 有氧：糖酵解途径，三羧酸循环途径，呼吸链完全氧化获得36个ATP产物为CO2和H2O。）22哪种细胞器与生物氧化取得能量的关系最大？ 线粒体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。在tRNA与mRNA分子中的每三个核苷酸序列所对应的三个核苷酸序列被称为反密码子。（在tRNA分子中，一方面连接着被转运的氨基酸，另一方面通过反密码子把氨基酸俺知道合适的位置上去）24蛋白质生物合成的主要步骤。1) DNA通过转录等行为将其上的遗传信息传递到mRNA上2) mRNA通过核孔进入细胞质进入核糖体中，通过核糖体的作用进行翻译形成肽链3) 肽链盘驱折叠形成高级形态的蛋白质，蛋白质大分子折叠4) 糖基和其他基团的修饰第四讲 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。 根据有无细胞核，可以把整个生命世界分为原核生物和真核生物。真核生物细胞中一般含有大量的细胞器，而原核生物中的细胞器很少，一般只有核糖体。27 什么是细胞膜的流动镶嵌理论。 细胞膜由酯双层为主要框架，其上有蛋白质“镶嵌”，还有些糖类等物质，流动镶嵌理论强调生物膜中脂质和蛋白质不是固定的，是可以运动的。蛋白质有的“镶嵌”脂质的外表面，有的在内表面，有的直接横穿脂双层。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的完成称为一个细胞周期。 细胞周期可分为四个阶段： 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。（处于有有丝分裂间期的细胞，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。多个核小体穿在一起形成染色质。所以染色质是细胞分裂间期的遗传物质存在的形式。）30什么叫减数分裂？减数分裂有哪些特点？总之，减速分裂就是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目减半 二是子细胞基因组合大为丰富31比较染色质与染色体。 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。在细胞分裂期，染色质盘曲折叠形成染色体，故染色质和染色体是遗传物质在不同的细胞分裂时期的遗传物质的不同的存在形式。32什么叫细胞调亡？细胞调亡与细胞坏死有何不同？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，称为细胞凋亡，这是人类生命活动过程中的一个自然的现象。细胞凋亡是正常情况下都会产生的，而细胞坏死往往出现在细胞有病理特征的情况下，细胞凋亡时，细胞变圆，与周围细胞脱开，和染色质凝聚，细胞膜内陷，细胞分为一个个小体，被周围细胞吞噬。而细胞坏死时细胞外性不规则变化，溶酶体破坏，细胞膜破裂，胞浆外溢，引起周围炎症反应。细胞凋亡受基因控制第五讲 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：用一对形状杂交，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：用对性状杂交，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9:3:3:134 DNA的半保留复制。 一种双链脱氧核糖核酸的复制模型，其中亲代双链分离后，每条单链均作为新链合成的模板，因此复制完成时将有两个子代DNA分子，每个分子的核苷酸序列均与亲代分子相同。35什么是基因？基因的化学本质是什么？ 基因是DNA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。基因的本质是脱氧核糖核酸。36 显性性状和隐性性状在遗传中各有何规律？ 当控制某一生物的某一对性状的一对遗传因子均为隐性因子时，改生物才表现出隐性性状。在其他情况下，包括一对遗传因子均为显性或一个显性一个隐性，均表现出显性性状。37说出一个证明DNA是遗传物质基础的重要实验。 格里菲斯的肺炎双球菌转化实验证明遗传物质可以转化进入细菌，改变细菌特性。爱弗莱的实验（T4噬菌体感染实验同位素标记法）证明，进入细菌改变特性的遗传物质是DNA而不是蛋白质。38简述基因工程的操作流程。 获得目的基因构造DNA重组分子（载体+目的基因）转化/转染（使DNA重组分子进入宿主细胞）（若受体细胞是细菌，通常称为转化，若受体细胞是动/植物细胞，通常称为转染。）表达（外源基因在宿主细胞中表达）基因工程产品的分离纯化39中心法则。 DNA通过复制形成DNA，DNA转录形成RNA,RNA通过逆转录形成DNA同时RNA可以通过翻译形成蛋白质。遗传信息储存在核酸中，遗传信息由核酸流向蛋白质。40什么是基因文库？ 从组织细胞中可以分离得到某种生物的全套基因，称为基因文库41在构建重组DNA分子时，限制性核酸内切酶有何作用？ 限制性核酸内切酶能够识别一定碱基序列，有的还可将载体切出“黏性末端”使得目的基因和载体的连接非常容易，有利于重组DNA分子的构建。42多聚酶链式反应（PCR）的功能是什么？简述它的工作原理。 PCR的功能是吧目的基因寻找和扩增放在一个步骤里完成 第一步：90高温下，使混合物的DNA片段因变性而成为单链。第二步：50温度下，引物DNA结合在适于配对的DNA片段上第三步：70温度下，由合成酶（DNA高温聚合酶）催化，从引物开始合成目的基因DNA这三个步骤为一个循环，约需510min。每经一次循环，所找到的目的基因扩充一倍。通过不断地循环，就可以很快得到大量的所需目的基因。第六讲 遗传病与人类基因组计划43什么是遗传病？44遗传病的诊断可分为哪几个层次？遗传病的治疗可分为哪几个层次？45位于常染色体上的隐性单基因遗传病有何特征？46位于常染色体上的显性单基因遗传病有何特征？47位于X染色体上的单基因遗传病有何特征？48非洲大陆某些地区镰刀状贫血症发病率高，携带者也多；这些地区恰恰又是一种恶性疟疾流行地区。请问这两者之间有何关联？49举例说明基因治疗的主要步骤。50 什么是人类基因组计划？人类基因组计划有何意义？中国参与了其中哪些工作？第七讲 生物体内的信息传递51人体协调内部的生物信息过程主要涉及哪两大系统？52神经元细胞由哪几部分组成？各有何特征？53什么是突触？对电突触和化学突触进行比较。54什么是神经递质？55什么叫动作电位和静息电位？56动作电位产生和传播的特点是什么？57细胞如何接受固醇类激素的信号？58细胞如何接受水溶类激素的信号？59什么是第二信使？60cAMP的中文名及其生理功能。61什么是转录因子？第八讲 免疫62试比较非特异性免疫和特异性免疫。63举出几个非特异性免疫的例子。64免疫器官有哪些？ 免疫器官有骨髓，胸腺。脾脏，淋巴结和淋巴管65免疫、细胞免疫与体液免疫的含义。66比较B细胞与T细胞的异同点。共同点：特异地识别抗原 在抗原刺激下活化起来，分化，增值 发挥特异的免疫应答效应：产生抗体，产生因子，直接攻击变坏细胞不同点：T成熟与胸腺，B细胞成熟与骨髓，T细胞的寿命为几年而B细胞的寿命只有几天至十几天。T细胞的功能为细胞免疫，而B细胞的功能为体液免疫。67抗体的基本结构。抗体与抗原的特异结合有哪几种方式？ 抗体是由四条肽链组成的蛋白质分子68T细胞分为哪几类？ T细胞又可分为：Tc细胞毒T细胞 TH协助T细胞 TS抑制T细胞69抗体如何在免疫系统中发挥作用？ 抗体与抗原形成特结合，再通过中和反应，聚集反应，沉淀反应等消灭抗原。 抗体结合在细菌细胞表面，Fc结合并活化一系列补体，火化了的补体分子在细菌细胞膜上打个洞，是后者裂解死去。70巨噬细胞在免疫系统中起那些作用？ 巨噬细胞起抗原呈递细胞作用，并分泌IL-1. 巨噬细胞还可以吞噬分解抗原抗体结合的沉淀物，吞噬收到破坏的细胞等等。71什么是克隆选择学说？ 身体内储有千千万万中各带不同受体的免疫细胞，每种抗原刺激从中选择活化一种即为克隆选择说。72特异性免疫的两个特点。 记忆性、专一性73人工自动免疫与人工被动免疫有何不同？人工自动免疫注射抗原，使人“主动地”产生特异性抗体人工被动免疫注射含抗体成分的抗血清，是人体“被动地”获得特意的或非特异的抵抗能力。74简述单克隆抗体的制备。 从小鼠中取出脾脏分离淋巴细胞，让淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，单个细胞分离培养，检测单克隆抗体的专一性以找出所需要的杂交瘤细胞。75举例说明免疫方法如何被用作实验方法。 亲和层析：利用抗原/抗体专一性结合原理，从各种杂蛋白中分离目的蛋白 酶联免疫吸附法：专一性检测微量的蛋白质。第九讲 朊病毒（普列昂）76简述确定病源物的柯赫法则。从发病动物分离病原物再接种到健康动物，引起同样疾病再分离出病原物，应和接种的病原物具有相同特性77病毒有哪些主要的特征。病毒是非细