生命科学导论思考题

生命科学导论思考题 第一章 什么是生命,生命的基本特征是什么, 生命的定义 1从生物学角度的定义:生命是由核酸和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从物理学角度的定义: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零，生命将趋向终结，走向死亡。 3从生物物理学角度的定义:在生物体的整个运动过程中，贯穿了物质、能量、信息三者的变化、协调和统一。 4“生命”的完整的、系统的定义:生命是主要由核酸和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，是一种现象 生命的涵义 1生命的物质基础是蛋白质和核酸 2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 3生命是物质的运动，是物质运动的一种高级的形式 生命的基本特征 1生长发育2繁殖与遗传3细胞4新陈代谢 本质特征 1化学成分的同一性 2严整有序的结构 3应激性 4内稳态 5新陈代谢 6生长发育 7繁殖与遗传 8适应 1、简述生命科学的重要性 1生命科学是解决世界难题的关键 2生命科学是21世纪自然科学的带头学科 3生命科学正渗透到各学科领域 4生命科学充满未解之谜 5生命科学与社会发展息息相关 4、试就“病毒是生命吗,”发表你的观点 病毒(virus)是由一个核酸分子(DNA或RNA)与蛋白质构成的非细胞形态的营寄生生活的生命体。病毒同所有生物一样，具有遗传、变异、进化的能力，是一种体积非常微小，结构极其简单的生命形式，病毒有高度的寄生性，完全依赖宿主细胞的能量和代谢系统，获取生命活动所需的物质和能量，离开宿主细胞，它只是一个大化学分子，停止活动，可制成蛋白质结晶，为一个非生命体，遇到宿主细胞它会通过吸附、进入、复制、装配、释放子代病毒而显示典型的生命体特征，所以病毒是介于生物与非生物的一种原始的生命体。 5、试就“现代大学生应该学习生命科学基础知识吗,”发表你的观点 目标是向各类非生物专业学生传授现代生命科学的基础知识，使他们能够应对进入新世纪面临生命科学迅速发展所带来的挑战。 解现代生命科学发展对人类自身发展的影响。 通过学习，使学生:获得必要的现代生命科学基础知识，认识人类自身，了解生命科学研究的模式，了解生命科学的新发展及其与其他学科交叉的趋势。帮助学生树立正确的自然观、世界观和价值观。增强社会责任感，提高综合素质。 第二章 1简述五界系统 目前生物的分界主要按照魏特克的五界系统 。1)原核生物总界(2)真核生物总界:原生生物界、真菌界、植物界、动物界 2、简述生物分类的分级和双名法 1自然分类:按照进化上的亲缘关系进行分类，区分亲缘关系远近的依据主要是生物体的外部形态结构。 2生化分类:依据遗传学、免疫学、生物化学和分子生物学的研究成果进行分类。 3二界系统:植物和动物 三界系统:植物、动物和原生生物 五界系统( Whittaker ，1959年) (1)原核生物总界 (2)真核生物总界:原生生物界、真菌界、植物界、动物界 六界系统:无细胞生物总界、原核生物总界、真核生物总界 3、微生物有哪些不同于动植物的特点 小:观察借助显微镜;测量单位为微米或纳米 简:简单多细胞;单细胞;无细胞结构 低:进化程度低，为原始的生命形式 4、什么是病毒,它有哪些特点, 病毒是一类既具有化学大分子属性和生物体的基本特征，又具有细胞外感染性颗粒和细胞内的繁殖性基因形式的十分独特的生物类群。 特点:1)个体极小;2)不具细胞结构;3)只有一种核酸类型;4)严格活细胞内寄生;5)复制的方式繁殖;6)对抗生素不敏感。 5、什么是微生物,它包括哪些类型, 微生物:是指一大类形体微小、结构简单的低等生物的总称。微生物不是分类学的一个自然类群，只是一个相沿成习的生物组合。 分类:原核微生物:细菌、放线菌、衣原体、支原体、立克次氏体、 蓝细菌 真核微生物:真菌(霉菌、酵母菌等)、原生动物、单细胞藻类 非细胞微生物:病毒、类病毒、朊病毒等 6、植物有哪些类群,划分高等、低等植物的依据是什么, 藻类，菌类，苔藓，蕨类，裸子，被子植物，胚的有无是划分标志 7、脊索动物有哪些重要特征, 具脊索，具背神经管，具鳃裂 第三章 1、什么是生物多样性,其价值体现在哪些方面, 生物多样性是指各种生物源，包括数百万种的植物、动物、微生物的各个物种所拥有的基因和由各种生物与环境相互作用所形成的生态系统以及它们的生态过程。 直接价值:1基本食物，2药物，3各种工业原料 间接价值:1能量固定，2调节气候，3稳定水文4保护土壤5储存必需的营养元素，促进元素循环6维持进化过程7对污染物质的吸收和降解 2、怎样看待人口增长对生物多样性的影响, 总的来说，人口增长对生物多样性的影响是负相关的，人口越多，对生物多样性的越不好，历史数据也证实了这一点。 但是，人是可以通过调节自己的行为来减少对生物多样性的影响的，所以长期来说，结果可以有所不同。 人口增长给动物多样性造成了威胁。首先人口增长所需的粮食土地增多，就会侵占动物的领地是动物无家可归:第二，人口的大量增多经济上也会造成很大的变动，使人们大量猎杀珍稀动物换取钱财。 无论怎么讲，人和动物总是应该和谐发展。 3、关于转基因植物的种植对保护生物多样性的利弊发表你的见解。 关于转基因作物的潜在生态风险早在1992年公布的《生物多样性公约》条款中就已明确提出来，既可能对环境产生不利影响，从而影响到生物多样性的保护和持续利用，也要考 虑到对人类健康的危险。对环境产生不利的影响，包括了对农田生态系统的影响，以及自然生态系统的影响，影响是多方面的。 转基因作物因为是人工制造的品种，我们可以把这些品种看作为自然界原来不存在的外来种。一般说来，外来种对环境或生物多样性造成威胁或危险会有一段较长的时间。有时需10年的时间，或更长的时间。转基因作物商品化种植至今最长也就是5,6年的时间，一些潜在风险在这么短的时间内不一定能表现出来。可是有些风险在实验室水平上已经证实。 如Mikkelsen等证实抗除草剂转基因油菜的抗除草剂基因可以通过基因流在一次杂交、一次回交的过程已转到其野生近缘种中(Mikkelsen et al., 1996)。根据2001年8月的报道，在加拿大主要的转基因作物是耐除草剂的GM油菜，但它们正在变成杂草。农民们正在与他们农田里的一种新的有害植物作斗争。因为在他们农田里已出现了未种植过的GM油菜，而这种植物能抗常规使用的除草剂，要杀死它们还较困难。曼尼托巴大学的植物科学家Martin Entz说，“GM油菜传播的速度要比我们想到的要快很多，而要控制它是绝对不可能的”。加拿大食品检验署已劝告农民们用另外的药剂来杀死他们。可是其它的药剂能把农民种的作物杀死，在某些情况下，GM油菜对这些药剂却具有抗性。这些GM油菜真正成为所谓的“超级杂草”。 4、团聚体假说的主要内容是什么, 这一假说是由原苏联学者奥巴林提出的。奥巴林等人把均匀、透明的白明胶(一种动物蛋白质)的水溶液与阿拉伯胶(一种多糖)的水溶液混合在一起。用显微镜观察，可以看到:原来均匀、透明的胶体溶液变得浑浊了，继而出现了具有明显界膜的小滴，奥巴林把这种小滴称为团聚体。由于发现这种团聚体可以表现出合成、分解、生长等生命现象，奥巴林等人认为团聚体可能是原始生命形成过程的一个重要阶段。 “团聚体假说”: • 无机物 • 简单的有机物 • 复杂的有机物 • 多分子体系 (团聚体) • 有新陈代谢功 能的蛋白质体 5、什么是进化论和进化生物学, 进化论(the theory of evolution) 有关生物从无到有，从少到多，从简单到复杂，从低级到高级来发展的科学理论 进化生物学(evolutionary biology) 以进化论为基本理论，研究生物进化的科学:生命起源，生物进化的过程、模式、原因、机制、速率、趋向，物种形成和绝灭等 6、达尔文进化论的主要内容包括哪些, 遗传 自发变异 繁殖过剩 生存斗争 适者生存 要点: 他认为，生物之间存在着生存斗争，适应者生存下来，不适者则被淘汰，这就是自然的选择。生物正是通过遗传、变异和自然选择，从低级到高级，从简单到复杂，种类由少到多地进化着、发展着。 第四章 1简述蛋白质高级结构的内含和重要性 1蛋白质的一级结构是指肽链中氨基酸 的排列顺序 二级结构: 邻近几个氨基酸残基形成的一定的结构形状包括: α—螺旋，β—折叠，β—转角，无规卷曲，无序结构 三级结构:整条肽链盘绕折叠形成一定的空间结构形状。如:纤维蛋白和球状蛋白。 四级结构:四级结构是各条肽链之间的位置和结构，只存在于由两条肽链以上组成的蛋白质。 重要性:蛋白质高级结构赋予蛋白质分子特定的外观形状，也体现出内部基团之间的相互关系。直接关系着蛋白质的生物活性和生理功能，许多重要的生命过程，都是以蛋白质蛋白质分子之间，蛋白质与其他分子之间的相互识别和相互作用为基础的。分子之间的互相识别与作用，取决于蛋白质分子高级结构所决定的分子构象和形状。 2简述DNA双螺旋模型 1)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。 2)两条链的碱基都位于中间，碱基平面与螺旋轴垂直 3)两条链对应碱基呈配对关系:A,T;G?C 4)螺旋直径 2nm，螺距 3.4nm，每一螺距中含10bp。 DNA双螺旋可以看作是 DNA 的二级结构，DNA的三级结构的形成需要蛋白质帮助。 3从结构、性质和生理功能三个方面比较氨基酸、糖、脂和核苷酸四大类生物小分子 1氨基酸的功能 1)作为组建蛋白质的元件 (2)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) 2单糖:结构特点A、有同分异构体B、天然单糖大多数是 D-型糖C、在水溶液中五碳糖和六碳糖多成环状的吡喃型 生物功能A、作为多糖的组成元件B、作为能量分子C、组成寡糖参与细胞信号传递 3核苷酸:核苷酸分子由三个部分组成:碱基、五碳糖和磷酸 碱基—糖之间是β—糖苷键;糖—磷酸之间是磷酸酯键 4脂类:脂类:生物体内不溶于水而溶于有机溶剂的各种小分子。 脂类种类很多，分子结构相差较大 A、中性脂肪或油:甘油三脂 B、类脂:磷脂、鞘脂和固醇 4维持蛋白质高级结构的非共价键有哪些, 氢键，盐键(离子键)，疏水键，范德华力 ，二硫键 第五章 1简述细胞学说的主要内容 1. 所有生物都是由细胞和细胞产物构成的 2. 新细胞只能由原来的细胞分裂而产生 3. 所有细胞都具有基本上相同的化学组成和代谢活性 4. 生物体总的活性可以看成是组成生物体的各相关细胞的相互作用和集体活动的总和 2病毒是生命吗,为什么, 病毒是一类不具细胞结构的生命形态。 最简单的病毒仅由核酸大分子和蛋白质大分子组成。但是，病毒颗粒必需进入寄主活细胞才能表现出生命的各方面特性。 3什么是细胞分裂周期, 细胞从前一次分裂开始到后一次分裂开始，这段时间称为一个细胞周期。包括分裂间期(G1期、S期和G2期)和分裂期(M期) 减数分裂有什么特点, 1子细胞染色体数目减半 2子细胞基因组合大为丰富和多样化 3有性生殖的后代具有更强的适应性和进化潜能。 克隆人可以吗,为什么, 社会上最初反应:共识—禁止克隆人实验。 但是，经过两年后，克隆人 实验的呼声渐高。 芝加哥理查德.锡德于1998年1月宣布: 组成一个小组，做克隆人实验。 新科学技术对伦理道德观念的冲击，会逐渐得到解决。 关键是:呼吁科学民主，协商决策的社会机制;呼吁善于思考，富有社会责任心的人。 反对克隆人(生殖性克隆)的论证: 克隆人与试管婴儿迥然不同。后者是辅助生殖，前者是“制造”婴儿。生殖是“基因重组”。人的尊严不允许人像产品一样被制造。 1) 婴儿像产品一样被制造和处理，是道德斜坡，导致对人的权利和尊严的不敬。 2) 一旦允许生殖性克隆，就难以防止各种目的的克隆 3) 反对治疗性克隆的论证:治疗性克隆的效益不确定。 4) 治疗性克隆要毁掉人类胚胎，人类胚胎是人，就是杀人。或毁掉了一个潜在的人。 5) 人类胚胎是没有等价(no equivalent)的实体，是人类生命的来源和象征，不能作为 研究工具。 细胞凋亡和细胞坏死有什么区别, 第六章 1简述基因的复制、转录和翻译，并比较它们的区别。 含义:决定合成什么样的蛋白质的遗传信息，贮存在细胞内的DNA大分子中，体现为DNA大分子中核苷酸排列次序，最终表达为蛋白质大分子中的氨基酸序列的过程。 基因表达可以分为转录和翻译两个过程: 转录:由DNA指导mRNA合成的过程 翻译:由 mRNA 指导蛋白质合成的过程 2谈谈你对生物性别决定机制的认识 1)性染色体决定性别 2)单倍体决定性别 3)环境决定性别 4)基因决定性别 3造成性别畸形的因素有哪些,主要有哪些疾病,他们的基因型与表型分别是什么, 4经典遗传学的三大定律是什么, 1孟德尔遗传学第一定律——分离定律 分离定律:一对基因在形成配子时完全按照原样分离到不同的配子中去，相互不发生影响。 2自由组合定律:当两对或更多对基因处于异质接合状态时，它们在形成配子时的分离是彼此独立不相牵连的，同时分配时相互间进行自由组合。 3遗传学第三定律——基因连锁和互换规律 摩尔根用果蝇为材料的工作，发现了基因的连锁和互换规律: (1)基因交换导致基因重组，重组率 (2)染色体上各基因间的重组率与基因位点间的距离成正比 (3)三点测交法，遗传学图 第七章 1纤维素燃烧与淀粉生物氧化过程的主要区别是什么, 火柴燃烧是纤维素氧化 (C6H12O6)n + O2 ? n CO2 + nH2O + 能量 燃烧过程剧烈,在空气中进行,不需要酶参与,一步反应 淀粉的生物氧化 (C6H12O6)n + O2 ? n CO2 + nH2O + 能量 过程缓慢,在水环境中进行.需要酶参与,分步进行 生物氧化的特点:(1)在活体细胞中进行，需酶参加 (2)条件温和 (3)复杂的氧化还原过程 (4)能量逐步储存和转运 2酶的活性是如何调控的, 代谢途径中1反馈抑制:一条代谢途径的终产物，有时可与该代谢途径的第一步反应的酶相结合，结合的结果使这个酶活性下降，从而使整条代谢途径的反应速度慢起来。 2酶蛋白分子可以和一个基团形成共价结合，使酶蛋白分子结构发生改变，使酶活性发生改变，称为酶的共价调节。例如:糖原磷酸化酶具有磷酸化位点。 3酶的竞争性抑制: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) 此外，温度，ph也影响酶的活性 3简述光合作用的机理 1光反应:在叶绿素参与下，利用光能劈开水分子，放出O2，同时形成两种高能化合物 ATP和 NADPH。 2暗反应:把 ATP 和 NADPH 中的能量，用于固定 CO2，生成糖类化合物。 4什么是氧化磷酸化, 氧化磷酸化，生物化学过程，是物质在体内氧化时释放的能量供给ADP与无机磷合成ATP的偶联反应。主要在线粒体中进行。在真核细胞的线粒体或细菌中，物质在体内氧化时释放的能量供给ADP与无机磷合成ATP的偶联反应。 电子传递链就是通过一系列的氧化还原反应，将高能电子从NADH 和FADH2最终传递给O2，同时随着电子能量水平的逐步下降，高能电子所释放的化学能就通过磷酸化途径贮存到ATP分子中，也称为氧化磷酸化。 5细胞如何通过糖代谢产生ATP, 1个葡萄糖通过有氧呼吸共形成36或38个ATP。 ATP的量取决于糖酵解阶段产生于细胞质中的NADH穿过线粒体膜进入呼吸链时是否消耗能量，按甘油磷酸环路穿过线粒体膜需要消耗2分子ATP，按苹果酸-天冬氨酸环路则不需要消耗ATP。 细胞呼吸主要包括糖酵解、三羧酸循环和电子传递三个过程。氨基酸与脂肪酸的氧化是先转变为某种中间产物，然后进入糖酵解或三羧酸循环。 第八章 1、什么是激素，有那些特性，主要功能是什么, 激素系统原来一直称为内分泌系统。人体有各种内分泌系腺，“激素是由内分泌腺分泌的有机分子，由血循环带至身体各部分，作用于特定的靶细胞，只需很低浓度即可引起靶细胞给出独特的反应”。 激素特征: 来源——由内分泌腺分泌 传播——无特定管道，随血流传布 作用——特定靶细胞 效应——低浓度、强效应 2、什么是第二信使，目前发现有哪几种分子起着第二信使的作用, cAMP、cGMP和Ca2+等在细胞信号传递中，起第二信使作用。通过第二信使，推动后续多步反应。 1957年，Sutherland发现了cAMP 1965年又提出第二信使学说 1977年，Ross等用重组实验证实G蛋白的存在和功能，将G蛋白与腺苷环化酶的作用联系起来。 癌基因、抑癌基因和酪氨酸蛋白激酶的发现及其结构与功能的深入研究，使得细胞信号转导的研究有了很大的进展。 (1)在激素作用下，胞内最早反映出浓度变化。 (2)能够推动后续反应。 (3)浓度升高后，能很快恢复，准备应付后一个刺激。 3、神经元由哪些部分构成,其各自的功能是什么, 细胞体:含有细胞核的膨大部分，还含有高尔基体、线粒体、尼氏体等，表面膜有接受刺激功能。 树突:接受刺激，传入刺激。 轴突:轴突外面常包着充满磷脂的髓鞘，主要功能是传出神经冲动。 突触:是神经细胞和接受神经信号的细胞之间的连接处 4、简述神经冲动的过程 静息电位:神经元在静息状态时，即未接受刺激，未发生神经冲动时，细胞膜内积聚负电荷，细胞膜外积聚着正电荷，膜内外存在着,70 mV 电位差。 当神经细胞受到刺激时，细胞膜的透性急剧变化，大量正离子(主要是Na+)由膜外流向膜内，使膜两侧电位从,70 mV, 一下子跳到+35mV，这就是动作电位。动作电位的产生，意味神经冲动的产生。 第九章 1生态因子的作用特点是什么, 综和性:每一个生态因子都是在与其他生态因子的相互影响、制约中起作用的。 非等价性:总有1-2种因子起主导作用。 不可替代性和互补性:每一种因子都是必不可少的，当其数量不足时可靠其他因子来补偿。 限定性:某一生态因子的有益作用只限于生物生长发育的某一特殊阶段。 群落中不同种群之间的相互作用方式有哪些,并作简要说明 什么是生境,主要的生境有哪些, 全球陆地，主要在气候和水分供应影响下，形成 7,15 种典型群落特征，称之谓“生境”。 冻土带:即苔原，带状环北冰洋严寒区，我国没有。 针叶林带:又称泰加林，冻土带以南，温带北缘以及高山。我国东北。 落叶阔叶林带:温带多雨地区，我国东北南部，西南，东南沿海。 草原:温带少雨地区。 我国东北南部，西南，东南沿海。 稀树草原:又称沙瓦纳，高原少雨地区。我国未定。 沙漠:又称荒漠，温带、热带干旱地区。我国西北。 热带雨林:热带，少数温带，沿海或多雨潮湿区。我国海南、台湾、西双版纳。 生态系统中的物质循环主要包括哪些,并作简要说明 1、什么是生物能源,生物能源主要包括哪些形式, 薪柴:直接燃烧，热效率低 生物质发电 燃料乙醇:粮食或纤维素发酵 生物柴油:生物油脂进行酯交换反应 生物油和合成气:生物质热化学转化 生物制氢:微生物发酵生物质制氢气 沼气:微生物发酵农作物秸秆、禽畜粪便等有机物，主产物是甲烷 2、简述生物柴油的生产方法和产业链 (Biodiesel)，又称脂肪酸甲酯，是以植物油、动物脂肪、或废弃的食用油等作原料，与低 碳醇类(甲醇、乙醇)经酯交换反应获得。 原料来源广泛 可再生性 可作为柴油代用品 可用于现有石化柴油设备(或仅做微调) 可减少温室气体的释放 可减少车辆尾气释放，减小环境污染 可得到经济价值较高的副产品甘油 贮存、运输和使用都很安全 3、未来生产生物乙醇的方法是什么,目前阻碍其发展的关键问题是什么, 技术工艺已经成熟:原料的前处理，菌种培育，发酵，乙醇的浓缩。 粮食供应和降低原料成本是关键 4、我国应该如何发展有特色的生物能源产业, 1、主要问题: (1)能源资源不足 (2)能源供应主要依赖煤炭，环境污染严重 (3)能源利用率低，浪费严重 2、解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 : 加大清洁能源能源结构的比重，特别是可再生能源的开发利用 1、基因工程技术的发展给人类带来的影响, 2、基因工程的基本过程, 3、获取目的基因的方法, 4、DNA片段如何与载体连接?