生命科学导论复习纲要.docx
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生命科学导论复习纲要
生命科学导论复习纲要+讲解
第一章绪论
1.生命科学知识重要性表现在哪几个方面?
当今人类社会面临最重大的问题和挑战6个重要方面人口膨胀，粮食短缺，环境污染，疾病危害，能源危机，生态破坏。
解决这些问题，在很大程度上将依赖于生命科学的发展。
生命科学对人类经济、科技、政治和社会发展的作用是全方位的。
2.试从哈佛大学，麻省理工和我校的通识课程设计，看生命科学导论课程的重要性？
文理见长的哈佛大学8类通识课，生命科学单独列出。
工学见长的MIT的人文社科和科学两大类，科学中单独生命科学。
我校九大类中，也单独突出生命科学（自然进化与生命关怀），这些同时课程的共同设置说明生命科学对于专业人才的培养是非常重要的。
3.为什么生命科学将成为物理学之后的带头学科，如何才能发挥它的作用？
面对复杂系统的许多问题，科学界把目光转向生命科学，寻求新的概念，新的观点，新的思路。
生命科学必须与多学科形成交叉学科和边缘领域，才能同时提供机会与挑战。
4.请从生物学，物理学角度对生命下一个定义？
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。
5.生命的四个最显著的特征及其对生命体的意义是什么？
严整有序的结构：
适应不同环境和生存需求
能量交换（新陈代谢）：
维持分子结构熵值变化需要
应激：
生存需要
自我复制：
维持生命在时空上的延续
6.奥巴林的生命起源假说（每个阶段的形成物质和相应条件）
（1）.原始海洋形成：
大约40亿年前的地球的地表形成，原始大气中充满了水蒸气、二氧化硫，氨、甲烷等气体。
随着温度冷却，降到地表的水形成江、河、湖、海。
（2）.有机小分子的形成：
大气中和水中丰富的无机小分子，在宇宙辐射、火山爆发、雷电等多方面能量的作用下，逐渐形成简单的有机化合物，如：
氨基酸、有机酸、单糖、脂类、碱基等。
（3）.生物大分子和团聚体小滴的形成：
原始海水中的有机化合物小分子，在岸边的岩石或粘土表面浓集，受到热的催化，合成为生物大分子。
生物分子聚合成团聚小滴并具有原始代谢特性。
（4）.原始细胞的形成：
多分子体系和团聚滴在不断进化中形成原始细胞。
原始细胞从异养进化到光合作用的自养式。
细胞从原核细胞形成真核细胞。
由单细胞到多细胞生物。
7.Miller实验的重要意义是什么？
模拟地球形成初期原始大气条件，人工合成了生命的基本组成蛋白质和核酸的单元：
碱基和氨基酸。
从而证明生命是有可能在地球上形成。
8.严整有序的生命，主要体现在那些方面？
分子到细胞，细胞到器官，个体到生态群落。
第二章生化
1.生命组成的四类生物大分子：
蛋白质、核酸、糖类、脂质。
2.蛋白质的组成单元：
20种氨基酸的结构通式，结构不同取决于R侧链的不同
3.
4.维持生物大分子高级结构的力：
非共价键；蛋白质的变性是由于破坏了非共价键
5.蛋白质功能最重要的体现：
生物反应的催化剂——蛋白酶。
6.核酸的组成单元：
核苷酸，其结构组成的三部分：
戊糖、磷酸、碱基；DNA和RNA结构组成的不同
7.核酸一级结构的方向性：
5’3’
8.DNA的二级结构：
双螺旋，碱基互补；给出一条DNA链的序列，会写出另一条链的序列，方向还不能搞错
9.糖类的功能：
提供能量，是生物体内最重要最直接的供能者
10.脂质的功能：
参与形成生物膜；能量贮存
11.新陈代谢包括分解与合成代谢两个部分，又包括物质代谢和能量代谢两方面。
12.生物氧化与体外燃烧的相同点和不同点。
13.分解代谢是一个生物氧化过程，光合作用是一个还原过程。
14.中心法则的内容
第三章细胞
1、简要阐述细胞学说的主要内容和意义：
主要内容：
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。
意义：
1）将动植物统一于细胞；
2）将人们的研究带入微观领域
2、动物细胞的典型结构包括细胞膜、细胞核、细胞质以及由蛋白质亚基组装成，和细胞形状、迁移、信息传导等有关细胞骨架。
3、主要细胞器的特点和功能。
内质网由单层生物膜围成。
是蛋白质合成、修饰和分泌；脂类的合成。
高尔基体由单层生物膜围成，与蛋白质修饰和分泌有关。
溶酶体由单层生物膜围成，是生物大分子分解的场所。
线粒体由双层生物膜围成，是生物氧化、产生能量的场所。
核糖体由RNA和蛋白质形成的大颗粒，是蛋白质合成的场所
4、植物细胞与动物细胞的典型结构比较:
植物细胞有细胞壁，有叶绿体，有中央液泡，而动物细胞不具备上述结构。
5、细胞周期：
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。
6、染色体的基本结构单位是直径10nm的核小体。
7、细胞分化的定义：
发育过程中细胞后代在形态、结构和功能上发生差异的过程称为细胞分化。
8、衰老的机理，尚不清楚，有各种学说。
自由基假说是其中广为人们接受的一种假说。
9、细胞凋亡：
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，称细胞凋亡，细胞凋亡受基因控制。
第四章微生物
1．微生物及微生物学的定义
2．微生物的分类，沃氏分类
3．微生物学奠基人巴斯德的主要贡献
4．自生学说与曲颈瓶试验
5．科赫定律的含义。
6、了解几种常见疾病的病原物。
沙眼等。
7.微生物的特点
（一）体积小，比表面积大
（二）吸收多，转化快
（三）生长旺，繁殖速
（四）适应性强，易变异
（五）分布广，种类多
8.细菌生长四个时期
生长曲线：
细菌在新的适宜的环境中生长、繁殖、衰老、死亡的动态变化。
缓慢期 对数期 稳定期衰亡期
9.两大类细菌细胞壁的特点
10.细菌定义，结构、形态分类与例子
细菌是一类细胞细而短（一般0.50.5～5.0μm）、结构简单、细胞壁坚韧、以裂殖方式繁殖、水生性较强的原核微生物。
细胞结构分为：
基本结构：
为全部细菌细胞所共有。
如细胞壁（支原体例外）、细胞膜、核质体、细胞质等。
特殊结构：
部分细菌细胞所具有。
如鞭毛、菌毛、荚膜、芽孢及伴孢晶体等。
细菌的形态主要有：
球菌（金色葡萄球菌）;杆菌（大肠杆菌）;螺形菌（幽门螺旋杆菌）。
第五讲植物学
1、植物的分类
2、单子叶植物与双子叶植物的区别，以及各自包括哪些植物
单子叶植物
双子叶植物
种子
胚胎一个子叶
胚胎两个子叶
花朵
花瓣为三的倍数
花瓣为四或五的倍数
茎
茎部维管束散乱
茎部维管束环状
次生长
茎很少会显示出次生长
常有次生长
根
偶发成长
长自胚根中
叶子
平行叶脉
网状叶脉
3、植物生活史，有性世代，无性世代的概念
有性世代：
从减数分裂开始到成熟胚囊（雌配子体）或花粉细胞（雄配子体）形成为止，尽含单倍染色体n，可称为单倍体世代，或称为配子体世代，或称为有性世代
无性世代：
从合子到胚囊母细胞或花粉母细胞减数分裂前，细胞染色体为2n，称为二倍体世代，或称为孢子体世代，或称为无性世代
4、植物组织的分类
5、根，茎，叶的结构与功能
根尖：
根冠、分生区、伸长区和根毛区
双子叶茎横切面：
从外之内依次为：
周皮、皮层、初生韧皮纤维、次生韧皮部、维管形成层、次生木质部、初生木质部、髓和髓射线。
6、花的基本结构与性别
7、花序，有限花序，无限花序的概念
无限花序其开花的顺序是由花轴下部的花先开，渐向上部，或由边缘向中心
有限花序花序中最顶点或最中的花先开，由于顶花的开放，限制了花序轴顶端继续生长，因而以后开花顺序渐及下边或周围
8、种子的形成（双受精）
双受精（doublefertilization）
被子植物的雄配子体形成的两个精子，一个与卵融合形成二倍体的合子，另一个与中央细胞融合形成初生胚乳核的现象。
9、果实的形成，真果与假果概念
10、果实种子传播的方式
第六章动物学
1、惠特克（R.H.Whittaker）根据细胞结构的复杂程度及营养方式提出的五界分类系统。
（原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界）
2、动物分类系统，由大而小有界（Kingdom）、门（Phylum）、纲（Class）、目（Order）、科（Family）、属（Genus）、种（Species）等几个重要的分类阶元（分类等级）（category）。
任何一个已知的动物均可无例外地归属于这几个阶元之中。
3、物种的基本概念：
（1）物种是分类系统中最基本的阶元，它与其他分类阶元不同，纯粹是客观性的，有自己相对稳定的明确界限，可以与别的物种相区别。
（2）种与种间在历史上是连续的，但种又是生物连续进化中一个间断的单元，是一个繁殖的群体，具有共同的遗传组成，能生殖出与自身基本相似的后代。
物种是变的又是不变的，是连续的又是间断的。
变是绝对的，是物种发展的根据，不变是相对的，是物种存在的根据。
（3）形态相似（特征分明、特征固定）和生殖隔离（杂交不育）是其不变的一面，为藉以鉴定物种的依据。
（4）物种的定义可以表达如下：
物种是生物界发展的连续性与间断性统一的基本间断形式；在有性生物，物种呈现为统一的繁殖群体，由占有一定空间，具有实际或潜在繁殖能力的种群所组成，而且与其他这样的群体在生殖上是隔离的。
（5）在所有分类阶元中，除种以外，其他较高的阶元都是同时具有客观性和主观性，所以是客观性的，是由于它们都是客观存在的、可以划分的实体；它们又是主观性的，由于各阶元的水平以及阶元与阶元之间的范围划分完全是由人们主观确定的，并没有统一的客观准则。
4、亚种是一个种内的地理种群或生态种群，与同种内任何其他种群有别。
人工选育的动植物种下分类单元称为品种。
5、目前统一采用的物种命名法是“双名法”和三名法。
（1）双名法规定每一个动物都应有一个学名（Sciencename）。
这一学名是由两个拉丁字或拉丁化的文字所组成。
前面一个字是该动物的属名，后面一个字是它的种本名。
（2）三名制：
亚种的学名命名方法，由属名＋种本名＋亚种名三部分组成
6、海绵动物的基本特点：
海绵动物是后生动物中最原始，最低等的类群，细胞分化相当简单，无明确的组织分化，体壁各层细胞彼此保持一定的相对独立性，故结合松弛。
没有神经和肌肉系统。
7、腔肠动物是第一类真正的后生动物，它是处在细胞水平上的最原始的多细胞动物。
8、扁形动物开始出现了两侧对称和中胚层，在动物进化史上占有重要地位。
这对动物体结构和机能的进一步复杂、完善和发展，对动物从水生过渡到陆生奠定了必要的基础。
9、假体腔动物又称原腔动物,包括7个门类，它们的外部形态差异很大，相互之间的亲缘关系不太清楚，但都有一个共同特征，即都有假体腔（初生体腔）。
10、脊索动物门的三大特点：
脊索、背神经管、腮裂
11、遗传漂变：
在一个小种群内，基因频率由于偶然的机会（不是自然选择的原因）而随机增减的现象。
12、建立者效应：
一个种群中的几个或几十个个体迁移到另一地区而定居下来，自行繁衍后代，造成基因频率发生改变的现象。
13、瓶颈效应：
不同的生物在不同的生活季节中，数量有很大的差异，如果某一基因残存的个体多，下一世代繁殖后，这一基因的频率也相应增多，反之某一基因的个体少，下一世代中该基因的频率也相应减少，从而引起种群内部基因频率的改变。
14、哺乳动物受精过程中，卵在输卵管靠近卵巢1/3处与精子结合成为受精卵。
15、环节动物在动物演化上发展到了一个较高阶段，是高等无脊椎动物的开始。
第七章生物与环境
1、生态学定义
2、生态学的研究内容与尺度
3、种群三种分布类型
4、种群三种年龄结构
5、种群三种存活曲线
6、种群的增长模型
7、生态系统定义
生态系统：
指在一定的空间内，生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位，这个生态学功能单位称生态系统
8、生态系统的组成成分
9、生态系统的营养结构
10、生态系统的功能
11、生态系统的能量流动
12、生态系统的物质循环
13、生态系统的稳定性与自我调节
14、生态系统服务与可持续发展
生态系统服务指人类直接或间接从生态系统得到的利益。
主要包括生态系统向经济社会系统输入有用物质和能量、接受和转化来自经济社会系统的废弃物，以及直接向人类社会成员提供服务（如人们普遍享用洁净空气、水等舒适性资源）
第八章生命的延续-遗传与变异
1.无性生殖和有性生殖的优缺点
ppt内容
2.遗传和变异的定义
由基因的传递，使子代获得亲代的特征。
子代和亲代的不相似性为变异。
3.核外遗传的特征
由主要存在于线粒体、质体等细胞器和胞质中遗传物质决定，该遗传规律主要特点：
正交和反交的遗传表现不同；杂交后代的表型现分离不符合孟德尔比例。
4.等位基因，复等位基因，二倍体，纯合子，杂合子，显性基因，隐性基因，基因型，表型，多倍体，同源染色体，姊妹染色体，常染色体
等位基因：
位于同源染色体的同一位置，控制同一性质的，具有不同形式的基因。
多于两个的等位基因称为复等位基因。
二倍体：
具有两套基因座位相同的染色体，一套来自父方，一套来自母方的个体。
具有多套的染色体的成为多倍体，如香蕉。
在二倍体个体中，如果决定某一性状的两个等位基因相同，称为纯合子，不同则为杂合子。
杂合子的表现出来的性状所决定的等位基因为显性基因，另一个为隐性。
多倍也是如此。
基因型:
个体中同一基因座位上同源染色体的等位基因组合形式。
表型：
个体某一特定的物理外观或成分，如开红花，苯丙氨酸羟化酶。
同源染色体：
形态、结构基本相同的染色体，减数分裂会彼此配对形成联会。
在二倍体个体中，一条来自父方，一条来自母方。
姊妹染色体：
附着在同一个着丝点的两条相同的染色体，其中一条是另一条复制而来。
常染色体：
除去决定性别的染色体的其它染色体。
5.分离定律，独立分配和自由组合定律，连锁和交换定律（能够根据定律进行遗传谱系分析和基因型，表型的概率计算）
具体定义见PPT。
计算主要涵盖分离定律。
其它两个定率的定义必须清楚。
（1）一个男子把常染色体上的某一突变基因传递给其孙女的概率是：
（Aa—子代a（1/2）---孙代a（1/2）,故为1/2x1/2=1/4）
（2）一女性的两个弟弟患血友病X染色体隐性遗传，她父母无病，她与正常男性结婚，其所生男孩的发病风险是（弟弟基因型为XaY，该女性的父母基因XaXA，XAY（父亲），该女的XAXa（概率1/2），故其儿子的XaY概率为（1/2x1/2=1/4）
（3）己知黑尿症是常染色体单基因隐性遗传，两个都是黑尿症基因携带者男女结婚，予测他们的孩子患黑尿症的概率是（AaxAa故aa为1/4）
（4）一对夫妇表型正常，他们的父母表型也正常，但各有一白化病患者叔父，他们所生子女患白化病的风险是（叔叔为aa,夫妇的父Aa,母Aa。
该夫妇正常可能为AA，或2Aa,Aa的概率（2/3）,AaxAa的aa（1/4）,所以（2/3x2/3）x1/4=1/9）
6.遗传信息传递的中心法则
中心法则生物的遗传信息表现为特定的核苷酸排列顺序储存。
细胞分裂时，以DNA复制把亲代的遗传信息忠实递给子代细胞。
在子代细胞的生长发育中，遗传信息通过转录传递给RNA，再由RNA通过翻译转变成相应的特定氨基酸排列顺序的多肽，再由多肽执行生物学功能，使后代表现出与亲代相似的遗传特征。
一些RNA病毒能以自己的RNA为模板复制出新的病毒RNA，或以其RNA为模板合成DNA。
7.Prion的传播途径和治病机制？
饮食，医源性和接触传播。
蛋白颗粒在体内多处扩增，最后到达脑部，引起Prion蛋白在神经细胞中聚集，引起神经细胞死亡而发病。
8.遗传物质的改变有几种类型
染色体畸变、染色体数目变异、基因突变
9.唐氏综合症的三体如何形成的？
主要是减数分裂形成卵细胞时21号染色体的不均等分配造成。
10.如何控制遗传疾病的扩散和传递
多做筛查，近亲不能通婚。
遗传分析表明后代将可能患有致死亡和严重畸形的疾病的，不建议生育。
11.多基因遗传病的特征
疾病受几对基因控制，这类遗传病发病与否，不但取决遗传，也在很大程度上受环境影响
12.目前遗传病的诊断和治疗的手段
目前遗传病的诊断和治疗的主要手段
遗传病的诊断
1.检查特征的异常代谢成份
2.调查家族病史，以查明遗传病的遗传特征
3.检查异常基因
治疗的主要手段
（1）生理水平的治疗
（2）蛋白质水平治疗
（3）基因治疗
第九章从基因到基因工程
注意在现代基因概念形成前，几个基因相关概念的提出及其提出人。
1.现代基因的概念
基因是一段有功能的DNA序列，是一个遗传功能单位，其内部存在有许多的重组子和突变子。
包括合成有功能的蛋白质、多肽链或RNA所必需的全部核苷酸顺序（通常是DNA顺序）。
2.操纵子模型的基因结构
三个主要部分：
结构基因，rRNA、tRNA基因，启动子和操纵子
3.基因突变及其特点
基因从一种等位形式变为另一种等位形式，也称为点突变。
基因突变是生物遗传变异的最根本的来源，突变可以在个体发育的任何时期发生。
5个特点（普遍，偶然，稀有，可逆，多方向）。
4.自发突变和诱发突变
自发突变：
复制错误、DNA损伤和转座作用等引起。
诱发突变：
物理和化学的因素引起的基因突变。
5.电离辐射的伤害
电离辐射会引起物质电离，如X射线等，短时大剂量辐照造成DNA分子或其它分子的共价键断裂，交联，氢键断裂等，急性期引起器官衰竭，慢性期主要造血细胞，生殖细胞受损和癌变。
6.人类基因组大小，编码区和非编码区，染色体的物理图谱，密码子，限制性核酸内切酶，DNA连接酶，基因载体，基因工程，DNA重组体
人类基因组含30亿碱基对。
DNA序列中能够转录出mRNA的区域称为编码区，反之称为非编码区。
染色体的物理图谱主要是指某些基因与遗传标志之间在染色体DNA上的直线相对位置和距离的图谱。
密码子：
mRNA上由3个相邻的核苷酸组成的基本编码单位，由它们决定多肽链的氨基酸种类和排列顺序的特异性以及翻译的起始和终止
限制性核酸内切酶：
可以识别DNA的特异序列，并在识别位点或其周围切割双链DNA的一类内切酶。
DNA连接酶：
可催化DNA3′-OH基和5′-磷酸基间形成磷酸二酯键的酶。
基因载体：
具有复制或表达能力，能够将特定的基因片段导入特定的细胞质或靶基因组中。
基因工程：
利用核酸酶等在体外将各种来源的DNA与载体DNA接合成具有自我复制能力的DNA分子，转化或转染到宿主细胞（细菌，酵母，动植物细胞等），表达出新的性状。
DNA重组体：
两种或多种不同来源的DNA分子组成的具有自我复制和表达能力的DNA分子，如质粒。
7.PaulBerg实验，Boyer-Cohen实验的大致过程和意义
PaulBerg将猴空泡病毒40（SV40）的DNA与噬菌体的DNA经过内切酶打开，经末端转移酶将二片断连接成一大的环形DNA。
是第一次在体外实现DNA分子重新组合连接。
Boyer-Cohen实验分别别把编码卡那霉素和四环素抗性基因的两种质粒酶切,重组成的DNA分子，转化大肠杆菌后获得既抗卡那霉素又抗四环素的双重抗性大肠杆菌。
是世界上第一次成功的基因克隆实验,并有基因表达及新表型。
该重组菌落标志着基因工程的诞生。
8.基因工程产品的大致构建和生产过程
首先从复杂的生物基因组中，经过酶切消化或PCR扩增等步骤，分离出带有目的基因的DNA片断，将其插入到能自我复制并带有选择性标记的载体分子上。
将重组体（载体）转入适当的受体细胞中，并与之一起繁殖。
从繁殖群体中，筛选并鉴定获得重组DNA分子。
将重组DNA基因在新的遗传背景（细菌，酵母，真核细胞）下实现功能表达，如目的基因的蛋白质合成。
最后通过纯化获得产品。
9.不同物种的基因可以在不同种个体中表达的遗传基础是什么？
DNA是遗传物质，不同物种基本共用同一套遗传密码和中心法则，因此异源性基因可以在合适的调控单元作用下在新的个体中表达。
10.转基因蛋白药物举例
胰岛素，干扰素，促红细胞生成素等
11.转基因动植物的风险
动植物的杂交造成目的基因不可控的扩散，载体引入可能会引起宿主原有基因突变。
12.转基因治疗的风险
一些腺病毒或逆转录病毒载体定位插入宿主DNA中，可能会引起宿主原有基因突变。
第十章食品与营养
1.什么是食品?
什么是食品营养?
什么是食品安全?
食品：
指各种供人食用或者饮用的成品和原料以及按照传统既是食品又是药品的物品，但是不包括以治疗疾病为目的的物品。
食品营养：
人体从食品中所能获得的热能和营养素的总称。
食品安全：
指食品无毒、无害，符合应当有的营养要求，对人体健康不造成任何急性、亚急性或者慢性危害。
2.为什么染色馒头被查封?
在大米、面粉等主食品中禁止添加任何物质！
3.影响食品安全的因素有哪些？
生物因素、化学性危害、物理因素、新技术-转基因技术、辐射因素、营养失衡
4.七大营养素有哪些？
它们分别有哪些功能？
蛋白质、脂类、碳水化合物、矿物质、维生素、膳食纤维、水
5.合理的营养途径有哪些？
●合理的膳食调配
●合理的膳食制度
●合理的烹调方式
6.食品的功能有哪些？
（1）营养功能：
可食性、提供能源、无毒性
（2）嗜好功能：
对感觉产生的影响（感觉功能），色、香、味等
（3）文化功能：
精神生活的道具
（4）生理功能：
生理调节，调节免疫、精神镇静，维持健康、预防疾病、调节生理状态
7.什么是保健食品？
如何识别真假保健食品？
保健食品：
具有特定保健功能或补充维生素、矿物质；适宜于特定人群食用，具有调节机体功能，不以治疗疾病为目的；对人体不产生任何急性、亚急性或慢性危害的食品（安全性）。
食品，不治疗疾病
8.试分析：
食品安全问题为何和每一个人都息息相关？
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