生命科学导论复习

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生命科学导论复习题+答案

生命科学导论复习题+答案

生命科学导论复习题+答案生命科学导论复习题一、问答题1.细菌细胞膜的主要功能有哪些?(1)分隔、形成细胞和细胞器,为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境,膜的面积大大增加,提高了发生在膜上的生物功能;(2)屏障作用,膜两侧的水溶性物质不能自由通过;(3)选择性物质运输,伴随着能量的传递;(4)生物功能:激素作用、酶促反应、细胞识别、电子传递等。

(5)识别和传递信息功能(主要依靠糖蛋白)(6)物质转运功能。

2.以T4噬菌体为例说明病毒繁殖的过程。

1.附着:是病毒与寄主之间高度特异性的相互作用,病毒外部的蛋白能与寄主表面的特殊好受体结合.2.侵入:(各种噬菌体还不一样,好难说.)大概都是先与细胞壁特异性结合,释放溶菌酶溶解细胞壁成一个小孔,将DNA注进细胞内.有的噬菌体壳体也可以进入细菌.3.复制:侵染开始后,细菌的DNA合成停止,几分钟后mRNA和蛋白质的合成也中止.噬菌体以本身DNA为模板,有寄主RNA聚合酶催化,复制形成噬菌体mRNA,翻译而形成噬菌体所需酶类,可以修饰寄主RNA聚合酶,被修饰过的RNA聚合酶能进一步转录噬菌体的基因. 4.装配与释放:噬菌体与壳体蛋白质装配为成熟,有侵染力的噬菌体颗粒.释放时能产生两种蛋白质,一是破坏细胞质膜的噬菌体编码蛋白质,另一是噬菌体溶菌酶.前着破坏细胞膜,后者破坏细胞壁,然后寄主细胞破裂,病毒突然爆发式释放出来.3.微生物有哪些与动植物不同的特点?微生物是一大群形态微小,结构简单,肉眼直接不可见,必须借助显微镜才能观察的生物,一般有以下几个特点:(一)体积小,面积大(二)吸收多,转化快(三)生长旺,繁殖快(四)适应强,易变异(五)分布广,种类多。

主要的区别从定义上就可以看出,是因为微生物肉眼不能观察4.如何理解生物多样性这个概念?生物多样性的价值体现在哪些方面?生物多样性体现在生态系统的多样性,遗传(基因)多样性,物种多样性等几个方面生物多样性的意义主要体现在生物多样性的价值。

生命科学导论复习资料

生命科学导论复习资料

《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?人口问题〔遗传变异〕,粮食问题〔品种培育〕,健康问题〔病毒〕,资源问题〔生物能源〕,环境问题〔环境对物种的影响;细菌〕2.举例说明生命科学本质上是一门实验科学。

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;巴斯德的曲颈甑实验证明“种质论”批驳“腐生论”;孟德尔豌豆杂交实验。

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。

生物学要有大突破必须寻求物理学科等其他学科的支持。

现代仪器设备的武装是生命科学发展的必要条件。

如光学显微镜;电子显微镜。

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?〔1〕描述生物学阶段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》〔2〕实验生物学阶段利用各种仪器工具,通过实验过程探索生命活动的内在规律巴斯德〔3〕创造生物学阶段DNA双螺旋模型的发现〔1953年〕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有可能“创造”新的物种沃森、克里克5.如何确定人体必需微量元素?〔1〕让实验动物摄入缺少某一种元素的膳食,观察是否出现特有的病症。

〔2〕向膳食中添加该元素后,实验动物的上述特有病症是否消失。

〔3〕进一步阐明该种元素在身体中起作用的代谢机理。

6.举出三种人体大量元素和三种人体必需微量元素。

常量元素:C H O N P S Na K Mg Ca Cl;微量元素:Fe F Zn Si Mn I Se B Al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。

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?变性:在外界理化因素影响下,蛋白质的空间结构、生物活性、理化性质发生改变;复性:蛋白质的空间结构、生物活性、理化性质得到回复;原因:维系蛋白质的高级结构是非共价键,键强度很小9.简述蛋白质的一、二、三、四级结构。

生命科学导论复习

生命科学导论复习

生命: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。

突现属性:依赖于组成物质的层次的特征,不存在于低层次组织中。

稳态:生命体调节并维持内部环境(如温度、pH 等)恒定的特性。

发育:遗传调控下的细胞生长、分化和形态建成。

稳态:调节并维持内部环境(温度,PH等)恒定的特性。

生命的内涵:物质基础:蛋白质和核酸。

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。

是物质运动的一种高级的特殊存在形式。

林奈,系统分类生命体的七个最显著的特征:有复杂的结构和精细的组织形式;感受并应答环境变化;能从环境捕获,转换和利用能量;具有显著的自我复制,组装能力;生长和发育;生命体结构的等级秩序;群体中变异的遗传,进化S,P, Cl, Ca, K, Na, Mg (Cl, Ca, K, Na, Mg 调节离子浓度和酶活性)最早原核生物:蓝细菌化石(34.50 亿年前)生命起源假说:地外起源、超自然力或神创造、化学进化奥巴林-霍丹理论:1. 原始大气主要是由H2, H2O, NH3, CH4, CO2, 等组成的还原性大气,没有游离氧气。

水蒸气冷凝汇流成原始海洋。

2.火山爆发、闪电、紫外线等能量使气体合成简单有机物,汇入海洋,形成原始汤。

3. 原始汤中简单的化合物溅到岩石上,受辐射、热等聚合,如:氨基酸聚合肽链,核苷酸聚合形成核酸,冲刷回到水中。

在水中大分子聚合成多分子体系(团聚体)。

4.具有新陈代谢功能的团聚体和细胞的形成。

氨基酸:含氨基和羧基的有机化合物统称,生物功能大分子蛋白质的基本组成单位。

蛋白质的一级结构:蛋白质分子中氨基酸的排列顺序,也叫初级结构或基本结构。

共价键蛋白质的高级结构:也称空间结构或三维构象,是指蛋白质分子中原子和基团在三维空间上的排列、分布及肽链的走向。

非共价键DNA的一级结构:四种碱基ATGC在DNA上的排列顺序。

功能:血红蛋白:运输氧气和二氧化碳,维持血液酸碱平衡血清白蛋白:维持血浆胶体渗透压的恒定;运输脂肪酸、Ca2+、Na+、K+等乳糖酶:分解牛奶中的乳糖肌球蛋白:帮助肌肉收缩胰岛素:降低血糖血红蛋白基因突变:β链的第6个氨基酸是谷氨酸,突变后,翻译出来的就成了缬氨酸,正常圆盘状扭曲变形成镰刀状,脆弱,容易破裂造成贫血病。

生命科学导论(生物学导论)全复习整理

生命科学导论(生物学导论)全复习整理

生命科学导论第一章绪论21世纪将是生命科学的世纪,面向21世纪的大学生应有生命科学基础,而不应该成为“生物盲”。

一.什么是生物学?1. 定义生物学(biology)是研究生物体生命现象和生命活动规律的科学,因此,又称为生命科学(life sciences)。

生物学研究生物体的形态、构造、行为、机能、演变及其与环境间相互关系等问题。

2. 生物学的研究对象生物学的研究对象正在日渐加深和扩大,不仅要研究肉眼看不见的微生物,也要研究自然界的动物、植物。

生物学还要研究人类自己,因为人类也是一种生物。

生物学还要研究小至生物大分子的基团行为,广至地球表面的生物圈(bio-sphere)的将来动态,延伸至玄古生命的发生和宇宙中生命存在的问题。

3. 生物学的分科根据研究对象分为:动物生物学、植物生物学、微生物学、人类学。

根据研究角度分为:分类学,形态学,生理学,胚胎学,古生物学,遗传学,生态学等。

根据研究范围分为:生物化学,生物物理学,分子生物学,细胞生物学,组织生物学,器官生物学,个体生物学,群体生物学等。

二.生物学的历史和发展从传统生物学到现代生命科学(1)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。

代表人物:达尔文—《物种起源》(1859)(2)实验生物学阶段(19世纪中叶~20世纪中叶)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。

(3)创造生物学阶段(20世纪中叶以后)分子生物学和基因工程的发展使人们有可能“创造”新的物种。

(4)生物学的发展趋势从微观到宏观分子→细胞→整体水平高度分化和高度综合的辨证统一现代生物学的高度分化,各学科的相互渗透,新学科或边缘学科的产生。

三.生物学的研究方法1. 观察与描述方法外部观察和外部形态描述:分类学。

《尔雅》、《本草纲目》、亚里士多德对500种动物的描述分类、林奈的双名法等。

2. 比较方法比较解剖学:脊椎动物各类群的器官和器官系统的形态,结构进行解剖,加以比较,为生物进化论提供证据。

生命科学导论复习题以及答案

生命科学导论复习题以及答案

复习题一.名词解释五界分类系统: 它是由美国生物学家魏泰克(R.H.Whittaker,1924—1980)在1969年提出的。

魏泰克在已区分了植物与动物、原核生物与真核生物的基础上,又根据真菌与植物在营养方式和结构上的差异,把生物界分成了原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界五界基因组:单倍体细胞中包括编码序列和非编码序列在内的全部DNA分子病毒:病毒由核酸芯子和蛋白质衣壳组成,核酸芯子为DNA或RNA分子。

不是真正的生物。

无细胞结构,只能依靠宿主细胞进行复制。

分为细菌病毒和真核细胞病毒两大类类病毒:是一类仅由裸露的RNA组成的颗粒,类病毒与病毒不同的是,类病毒没有蛋白质外壳,为单链环状或线性RNA分子。

遗传漂变:是指当一个族群中的生物个体的数量较少时,下一代的个体容易因为有的个体没有产生后代,或是有的等位基因没有传给后代,而和上一代有不同的等位基因频率。

一个等位基因可能(在经过一个以上的世代后)因此在这个族群中消失,或固定成为唯一的等位基因。

这种现象就叫“遗传漂变”。

协同进化:协同进化是指两个相互作用的物种在进化过程中发展的相互适应的共同进化,是一个物种由于另一种物种影响而发生遗传进化的进化类型。

生物发生律:生物发生律也叫重演律,1866年德国人海克尔(E. Haeckel)在《普通形态学》中提出“生物发展史可以分为两个相互密切联系的部分,即个体发育和系统发展,也就是个体的发育历史和由同一起源所产生的生物群的发展历史,个体发育史是系统发展史的简单而迅速的重演”。

系统树:根据古生物学、比较形态学、分子生物学等知识按亲缘关系将所有的生物门类排列成一个树形图。

HIV病毒:人类免疫缺陷病毒,是一种逆转录病毒,含两个单链RNA分子侵染哺乳动物的T 细胞和其他杀伤细胞,使寄主的免疫能力丧失分子生物学中心法则: 是指遗传信息从DNA传递给RNA,再从RNA传递给蛋白质,即完成遗传信息的转录和翻译的过程。

生命科学导论复习题

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生命科学导论复习题生命科学导论第一章复习题1、生命的本质特征①新陈代谢包括物质代谢和能量代谢②生长、发育和繁殖生物经历了从小到大过程,表现细胞数量增加③遗传、变异与适应④应激性和适应性2为什么说二十一世纪将是生命科学的世纪?①生命科学能够解决本世纪人类面临的挑战,而使生命成为本世纪的带头学科②生物技术成为世界经济新的增长点3、本世纪人类面临的挑战有哪些方面?人口膨胀、粮食短缺、环境污染、能源危机、疾病、生态平衡遭到破坏4、生物学经历了几个发展阶段?①前生物学时期:17世纪以前,中国酿酒等技术②描述生物学阶段:达尔文《物种起源》③实验生物学阶段:巴斯德灭菌法、摩尔根基因论、④创造生物学阶段:双螺旋DNA结构提出、基因重组技术的诞生生命科学导论第二章复习题1、组成生命元素分为几大类?①基本元素:C,H,O,N,S,P,Ca 等占人体99.35%。

②微量元素:Na,K,Fe,Mg,Mn,Zn,Cu,Cl,I等数量少,但作用大③偶然存在的元素:V、Mo、Li、F、Br、Si、As、Sn、等2在生物体内水的形态有几种?①自由水:能自由流动成为较好的溶剂和运输工具②结合水:与细胞的蛋白质糖等结合,流动困难。

但使细胞的温度和代谢速率得以保持稳定,维持细胞温度;3、生态系统由哪几部分构成?①生产者:主要是绿色植物②消费者:主要指动物③分解者:指微生物。

三者与周围环境构成了一个生态系统4、糖的分类单糖、寡糖、多糖组成。

单糖:构成各种糖分子的基本单位,不能进一步水解成更小分子的糖。

主要包括葡萄糖、果糖、半乳糖三种寡糖:若少数几个(2-6)单糖分子连接。

主要包括以下三种:麦芽糖(maltose) :两分子葡萄糖由糖苷键连接,具还原性蔗糖:由一分子葡萄糖和一分子果糖通过糖苷键连接而成,无还原性食用的糖主要是蔗糖乳糖(lactose):半乳糖和葡萄糖结合而成。

多糖主要包括三种:淀粉–植物细胞(谷粒,块根,果实)糖原–动物细胞(如肝细胞和肌肉中的糖原)纤维素–植物细胞5、磷脂类结构和作用?细胞膜的主要结构成分有极性的头部和两条疏水的尾部6、蛋白质的组成单位和功能?组成单位为氨基酸。

《生命科学导论》复习题及其参考答案

《生命科学导论》复习题及其参考答案

《生命科学导论》复习题及其参考答案 一、水对生命有何重要意义?二、维生素对动物有何重要意义?三、什么是人类基因组计划?请简述其意义。

四、谈谈你对基因工程的认识。

五、胰岛素分泌不足会引起机体什么症状?为什么?六、什么是主动免疫、被动免疫、自动免疫?人工免疫是采用人工方法,将疫苗、类毒素或含有某种特异性抗体、细胞免疫制剂等接种于人体,以增强宿主体的抗病能力。

用于人工免疫的疫苗、类毒素、免疫血清、细胞制剂,以及结核菌素、诊断血清、诊断菌液等诊断制剂,我们统称为生物制品。

人工免疫分主动和被动两类。

生物制品有用于自动免疫和被动免疫的两类。

一般来说,自动免疫专用于预防疾病,接种的物质是抗原,免疫作用出现,即形成免疫力的时间较慢,但免疫力维持的时间较长(数月至数年);被动免疫可以用于治疗疾病或应急的预防,接种的物质是抗体,免疫作用可以在接种后立即出现,但免疫力维持时间较短(数周至数月)。

人工主动免疫是将疫苗或类毒素接种于人体,使机体产生获得性免疫力的一种防治微生物感染的措施,主要用于预防,这就是通常所说的“打预防针”。

疫苗有多种类型。

死疫苗是选用能够引起较强免疫反应的病原体,经人工大量培养后,用理化方法杀死而制成。

常用的有伤寒、霍乱、百日咳、流行性脑膜炎、钩端螺旋体病、斑疹伤寒等。

死疫苗的优点是易于保存,在4℃时可以保存1年左右。

缺点是接种剂量大,注射后局部和全身副反应较大,且常需接种多次。

活疫苗是把致病微生物用各种物理或化学方法进行人工处理使其丧失或大幅度降低致病性,或从自然界找来和致病微生物相同种类但没有或很小致病力的微生物制成的疫苗叫活疫苗。

活疫苗的毒力低弱,不会引起人类生病。

例如麻疹、脊髓灰质炎的疫苗。

类毒素疫苗是用甲醛(福尔马林)溶液把细菌毒素的毒性消除,但仍旧保留抗原作用的生物制品。

例如破伤风类毒素和白喉类毒素。

现在已经可以把预防多种疾病的疫苗综合在一起,打一针预防针可以预防多种疾病。

我们把这类疫苗叫做多联疫苗。

生命科学导论复习纲要

生命科学导论复习纲要

生命科学导论复习纲要第一章绪论1.生命科学知识重要性表现在哪几个方面?当今人类社会面临的六个最重大的问题和挑战: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.生命的定义: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。

生命的内涵:(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特殊存在形式生命的基本特征:①有复杂的结构和精细的组织形式(多分子的逻辑构成;高度的组织化;每个层次都具有的复杂性;复杂精巧的反馈调节机制)②感受并应答环境变化(应激性:生物接受外界刺激后会发生反应)③能从环境捕获,转换和利用能量(生命与环境之间的能量交换不断地吸收外界的物质,转换成能量,维持分子的有序性和数量变化。

如奶牛吃的是草,出来是牛肉和奶)④具有显著的自我复制,组装能力(如2000年前的石鼓文早已斑驳不堪,而一亿年前的蚂蚁依然鲜活)⑤生长和发育(生长:生命体从环境中摄入物质多于释放回环境,并且将其转变为自身结构物质。

发育:遗传调控下的细胞生长、分化和形态建成)⑥生命体结构的等级秩序(细胞→组织→器官→系统→个体)(个体→种群→群落→生态系统)⑦群体中变异的遗传,进化(群体的部分特征随世代而变化;所有生命体通过共同祖先相联系;进化产生多样的生命体)5.地球上生命起源的假说:A.地外起源B超自然力或神创造C.化学进化6.奥巴林霍丹的生命起源假说(每个阶段的形成物质和相应条件)(1)原始大气主要是由H2, H2O, NH3, CH4, CO2, 等组成的还原性大气,没有游离氧气。

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生命科学导论复习第一讲绪论生物学经历了三个发展阶段:(1)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》(1859)(2)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。

(3)创造生物学阶段(20世纪中叶以后)分子生物学和基因工程的发展使人们有可能“创造”新的物种。

第二讲构造生物体的基本元件—从生物小分子到生物大分子一、生物小分子与生物大分子的关系二、生物小分子简介1、水水占生物体的60%以上的重量。

地球上生命起源于水中,陆生生物体内细胞也生活在水环境中。

水的性质影响生命活动,如:溶解性质,酸碱度,pH。

水影响生命活动的例子:△肺泡在水环境中保证O2和CO2的交换。

△水分子间氢键造成水的表面张力,可使肺泡瘪塌。

△肺泡中存在一种表面活性蛋白破坏水的表面张力,使肺泡胀开。

2、氨基酸氨基酸是同时具有α-氨基和α-羧基的小分子。

参与蛋白合成的共有20种天然氨基酸。

根据侧链结构和性质,可把20种氨基酸分成不同的组:疏水氨基酸:亮氨酸。

亲水氨基酸:丝氨酸。

酸性氨基酸:天冬氨酸。

碱性氨基酸:精氨酸。

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)3、单糖——多羟基醛或多羟基酮称为糖。

以葡萄糖为例,葡萄糖是六碳糖。

单糖的生物功能:A、作为多糖的组成元件。

B、作为燃料。

C、组成寡糖参与细胞信号传递4、核苷酸核苷酸分子由三个部分组成:碱基:嘧啶、嘌呤、五碳糖(核糖或脱氧核糖)、磷酸。

参加大分子核酸组成的共有8种核苷酸DNA水解液中:腺脱氧核苷酸(dAMP)、鸟脱氧核苷酸(dGMP)、胞脱氧核苷酸(dCMP)、胸腺脱氧核苷酸(dTMP);RNA水解液中:腺苷酸(AMP)、鸟苷酸(GMP)、胞苷酸(CMP)、尿苷酸(UMP)。

5、脂类脂类是指生物体内不溶于水而溶于有机溶剂的各种小分子。

葡萄糖--水溶性的、油脂--脂溶性的。

三、生物大分子的形成生物大分子主要有三大类:蛋白质、核酸、多糖。

它们都是由生物小分子单体通过特有的共价键联结而成。

1、氨基酸通过肽键联成肽链寡肽:含有10 左右氨基酸残基(如二肽、五肽、八肽)。

多肽:含10-20 个氨基酸残基。

蛋白质:含几十个氨基酸残基。

注意:肽链有方向性,氨基端(N 端),羧基端( C 端)。

一条肽链的两端有不同结构和性质:一端的氨基酸残基带有游离氨基,称氨基端;另一端的氨基酸残基带有游离羧基,称羧基端。

2、单糖通过糖苷键联成多糖链(1)贰糖对贰糖结构的了解包括弄清楚:单糖基成份,α-还是β-糖苷键取代位置。

(2)淀粉和纤维素都由葡萄糖组成,它们之间主要区别在于α-糖苷键和β-糖苷键的区别(3)注意:多糖链也有方向性,有还原端和非还原端。

3、核苷酸通过磷酸二酯键联成核酸(1)核酸链也有方向性。

(2)DNA 和RNA 在组成成份上有差别。

四、生物大分子的高级结构1、蛋白质的高级结构蛋白质的一级结构是指肽链中氨基酸的排列顺序;蛋白质的二级结构是指邻近几个氨基酸形成的一定的结构形状。

由生物小分子到生物大分子,分子增大,出现新的性质。

其中最主要的特点是:生物大分子有独特的立体结构、空间构型和分子整体形状。

蛋白质的三级结构是指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。

蛋白质的四级结构是指各条肽链之间的位置和结构。

所以,四级结构只存在于由两条肽链以上组成的蛋白质。

3、维持生物大分子高级结构的重要因素--非共价键4、核酸的高级结构(1)DNA双螺旋A、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。

B、两条链的碱基都位于中间,碱基平面与螺旋轴垂直。

C、两条链对应碱基呈配对关系A=T 、G≡C。

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。

(2)RNA为单链盘绕,局部形成碱基配对。

例如:转运RNA(tRNA)的三叶草结构。

5、多糖链的高级结构不同高级结构带来不同的生物学性能淀粉形成螺旋状(能源贮存)、纤维素呈长纤维状(结构支架)。

第三讲细胞--生物体的基本单位一、细胞学说的建立人们用显微镜观察各种生物,包括微生物和动、植物的细微构造,到处都看到细胞结构。

逐渐形成一个观念:各种生物都是由细胞组成的。

19 世纪初,两位德国生物学家施莱登和施旺正式明确提出:1、细胞是植物体和动物体的基本结构单位。

这个观点,经过后来的丰富和发展,形成公认的细胞学说:(1)细胞是所有动、植物的基本结构单位。

(2)细胞是所有动、植物的基本功能单位。

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。

2、细胞学说的科学意义细胞学说的提出先于进化论约20年,它与进化论一起,奠定了生物科学的基础。

细胞学说使生命世界有机结构多样性的统一,从哲学推断走向自然科学论证。

细胞学说被认为是19 世纪自然科学的重大发现之一。

值得注意的是,从两篇经典的论文看来,细胞学说不但关系到生物体的构造,也关系到生物体的生长与发育。

最初提出细胞学说观点的论文:德国植物学家施莱登1838 年发表的论文: 『论植物发现』;德国动物学家施旺1839 年发表的论文: 『动、植物结构与生长相似性的显微研究』。

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。

二、细胞的结构与功能1、动物细胞的典型结构细胞膜和生物膜:磷脂和鞘脂分子具有一个共同的特征――一个极性的头两个非极性的尾巴。

在水环境中,这类分子会自发形成脂双层微囊。

细胞膜的框架,就是脂双层,还有蛋白质“镶嵌”其中。

1970s 提出的流动(液态)镶嵌学说,强调了生物膜中脂分子和蛋白质分子的运动。

这样的膜结构不但用以组成细胞膜,还用以分割形成各种细胞器,所以,统称生物膜。

细胞核:由两层生物膜围成,遗传信息贮藏在核内,是DNA 复制和RNA 合成场所。

内质网:由单层生物膜围成。

是蛋白质合成、修饰和分泌;脂类合成的场所。

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。

细胞质:有多种蛋白质和酶,是糖酶解和糖元合成等反应的场所。

细胞骨架:由蛋白质亚基组装成,和细胞形状、迁移、信息传导等有关。

核糖体:由RNA 和蛋白质形成的大颗粒,是蛋白质合成的场所。

2、植物细胞的典型结构(略)3、真核细胞和原核细胞细菌细胞结构与动、植物细胞不同,要简单的多。

最主要的差别是细菌没有细胞核结构,核物质-DNA还是有的,形成类核区(又称拟核)。

并且细菌细胞也没有其他各种细胞器。

原核生物:细菌、放线菌、蓝藻。

真核生物:植物、动物、真菌(霉菌、酵母)。

三、细胞分裂和细胞周期1、为什么会有细胞分裂随着细胞生长,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。

2、原核生物的细胞分裂以细菌为例,细胞分裂比较简单。

细胞生长增大到一定程度,DNA 复制,形成两个DNA 分子,分别移到拉长了的细胞两端,中间形成新的细胞间隔,进而形成细胞壁,成为两个细胞。

这称为二分分裂。

3、真核细胞的有丝分裂大多数真核生物是多细胞生物。

体细胞的分裂称为有丝分裂;生殖细胞形成过程中,则有与之不同的减数分裂。

(1)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。

通常,细胞周期区分为四个阶段: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—DNA 合成前期。

S期—DNA 合成期。

G2 期—DNA 合成后期。

G1 期、S 期和G2 期又总称为分裂间期。

(2)有丝分裂过程前期:染色质浓缩,折叠,包装,形成光镜下可见的染色体,每条染色体含两条染色单体。

中期:核膜消失,染色体排列在赤道板上。

后期:姐妹染色单体分开,被分别拉向细胞两侧。

末期:重新形成核膜,染色体消失。

胞质分裂:胞质形成间隔,最终分开为两个细胞。

(3)染色质和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。

核小体直径10 nm,光镜下看不到。

当细胞进入M 期时,染色质折叠包装,大约压缩8400 倍,形成光镜下可以看到的染色体。

4、真核细胞的减数分裂(1)减数分裂发生在产生生殖细胞的过程中。

生殖细胞包括卵细胞和精子细胞。

它们的遗传物质总量仅为体细胞的一半,称为n 细胞。

由2n 的体细胞产生n 的生殖细胞,需要经过减数分裂。

(2)减数分裂后,细胞中染色体数目减少一半。

减数分裂可以分为两个阶段:第一次减数分裂:DNA复制一次,细胞分裂一次。

第二次减数分裂:DNA不复制,细胞再分裂一次。

(3)减数分裂丰富基因组合。

减数分裂的特点:一是子细胞染色体数减半;二是子细胞基因组合大为丰富。

经由减数分裂产生的生殖细胞,其基因组合表现极大的丰富和多样化。

结果是, 有性生殖的后代具有更丰富的基因组合,具有更强的适应性和进化潜能。

经由减数分裂产生的生殖细胞,其基因组合表现极大的丰富和多样化。

结果是, 有性生殖的后代具有更丰富的基因组合,具有更强的适应性和进化潜能。

四、细胞分化、衰老与死亡1、细胞的分化成年人全身细胞总数约1012个。

细胞种类有200 多种。

多种类细胞均来自一个受精卵细胞。

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。

细胞分化不但发生在胚胎阶段和发育过程中,亦发生在成人阶段。

如:人体血细胞的产生。

分化以后不同种类的细胞,形态不同,功能不同,基因表达不同,代谢活动也不同。

2、细胞的衰老衰老是人们永恒的议题,至今仍是一个迷。

人体衰老时,身体各部分功能都发生衰老。

身体的衰老是以细胞衰老为基础的。

实验证明,细胞有着明显的衰老过程。

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。

生物氧化中产生自由基,自由基破坏生物大分子——蛋白质、核酸、脂类等。

使得细胞结构破坏,基因突变,导致细胞衰老。

人体存在着清除自由基机制,这些消灭自由基机制受遗传控制。

3、细胞凋亡多细胞生物个体的一生中,不断发生构成身体的细胞的死亡。

有两种细胞死亡:因环境因素突变或病原物入侵而死亡,称为病理死亡,或细胞坏死。

因个体正常生命活动需要,部分细胞必定在一定阶段死去,称细胞凋亡。

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