生命科学导论期末考试

1、什么是生命？生命的基本特征？

生命泛指有机物和水构成的一个或多个细胞组成的一类具有稳定的物质和能量代谢现象（能够稳定地从外界获取物质和能量并将体内产生的废物和多余的热量排放到外界）、能回应刺激、能进行自我复制（繁殖）的半开放物质系统。

化学成分统一,严整有序的结构，新陈代谢，生长，遗传和繁殖，应经能力，进化

2、微生物发酵与人类的关系表现在哪些方面？

生产人们生活中的各种食品：酒类，醋，酸奶……

生产食品添加剂：柠檬酸，谷氨酸等

解决人类粮食短缺问题：通过发酵可获得大量微生物菌体——单细胞蛋白

工业上生产酒精，农药抗生素等

3、为什么说微生物与人类健康密切相关？

益处：

微生物调节人体的内环境稳定：微生物代谢产生的酸性物质，可以抑制有害菌的繁殖。

微生物为人类提供多种营养物质：人体中的VitB因为有细菌合成而不宜缺乏。

现代生物学的若干基础性的重大发现与理论，是在研究微生物的过程中或以微生物为实验材料与工具取得的：证明DNA是遗传信息的载体。DNA的半保留复制方式。遗传密码子的解读。基因的转录调节。信使RNA的翻译调节等等。

现在，很多常用、通用的生物学研究技术依赖于微生物，比如：分子克隆重组蛋白在细菌或酵母中的表达，发酵技术产生单克隆抗体等。

很多医学技术也依赖于微生物，比如：以病毒为载体的基因治疗。

害处：

致病微生物会是人生病，甚至死亡。HIV引发AIDS，HPV诱发宫颈癌。

4、天然免疫与适应性免疫如何协同作用？

5、巨噬细胞、树突状细胞和中性粒细胞的功能有什么差别？

巨噬细胞（Macrophages）能够吞没、破坏受损伤组织，有助于启动康复过程。

树突状细胞：是一类在显微镜下看到的像树根形状的细胞，是机体免疫系统的控制者，当机体遭遇病原微生物侵袭或体内有细胞发生恶变时，树突状细胞很快即能获知这些信息，将这些信息及时传递给免疫系统，并将病原微生物或恶变细胞从体内清除出去。

中性粒细胞：将吞噬入细胞内的细菌和组织碎片分解，这样，入侵的细菌被包围在一个局部，并消灭，防止病原微生物在体内扩散。中性粒细胞可引起感染部位的炎症反应并参与寄生虫感染引发的变态反应，从而引起免疫病理损害。

6、达尔文进化论的核心是什么？

自然选择学说是达尔文进化论的核心

7、群体、物种、基因库、基因频率的概念？

种群（population）指在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体。种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。

种群是进化的基本单位，同一种群的所有生物共用一个基因库。对种群的研究主要是其数量变化与种内关系，种间关系的内容已属于生物群落的研究范畴。

物种是生物分类学的基本单位。物种是互交繁殖的相同生物形成的自然群体，与其他相似群体在生殖上相互隔离，并在自然界占据一定的生态位。

一个种群全部个体所带有的全部基因的总和就是一个基因库。

群体中某特定等位基因数量占该基因座全部等位基因总数的比率。

8、生物宏观进化的大致进程？

生物的种类由少到多，生活环境由水生到陆生，身体的结构由简单到复杂、由低等向高等发展，单细胞到多细胞

9、什么是传染病？

传染病〔Infectious Diseases〕是由各种病原体引起的能在人与人、动物与动物或人与动物之间相互传播的一类疾病。病原体中大部分是微生物，小部分为寄生虫，寄生虫引起者又称寄生虫病。

10、传染病流行的三大条件？

必须具备传染源、传播途径和易感人群三个基本环节。

11、生命科学与物理学有哪些交叉？为什么说生命科学是21世纪的带头学科?

物理学研究物质结构和运动的普遍规律，这些规律可以由少量关键实验证实。物理理论从数学框架到实验检验两方面受到严格的制约。观测与理论的矛盾，通常表明理论还不够普遍，预示着理论的突破，而新的理论总是把旧理论的正确部分作为特例包含在内。在当前的认识水平上，物理定律被认为是放之宇宙而皆准的，适用于它的过去和未来。然而，生命科学研究的对象却极为特殊，迄今还没有发现任何其他天体上有类似地球上的生命现象。就宇宙尺度而言，这个研究对象只存在于有限的历史时期和微乎其微的地球“生物圈”的有限空间里，存在于狭窄的温度范围内。为这种特殊现象建立理论是更困难的，但其内容却可能极其丰富。而且，生命科学的理论和规律往往有例外，它们既不能简单地还原成物理法则，也不会违反基本的物理规律。生命是复杂的综合过程，一方面只有阐明了生命过程中的物理和化学规律，才能揭示生命的本质；另一方面生命系统的整体属性还与其组成部分在系统中的特定地位和相互关系，即与生物体的有序结构密切相关，因此还必须把生物体当作一个整体来研究。

今天，生命科学家的任务是运用人类所有的对自然的知识，运用人类已经掌握的全部技术，来研究生命活动。科学作为整体会极大地超过它的各部分之和。新的科学学科正在从物理学与数学、化学、生命科学、地学和材料科学的交叉中产生。物理学已用其全新的方式对这些学科作出贡献，反过来又从这些学科的发展中获益。生命科学中的物理学或生物物理学的内容，包含着在物理学与生命科学交界上的物理学的应用以及物理学的基本课题。有时人们还把生命科学中的物理学与传统的生物物理学区分开来，这是为了强调后者是用物理学手段所揭示的生物学，而前者是突出生命科学研究所产生的和将要产生的物理学。

物理科学和生命科学的相互作用由来已久，历史上几乎是同时诞生了电学(C.A.de Coulomb, 1785)与电生理学(L.Galvani, 1791)。生物学为物理学启示了能量守恒定律，而物理学在推动近代生命科学发展中的贡献主要在两个方面，一是为生命科学的研究提供了从显微镜﹑X射线﹑示踪原子﹑中子衍射﹑核磁共振﹑同步辐射和扫描隧道显微镜等各种现代化的实验手段，二是为生命科学提供了重要的理论概念、原理和方法。特别是，基础生物科学的挑战激励了理论物理的新应用，物理学已经进展到开始能够在分子水平和多体组织水平两个层次上对付基本生物科学所特有的高度复杂性了。

例如，细胞和有机体在各种物理条件限制下的进化过程，必然包含或反映了物理学。研究重点从细胞的生化组分到细胞的信息存储和处理的转移，开创了把结构和功能定量地联系起来的阶段，这对分子生物学的革命具有根本意义。这个革命正在行为生物学中发生，包括研究感觉传感作用：细胞、细胞器和有机体是怎样接受和解释源于外部环境的信号并随之作相应的动作的。即使是生活在肠内的最简单的细菌，对其所在的化学环境的变化也出奇地敏感，它们能以目标明确的方式游来游去。更高级的有机体对刺激的反应面更广，包括化学、热、力、光、电和磁等；它们所使用的器件具有接近于物理极限的灵敏度。要理解这些器件，人们必须了解生物学和物理学两方面的知识，既要在细胞水平上考虑感觉传感作用，又要从系统设计上把握。例如，有人研究了内耳毛发细胞探测机械应变的过程；有人研究了蝙蝠回

声定位的声音系统。开始人们对弱电鱼并不太了解，后来集中了相当的注意力研究电磁场可能对生命系统产生的影响，人们发现这些动物在产生、接收和翻译电信号等方面简直称得上是专家。生命现象中最复杂的是人脑，它具有高连通网络构成的简单神经系统所不具备的智能。我们的问题是，人脑是怎样计算的？脑的组织和基本的分子机制是怎样的？能否建立简单的神经网络动力学的物理模型，从而找出这个问题的关键所在？神经生物学的某些特殊细节会是重要的吗？

一般蛋白质的复杂性以及某些特殊蛋白质的功能问题也是一个热点问题。植物体用来将太阳能转变为化学能的蛋白质，是怎样将能量从捕光色素转移到反应中心的？这些中心是怎样进行电子转移的？有人将蛋白质看成是物理意义上的复杂性的模型。例如，有人认为玻璃和自旋玻璃可能是真正复杂系统的两个最简单的模型。尽管长期以来物理学家、化学家和材料学家从未放弃对玻璃态的研究，但直到目前仍有很多问题尚不清楚。对生物系统特别是生物大分子的研究可能为某些问题提供答案。有人认为蛋白质可能是研究复杂性概念的理想系统，因为它们介于经典物理和量子物理之间，许多蛋白质的结构已知，可在分子水平上通过基因工程进行蛋白质改性，它们包含有许多光谱学取样点。蛋白质的构象丰富多彩，人们怎样区分这些状态？这些状态的占有率又是怎样随时间演化的？

现在，生命科学积累的大量事实和数据，以及物理科学在研究复杂系统方面取得的长足进展，已经把物理学和生命科学密切结合的任务提上了日程。只有到了把生命过程和生命物质作为真正的物理对象加以研究之时，理论物理的思维方法和数学工具才会在生物学研究中发挥更大的作用。理论物理学家对生命科学的极大兴趣和广泛介入，使人们有理由相信，这两门科学在新的基础上的进一步结合，必将为这两门科学乃至整个自然科学的发展，带来前所未有的崭新局面。在20世纪，凝聚态物理学依托于材料科学取得了巨大的进展。有人预言，在21世纪，活物质和生命现象将成为物理学的重要研究对象，物理学将以生命科学为新的依托，由基本原理出发广泛地探讨生命系统的复杂性，这将是使物理学本身得到进一步发展的新的机遇。

12、请举一两例说明植物变态器官的生物学意义？

1、气生根：可以广义的指生长在地面以上、空气环境中的各种不定根，，它们有支持功

能，也有吸收或其他功能。2、贮藏根：主要功能是贮藏大量的营养物质。

13、简述植物组织培养和细胞培养技术的应用？

组织培养：快速繁殖培养人工种子培养新物保留濒危物种——克隆技术

作为一种技术，可以为更深层次的研究做铺垫——比如，愈伤组织的研究等等

快速繁殖植物优良株系、培养作物新品种、获得无病植株、保存和运输种质

细胞培养：细胞代谢产物如抗癌药物紫杉醇，疗伤药物紫草宁等等

人工转化：植物细胞分泌的酶的催化——生物催化

培养人工种子

14、什么是遗传病？遗传病的特征？如何防治？

遗传病是指由遗传物质发生改变而引起的或者是由致病基因所控制的疾病。

特征：1,患者有特殊的表现型(通常伴有智力障碍)和染色体异常.

2,在去除环境因素影响的前提下,亲属中有患者，且以一定比例发病.

3,在无血缘关系的成员(如夫妻)中不出现患者.

4,患者有特定的发病年龄,病程特点和临床表现.

5,在双生子中,一卵双生的同病率高于二卵双生.

防治：饮食治疗如丙酮酸尿症，适当的吃含丙酮酸少的食物；

药物治疗：手术治疗；基因治疗，优生

15、什么是人类基因组计划？其科学意义是什么

16、摩尔根染色体基因学说的主要内容？

基因位于染色体上，呈线性排列；基因与染色体具有平性行为

17、什么是基因工程？步骤及应用是什么？

基因工程是人类根据一定的目的和设计,对DNA分子进行体外加工操作,再引入受体生物,以改变后者的某些遗传性状,从而培育生物新类型或治疗遗传疾病的一种现代的、崭新的、分子水平的生物工程技术

步骤：一、提取目的基因

二、目的基因与载体连接

三、将与目的基因连接的载体导入受体细胞

四、目的基因的表达与检测

应用：一:在生产领域,人们可以利用基因技术,生产转基因食品

二:军事上的应用.生物武器已经使用了很长的时间.细菌,毒气都令人为之色变.但是,现在传说中的基因武器却更加令人胆寒.基因武器只对具有某种基因的人(例如某一种族)有杀伤力,而对其他种族的人毫无影响.这种武器的使用无疑会使遭受基因武器袭击的种族面临灭顶之灾.

三: 环境保护上,也可以应用基因武器.我们可以针对一些破坏生态平衡的动植物,研制出专门的基因药物,既能高效的杀死它们,又不会对其他生物造成影响.还能节省成本.例如一直危害我国淡水区域的水葫芦,如果有一种基因产品能够高校杀灭的话,那每年就可以节省几十亿了

1．与医药卫生

（1）生产基因工程药品

①优点：高质量、低成本②举例：胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等60多种

（2）基因诊断

①含义：用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。

②举例：用DNA探针检测出肝炎患者的病毒，为诊断提供了一种快速简便方法。

③成果：已能够检测出肠道病毒、单纯疱疹病毒等多种病毒；在诊断遗传病方面发展尤为迅速；在肿瘤诊断中的应用取得重要成果。

（3）基因治疗

①含义：把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。

②举例：半乳糖血症（病因、研究成果）

③发展前景：许多遗传病及疑难病症将被人类征服。

2．与农牧业、食品工业

（1）农业：培育高产、优质或具特殊用途的动植物新品种。

（2）畜牧养殖业：培育体型巨大（如超级小鼠、超级绵羊、超级鱼等）、品质优良（如具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等）的转基因动物；利用外源基因在哺乳动物体内的表达获得人类所需要的各种物质，如激素、抗体及酶类等。

（3）食品工业：为人类开辟新的食物来源。

3．与环境保护

（1）用于环境监测：用DNA探针可检测饮水中病毒的含量

①方法：使用一个特定的DNA片段制成探针，与被检测的病毒DNA杂交，从而把病毒检测出来。

②特点：快速、灵敏

（2）用于被污染环境的净化：分解石油的“超级细菌”；“吞噬”汞和降解土壤中DDT的细菌；能够净化镉污染的植物；构建新的杀虫剂；回收、利用工业废物等。