上海交大生命科学导论复习大纲

2009-2010学年第1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？

进入新世纪后人类面临的主要问题: 人口爆炸、粮食短缺、健康、资源枯竭、环境污染的可持续发展问题.

(1) 生命科学与农业可持续发展;

(2) 生命科学与能源问题;

(3) 生命科学与人的健康长寿 (研究更有效的药物, 改造人的基因组成);

(4) 生命科学与维持地球生态平衡;

(5) 生命科学与伦理道德问题.

2．举例说明生命科学本质上是一门实验科学。

孟德尔实验发现两大遗传定律, 格里菲斯实验证明遗传物质是 DNA 而不是蛋白质

3．举例：生命科学与其它学科的交叉边缘领域或学科。

生物化学、生物数学、心理学、生物物理、生物工程学、人工智能等.

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？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)

特征: 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.

(2) 实验生物学阶段 (19 世纪中叶到 20 世纪中叶)

特征: 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)

特征: 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.

5．如何确定人体必需微量元素？

用饲喂法分三步来证明某种元素是否是人体必需微量元素:

(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.

只有上述三条都弄清楚, 才能确定某种元素是否为必需元素.

6．举出三种人体大量元素和三种人体必需微量元素。

人体大量元素: C、H、O

人体微量元素: Fe、Zn、Mn、Co、Mg、Si、F、Se、V

第二讲生物大分子

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。

多糖

单体名称: 单糖

单体结构特征: 多羟基醛或多羟基酮

连接单体的关键化学键: 糖苷键

结构的方向性: 一端的糖基有游离的半缩醛羟基, 称还原端; 另一端的糖基没有游离的半缩醛羟基, 称非还原端.

蛋白质

单体名称: 氨基酸

单体结构特征: 同时含有α-氨基和α-羧基的小分子

连接单体的关键化学键: 肽键

结构的方向性: 一端的氨基酸残基带有游离氨基, 称为氨基端; 另一端的氨基

酸残基带有游离羧基, 称为羧基端.

核酸

单体名称: 核苷酸

单体结构特征: 由碱基 (嘧啶 C、T 和嘌呤 A、G)、五碳糖 (核糖或脱氧核糖) 和磷酸三个部分组成

连接单体的关键化学键: 磷酸二脂键

结构的方向性: 一端的核苷酸, 其 5-C 没有进入磷酸二脂键, 称 5' 末端; 另一端的核苷酸, 其 3-C 没有进入磷酸二脂键, 称 3' 末端.

8．天然氨基酸有什么共同的结构特征？

20 种天然氨基酸除甘氨酸外, 都带一个不对称碳原子 (α碳原子), 都有光学异构体 (镜映体).已知 19 种天然氨基酸均为 L 型氨基酸 (甘氨酸除外).

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

9．简述蛋白质的一、二、三、四级结构。

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一定的结构形状. 如: α-螺旋或

β-折叠.

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

两条以上肽链组成的蛋白质中.

10．举例说明蛋白质高级结构的重要性。

几乎可以有无限种类的一级结构, 从而有无限种类在外形和结构上不同的高级

结构, 这正是生命世界之所以多姿多彩的基础. 而高级结构被破坏, 蛋白质会

失去活性.

11．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 20A, 螺距 34A, 每一螺距中含 10bp (碱基对).

12．简述tRNA的结构特征和功能。

tRNA 为单链盘绕, 局部形成碱基配对.

tRNA 的结构特征为三叶草结构, 功能是在蛋白质合成中搬运单个氨基酸.

13．RNA主要哪几种?什么是mRNA，它有何功能？

mRNA 是负责把 DNA 分子中遗传信息转达为蛋白质分子中氨基酸序列的 RNA.

14．说明磷脂的结构、特性和生物功能。

结构: 磷脂分子含一个甘油分子和两个脂肪酸分子, 在甘油的第三个羟基上连一个磷酸分子. 磷酸后面还连着另一个小分子.

特性: 磷脂分子中磷酸及小分子部分是极性的, 即水溶性的; 两个脂肪酸长碳氢链是非极性的, 即脂溶性的. 磷脂分子可以看成是“一个极性头, 两条非极性尾巴”.

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. (有的酶仅仅有蛋白质组成, 有的酶除了主要由蛋白质组成外, 还有一些金属离子或小分子参与. 这些金属离子或小分子是酶活性所必须的, 称为辅酶 / 辅基或辅助因子)

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？

酶作为生物催化剂, 它的突出优点是: 催化效率高、专一性质、可以调节.

酶作为催化剂的作用是降低活化能. 首先需要酶与底物分子结合, 酶蛋白结构中有底物结合中心 / 活性中心. 酶与底物的专一结合, 又是酶促反应专一性的体现. 然后, 酶蛋白分子以各种方式, 作用于底物分子, 使底物分子活化起来.

17．什么是酶的竞争性抑制？

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). 这种情况称为酶的竞争性抑制.

18．太阳能在生命世界的能量利用中起什么作用？

绿色植物和光合细菌把太阳能转变为化学能, 利用太阳能合成有机物, 除了维持自身的生存, 还为其他生物提供食物. 绿色植物和光合细菌利用太阳能的过程称为光合作用. 太阳能是生命世界中能量的总源泉.

19．ATP在生物体能量代谢中起什么作用？

ATP 是生物体内能量流通的货币: 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？

叶绿体中的叶绿素是进行光合作用必不可少的成分. 在叶绿体中进行的光合作用, 可以分为两个步骤:

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, 同时生成两种高能化合物 ATP 和NADPH.