生物信息技术(答案)

专题一：
1.什么是仿生学？仿生学的主要研究方法
模仿生物（动物或植物等）特征或特性而开发具有类似功能设备的科学叫仿生学。

仿生学的2.主要研究方法.
仿生学的任务就是要研究生物系统的优异能力及产生的原理，并把它模式化，然后应用这些原理去设计和制造新的技术设备。

仿生学的主要研究方法就是提出模型，进行模拟
3.仿生学的主要研究内容有哪些？
包括电子仿生、机械仿生、建筑仿生、化学仿生等。

从模拟微观世界的分子仿生学到宏观的宇宙仿生学包括了更为广泛的内容。

4.举1-2个现实生活中的仿生学的实例
人造神经元、雷达、偏振光导航仪
专题二：
1.人类基因组是什么？
人类基因组又译人类基因体。

是人类的基因组。

共组成23对染色体，分别是22对体染色体和性染色体X染色体与Y染色体。

含有约31.6亿个DNA碱基对。

碱基对是以氢键相结合的两个含氮碱基。

2.有什么意义？
人类基因组有两层意义：遗传信息和遗传物质。

要揭开生命的奥秘，就需要从整体水平研究基因的存在、基因的结构与功能、基因之间的相互关系为什么选择人类的基因组进行研究？因为人类是在“进化”历程上最高级的生物，对它的研究有助于认识自身、掌握生老病死规律、疾病的诊断和治疗、了解生命的起源。

3.人类信息是用什么编码的，怎么诠释人类的各种信息？
基因编码，通过遗传信息，通过复制、表达、修复，完成生命繁衍表达人类的各种信息即储存着生命孕育生长、凋亡过程的全部信息。

利用DNA转录和翻译，利用碱基互补配对原则。

先通过DNA中某一片段转录mRNA，mRNA再在核糖体上翻译出蛋白质。

4.基因有何价值？为什么可以作为资源和财富服务人类？
基因是有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的基本遗传单位。

通过对每一个基因的测定，人们将能够找到新的方法来治疗和预防许多疾病，如癌症和心脏病等。

专题三：
1.简述生态系统的基本概念，其中能量流动和物质循环的基本规律。

生态系统是指在一个特定环境内，其间的所有生物和环境的统称。

能量流动指生态系统中能量输入、传递、转化和丧失的过程。

能量流动是生态系统的重要功能，在生态系统中，生物与环境，生物与生物间的密切联系，可以通过能量流动来实现。

能量流动是单向流动，逐级递减。

所谓的物质循环就是物质通过生态系统进行循环流动，遵循物质守恒定律
2.生态系统的信息传递的主要形式及各自的特点是什么？
物理信息：物理信息指通过物理过程传递的信息，它可以来自无机环境/也可以来自生物群落，主要有：声、光、温度、湿度、磁力、机械振动等
化学信息：许多化学物质能够参与信息传递，包括：生物碱、有机酸及代谢产物等
行为信息：行为信息可以在同种和一种生物间传递。

行为信息多种多样
3.对生态系统信息传递的4种基本形式，各举1-2个具体实例，并简要叙述其信息等传递的核心过程或内容
眼、耳、皮肤等器官能接受物理信息并进行处理。

植物开花属于物理信息。

鼻及其它特殊器官能够接受化学信息
蜜蜂的“圆圈舞”以及鸟类的“求偶炫耀”。

行为信息
专题四：
1.作为生物信息学的模式生物，需要满足那些条件，并举例说明
基因组的大小与生物的复杂程度是否有关系
生物学家通过对选定的生物物种进行科学研究，用于揭示某种具有普遍规律的生命现象，此时，这种被选定的生物物种就是模式生物。

一般基因组越大,合成的蛋白质分子越大,功能也就越复杂,生物体就越复杂.一条染色体,如果基因组越大,这条染色体包含的基因数量也就越少.所以一般高等生物,基因对都较低等生物染色体数量多,才能将所有基因包含在有限的数条染色体中. 估计大肠杆菌基因组含有3500 个基因，果蝇有1.5万个
专题五：
1.什么是生物传感器，生物传感器所用的活性物质主要有哪些？
生物传感器对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。

是由固定化的生物敏感材料作识别元件与适当的理化换能器及信号放大装置构成的分析工具或系统生物传感器是用生物活性材料（酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜等
2.生物传感器由哪几部分组成，分别有什么功能？
生物传感器由分子识别部分（敏感元件）和转换部分（换能器）构成，分子识别部分是生物传感器选择性测定的基础。

生物体中能够选择性地分辩特定物质的物质有酶、抗体、组织、细胞等要考虑到所产生的复合物的特性。

根据分子识别功能物质制备的敏感元件所引起的化学变化或物理变化，去选择换能器，是研制高质量生物传感器的另一重要环节。

3.生物传感器的应用举例
临床医学在临床医学中，酶电极是最早研制且应用最多的一种传感器，
专题六：
1.什么是亲子鉴定，亲子鉴定的原理是什么？
亲子鉴定就是利用医学、生物学和遗传学的理论和技术，从子代和亲代的形态构造或生理机能方面的相似特点，分析遗传特征，对可疑的父与子或母与子之间的亲生关系进行判断，并做出肯定或否定的结论。

原理是利用医学、生物学和遗传学的理论和技术进行亲属之间亲友关系的判断
2.简述亲子鉴定的发展历史
古代方法滴骨验亲，滴血验亲等、现代血型测试，DNA验证等
专题七：
1.发酵工程在生命科学中的地位，发酵工程与信息技术的关系
生命科学主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和发酵工程，原始的手工作坊式的发酵制作凭借祖先传下来的技巧和经验生产发酵产品，体力劳动繁重，生产规模受到限制，难以实现工业化的生产。

信息技术以机器生产代替了手工操作，把作坊式的发酵生产成功地推上了工业化生产的水平。

2.发酵工程的简介及主流发酵产品的生产
酶工程是利用酶所具有的生物催化功能，借助生物反应装置和工艺过程将相应的原料转化成有用物质并应用于工业生产的一门科学技术。

破碎→除梗()→第一次发酵→从发酵罐中抽取自然流出的酒液→压榨葡萄渣→小心混合→醇化→澄清→陈酿
信息技术在发酵工程中的应用
专题八：
1.什么是PCR 基本步骤是什么？
PCR(聚合酶链式反应）是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链，低温（经常是60°C左右）时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，再调温度至DNA聚合酶最适反应温度（72°C左右），DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。

三步是：变性（将DNA加热到90-95度）、复性（将DNA降温至55-60度）、延伸（将DNA升温到70-75度）
2.生物芯片及其用途
生物芯片，又称蛋白芯片或基因芯片，它们起源于DNA杂交探针技术与半导体工业技术相结合的结晶。

该技术系指将大量探针分子固定于支持物上后与带荧光标记的DNA或其他样品分子（例如蛋白，因子或小分子）进行杂交，通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息。

用途：(1)生物电子芯片：用于生物计算机等生物电子产品的制造。

(2)生物分析芯片：用于各种生物大分子、细胞、组织的操作以及生物化学反应的检测。

3.生物计算机有哪些优点
首先，它体积小，功效高。

在一平方毫米的面积上，可容纳几亿个电路，比目前的集成电路小得多，用它制成的计算机，已经不像现在计算机的形状了，可以隐藏在桌角、墙壁或地板等地方。

其次，当我们在运动中，不小心碰伤了身体，有的上点儿药，有的年轻人甚至药都不上，过几天，伤口就愈合了。

这是因为人体具有自我修复功能。

同样，生物计算机也有这种功能，当它的内部芯片出现故障时，不需要人工修理，能自我修复，所以，生物计算机具有永久性和很高的可靠性。

再者，生物计算机的元件是由有机分子组成的生物化学元件，它们是利用化学反应工作的，所以，只需要很少的能量就可以工作了，因此，不会像电子计算机那样，工作一段时间后，机体会发热，而它的电路间也没有信号干扰。

专题九：
1.干细胞定义，特点，举例说明干细胞在医学中应用
定义：干细胞是一类具有自我复制能(self-renewing)的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。

特点：(1)干细胞本身不是处于分化途径的终端。

(2)干细胞能无限的增殖分裂。

(3)干细胞可连续分裂几代，也可在较长时间内处于静止状态
(4)干细胞通过两种方式生长，一种是对称分裂--形成两个相同的干细胞，另一种是非对称分裂--由于细胞质中的调节分化蛋白不均匀地分配，使得一个子细胞不可逆的走向分化的终端成为功能专一的分化细胞;另一个保持亲代的特征，仍作为干细胞保留下来。

分化细胞的数目受分化前干细胞的数目和分裂次数控制。

可以说，干细胞是具多潜能和自我更新特点的增殖速度较缓慢的细胞。

应用：成体干细胞的应用主要包括细胞治疗（主要指血液、神经、心肌系统方向，目前只有血液系统应用较多，有些成体干细胞还可以调节免疫系统，这个不知道你们老师知不知道）、组织工程（也就是组织和器官的再造与移植）、药物筛选、发育研究、基因功能研究。

注：以上答案均为纯手工制作，不保证正确率哈~。