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（2017/7/19）上海交通大学《生命科学导论》（通识版）复习大纲 第一讲 序论及生命的元素

1． 生命科学在当今自然科学以及人类社会、经济活动中具有怎样的作用与地位？

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．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. 代表人物：达尔文

(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. 代表人物：巴斯德

(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.

代表人物：沃森、克里克

3．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.

第二讲 生物大分子的结构与功能 5. 生物大分子的基本特征是什么？

它们都是由生物小分子单体通过特有的共价键联结而成。

6．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.

7．蛋白质变性的本质是什么？

高级结构被破坏，大分子性质改变，生物活性丧失，但是一级结构尚未破坏。

8．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.

9．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).

10. 什么是GC含量？GC含量对DNA融链温度（Tm）是什么关系？

DNA 4种碱基中，鸟嘌呤和胞嘧啶所占的比率为GC含量，GC含量越高，Tm越高。

11．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?各有何功能？

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.

tRNA功能是在蛋白质合成中搬运单个氨基酸.

rRNA又称核糖体RNA，rRNA是组成核糖体的主要成分。

第三讲 新陈代谢

14．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)

15．酶作为生物催化剂的特征是什么？酶是如何降低反应活化能的？

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.

16．什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.

17. 为什么ATP被用作生物体的“能量货币”？

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.

18．叶绿体中进行的光合作用由几个系统、几个反应构成？各进行哪些反应？ 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.

暗反应: 把 ATP 和 NADPH 中的能量, 用于固定 CO2, 生成糖类化合物. 这个过程不需要光.

19．葡萄糖氧化，最终合成ATP的基本过程是什么？

六个碳的葡萄糖分解为两个三碳的丙酮酸, 净得两个 ATP, 同时还产生 NADH. 糖酵解途径可以在无氧情况下进行, 但是要解决 NADH 变回到 NAD+ 的问题.

20． 什么是密码子和反密码子？

mRNA 分子中每三个核苷酸序列决定一个氨基酸, 这就是三联密码子. 与遗传密码子相对应的三个核苷酸序列在 tRNA 分子中.

21． 介绍蛋白质生物合成的主要步骤。

蛋白质合成的第一步, 由 DNA 指导 mRNA 的合成. DNA 中的遗传信息通过转录体现在 mRNA 分子中的核苷酸排列次序中.

蛋白质合成的第二步, 由 mRNA 指导蛋白质的合成. mRNA 中携带的遗传信息通过转译转而体现为蛋白质大分子中氨基酸的排列次序. (1) 氨基酸活化: 连接到 tRNA 上, 消耗能量.

(2) 肽链合成开始: 核糖体到起始密码子位置, 密码子与反密码子配对, 决定位置.

(3) 肽链延长: 配对到下一个氨基酸, 结合脱水形成肽键后不断前移反复. (4) 肽链合成终了: 右移时遇上终止密码子, 肽链脱落下来, 核糖体也与 mRNA 脱离, 合成结束.

第四讲 细胞

22． 简述细胞学说的要点。