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1、第一章、生物与生命科学四、简答题1. 病毒是不是生命? 为什么?2. 当今人类社会面刷最重大的问题和挑战有哪些? 请举出至少4个。3. 一个假设需要有其逻辑性和可验证性，在生命科学中经常通过提出假设进行研究，应用科学的方法可以对假设进行否定，但不一定能证明假设是正确的，因为常常不可能对假设进行完全验证，请举例说明。4. 你将如何验证“SARS”疫苗对人体的有效性?5. 科技论文包括的主要内容有哪些?五、思考与讨论1. 生物同非生物相比，具有哪些独有的特征?由于不可能对生命进行确切定义，但是我们可以将生命的基本特征总结如下：(1) 生命的基本组成单位是细胞。(2) 新陈代谢：生命体无时无刻都在进
2、行着物质和能量的代谢，新陈代谢是生命的最基本特征。(3) 繁殖：生物体有繁殖的能力。(4) 生长：生物体具有通过同化环境中的物质来增加自身物质重量的能力。(5) 应激性：生物体有对刺激物一一内部或外部环境的改变做出应答的能力。(6) 适应性：生物体可以通过其结构、功能或行为的变化来适应特定环境以生存下去。(7) 运动：包括生物体内的运动(生命运动或新陈代谢)或生物体从一处移至别处。(8) 进化：生物具有个体发育和系统进化的历史。2. 有些同学在高中阶段对生物学课程并不十分感兴趣，请分析原因。对如何学好大学基础生命科学课程提出你的建议。生命是一个未知的谜，学好生命科学最重要的是要有兴趣，对生命奥
3、秘的探索需要付出艰辛的劳动，但一旦有所理解或有所启示，兴趣便会油然而生。学习生命科学不但要继承前人总结的宝贵经验和理论，更需要创新。问题的提出必须基于观察和实验，而答案必须能被进一步的观察和实验所证实。努力思考这些有意义的问题将会使学习逐渐深入。生命科学是实验科学，实验是一个非常重要的方面,实验使我们很好的理解这些基本概念与原理。科学实验和观察是假设成为理论的桥梁。生命科学的学习离不开实验，生物学实验可以提高我们的动手能力、分析问题和解决问题的能力。3. 一位正准备参加高考的学生家长问：生命科学类专业将来的就业前景如何? 请您对这一问题作出分析和回答。21世纪生命科学的发展前景比任何其他的学科
4、都要广阔。生物已经进入了分子生物学时代,可以从基因的角度进行研究开发。学习课程包括一般生物学、动物学、植物学、微生物学、生态学、胚胎学和基因学。而化学、物理、数学方面的课程是其不可缺少的基础科学，为理解生物学提供必需的适当背景和方法理论。生物科学专业为学生提供广阔的知识背景，其中包括许多其他专业的知识，进而为学生提供丰富的就业机会。根据调查显示，除了科研院所的专业人员外，生物以及相关专业就业机会还有以下相关产业：农业科学、植物保护、生物摄影、生物统计学、消费品研究、动物营养、兽医、环境教育、水产业、基因顾问、工业卫生学、海洋生物、医药产业、医学插图、核能医药、公众健康、科学图书管理员、科普作家
5、、科技插图画家、科技信息专家、科技代表、销售、科技写作、保险索赔、教育节目制作、职业杂志编辑等等。随着国内生物产业的发展，需要更多的专业或交叉学科的人才。由于生物学正在高速发展，还有很多未知领域等待人们去探索。只要有决心，就有可能在学术上取得成绩。4. 什么是双盲设计,科学研究中的假象和误差是如何产生的?双盲设计是指被试和研究实施者(主试)都不清楚研究的某些重要方面。双盲的实验设计有助于预防偏见，消除观察者偏差和期望偏差，加强了实验的标准化。科学研究中的误差包括:随机误差(因不确定因素引起误差)和系统误差(由方法、仪器和人为因素而引起误差)两类。5. 科学研究一般遵循哪些最基本的思维方式和步骤
6、？请用本书第六章图6-8和图6-9所介绍的实验研究实例，总结出科学研究的一般步骤。科学研究中最基本的思维方式包括：(1)归纳和演绎；(2)分析和综合；(3)抽象和具体；(4)逻辑的和历史的；每一个人都应该学会科学的思维，这就需要遵循逻辑思维的要求，把握辨证思维的方法，培养创新思维的能力提升自己的思维品质。科学研究遵循的一般步骤：(1)发现问题；(2)收集与此问题相关的资料(通过观察、测量等)；(3)筛选相关资料,寻找理想的联系和规律；(4)提出假设(一个总结),此假设应能够解释已有的资料，并对进一步需要研究问题提出建设；(5)严格验证假设；(6)根据新发现对假设进行证实、修订或否定。6. 众所
7、周知，北京的中关村是中国计算机及信息技术的大本营，为什么在它的广场上没有计算机模型或电子模型，却树立了一个DNA双螺旋模型(见教材图5-2)?在原始的海洋孕育出第一个生命之前，裸露的DNA就存在于这个世界上了，而当今世界引领科技潮流浪尖的信息技术相比于DNA来说却是年轻了不知道多少倍。信息技术是当代人类用聪睿智慧的大脑发展出来的；而人类本身,无论是远古还是现今，直至将来，都无法脱离开DNA的影响。自然孕育出DNA，它一步步把无机物神奇的组成这个生命的载体，奇妙的双螺旋梦幻般的谱写出人类的密码，这其中所深藏的机理和极高的复杂程度是任何一块集成电路板都无法比拟的。DNA对人类进化的影响和贡献是不言
8、而喻的，只有越来越高等，越来越睿智的人类才能让科技浪潮不断奔涌向前。之所以在中关村一街的十字路口要高耸起这样一个DNA模型,在我看来，它的用意莫过于暗示大家：DNA的奥秘尚未解开，高新技术产业的未来发展空间也正像DNA的奥秘一样深不可测。DNA正以它曼妙的双螺旋舞姿默默的引领着我们和我们的信息技术在科技的浪尖上飞扬!7.以本章每一节的标题为议题,进行分组讨论。讨论：(1)什么是生命?(2)为什么要学习生命科学?(3)生命科学涵盖的主要内容有哪些?(4)如何学习生命科学?(5)阐述创新性在推动生命科学发展中的重要性。参考答案四、简答题1. 病毒是由核酸和蛋白质外壳组成的简单生命个体，虽然没有细胞
9、结构，但有生命的其他基本特征，因而病毒是介于生命与非生命之间的一种形态。2. 人口膨胀、粮食短缺、疾病危害、环境污染、能源危机、资源匮乏、生态平衡被破坏和生物物种大量消亡。3. 如有一家宠物食品厂提出一种品牌的宠物食品对狗的骨髓发育是有好处的，需要进行实验验证，实验结果可能否定此假设，也可能支持此假定，但是由于不可能对每条狗进行实验，所以该假设是不能被完全验证的。4. 可通过“双盲设计”实验来验证，见教材第一章第五节的“二、如何进行创新科学研究”。5. 一篇完整的科技论文通常包括题目、作者署名与通讯地址、摘要、关键词、前言、研究方法和材料、结果、讨论及结论、参考文献等几部分内容。其中要告诉读者
10、的最主要内容有：研究的目的；使用的方法和材料；研究的结果，即有哪些新发现或新发明；该结果的科学意义或应用前景，以及引出新的科学问题等等。第二章 生物的化学组成 四、简答题一条肽链是由9个氨基酸残基组成的。用3种蛋白酶水解得到5段短链（N表示氨基末端）：Ala-Leu-Asp-Tyr-Val-Leu;Tyr-Val-Leu;N-Gly-Pro-Leu;N-Gly-Pro-Leu-Ala-Leu;Asp-Tyr-Val-Leu请确定这条肽链的氨基酸序列。原子的相互作用的基础是什么？为什么脂肪比糖类更适合作为动物的能量贮藏物质。请用脂类的特征解释双分子层细胞膜结构中磷脂的排列规律。请列举出根据蛋白质
11、性质来分离蛋白质的几种方法、比较蛋白质的分离纯化技术中凝胶过滤和超过滤方法的原理。试总结记忆组成蛋白质的20种氨基酸的名称的方法。什么是蛋白质的一级结构？为什么说蛋白质的一级结构决定其空间结构？蛋白质的-螺旋结构有何特点？简述蛋白质结构的研究方法简述蛋白质的功能。DNA分子二级结构有哪些特点？在稳定DNA双螺旋中，哪两种力在维持分子立体结构方面起主要作用？如果人体中有1X 104个细胞，每个体细胞的DNA量为6.4X 109个碱基对。试计算人体DNA的总长度是多少？是太阳-地球之间距离（2.2 X 109km）的多少倍？人类在外太空寻求生命的时候，最关注的就是有没有水的存在，为什么？请说明水对
12、生命的重要性。参考答案四、简答题1.N-Gly-Pro-Leu-Ala-Leu-Asp-Tyr-Val-Leu2.所有的化学反应本质上是为了原子外层轨道充满电子。惰性气体原子的外层轨道已经充满电子因此化学性质是不活泼的。3.脂肪氧化时的热值约为糖的两倍，所以更适合作为动物的能量贮存物质。相同重量的脂肪在体内比糖占有更小的体积。4.磷脂中甘油的三个羟基，有两个与脂肪酸结合，另一个与磷酸及其衍生物结合。两个脂肪酸的一端弯曲为疏水的尾部，而磷酸及其衍生物的一端形成亲水的头部。由于细胞处于水环境中，所以磷脂分子亲水的头部排列在外部形成亲水面，而疏水的尾部则聚集在内部而形成疏水层，这就形成了细胞膜结构的
13、双分子层。5.根据相对分子质量用凝胶可过滤层析、SDS-PAGE、离心等；根据带电情况可用离子交换层析；根据等电点可用等电聚焦；另外开可以使用HLPC，双向电泳等其他方法。6.凝胶过滤和超过滤都是蛋白质分离纯化过程中常用的技术，但是其原理和操作都不相同。凝胶过滤是根据蛋白质分子的大小将样品中的各种蛋白质分子分开，具体操作是将样品通过装有一定规格凝胶的凝胶过滤柱，小分子的蛋白质进入凝胶孔内，大分子的蛋白质留在外面，然后用洗脱液洗脱，蛋白质依分子大小被洗脱，然后是小分子的蛋白质。超过滤是利用蛋白质分子不能穿过半透膜的特性除去蛋白质混合物中的小分子物质，具体操作是将样品装入透析袋，然后利用高压或离心
14、力，迫使蛋白质样品中的非蛋白的小.分子溶质通过半透膜，蛋白质留在透析袋内。7.根据氨基酸中碳原子个数（不包含杂环中的碳原子）总结出的口诀可以很方便的记忆（山东农业大学张国珍教授总结）二碳：甘（甘氨酸）三碳：丙丝半色酪苯组（丙氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、组氨酸）四碳：天天苏（天冬氨酸、天冬酰胺、苏氨酸）五碳：谷谷脯缬蛋（谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸、缬氨酸、蛋氨酸）六碳：亮异赖精（亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、精氨酸）8.蛋白质一级结构指蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序。因为蛋白质分子肽链的排列顺序包含了自动形成复杂的三维结构（即正确的空间构象）所需要的全部信息，所以一级结构决定
15、其高级结构。9. （1）多肽主链绕中心轴旋转，形成棒状螺旋结构，每个螺旋含有3.6个氨基酸残基，螺距为0.54 nm，氨基酸之间的轴心距离为0.15 nm。（2）-螺旋结构稳定主要靠链内氢键。将每个氨基酸的N-H与前面的第4个氨基酸的C=O形成氢键（3）天然蛋白质的-螺旋结构大都为右手螺旋。10.蛋白质结构的研究方法11.蛋白质是生活细胞内含量最丰富、功能最复杂饿生物大分子，并参与了几乎所有的生命活动和生命过程：（1）代谢反应几乎都是在酶的催化下进行的，而酶的主要成分是蛋白质；（2）结构蛋白参与细胞和组织的建成；（3）某些动物激素是蛋白质，如胰岛素、生长素等；（4）运动蛋白与肌肉收缩和细胞运动有关；（5）高等动物的抗体、补体、干扰素等蛋白质具有防御功能；（6）某些蛋白质具有运输功能，如血红蛋白运输氧；细胞色素和铁氧还蛋白传递电子；细胞膜上的离子通道、离子泵、载体等运输离子和代谢物；（7）激素和神经递质的受体蛋白有接受和传递信息的功能；（8）染色体蛋白质、阻遏蛋白、转录因子等参与基因表达的调控；细胞周期蛋白等具有调控细胞分裂、增殖、生长和分化的功能；（9）种子的贮藏蛋白、卵清蛋白、血浆清蛋白等具有贮存氨基酸和蛋白质的功能。12.按Watson-Crick模型，DNA的结构特点有：两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴互绕；碱基位于结构的内
