現(xiàn)代生物學(xué)復(fù)習(xí)1

1、1細(xì)胞周期通常將細(xì)胞分裂開始到下一次細(xì)胞分裂開始的這段時間稱為一個細(xì)胞分裂周期（細(xì)胞周期）。細(xì)胞周期分為兩個主要的時期：分裂期（M 期）和間期，分裂期可以從形態(tài)上看到細(xì)胞的分裂活動。分裂期持續(xù)的時間較短，一般為 30 60min；細(xì)胞周期中的大部分時間看不到細(xì)胞形態(tài)上的變化，這段時期稱分裂間期，分裂間期的時間跨度較長，實際上是新細(xì)胞的生長期，根據(jù)新細(xì)胞從開始生長到分裂前的變化又分為 G1 期（DNA復(fù)制預(yù)備期）、S 期（DNA復(fù)制期）、G2期（有絲分裂準(zhǔn)備期）。所以整個細(xì)胞周期由M、G1、S、G2四個時期組成，沿著G1®S®G2®M期有序進(jìn)行，周而復(fù)始。在 M 期

2、發(fā)生的有絲分裂過程：前期: 染色質(zhì)濃縮，折疊，包裝，形成光鏡下可見的染色體，每條染色體含兩條染色單體。中期: 核膜消失，染色體排列在赤道板上。 后期: 姐妹染色單體分開，被分別拉向細(xì)胞兩側(cè)。末期: 重新形成核膜，染色體消失。細(xì)胞質(zhì)分裂: 胞質(zhì)形成間隔，最終分開為兩個細(xì)胞。簡述減數(shù)分裂的過程 減數(shù)分裂發(fā)生在產(chǎn)生生殖細(xì)胞的過程中。生殖細(xì)胞包括卵細(xì)胞和精子細(xì)胞。它們的遺傳物質(zhì)總量僅為體細(xì)胞的一半，稱為 n 細(xì)胞。體細(xì)胞稱為雙倍體細(xì)胞，體細(xì)胞的遺傳物質(zhì)含量為 2n。由2n的體細(xì)胞產(chǎn)生 n 的生殖細(xì)胞，需要經(jīng)過減數(shù)分裂。減數(shù)分裂可以分為兩個階段：第一次減數(shù)分裂：DNA復(fù)制一次，細(xì)胞分裂一次。第二次減數(shù)分

3、裂：DNA不復(fù)制，細(xì)胞再分裂一次。減數(shù)分裂中DNA復(fù)制一次，細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，結(jié)果由一個2n 細(xì)胞分出4個n細(xì)胞。細(xì)胞中染色體數(shù)目減少一半。一群細(xì)胞死亡，試舉三個以上證據(jù)，證明它們是調(diào)亡而非壞死。多細(xì)胞生物個體的一生中，不斷發(fā)生細(xì)胞的死亡。有兩種細(xì)胞死亡：因環(huán)境因素突變或病原物入侵而死亡的稱為細(xì)胞壞死；因個體正常生命活動的需要，一部分細(xì)胞必定在一定階段死去的稱細(xì)胞凋亡或細(xì)胞程序性死亡。細(xì)胞凋亡時形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化，如細(xì)胞變圓、變小，核染色質(zhì)凝聚，細(xì)胞膜內(nèi)陷，細(xì)胞分為一個個小體被周圍細(xì)胞吞噬；而細(xì)胞壞死時的細(xì)胞膨脹，外形不規(guī)則，溶酶體破壞，細(xì)胞膜破裂，胞漿外溢，引起周圍炎癥反應(yīng)。細(xì)胞凋亡與

4、壞死過程的最大區(qū)別是內(nèi)含物不泄露，不引起細(xì)胞炎癥反應(yīng)。細(xì)胞學(xué)說的主要內(nèi)容是什么？（為什么說細(xì)胞是生命的基本結(jié)構(gòu)單位？）19 世紀(jì)初兩位德國生物學(xué)家施萊登和施旺正式明確提出：細(xì)胞是植物體和動物體的基本結(jié)構(gòu)單位。這個觀點經(jīng)過后來的豐富和發(fā)展形成公認(rèn)的細(xì)胞學(xué)說。和達(dá)爾文進(jìn)化論一樣，細(xì)胞學(xué)說被認(rèn)為是 19 世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一。 （1）細(xì)胞是所有動、植物的基本結(jié)構(gòu)單位。（2）每個細(xì)胞相對獨立，一個生物體內(nèi)各細(xì)胞之間協(xié)同配合。（3）新細(xì)胞由老細(xì)胞繁殖產(chǎn)生。為什么說細(xì)胞是生命活動的基本單位？（1）細(xì)胞是生命的基本結(jié)構(gòu)單位，所有生物都是由細(xì)胞組成的；（2）細(xì)胞是生命活動的功能單位，一切代謝活動均以細(xì)胞

5、為基礎(chǔ)；（3）細(xì)胞是生殖和遺傳的基礎(chǔ)與橋梁；具有相同的遺傳語言；（4）細(xì)胞是生物體生長發(fā)育的基礎(chǔ)；（5）形狀與大小各異的細(xì)胞是生物進(jìn)化的結(jié)果；（6）沒有細(xì)胞就沒有完整的生命（病毒的生命活動離不開細(xì)胞。病毒是一類不具細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生命形態(tài)。最簡單的病毒僅由核酸大分子和蛋白質(zhì)大分子組成。但是，病毒顆粒必需進(jìn)入寄主活細(xì)胞才能表現(xiàn)出生命的各方面特性。）細(xì)胞呼吸的全過程包括哪幾個主要部分？在整個過程中發(fā)生了哪些主要的物質(zhì)和能量變化？細(xì)胞呼吸是生物體獲得能量的主要代謝途徑，主要在線粒體中進(jìn)行，在溫和條件和酶的參與調(diào)控下，通過一系列氧化還原反應(yīng)，將儲藏在葡萄糖等中的化學(xué)能釋放，并以高能磷酸鍵的形式貯藏在ATP分

6、子中。 細(xì)胞呼吸的化學(xué)過程包括3個階段。糖酵解發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中，將1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸。Krebs循環(huán)發(fā)生在線粒體中，進(jìn)一步分解丙酮酸形成二氧化碳、NADH和FADH2。通過第三階段電子傳遞鏈，儲存于NADH和FADH2的高能電子沿分布于線粒體膜上的呼吸鏈傳遞，最后達(dá)到分子氧，高能電子逐步釋放的能量合成了更多的ATP。氧化磷酸化：細(xì)胞呼吸過程中，糖酵解和檸檬酸循環(huán)產(chǎn)生的NADH和FADH中的高能電子，沿著電子傳遞鏈上各電子傳遞體的氧化-還原反應(yīng)而從高能水平向低能水平順序傳遞，最后到達(dá)分子氧，這一過程中高能電子所屬釋放的能就通過磷酸化而被存儲到ATP中。這種伴隨著電子傳遞過程而產(chǎn)生的磷酸

7、化作用稱為氧化磷酸化。2細(xì)胞分化細(xì)胞分化是指同一來源的細(xì)胞逐漸演變?yōu)樾螒B(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同細(xì)胞的過程。如人的細(xì)胞就達(dá) 200 多種。雖然不同類型細(xì)胞的形態(tài)和功能各異，但它們都是由同一個受精卵產(chǎn)生的細(xì)胞后代分化增殖而來，后代細(xì)胞將循不同的發(fā)育方向生長、增殖和凋亡，并組成機(jī)體的各種組織和器官。細(xì)胞的分化潛能隨著發(fā)育的進(jìn)行會愈來愈低。受精卵及早期的胚胎細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后具有產(chǎn)生完整有機(jī)體的潛能或特性，稱全能性細(xì)胞。隨著胚胎的發(fā)育，細(xì)胞逐漸喪失了發(fā)育成個體的能力，僅具有分化成有限細(xì)胞類型及構(gòu)建組織的潛能，這種細(xì)胞稱為多能性細(xì)胞。具有多潛能性的細(xì)胞稱為干細(xì)胞，如成體中具有分化成多種血細(xì)胞能力的細(xì)胞稱多能造

8、血干細(xì)胞，多能造血干細(xì)胞在骨髓中僅占細(xì)胞數(shù)的萬分之一。有的細(xì)胞僅具有分化形成某一種類型能力的細(xì)胞，稱為單能干細(xì)胞。單能干細(xì)胞形成特定類型的細(xì)胞后，細(xì)胞就不能再分化，分化過程結(jié)束。3端粒酶 端粒酶，是基本的核蛋白逆轉(zhuǎn)錄酶，可將端粒DNA加至真核細(xì)胞染色體末端。端粒在不同物種細(xì)胞中對于保持染色體穩(wěn)定性和細(xì)胞活性有重要作用，端粒酶能延長縮短的端粒（縮短的端粒其細(xì)胞復(fù)制能力受限），從而增強(qiáng)體外細(xì)胞的增殖能力。端粒酶在正常人體組織中的活性被抑制，在腫瘤中被重新激活，端粒酶可能參與惡性轉(zhuǎn)化。端粒酶在保持端粒穩(wěn)定、基因組完整、細(xì)胞長期的活性和潛在的繼續(xù)增殖能力等方面有重要作用。在正常人體細(xì)胞中，端粒酶的活性

9、受到相當(dāng)嚴(yán)密的調(diào)控，只有在造血細(xì)胞、干細(xì)胞和生殖細(xì)胞，這些必須不斷分裂克隆的細(xì)胞之中，才可以偵測到具有活性的端粒酶。當(dāng)細(xì)胞分化成熟后，必須負(fù)責(zé)身體中各種不同組織的需求，各司其職，于是，端粒酶的活性就會漸漸的消失。4溶酶體溶酶體：由單層生物膜圍成，含有大量的酶用于消化生物大分子，是生物大分子分解的場所。溶酶體中主要的酶是酸性水解酶。溶酶體具有消化、自噬、防御的功能。如溶酶體與食物泡融合，將細(xì)胞吞噬進(jìn)的食物或致病菌等大顆粒消化成生物大分子，將殘渣排出細(xì)胞；溶酶體可分解和自噬衰老的細(xì)胞器及衰老損傷和死亡的細(xì)胞，清除無用的生物大分子。5信號肽信號肽：常指新合成多肽鏈中用于指導(dǎo)蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)移（定位）的N

10、-末端的氨基酸序列（有時不一定在N端），至少含有一個帶正電荷的氨基酸，中部有一高度疏水區(qū)以通過細(xì)胞膜。信號肽假說認(rèn)為，編碼分泌蛋白的mRNA在翻譯時首先合成的是N末端帶有疏水氨基酸殘基的信號肽，它被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的受體識別并與之相結(jié)合。信號肽經(jīng)由膜中蛋白質(zhì)形成的孔道到達(dá)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔，隨機(jī)被位于腔表面的信號肽酶水解，由于它的引導(dǎo)，新生的多肽就能夠通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進(jìn)入腔內(nèi)，最終被分泌到胞外。說明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在蛋白質(zhì)合成過程中的作用。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：由單層生物膜圍成，脂類雙分子層為基礎(chǔ)形成的囊腔和管道系統(tǒng)，分為糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上附著核糖體顆粒，它是蛋白質(zhì)合成的場所。分泌性蛋白、膜蛋白以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和

11、溶酶體中的蛋白質(zhì)的合成及所合成蛋白質(zhì)的糖基化修飾及其折疊與裝配都發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要功能是幫助膜結(jié)合核糖體合成的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上沒有核糖體，在膜上鑲嵌著許多具有活性的酶，是合成脂肪、磷脂和甾醇的場所。6微管微管是一種具有極性的細(xì)胞骨架。微管的功能：維持細(xì)胞形態(tài)，輔助細(xì)胞內(nèi)運輸，與其他蛋白共同裝配成紡錘體，基粒，中心粒，鞭毛，纖毛神經(jīng)管等結(jié)構(gòu)。微管在細(xì)胞內(nèi)起支撐作用。另外它還是兩種運載分子，驅(qū)動蛋白和運動蛋白的行走軌道。7細(xì)胞質(zhì)骨架細(xì)胞骨架：蛋白質(zhì)纖維組成的三維網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)纖維包括微管、微絲、中間纖維三種。細(xì)胞質(zhì)中各種細(xì)胞器、酶和蛋白質(zhì)都是固定在細(xì)胞骨架上有條不紊地執(zhí)行各

12、自功能。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的形狀、遷移、信息傳導(dǎo)等有關(guān)。由蛋白質(zhì)亞基組裝成的蛋白質(zhì)纖維(細(xì)胞骨架)在細(xì)胞生命活動中經(jīng)常處于拆卸與組裝的動態(tài)之中以滿足生命活動的需求。8. 核小體處于分裂間期的細(xì)胞，細(xì)胞核內(nèi)的 DNA 分子，在一些蛋白質(zhì)的幫助下，有一定程度的盤繞，形成核小體。多個核小體串在一起形成染色質(zhì)。所以，染色質(zhì)是在細(xì)胞分裂間期遺傳物質(zhì)存在的形式。核小體是4種組蛋白組成的八聚體，核心表面圍以長約146bp的DNA雙螺旋所構(gòu)成的。9 核糖體核糖體：由 RNA 和蛋白質(zhì)形成的大顆粒，是蛋白質(zhì)合成的場所。一部分存在于細(xì)胞質(zhì)中，還有一部分附在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上。簡述蛋白質(zhì)的合成過程。細(xì)胞中蛋白質(zhì)的合成是一個嚴(yán)格按

13、照mRNA上密碼子的信息指導(dǎo)氨基酸單體合成為多肽鏈的過程，這一過程稱為mRNA的翻譯。mRNA的翻譯需要有mRNA、tRNA、核糖體、多種氨基酸和多種酶等的共同參與。蛋白質(zhì)合成第一步為（合成起始），包括核糖體小亞基和蛋白合成起始因子的結(jié)合，然后結(jié)合了氨基酸的tRNA向mRNA5´端移動；蛋白質(zhì)合成的第二步是（延長），包括密碼子的解密，tRNA與氨基酸結(jié)合，肽鍵的形成，和核糖體移動到mRNA下一個密碼子處；蛋白質(zhì)合成最后叫（合成終止），發(fā)生在核糖體移動到終止密碼子處，這時多肽鏈釋放，并且核糖體亞基在mRNA上解連接。蛋白質(zhì)有那些生物學(xué)功能？請舉例說明。蛋白質(zhì)是生命的機(jī)器，蛋白質(zhì)在生物體

14、內(nèi)執(zhí)行著各項重要任務(wù)，如生化反應(yīng)的催化、營養(yǎng)物質(zhì)的輸運、信號的識別與傳遞等。體內(nèi)重要的生理活動都是由蛋白質(zhì)來完成的，例如（1）構(gòu)成細(xì)胞核并影響細(xì)胞功能的核蛋白，(2)參與機(jī)體防御功能的抗體（免疫蛋白具有維持機(jī)體免疫功能的作用），(3)催化代謝反應(yīng)的酶（酶蛋白具有促進(jìn)食物消化、吸收和利用的作用）；(4)調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝和生理活動的某些激素和神經(jīng)遞質(zhì)（白蛋白具有調(diào)節(jié)滲透壓、維持體液平衡的作用（肝癌）；由蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)衍生物構(gòu)成的某些激素，如垂體激素、甲狀腺激素、胰島素及腎上腺素等等都是機(jī)體的重要調(diào)節(jié)物質(zhì)）；(5)肌肉收縮（如肌球蛋白具有調(diào)節(jié)肌肉收縮的功能）、(6)血液凝固、物質(zhì)的運輸（血紅蛋白具有攜帶

15、、運送氧氣的功能）10. 酶酶是具有催化作用的蛋白質(zhì)，它可以降低活化一個反應(yīng)所需要的能量，在常溫常壓下催化生物化學(xué)反應(yīng)。酶具有特異性，酶的特異性在于酶的活性中心與底物的特殊匹配關(guān)系。影響酶活性的主要因素包括溫度、pH、抑制劑等。最終產(chǎn)物的反饋抑制可防止細(xì)胞生成超過其需要的多余產(chǎn)物。n 遺傳信息的存儲和傳遞者核酸；遺傳信息的表達(dá)者蛋白質(zhì)；生命過程的催化劑（酶）生物體主要供能物質(zhì) 糖類；重要構(gòu)件和儲能物質(zhì)脂類。n 蛋白質(zhì)的特定構(gòu)象即蛋白質(zhì)的三維空間結(jié)構(gòu)和形態(tài)對于蛋白質(zhì)的功能起決定性的作用。蛋白質(zhì)變性（構(gòu)象發(fā)生變化）使得其特定的功能便立即喪失。n 光合作用分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩大部分。光反應(yīng)發(fā)生在類囊

16、體膜上；暗反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的基質(zhì)中。n 真核生物具有膜包被的細(xì)胞核，其內(nèi)細(xì)長的雙鏈DNA、蛋白質(zhì)及少量RNA結(jié)合形成的復(fù)合物稱為染色質(zhì)，它是一種易被堿性染料著色的遺傳物質(zhì)。在細(xì)胞分裂時期，構(gòu)成染色質(zhì)的長鏈DNA分子經(jīng)過緊密纏繞、折疊、凝縮，并與蛋白質(zhì)結(jié)合，形成染色體。染色體是真核細(xì)胞分裂時期，在顯微鏡下可見的具有固定形態(tài)的遺傳物質(zhì)存在形式。n 染色體上各基因間的重組率與基因位點間的距離成正比n 岡崎片段n 細(xì)胞中核酸序列的改變通過基因表達(dá)有可能導(dǎo)致生物遺傳特征的變化。這種核酸序列的變化稱為基因突變(mutation) 。n 原癌基因是一些與調(diào)節(jié)和控制細(xì)胞生長、分裂和細(xì)胞周期相關(guān)的基因。原癌基因

17、的結(jié)構(gòu)變化或者失控就會演變成癌基因。n 自然選擇作用下群體水平的進(jìn)化實質(zhì)上反映了生物基因庫的變化。n 地理隔離造成生殖隔離，生殖隔離導(dǎo)致新種的形成n 細(xì)長的神經(jīng)軸突和樹突又稱為神經(jīng)纖維。神經(jīng)纖維的末端很細(xì)，并終止于器官組織內(nèi)，成為神經(jīng)末梢。感覺神經(jīng)末梢和運動神經(jīng)末梢分別具有感受器和效應(yīng)器的作用。n 大腦從感覺器官（例如眼睛）接受信息，又通過脊髓和神經(jīng)向肌肉或腺體發(fā)送信息作出應(yīng)答。n 在功能上相關(guān)聯(lián)的一些器官聯(lián)合在一起，分工合作完成某種生命必需的功能，這種比器官更高層次上的結(jié)構(gòu)單元稱為系統(tǒng)或器官系統(tǒng)。n 淋巴結(jié)含有大量的白細(xì)胞，稱為淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，白細(xì)胞是免疫系統(tǒng)的組成部分。n 人體的淋巴系

18、統(tǒng)是各種免疫細(xì)胞協(xié)同作用的網(wǎng)狀系統(tǒng)，它們由淋巴管、淋巴結(jié)和包括胸腺、骨髓、脾臟和扁桃體等器官共同組成。n 產(chǎn)生激素的器官叫內(nèi)分泌腺，作為一個整體，它們構(gòu)成了內(nèi)分泌系統(tǒng)。n 內(nèi)分泌系統(tǒng)影響特定的生理活動，調(diào)節(jié)諸如消化、生長、生殖、心率和水鹽平衡以及各種新陳代謝活動等。n 激素一般進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)。n 人的內(nèi)分泌系統(tǒng)及內(nèi)分泌腺包括：松果腺、下丘腦、腦垂體、甲狀腺、甲狀旁腺、胸腺、腎上腺、胰腺、性腺（男性為睪丸，女性為卵巢）等n 下丘腦是身體內(nèi)分泌系統(tǒng)的總樞紐，它通過垂體將神經(jīng)系統(tǒng)與內(nèi)分泌系統(tǒng)有機(jī)地聯(lián)系起來。 n 神經(jīng)系統(tǒng)最基本的結(jié)構(gòu)和功能單位是神經(jīng)元。n 中樞神經(jīng)系統(tǒng)主要包括腦和脊髓，腦包括大腦、小腦

19、、間腦、中腦、腦橋和延髓n 由于神經(jīng)沖動造成膜周期性的電位變化，即由膜的外正內(nèi)負(fù)到外負(fù)內(nèi)正，再到外正內(nèi)負(fù)的過程稱為動作電位 n 許多激素都是信號分子，它們的作用機(jī)理是：與靶細(xì)胞表面受體分子結(jié)合后，通過信號傳導(dǎo)，啟動了細(xì)胞核內(nèi)相關(guān)基因的表達(dá)。n 淋巴系統(tǒng)可以對外來異物、感染性微生物和癌細(xì)胞發(fā)起攻擊，從而保護(hù)人體免受侵害。淋巴細(xì)胞可以分泌特殊的蛋白質(zhì)即抗體。人體的免疫系統(tǒng)具有特殊的記憶力，當(dāng)同樣的抗原二次入侵時，免疫系統(tǒng)能夠更快更強(qiáng)烈地作出反應(yīng)。n 生態(tài)系統(tǒng)是指在一定空間中各類生物以及與其相關(guān)聯(lián)的環(huán)境因子的集合。n 在一定環(huán)境中的一群同種生物個體稱為種群。在一個特定的環(huán)境區(qū)域內(nèi)生存的多種不同的種群

20、便組成為群落。占據(jù)特定空間和時間的多種生物種群的集合體和功能單位被稱為群落。n 群落的穩(wěn)定性是指群落受到一定外界因素作用后恢復(fù)到原來種群組成能力的情況。群落穩(wěn)定性取決于群落本身特性和環(huán)境的相對穩(wěn)定性兩個方面。n 寄生是指一種生物生存于另一種生物的體內(nèi)或體表并從中獲利；共生是另一類種群間互利的相互關(guān)系，這種互利的關(guān)系被固定以后，如果失去一方，另一方便不能生存，例如地衣就是藻類和真菌的共生體。n 一種群落取代另一種群落的過程稱為群落的演替或生態(tài)演替，演替達(dá)到的最終相對穩(wěn)定狀態(tài)，就是頂級群落。n 只要氣候條件合適，從裸露的巖石最終演變到出現(xiàn)頂級群落通常要經(jīng)歷地衣階段、苔蘚階段、草本植物階段、灌木階段

21、和森林階段。這一自然發(fā)生的完整過程稱為初生演替n 食物網(wǎng)越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)就越穩(wěn)定；食物網(wǎng)越簡單，生態(tài)系統(tǒng)就越容易發(fā)生波動或遭受毀滅。n 生物生存不可缺少的環(huán)境條件稱為生態(tài)因子，而對于生物體外部的全部環(huán)境要素則稱為環(huán)境因子。 n 各種生物對生態(tài)因子（如溫度）所能耐受的上限與下限之間的幅度稱為生態(tài)幅，它反映了生物對環(huán)境因素的適應(yīng)能力。n 碳、氮、磷和水等許多與生命活動相關(guān)聯(lián)的物質(zhì)以多種形式生物的或非生物的形式，原子的、分子的或生物大分子的形式等在自然界中循環(huán)，這些物質(zhì)的循環(huán)叫生物地球化學(xué)循環(huán)。10基因組（人類基因組計劃）基因（Gene）：是DNA分子上有遺傳效應(yīng)的DNA片段。一個基因不僅包含編碼多

22、肽鏈或RNA的核苷酸序列，還包括保證轉(zhuǎn)錄正常進(jìn)行所必需的調(diào)控序列，以及位于編碼區(qū)上游(5端)非編碼序列，內(nèi)含子和位于編碼區(qū)下游(3端)的編碼序列。 基因組(Genome)：指單倍體細(xì)胞中包括編碼序列和非編碼序列在內(nèi)的全部DNA分子。真核基因組是單倍體細(xì)胞核內(nèi)的全部 DNA分子；線粒體基因組則是一個線粒體所包含的全部DNA分子；葉綠體基因組則是一個葉綠體所包含的全部DNA分子。基因組學(xué)（genomics）：研究基因組結(jié)構(gòu)與功能的分支學(xué)科，分為結(jié)構(gòu)基因組學(xué)和功能基因組學(xué)?；蚪M學(xué)的目標(biāo)旨在闡明各種生物基因組DNA中堿基對的序列信息，破譯相關(guān)的遺傳信息?；蚪M學(xué)包括數(shù)個不同的亞領(lǐng)域，即結(jié)構(gòu)基因組學(xué)、

23、功能基因組學(xué)、比較基因組學(xué)、表觀基因組學(xué)、藥物基因組學(xué)、毒理基因組學(xué)和化學(xué)基因組學(xué)。人類基因組計劃（HGP）：1985年，美國科學(xué)家率先提出了人類基因組計劃，其主要目標(biāo)是：闡明人類基因組30億個堿基對的序列；發(fā)現(xiàn)所有人類基因并認(rèn)識其在染色體上的位置；破譯人類全部遺傳信息。1990年10月，國際人類基因組計劃在美國啟動，美、英、日、德、法、中國相繼參加了這一宏偉計劃。2003年，人類基因組序列圖繪制成功，人類基因組計劃的所有目標(biāo)全部實現(xiàn)。HGP的主要任務(wù)是人類的DNA測序，包括遺傳圖譜、基因圖譜、物理圖譜、序列圖譜四張譜圖，此外還有測序技術(shù)、人類基因組序列變異、功能基因組技術(shù)、比較基因組學(xué)、社會

24、、法律、倫理研究、生物信息學(xué)和計算生物學(xué)、教育培訓(xùn)等目的。功能基因?qū)W(functional genomics)： 又稱后基因組學(xué)(postgenomics)，它利用結(jié)構(gòu)基因組所提供的信息和產(chǎn)物，發(fā)展和應(yīng)用新的實驗手段，通過在基因組或系統(tǒng)水平上全面分析基因的功能，使得生物學(xué)研究從對單一基因或蛋白質(zhì)的研究轉(zhuǎn)向多個基因或蛋白質(zhì)同時進(jìn)行系統(tǒng)的研究。研究內(nèi)容包括基因功能發(fā)現(xiàn)、基因表達(dá)分析及突變檢測。結(jié)構(gòu)基因組學(xué)代表基因組分析的早期階段，以建立生物體高分辨率遺傳、物理和轉(zhuǎn)錄圖譜為主。功能基因組學(xué)代表基因分析的新階段，是利用結(jié)構(gòu)基因組學(xué)提供的信息系統(tǒng)地研究基因功能，它以高通量、大規(guī)模實驗方法以及統(tǒng)計與計算機(jī)

25、分析為特征。目前功能基因組研究的重點集中在四個方面：一是基因測序技術(shù)研究；二是單核苷多態(tài)性（SNP）以及在此基礎(chǔ)上建立的SNP單體型研究；三是基因組有序表達(dá)的規(guī)律研究。主要包括基因的深入鑒定、基因表達(dá)與轉(zhuǎn)錄組研究、蛋白和蛋白質(zhì)組研究、代謝網(wǎng)絡(luò)和代謝分子研究、基因表達(dá)調(diào)控研究等；四是計算生物學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)研究。11、表觀遺傳機(jī)制：表觀遺傳學(xué)是與遺傳學(xué)相對應(yīng)的概念，指的是基于非基因序列改變所致的基因表達(dá)水平變化，如DNA甲基化和染色質(zhì)構(gòu)象變化，組蛋白修飾等。12生物信息所謂生物信息是指生物體在遺傳過程中、在生長發(fā)育過程中所涉及到的分子信息，包括生物分子序列信息、結(jié)構(gòu)信息和功能信息，包括生物分子相互

26、作用信息、細(xì)胞生物分子活動的信息。序列數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)是非常直觀的，但是功能數(shù)據(jù)卻是多變復(fù)雜的，如關(guān)于蛋白質(zhì)功能的定性描述、蛋白質(zhì)之間的相互作用描述、基因表達(dá)數(shù)據(jù)、代謝路徑、調(diào)控網(wǎng)絡(luò)等。在所有類型的數(shù)據(jù)中，序列是最基本的數(shù)據(jù)，而且也是目前最多的數(shù)據(jù)。生物分子是生物信息的載體，生物信息學(xué)主要研究兩種載體，即核酸分子和蛋白質(zhì)分子。生物分子至少攜帶著三種信息，即遺傳信息、與功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)信息、進(jìn)化信息。13分子進(jìn)化作為信息的載體，DNA分子和蛋白質(zhì)分子都打上了進(jìn)化的烙印，留下了物種進(jìn)化的痕跡。一個物種在進(jìn)化過程中，其生物分子在不斷的變化。就蛋白質(zhì)分子而言，對于來自于不同種屬的同源蛋白質(zhì)，即直向同源蛋白

27、質(zhì)，通過比較它們的序列，可以發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)甚至種屬之間的種系發(fā)生關(guān)系，推測它們共同的祖先。對于同一物種的同源蛋白質(zhì)分子序列，即共生同源蛋白質(zhì)，通過比較它們的序列，可以發(fā)現(xiàn)由于基因復(fù)制而產(chǎn)生的分子進(jìn)化證據(jù)。14系統(tǒng)生物學(xué)及研究熱點系統(tǒng)生物學(xué)是繼基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)之后一門新興的生物學(xué)交叉學(xué)科，代表21世紀(jì)生物學(xué)的未來。系統(tǒng)生物學(xué)從系統(tǒng)水平來理解生物學(xué)系統(tǒng)，利用一系列的原理與方法學(xué)來研究分子行為與系統(tǒng)特性與功能的關(guān)系，通過計算生物學(xué)來定量闡明和預(yù)測生物的功能、表型和行為。 系統(tǒng)生物學(xué)把孤立的在基因水平、蛋白水平的各種相互作用、各種代謝途徑、調(diào)控途徑等融合起來，用以說明生物整體，高通量的組學(xué)實驗平臺（基

28、因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)、相互作用組學(xué)、表型組學(xué)和計算機(jī)生物學(xué)等）構(gòu)成了系統(tǒng)生物學(xué)的大科學(xué)工程。 15生物信息學(xué)狹義的概念是指應(yīng)用信息科學(xué)的理論、方法和技術(shù)，管理、分析和利用生物分子數(shù)據(jù)。更準(zhǔn)確地說，應(yīng)該是分子生物信息學(xué)（Molecular Bioinformatics）。生物信息學(xué)以計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)為工具，用數(shù)學(xué)和信息科學(xué)的理論、方法和技術(shù)去研究生物大分子。生物分子序列分析是最基本的任務(wù)，在序列分析的基礎(chǔ)上可以進(jìn)一步研究物種之間的進(jìn)化關(guān)系，預(yù)測生物大分子的結(jié)構(gòu)。從生物信息學(xué)的發(fā)展趨勢來看，利用生物信息學(xué)不僅可以研究生物分子個體，還可以研究個體之間的相互作用，研究大量個體所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)

29、。目前，分析由基因芯片所獲得的基因表達(dá)數(shù)據(jù)是生物信息學(xué)研究的熱點和重點。通過分析基因表達(dá)數(shù)據(jù)，我們可以研究基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控規(guī)律，研究基因網(wǎng)絡(luò)，甚至可以通過分析基因表達(dá)數(shù)據(jù)在分子水平上診斷疾病，為治療疾病提供科學(xué)依據(jù)。生物信息學(xué)還研究如何預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，如何依據(jù)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系進(jìn)行藥物分子設(shè)計。目前生物信息學(xué)的主要任務(wù)是研究生物分子數(shù)據(jù)的獲取、存貯和查詢，發(fā)展數(shù)據(jù)分析方法。主要包括三個方面。第一是收集和管理生物分子數(shù)據(jù)；第二是進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析；第三是開發(fā)分析工具和實用軟件。16遺傳的基本概念伴性遺傳：控制某些性狀或疾病的基因位于性染色體上，這些基因可隨性染色體向后代傳遞，使相應(yīng)性狀或疾病的遺

30、傳與性別有關(guān)，這類遺傳方式稱性連鎖遺傳或伴性遺傳。中心法則：遺傳信息的傳遞過程是：遺傳信息可以由DNA傳向DNA這是DNA復(fù)制，也可以由DNA傳向RNA叫轉(zhuǎn)錄，由RNA控制合成蛋白質(zhì)叫翻譯。還發(fā)現(xiàn)在某些病毒中，RNA也可以自我復(fù)制，RNA也可以在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成DNA，這叫逆轉(zhuǎn)錄。 DNA的復(fù)制以親代的一條DNA為模板，在DNA聚合酶的作用下，按照堿基互補(bǔ)的原則，由5向3方向合成另一條具有互補(bǔ)堿基的新鏈，復(fù)制的DNA子鏈與親代雙鏈完全相同（半保留復(fù)制）。 細(xì)胞中主要有3種RNA。mRNA是遺傳信息的攜帶者，在細(xì)胞質(zhì)作為蛋白質(zhì)合成的模板。tRNA起著識別密碼子和攜帶相應(yīng)氨基酸的作用。rRNA

31、與蛋白質(zhì)共同組成的復(fù)合體就是核糖體（是蛋白質(zhì)合成的場所）。 轉(zhuǎn)錄發(fā)生在細(xì)胞核中，以DNA為模板，按照堿基互補(bǔ)的原則，合成一條單鏈的RNA即mRNA，DNA攜帶的遺傳信息被轉(zhuǎn)移到RNA中。 mRNA中的遺傳信息以3個堿基形成的遺傳密碼的形式?jīng)Q定肽鏈上一個特定的氨基酸。按照mRNA上密碼子的信息指導(dǎo)氨基酸單體合成為多肽鏈的過程稱為mRNA的翻譯。細(xì)胞質(zhì)在遺傳中起什么作用？細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核遺傳之間有何關(guān)系？生物體中絕大部分性狀是受細(xì)胞核基因的控制，核基因是主要的遺傳物質(zhì)，但有些性狀受細(xì)胞質(zhì)基因的控制。細(xì)胞核遺傳和細(xì)胞質(zhì)遺傳各自都有相對的獨立性。盡管在細(xì)胞質(zhì)中找不到染色體一樣的結(jié)構(gòu)，但質(zhì)基因與核基因一樣

32、，可以自我復(fù)制，可以控制蛋白質(zhì)的合成，也就是說，都具有穩(wěn)定性、連續(xù)性、變異性和獨立性遺傳物質(zhì)的特點。（1）細(xì)胞質(zhì)遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)：葉綠體、線粒體、質(zhì)粒等細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)中的DNA。（2）細(xì)胞質(zhì)遺傳的主要特點是：母系遺傳；不遵循孟德爾遺傳，后代不出現(xiàn)一定的分離比，正交和反交后代的表型不同。（3）細(xì)胞核遺傳和細(xì)胞質(zhì)遺傳是相互依存、相互制約，不可分割的，共同控制生物的性狀。細(xì)胞質(zhì)遺傳的機(jī)制：（1） 精卵結(jié)合中形成的合子父母雙親所提供的遺傳物質(zhì)不均等。在雜種受精卵的原生質(zhì)體中，核來自于父母雙方，而細(xì)胞質(zhì)卻幾乎完全來自其母親（精子受精時胞質(zhì)很少甚至不能進(jìn)入卵細(xì)胞中）。（2） 在細(xì)胞分裂過程中，細(xì)胞質(zhì)基因呈現(xiàn)不均

33、等分配，因此細(xì)胞質(zhì)遺傳不遵循孟德爾定律。17基因表達(dá)調(diào)控DNA轉(zhuǎn)錄和RNA翻譯，即遺傳信息從基因流向RNA又流向蛋白質(zhì)的過程，總稱為基因表達(dá)?；虮磉_(dá)包括兩個步驟：以DNA為模板轉(zhuǎn)錄合成mRNA；將遺傳信息翻譯成多肽鏈中相應(yīng)的氨基酸種類和序列。對這個過程的調(diào)節(jié)即為基因表達(dá)調(diào)控。基因表達(dá)調(diào)控主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）轉(zhuǎn)錄水平上的調(diào)控（2）mRNA加工、成熟水平上的調(diào)控（3）翻譯水平上的調(diào)控。18基因的組織特異性表達(dá)在細(xì)胞內(nèi)可以根據(jù)一個基因的指令合成對應(yīng)的蛋白質(zhì)，從而表達(dá)一個基因所攜帶的遺傳信息。不同的組織的基因表達(dá)譜不同。雖然一個細(xì)胞貯存著完整的基因組信息，但是并不是任何一個基因在任何一類細(xì)

34、胞中都表達(dá)的。一個基因在某些類型的細(xì)胞中可能會表達(dá)，而在其他類型的細(xì)胞中則不表達(dá)。即使在同一類型的細(xì)胞中，一個基因可能在某些條件下處于打開狀態(tài)，可以合成對應(yīng)的蛋白質(zhì)，而在另外一些條件下處于關(guān)閉狀態(tài)。簡述大腸桿菌乳糖操縱子模型及其調(diào)節(jié)機(jī)制。答案：大腸桿菌乳糖操縱子包括4類基因：結(jié)構(gòu)基因，能通過轉(zhuǎn)錄、翻譯使細(xì)胞產(chǎn)生一定的酶系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)蛋白，這是與生物性狀的發(fā)育和表型直接相關(guān)的基因。乳糖操縱子包含3個結(jié)構(gòu)基因：lacZ、lacY、lacA。操縱基因O，控制結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄速度，位于結(jié)構(gòu)基因的附近，本身不能轉(zhuǎn)錄成mRNA。啟動基因P，位于操縱基因的附近，它的作用是發(fā)出信號，mRNA合成開始，該基因也不能轉(zhuǎn)

35、錄成mRNA。調(diào)節(jié)基因i：可調(diào)節(jié)操縱基因的活動，調(diào)節(jié)基因能轉(zhuǎn)錄出mRNA，并合成一種蛋白，稱阻遏蛋白。操縱基因、啟動基因和結(jié)構(gòu)基因共同組成一個單位操縱子（operon）。調(diào)節(jié)乳糖催化酶產(chǎn)生的操縱子就稱為乳糖操縱子。其調(diào)控機(jī)制簡述如下：抑制作用：調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，合成阻遏蛋白，因缺少乳糖，阻遏蛋白因其構(gòu)象能夠識別操縱基因并結(jié)合到操縱基因上，因此RNA聚合酶就不能與啟動基因結(jié)合，結(jié)構(gòu)基因也被抑制，結(jié)果結(jié)構(gòu)基因不能轉(zhuǎn)錄出mRNA，不能翻譯酶蛋白。誘導(dǎo)作用：乳糖的存在情況下，乳糖代謝產(chǎn)生別乳糖，別乳糖能和調(diào)節(jié)基因產(chǎn)生的阻遏蛋白結(jié)合，使阻遏蛋白改變構(gòu)象，不能在和操縱基因結(jié)合，失去阻遏作用，結(jié)果RN

36、A聚合酶便與啟動基因結(jié)合，并使結(jié)構(gòu)基因活化，轉(zhuǎn)錄出mRNA，翻譯出酶蛋白。負(fù)反饋：細(xì)胞質(zhì)中有了半乳糖苷酶后，便催化分解乳糖為半乳糖和葡萄糖。乳糖被分解后，又造成了阻遏蛋白與操縱基因結(jié)合，使結(jié)構(gòu)基因關(guān)閉。簡述HIV的分子遺傳過程艾滋病的英文縮寫AIDS的全稱為獲得性免疫缺陷綜合癥（acquired immune deficiency syndrome）。引起艾滋病的元兇是一種人類免疫缺陷病毒HIV，HIV基因組（RNA）進(jìn)入T淋巴細(xì)胞，逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生與RNA互補(bǔ)的DNA鏈。前病毒DNA轉(zhuǎn)錄生成新的RNA片段，同時合成衣殼蛋白等，在宿主細(xì)胞中裝配生成更多的病毒顆粒，以出芽的方式從宿主細(xì)胞中釋放出來，又

37、去攻擊其他的T淋巴細(xì)胞。19. 基因多態(tài)性基因多態(tài)性是指正常人群中在某一基因位點上存在著2個或2個以上不同等位基因的現(xiàn)象。出現(xiàn)基因多態(tài)性的原因可以是單核苷酸變異,或是某些高重復(fù)序列(如微衛(wèi)星序列等)的拷貝數(shù)變異。從本質(zhì)上來講，多態(tài)性的產(chǎn)生在于基因水平上的變異，一般發(fā)生在基因序列中不編碼蛋白的區(qū)域和沒有重要調(diào)節(jié)功能的區(qū)域。對于一個體而言，基因多態(tài)性堿基順序終生不變，并按孟德爾規(guī)律世代相傳。人類基因組計劃得到的是人類基因組的藍(lán)圖，但是個體基因組之間并非完全相同，存在著大約0.1%的差距，這就是所謂的基因多態(tài)性。這種基因組之間的差異規(guī)定了人與人的不同，根據(jù)基因多態(tài)性可以進(jìn)行親子分析，實現(xiàn)個人身份鑒別

38、。對基因多態(tài)性的分析將會使我們能夠揭示人體特征的遺傳學(xué)基礎(chǔ)，比如，個人能力的遺傳學(xué)基礎(chǔ)，這些個人能力包括計算能力，記憶能力，身體協(xié)調(diào)性，甚至可能是創(chuàng)造力。基因多態(tài)性在醫(yī)學(xué)上表現(xiàn)為不同的人對疾病的易感性或抵抗性不一樣，同時也表現(xiàn)為針對同樣疾病進(jìn)行同樣的藥物治療而效果卻不一樣：有的人病愈，而有的人則治療效果不明顯，甚至產(chǎn)生強(qiáng)烈的毒副作用?；蚪M計劃，特別是人類基因組單堿基多態(tài)性研究計劃，將促進(jìn)個體化治療的發(fā)展，在不久的將來，我們可以根據(jù)不同患者的致病基因，研制出適合他們的治療藥物。20SNPSNP（single nucleotide polymorphism）：單核苷酸多態(tài)性（SNP），主要是指在

39、基因組水平上由單個核苷酸的變異所引起的DNA序列多態(tài)性。即散在的單個堿基的不同，包括單個堿基的缺失和插入，但更多的是單個堿基的置換，這是目前倍受關(guān)注的一類多態(tài)性。SNP通常是一種雙等位基因的，或二態(tài)的變異。SNP在基因組中數(shù)量巨大，分布頻密，而且其檢測易于自動化和批量化，因而被認(rèn)為是新一代的遺傳標(biāo)記。所謂基因工程(genetic engineering)是指在微觀領(lǐng)域（分子水平）中，根據(jù)分子生物學(xué)和遺傳學(xué)原理，設(shè)計并實施一項把一個生物體中有用的目的DNA(遺傳信息)轉(zhuǎn)入另一個生物體中，使后者獲得新的需要的遺傳性狀或表達(dá)所需要的產(chǎn)物，最終實現(xiàn)該技術(shù)的商業(yè)價值。獲得需要的目的基因常用的方法：（1）

40、直接從生物體中提取總DNA，構(gòu)建基因文庫(gene library)，從中調(diào)用目的基因；（2）以mRNA為模板，反轉(zhuǎn)錄合成互補(bǔ)的DNA片段；（3）利用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）特異性地擴(kuò)增所需要的目的基因片段，等等。(4)人工合成法21PCR技術(shù)PCR技術(shù)（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）就是在體外中通過酶促反應(yīng)有選擇地大量擴(kuò)增（包括分離）一段目的基因的技術(shù)。變性、退火、延伸三步曲，每一輪聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可使目的基因片段增加一倍。變性：雙鏈DNA解鏈成為單鏈DNA退火：部分引物與模板的單鏈DNA的特定互補(bǔ)部位相配對和結(jié)合延伸：以目的基因為模板，合成互補(bǔ)的新DNA鏈22生物芯片技術(shù)生物芯片又稱DNA芯片或基因芯片，

41、它們是DNA雜交探針技術(shù)與半導(dǎo)體工業(yè)技術(shù)相結(jié)合的結(jié)晶。該技術(shù)系將大量探針分子固定于支持物上后與帶熒光標(biāo)記的DNA樣品分子進(jìn)行雜交，通過檢測每個探針分子的雜交信號強(qiáng)度進(jìn)而獲取樣品分子的數(shù)量和序列信息。主要應(yīng)用:（1）大規(guī)模篩查基因突變所引起的疾?。唬?）分析基因組及發(fā)現(xiàn)新基因等具有很大的優(yōu)勢； DNA芯片技術(shù)用于基因組分析時，具有樣品用量小、信息量大、分析方法簡易快速、自動化程度高等多項優(yōu)點，特別適合于尋找新基因、基因表達(dá)檢測、突變檢測、基因組多態(tài)性分析和基因文庫作圖以及雜交測序等方面。（3） 醫(yī)學(xué)、化學(xué)、新藥開發(fā)、司法鑒定、農(nóng)業(yè)技術(shù)和食品技術(shù)領(lǐng)域也具有廣泛的應(yīng)用；簡述多利羊產(chǎn)生的過程。核移植，

42、就是利用一個動物的體細(xì)胞的細(xì)胞核（供體核）來取代受精或未受精卵中的細(xì)胞核，形成一個重建的“合子”?？寺≡馐菬o性繁殖系?？寺游锞褪遣唤?jīng)過生殖細(xì)胞的受精過程而直接由體細(xì)胞獲得新的動物個體，這個新個體是原核供體動物的拷貝俄國科學(xué)家Oparin和英國科學(xué)家Haldane提出，原始地球環(huán)境可以產(chǎn)生組成生物體的糖、脂類、蛋白質(zhì)和核酸等大分子結(jié)構(gòu)單元，甚至到生物多分子體系，但還沒有出現(xiàn)真正的生命，這一時期稱為化學(xué)演化期或前生物期。從化學(xué)演化期到產(chǎn)生最簡單的生命形式包括4個階段：（1）氨基酸、核苷酸等有機(jī)單體分子的非生物合成和積累；（2）有機(jī)單體分子在非生物體系中聚合成多聚體；（3）多聚體整合為多分子體系

43、顆粒（原球體）；（4）代謝與遺傳體系的形成和進(jìn)化最終產(chǎn)生出最簡單的生命形式原核細(xì)胞。內(nèi)共生學(xué)說線粒體和葉綠體等細(xì)胞器的形成： “內(nèi)共生學(xué)說”。原始的較大的原核細(xì)胞可以吞入較小的原核細(xì)胞，被吞入的原核細(xì)胞通過內(nèi)共生變成了細(xì)胞器。內(nèi)共生學(xué)說認(rèn)為，原來被吞入的需氧的細(xì)菌可變?yōu)榫€粒體，被吞入的具葉綠素和光合作用功能的藍(lán)細(xì)菌變成了葉綠體，如此，便逐漸完成了向真核細(xì)胞的進(jìn)化。23神經(jīng)元神經(jīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能單位是神經(jīng)細(xì)胞，也稱神經(jīng)元。無脊椎動物和脊椎動物的神經(jīng)元形態(tài)相似，都是由細(xì)胞體和從細(xì)胞延伸的突起所組成。細(xì)胞體除細(xì)胞核外，還有線粒體、高爾基體、尼氏體等。(尼氏體呈顆粒狀，是粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和游離核糖體的混

44、合物，神經(jīng)元的各種蛋白質(zhì)都是在這里合成的，因此活躍的神經(jīng)元有更多的尼氏體。)細(xì)胞質(zhì)中還有不同走向的微管、微絲和密布的中間纖維，即神經(jīng)元纖維。它們構(gòu)成神經(jīng)元的骨架，有保持神經(jīng)元形態(tài)的作用。微管還有運輸物質(zhì)的功能。神經(jīng)元伸出的突起分2種，即樹突和軸突。樹突短而多分支，每支可再分支，尼氏體可深入樹突中，樹突和細(xì)胞體的表膜都有接受刺激的功能。它們的表面富有小棘狀突起，是與其他神經(jīng)元的軸突相連（突觸）之處。每一神經(jīng)元一般只有一個軸突，軸突不含尼氏體，軸突表面也無棘狀突起。軸突一般都比樹突長，其功能是把從樹突和細(xì)胞表面?zhèn)魅爰?xì)胞體的神經(jīng)沖動傳出到其他神經(jīng)元或效應(yīng)器。所以對于神經(jīng)元而言，樹突是傳入纖維，軸突是

45、傳出纖維，而細(xì)胞體是神經(jīng)信號整合器。軸突的末端分為許多小支，各小支末端膨大，和效應(yīng)器（如肌肉）細(xì)胞膜或其他神經(jīng)元的樹突相連。軸突外周有施旺細(xì)胞包圍形成的髓鞘。神經(jīng)膜是構(gòu)成髓鞘的施旺細(xì)胞的最外層，在軸突的再生過程中起著重要的作用。24化學(xué)突觸神經(jīng)元軸突的末端分為許多小支，各小支的末端膨大成小球。小球和另一神經(jīng)元的樹突、或細(xì)胞體的細(xì)胞膜形成特定的結(jié)構(gòu)，稱為突觸。在無脊椎動物，軸突大多和其它神經(jīng)元的樹突形成突觸。在脊椎動物，軸突也可和樹突相連，但更多的則是與細(xì)胞體的表膜形成突觸。據(jù)神經(jīng)沖動通過突觸的方式的不同，突觸可分為電突觸和化學(xué)突觸2種類型。電突觸的軸突末端和另一神經(jīng)元的表膜之間以間隙連接相接觸

46、。腔腸動物神經(jīng)網(wǎng)的突觸主要是電突觸，蚯蚓、蝦、軟體動物等無脊椎動物也主要是電突觸。在突觸前膜與突觸后膜上有間隙連接，前一個神經(jīng)元的沖動產(chǎn)生的電流可以通過這種間隙連接流到后一個神經(jīng)元，使神經(jīng)沖動傳遞下去。這種突觸稱為電突觸。電突觸傳導(dǎo)電位，可逆。脊椎動物也有電突觸，但更多的是化學(xué)突觸?；瘜W(xué)突觸是通過神經(jīng)末梢釋放神經(jīng)遞質(zhì)，使神經(jīng)沖動從突觸前神經(jīng)元傳導(dǎo)到突觸后神經(jīng)元?；瘜W(xué)突觸傳導(dǎo)神經(jīng)遞質(zhì)，不可逆?；瘜W(xué)突觸的形態(tài)特點是2個神經(jīng)元之間有一個寬約為20nm30nm的間隙。間隙的前后分別稱為突觸前膜和突觸后膜，間隙的存在使神經(jīng)沖動不能直接通過，只有在神經(jīng)遞質(zhì)的參與下才能完成神經(jīng)興奮的傳導(dǎo)。在突觸前膜內(nèi)有很多

47、突觸小泡，每個小泡里面含有幾萬個神經(jīng)遞質(zhì)分子（如乙酸膽堿）。化學(xué)突觸實現(xiàn)神經(jīng)傳導(dǎo)的過程是：當(dāng)神經(jīng)沖動從軸突傳到末稍時，突觸前膜透性發(fā)生變化，使Ca2+從膜上的Ca2+通道大量進(jìn)入突觸前膜。突觸小泡可能在Ca2+的作用下而移向突觸前膜，突觸小泡的膜與突觸前膜融合通過胞吐作用將神經(jīng)遞質(zhì)釋放到突觸間隙，并擴(kuò)散到突觸后膜處。神經(jīng)遞質(zhì)和突觸后膜上的受體結(jié)合后，使突觸后膜上的Na+通道開放，介質(zhì)中的Na+大量涌入細(xì)胞，于是靜息電位變?yōu)閯幼麟娢唬ㄒ鹜挥|后膜去極化，當(dāng)去極化足夠大達(dá)到閾值后便會產(chǎn)生動作電位），產(chǎn)生神經(jīng)沖動，并沿著這一神經(jīng)元的軸突傳導(dǎo)出去。神經(jīng)細(xì)胞與肌肉細(xì)胞之間的信號傳遞也屬于化學(xué)傳遞。神經(jīng)末

48、梢與肌肉接觸處稱為神經(jīng)肌肉接點，也叫突觸。肌膜的動作電位傳播到肌纖維內(nèi)部時，引起肌肉收縮。 突觸有興奮性的，也有抑制性的。抑制是神經(jīng)沖動在到達(dá)突觸時受到阻礙，不能通過或是很難通過所致。如果釋放的神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜上的受體結(jié)合后，引起后膜去極化，就可以實現(xiàn)神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)。反之，如果釋放的神經(jīng)遞質(zhì)不但不引起后膜的去極化，反而加強(qiáng)膜的極化，也就是說，不但阻止Na+的滲入，而且促使K+的大量滲出，或Cl-的大量滲入，結(jié)果使膜內(nèi)外的電位差加大，接受刺激的閾限也就增高。這就使得后一個神經(jīng)元更不容易發(fā)放神經(jīng)沖動了。例如感光細(xì)胞在接受光的刺激后發(fā)生突觸超極化，而不形成動作電位，這也是一種信息傳遞的方式。25神

49、經(jīng)遞質(zhì)神經(jīng)元之間通過突觸傳遞信息，其中化學(xué)突觸的突觸前膜內(nèi)的突觸小泡釋放的是神經(jīng)遞質(zhì)，它進(jìn)入突觸間隙后，擴(kuò)散至突觸后膜，與特異性受體結(jié)合引起突觸后神經(jīng)元的興奮或抑制。因此，神經(jīng)遞質(zhì)是神經(jīng)元合成的化學(xué)物質(zhì)，起著傳導(dǎo)信息、神經(jīng)調(diào)節(jié)的作用。神經(jīng)遞質(zhì)都是結(jié)構(gòu)簡單的有機(jī)分子，例如乙酰膽堿、去甲腎上腺素、多巴胺、甘氨酸等。神經(jīng)遞質(zhì)對于突觸后膜的影響有兩種機(jī)制。（了解）（1） 一種機(jī)制是神經(jīng)遞質(zhì)與受體結(jié)合后促使膜蛋白的構(gòu)象發(fā)生變化，形成某些離子通道，致使神經(jīng)元的細(xì)胞質(zhì)與周圍的液體之間可以交換離子，也可能使已經(jīng)存在的通道關(guān)閉，中斷離子的流動。這些變換的結(jié)果使突觸后膜極化程度發(fā)生變化。（2） 另一種機(jī)制是神經(jīng)遞

50、質(zhì)與受體結(jié)合后，細(xì)胞膜上的某種酶活化啟動了第二信使，即環(huán)腺苷酸（cAMP）或環(huán)鳥腺苷酸（cGMP），第二信使繼續(xù)傳遞信號，導(dǎo)致一系列的酶活化，最終導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成或蛋白質(zhì)活化，這個機(jī)制的作用時間較長，結(jié)果仍是改變突觸后膜的極化程度。 26反射和反射弧通過遍布全身的感受器接受體內(nèi)外的各種變化（刺激），把刺激能量轉(zhuǎn)化為神經(jīng)沖動，經(jīng)傳入神經(jīng)傳至中樞神經(jīng)系統(tǒng)，經(jīng)過中樞的分析綜合作用，將信息沿傳出神經(jīng)傳至效應(yīng)器，支配和調(diào)節(jié)各器官的活動。這種活動為反射?；蛘咴谥袠猩窠?jīng)系統(tǒng)參與下，機(jī)體對刺激感受器所發(fā)生的規(guī)律性反應(yīng)叫做反射。反射通路的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)稱為反射弧，包括感受器-傳入神經(jīng)-中樞-傳出神經(jīng)-效應(yīng)器五個環(huán)節(jié)。學(xué)

51、習(xí)記憶的分子機(jī)制記憶是指人們儲存、提取過去的經(jīng)驗，并將這些信息用于當(dāng)前的情景。認(rèn)為學(xué)習(xí)記憶的神經(jīng)基礎(chǔ)為中樞神經(jīng)系統(tǒng)的可塑性，包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、神經(jīng)環(huán)路及突觸連接等不同水平的可塑性，其中突觸連接是神經(jīng)元之間信息傳遞的重要環(huán)節(jié)，是神經(jīng)可塑性的關(guān)鍵部位。學(xué)習(xí)過程是增強(qiáng)突觸間的信息聯(lián)系，并形成新的神經(jīng)回路；而這兩者的變化又正是記憶的神經(jīng)基礎(chǔ)。短時記憶主要與中樞臨時性的電活動相關(guān)，在分子水平上僅需要進(jìn)行蛋白質(zhì)的共價修飾；長時性記憶與腦內(nèi)RNA2蛋白質(zhì)系統(tǒng)和超微結(jié)構(gòu)方面的變化有關(guān)，在分子水平上需要有新的mRNA和蛋白質(zhì)合成。突觸傳導(dǎo)效能的改變(神經(jīng)元突觸的可塑性)導(dǎo)致記憶的產(chǎn)生。盡管突觸可塑性及其誘發(fā)機(jī)制如何

52、參與學(xué)習(xí)記憶尚未完全明了，但可以肯定，神經(jīng)遞質(zhì)是導(dǎo)致突觸可塑性的初始和關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。海馬是學(xué)習(xí)記憶的關(guān)鍵部位，LTP（突觸后長時程增強(qiáng)）和LDT（突觸后長時程壓抑）是海馬記憶形成過程中的可能機(jī)制，是神經(jīng)細(xì)胞突觸可塑性的兩種主要特征：受體和通道是產(chǎn)生LTP和LTD的生物學(xué)基礎(chǔ)；神經(jīng)遞質(zhì)即早基因的轉(zhuǎn)錄因子CREB（cAMP反應(yīng)成分結(jié)合蛋白）參與學(xué)習(xí)記憶過程。什么叫生物電？舉三個人體生物電信號的例子。細(xì)胞浸浴在細(xì)胞液中，每個細(xì)胞都有完整的細(xì)胞膜，細(xì)胞膜有兩層脂肪分子。細(xì)胞膜的內(nèi)外存在許多帶電離子（鉀離子、鈉離子、氯離子等），細(xì)胞內(nèi)帶電離子必須通過離子通道才能穿過細(xì)胞膜，平時，鉀離子主要在細(xì)胞內(nèi)，鈉離子

53、主要在細(xì)胞外，細(xì)胞內(nèi)外產(chǎn)生電勢差，這就是膜電位。在安靜狀態(tài)時，這些離子相對穩(wěn)定，當(dāng)受到刺激時，細(xì)胞膜的通透力發(fā)生變化，各種離子便活躍起來，在細(xì)胞膜內(nèi)外川流不息，出現(xiàn)鉀鈉離子交換，便產(chǎn)生了生物電。人體所有器官都會產(chǎn)生生物電現(xiàn)象，并且以電的形式動作電位，通過相應(yīng)的神經(jīng)纖維把興奮傳導(dǎo)到大腦中樞，大腦中樞以動作電位的方式，把神經(jīng)沖動信號通過相應(yīng)的神經(jīng)纖維傳到效應(yīng)器，從而產(chǎn)生器官或組織的功能活動。人體生命過程中的新陳代謝及一切活動都產(chǎn)生電，“心電圖”是心臟跳動產(chǎn)生的電波、“腦電圖”是大腦活動是產(chǎn)生的腦電波。電生理學(xué)發(fā)現(xiàn)“人體橫膈肌及其動作神經(jīng)能產(chǎn)生較大的肌電，這就是人體內(nèi)的發(fā)電機(jī)。腦電信號：如果在頭皮表

54、面放置電極，則可以檢測大腦的整體電活動的變化，這是所有活動神經(jīng)元細(xì)胞膜電位變化的總和，檢測得到的皮質(zhì)自發(fā)電位圖形，稱為腦電圖（EEG）。在安靜和睡眠狀態(tài)，腦電圖具有特定的波形，而在大腦活動或腦部發(fā)生病變時腦電圖就會發(fā)生改變，通過對腦電信號的分析，提取腦電特征，可以反映腦部的活動狀態(tài)。神經(jīng)細(xì)胞靜息電位的形成（外正內(nèi)負(fù)）：神經(jīng)細(xì)胞膜外鈉離子濃度大，膜內(nèi)鉀離子濃度大，而膜對不同離子的通透性不同。靜息時對鉀離子通透性大，對鈉離子通透性小，膜內(nèi)的鉀離子擴(kuò)散到膜外，而膜內(nèi)的負(fù)離子卻不能擴(kuò)散出去，膜外的鈉離子也不能擴(kuò)散進(jìn)來，因而出現(xiàn)極化狀態(tài)，即外正內(nèi)負(fù)。動作電位的產(chǎn)生： 神經(jīng)細(xì)胞膜上有兩種離子通道。當(dāng)神經(jīng)某

55、處受到刺激時會使鈉離子通道開放，膜外鈉離子短期內(nèi)大量涌入膜內(nèi)，造成內(nèi)正外負(fù)的反極化現(xiàn)象。但在很短的時間內(nèi)鈉離子通道重新關(guān)閉，鉀離子通道開放，鉀離子又很快涌出膜外，使得膜電位重新恢復(fù)到外正內(nèi)負(fù)。動作電位的傳導(dǎo)：當(dāng)刺激部位處于內(nèi)正外負(fù)的反極化狀態(tài)時，鄰近未受刺激處仍然處于外正內(nèi)負(fù)的極化狀態(tài)，二者之間會形成一股局部電流，又會刺激沒有去極化的細(xì)胞膜使之去極化，也形成動作電位，這樣不斷以局部電流為前導(dǎo)，將動作電位傳播開去。由于神經(jīng)沖動造成膜周期性的電位變化，即由膜的外正內(nèi)負(fù)到外負(fù)內(nèi)正，再到外正內(nèi)負(fù)的過程稱為動作電位 ，動作電位在膜上順序傳播，形成神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)。動作電位通過神經(jīng)元與神經(jīng)元之間的突觸進(jìn)行傳

56、播。細(xì)胞信號是如何從細(xì)胞外傳遞到細(xì)胞內(nèi)的?細(xì)胞的增殖、調(diào)亡、基因的表達(dá)等等信號都是從細(xì)胞外傳到細(xì)胞內(nèi)的。細(xì)胞膜表面有受體，受體得到信號（如激素等）以后，在細(xì)胞內(nèi)部產(chǎn)生一系列級聯(lián)反應(yīng)，把信號傳到信胞核內(nèi)，調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄，然后表達(dá)出蛋白信息。這一過程涉及很多通路。激素在體內(nèi)的生理作用，主要是調(diào)節(jié)細(xì)胞的代謝和行為。激素在濃度很低的情況下，就能起很強(qiáng)的調(diào)節(jié)作用，使靶細(xì)胞發(fā)生明顯的變化。所以，通常把激素稱為信號分子。有時候，神經(jīng)遞質(zhì)也被稱為信號分子。在多細(xì)胞機(jī)體中，細(xì)胞用信號分子或激素彼此進(jìn)行信號交流。信號交流的基礎(chǔ)是細(xì)胞表面質(zhì)膜上存在各種受體（膜蛋白），一種細(xì)胞分泌的信號分子或激素與另一細(xì)胞的受體特異

57、性結(jié)合，使受體發(fā)生構(gòu)象變化把信息傳遞到細(xì)胞內(nèi)。 (1)脂溶性激素的信號傳遞途徑（通過細(xì)胞內(nèi)受體傳遞信息）固醇類激素(如雌激素等)的受體在細(xì)胞質(zhì)中/細(xì)胞核內(nèi)。固醇類激素直接進(jìn)入細(xì)胞，和受體結(jié)合，導(dǎo)致了受體蛋白構(gòu)象的改變，提高了受體蛋白與DNA的結(jié)合能力。受體活化后，能結(jié)合到DNA 的特定位置，調(diào)節(jié)基因表達(dá)。固醇類激素的受體又被稱為轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子。這些基因表達(dá)產(chǎn)物反過來又可以活化其他基因，產(chǎn)生延遲的次級應(yīng)答，對初級反應(yīng)起到放大作用。這樣，只要有若干簡單的激素分子觸發(fā)就可以引起各種類型基因表達(dá)的復(fù)雜變化過程。(2)水溶性激素的信號傳遞途徑（通過質(zhì)膜上受體傳遞信息）細(xì)胞表面受體的本質(zhì)是蛋白質(zhì)。信號分子與受體結(jié)合后，會引起受體構(gòu)象的變化從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)一系列的反應(yīng)（信號轉(zhuǎn)導(dǎo)），進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞的功能變化。細(xì)胞表面受體根據(jù)它們傳遞信號的方式可分為三類：酶聯(lián)受體、離子通道偶聯(lián)受體、G蛋白偶聯(lián)受體。（以下了解）酶聯(lián)受體酶聯(lián)受體是一種跨膜蛋白，蛋白結(jié)構(gòu)的膜外部分是受體，膜內(nèi)部分是酶，一旦被信號分子激活便具有酶的活性，故稱為酶聯(lián)受體。當(dāng)受體與激素結(jié)合后，受體即被活化，活化的受體或是直接發(fā)揮酪氨酸激酶的功能，或是同其他蛋白激酶作用相關(guān)聯(lián)。這類受體轉(zhuǎn)導(dǎo)的信號通常與細(xì)胞的生長、繁殖、分化有關(guān)。胰島素受體是一種酶聯(lián)受體。離子