普通生物学-第3版课后答案
第一章绪论1 生命体细胞作为基本单位的组构，有哪些重要的特点？细胞是生命的基本单元。生物有机体（除病毒外）都是由细胞组成的。细胞由一层质膜包被：质膜将细胞与环境分隔开来，并成为它与环境之间进行物质与能量转换的关口。在化学组成上，细胞与无生命物体的不同在于细胞中除了含有大量的水外，还含有种类繁多的有机分子，特别是起关键作用的生物大分子：核酸、蛋白质、多糖、脂质。由这些分子构成的细胞是结构异常复杂且高度有序的系统，在一个细胞中除了可以进行生命所需要的全部基本新陈代谢活动外，还各有特定的功能。整个生物体的生命活动有赖于其组成细胞的功能的总和。2 . 分类阶元和界的划分？生物分界代表性人物？如二界系统为瑞典林奈。界、门、纲、目、科、属、种（递减）林奈：二界系统、海克尔：原生生物界 惠特克：五界(原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界)3 在五界系统中，为什么没有病毒？五界系统根据细胞结构和营养类型将生物分为五界，病毒不具细胞形态，由蛋白质和核酸组成，没有实现新陈代谢所必需的基本系统，不包含在五界系统中。4 在二界或三界系统中，细菌、真菌均隶属于植物界，在五界系统中，它们都从植物界中划出来，或独立或为原核生物界和真菌，这样做的理由是什么？二界系统中，细菌和蓝藻属于植物界，但是它们的细胞结构显然处于较低水平，它们没有完整的细胞核（染色体是一个环状的DNA 分子，没有核膜）, 也没有线粒体、高尔基体等细胞器。蓝藻和某些细菌有光合作用，但不应因此就把它们放入植物界。它们有光合作用只是说明生命在进化到原核生物阶段就有利用光能，进行光合作用的能力。真菌是是进化的产物，腐食营养，独立为真菌界。6 分子生物学的发展如何深化和发展了人们关于生物界统一性的认识？分子生物学告诉我们，所有生物的细胞是由相同的组分如核酸、蛋白质、多糖等分子所构建的。细胞内代谢过程中每一个化学反应都是由酶所催化的，而酶是一种蛋白质。所有的蛋白质都由20 种氨基酸以肽键的方式连接而成。各种不同蛋白质的功能是由蛋白质长链中氨基酸的序列决定的。所有生物的遗传物质都是DNA 或RNA 。所有DNA 都是由相同的4 种核苷酸以磷酸二酯键的方式连接而成的长链。2 条互补的长链形成DNA 双螺旋分子。沿着DNA 长链的核苷酸序列决定蛋白质长链上氨基酸的序列，进而为每一个物种、每一个生物体编制蓝图。生物体的代谢、生长、发育等过程都受到来自DNA 的信息的调控。在所有的生物中，遗传信息的方向是相同的，使用的是同一种遗传密码。这些事实使人们进一步认识到DNARNA 蛋白质的遗传系统是生物界的统一基础。这就令人信服地证明所有生物有一个共同的由来，各种各样的生物彼此之间都有或近或远的亲缘关系，整个生物界是一个多分支的物种进化系谱。8 为什么说地球上的生态系统是目前人类生存的地球表层环境得以维持的支持系统？地球形成之初，以酸性气体为主，经历37 亿年的生物和环境协同进化，使今日地球的表面环境作为我们的家园“恰到好处”，大气中的C02 浓度正好使地表温度适合生物生存，并有效地防止了地表液态水的过度蒸发，保持了一个生物生存的液态水圈；大气中含有足够的分子态氧，保证了生物的呼吸和岩石的风化，而岩石的风化提供了生命所需的矿物质，并且大气中的氧在紫外线作用下形成臭氧层，挡住了来自宇宙的紫外线辐射，保护了地表生命；氧化性大气圈还能使大多数陨石在到达地表之前燃烧掉。储存在地下的煤、石油、天然气都是生命活动的产物。这一切都依赖于地球上的生态系统提供，要维持这种环境的物理状态，仍然需要地表上具有相当规模和质量的生态系统，所以说地球上的生态系统是目前人类生存的地球表层环境得以维持的支持系统。第二章生命的化学基础 试述脂类的生物学意义或脂类的生物学功能？（1）主要的储能物质；（2）生物膜的主要成分；（3）构成生物保护层；（4）有些脂类是重要的生物活性分子;(5)很好的绝缘体1 动物是由于氧气（O2）氧化糖（C6 H12 O6）产生CO2和H20 获得能量。假设你想知道所产生的CO2中的氧是来自于糖还是氧气，试设计一个用180作为示踪原子的实验来回答你的问题。自然界中氢含有3种同位素即160 、170 、180 。其中180 占0.2 % ，是一种稳定同位素常作为示踪原子用于化学反应机理的研究中。实验设计：用180标记糖作示踪原子供给动物的有氧呼吸，质谱分析测定生成物CO2的放射性，如果CO2中的氧具放射性说明CO2中的氧是来自于糖。一对照组中180 标记O2进行实验，分析测定CO2是否具有放射性，如果没有，进一步清楚地表明CO2中的氧来自糖而不是O2。2 有人说：“不必担心工农业所产生的化学废料会污染环境，因为组成这些废料的原子本来就存在于我们周围的环境中。”你如何驳斥此种论调？这种观点是错误的。化合物由元素组成，最外层中的电子数决定着原子的化学特性，电子的共用或得失，也就是化学键的形成决定了化合物的形成、不同化合物具有不同的性质。工农业所产生的化学废料会影响动植物的生长和人体健康，干扰物质循环，对地球物化循环产生深远的影响。3 兔子吃的草中有叶黄素，但叶黄素仅在兔子的脂肪中积累而不在肌肉中积累。发生这种选择性积累的原因在于这种色素的什么特性？叶黄素是脂溶性色素，不溶于水，溶于脂肪和脂肪溶剂。被吸收后容易在脂肪等非极性器官积累，肌肉中容易积累的是水溶性的色素。4 牛能消化草，但人不能，这是因为牛胃中有一种特殊的微生物而人胃中没有。你认为这种微生物进行的是什么生化反应？如果用一种抗生素将牛胃中所有的微生物都消灭掉，牛会怎样？动物消化道中没有纤维素酶，不能消化纤维素。牛、马等动物胃中寄生着一种特殊的微生物，具有能分解纤维素的酶（cellulase ) ，使纤维素水解产生纤维二糖，再进一步水解而成葡萄糖。纤维素是牛、马等动物的主要食物，如果用抗生素将牛胃中所有的微生物都消灭掉，牛将缺乏营养物质死亡。5 有一种由9种氨基酸组成的多肽，用3 种不同的酶将此多肽消化后，得到下列5个片段（N 代表多肽的氨基酸）：丙一亮一天冬一酪一撷一亮酪一撷一亮N 一甘一脯一亮天冬一酪一撷一亮N 一甘一脯一亮一丙一亮试推测此多肽的一级结构。根据题意，蛋白质的N末端氨基酸残基是甘氨酸。3种不同的酶将此多肽消化后，多肽链断裂成5肽段。用重叠法确定多肽段在多肽链中的次序。此多肽的一级结构为：N甘一脯一亮一丙一亮一天冬一酪一撷一亮。第三章. 细胞结构与细胞通讯2 原核细胞和真核细胞的差别关键何在？原核细胞在地球上出现最早，没有膜包被的细胞核，只有一个拟核区，染色体为环形的DNA 分子。真核细胞有细胞核，核膜包被，内有核仁。原核细胞和真核细胞的差别关键是无核膜、核仁等结构，没有复杂的细胞器分化。3 植物一般不能运动，其细胞的结构如何适应于这种特性？植物细胞最外围有一层一定弹性和硬度的细胞壁（Cell wall ) ，具有支持、防御与保护的作用。叶绿体含有叶绿素等色素，是光合作用的细胞器，为植物的生长发育提供物质能量。4 动物能够运动，其细胞结构如何适应于这种特性？动物细胞有细胞膜，细胞质，细胞核。细胞膜由单位膜构成，便于细胞内外物质运输。细胞质包括细胞质基质和细胞器。动物细胞的细胞器包括内质网，线粒体，高尔基体，核糖体，溶酶体，中心体。5 细胞器的出现和分工与生物由简单进化到复杂有什么关系？单细胞生物出现简单分化的细胞器，通过各组成成分的协调配合完成生命活动。生物由简单进化到复杂，细胞器增多，分工越来越细。6 动、植物细胞的质膜在成分和功能上基本相同，其生物学意义何在？质膜是由脂类和蛋白质分子以非共价键组合装配而成。骨架是磷脂类的双分子层，脂双层的表面是磷脂分子的亲水端，内部是磷脂分子疏水的脂肪酸链。脂双层有屏障作用，使膜两侧的水溶性物质不能自由通过。脂双层中还有以不同方式镶嵌其间的蛋白质分子，生物膜的许多重要功能都是由这些蛋白质分子来执行的。有的蛋白质分子和物质运输有关，有的本身就是酶或重要的电子传递体，有的是激素或其他有生物学活性物质的受体。动、植物细胞的质膜在成分和功能上基本相同，例如跨膜物质运输、细胞信息传递、细胞识别、细胞免疫、细胞分化以及激素的作用等等都与膜的流动性密切相关。动、植物细胞的质膜在成分和功能上的同一性，有益于我们认识生命现象的有序性和统一性。7 最近发现了食欲肽（orexin ) ，一种似乎能调节任何动物食欲的信号分子。在饥饿的人体内，可测出血液中食欲肽浓度较高。利用你关于膜受体和信号转导途径的知识，试着提出利用食欲肽治疗厌食症和肥胖症的可能疗法的建议。细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的刺激，经细胞内信号转导系统转换，会影响细胞生物学功能。化学信号转导途径包括3 个阶段：信号接受、信号转导和响应，这是细胞信号转导的过程。食欲肽（orexin）属于神经肽，Orexin 刺激采食呈剂量依赖性，产生于下丘脑侧部。研究者观察到饥饿时，Orexin 水平上升。将食欲肽注射老鼠脑中，导致几个小时内采食量比对照组多3 一6倍，同时刺激胃酸的分泌。这启示我们治疗厌食症可采取直接在患者体内过表达小分子的Orexin 或表达orexin 受体或受体的某一片段，强化信号的转导响应。治疗肥胖症则采取相反的措施。第四章1 人体的细胞不会用核酸作为能源。试分析其理由。核酸有DNA 和RNA 两类，在细胞体内作用重要。核酸是遗传的物质基础，细胞中核酸主要存在于细胞核中，核酸的质和量保持相对的稳定性，不容易分解。如果可以利用核酸作为能源，那么就必须有核酸氧化酶，这样遗传过程中传递遗传信息的物质很容易就会被误氧化，不利于遗传的正确进行，因此生物进化过程中就不会保留核酸氧化酶，因此就不会以核酸作为能源。3 曾一度认为二硝基酚（DNP ）有助于人体减肥，后来发现此药不安全，因此禁用。DNP 的作用是使线粒体内膜对H十的透性增加，因而磷酸化与电子传递不能耦联。试说明DNP 何以使人体重减轻。二硝基酚（DNP ）是解耦联剂，使氧化和磷酸化脱耦联，氧化仍可以进行，而磷酸化不能进行。DNP为离子载体，能增大线粒体内膜对H十的通透性，消除H十梯度，因而无ATP 生成，使氧化释放出来的能量全部以热的形式散发。（用二硝基酚作为减肥的药物虽可起到减肥的效果，因为人体获得同样量的ATP要消耗包括脂肪在内的大量的燃料分子。但用它减肥的严重性在于，当P/O接近零时，会导致生命危险。）6 某科学家用分离的叶绿体进行下列实验。先将叶绿体浸泡在pH4 溶液中，使类囊体空腔中的pH 为4 ，然后将此叶绿体转移到pH8 的溶液中，结果此叶绿体暗中就能合成ATP ，试解释此实验结果。叶绿体浸泡在pH4 溶液中，基质中摄取了H ，并将摄取的H 泵入类囊体的腔，使类囊体空腔中的pH 为4 。将此叶绿体转移到pH 8 的溶液中，类囊体膜两侧建立了H 质子电化学梯度，驱使ADP 磷酸化产生ATP 。8 热带雨林仅占地球表面积的3 % ，但佑计它对全球光合作用的贡献超过20 。因此有一种说法：热带雨林是地球上给其它生物供应氧气的来源。然而，大多数专家认为热带雨林对全球氧气的产生并无贡献或贡献很小。试从光合作用和细胞呼吸两个方面评论这种看法。热带雨林光合作用强，是生产力最大的生态系统，但温度高，呼吸作用消耗的氧气也多。特别是晚上，植物停止了光合作用，细胞呼吸依然消耗O2，所以整体上看热带雨林对全球氧气的产生并无贡献或贡献很小。第五章1.如果用一种阻止DNA 合成的化学试剂处理细胞，那么细胞将停留在细胞周期的哪个阶段？增殖细胞的细胞周期包括：G1期：合成前期，合成RNA 和蛋白质，为S 期合成DNA
