基礎(chǔ)生命科學(xué)

4．什么是雙盲設(shè)計(jì)，科學(xué)研究中的假象和誤差是如何產(chǎn)生的？雙盲設(shè)計(jì)是指被試者和研究實(shí)施者(主試)都不清楚研究的某些重要方面。雙盲的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有助于預(yù)防偏見．消除觀察者偏差和期望偏差，加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)化?？茖W(xué)研究中的誤差包括：隨機(jī)誤差(因不確定因素引起誤差)和系統(tǒng)誤差(由方法、儀器和入為因素而引起誤差)兩類。5．科學(xué)研究一般遵循哪些最基本的思維方式和步驟？請(qǐng)用本書第六章圖6—8的實(shí)驗(yàn)研究實(shí)例，總結(jié)出科學(xué)研究的一般步驟?？茖W(xué)研究中最基本的思維方式包括：(1)歸納和演繹；(2)分析和綜合；(3)抽象和具體；(4)邏輯的和歷史的：每一個(gè)人都應(yīng)該學(xué)會(huì)科學(xué)的思維，這就需要遵循邏輯思維的要求，把握創(chuàng)新思維的能力，提升自己的思維品質(zhì)?？茖W(xué)研究遵循的一般步驟：(1)發(fā)現(xiàn)問題；(2)收集與此問題相關(guān)的資料(通過觀察、測(cè)量等)；(3)篩選相關(guān)資料，尋找理想的聯(lián)系和規(guī)律；(4)提出假設(shè)(一個(gè)總結(jié))，此假設(shè)應(yīng)能夠解釋已有的資料，并對(duì)進(jìn)一步需要研究問題提出建設(shè)；(5)嚴(yán)格驗(yàn)證假設(shè)；(6)根據(jù)新發(fā)現(xiàn)對(duì)假設(shè)進(jìn)行證實(shí)、修訂或否定。6.細(xì)胞內(nèi)4種主要生物大分子單體的碳骨架與功能團(tuán)各有哪些特征?哪些生物學(xué)功能?糖類化合物糖分子含C、H、O3種元素，通常3者的比例為1：2：1，一般化學(xué)通式為(CH20)n。糖類包括小分子的單糖、寡糖和多糖。從化學(xué)本質(zhì)上來說，糖類是多羥醛、多羥酮或其衍生物。天然的單糖一般都是D型，重要的單糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脫氧核糖等。重要的二糖包括蔗糖、麥芽糖、乳糖等。麥芽糖由兩分子葡萄糖單體脫水縮合形成；蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖縮合形成；乳糖由一分子葡萄糖和一分子半乳糖縮合而成。重要的多糖有淀粉、糖原、纖維素、氨基葡聚糖等，由葡萄糖單體聚合而成。糖類生物學(xué)功能：(1)作為生物體的結(jié)構(gòu)成分：植物、真菌以及細(xì)菌的細(xì)胞壁，昆蟲和甲殼類的外骨骼等；(2)作為生物體內(nèi)的主要能源物質(zhì)：生物氧化的燃料，葡萄糖和能量的貯存物質(zhì)——淀粉和糖原等；(3)生物體內(nèi)的重要中間代謝物質(zhì)：糖類通過這些中間物質(zhì)為其他生物分子如氨基酸、核苷酸以及脂肪酸等提供碳骨架；(4)作為細(xì)胞識(shí)別的信息分子：許多膜蛋白、分泌蛋白和受體蛋白都是糖蛋白，即在特定部位結(jié)合一定量的寡糖，這些糖鏈可能起信號(hào)識(shí)別的作用。脂類生物體內(nèi)的脂類是指不溶于水的物質(zhì)，包括三酰甘油、磷脂、類固醇等幾類。脂類可溶于乙醚、氯仿等非極性溶劑。中性脂肪和油都是脂肪酸與甘油經(jīng)過脫水縮合形成的脂類，由3個(gè)脂肪酸上的羧基與一分子甘油上的3個(gè)羥基分別脫水縮合形成的脂類又叫三酰甘油。三酰甘油分子中甘油的1個(gè)羥基與磷酸及其衍生物結(jié)合便構(gòu)成為磷脂，如卵磷脂(磷脂酰膽堿)、腦磷脂等；磷脂是生物膜的主要成分。類固醇也稱甾類，以環(huán)戊烷多氫菲為基礎(chǔ)，不合脂肪酸，但具有脂類性質(zhì)，也是細(xì)胞膜的重要成分。常見其他類型的脂類包括糖脂、多異戊二烯類、某些脂溶性維生素等。脂類生物學(xué)功能：(1)是生物體的能量提供者，脂肪氧化時(shí)產(chǎn)生的能量大約是糖的二倍；(2)磷脂是生物膜的主要成分；(3)參與細(xì)胞的識(shí)別，作為細(xì)胞的表面物質(zhì)，與細(xì)胞識(shí)別，種特異性和組織免疫等有密切關(guān)系；(4)某些萜類及類固醇類物質(zhì)如維生素A、D、E、K、膽酸及固醇類激素具有營(yíng)養(yǎng)、代謝及調(diào)節(jié)功能；(5)生物表面的保護(hù)層：保持體溫、水分、抗逆等。蛋白質(zhì)是重要的生物大分子，其組成單位是氨基酸。組成蛋白質(zhì)的氨基酸有20種，均為α—氨基酸。每個(gè)氨基酸的α—碳上連接一個(gè)羧基，一個(gè)氨基，一個(gè)氫原子和一個(gè)側(cè)鏈R基團(tuán)。20種氨基酸結(jié)構(gòu)的差別就在于它們的R基團(tuán)結(jié)構(gòu)的不同。根據(jù)R基團(tuán)的極性，可將其分為4大類：非極性氨基酸(8種)；極性不帶電荷氨基酸(7種)；帶負(fù)電荷氨基酸(酸性氨基酸)(2種)；帶正電荷氨基酸(堿性氨基酸)(3種)。一個(gè)氨基酸的α—氨基與另一個(gè)氨基酸的α—羧基脫水縮合形成了肽鍵，通過肽鍵相互連接而成的化合物稱為肽。蛋白質(zhì)是由多個(gè)氨基酸單體組成的生物大分子多聚體。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分為4個(gè)結(jié)構(gòu)水平，包括一級(jí)結(jié)構(gòu)、二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)指多肽鏈中氨基酸的排列順序和二硫鍵的位置。在多肽鏈的含有游離氨基的一端稱為肽鏈的氨基端或N端，而含有游離羧基的一端稱為肽鏈的羧基端或C端。蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈骨架盤繞折疊所形成的有規(guī)律性的結(jié)構(gòu)單元。最基本的二級(jí)結(jié)構(gòu)單元類型有α—螺旋、β—折疊、β—轉(zhuǎn)角和自由回轉(zhuǎn)。蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是整個(gè)多肽鏈的三維構(gòu)象，它是在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，多肽鏈進(jìn)一步折疊卷曲形成復(fù)雜的球狀分子結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)指具有獨(dú)立的三級(jí)結(jié)構(gòu)的數(shù)條多肽鏈相互聚集而成的復(fù)合體。在具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)中，每一條具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的膚鏈稱為亞基。四級(jí)結(jié)構(gòu)涉及亞基在整個(gè)分子中的空間排布以及亞基之間的相互關(guān)系。亞基本身不具有生物活性。按照功能，蛋白質(zhì)可分為：(1)結(jié)構(gòu)蛋白：生物結(jié)構(gòu)成分，如膠原蛋白、角蛋白等(2)伸縮蛋白：收縮與運(yùn)動(dòng)，如肌纖維中的肌球蛋白等；(3)防御蛋白：如免疫球蛋白、金屬硫蛋白等；(4)貯存蛋白：貯存氨基酸和離子等，如酪蛋白、卵清蛋白、載鐵蛋白等；(5)運(yùn)輸?shù)鞍祝哼\(yùn)輸功能，如血液中運(yùn)送O2與CO2的血紅蛋白和運(yùn)送脂質(zhì)的脂蛋白；控制離子進(jìn)出的離子泵等，(6)激素蛋白：調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝、生長(zhǎng)分化等，如生長(zhǎng)激素；(7)信號(hào)蛋白：接受與傳遞信號(hào)，如受體蛋白等；(8)酶：催化功能，包括參與生命活動(dòng)的大多數(shù)酶。核酸核酸可分為DNA和RNA兩大類。除病毒外，所有生物細(xì)胞都含有這兩類核酸。核酸是由核苷酸單體連接形成的大分子多聚體。每一個(gè)核昔酸單體由3部分組成：戊糖、磷酸和含氮堿基。堿基包括腺嘌呤、鳥嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和尿嘧啶5種。組成DNA的堿基中有胸腺嘧啶、RNA中有尿嘧啶，兩者均有腺嘌呤、鳥嘌呤和胞嘧啶；一個(gè)核苷酸單體戊糖第5位碳的磷酸根與另一個(gè)核苷酸單體戊糖第3位碳相連，形成3’，5’—磷酸二酯鍵，如此重復(fù)連接形成核酸鏈的磷酸戊糖基本骨架，構(gòu)成DNA分子的為D—2—脫氧核糖，構(gòu)成RNA的為核糖。堿基則與骨架上戊糖的第1位碳相連。DNA分子是由兩條脫氧核糖核酸長(zhǎng)鏈以堿基相互配對(duì)連接而成的螺旋狀雙鏈分子。RNA分子多是單鏈分子，有局部的堿基配對(duì)所形成的雙鏈，這樣雙鏈和單鏈相間形成“發(fā)夾結(jié)構(gòu)”。根據(jù)功能的不同RNA分為信使RNA(mRNA)、轉(zhuǎn)移RNA(tRNA)和核糖體RNA(rRNA)。核酸生物學(xué)功能主要有：貯存遺傳信息，控制蛋白質(zhì)的合成，從而控制細(xì)胞和生物體的生命過程。7．舉例說明蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)對(duì)于其功能具有決定性的作用。各種生物大分子主要有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與其功能有著密切的關(guān)系。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(duì)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)使得其特定的功能立即發(fā)生變化。例如瘋牛病(牛海綿狀腦病，即BSE)和新型克雅氏病的發(fā)病與朊蛋白(抗蛋白酶?jìng)魅拘砸蜃?的變異有關(guān)。其實(shí)，人體內(nèi)都存在朊蛋白，但由于感染了變異的朊蛋白等原因．使得正常的朊蛋白的結(jié)構(gòu)由螺旋型變形為片狀。結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化的朊蛋白聚合起來，逐漸在腦中沉積為蛋白質(zhì)分解酶不能分解的斑塊。4．試從生命特征的不同方面說明細(xì)胞是生命的基本單位。從生命的層次上看，細(xì)胞是具有完整生命力的最簡(jiǎn)單的物質(zhì)集合形式；細(xì)胞是生物體進(jìn)行新陳代謝的功能體系，作為一個(gè)外放系統(tǒng)，細(xì)胞不斷與環(huán)境交換著物質(zhì)與能量；細(xì)胞是生物體生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ)，盡管數(shù)目眾多的各種細(xì)腦形態(tài)和功能各個(gè)相同，它們都是由同一個(gè)受精卵分裂和分化而來的；細(xì)胞還是生物繁殖和遺傳的基礎(chǔ)，因?yàn)樯锏姆敝撑c遺傳離不開細(xì)胞分裂；不同組織細(xì)胞在信息傳遞過程中表現(xiàn)出分工合作的相互關(guān)系，各種精細(xì)的分工和巧妙的配合使復(fù)雜多細(xì)胞生物的各種代謝活動(dòng)有序地進(jìn)行10．物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸分為被動(dòng)運(yùn)輸和主動(dòng)運(yùn)輸，其主要差別是什么?主動(dòng)運(yùn)輸是指由細(xì)胞供給能量，將某種物質(zhì)分子從膜的低濃度一側(cè)移向高濃度一側(cè)的過程。自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散都屬于被動(dòng)運(yùn)輸，其特點(diǎn)是物質(zhì)分子進(jìn)行順濃度梯度的移動(dòng)，所需要的能量自高濃度溶液本身所包含的位能，不需要另外供給能量。生物代謝的本質(zhì)是什么?生物代謝就是發(fā)生在生物體內(nèi)的由酶控制的全部化學(xué)反應(yīng)和能量的轉(zhuǎn)化過程13．為什么生物信息學(xué)、功能基因組學(xué)利蛋白質(zhì)組學(xué)逐漸成為后基因組時(shí)代的前沿領(lǐng)域?人類基因組計(jì)劃的目標(biāo)是獲得遺傳圖、轉(zhuǎn)錄圖、物理圖和全序列圖，但僅僅靠一張張繪制著生命藍(lán)圖的DNA序列圖，并不能完全解開生命的奧秘，有些工作還需要蛋白質(zhì)組學(xué)才能完成，如基因在生命周期的哪個(gè)時(shí)