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1、第第 1 章章绪论:生物界与生物学绪论:生物界与生物学1.生物体细胞作为基本单位的组构,有哪些重要的特点?答:细胞是除病毒外的生命体结构和功能的基本单位,其重要特点有:(1)细胞质膜将细胞与环境分隔开来,使细胞能够选择性地与外界环境进行物质与能量的交换。(2)细胞中含有多种有机分子,其中生物大分子(核酸、蛋白质、多糖、脂质)使细胞成为一个高度有序的系统,可完成生命活动所需的全部新陈代谢。(3)细胞具备新陈代谢系统及稳态调控机制,使机体的生长、繁殖等生命活动能够精确地被调控。(4)细胞高度分化后具有特定的功能,能更好地完成生物体的生命活动。(5)除病毒外的生物体可由一个或多个细胞组成,多细胞生物
2、体中有许多不同类型的细胞,它们各自有特定的形态和功能,又具有统一的结构模式。2.为什么说生物体是一个开放系统?答:生物体是一个开放系统的原因在于所有生物都要从外部获取自由能来驱动其体内的生化反应,而生物体与环境相互作用,使物质周而复始地循环,能量永不停息地流动。(1)自养生物以光能为能量来源,利用简单的原料合成自身复杂的有机物。(2)异养生物以食物(其他生物合成的有机物质)分解所产生的化学能为能量来源,并将分解产生的小分子作为合成自身生物大分子的原料。总之,生物体和细胞需要与周围环境不断进行物质交换和能量流动,所以说生物体是一个开放的系统。3.三叶草-蝴蝶-蜻蜓-蛙-蛇-鹰是一种常见的食物链,
3、但其中没有分解者,试将分解者以适当方式加到这个食物链中。答:分解者加入的位置如图 1-1 所示。4.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?答:分子生物学对生物界统一性的认识包括:(1)所有生物的细胞都是由相同的组分(如核酸、蛋白质、多糖等)构建的。(2)所有的蛋白质都由 20 种氨基酸以肽键的方式连接而成。(3)所有生物的遗传物质都是核酸,即DNA 或 RNA。所有DNA 分子的结构都是相同的,即由 4 种核苷酸以磷酸二酯键的方式连接形成长链,2 条反向平行互补的长链形成DNA 双螺旋分子;DNA 长链的核苷酸序列决定了蛋白质长链上氨基酸的序列,即决定了各种不同蛋白质的功
4、能,进而调控生物代谢、生长、发育与生命机能运作。(4)在所有的生物中,遗传信息的传递方向和使用的遗传密码都是相同的。这些事实证明所有生物有一个共同的起源,整个生物界是由此产生的一个多分支的物种进化系谱。5.怎样理解科学是一项具有自我修正机制的社会活动?答:科学是一项具有自我修正机制的社会活动,表现在科学的研究方法以及思想、理论的科学性上。各种科学研究的方法有相同的关键要素:观察、提问、假说、预测和检验,它们是环环相扣的。(1)观察是对自然有目的的考察和审视;(2)问题的提出是基于观察中发现的事实;(3)某种设想或假说的提出是对问题作出的可能解释;(4)预测是根据假说,通过推测和类推的方法得到的
5、;(5)最后根据预测设计实验,在进一步的观察和实验中检验假说。科学方法的各个关键要素是基于事实、符合逻辑的,且科学中任何思想、假说、理论都必须是可以检验的,图1-122222222226126222实践(包括观察和实验)是检验真理的标准。所以科学是一项具有自我修正机制的社会活动。6.为什么说地球上的生态系统是目前使人类生存的地球表层环境得以维持的支持系统?答:地球表面成为适宜人类生存的环境,是地球生物和环境37 亿年协同进化的结果,主要表现在:(1)由于生态系统的作用,大气中的 CO 浓度恰好使地表温度适合生物生存,没有让地表液态水过度蒸发,进而为生物维持了一个适合生存的液态水圈。(2)由于生
6、态系统的作用,大气中含有足够的分子态氧,使得:人类的呼吸得到保证;岩石风化产生生命所需的矿物质;臭氧层形成,保护地表生命免于宇宙紫外线辐射;大多数陨石在到达地表之前燃烧掉。(3)生命活动的进行产生了储存在地下的煤、石油和天然气,为人类活动提供能量。要维持以上这些环境状态,仍然需要依靠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使目前人类生存的地球表层环境得以维持的支持系统。第第 1 篇篇细胞细胞第第 2 章章生命的化学基础生命的化学基础1.动物是由于氧气(O2)氧化糖(C H O)产生CO 和 H O 而获得能量。假设你想知道所产生的CO 中的氧是来自于糖还是氧气,试设计一个18O
7、作为示踪原子的实验来回答你的问题。答:自然界中的氧元素含有三种同位素,即16O、17O 和18O。其中18O 是一种稳定的同位素,常作为示踪原子用于化学反应机理的研究。实验设计如下:(1)实验组:用18O 作为示踪原子标记糖并供给动物的有氧呼吸,质谱分析检测生成物CO 的放射性,如果 CO 中的氧具有放射性说明CO 中的氧是来自于糖。(2)对照组:用18O 标记O2作为对照实验,同样分析检测CO 是否具有放射性,如果有放射性,则说明CO 中的氧是来自于O;如果CO 没有放射性,则进一步表明CO 中的氧来自糖而并非来自O。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
8、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?答:这种观点是错误的。我的观点如下:(1)化合物都是由元素组成,原子的化学特性取决于最外层的电子数。电子的得失或共用,即化学键的形成决定了化合物的形成。(2)不同化合物具有不同的性质,工农业所产生的化学废料会对人类的健康以及动植物的生长发育产生不良的影响,同时还会干扰自然界的物质循环,对地球物质化学循环产生深远的影响。(3)经过工业生产之后产生的化学废料,其存在的形式会发生变化,例如重金属在矿石里存在时基本对环境无害,但经过工农业生产后其稳定的形式发生改变,极易排放到环境中,对水体造成严重污染。3.兔子吃的草中有叶黄素,但叶黄素仅在兔子的
9、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?答:叶黄素发生选择性积累的原因是叶黄素的溶解性特性。叶黄素是脂溶性色素,不溶于水但溶于油脂和脂肪等有机溶剂。叶黄素被吸收后易在脂肪等非极性组织器官中积累,而肌肉中易积累的是水溶性色素。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?答:(1)人体的消化道中没有纤维素酶故人体不能消化纤维素。但牛能消化纤维素是因为牛的胃中寄生着一种特殊的微生物瘤胃微生物,它含有能分解纤维素的酶,能使纤维素水解产生纤维二糖,
10、纤维二糖再进一步水解形成葡萄糖。(2)纤维素是牛的主要食物,如果用抗生素将牛胃中所有的微生物都消灭掉,牛将不能消化纤维素从而导致牛缺乏营养物质甚至死亡。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 代表多肽的氨基端):丙-亮-天冬-酪-缬-亮酪-缬-亮N-甘-脯-亮天冬-酪-缬-亮N-甘-脯-亮-丙-亮试推测此多肽的一级结构。答:(1)由题意可知蛋白质的 N 末端氨基酸残基是甘氨酸。(2)此多肽被 3 种不同的酶消化后,多肽链断裂成5 个肽段。(3)用肽段重叠法(利用两套或多套肽段的氨基酸顺序彼此间的交错重叠,拼凑出整条多肽链的氨基酸顺序)确定
11、肽段在多肽链中的次序,确定此多肽的一级结构为N-甘-脯-亮-丙-亮-天冬-酪-缬-亮。第第 3 章章细胞结构与细胞通讯细胞结构与细胞通讯1.为什么低等动物不能单纯靠细胞体积的膨大而进化为高等生物?答:细胞的大小和细胞的机能是相适应的。细胞必须通过细胞膜表面与环境发生物质交换,才能接受外界信息。(1)细胞相对表面积随着细胞体积的增大而减小,细胞与周围环境交换物质的效率也随之降低,通过扩散进行的物质分配需耗费更长的时间,食物和氧气经膜运输受到限制,从而使细胞缺少生长所需的重要的能源物质或其他重要的分子,以及代谢废物大量积累在细胞中难以排出体外,影响细胞内的代谢活动。(2)细胞核控制细胞质的结构取决
12、于核质的化学交流。细胞增大导致核质距离增加,从而使核质的化学交流效率受到抑制。因此,低等动物不能单纯靠细胞体积的膨大进化为高等生物。2.原核细胞和真核细胞的差别关键何在?答:原核细胞是在地球上出现最早的细胞,原核细胞和真核细胞的差别关键在于有无核膜、核仁等结构。(1)原核细胞只有一个拟核区,没有膜包被的细胞核。(2)真核细胞具有核膜包被的细胞核,细胞核内有核仁,细胞能分化为各个器官。3.植物一般不能运动,其细胞的结构如何适应于这种特性?答:植物通过细胞壁和叶绿体来适应其不能运动的特性。(1)细胞壁的适应植物细胞最外围的一层细胞壁具有一定的弹性和硬度,起支持、防御与保护的作用。(2)叶绿体的适应
13、植物细胞中的叶绿体含有叶绿素等色素,是植物进行光合作用的场所,光合作用为植物的生长发育提供物质和能量。4.动物能够运动,其细胞结构如何适应于这种特性?答:动物细胞通过细胞膜、细胞质和细胞核等结构来适应其能够运动的特性。(1)细胞膜由单位膜构成,参与细胞内外的物质运输,具有流动性。(2)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、溶酶体以及中心体。内质网、线粒体和高尔基体都具有膜结构,都有流动性,与物质运输相关。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?答:单细胞生物出现简单分化的细胞器,这些细胞器通过各组成成分的协调配合共同完成生命活动。生
14、物由简单进化到复杂,生物体内的细胞器数目增多并且分工越来越精细。6.动物、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?答:质膜又称细胞膜,主要由脂类和蛋白质以非共价键组合装配而成,还含有少量糖。(1)磷脂双分子层(脂双层)是质膜的基本骨架,脂双层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。脂双层具有屏障作用,膜两侧的水溶性物质不能自由通过;脂双层具有流动性。(2)蛋白质以不同方式镶嵌在脂双层中,执行生物膜的许多重要功能。参与物质运输;有的蛋白质本身就是酶或重要的电子传递体;有的蛋白质是激素或其他具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
15、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功能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统一性,加强了人类对生命现象的有序性和统一性的认识。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,试提出利用食欲肽治疗厌食症和肥胖症的可能疗法的建议。答:(1)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,发生一系列生理生化变化,影响细胞的生物学功能。细胞化学信号转导途径包括 3 个阶段:信号接受、信号转导和细胞对信号的响应。(2)食欲
16、肽属于神经肽,产生于下丘脑侧部。食欲肽刺激采食呈剂量依赖性,当动物饥饿时,食欲肽水平上升。食欲肽被注射入鼠脑后,实验组几个小时内的采食量比对照组多36 倍;食欲肽还能刺激胃酸的分泌。这个现象表明治疗厌食症可采取直接在患者体内过表达小分子的食欲肽或表达食欲肽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。第第 4 章章细胞代谢细胞代谢1.人体的细胞不会用核酸作为能源。试分析其理由。答:(1)核酸包括DNA和 RNA,在细胞内具有重要的作用。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稳定,不易分解。(2)人体
17、利用体内物质作为能源的顺序是糖类、脂类、蛋白质。若可以利用核酸作为能源,则必须利用到核酸氧化酶。在遗传过程中传递遗传信息的物质易误被氧化,使之丧失遗传信息的能力,不利于遗传的正确进行,因此在生物进化过程中不保留核酸氧化酶,因而人体不会以核酸作为能源。2.乳糖酶催化的是乳糖水解为半乳糖和葡萄糖的反应。某人进行了两项实验。第一项是用不同浓度的酶作用于10%的乳糖溶液,测定反应速率(单位时间内产生半乳糖的速率),结果如下:表 4-1第二项是用同样浓度的酶作用于不同浓度的乳糖溶液,其结果如下:表 4-2试分别解释反应速率和酶浓度与底物浓度之间的关系。(提示:以反应速率对浓度作图)答:(1)当反应体系中
18、底物的浓度一定时,酶促反应速率与酶浓度表现为正比的线性关系,反应速率随着酶浓度增加而加快(图4-1)。(2)当反应体系中酶的浓度一定时,底物浓度较低,反应速率随底物浓度的增加而加快;底物过量,酶被底物所饱和,此时反应速率不再受底物的浓度的影响,反应速率达到最大(图4-2)。261262图4-1 反应速率与酶浓度的关系图4-2 反应速率与底物浓度的关系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的透性增加,因而磷酸化与电子传递不能偶联。试说明DNP 何以使人的体重减轻。答:(1)二硝基酚(DNP)是解偶联剂,使氧化和磷酸化脱偶联
19、,氧化仍可以进行,而磷酸化不能进行。DNP 作为离子载体增大线粒体内膜对 H的通透性,消除 H梯度,使 ATP 不能生成,导致氧化释放出来的能量全部以热的形式散发。(2)DNP有减肥的作用的原因在于 DNP 阻断 ATP的合成,人体获得同等量的ATP要消耗包括脂肪在内的大量燃料分子,加速人体的新陈代谢,从而消耗更多的糖类和脂肪,使人体体重减轻。但DNP 作为减肥药物的危害在于当 P/O 接近零时,会导致生命危险。4.人体内的 NAD和 FAD是由两种 B 族维生素(烟酸和维生素 B)合成的。人对维生素的需要量极小,烟酸每天约20mg,维生素B2约1.7mg。人体所需葡萄糖的量约为这一数量的千万
20、倍。试计算每一分子葡萄糖被完全氧化时需要多少个 NAD和 FAD分子,并解释膳食中所需的维生素何以如此之少。答:(1)葡萄糖经呼吸作用被完全氧化。糖酵解途径C H O 2NAD2ADP2Pi2 丙酮酸2NADH2ATP2H O2 分子丙酮酸氧化成 CO 的净反应(形成乙酰-CoA 和三羧酸循环)22 丙酮酸8NAD2FAD2GDP2Pi4H O6CO 8NADH8H2FADH 2GTP222综上,一分子葡萄糖被完全氧化时需要 10 分子 NAD和 2 分子 FAD。(2)NAD和 FAD 分子在糖代谢中不断进行氧化还原,可以循环使用,因而合成NAD和 FAD 的两种 B族维生素(烟酸和核黄素)
21、需求量少。5.柠檬酸循环中,由琥珀酸到苹果酸的反应实际上有两步。第一步是琥珀酸脱氢变为延胡索酸:第二步是延胡索酸加水变成苹果酸:现在用菜豆的线粒体悬液研究此反应。已知此反应进行过程中能够使一种蓝色染料褪色,琥珀酸浓度越高,褪色越快。现在将线粒体、染料和不同浓度的琥珀酸(0.1mg/L,0.2mg/L,0.3mg/L)进行实验,测量溶液的颜色深度。你预期应分别得到什么结果?以颜色深度对时间作图表示。解释为什么。答:(1)预期结果如图 4-3所示。图 4-3颜色-时间关系图(2)此反应进行过程的中间产物能够使一种蓝色染料褪色,琥珀酸浓度越高,即底物浓度越高,酶促反应速率越快,产生的中间产物越多,因
22、此褪色越快,需要的时间越短。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 的溶液中,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。答:将叶绿体浸泡在pH4 的酸性溶液中,叶绿体基质摄取H并将其泵入到类囊体的腔中,使类囊体空腔中的 pH 为 4。将此叶绿体转移到pH8 的碱性溶液中,类囊体膜两侧H浓度不同,会产生H质子电化学梯度,驱使 ADP 磷酸化产生ATP。7.有一个小组用伊乐藻(Elodea)进行光合作用的实验。他们将一枝伊乐藻浸在水族箱中,计算光下该枝条放出的气泡数(氧气),以单位时间内放出的气泡
23、数作为光合速率。他们用太阳灯作为光源,移动太阳灯使与水族箱的距离不同,从而改变光强度。结果发现,当太阳灯与水族箱的距离从75cm 缩短到 45cm 时,光合强度基本无变化。只有从 45cm 移动到 15cm 这一段距离时,光合速率才随光强度的增加而增加。根据计算,当太阳灯从 75cm 处被移至 45cm 处时,照在水族箱的光强度增加了 278%。如何解释这一实验结果?小组的成员提出下列4 条可能的解释。你认为哪一条是有道理的,为什么?如何验证这种解释?a在距离大于 45cm时,光太弱,植物根本不能进行光合作用。b伊乐藻在弱光下进行光合作用较好,强光则抑制光合作用。c灯距离太近时,光已达到饱和。
24、d伊乐藻是利用室内的散射光和从窗户进来的光进行光合作用。答:(1)我认为d有道理。理由如下:实验中以枝条单位时间内放出的气泡数(氧气)作为光合速率,说明观察到的起泡数应该是净光合速率。当太阳灯从 75cm 处被移至 45cm 处时,照在水族箱的光强度增加了 278%,但光合强度基本无变化。说明虽然光照强度增加,但此时的光照强度不是限制光合强度的主要因素,最可能是由于温度较低限制了碳反应的速率,进而影响了气泡的产生量。从 45cm 移动到 15cm 这一距离时,光合速率才随光强度的增加而增加。说明随着温度的升高,光合作用增强。由此推测,由于温度过低,在75cm 处伊乐藻就已达到光饱和点;或者说伊
25、乐藻利用室内的散射光和从窗户进来的光进行光合作用时就已达到光饱和点。(2)验证实验将生长状况相同的健康伊乐藻各 1 枝分别放入 3 个相同的水族箱,水族箱分别编号为A、B、C。将A 放入有绿色安全灯的暗室内;B、C 置于有自然散射光的室内,B装置外包裹白色纱布(留下观察窗口)。控制室内温度相同。记录各装置单位时间内伊乐藻放出的气泡数。假设的实验结果应该是A 装置不放出气泡,C 装置放出气泡最快。8.热带雨林仅占地球表面积的 3%,但估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他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
26、光合作用和细胞呼吸两个方面评论这种看法。答:(1)热带雨林的光合作用强,能产生大量的O2,是生产力最大的生态系统。(2)热带雨林的呼吸作用因温度高而增强,从而消耗大量的O2。特别是晚上,植物光合作用停止,但细胞呼吸依然进行消耗O2,因此从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。第第 5 章章细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化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?答:增殖细胞的细胞周期包括分裂间期(G1期、S期和G2期)和分裂期M期(前期、中期、后期和末期)。(1)G1期:合成前期,转录大量的RNA 和合成大量的蛋白质,为S 期 DNA
27、合成作准备。(2)S 期:DNA 合成期,主要合成DNA,复制出的两个DNA 分子通过着丝点连在一起,与蛋白质结合形成 2 个姐妹染色单体。(3)G2期:有丝分裂准备期,继续进行RNA 和蛋白质的合成,为进入M 期作准备。(4)M 期:分裂期,细胞通过有丝分裂产生两个子细胞。用一种阻止DNA合成的化学试剂处理细胞,细胞将停留在S期。2.红细胞的寿命为 120 天,一个成年人平均约有 5L 血液。假定每升血液中有 500 万个红细胞,那么每秒钟需要产生多少个新的细胞才能保证血液中红细胞含量正常。答:55000000/(120246060)2.4(个)因此每秒钟需要产生 3 个新的细胞才能保证血液
28、中红细胞含量正常。3.什么时候染色体是由两个完全相同的染色单体组成的?答:DNA 在 S 期进行复制后,复制出的两个DNA 分子通过着丝粒连在一起,与蛋白质结合形成两个完全相同的姐妹染色单体,直到分裂后期着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,在动粒微管的牵引下移向细胞的两极。故在S 期到分裂后期,染色体都是由两个完全相同的染色单体组成的。4.在有丝分裂的细胞周期中,细胞先将染色体加倍,然后进行有丝分裂。结果是两个子细胞中的染色体数和母细胞中的一样。另一种可能的方式是细胞先分裂,然后在子细胞中复制染色体。这样会发生什么问题?你认为这样的细胞周期是否和你学过的细胞周期一样好?(提示:从生物进化的角度考虑)
29、答:细胞先分裂,然后在子细胞中复制染色体的分裂方式会出现的问题:不仅会导致遗传物质的流失,还无法保证染色体的平均分配,使产生的子细胞与原细胞遗传物质发生改变。遗传物质不稳定会使生物进化混乱,可能会使生物产生一系列不适合当前环境的性状,对其生存造成威胁,严重扰乱生态系统的平衡。我认为不如学过的细胞周期好。5.癌症的原因就是细胞周期失去控制,因而细胞无限制地分裂。全世界每年用于研究治疗癌症的药物方面要花费大量经费。而用于防癌的经费用少得多。生活方式的改变有助于防癌吗?预防癌症的可能途径有哪些?答:生活方式的改变有助于防癌。预防癌症的可能途径主要包括以下几种方式。(1)一级预防是通过减少或消除各种致
30、癌因素对人体产生的致癌作用,从而降低癌症的发病率,是防患于未然的预防措施。平时应注意参加体育锻炼,调整自身的低落情绪,保持旺盛的精力,从而增强机体免疫力和抗病能力;合理饮食,并注意饮水卫生,不吃霉变腐败、烧焦的食物以及熏、烤、腌、泡的食物,不饮用贮存时间较长的水,多吃新鲜蔬菜、水果和富有营养的食物,科学合理搭配饮食,防止癌从口入;不吸烟、不酗酒,养成良好的生活习惯;保护环境,避免和减少污染大气、食物和水源,防止物理、化学、寄生虫、病毒等致癌因子对人体的侵害可有效地防止癌症的发生。(2)二级预防是指对于特定高风险人群筛检癌前病变或早期肿瘤病例,利用早期发现、早期诊断和早期治疗的有效手段来降低癌症
31、病人的死亡率的措施。在平时生活中除加强体育锻炼外还应注意身体的一些不适变化并做定期体检。通过胸片拍摄、支气管镜检可以发现早期肺癌;通过B 超扫描、甲胎蛋白测定,可发现肝癌;常规阴道细胞学检查,可发现早期宫颈癌;通过食道拉网检查、纤维食道镜、胃镜、肠镜检查,可发现早期食道癌、胃癌、结肠癌等。一旦发现身体患癌症之后,必须到肿瘤专科医院就诊和治疗,树立战胜癌症的信心,通过积极配合治疗使癌症得到治愈。(3)三级预防是指对癌症患者进行治疗时,设法预防癌症复发和转移,减少并发症和后遗症,提高患者的生存率和康复率,减轻肿瘤引起的疼痛等措施。第第 2 篇篇动物的形态与功能动物的形态与功能第第 6 章章脊椎动物
32、的结构与功脊椎动物的结构与功能能1.试简述动物的多层次结构。答:动物的层次结构包括细胞、组织、器官、系统、个体。动物的多层次结构主要是指组织、器官和系统。(1)细胞是动物体的基本结构,组织是由一种或多种形态相似、结构功能相同的细胞组合而成的细胞群体,在机体中起某种特定的作用,脊椎动物体内有4 种基本组织:上皮组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织。(2)器官是由几种不同的组织按照一定的次序结合形成的有特定功能的结构,例如胃由上皮组织、肌肉组织、结缔组织和神经组织构成。(3)系统是由若干个相关的器官组成的一个能完成特定功能任务的结构,人体至少可以分为 11 个功能系统。2.哪些动物没有多层次结构?答
33、:(1)单细胞生物是由单个细胞组成。原生动物是原生生物界中较为接近动物的一类真核单细胞生物,常称为单细胞动物,没有多层次结构分化,如草履虫。与原生动物相对,一切由多细胞构成的动物,称为后生动物。从细胞结构上看,原生动物的单细胞具有一般动物细胞的基本结构:细胞质、细胞核、细胞膜、细胞器。从机能上看,原生动物细胞是一个独立完整的有机体,具有一切动物特性和生理机能,例如运动、消化、营养、呼吸、排泄、生殖、感应等,这些机能是由细胞或由细胞分化而成的细胞器来完成,如运动胞器纤毛、鞭毛;营养胞器胞口、胞咽、食物泡;感觉胞器眼点;调节体内水分的胞器收集管、伸缩泡。这些不同的细胞器在机能上与多细胞动物体的器官
34、及系统相当,它们在不同的结构水平上执行着相同的生理机能。(2)极少数原生动物是由几个以上的细胞组成的群体,但是细胞一般没有分化,或出现了初步的形态机能分化,但绝大多数群体内的单细胞个体仍然具有相对的独立性。例如盘藻的 416 个个体排列在一个平面上,每个个体都能进行营养和繁殖。(3)多孔动物(海绵)虽然也是多细胞生物,也有几种细胞,但是它的众多细胞并没有形成组织,例如其他动物都有上皮组织,多孔动物却没有。3.动物为什么必须维持体内环境的相对稳定?答:内环境是指细胞在体内直接所处的环境,除表面的几层角质化的死细胞和空气直接接触外,动物的内部细胞全部生活在内环境之中。细胞外液是存在于细胞外的体液,
35、是多细胞生物体的内环境,包括血浆、淋巴、脑脊液以及组织液等。细胞通过细胞膜直接与组织液进行物质交换,组织液又通过毛细血管壁与血浆进行物质交换,血浆在全身血管中不断流动,再通过胃、肠、肾、肺、皮肤等器官与外界进行物质交换。动物维持内环境相对稳定的原因有以下三点:(1)根据热力学第二定律,能量的每一次转化总伴随着一些可用自由能的丢失,能量以热的形式散发,任何形式的能量转化必定伴随着无序性(熵)的增加。因此生物要通过代谢将吸收的低熵物质转变为高熵物质排出体外,以维持有序性,而有序性是动物得以生存的必需条件。(2)动物体内环境的变化很小,给细胞提供了一个比较稳定的物理、化学环境,内环境的稳定是细胞进行
36、独立自由生命活动的必要条件。(3)生命活动主要表现为细胞的代谢,而细胞的代谢过程主要是酶促反应,酶促反应要求最合适的温度和pH 以及一定的底物浓度和离子浓度等,如果缺少这些条件,代谢活动就不能正常进行,细胞的生存就会出现危机。4.为什么负反馈会在维持内环境的稳定中起重要作用?答:生物内环境的稳定是维持生物生存的重要条件,机体保持它的内环境稳态的能力是其生存的条件。稳态是指正常机体在神经系统和体液以及免疫系统的调控下,使得各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态。反馈调节在维持内环境的稳态中起重要的作用。反馈指在一个系统中,将一部分控制系统输出的效果送给敏感元件来调节系统输出的过程,
37、包括正反馈和负反馈。负反馈是指一个系统产物输出量增加的信息传送到敏感元件引起这个系统的输出产物减少,它是维持内环境稳定的重要途径。具体表现在以下几方面:(1)为了维持体内水量的稳定,在体内水量过多时增加排出的水量,在体内水量过少时就相应减少排出的水量;(2)夏天体内产生的热通过出汗使体温保持相对稳定而不上升;(3)在人体内,激素的调节也是通过负反馈控制的,如各种分泌腺分泌的激素过多,会反过来调节下丘脑和垂体的功能。5.稳态与化学平衡有什么不同?答:稳态与化学平衡的不同点如下:(1)稳态是指正常机体在神经系统和体液的调节下,通过各种器官、系统的协调活动,共同维持内环境相对稳定的状态。(2)化学平
38、衡是指在一定条件下的可逆反应中,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的质量分数保持不变的状态。(3)稳态除了受底物、产物的浓度和温度、pH 等因素的影响外,还受到酶作为蛋白质特殊性质的影响;而化学平衡主要受底物、产物的浓度和温度、pH 等因素的影响。(4)稳态是一种动态的稳态,稳态的变化由细胞代谢和外界环境变化引起,调节机制是反馈调节,调节系统是神经和体液;化学平衡是动态平衡,受催化剂等影响使正反应速率和逆反应速率相同,化学平衡状态的建立只与外界条件有关,平衡移动遵循勒夏特列原理。第第 7 章章营养与消化营养与消化1.米饭中含有哪些营养素?1612答:营养素是指食物中能够被人体消化吸
39、收和利用的物质,包括水、糖类、蛋白质、脂质、维生素和矿物质6 大类。米饭的主要成分是碳水化合物,同时还含有水、蛋白质、脂质、矿质元素、维生素(主要是B 族维生素)等营养素,大米约含 75%糖类、7%8%蛋白质和 1.3%1.8%脂肪。2.馒头中含有哪些营养素?答:营养素是指食物中能够被人体消化吸收和利用的物质。包括水、糖类、蛋白质、脂质、维生素和矿物质6 大类。馒头的营养价值很高,主要营养素是糖类物质,还含有水、蛋白质、脂质、矿质元素(钙、铁、硒、钾、钠等)以及维生素(维生素B、B、B等),100g标准面粉含74.6%糖类、9.9%蛋白质和1.8%脂肪。3.蔬菜中含有蛋白质吗?答:蔬菜中含有蛋
40、白质。蛋白质按来源分可分为植物蛋白和动物蛋白,两者所含氨基酸不同。植物蛋白不含胆固醇。植物蛋白主要来源于米面类和豆类,因此蔬菜中含有蛋白质。蔬菜中含蛋白质多的有豆角类,根茎蔬菜类,某些坚果类如花生植物蛋白含量也较高。4.什么是“三高”膳食,有什么危害?答:“三高”膳食是指高热量、高脂肪、高蛋白质的食品。膳食结构不合理,导致摄入过量的热量、脂肪和蛋白质,加之运动量不足,会造成营养过剩,导致“文明病”流行,引起高血压、高血糖、高血脂、肥胖病等疾病。(1)食物热量过高机体会将多余能量转化形成脂肪,高脂肪膳食中饱和脂肪酸和胆固醇含量高,易导致心脑血管方面的疾病,引起诸如冠心病、动脉粥样硬化、心肌梗塞、
41、神经损害以及高血压等疾病。(2)脂肪过多在体内沉积,会引发肥胖症及2 型糖尿病等。(3)高脂肪膳食还可以导致对肾脏的损害。随着血脂的增高,肾脏中一氧化氮合成酶活性显著增强,超氧离子也明显增加,一氧化氮与超氧离子反应生成过氧化亚硝酸盐,这种物质对肾脏细胞有毒性作用并造成细胞的凋亡,直接导致肾小球硬化以及肾小管间质损害。(4)高蛋白膳食是毒素的来源,同时也能破坏体内的渗透平衡;还会加重肝脏和肾脏的负担,造成尿素排泄不畅,转化成尿酸,造成尿酸升高而导致痛风;高蛋白膳食还会造成骨质疏松、高脂血症,冠心病等慢性疾病的发生。(5)癌症的发生率高也与“三高”膳食摄入过多而纤维素摄入少有关。5.为了身体健康,
42、在膳食方面应该遵守哪些原则?答:合理营养是健康的物质基础,而平衡膳食是合理营养的唯一途径。中国营养学会专家根据营养学原则制定了中国居民膳食指南,提出在膳食方面应该遵守以下原则:(1)食物多样、谷类为主,粗细搭配;(2)多吃蔬菜、水果和薯类;(3)每天吃奶类、豆类或其制品;(4)常吃适量的鱼、禽、蛋、瘦肉;(5)减少烹调油的用量,少吃肥肉,吃清淡少盐的膳食;(6)食不过量,加强体育锻炼,保持健康的体重;(7)戒烟,饮酒应限量;(8)三餐分配要合理,零食要适当;(9)每天足量饮水,合理选择饮料;(10)吃新鲜清洁卫生未变质的食物。6.什么实验可以证明人从口腔吞咽进食管的食团是由于食管的蠕动向胃推移
43、的,而不是地心吸引力拉动的结果呢?答:通过将横纹肌松弛药注射到动物食管上部,观察食物是否会向胃推进的实验可以证明食物是由于食管的蠕动向胃部推移的,而不是地心引力拉动的作用。(1)口腔摄入食物后,舌头不进行搅拌,食物没有因为地心引力向胃推移。吞咽不全是随意活动,它是由神经系统控制的反射动作,需要一系列肌肉有序地收缩才能完成。(2)动物实验证明口腔中的食团经过吞咽活动被挤入食管,引起食管的蠕动,蠕动是食管出现的一种收缩波,沿食管从口腔向胃的方向移动,这种收缩波将食管中的食团向胃的方向推移。箭毒是横纹肌松弛药,注射箭毒到食管上部,食管停止蠕动,食物不会向胃推移。7.为什么胃液不消化胃壁自身呢?答:胃
44、液之所以不消化胃壁自身是因为胃黏膜的屏障作用。在胃黏膜表面有一层黏膜屏障,它是由胃黏膜上皮细胞游离面的细胞膜及相邻细胞之间紧密连接而成的脂蛋白层,胃表面呈星罗棋布的小凹,几乎占表面积的一半。胃小凹分泌胶冻样的黏液,这些黏液涂于黏膜表面,在胃黏膜屏障上形成一层厚约 0.51.0mm 的黏液-碳酸氢盐屏障。这两层屏障具有保护胃黏膜不受坚硬物质的机械性损伤、降低胃酸的酸度、减弱胃蛋白酶活性以及防止H迅速地由胃腔侵入(反弥散)黏膜内的作用。8.胃在消化过程中起哪些作用?答:胃在消化过程中的作用包括:(1)胃的消化作用唾液淀粉酶的消化唾液淀粉酶在胃中继续分解淀粉,大约有 70%的淀粉是食物团在与胃液混合
45、前被唾液淀粉酶所分解的;食物团与胃液混合后,pH 降低,唾液淀粉酶失活。胃蛋白酶的消化胃黏膜的腺体分泌胃液(壁细胞分泌HCl,主细胞分泌胃蛋白酶原),胃液中的 HCl 激活胃蛋白酶原转变为胃蛋白酶,将蛋白质分解成多肽。(2)胃贮存食物的作用食物进入胃中导致胃扩张,胃可容纳几倍于初体积的食物,食物进入胃中在胃内停留的时间为34h。(3)胃调节食糜进入小肠的速率胃扩张刺激胃体感受器产生胃蠕动,胃通过蠕动作用控制食糜进入小肠的速率,使得食物可以被小肠充分消化和吸收,避免因食物未被充分消化和吸收引起营养不良。(4)胃的内分泌功能胃黏膜细胞分泌内因子,参与维生素B12的吸收。维生素B12储于肝脏,参与红
46、细胞的形成。(5)胃的吸收作用胃不能吸收多肽和双糖但能吸收酒精,因此空腹饮酒易醉。9.哪些营养素可以在胃内吸收?答:胃几乎不吸收营养素。胃不能吸收胃蛋白酶分解蛋白质产生的多肽和唾液淀粉酶分解淀粉产生的双糖。胃仅能吸收少量水和酒精。因此空腹时饮酒,酒精很容易被胃吸收,进入血液循环。10.试述小肠在消化过程中的重要作用。答:小肠长57m,分为十二指肠、空肠、回肠三部分,是消化食物和吸收营养素的主要器官。小肠的作用如下:(1)胰、肝向小肠分泌消化液。胰、肝向小肠分泌消化液便于各种胰消化酶发挥各自的消化作用,同时肝分泌的胆汁中的胆盐参与脂肪的水解。(2)小肠的多种运动形式有利于食物的消化吸收。小肠具有
47、多种运动形式:分节运动、蠕动波、蠕动冲等,通过这些运动形式,使食糜与小肠黏膜充分接触,有利于营养素的消化、吸收。(3)小肠具有的特殊结构有利于营养素的吸收。小肠黏膜上有大量的的环形皱褶、绒毛、微绒毛等结构,增加了小肠吸收的表面积,极大地提高了小肠消化和吸收的效率。被分解成的小分子物质在小肠内停留时间最长。第第 8 章章血液与循环血液与循环1.为什么成年女人体内的水比成年男人体内的水要少一些?答:成年女人体内的水比成年男人体内的水要少一些的原因如下:脂肪中的水分含量远远低于肌肉中储藏的水分含量,在成年女性体内脂肪含量较多,而成年男性体内肌肉含量较多,因此成年女性体内的水比成年男性体内的水少,成年
48、男性体内含水量为体重的60%左右,成年女性体内含水量为体重的 50%左右。2.简述组织液在人体内的重要作用。答:细胞外液是指存在于细胞外的体液,包括组织液、血浆和淋巴等。组织液是存在于组织间隙中的体液,占体重的 16%,由血浆中的水、葡萄糖和无机盐透过毛细血管壁进入细胞间隙而形成,属于细胞生活的内环境,是组织和细胞代谢的场所,在人体内有重要作用。(1)组织液通过毛细血管壁与血浆之间进行物质交换,维持组织液中各种成分含量的相对稳定,从而使细胞获得一个稳定的生活环境。(2)组织液是血液与组织细胞间进行物质交换的媒介。3.为什么营养不良会出现水肿?答:浮肿或水肿是指组织液的病理性增加的状态,营养不良
49、性水肿又称为低蛋白血症,是一种营养缺乏的特殊表现。营养不良会出现水肿的原因:当营养不良时,机体长时间处于负氮平衡,导致血浆蛋白减少,胶体渗透压降低,出现全身性水肿。蛋白质吸收障碍、蛋白质消耗过多及蛋白质合成障碍等都会引起营养不良性水肿。4.为什么适量献血有益健康?答:适量献血有益健康。原因如下:(1)人体的血量很稳定,占体重的 7%8%,健康的成年人献血 10%左右(200400ml)不影响身体健康。献血后心脏收缩活动会加快,血管收缩,静脉的血液加速回流;组织液渗入血管补充血浆中的水分和电解质,补足血量以维持血量稳定;失血后肝会加速血浆蛋白质的合成;失血造成缺氧会刺激肾产生更多的促红细胞生成素
50、,加速红细胞的生成。(2)适量献血可以使人体造血功能更加旺盛,促使血液“年轻化”,促进更有活力的年轻细胞生成,减缓人的衰老。(3)定期适量献血还降低血液的黏稠度,加快血液的流动速度,减少冠心病等心脑血管系统疾病的发生。(4)男子献血还可以降低癌症的发病率。男子体内的铁质含量若超过正常值的10%,患癌症的机率就会提高,适量献血可排出过多的铁质,降低患癌症的风险。5.Rh 阴性妇女结婚后应该注意什么问题?答:Rh 阴性妇女结婚后应注意第二胎发生溶血性贫血的危险。Rh 阴性是指机体红细胞中无Rh 因子,与抗Rh 血清混合不发生凝集反应。Rh 阴性者如果通过输血输入Rh阳性者中的Rh 因子,血清中就会