1、生物科學(xué)發(fā)展史生物科學(xué)發(fā)展史既包括科學(xué)家對生命現(xiàn)象的研究過程，又包括科學(xué)家研究生命現(xiàn)象時(shí)所持有的不同觀點(diǎn)和態(tài)度；既包括生物學(xué)理論和方法的形成演變，又包括不同學(xué)科之間的聯(lián)系、科學(xué)與社會(huì)的相互影響。在近幾年的高考題中有關(guān)生物科學(xué)發(fā)展史中的一些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路、研究方法時(shí)有出現(xiàn)。預(yù)計(jì)今年高考理科綜合中的最后2 個(gè)生物大題有可能以生物科學(xué)發(fā)展史有背景出題?，F(xiàn)就現(xiàn)行高中生物教材中有關(guān)生物科學(xué)發(fā)展的問題進(jìn)行一次專題小節(jié)。一、生物科學(xué)發(fā)展的三個(gè)階段1. 描述性生物學(xué)階段：20 世紀(jì)以前2. 實(shí)驗(yàn)生物學(xué)階段：1900 年孟德爾遺傳規(guī)律的重新發(fā)現(xiàn)1953 年3. 分子生物學(xué)階段：1953 年DNA 分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模

2、型的建立 二、生物科學(xué)研究的方法1觀察法：生物科學(xué)研究最基本的方法，也是從客觀世界獲得原始的第一手材料的方法。觀察包括人的肉眼觀察及放大鏡、顯微鏡觀察。觀察結(jié)果必須是可以重復(fù)的。 只有重復(fù)的結(jié)果才是可檢驗(yàn)的，從而才是可靠的結(jié)果。3. 假說和實(shí)驗(yàn)：在觀察中往往會(huì)發(fā)現(xiàn)問題，為了要解釋或解決這些問題，一般是先是提出某種設(shè)想或假說，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這個(gè)設(shè)想或假設(shè)。4. 模型研究：常用的生物學(xué)模型有以下幾種：生物模型：又叫模式生物，如大腸桿菌、果蠅、小鼠等機(jī)械和電子模型：如DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)、仿生學(xué)、人工智能等抽象模型：如生態(tài)學(xué)、種群遺傳學(xué)中的數(shù)學(xué)方程等三、高中教材中提到的有關(guān)生物科學(xué)發(fā)展史問題必修本

3、第一冊1. 細(xì)胞學(xué)說：19 世紀(jì) 30 年代，德國植物學(xué)家施萊登和動(dòng)物學(xué)家施旺提出。指出細(xì)胞是一切動(dòng)植物結(jié)構(gòu)的基本單位。（P3）2. 染色質(zhì)：染色質(zhì)這個(gè)名詞最早是德國生物學(xué)家瓦爾德爾提出來的，主要是指細(xì)胞核內(nèi)容易被堿性染料染成深色的物質(zhì)，因此叫做染色質(zhì)。（P32）3. 植物細(xì)胞全能性：1958 年美國科學(xué)家斯圖爾德將胡蘿卜韌皮部的一些細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)， 由于細(xì)胞分化而最終發(fā)育成完整的新植株。（P41）4. 酶的發(fā)現(xiàn)： 1773 年意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼設(shè)計(jì)了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)說明胃具有化學(xué)性消化的作用；1836 年德國科學(xué)家施旺從胃液中提取出了消化蛋白質(zhì)的物質(zhì)（即胃蛋白酶）；1926 年美國科學(xué)家薩姆

4、納從刀豆種子中提取出脲酶的結(jié)晶并經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)脲酶是一種蛋白質(zhì)；20 世紀(jì) 80 年代美國科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA 也具有生物催化作用。（P45）5. 光合作用的發(fā)現(xiàn)：1771 年英國科學(xué)家普里斯特利通過實(shí)驗(yàn)，指出植物可以更新空氣；1864 年德國科學(xué)家薩克斯的實(shí)驗(yàn)證明了綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉；1880 年美國科學(xué)家恩格爾曼的一個(gè)巧妙實(shí)驗(yàn)證明 O2 是由葉綠體釋放出來的， 葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所；20 世紀(jì) 30 年代美國科學(xué)家魯賓和卡門的同位素標(biāo)記法實(shí)驗(yàn)證明了光合作用釋放的氧來自水。（P53）266. 溶液培養(yǎng)法：土壤中的礦質(zhì)元素是否都是植物生活所必需的，科學(xué)家通過溶

5、液培養(yǎng)法進(jìn)行了研究。溶液培養(yǎng)法是指用含有全部或部分礦質(zhì)元素的營養(yǎng)液培養(yǎng)植物的方法。（P62）7. 礦質(zhì)元素運(yùn)輸：科學(xué)家用不透水的蠟紙將柳樹莖的韌皮部和木質(zhì)部隔開，并在土壤中施用含42 K 的肥料，5h 后測得42 K 大量集中在木質(zhì)部中，從而證明根吸收的礦質(zhì)元素是通過導(dǎo)管向上運(yùn)輸?shù)?。（P63）8. 生長素的發(fā)現(xiàn)：1880 年達(dá)爾文向光性實(shí)驗(yàn)推想胚芽鞘的尖端可能會(huì)產(chǎn)生某種物質(zhì)，這種物質(zhì)在單測光下，對胚芽鞘下面的部分會(huì)產(chǎn)生某種影響；1928 年荷蘭科學(xué)家溫特的實(shí)驗(yàn)得出胚芽鞘的尖端確實(shí)產(chǎn)生了某種物質(zhì)，這種物質(zhì)從尖端運(yùn)輸?shù)较?部促使胚芽鞘下面某些部分的生長；1934 年荷蘭科學(xué)家郭葛等人從一些植物中分

6、離出了這種物質(zhì)，經(jīng)鑒定為吲哚乙酸。（P80）9. 克隆哺乳動(dòng)物：1997 年 2 月 7 日自然雜志報(bào)道，英國生物學(xué)家維爾莫特首次用羊的體細(xì)胞（乳腺細(xì)胞）成功克隆出一只小母羊，取名多利（Dolly），在此以前，我國生物學(xué)家曾用胚胎細(xì)胞作為供核細(xì)胞，培育出了克隆牛和克隆兔，但是， 多利羊在技術(shù)上的突破之處在于供核細(xì)胞是體細(xì)胞。（P101）10. 原腸胚三個(gè)胚層的發(fā)育：1929 年德國胚胎學(xué)家福格特設(shè)計(jì)一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)，用無毒的染料將瓊脂薄片染上顏色，再將薄片緊貼在早期原腸胚的表面，從而得出三個(gè)胚層的發(fā)育情況；近年來動(dòng)物胚胎學(xué)家用同位素標(biāo)記等方法研究原腸胚三個(gè)胚層的發(fā)育，同樣取得了理想的結(jié)果。（P1

7、11）必修本第二冊11. 肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：1928 年英國科學(xué)家格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)指出已經(jīng)被加熱殺死的 S 型細(xì)菌中必然含有某種轉(zhuǎn)化因子；1944 年美國科學(xué)家艾弗里及其同事的實(shí)驗(yàn)得出轉(zhuǎn)化因子就是 DNA。也就是證明了 DNA 是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。（P3）12. 噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)：1952 年赫爾希和蔡斯的大腸桿菌 T2 噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)更進(jìn)一步的證明了 DNA 是遺傳物質(zhì)。該實(shí)驗(yàn)同樣用到了同位素標(biāo)記法，該實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路是設(shè)法把 DNA 與蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)地直接地去觀察 DNA 的作用。（P4）13. DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)：1953 年美國科學(xué)家沃森和英國科學(xué)

8、家克里克共同提出了DNA 分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。1962 年沃森、克里克和維爾金斯三人共同獲得了諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。（P8）14. 遺傳密碼子的破解：1967 年科學(xué)家們破譯了全部遺傳密碼子，并且編制出了密碼子表。（P15）15. 遺傳的基本規(guī)律：奧國的遺傳學(xué)家孟德爾用豌豆做試驗(yàn)材料最先揭示了遺傳的兩個(gè) 基本規(guī)律，孟德爾成功的原因主要有四點(diǎn)：正確地選用豌豆作為試驗(yàn)材料；在性狀分析時(shí)采用了由單因素到多因素的研究方法；用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析；科學(xué)地設(shè)計(jì)了試驗(yàn)程序。（P33）16. 性別決定基因：20 世紀(jì) 90 年代以后，隨著對基因研究的進(jìn)一步深入，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，人的性別實(shí)際上是由性染色體

9、上的基因決定的。Y 染色體上的性別決定基因叫SRY 基因，正常女性的X 染色體上則沒有這個(gè)基因。（P38） 17色盲癥的發(fā)現(xiàn)：18 世紀(jì)英國著名化學(xué)家兼物理學(xué)家道爾頓是第一發(fā)現(xiàn)色盲癥的人，也是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的色盲患者。人們?yōu)榱思o(jì)念他又把色盲癥稱為道爾頓癥。（P39）18試管嬰兒：1978 年 7 月 25 日在英國一位婦女產(chǎn)出了人類歷史上第一例“試管嬰兒”， “試管嬰兒”實(shí)質(zhì)上就是“體外受精”和“胚胎移植”的產(chǎn)物。（P57） 19能量流動(dòng)的定量分析：1942 年美國生態(tài)學(xué)家林德曼對賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)進(jìn)行了定量分析，提出了能量流動(dòng)的“十分之一法則”。（P90）選修本全一冊20. 細(xì)菌 DNA 重

10、組：1973 年美國科學(xué)家科恩等將一種細(xì)菌的DNA 轉(zhuǎn)移到另一種細(xì)菌內(nèi)，使后一種細(xì)菌表現(xiàn)出這兩種細(xì)菌的性狀，第一次實(shí)現(xiàn)了不同種生物間的DNA 重組。（P3）21. 牛痘接種：1796 年英國醫(yī)生愛德華 · 詹納受擠牛奶女工的啟發(fā)進(jìn)行了一個(gè)為男孩接種牛痘的著名實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)證明接種過牛痘的人就不會(huì)感染天花。（P17）22. 葉綠體 DNA 的發(fā)現(xiàn)：1962 年科學(xué)家李斯和普蘭特等用電子顯微鏡觀察衣藻、玉米等植物葉綠體的超薄切片，發(fā)現(xiàn)在葉綠體的基質(zhì)中有長度為 20.5nm 左右的細(xì)纖維存在。用 DNA 酶處理，這種細(xì)纖維就消失。由此證明這種細(xì)纖維結(jié)構(gòu)就是葉綠體 DNA。（P41）23. 人類

11、基因組研究：20 世紀(jì) 90 年代由美國科學(xué)家首先提出“人類基因組計(jì)劃”，2000年 6 月 26 日，美國、英國、法國、德國、日本和中國的科學(xué)家宣布：“人類基因組框架草圖”的繪制工作已全部完成。我國是在 1999 年 9 月參加到這項(xiàng)研究計(jì)劃的，承擔(dān)了其中1的測序工作，也就是3 號染色體上 3000 萬個(gè)堿基對的測序工作。（P48）24. 基因工程：科學(xué)家經(jīng)過多年的努力，終于在 20 世紀(jì) 70 年代創(chuàng)立了一種能夠定向改造生物的新技術(shù)基因工程。20 世紀(jì) 80 年代以后，隨著DNA 核苷酸序列分析技術(shù)的發(fā)展，DNA 序列自動(dòng)測序儀已經(jīng)產(chǎn)生，并且可以通過一種擴(kuò)增 DNA 的新技術(shù)（即 PCR

12、技術(shù)也叫多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)），使目的基因片斷在短時(shí)間內(nèi)成百萬倍地?cái)U(kuò)增。1971 年美國的一位科學(xué)家在體外做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，用帶有半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因的噬菌體侵染患者的離體組織細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些組織細(xì)胞能夠利用半乳糖。（P4955）25. 膜生物工程：又叫人工膜技術(shù)，是生物工程的一個(gè)新的分支。這一技術(shù)是把磷脂制成微球體，包裹著酶、抗體、核酸等生物大分子或小分子藥物，運(yùn)輸?shù)交疾〔课坏募?xì)胞，通過脂質(zhì)微球體的膜與細(xì)胞膜的相互作用（包括膜相互融合，被吞噬等），把這些物質(zhì)送入細(xì)胞中，從而達(dá)到治療疾病或改變細(xì)胞代謝和遺傳特性等目的。（P62）26. 單克隆抗體：1975 年阿根廷科學(xué)家米爾斯坦和德國科學(xué)家柯勒在前人的

13、基礎(chǔ)上充分發(fā)揮想象力，設(shè)計(jì)了一個(gè)極富創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)方案，即將小鼠的骨髓瘤細(xì)胞和經(jīng)過免疫的B 淋巴細(xì)胞融合，所得的雜交瘤細(xì)胞既能大量增殖又能產(chǎn)生大量的特定抗體。1984 年這兩位科學(xué)家因此而獲諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。（P72）27. 胚胎移植與試管牛：哺乳動(dòng)物的胚胎移植技術(shù)能加快優(yōu)良種畜的繁殖速度。以優(yōu)良種牛為例，科學(xué)家們首先用激素促進(jìn)良種母牛多排卵，然后將卵細(xì)胞在試管內(nèi) 與人工采集的精子進(jìn)行體外受精，培育成胚胎，再把胚胎送入經(jīng)過激素處理的、可以接受胚胎植入的母牛子宮內(nèi)，孕成小牛產(chǎn)出，這就是試管牛。許多國家都 已成立了商業(yè)性牛胚胎移植公司，開展牛胚胎國際貿(mào)易。（P72）28. 核移植技術(shù)：20 世紀(jì)

14、70 年代我國科學(xué)家運(yùn)用核移植技術(shù)成功的解決了鯽魚和鯉魚有性雜交的難題。（P73）29. 病毒的發(fā)現(xiàn)：1892 年俄國科學(xué)家伊凡諾夫斯基發(fā)現(xiàn)，引起煙草花葉病的致病因子可以通過細(xì)菌過濾器，不久，荷蘭生物學(xué)家貝哲林克通過大量的研究發(fā)現(xiàn)，這種濾過性因子具有生物的許多特征，并推測它能夠進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行繁殖。后來人們就把這種因子稱為可過濾性的病毒，簡稱病毒。（P76）四、近幾年諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)簡介2000 年：瑞典的阿爾維德·卡爾森、美國的保羅·格林加德、埃里克·埃德爾，表彰他們在腦細(xì)胞是如何傳遞信號方面的研究成果。這使人們進(jìn)一步加深了大腦是如何工作的理解，并為治療神經(jīng)和精

15、神紊亂提供了更好的方法。2001 年：美國的利蘭·哈特韋爾、英國的蒂莫西·亨特、保羅·納斯，表彰他們發(fā)現(xiàn)在細(xì)胞裂變中的重要控制物質(zhì)，這可以使人們找到癌癥治療的新方法。2002 年：英國的約翰·勞爾斯頓和悉尼·布雷內(nèi)、美國的羅伯特·霍維茨，表彰他們在研究基因如何控制器官發(fā)育和細(xì)胞死亡過程方面所作出的貢獻(xiàn)。2003 年：美國科學(xué)家保羅·勞特布爾和英國科學(xué)家彼得·曼斯菲爾德，表彰他們在核磁共振成像技術(shù)領(lǐng)域的突破性成就。這項(xiàng)技術(shù)使人們可以詳細(xì)了解大腦和人體內(nèi)部器官的狀態(tài)。2004 年：美國科學(xué)家理查德·阿克塞爾和

16、琳達(dá)·巴克，表彰他們在人體氣味受體和嗅覺系統(tǒng)組織方式研究中作出的杰出貢獻(xiàn)。他們在研究中發(fā)現(xiàn)了包含1000 個(gè)不同基因的大型基因家族， 清楚地闡釋了人類的嗅覺系統(tǒng)是如何運(yùn)作的。這使得我們能夠理解“人類為什么能夠自覺感受到 春天紫丁香的香氣，并在任何時(shí)候都能提取出這種嗅覺上的記憶?！保ㄕ堉攸c(diǎn)關(guān)注）五、近幾年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)簡介2002 年：美國科學(xué)家約翰·芬恩、日本科學(xué)家田中耕一和瑞士科學(xué)家?guī)鞝柼?#183;維特里希。他們發(fā)明了對生物大分子進(jìn)行識別和結(jié)構(gòu)分析的方法。2003 年：美國科學(xué)家彼得·阿格雷和羅德里克·麥金農(nóng)。他們因?yàn)樵诩?xì)胞膜通道領(lǐng)域作出了“開創(chuàng)性貢獻(xiàn)

17、”而獲獎(jiǎng)。2004 年：以色列科學(xué)家阿龍·切哈諾沃、阿夫拉姆·赫什科和美國科學(xué)家歐文·羅斯。他們發(fā)現(xiàn)了泛素調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)降解（請重點(diǎn)關(guān)注）六、2004 年諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)解讀：（請重點(diǎn)閱讀其中的粗體字）獨(dú)特的花香會(huì)喚起一個(gè)人久遠(yuǎn)的美好回憶，但一種難聞的氣味也會(huì)讓人對某種食物避之唯恐不及。嗅覺不僅讓人的感受更加細(xì)致入微，而且對感知周圍環(huán)境、以至于更好地生存也起著重要作用。人能夠分辨和記憶約1 萬種不同的氣味，但人具有這種能力的基本原理是什么？2004 年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予了美國的兩位神經(jīng)科學(xué)家理查德·阿克塞爾和琳達(dá)·巴克，他們通過開拓性的

18、工作，從分子水平到細(xì)胞組構(gòu)水平，清楚地闡明了嗅覺系統(tǒng)是如何運(yùn)作的。諾貝爾基金會(huì)表示，把大獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給這兩位科學(xué)家，是因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)了包含 1000 個(gè)不同基因的大型基因家族，使我們能理解“人類為什么能感受到春天紫丁香的香氣，并在任何時(shí)候都能提取出這種嗅覺上的記憶”。嗅覺是化學(xué)刺激(嗅質(zhì))作用于嗅上皮(嗅粘膜)所引起的“氣味”感覺。嗅上皮是鼻粘膜的一部分，位于鼻腔深部。嗅上皮中存在約有 500 萬個(gè)可被嗅質(zhì)激活的神經(jīng)細(xì)胞(神經(jīng)元)嗅感受器。每個(gè)嗅感受器的頂部有 10 余根特化的纖毛，纖毛埋在覆蓋嗅上皮的黏液層中。在纖毛膜上存在特異的蛋白質(zhì)，稱為受體，當(dāng)嗅質(zhì)與這些受體結(jié)合后即使嗅感受器興奮，使之產(chǎn)生電信

19、號，這種信號沿著神經(jīng)細(xì)胞的軸突傳送至位于腦前部的嗅球，這個(gè)結(jié)構(gòu)實(shí)際上是嗅覺信息的交換站。嗅覺信號在嗅球中經(jīng)過加工后傳送至大腦中與思維過程相關(guān)的更高級中樞， 同時(shí)也傳送至產(chǎn)生情緒的腦的邊緣系統(tǒng)。人類可以感覺上萬種不同的氣味。嗅感受器是如何對如此多種嗅質(zhì)分子作出反應(yīng)是通過少數(shù)幾種可以對各種嗅質(zhì)作出反應(yīng)的非特異性受體來實(shí)現(xiàn)？還是對于各種嗅質(zhì)存在相對特異性的受體？這是嗅覺研究的基本問題。阿克塞爾和巴克正是對這一基本問題的回答作出了重大貢獻(xiàn)。理查德·阿克塞爾和琳達(dá)· 巴克并不直接研究受體本身，而是去尋找編碼受體蛋白的基因。利用分子生物學(xué)和遺傳學(xué)技術(shù)，他們發(fā)現(xiàn)小鼠約有 1000 個(gè)基因

20、(占基因總數(shù)約 3%)用來編碼嗅感受器細(xì)胞膜上的不同的特異的嗅受體。單個(gè)嗅感受器細(xì)胞通常僅表達(dá)一種受體基因。組成各類嗅受體的氨基酸鏈都具有七次跨膜的結(jié)構(gòu)。(下轉(zhuǎn)第四版)(上接第三版)在細(xì)胞外，嗅受體與嗅質(zhì)特異結(jié)合，在細(xì)胞內(nèi)，它又與GTP 結(jié)合蛋白(G 蛋白)耦聯(lián)。這些基因編碼的所有受體都是相關(guān)的蛋白，但在細(xì)節(jié)上有差異，這就是為什么它們各自被不同的嗅質(zhì)分子所激活。阿克塞爾和巴克 1991 年在細(xì)胞上發(fā)表的論文描述了這一發(fā)現(xiàn)，成為此領(lǐng)域的奠基之作。當(dāng)嗅質(zhì)和受體結(jié)合后，通過纖毛膜內(nèi)的 G 蛋白激活腺苷酸環(huán)化酶，產(chǎn)生環(huán)化腺苷酸(cAMP)，后者作為細(xì)胞內(nèi)第二信使激活纖毛膜上的離子通道。離子通道的開放使

21、纖毛膜去極化，當(dāng)去極化到一定程度，纖毛便興奮并發(fā)放神經(jīng)沖動(dòng)。同時(shí)，G 蛋白也可以通過激活磷酸酯酶，產(chǎn)生三磷酸肌醇(IP3)作為第二信使，激活離子通道以及之后的神經(jīng)興奮、沖動(dòng)發(fā)放等環(huán)節(jié)。阿克塞爾和巴克通過記錄單個(gè)嗅感受器的電信號又揭示，單個(gè)嗅感受器并非僅對一種嗅質(zhì)起反應(yīng)，而是可被幾種相關(guān)分子激活。已經(jīng)被確定的嗅質(zhì)有 50 萬種，按基本特性相近， 嗅質(zhì)可以分為若干大類。通常每一神經(jīng)元對同一類嗅質(zhì)中的幾種都敏感，每種嗅質(zhì)又可興奮相當(dāng)數(shù)量的神經(jīng)元。這種交叉組合的編碼方式是人類可辨別并記憶多達(dá) 10000 種氣味的基礎(chǔ)。阿克塞爾和巴克進(jìn)一步又確定了嗅球的組構(gòu)。嗅球有約 2000 個(gè)明確的微區(qū)域嗅小球，數(shù)

22、目差不多是嗅感受器種類的兩倍。他們發(fā)現(xiàn)，包含同種嗅受體的嗅感受器細(xì)胞的軸突聚集于嗅球中的同一嗅小球。在嗅小球中，同種嗅感受器的軸突與單個(gè)僧帽狀細(xì)胞發(fā)生聯(lián)系，而僧帽狀細(xì)胞再將嗅覺信號傳遞到大腦皮層的不同微區(qū)域。被某種嗅質(zhì)激活的幾種嗅感受器所產(chǎn)生信號最終在皮層被整合加工成與該氣味相對應(yīng)的特定模式，從而使人分辨并意識到是這種氣味。兩位科學(xué)家在嗅覺研究方面的一系列發(fā)現(xiàn)得益于他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)想和采用的技術(shù)手段。他們沒有直接尋找受 體蛋白，而是搜尋僅在鼻腔上皮表達(dá)的基因。他們的努力一開始成效甚微。阿克塞爾曾回憶道： “現(xiàn)在我知道一開始我們?yōu)槭裁词×?，這是因?yàn)樾崾荏w的種類非常多，而每一種相關(guān)基因的表達(dá)水平又很

23、低?！?當(dāng)時(shí)在阿克塞爾實(shí)驗(yàn)室當(dāng)博士后的巴克提出了三個(gè)大膽的設(shè)想，大大加速了他們的研究進(jìn)程。第一，根據(jù)其他實(shí)驗(yàn)室的 結(jié)果，嗅受體分子非常類似于眼內(nèi)光感受器細(xì)胞表達(dá)的一種分子視紫紅質(zhì)。因?yàn)橐曌霞t質(zhì)屬于 G 蛋白耦聯(lián)受體，這類受體都具有跨膜七次的特征結(jié)構(gòu)，也具有共同的保守DNA 序列。巴克便用G 蛋白耦聯(lián)受體所共有的保守序列作為探針去篩選大鼠基因庫。第二，巴克假定嗅受體成員屬于一個(gè)蛋白家族，于是她致力尋找具 有某些相似性的基因群。第三，這些基因必須只在嗅覺系統(tǒng)上皮組織中表達(dá)。這三個(gè)設(shè)想大大減少了他們的工 作量，并最終使他們成功地檢測到包含上千個(gè)嗅受體基因的新的基因群。 巴克后來回憶說：“在長久的研究

24、歷程上，我一直努力嘗試，進(jìn)行過無數(shù)次試驗(yàn)，卻沒有任何值得欣慰的發(fā)現(xiàn)。所以，當(dāng)在 1991 年發(fā)現(xiàn)了新的基因后，我簡直不敢相信這是真的！特別是這些基因以前從來都沒有人見過。它們彼此不同，但又相互聯(lián)系。這一發(fā)現(xiàn)給了我極大的成就感?！卑⒖巳麪柡桶涂怂l(fā)現(xiàn)的嗅覺系統(tǒng)的運(yùn)作方式也適用于其他感覺系統(tǒng)。信息素分子可以影響動(dòng)物的社會(huì)行為，這些分子可以被另外兩個(gè) G 蛋白耦聯(lián)受體家族所感知；舌上的味蕾同樣包含了可檢測味覺的 G 蛋白耦聯(lián)受體。在主要感覺中，視覺和聽覺研究早已成就了諾貝爾獎(jiǎng)得主。Ragnar Granit，Haldan K. Hartline 和 George Wald 因?qū)σ暰W(wǎng)膜工作原理的研究獲

25、得 1967 年諾貝爾獎(jiǎng)；David H. Hubel and Torsten N. Wiesel 因?qū)σ暺庸δ芙M構(gòu)的出色研究獲 1981 年諾貝爾獎(jiǎng)；1961 年，Georg von Bééy 因?qū)χ卸绾胃兄鎰e聲波刺激的研究獲諾貝爾獎(jiǎng)。阿克塞爾和巴克對另一種重要的特殊感覺嗅覺研究的獲獎(jiǎng)，應(yīng)該是可以期待的。七、綜合訓(xùn)練題1. 下圖是 Grove 及 Williams 等科學(xué)家在 1975 年利用 A、B 二種植物在溫室中所進(jìn)行的一組實(shí)驗(yàn)。各組實(shí)驗(yàn)的外部條件一樣(如光照、溫度等)，進(jìn)行的時(shí)間樣。柱狀圖(1)表示第 1 組實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，稱得 A 種植物的干重(去除水分后的質(zhì)

26、量)，并將此質(zhì)量沒定為 l；其余各組的柱狀圖表示的是各組實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，稱得A 種植物干重與第 1 組 A 種植物干重的比值。第 1 組：A 種植物單獨(dú)種植于盆中。第 2 組：A 種植物與 B 種植物地下部分同時(shí)種植于與第 1 組條件相同的盆中，地上部分分別位于與第 1 組條件相同的兩容器中。第 3 組：A 種植物與 B 種植物地下部分分別種植于與第 1 組條件相同的兩個(gè)盆中，地上部分則同時(shí)位于與第 1 組條件相同的容器中。第 4 組：A 種植物與B 種植物之地上部分及地下部分均同時(shí)種植于與第1 組條件相同的容器及盆中。請回答：（1） 該實(shí)驗(yàn)主要是研究生態(tài)方面的因素對A 植物生長的影響。（2） G

27、rove 及 Williams 對此實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)目的是：設(shè)置第 1 組是為了。設(shè)置第 2 組是為了研究對A 植物生長的影響程度。設(shè)置第 3 組是為了研究對A 植物生長的影響程度。（3） 當(dāng)?shù)厣吓c地下分別有相同的競爭者時(shí)，哪一種情況會(huì)對A 植物生長造成更大的不利影響？。請說明理由。2. 生物科學(xué)史上對遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)和研究的逐步深入，代表了生物學(xué)發(fā)展的各個(gè)重要階段，并取得了輝煌的成就。1865 年孟德爾發(fā)表植物雜交實(shí)驗(yàn)，提出了生物遺傳的兩個(gè)規(guī)律，首次提出了“遺傳因子”的概念，他認(rèn)為生物性狀的遺傳是由遺傳物質(zhì)遺傳因子控制的。1900 年，隨著孟德爾遺傳規(guī)律被重新提出，生物學(xué)從第一階段邁人了第二階段。2

28、000 年 6 月，美、英、法等國家的科學(xué)家向全世界公布了“人類基因工作草圖”，這項(xiàng)成就是“人類基因組計(jì)劃”研究的階段性成果。為在 21 世紀(jì)里生命科學(xué)研究向更廣闊，更縱深領(lǐng)域的發(fā)展和獲得更多的突破奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（1）20 世紀(jì)以前的生物學(xué)的研究是以描述為主的， 可以稱為 生物學(xué)階段。在這一階段（19 世紀(jì)） 最偉大的兩項(xiàng)生物學(xué)成果是創(chuàng)立了和。（2）1900 年，孟德爾規(guī)律被重新提出，標(biāo)志著生物1944 年，美國生物學(xué)家艾弗里用細(xì)菌做實(shí)驗(yàn)，第一次證明了 DNA 是遺傳物質(zhì)。1953 年，美國科學(xué)家沃森和英國科學(xué)家克里克共同提出了DNA 分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，這是 20 世紀(jì)生物科學(xué)發(fā)展最偉

29、大的成就，標(biāo)志著生物科學(xué)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新階段。學(xué)發(fā)展展到了 生物學(xué)階段。（3） DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的提出，標(biāo)志著生物學(xué)發(fā)展到了 生物學(xué)階段。（4） 參與“人類基因組”研究的國家還有，我國在此研究中承擔(dān)了 %的研究任務(wù)?！叭祟惢蚪M計(jì)劃”是為了弄清人類大約個(gè)基因的結(jié)構(gòu)與功能。目前公布的“人類基因工作草圖是指人類基因的( 結(jié)構(gòu)、功能)草圖。在新世紀(jì)里，“人類基因組計(jì)劃”研究將側(cè)重弄清人類各個(gè)基因的及相關(guān)工作。（上右圖示人類基因組草圖）3. 胚胎發(fā)育的過程受到細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)，胚胎各細(xì)胞群之間的相互作用所制約。下圖是施佩 曼的三個(gè)實(shí)驗(yàn)，請分析回答：(1) 1928 年，德國學(xué)者施佩曼做了一個(gè)實(shí)

30、驗(yàn)：他用較細(xì)的嬰兒頭發(fā)將蠑螈的受精卵結(jié)扎成兩個(gè)關(guān)球狀，其中的一個(gè)半球中含灰新月區(qū)和細(xì)胞核，另一個(gè)不含這個(gè)區(qū)帶。結(jié)果前者發(fā)育成了胚，后者則不能。即使后者含有細(xì)胞核，細(xì)胞也不能分化，只能發(fā)育成沒有一定形狀的團(tuán)塊。該實(shí)驗(yàn)說明了 。(2) 施佩曼的第二個(gè)實(shí)驗(yàn)也是將受精卵結(jié)扎，兩個(gè)半球都含灰新月區(qū)，但一個(gè)半球含有細(xì)胞核，另一個(gè)半球不含細(xì)胞核。結(jié)果有細(xì)胞核的半球能夠進(jìn)行正常的卵裂，沒有細(xì)胞核的則不能 卵裂。在 16 個(gè)或 32 個(gè)細(xì)胞的時(shí)期，他讓一個(gè)細(xì)胞核通過結(jié)扎處進(jìn)入無核的半球，結(jié)果這個(gè)半球也開始卵裂，并且發(fā)育成了正常胚胎。該實(shí)驗(yàn)說明了 ，結(jié)合你所學(xué)的知識分析其原因是 。(3) 施佩曼的第三個(gè)實(shí)驗(yàn)：將原

31、腸胚的胚孔背唇(能發(fā)育成脊索，而脊索上方的外胚層細(xì)胞則 分化成神經(jīng)組織)切下來，移植到另一個(gè)正常原腸胚的腹部。實(shí)驗(yàn)結(jié)果，移植物發(fā)育成第二條脊索，并且在移植物的上方出現(xiàn)了個(gè)雙頭怪物。該實(shí)驗(yàn)表明：在移植物的作用下，移植物周圍 的胚層 。(4) 綜合上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)，可以推斷： 。4.（8 分）水是否真能“自由”通過細(xì)胞膜？科學(xué)家開展了深入的研究。（1） 彼得·阿格雷利用純的磷脂通過一定方法制成“脂質(zhì)體”（一種只由磷脂雙分子層構(gòu)成的泡狀結(jié)構(gòu)），作為細(xì)胞模型。將“脂質(zhì)體”置于清水中，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)，脂質(zhì)體的形態(tài)、體積沒有變化，這一事實(shí)表明 。進(jìn)一步根據(jù)細(xì)胞膜的化學(xué)成份分析推測，水分子的跨膜運(yùn)輸不

32、是真正的自由，它最可能與膜上 （化合物）有關(guān)。（2） 彼得·阿格雷從人紅細(xì)胞及腎小管壁細(xì)胞的細(xì)胞膜中分離出一種分子量為28 道爾頓的膜蛋白-CHIP28，并證明它就是一種“水通道蛋白”。選擇這兩種細(xì)胞為實(shí)驗(yàn)材料的主要依據(jù)是 _。（3） 簡述證明CHIP28 確實(shí)與水分子運(yùn)輸有關(guān)的實(shí)驗(yàn)基本思路。5. 不同細(xì)胞的細(xì)胞周期長短不一。利用 3H 標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)某種細(xì)胞一段時(shí)間后再移至普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)，不同間隔時(shí)間取樣，進(jìn)行放射顯影，在顯微鏡下觀察計(jì)數(shù)，統(tǒng)計(jì)標(biāo)記取樣時(shí)期AB CDE細(xì)胞的百分?jǐn)?shù)。A：細(xì)胞核開始被標(biāo)記； B：標(biāo)記經(jīng)歷時(shí)間（h） 03 3.510.525細(xì)胞開始進(jìn)入分

33、裂期；C：50%分裂期細(xì)胞被標(biāo)記且在增加；D：50%分裂期細(xì)胞被標(biāo)記且在減少； E：標(biāo)記細(xì)胞第二次進(jìn)入分裂期)。試回答：（1） 該細(xì)胞分裂一次平均經(jīng)歷的時(shí)間為 h。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)細(xì)胞核中被標(biāo)記的物質(zhì)是 ，標(biāo)記的時(shí)期是 。（2） 皮膚癌細(xì)胞的細(xì)胞周期 （大于、小于或等于）正常皮膚生發(fā)層細(xì)胞。（3） 當(dāng)細(xì)胞完成一個(gè)細(xì)胞周期后，將可能有以下三種變化：繼續(xù)進(jìn)入下一個(gè)細(xì)胞周期；暫停分裂，但保留分裂能力；停止分裂，分化成特定功能的細(xì)胞。以下幾種特殊細(xì)胞的分裂屬于哪一類型？（填序號）癌細(xì)胞 ；效應(yīng) T 細(xì)胞 ； 記憶B 細(xì)胞 。6. 2004 年 5 月美國科學(xué)雜志刊登了一項(xiàng)“人的卵細(xì)胞可發(fā)育成囊胚”的報(bào)道，有

34、人據(jù)此推測隨著科學(xué)的發(fā)展，將來有可能培育出單倍體人。下列有關(guān)單倍體的敘述正確的是A未經(jīng)受精的卵細(xì)胞發(fā)育成的植物，一定是單倍體B含有兩個(gè)染色體組的生物體，一定不是單倍體C生物的精子或卵細(xì)胞一定都是單倍體 D含有奇數(shù)染色體組的個(gè)體一定是單倍體7. 達(dá)爾文以自然選擇學(xué)說為基礎(chǔ)的進(jìn)化論，從其誕生之日起，就受到來自非達(dá)爾文學(xué)派的質(zhì)疑 ，經(jīng)過爭鳴，達(dá)爾文的進(jìn)化論獲得了發(fā)展，許多生物學(xué)家，特別是古生物學(xué)家、遺傳學(xué)家 和分子生物學(xué)家等就各自領(lǐng)域的新發(fā)現(xiàn)，對生物進(jìn)化論進(jìn)行了新的探索。(1) 關(guān)于獲得性遺傳是進(jìn)化論上的爭論問題之一。所謂獲得是指生物在個(gè)體發(fā)育過程中，因受生活條件改變的影響而發(fā)生的適應(yīng)性變異。這種變

35、異是屬于僅由環(huán)境引起的表現(xiàn)型的定向變異。這種獲得的性狀能遺傳給后代的現(xiàn)象稱為獲得性遺傳。問題一：請依據(jù)“中心法則”對獲得性遺傳的觀點(diǎn)做出否定。(2) 下面是科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的一個(gè)實(shí)例：當(dāng)用一種酶把枯草桿菌的細(xì)胞壁去除后，在特定的生 長條件下，它們可以繼續(xù)繁殖，后代也是無壁的，并且這種狀態(tài)可以穩(wěn)定地遺傳下去。問題二：請簡要分析上例是否支持獲得性遺傳的觀點(diǎn)?。(3) 關(guān)于生物變異是否定向，是進(jìn)化論引起爭論的首要問題之一。問題三：請你用所學(xué)過的有關(guān)變異的知識來支持達(dá)爾文的觀點(diǎn)。(4) 下面的例子是有關(guān)生物變異是否定向的實(shí)例。把許多果蠅養(yǎng)在一起，讓它們可以自由交 配。同時(shí)用一定劑量的殺蟲劑 DDT 噴在一

36、片玻璃片上，把玻璃片放在養(yǎng)果蠅的瓶子中。果蠅群體一代一代地繁殖，每代群體都用DDT 處理，藥劑量逐漸增加，過了十多代以后，果蠅群體的抵抗力比原有果蠅品系增加了幾百倍。問題四：請簡要分析以上材料是否支持達(dá)爾文的觀點(diǎn)?。8. 下面是弗來明從事微生物研究的部分內(nèi)容。觀察及問題：在培養(yǎng)細(xì)菌的器皿中發(fā)現(xiàn)一種青 霉菌，在這種青霉菌的周圍沒有其它的細(xì)菌存在，為什么會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象？實(shí)驗(yàn)：在液體中培養(yǎng)青霉菌之后，實(shí)驗(yàn)觀察這種培養(yǎng)液對細(xì)菌增殖的影響結(jié)果：培養(yǎng)液使細(xì)菌增殖停止。最適合作為這個(gè)實(shí)驗(yàn)假設(shè)的是（）A青霉菌與細(xì)菌之間是共生關(guān)系B.青霉菌污染了細(xì)菌生存的環(huán)境 C青霉菌產(chǎn)生了對人類有益的物質(zhì)D.青霉菌產(chǎn)生了可以

37、抑制細(xì)菌增殖的物質(zhì)9. 科學(xué)家在進(jìn)行細(xì)胞膜化學(xué)成分的分析時(shí)，需制備較純凈的細(xì)胞膜。從真核細(xì)胞分離出純的細(xì)胞膜較為困難，因?yàn)闀?huì)有細(xì)胞內(nèi)其它膜的混雜。而哺乳動(dòng)物（或人）的成熟的紅細(xì)胞，沒有內(nèi) 膜，將其特殊處理后，造成紅細(xì)胞破裂發(fā)生溶血現(xiàn)象，再將流出細(xì)胞外的物質(zhì)沖洗掉，剩下的 結(jié)構(gòu)就是較純凈的細(xì)胞膜，在生物學(xué)上稱為“血影”。對“血影”的分析得知其化學(xué)組成如下： 蛋白質(zhì) 49%，脂類 43%，糖類 8%。有的科學(xué)家將“血影”中的脂類提取出來，使其在空氣水界面上鋪展成單分子層，所形成的薄膜面積是原來細(xì)胞整個(gè)面積的二倍。（1） 哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)其它的膜有哪些？。（2） 如何處理紅細(xì)胞才能使其發(fā)生溶血現(xiàn)象？。

38、（3） 紅細(xì)胞溶血后，溶出細(xì)胞外的物質(zhì)主要是，這種物質(zhì)的特性是，因而使紅細(xì)胞具有的功能。（4） “血影”的化學(xué)成分中的脂類主要是那一類？。它是構(gòu)成細(xì)胞膜的。（5） 脂類單分子層的面積是細(xì)胞表面積的二倍，這說明。 10科學(xué)家已經(jīng)證明密碼子是 mRNA 上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基。（1） 根據(jù)理論推測， mRNA 上的三個(gè)相鄰的堿基可以構(gòu)成 種排列方式，實(shí)際上mRNA 上決定氨基酸的密碼子共有 種。（2） 第一個(gè)被科學(xué)家破譯的是決定苯丙氨酸的密碼子：UUU。1959 年，科學(xué)家M.Nireberg和 S.Ochoa 用人工合成的只含 U 的 RNA 為模板，在一定的條件下合成了只有苯丙氨酸組

39、成的多肽，這里的一定條件應(yīng)是 。（3） 繼上述實(shí)驗(yàn)后，又有科學(xué)家用 C、U 兩種堿基相間排列的 mRNA 為模板，檢驗(yàn)一個(gè)密碼子是否含有三個(gè)堿基。如果密碼子是連續(xù)翻譯的：假如一個(gè)密碼子中含有兩個(gè)或四個(gè)堿基，則該RNA 指導(dǎo)合成的多肽鏈中應(yīng)由 種氨基酸組成。假如一個(gè)密碼子中含有三個(gè)堿基，則該 RNA 指導(dǎo)合成的多肽鏈應(yīng)由 種氨基酸組成。112002 年，我國自主完成的首批成年體細(xì)胞克隆牛在山東陸續(xù)降生?？寺∨Ｓ? 個(gè)母親，A 牛提供細(xì)胞核即供體細(xì)胞，B 牛提供去除細(xì)胞核的卵細(xì)胞即受體細(xì)胞，兩種細(xì)胞在電脈沖的刺激下融合之后，通過細(xì)胞分裂形成早期胚胎，再將這個(gè)胚胎植入C 牛子宮內(nèi)。請回答下列問題：（

40、1） 培育出的克隆牛幾乎是牛復(fù)制品。這是因?yàn)榭刂婆Ｐ誀钸z傳的物質(zhì)主要存在于中。（2） 如果多個(gè)供體細(xì)胞來自同一頭牛，培育的這些牛性狀上也不完全相同，請分析其原因在體細(xì)胞克隆技術(shù)出現(xiàn)之前，育種工作者已經(jīng)開始采用胚胎分割移植方法來盡快繁育更多的優(yōu)質(zhì)牛。這種育種技術(shù)的主要步驟是：將經(jīng)過人工受精得到的受精卵在試管內(nèi)培養(yǎng)到8 個(gè)細(xì)胞的胚胎時(shí)，進(jìn)行胚胎分割，均分為 4 份，再分別移植到多頭母牛的子宮內(nèi)發(fā)育、分娩，就能得到多頭所需要的小牛。（3） 胚胎分割移植要在受精卵培養(yǎng)到8 個(gè)細(xì)胞的卵裂期前（包括 8 個(gè)細(xì)胞）進(jìn)行，其主要原因是：。（4） 通過胚胎分割移植培育出的這些小牛，其性別表現(xiàn)為。A雌雄的可能性各

41、占 50%B全為雌性或全為雄性C全為雌性D全為雄性（5） 而通過體細(xì)胞克隆技術(shù)培育出的小牛，其性別則取決于。這樣人們就可以根據(jù)需要，有目的地控制小牛的性別。（6） 小牛出生后會(huì)跟隨它看到的第一個(gè)大的行動(dòng)目標(biāo)行走，這種行為被稱為。12肺癌在全國的發(fā)病率居腫瘤之首，小細(xì)胞肺癌是惡性程度最高的一種，上海肺瘤研究所細(xì)胞與分子免疫研究室在國內(nèi)率先研制出一種名叫“ 2F7”的靶向生物導(dǎo)彈。這種生物導(dǎo)彈是一種專門對小細(xì)胞肺癌產(chǎn)生特定靶向性的特異性單克隆抗體。注入靜脈后，會(huì)“直撲”小細(xì)胞肺癌病灶，使其攜帶的腫瘤化療藥物能“集中火力”抑制、殺滅腫瘤細(xì)胞。這預(yù)示著化療藥物有望彌補(bǔ)“良莠不分”、損害全身免疫力的缺陷

42、。（1）制備單克隆抗體的原理是。（2）制備單克隆抗體用到的動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)手段有。（3）單克隆抗體是由細(xì)胞產(chǎn)生的。（4）靜脈注入而不是口服單克隆抗體的原因是。（5）單克隆抗體與腫瘤細(xì)胞結(jié)合并發(fā)揮作用的過程屬于免疫的階段。13. 下列是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的示意圖，請回答：（1） 在結(jié)構(gòu)A 上合成物質(zhì)C 的過程中，如果需要色氨酸和丙氨酸，兩者來源有所不同，能通過氨基轉(zhuǎn)換作用產(chǎn)生的是 。（2） C、D 代表由細(xì)胞內(nèi)有關(guān)結(jié)構(gòu)合成的物質(zhì)。其中下列物質(zhì)中屬于D 類物質(zhì)的是（ ）A呼吸酶B線粒體膜的組成蛋白C胰島素D血紅蛋白（3） 在A 結(jié)構(gòu)上發(fā)生的是 過程，其中以mRNA 為模板，以 為運(yùn)輸工具，將合成物質(zhì)

43、C、D 的原料運(yùn)送到結(jié)構(gòu)A 上通過 （方式）連接起來。（4） 蛋白質(zhì)在體內(nèi)不但有生成，還有降解，保持一個(gè)平衡的過程，以保證生理活動(dòng)的順利進(jìn)行。2004 年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了以色列和美國的三位科學(xué)家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了泛素調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)降解。泛素是一個(gè)含有 76 個(gè)氨基酸的多肽，可以以共價(jià)鍵與蛋白質(zhì)結(jié)合。被泛素標(biāo)記的蛋白質(zhì)在體內(nèi)多種酶的作用下被降解，這一過程依賴ATP。請回答下列問題：控制泛素合成的基因至少有個(gè)堿基對，轉(zhuǎn)錄后的 mRNA 由核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)內(nèi)經(jīng)過了層磷脂分子。人體內(nèi)不需能量的蛋白質(zhì)降解過程發(fā)生在消化道以及細(xì)胞內(nèi)被稱為“消化系統(tǒng)”的（填一種細(xì)胞器）中。發(fā)生在消化道中的蛋白質(zhì)降解過程所需的

44、酶有。14. 據(jù)報(bào)道：我國科學(xué)家在腫瘤疫苗制備和單克隆抗體應(yīng)用研究方面又獲得重大成果：上海研制成功的一種能教會(huì)人體免疫系統(tǒng)識別并殺傷腫瘤細(xì)胞的新型“雙功能抗體制備腫瘤疫苗”， 在美國、澳大利亞等多個(gè)國家取得專利授權(quán)。這種“雙功能抗體制備腫瘤疫苗” 是采用細(xì)胞融合技術(shù)，將病人身體中的腫瘤細(xì)胞與抗原提呈細(xì)胞進(jìn)行“雜交”，制備出可廣泛應(yīng)用于惡性腫瘤治療的高免疫原性腫瘤細(xì)胞疫苗，它兼具了腫瘤疫苗和單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)。(1) 抗原提呈細(xì)胞是指能加工、處理抗原，并將抗原呈遞給相應(yīng)特異免疫淋巴細(xì)胞的一類免疫細(xì)胞。那么下列哪一種細(xì)胞屬于抗原提呈細(xì)胞（ ）A吞噬細(xì)胞 B效應(yīng)T 細(xì)胞 C記憶細(xì)胞 D效應(yīng)B 細(xì)胞(2

45、) 有人說：只要注射過一次疫苗，就會(huì)一生對此病免疫。這種說法對嗎？為什么？(3) “雙功能抗體制備腫瘤疫苗” 能教會(huì)人體免疫系統(tǒng)識別并殺傷腫瘤細(xì)胞，人體的免疫系統(tǒng)識別腫瘤細(xì)胞主要是通過細(xì)胞膜上的實(shí)現(xiàn)的。(4) 腫瘤細(xì)胞與抗原提呈細(xì)胞進(jìn)行“雜交”融合時(shí)，誘導(dǎo)劑不同于植物細(xì)胞融合的方法是。(5) 剛剛研制成功的“雙功能抗體制備腫瘤疫苗 ” 與常規(guī)治療方法相比 ， 它的優(yōu)點(diǎn)在于。152003 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了美國的兩位科學(xué)家，以表彰他們在細(xì)胞膜通道（水通道和離子通道）方面做出的貢獻(xiàn)。這兩位科學(xué)家的研究工作對徹底揭開水和離子跨膜運(yùn)輸?shù)臋C(jī)理以及疾病的治療具有重大的意義。請回答下列問題：（1） 水通道

46、和離子通道實(shí)際上是由細(xì)胞膜上 物質(zhì)形成的。（2） 物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞都要通過細(xì)胞膜，在用呼吸抑制劑處理細(xì)胞后，脂肪酸、N進(jìn)入細(xì)胞速度 會(huì) 明 顯 減 慢 的 是 。（3） 物質(zhì)通過細(xì)胞膜與膜的流動(dòng)性有密切關(guān)系，為了探究溫度對膜的流動(dòng)性的影響，有人做了下述實(shí)驗(yàn)：分別用紅色和綠色熒光劑標(biāo)記人和鼠細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)，然后讓兩個(gè)細(xì)胞在 37 條件下融合并培養(yǎng)，40 分鐘后，融合的細(xì)胞膜上紅色和綠色均勻相間分布。有人認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)密，其原因是缺少。本實(shí)驗(yàn)可以通過在相同時(shí)間后，觀察紅色和綠色熒光物質(zhì)在細(xì)胞膜上分布情況來判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果，還可以通過比較該實(shí)驗(yàn)可能得出的結(jié)論是來判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果。16下圖為 ADH(抗利尿激

47、素)對腎集合管細(xì)胞管腔膜AQP2(水通道蛋白)數(shù)量的調(diào)節(jié)機(jī)制示意圖。當(dāng)血漿 ADH 水平升高時(shí)，腎集合管細(xì)胞胞漿內(nèi) AQP2 小泡向管腔膜遷移并與之融合， 通過出胞作用，小泡膜上的AQP2 嵌入管腔膜，使管腔膜AQP2 的數(shù)量增加，從而使水滲透通透性相應(yīng)地升高，升高的幅度與血漿ADH 升高的濃度成正比。當(dāng)血漿ADH 水平降低時(shí)， 集合管細(xì)胞管腔膜出現(xiàn)胞吞作用，又形成AQP2 小泡遷移到管腔膜下的胞漿內(nèi)，此時(shí)細(xì)胞管腔膜上的AQP2 數(shù)量相應(yīng)地減少，管腔膜水滲透通透性相應(yīng)地降低。請回答：(1). ADH 對腎集合管細(xì)胞管腔膜ADP2 數(shù)量的調(diào)節(jié)主要是(填“神經(jīng)”或“體液”)調(diào)節(jié)。(2). 水通道蛋

48、白由水通道蛋白基因指導(dǎo)合成，其遺傳信息的流動(dòng)過程是：。(3). 水通道蛋白的形成以及水通道蛋白小泡的出胞作用與有關(guān)。細(xì)胞膜線粒體高爾基體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體細(xì)胞核A. B. C. D. (4). AQP2 基因突變可誘發(fā)兩種結(jié)果：腎集合管細(xì)胞生成的 AQP2 喪失水通道功能；生成的 AQP2 蛋白仍具有水通道功能，但不受ADH 的調(diào)節(jié)。則有關(guān) AQP2 基因突變的說法肯定錯(cuò)誤的是 。A. 影響ADH 對腎集合管水滲透通透性的調(diào)節(jié)B. 患者必定會(huì)出現(xiàn)尿糖C. 患者出現(xiàn)腎尿濃縮功能障礙，并持續(xù)排出大量的稀釋尿172003 年 2 月 14 日，培育出世界上第一例體細(xì)胞克隆動(dòng)物的蘇格蘭羅斯林研究所正式宣布：

49、 克隆羊“多利”死亡。此前，科學(xué)界一直流傳著克隆動(dòng)物早衰的說法。英國新科學(xué)雜志指 出，克隆動(dòng)物比普通動(dòng)物體內(nèi)缺少一種叫做調(diào)聚物的蛋白質(zhì)。這種蛋白質(zhì)能夠保護(hù)細(xì)胞內(nèi)的染 色體，控制細(xì)胞衰老的進(jìn)度。下列說法正確的是（）A“多利”的性別可以預(yù)先預(yù)測 B“多利”的染色體來自不同的親本 C體細(xì)胞克隆不遵循孟德爾遺傳定律D“多利”體內(nèi)可能缺乏合成“調(diào)聚物”的基因 18下列有關(guān)科學(xué)家對近代遺傳學(xué)發(fā)展所作出的貢獻(xiàn)的敘述，正確的是（）A. 孟德爾用豌豆雜交試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了遺傳的三個(gè)基本規(guī)律B. 艾弗里在格里菲斯的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上通過研究，首先證明了DNA 是遺傳物質(zhì)C沃森與克里克在建立DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，破譯了

50、遺傳密碼子D 摩爾根通過對果蠅性狀的研究，發(fā)現(xiàn)了基因分離規(guī)律192002 年諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者英國科學(xué)家約翰·蘇爾斯頓，發(fā)現(xiàn)了存在于高等生物細(xì)胞中 nuc-1 基因，它能編碼的蛋白質(zhì)能使DNA 降解(nuc-1 基因被稱為細(xì)胞“死亡基因”)。下列有關(guān)敘述中不正確的是（ ）A生物發(fā)育過程中，細(xì)胞的產(chǎn)生與死亡始終保持動(dòng)態(tài)平衡B如能激活細(xì)胞死亡基因，則可特異地殺死癌細(xì)胞 C蝌蚪尾的自溶現(xiàn)象是細(xì)胞程序性死亡的具體表現(xiàn) D細(xì)胞中遺傳信息表達(dá)受阻是細(xì)胞死亡的重要原因之一20. 美、英研究人員在 2002 年相繼宣布，“敲除排斥基因”的豬已經(jīng)降生。人們可望利用這種豬大量“生產(chǎn)”適用于移植手術(shù)

51、的器官。（1） 過去，如果把豬器官移植給人體，人類的免疫系統(tǒng)能識別豬細(xì)胞上的某種物質(zhì)，從而發(fā) 生強(qiáng)烈的排斥反應(yīng)。該物質(zhì)所處的位置和化學(xué)成分分別為（）A、細(xì)胞膜類脂B、細(xì)胞膜多糖C、細(xì)胞核脫氧核糖核酸D、細(xì)胞質(zhì)蛋白質(zhì)（2） 已經(jīng)清楚，存在該物質(zhì)的根本原因是豬染色體上有一對“GT”基因。形成該物質(zhì)的機(jī)理是（）注a、指導(dǎo)合成b、反應(yīng)產(chǎn)生c、調(diào)節(jié)產(chǎn)生d、分泌A、“GT”基因aB、“GT”基因a該物質(zhì)高爾基體d該物質(zhì)C、“GT”基因aD、“GT”基因a酶b激素c該物質(zhì)該物質(zhì)（3） 只有兩個(gè)“GT”基因均無功能的新個(gè)體才可供人體移植之用。目前，科學(xué)家已經(jīng)培育出一頭敲除了 1 個(gè)“GT”基因的雌豬。若敲除了

52、 1 個(gè)“GT”基因的豬可與正常的豬交配，你如何利用已經(jīng)敲除了 1 個(gè)“GT”基因的豬，得到可供人體移植之用的“敲除排斥基因”的豬？方法步驟：（4） 為了完全克服排異反應(yīng)，獲取適于移植手術(shù)的器官，請?zhí)岢鲆环N新思路。21. 豇豆對多種害蟲具有抗蟲能力，根本原因是豇豆體內(nèi)具有胰蛋白酶抑制劑基因（CpTI 基因） ?？茖W(xué)家將其轉(zhuǎn)移到水稻體內(nèi)后，卻發(fā)現(xiàn)效果不理想，主要原因是 CpTI 蛋白質(zhì)的積累量不足。經(jīng)過在體外對CpTI 基因進(jìn)行修飾后，CpTI 蛋白質(zhì)在水稻中的積累量就得到了提高。修飾和表達(dá)過程如下圖所示：（1） CpTI 基因是該基因工程中的 基因?！靶盘栯摹毙蛄屑啊皟?nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號”序列的基本

53、組成單位是，在1 過程中，首先要用酶切開，暴露出，再用DNA 連接酶連接。（2） 在該基因工程中，供體細(xì)胞是，受體細(xì)胞是。（3） 2 過程為（4） 檢測修飾后的CpTI 基因是否表達(dá)的最好方法是。（5） 有人對食用這種轉(zhuǎn)基因水稻的安全性感到擔(dān)憂。你認(rèn)為這種擔(dān)憂有道理嗎？試用已學(xué)過 的知識進(jìn)行簡要的分析說明。22. 有關(guān)免疫，存在著兩種學(xué)說：誘導(dǎo)學(xué)說和克隆選擇學(xué)說。誘導(dǎo)學(xué)說認(rèn)為，人體有很多淋巴細(xì)胞，這些細(xì)胞最初并不是分別帶有不同抗體，只有在與抗原分子接觸后，在抗原的影響下， 才分化出與抗原決定子互補(bǔ)的抗體。克隆選擇學(xué)說是現(xiàn)在比較盛行的一種學(xué)說，該學(xué)說認(rèn)為， 人體內(nèi)本來就存在著各種淋巴細(xì)胞，這些淋

54、巴細(xì)胞表面本來就帶有與某種抗原互補(bǔ)的受體，當(dāng)某種抗原侵入后，少數(shù)淋巴細(xì)胞能與抗原選擇性地結(jié)合，并恢復(fù)分裂能力，產(chǎn)生大量帶有相同抗體的淋巴細(xì)胞群。按照克隆選擇學(xué)說，如果體內(nèi)的某淋巴細(xì)胞消失或喪失其功能，就不能與某種抗原結(jié)合并發(fā)生免疫反應(yīng)。試設(shè)計(jì)一個(gè)方案進(jìn)行驗(yàn)證。要求簡要寫出實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期結(jié)果、原因。實(shí)驗(yàn)方法：實(shí)驗(yàn)步驟：預(yù)期結(jié)果： 原因：23. 初生犢牛自身免疫力低，必須到 4 周齡以后，才開始具備自身特異性免疫力。然而，初生犢牛能夠通過初乳從母體獲得這種免疫。所謂初乳，即母牛分娩后5 7 天內(nèi)所產(chǎn)生的乳， 與常乳比較其特點(diǎn)主要是：免疫球蛋白比常乳高20 25 倍。初乳中含有四種蛋白酶抑

55、制素，可保護(hù)免疫球蛋白不被消化而直接吸收。試回答如下問題：（1） 免疫球蛋白在免疫學(xué)中又被稱為 ，它們在機(jī)體中的作用是 。（2） 初生犢牛要到 4 周齡以后才具備自己產(chǎn)生免疫球蛋白的能力，是由于 。（3） 初乳中的免疫球蛋白是由母牛的 細(xì)胞中的 （細(xì)胞器）合成，并由 （細(xì)胞器）加工分泌。合成它的原料是 ，其結(jié)構(gòu)通過為 。（4） 初乳中若不存在蛋白酶抑制素，進(jìn)入消化道中的免疫球蛋白會(huì)被 分解成 。（5） 初生犢牛通過牛初乳能獲得來自母體的天然被動(dòng)免疫；長大到1 2 歲齡的小牛則要經(jīng)過肌肉或皮下注射口蹄疫弱毒苗才可以預(yù)防口蹄疫的發(fā)生，由后一種方式獲得的是人工自動(dòng)免疫。兩者的主要區(qū)別是，前者的免疫球蛋白來自 ，后者的免疫球蛋白來自 。（6） 極少數(shù)人服用初乳后出現(xiàn)過敏反應(yīng)，此時(shí)的初乳被稱為 。這種過敏反應(yīng)發(fā)生在 （初次/再次）服用初乳時(shí)。242001 年 2 月，國際水產(chǎn)界最權(quán)威的學(xué)術(shù)刊物水產(chǎn)養(yǎng)殖（Aquacncture）向世界披露：湖南師大生命科學(xué)院與湘東漁場協(xié)作，成功培育出全球首例遺傳性狀穩(wěn)定且能自然繁殖的