《普通生物学》期末考试卷 一、填空(除第6、7题每空2分外,每空1分,共50分) 1、同位素在生命科学的研究中发挥了重要作用,如Avery分别利用32P 标记DNA与 35S 标记蛋白质,证明DNA就是遗传物质;卡尔文用__14C__标记追踪,阐明了光合作用暗反应的初始过程;Meselson用同位素__15N_证明DNA就是半保留复制。如果要特异标记细胞内正在复制的DNA,应该用_3H-T_______。 2、DNA聚合酶就是DNA复制最关键的酶,它的高保真性主要依赖于它的另一种活性, 即__3’-5’外切酶活性。DNA聚合酶还靠__5’-3’外切__酶活性来清除冈崎片段上的引物。将冈崎片段连接起来的酶就是___DNA连接酶__。根据您对DNA复制的认识,DNA复制还需要解链酶与引物酶。 3、原肠胚期就是胚胎的三个胚层开始形成的时期,三个胚层形成动物的各种组织结 构:脑由_外胚层_发育而成,心脏由_中胚层_形成,肝脏由___内胚层_形成,肾脏由__中胚层_形成,颅面骨由__神经嵴__形成。 4、真核生物的基因表达调控十分精细,导致_细胞分化_,从而形成多细胞个体,多细胞动物 又称为__后生_动物。不同细胞与组织表达不同的基因,主要因为不同组织中表达不同的_转录因子_,或者不同基因的__调控序列__被选择性修饰。现在把基于染色体的修饰而不就是DNA序列的变化而引起的基因表达的差异称为_表观遗传。 5、动物的几乎所有的“门”都就是在___寒武纪__时期开始的几百万年里产生的,这叫做 __寒武纪爆发__。然而,各种动物的演化程度就是不同的,最简单的多细胞动物就是海绵动物__,几乎没有组织分化;腔肠动物的主要特征就是__只有两个胚层_,身体辐射对称;___扁形_动物开始有了中胚层, 但中胚层间没有形成体腔;以__线虫___动物为代表的一大类动物,它们的体壁中胚层与消化管内胚层之间存在空腔,称为假体腔_; 以__蚯蚓__为代表的环节动物开始有了体腔,并且身体出现_分节;_软体_动物种类繁多,仅次于节肢动物;节肢动物与人类关系密切,__昆虫__纲就是本门最大的纲,其她的类群还包括__甲壳_纲,如__虾蟹__、__多足_纲,如__蜈蚣、__蛛形__纲,如__蜘蛛_。 6、某大肠杆菌的乳糖操纵子发生突变,以至于在有乳糖而没有葡萄糖的情况下,也无法表 达代谢乳糖的酶,这种突变可能就是乳糖操纵子的启动子的突变,还可能就是抑制蛋白乳糖结合位点突变。另外一种乳糖操纵子的突变恰好相反,在甚至没有乳糖的时候,它也会表达代谢乳糖的酶,这可能就是抑制蛋白失活的突变,还可能就是__操纵基因__ 发生突变。(本题每空2分)
四川大学普通生物学试题集 第一部分：名词解释（同时注意相应的英文名词） 生物膜干扰素稳态光周期诱导光合磷酸化光敏色素 无氧呼吸 细胞呼吸 菌根 双受精 生物节律 等位基因 细胞分化 基因库 非共质体途径 内皮层 无氧呼吸 再生作用 适应 原核细胞 氧化磷酸化 底物水平的磷酸化 体液免疫形成层克隆共质体途径细胞周期 三羧酸循环 世代交替 蛰伏 基因库 内皮层 无氧呼吸 再生作用 适应 应激性 蛋白质的一级结构 原肠胚 中心法则 内起源 协同进化 成花素 光能细菌 病毒粒子 反馈调节 基因突变 细胞外消化 蛋白质的二级结构 光呼吸 春化作用 化能细菌 内吞作用 无限维管束 细胞分化 稳态 基因文库 菌根 生态位 光系统 食物链 生物多样性 环境容量 群落 二次污染物 不可再生资源 种群 质壁分离 年轮 抗原 体循环 光合作用光反应暗反应领地行为细胞克隆选择学说 达尔文自然选择学说 压力流假说 团聚体学说 内聚力学说 灾变论 大气圈 学习 血液循环 周围神经系统 腐食性营养 染色体组型 细胞骨架 酶 细胞周期 减数分裂 肺活量 有丝分裂 变态 生态金字塔 遗传漂变 基因工程 生物节律 微球体学说 本体感受器 生物钟 多倍体 拟态 渐变式进化和跳跃式进化 自然发生说 自然分类 五界系统 病毒和反病毒 原核生物和真核生物 原口动物后口动物
生态系统 生态幅 最低量定律 寄生和共栖 化学互助和拮抗 生态位 顶级群落 生物地化循环 稳态 耗散结构 生物大分子 胞饮作用 端粒 内环境 细胞内消化和细胞外消化 干细胞 反射弧 光周期 双受精 孤雌生殖 孢原细胞 缺失重复倒位易位 上位效应 抑制基因互补基因 转化 中心法则 操纵基因结构基因 遗传漂变 异地物种形成 协同进化趋同进化共进化趋异进化 人口问题 第二部分：填空题 ⒈细胞呼吸全过程可分为糖酵解、 、 和电子传递链。 ⒉细胞核包括核被膜、 、 和核仁等部分。 ⒊消化系统由消化管和 两部分组成。 4.不同物种的种群之间存在着 隔离，同一物种的种群之间存在着 隔离。 5.细胞周期包括 和 两个时期。 6.神经组织是由 细胞和 细胞组成的。 7.异养营养可分为吞噬营养和 。 8.DNA和RNA的结构单体是 。 9.消化管管壁的结构由内至外分为4层，即粘膜层、 、 和浆膜。 10.肌肉单收缩的全过程可分为３个时期，即 、 和舒张期。 11.横隔膜升降引起的呼吸动作称为 呼吸。 12.形成层细胞切向分裂，向外产生 ，向内产生 。
系统生物学：整合各种组学的信息和方法 姓名：王玉锋 学号：061023050 20世纪生物学经历了由宏观到微观的发展过程，由形态、表型的描述逐步分解、细化到生物体的各种分子及其功能的研究。70年代出现的基因工程技术极大地加速和扩展了分子生物学的发展；90年代启动的人类基因组计划是生命科学史上第一个大科学工程，开始了对生物全面、系统研究的探索；2003年已完成了人和各种模式生物体基因组的测序，第一次揭示了人类的生命密码。人类基因组计划和随后发展的各种组学技术把生物学带入了系统科学的时代。 系统生物学是在细胞、组织、器官和生物体整体水平研究结构和功能各异的各种分子及其相互作用，并通过计算生物学来定量描述和预测生物功能、表型和行为。也就是说，系统生物学是以整体性研究为特征的一种大科学。系统生物学将在基因组序列的基础上完成由生命密码到生命过程的研究，这是一个逐步整合的过程，由生物体内各种分子的鉴别及其相互作用的研究到途径、网络、模块，最终完成整个生命活动的路线图。 借助于基因组和转录组的序列、功能基因组和蛋白质组的方法，可以绘制特定有机体的转录组图、蛋白质组图、相互作用图谱、表型组图及所有转录物和蛋白的定位图。这种整合的组学信息可以帮助我们消除单种组学研究方法中带来的假阳性和假阴性，给出基因产物及其相互作用和关系的更好的功能性注释，有利于相关的生物性假设的生成。基于这些整合数据的计算学的方法可以模拟生物过程的进程。系统生物学可以被看作是个种组学方法的整合、数据的整合、生物的系统化和模型化。 系统生物学的特点： 和以往系统科学研究复杂系统相比，系统生物学的研究将更为复杂和困难。非生物的复杂系统一般由相对简单的元件组合产生复杂的功能和行为，而生物体是由大量结构和功能不同的元件组成的复杂系统，并由这些元件选择性和非线性的相互作用产生复杂的功能和行为。因此，我们要建立多层次的组学技术平台，研究和鉴别生物体内所有分子，研究其功能和相互作用，在各种技术平台产生的大量数据的基础上，通过计算生物学用数学语言定量描述和预测生物学功能和生物体表型和行为。 系统生物学也将使生物学研究发生结构性的变化。长期以来，生物学研究是在规模较小的实验室进行的，系统生物学研究将由各种组学组成的大科学工程和小型生物学实验室有机结合实施的。系统生物学研究也将在更大范围和更高层次进行学科交叉和国际合作，如人类基因组计划、人类单体型图谱计划、人类表观基因组学计划等。 系统生物学的技术平台： 系统生物学的主要技术平台为基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学、相互作用组学和表型组学等。基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学分别在DNA、mRNA、蛋白质和代谢产物水平检测和鉴别各种分子并研究其功能。相互作用组学系统研究各种分子间的相互作用，发现和鉴别分子机器、途径和网络，构建类似集成电路的生物学模块，并在研究模块的相互作用基础上绘制生物体的相互作用图谱。表型组学是生物体基因型和表型的桥梁，目前还仅在细胞水平开展表型组学研究。 计算生物学可分为知识发现和模拟分析两部分。知识发现也称为数据开采，是从系统生物学各个组学实验平台产生的大量数据和信息中发现隐含在里面的规律并形成假设。模拟分析是用计算机验证所形成的假设，并对体内、外的生物学实验进行预测，最终形成可用于各种生物学研究和预测的虚拟系统。 系统生物学的工作流程： 系统生物学的基本工作流程有这样四个阶段。首先是对选定的某一生物系统的所有组分进行了解和确定，描绘出该系统的结构，包括基因相互作用网络和代谢途径，以及细胞内和细胞间的作用机理，以此构造出一个初步的系统模型。第二步是系统地改变被研究对象的内部组成成分（如基因突变）或外部生长条件，然后观测在这些情况下系统组分或结构
第42卷第1期力学进展Vol.42No.1 2012年1月25日ADVANCES IN MECHANICS Jan.25,2012 《系统生物学—–建模,分析,模拟》书评 陆启韶 北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京100191 生命活动属于最复杂的自然界现象.近代生物学研究已从以实验观察为主的方式逐步发展为与生命体的机理性分析密切结合,并且由生物器官组织的宏观形态和表型向生物细胞和分子的微观行为和演变进行深入探讨.随着生物科学实验技术和方法的飞速进步,人们对生物大分子、基因和蛋白质、生物膜的结构和功能等的研究已经积累了相当丰富的知识.由于生命现象都是生物复杂大系统的综合行为的结果,我们必须把生物系统作为一个整体来研究,从系统论的角度进一步探讨细胞的信息、生长、发育、分化、代谢等动态过程以及生物有机体的功能,而不仅把研究重点放在单个的基因,蛋白质或者器官上.系统生物学就是这样一门研究生物系统的内部组分结构,以及在各种内、外部条件下这些组分的相互作用和演化规律的学科,是生命科学的一个前沿领域.目前重点是在分子层次上开展对生命现象(如遗传基因、蛋白质、重大疾病等)的过程和机制的研究,生物化学反应(包括蛋白质–蛋白质相互作用、DNA–蛋白质相互作用等)和生物网络(包括基因网、蛋白质相互作用网、信号转导网、代谢网等)行为在其中起着重要作用.大量的系统生物学研究对象是动态的和随机的,涉及不同的时空尺度下复杂非线性动力学与控制问题. 显然,在生物系统的研究过程中,仅仅通过实验方法很难了解其复杂行为的,特别是动力学性质,因此建立数学模型和进行计算机模拟是十分必要的.系统生物学全面综合地运用生物实验、数据整合和数学建模的研究手段,一般还需要多次反复的过程,才能取得实验结果和模型预测一致的效果.系统生物学研究充分体现了生物学与数学、物理、化学、控制、计算、以及工程等领域的学科交叉,带来了生物学的许多新概念和新方法.它不仅从广度和深度上开创了生物学研究的新纪元,而且能进一步预测和设计复杂的生命过程,为生物工程和医学发展提供了强有力的工具. 雷锦誌博士从事多年的动力系统和系统生物学的研究工作,注重问题驱动的原创思路和方法,在蛋白质折叠问题、胚胎发育信号问题、造血系统疾病、以及哈密顿动力学和微分方程可积性等方面做出较好的研究成果.他多次访问美国、加拿大和新加坡的著名大学,与Mackey M.,Glass L., Huang K.(黄克孙)和Nie Qing(聂青)等国际知名学者保持十分密切的国际交流合作关系.根据学习和科研的体会,他从2006年起在清华大学开设“系统生物学”课程,介绍系统生物学这门新兴学科的研究对象和方法.现在,他又在讲稿和研究成果的基础上对内容进行了扩展、加工和整理,完善了理论体系,在2010年由上海科学技术出版社出版了专著《系统生物学—–建模,分析,模拟》. 全书的内容共包括6章.在分子生物学中,特别是基因调控和蛋白质相互作用等生物学过程中,都可以分解为大量生物化学反应所组成的复杂系统.因在生命行为中的化学反应所涉及的分子个数通常都非常少,反应物的碰撞概率非常小,加上热力学涨落的影响,使得随机性很显著,随机过程成为描述生物化学反应的重要数学手段.该书第1章介绍生物化学反应的数学描述,包括化学主方程、化学速率方程,以及化学郎之万方程和福克–普朗克方程等,作为后面建立系统生物学的各种数学模型的基础. 从第2章到第5章将按照从小到大的尺度介绍几类生物学问题,从问题出发去介绍相关的数学分析方法.基因表达是生物系统的最基本过程,第2章主要介绍基因表达的数学描述,重点了解基因表达过程中随机性的影响.第3章介绍几种基因调控关系的数学模型的建立和分析.基因之间的相互调控是控制细胞的复杂行为和表现形态
普通生物学试题二 一．选择题 1．在人体细胞有丝分裂末期，新的细胞核形成时，最多可形成几个小的核仁，然后再汇集成一个大的核仁( ) A．5个B．10个C．46个D．23个2．溶酶体中的水解酶的最适pH约为( ) A．1.80 B．4.8 C．7.0 D．8.0 3．下列物质与细胞松驰素B的作用相反的药物是( ) A．长春花碱B．紫杉醇 C．秋水仙素D．鬼笔环肽 4．下列与真核细胞有关的叙述，不正确的是( ) A．中心粒和中心体是同源的细胞器 B．粗面型内质网上的核糖体合成的蛋白质直接运输到高尔基体进行加工、包装 C．微体在动植物细胞中都有，但种类有所不同，如乙醛酸循环体，在植物细胞中有，但动物细胞中没有 D．线粒体内膜上蛋白质的数量和种类均高于其外膜 5．上皮细胞之间的牢固连接主要是依靠下列哪一种连接方式( ) A．桥粒B．紧密连接 C．间隙连接D．胞间连丝 6．青霉素的杀菌作用的原理是( ) A．抑制核糖体的50S亚基的活性 B．抑制肽链的延伸 C．抑制细菌转肽酶的活性 D．抑制乙酰胆酯酶的活性 7．反应1：A──→B+C，△G=+20.920kJ/mol·L；反应2：C+D──→D，△G=－18.320kJ/mol·L。试问：这两个反应的K eq值( ) A．反应1的K eq值大于反应2 B．反应2的K eq值大于反应1 C．两者相等 D．无法确定8．过氧化物酶的颜色是棕色的，其原因是( ) A．含有血红素B．含有叶绿素 C．含有Cyt D．含有NAD 9．柠檬酸循环途径中，通过下列哪一项与线粒体内膜上的电子传递链连接起来( ) A．柠檬酸合成酶B．异柠檬酸脱氢酶 C．琥珀酸脱氢酶D．苹果酸脱氢酶10．在人的骨骼肌细胞中，利用肌糖原进行无氧呼吸时，将一个含有10个葡萄糖残基的肝糖原片段，经无氧呼吸后，可向肌纤维提供多少分子A TP( ) A．20个B．30个C．40个D．360个11．下列哪一种物质是天冬氨酸脱氨后的产物( ) A．丙氨酸B．α－酮戊二酸 C．草酰乙酸D．苹果酸 12．在光合作用中，合成一个葡萄糖分子需要A TP 和NADPH的数量分别是( ) A．12、12 B．18、12 C．18、18 D．3、2 13．下列与光合作用有关的说法，不正确的是( ) A．C4植物光合作用效率而在于C3植物的原因之一是光呼吸弱 B．CO2对C4植物光合作用的限制作用远大于C3植物 C．C3植物的叶肉细胞常有明显的栅栏组织和海绵组织之分，而C4植物通常不明显 D．在强光下，C4植物对光能的利用率远大于C3植物 14．在植物细胞有丝分裂末期，在赤道板位置最先形成的结构是( ) A．细胞板B．成膜体 C．细胞膜D．细胞壁 15．下列哪一种生物的细胞有丝分裂时，核膜不解体，染色体不是靠微管的牵引，而是附着在核膜上，随核膜的延伸而分开( ) A．硅藻B．绿藻C．甲藻D．苔藓16．在哺乳动物体内，下列哪一种细胞的分裂周期最短( )
第1节生物与生物学 一、选择题 1．下列不属于生命现象的是( ) A．牛吃草 B．蝌蚪长成青蛙 C．北风吹，雁南飞 D．铁生锈 2．含羞草的部分小叶受到震动后会合拢下垂，这是( ) A．生物的生长 B．生物对外界刺激做出反应 C．生物进行呼吸 D．生物的发育 3．下列选项中，不属于生物的是（） A．病毒 B．飞机 C．草履虫 D．鱼 4.下列属于生命现象的是( ) A．火山爆发 B．开水沸腾 C．雨后春笋 D．潮起潮落 5．生物体的结构是有层次的，其中最小的结构层次是（） A．细胞 B．组织 C．器官 D．系统 6．下列生物不具有细胞结构的是( ) A．衣藻B．酵母菌C．狂犬病病毒 D．大肠杆菌 7．下列属于生物共同特征的是( ) A．都能自由运动 B．都能繁殖 C．都具有反射话动 D．都生活在水中 8．“春种一粒粟，秋收万颗籽”，该诗句描述的生命现象主要体现的生物特征是( ) A．生物能够由小长大 B．生物的生活需要营养C．生物能够繁殖后代 D．生物能够适应环境 9．下列有关生物共同特征的描述不正确的是( ) A．生物的生活需要营养 B．生物都是由细胞构成的 C．生物能生长和繁殖 D．生物能对外界刺激作出反应10．获2000年度中国最高科学技术奖的科学家袁隆平的突出成就是 ( )
A．人类基因组测序 B．杂交水稻C．转基因技术 D．克隆技术
二、非选择题 1.自然界中的物体分为两大类：一类_______________，一类_____________。生物是指__________。
参考答案： 一、选择题 1-5 DBBCA 6-10 CBCBB 二、非选择题 1.生物非生物有生命的物体欢迎您的下载，资料仅供参考！
普通生物学课后习题答案 普通生物学课后习题答案 1、绪论 1、XXXX年人来说，一次抽取10%左右的血（XXXX年人一次献血XXXX年轻的血细胞，降低血液的稠度，减少冠心病等心脑血管系统疾病的发生。据《国际癌症》期刊报道，如果男子体内的铁质含量超过正常值的10%，患癌症的几率就会提高。男子通过献血排出过多的铁质，可以减少癌症的发病率。 4、微循环在体内起什么作用？ 答案：人体血液流经动脉末梢端，再流到微血管，然后汇合流入静脉，这种在微动脉和微静脉之间血管里的血液循环称为微循环。 血液和组织液之间的物质交换是通过为循环中的毛细血管进行的，微循环的基本功能是供给细胞能量和营养物质，带走代谢废物，保持内环境的稳定，保证正常的生命活动。微循环起着“第二心脏”的作用，因为仅靠心脏的收缩力是不可能将心脏内的血液输送到组织细胞的，必须有微血管再次调节供血，才能将血液灌注进入细胞。微循环同人体健康息息相关。微循环障碍如发生在神经系统，就会使脑细胞供血、供氧不足，引起头痛头晕、失眠多梦、记忆不好，甚至中风；发生在呼吸系统，就会气短、憋闷、咳嗽、哮喘，严重者呼吸骤
停；发生在消化系统，胃肠功能则减弱、紊乱，引起胃肠道疾病；其他脏器、肌肉和骨骼、关节等出现微循环障碍，都会发生病症。微循环障碍还直接影响着人的寿命。在长寿的诸多因素中，良好的微循环功能是最基本的生理条件。微循环功能良好的人身体一定健康，也必定会长寿。 9 呼吸：气体交换 1、为什么吸烟危害健康？ 答案：吸烟损坏呼吸系统的结构。吸烟引起呼吸道炎症反应，长期吸烟引起终末细支气管堵塞和肺泡破裂，引起慢性肺气肿。 吸烟产生的烟气危害人体健康。依据烟气对人体的影响，可将烟气分为三类：（1）刺激性化合物，主要有氰化氢、甲醛、丙烯醛等。（2）全身性有害毒物，如尼古丁、CO和烟碱。（3）苯并芘、苯并蒽等致癌物质。吸烟使血红蛋白及血中游离CO含量增加，CO使大脑组织常处于缺氧状态，影响脑的高级功能。吸烟后血中尼古丁含量增加刺激主动脉和颈动脉化学感受器引起动脉压（收缩压和舒张压）暂时反射性上升，心率增高，增加了心血管系统的负担，是促使心肌梗塞和突然死亡的重要原因。烟碱能使吸烟者神经冲动发生紊乱，损害神经系统，使人记忆力衰退，过早衰老。吸烟导致肺癌。烟草中含有许多致癌物以及能够降低机体排除异物能力的纤毛毒物质。这些毒物负载香烟烟雾的微小颗粒上，到达肺泡并在那里沉积，彼此强化，大
第1节生物与生物学 一、教学目标： 1.知识目标 概述生物和生物学的概念，举例说出生物的生命现象和基本特征，说出生物、生物学与生活、生产的关系，了解生物学的发展前景。 2.能力目标 初步学会图文分析，能通过观察图片信息分析归纳生物的基本特征，查阅相关资料，了解生物和生物学在人类生活、生产、医疗卫生等领域中的应用。 3.情感态度与价值观目标 激发学生学习生物学的兴趣，引导学生初步养成关注周围的生物，关注生活、生产、社会中生物学的良好习惯，初步形成图文分析、举例说明、发现问题等生物科学素养。 二、教学重点： 认识生物的基本特征，了解生物学的研究内容。 三、教学难点： 了解生物学的研究内容。 四、教学过程： 教师活动学生活动 多媒体展示图片： 世界是如此的神奇和美妙！在自然界里，我们可以观察到蚂蚁觅食、大雁南飞、春芽吐绿、蜜蜂采蜜、葵花向阳、小鸟的筑巢和觅食等生命现象。观察蚂蚁觅食、大雁南飞、春芽吐绿、蜜蜂采蜜、葵花向阳、小鸟筑巢和觅食图片，感知自
你能举例说出自然界中生物的生命现象吗？ 生物学就是研究生命现象和生命活动规律的科学。在研究生命现象的过程中，需要一把开启生命王国大门的钥匙，这把钥匙就是观察和实验，而科学探究则是探索生命王国的重要途径。本节课，我们首先来学习生物与生物学。然界中的生命现象。 举例说出自然界中常见的生命现象，如蚂蚁搬家、燕子衔泥、孔雀开屏等。 一、生物的概念 什么是生物？你能尝试用自己的语言描述生物的概念吗？ 小结：生物是有生命的物体。 思考：熊猫玩具是生物吗？机器人是生物吗？ 活动：火眼金睛辨识生物和非生物 多媒体展示图片：白头叶猴、手上的细菌、水蚤、蘑菇、落叶、蝉蜕后的壳 创设情境，让学生分析：举例说出动物、植物、微生物都是生物。说出生物是有生命的物体。说出机器人和熊猫玩具都不是生物。 观察图片，思考、说出白头叶猴、手上的细菌、水蚤、蘑菇是生物；落叶和蝉蜕的壳是非生物。 二、生物的基本特征 观察图片，说出生物能
系统生物学 摘要：现代系统生物学是一门新兴的，整在不断发展的交叉学科。依据Hood的定义:系统生物学是研究生物系统中所有组成成分（基因、mRNA、蛋白质等）的构成，以及在特定条件下这些组分间的相互关系的学科。本文主要是就系统生物学的起源，方法进行说明。 关键词：系统生物学模型分析 作为人类基因组计划的发起人之一，美国科学家莱诺伊·胡德（Leroy Hood）也是系统生物学的组学（omics）生物技术开创者之一。依据Hood的定义:系统生物学是研究生物系统中所有组成成分（基因、mRNA、蛋白质等）的构成，以及在特定条件下这些组分间的相互关系的学科。也就是说，系统生物学不同于以往的实验生物学——仅关心个别的基因和蛋白质，它要研究所有的基因、所有的蛋白质以及组分间的所有相互关系。正是在基因组学、蛋白质组学、代谢组学和信号转导系统等生物系统科学的发展的基础上，孕育了系统生物学。反之，系统生物学的诞生进一步提升了后基因组时代的生命科学研究能力。 系统生物学的工作流程主要分为四步： （1）对选定的某一生物系统的所有组分进行了解和确定，描述出该系统的结构，包括基因相互作用网络和代谢途径，以及细胞内和细胞间的作用机理等，以此构造出一个初步的系统模型。 （2）系统地改变研究对象的内部组分（如基因突变）或外部生长条件，然后观测在这些情况下系统组分或结构所发生的相应变化，包括基因表达、蛋白质表达和相互作用、代谢途径等的变化，并把得到的有关信息进行整合（系统与层级）。 （3）模型上述现象并求解、机理分析与预测，把通过实验得到的数据与根据模型预测的情况进行比较，并对初始模型进行修正。 （4）根据修正后的模型的预测或假设，设定和实施新的改变系统状态的实验，重复第二步和第三步，不断地通过实验数据对模型进行修正和精练。 系统生物学的目标是得到一个理想的模型，使其机理分析与理论对于现象的预测能够反映出生物系统的真实性。 系统生物学的主要手段就是建模，但它不同于以往的生物数学的建模，而是对于生物系统的建模，是整合目标下的建模。也就是，即要对于每个生物层次的各个生物系统建立模型，而且还要将不同层次的系统之间的关联结构建模。如果将不同系统的集合称为系统簇的话，系统生物学将对生物系统的这个簇结构建模。 对于不同的研究对象，我们也要选择不同的建模方法，我也对一些系统生物学模型作了一些了解，我主要了解了以下三种模型： （1)结构主义建模方法，它是注重系统的结构分析，建立结构的专业模型并且通过对数学结构的对应建立系统的数学模型。 （2)系统的动力学模型，其主要作用是对生物系统行为的预测。动力学的数学模型方法很多，连续的微分方程组和代数方程组，离散的迭代格式、布尔方程组，随机的马氏过程和随机微分方程组等等。动力系统模型求解，特别对于高维问题，通常使用定性分析与计算模拟，可以确定系统状态的动态变化，例如稳定的吸引子、周期和混沌吸引子等等。这些动态解表示了系统长时间的发展趋势，对于生物系统有主要的预测意义。同时，不同状态下的网络的静态结构的差异，有助于从结构角度理解生物系统不同状态的区分方法。例如正常细胞的基因网络与疾病状态的基因网络结构特征的稳定的差别，可以帮助发觉关键基因和区别两类细胞，往往可以用于医学诊断。 （3)正向建模与逆向建模。正向建模是通过集成各个独立的关联性实验数据（数据量小）构建网络，包括从文献和数据库查找相应的数据。这种方法适合于网络基本已经构建，需要
《普通生物学》期末考试卷 一、填空（除第6、7题每空2分外，每空1分，共50分） 1、同位素在生命科学的研究中发挥了重要作用，如Avery分别利用32P 标记DNA 和35S 标记蛋白质，证明DNA是遗传物质；卡尔文用__14C__标记追踪，阐明了光合作用暗反应的初始过程；Meselson用同位素__15N_证明DNA是半保留复制。如果要特异标记细胞内正在复制的DNA，应该用_3H-T_______。 2、DNA聚合酶是DNA复制最关键的酶，它的高保真性主要依赖于它的另一种活性， 即__3’-5’外切酶活性。DNA聚合酶还靠__5’-3’外切__酶活性来清除冈崎片段上的引物。将冈崎片段连接起来的酶是___DNA连接酶__。根据你对DNA 复制的认识，DNA复制还需要解链酶和引物酶。 3、原肠胚期是胚胎的三个胚层开始形成的时期，三个胚层形成动物的各种组 织结构：脑由_外胚层_发育而成，心脏由_中胚层_形成，肝脏由___内胚层_形成，肾脏由__中胚层_形成，颅面骨由__神经嵴__形成。 4、真核生物的基因表达调控十分精细，导致_细胞分化_，从而形成多细胞个体， 多细胞动物又称为__后生_动物。不同细胞和组织表达不同的基因，主要因为不同组织中表达不同的_转录因子_，或者不同基因的__调控序列__被选择性修饰。 现在把基于染色体的修饰而不是DNA序列的变化而引起的基因表达的差异称为_表观遗传。 5、动物的几乎所有的“门”都是在___寒武纪__时期开始的几百万年里产生的，这 叫做__寒武纪爆发__。然而，各种动物的演化程度是不同的，最简单的多细胞动物是海绵动物__，几乎没有组织分化；腔肠动物的主要特征是__只有两个胚层_，身体辐射对称；___扁形_动物开始有了中胚层，但中胚层间没有形成体腔；以__线虫___动物为代表的一大类动物，它们的体壁中胚层和消化管内胚层
系统生物学——一生命科学的新领域 [摘要] 20世纪生物学从宏观到微观进步巨大，传统的分析还原的研究方法受到质疑。在此背景下，系统生物学是继基因组学、蛋白质组学之后一门新兴的生物学交叉学科。从系统角度来进行生物学研究逐步成为现代生物学研究方法的主流。在研究上，了解一个复杂的生物系统需要整合实验和计算方法、基因组学和蛋白质组学中的高通量方法为系统生物学发展提供大量的数据，计算生物学通过数据处理、模型构建和理论分析，成为系统生物学发展的一个必不可缺的、强有力的工具，已经在诸多医学前沿领域的研究中成为重要研究方法而被广泛应用。本文旨在阐述系统生物学的发展现状及其应用前景，希望能对广大相关领域的读者有所价值。 [关键词] 系统生物学；基因组学；蛋白质组学；计算生物学 近代生物学研究主要是以分子生物学和细胞生物学研究为主。研究方法皆采用典型的还原论方法。目前为止，还原论的研究已经取得了大量的成就，在细胞甚至在分子层次对生物体都有了很具体的了解，但对生物体整体的行为却很难给出系统、圆满的解释。生物科学还停留在实验科学的阶段，没有形成一套完整的理论来描述生物体如何在整体上实现其功能行为，这实际上是还停留在牛顿力学思想体系的简单系统的研究阶段。但是生物体系统具有纷繁的复杂性[1，2]。尽管对一个复杂的生物系统来说，研究基因和蛋白质是非常重要的，而且它将是我们系统生物学的基础，但是仅仅这些尚不能充分揭示一个生物系统的全部信息。这种研究结果只限于解释生物系统的微观或局部现象，并不能解释系统整体整合功能的来源，不能充分揭示一个生物系统的信息，且忽略了系统中各个层面的交互、支持、整合等作用,限制了生物学研究的发展。在这种现状下，20世纪末人类基因组计划完成后，生物学领域的科学家都在考虑一个问题：未来生物学研究的方向在哪里？为此学术界也不乏辩论。得出的共识是：生物学的发展未来主要面对如下问题：(1)如何弄清楚单一生物反应网络，包括反应分子之间的关系、反应方式等；(2)如何研究生物反应网络之间的关系，包括量化生物学反应及生物反应网络；(3)如何利用计算机信息及生物工程技术进行生物反应，生物反应网络，乃至器官及生物体的重建。 早在1969年，Bertalanfy LV就提出了一般系统理论(general systems theory)，他在文章中指出生物体是一个开放系统，对其组成及生物学功能的深入研究最终需要借助于计算机和工程学等其他分支学科才能完成[3]。1999年，由Leroy Hood创立的系统生物学(systems biology)则是在以还原论为主流的现代生物学中反其道而行之，把这种以整体为研究对象的概念重新提出。他给系统生物学赋予了这样的定义，系统生物学(systems biology)是研究一个生物系统中所有组成成分(基因、mRNA、蛋白质等)的构成，以及在特定条件下这些组分间的相互关系的学科。换言之，以往的实验生物学仅关心基因和蛋白质的个案，而系统生物学则要研究所有的基因、所有的蛋白质、组分间的所有相互关系。显然，系统生物学是以整体性研究为特征的一种大科学，是生物学领域革命性的方法论。以胡德的观点，基因、蛋白质以及环境之间不同层次的
一、填空题 1、生物学研究主要方法有观察法、假说实验法和模型实验法 2、生物的适应性体现在结构与功能相适应、结构和功能于环境相适应两方面。 3、生命的结构层次有生物大分子、细胞器、细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落和生态系统。其中细胞是生命的结构和功能基本单位；种群是物种存在的单位；地球上最大的生态系统是生物圈。 4、生命的基本特征包括化学成分的同一性、结构的有序性、新陈代谢、应急性、生长发育、遗传变异和进化、适应等。 5、存在于生物体内而自然界不存在的元素是不存在的。 6、核苷酸是核酸的基本结构单位，相邻核苷酸以3’，5’-磷酸二酯键连接成多核苷酸链。 7、组成DNA分子的戊糖是脱氧核糖，它是核糖第2个C原子上的羟基脱去一个O。 8、真核生物包括原生生物、真菌、植物、动物四界，其细胞的主要特点是真核细胞、多样的单位膜系统。 9、质体是植物细胞的细胞器，分白色体和有色体两种。 10、花青素存在于植物细胞的有色体中。 11、细胞核包括核被膜、染色质、核基质和核仁等部分。 12、物质穿过细胞膜的方式主要有扩散、滲透、主动运输、内吞作用和外排作用。 13、常见的发酵过程有酒精发酵和乳酸发酵。 14、生物体生成A TP的方式有氧化磷酸化、光合磷酸化、底物水平磷酸化。 15、细胞增值周期包括有丝分裂期M、G1期、S期、G2期。 16、动物组织包括：上皮组织、结缔组织、肌肉组织、神经组织。 17、完整的血液循环系统包括血管、淋巴管、心脏、血液和淋巴。 18、血细胞包括红细胞、白细胞、血小板，三者均源自骨髓中的造血干细胞。 19、A型血的人的红细胞外带有A凝集原，具有抗原特性。他的血浆中含有b凝集素。A 血型和B血型男女结婚，其子女的血型可能有A\B\O\AB 20、昆虫的主要呼吸器官是气管，排泄器官是马氏管。 21、人体肺的功能单位是肺泡，在其细胞中进行气体交换完全是按照扩散原理进行的。 22、每一种B细胞的表面只有一种受体分子，只能和一种抗原结合。 23、无性生殖方式有裂殖、出芽生殖、孢子生殖。 24、昆虫和鸟类均以尿酸为主要排泄物，这是趋同现象。 25、病人缺乏淋巴细胞，叫做免疫缺乏症，是一种先天遗传性疾病。艾滋病，即获得性免疫缺乏综合症，英文缩写为AIDS，其病原体的英文缩写为HIV，致病的主要原因是这种病毒攻击T细胞、巨噬细胞和B细胞。传播途径为血液、性生活、母婴传染。 26、中国关于古鸟化石的研究表明，始祖鸟不是最早的鸟类化石，鸟类很可能起源于小型恐龙，“有羽毛即是鸟”的观点是错误的，鸟羽起源的原始动力不是保温，而是飞翔。 27、线虫的体细胞数目恒定，因此是研究细胞发育的良好实验材料。 28、细胞发育全能性指任何生物体的任何一个细胞，更确切说是任何一个细胞核，都具有全部的发育潜能。多莉是将一只母羊的乳腺细胞的核移植入无核受体卵后克隆产生的。 29、具三个胚层的多细胞动物，只有在解决了支持体重、陆上呼吸、保水、陆上繁殖等问题后，才能由水生完全过渡到陆地生活。 30、鸟类肺的最小功能单位为微气管，而不是肺泡。 31、免疫作为一种防护机制的特点是识别自身和外物、记忆、特异性。 32、环节动物具开管式循环系统，即在小动脉和小静脉之间有微血管相联系。血液循环系统的进化程度与呼吸系统密切相关。
系统生物学的定义：系统生物学是系统性地研究一个生物系统中所有组成成分（基因、mRNA、蛋白质等）的构成以及在特定条件下这些组分间的相互关系，并通过计算生物学建立一个数学模型来定量描述和预测生物功能、表型和行为的学科。 系统生物学的工作流程①对选定的某一生物系统的所有组分进行研究，构建系统模型。②系统地改变被研究对象的内部组成成分或外部生长条件，观测系统所发生的相应变化，整合全部信息③把通过实验得到的数据与根据模型预测的情况进行比较，并对初始模型进行修订。④是根据修正后的模型，设定新的改变系统状态的实验，重复第二步和第三步，不断地通过实验数据对模型进行修订和精练。 系统生物学研究的4个问题：系统结构的阐述；系统行为的分析；控制系统的方法；如何设计系统 遗传图谱又称连锁图谱或遗传连锁图谱：指基因组内基因和专一的多态性DNA标记相对位置的图谱。 遗传作图的DNA（分子）标记：第一代：限制性片段长度多态性；第二代：简单序列长度多态性；第三代：单核苷酸多态性标记 物理作图：定义：以一段已知核苷酸序列的DNA片段（限制性酶切位点、序列标签位点等）为标记,以Mb或Kb作为图距绘制的基因组图。基本要素：路标、单位、顺序、可复制的DNA片段 为什么要进行物理作图？遗传学图谱分辨率有限；遗传学图谱精确度有限 物理作图的基本原理：物理图谱的本质是路标和克隆测序；单一克隆或重叠克隆都不是图谱，重叠克隆的延续可以制成图谱，克隆末端的数量决定了可排DNA片段的数量 文库的概念：含有某种生物体全部基因的随机片段的重组DNA克隆群体 宿主：能容纳外源DNA片段的生物体，常用的有大肠杆菌、酵母等 载体：能携带外源DNA进入宿主细胞的工具，常用的载体有质粒载体、噬菌体载体、细菌人工染色体等 作为载体的基本要求：能在宿主细胞中进行独立的复制；具有多克隆位点，可插入外源DNA片段；有合适的筛选标记，如抗药性；大小合适，易于分离纯化；拷贝数多 序列图谱：以某一染色体上所含的全部碱基顺序绘制的图谱。既包括课转录序列，也包括非转录序列，是转录序列、调节序列和功能未知序列的综合。 转录图谱：把mRNA先分离、定位，再转录成cDNA，这就构成一张人类基因的转录图，cDNA片段又称表达序列标签(EST)，因此转录图也称为表达序列图。 人类基因组计划的测序：绘制人类基因组的高分辨率遗传图谱；绘制人类级某些模式生物基因组的各种物理图谱；确定人类及某些模式生物的DNA全序列；收集、储存、传播和分析所得资料；发展用于此研究的一系列新技术。 测序策略：全基因组散弹法；逐步克隆法 全基因组散弹法(鸟枪法)：大分子DNA被随机地“敲碎”成许多小片段，收集这些随机小片段并将它们全部连接到合适的测序载体（如M13噬菌体）；小片段测序完成后，根据重叠区计算机将小片段整合出大分子DNA序列。这就是所谓的鸟枪测序法。优点：不需要高密度的图谱；速度快、简单、成本低缺点：拼接组装困难，尤其在重复序列多的区域,主要用于重复序列少、相对简单的原核生物基因组 逐步克隆法：是在鸟枪法基础上发展起来的 两种方法的比较：全基因组霰弹法：基因组DNA-》霰弹法克隆-》测序并进行全基因组序列组装-》完整的基因组序列；逐步克隆法：基因组DNA-》BAC文库-》根据物理图谱正确定位的BAC 或contig-》用于霰弹法测序的候选克隆-》用于霰弹法测序的亚克隆-》测序并组装 第一代DNA测序技术：Sanger法双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)链末端终止法为测序基础，以四色荧光标记的ddNTP为终止剂，采用毛细管电泳技术取代聚丙烯酰胺平板电泳，使4个测序反应物在一根毛细管内电泳。毛细管末端配有激光照射装置，诱发出不同的发射波长的荧光，经光栅打到CCD 摄像机上同步成像，经电脑转换将光信号转换为DNA序列。第二代DNA测序技术：边合成边测序 罗氏454测序平台：焦磷酸测序：通过核苷酸和模板结合后释放的焦磷酸引发酶级联反应，促使荧光素发光并进行检测测序的反应体系：反应酶：DNA聚合酶三磷酸腺苷硫酸化酶，荧光素酶，双磷酸酶；反应底物：磷酰硫酸，荧光素焦磷酸/单克隆测序原理步骤：单链DNA模板被合成互补链，4种dNTP按碱基互补配对原则次序结合到模板上，每当一个dNTP成功结合到模板时会释放焦磷酸(ppi)，其释放量与结合进入DNA的dNTP数量一致。ppi被硫酰酶催化形成ATP，ATP促进荧光素酶氧化荧光素，这些酶促反应能实时发射出荧光被CCD相机记录下来。 454测序流程1. 文库准备2. 连接接头:在单链DNA的3′端和5′端分别连上不同的接头3. 形成微反应器4. 扩增 5. 测序 6. 数据分析 ①提取基因组DNA并切割成80-120bp片段并变性成单链后加一个专门接头使DNA片段与琼脂糖凝胶小球结合。②此小球与一种进行PCR反应的混合乳胶小滴结合。③DNA扩增在乳胶小滴中进行，扩增使小球充满某一段DNA的10^7拷贝。④乳胶小滴破裂，DNA链变性，携带单链DNA克隆的小球沉淀进入光学纤维片的井中，在井中完成单克隆测序并用CCD相机记录⑤计算机分析并得出结果 454测序技术的特点:速度快;读长长;通量高;准确度高Illumina测序的基本原理：可逆终止法，边合成边测序 电子克隆的概念:利用两端有重叠序列的EST可以组成全长的CDNA序列。 电子克隆原理：选定的EST序列进入DNA序列库中进行对位排列，寻找片段端部能互补配对的一致性序列，从而使EST的末端得以延伸。获得第一轮配对延伸的片段后再继续第二轮对位排列，如此反复进行有望将多个EST组装起来直到找到起始密码子和终止子。 功能基因组学：利用结构基因组学所获得的各种信息，建立与发展各种技术和实验模型来测定基因及基因非编码序列的生物学功能。目的：基因功能的发现，基因表达分析及突变检测。 比较基因组学：研究不同物种基因组的异同，目的：寻找物种间共有的，即在进化上保守的基因或DNA序列，这些基
细胞生物学 填空填空填空填空（每题0.5分，共20分） 1、膜脂在脂双层中呈不均匀分布,其中磷脂酰乙醇胺主要分布在红细胞质膜的__________ 页，而磷脂酰丝氨酸则主要分布在___________页。 2、细胞可以利用质膜两侧离子浓度梯度来驱动物质的主动运输,这种方式称为_______运输。 3、细胞质基质在蛋白质的修饰过程中起重要作用,例如可以将________加到蛋白质丝氨酸残基的羟基上,使其糖基化;或使某些蛋白(如src编码的酪氨酸激酶)与________共价结合，从而定位与细胞质膜。 4、促使细胞融合的试剂是_____，促使细胞骨架中微管解聚的试剂是_____，促使细胞排核的试剂是_____。 5、光合作用的电子传递过程是在两个光系统中进行的,其中________是光系统I的电子供体,______是光系统II的电子供体. 6、许多培养细胞可以分泌__________,介导细胞粘着,使细胞可以附着于支持底物上生长。 7、在匀浆和离心的过程中,细胞中破碎的内质网常形成近似球形的囊泡结构,称为__________。 8、在细胞生物学研究中,经常使用细胞化学的方法对内膜性细胞器加以分析和鉴别，其中显示溶酶体常用的标志酶为_____________。 9、核纤层是分布于核被膜和染色质之间的蛋白网络结构,它可以通过内核膜上的________与内核膜紧密相连。 10、核质蛋白是一种含量丰富的亲核蛋白质,它的核定位信号位于_______结构域。 11、核小体是染色质的基本结构单位.其核心结构由_______________组成。 12、在细胞减数分裂过程中，核仁是一种高度动态的结构,对于多数动物的卵母细胞而言,当处于减数分裂前期I的_________期时,核仁明显变大变多,一旦进入减数分裂前期I的________期,核仁便很快消失。 13、如果用微量DNase I处理染色质,切割将首先发生在少数特异性位点,这些3位点叫做_________,是活性染色质的一个特征。 14、微丝两端组装速度不同,因此在一定条件下,微丝可以表现为一端因添加肌动蛋白亚基而延长，另一端因亚基脱落而缩短,这种现象称为________。 15、中间纤维的分布具有严格的组织特异性,其中___________主要存在与肌细胞中. 16、可以选用__________等DNA合成抑制剂可逆的抑制DNA合成,通过药物诱导实现细胞周期同步化。 17、间期细胞与M期细胞融合后将产生早熟染色体凝集现象,其中S期早熟凝集染色体呈_______状. 18、角贝受精卵在临近第一次卵裂时,植物X细胞质向外突出,形成________结构,其中含有诱导细胞分化为中胚层的因子。 19、分化方向的确定往往早于形态差异的出现,细胞的分化方向开始确定到出现特异形态特征之前的这一时期,称为___________。 20、用于透射电镜观察的生物样品应具备几点特殊要求：1)________ 2)________ 3)____________。 21、通道蛋白参与细胞质膜的_________运输。 22、线粒体增殖是通过__________进行的,且不同步于________. 23、叶绿体的电子传递体和光合磷酸化酶系统,定位于叶绿体的_________.
《系统生物学》课程教学大纲 刘笔锋、杜伟 一、课程名称：系统生物学 Systems Biology 二、课程编码：0703032 三、学时与学分：32/2 四、先修课程：分子生物学、细胞生物学、生物化学、系统科学概论、自动控制原理 五、课程教学目标 1．帮助学生了解系统生物学，在分子细胞生物学和系统理论的基础上进一步探讨生物系统的工作方式； 2．使学生了解并掌握系统生物学研究的实验技术平台； 3．使学生了解如何实现系统的控制和设计。 六、适用学科专业 生物医学工程、生物信息技术 七、基本教学内容与学时安排 ●系统生物学概述（2学时） ●先进系统测量平台：（6学时） 基因组技术平台 转录组技术平台 蛋白质组技术平台 代谢组技术平台 ●基于基因表达数据的逆向工程与数据挖掘（6学时） 基于DBRF方法从大规模稳态基因表达数据推测基因网络 癌症关联的基因表达矩阵分析 基于遗传规划方法从观测数据到代谢通路的自动逆向工程 ●模拟与仿真软件（6学时） 系统生物学工作平台 信号转导自动模型的生成及在MAP激酶途径中的应用 功能基因组学数据的大型生物系统建模 ●细胞仿真（6学时） 虚拟生物实验室 计算细胞生物学—随机方法
细胞的计算机仿真 ●系统水平的分析（6学时） 构建生物信号转导途径的数学模型-鲁棒性分析 动态平衡和信号转导中普遍存在的调节机制 Rho激酶途径和肌球蛋白轻链激酶途径在肌球蛋白轻链磷酸化中的不同作用-动力学仿真研究 八、教材及参考书 《Foundation of Systems Biology》Hiroaki Kitano 九、考核方式 程序＋报告＋开卷考试