生命科学前沿进展复习题

靳全文老师（2题）

1、Sister chromatids separate early in cohesion mutants有哪些实验支持这一结论？

以apc（后期启动复合体）缺陷突变的芽殖酵母为原料，利用化学诱变或同源重组获得cohesion—apc双突变株。诱变的酵母可能因为cohesion的丢失而使得分裂时染色体集中到一侧的细胞中，酵母中含有的一种可复制微小染色体同样也会在某个子细胞中丢失，由于其上的指示基因SUP11一并丢失而使这部分酵母呈现红色，变异筛选很容易进行。然后以筛选到的酵母为材料，与对照组（呈现白色）同时培养并使用双色原位杂交进行染色体行为跟踪。双色杂交的细胞在染色单体分离时将出现两个荧光信号，所以一段时间后检测双信号细胞的个体数就可以说明染色单体分离的情况。而且已知apc 单突变株是不能进行染色单体分离的（这应该归功于长期的细胞周期相关蛋白的研究）。结果是大部分双突变组的细胞都得到了双信号，而对照组只有很少可以得到（这部分可能是没有筛选到的cohesion突变株）。这就提供了cohesion突变体姐妹染色单体过早分离的实验证据。

2、你认为在目前Cohesion Ring模型中还存在哪些缺陷？

Cohesion Ring模型认为组成Cohesion的六个亚基其中有四个是紧密结合的，分别是scc1、scc3、smc1、smc3，另外两个为松散连接，为scc2和eco1。根据生化和分子生物学的证据，分子间结合方式是smc1、3利用Hinge结构域连接，再用各自的Head 结构域结合scc1，其中就构成了一个环的结构，scc1再结合scc3，环的空间足够DNA 大小的分子穿过。由融合蛋白技术研究，认识到Cohesion通过Hinge结构域的识别和开闭，结合到DNA上，将姐妹染色单体束缚在其间。

但这个模型还存在一定问题。首先，模型是由芽殖酵母等少数模式生物研究提出的，虽然亚基的氨基酸序列在不同生物间有比较好的同源性，但这不能说明Cohesion的模式是单一的，而且由于植物同步原生质体难以获得，在植物中尚无研究成果，目前不能对这个模型的普适性下定论。其次，Cohesion Ring模型能比较好的解释染色单体间行为，但无法很好解释染色体间行为，比如减数分裂中出现的交叉互换现象，同源染色体间交叉互换时Cohesion必然断裂，但这一过程的机制是什么？第三，Cohesion在着丝点处紧密堆积，Cohesion环与纺锤丝、着丝粒等的位置关系无法清楚的解释。此外，目前研究较多的环模型是scc1、smc1、smc3这三个蛋白构成的，而在模型中其他几个蛋白的作用没有明确地指出。

纪志梁老师（4题）

1.Types of Bio-Chips?

信息生物芯片：1、基因芯片a.cDNA芯片b.寡核苷酸芯片2、蛋白芯片

功能生物芯片：1、微流体芯片2、芯片实验室

2.The applications of Bio-chips in life/medical sciences?

●Immunohistochemistry

●Staining of : H & E, HC, ISH,

●In situhybridization

●Fluorescent in situhybridization (FISH)

●In situPCR

●RNA or DNA expression analysis

●TUNEL assay for apoptosis

●Morphological and Clinical Characterization of Many Patient Tissues

3.Methods for Bio-Chips Data analysis

Clustering Algorithms(聚类运算)：Hierarchical clustering；k-means clustering；Self-organizing maps；Bi-clustering

WADP(加权平均差异对): Weighted average discrepancy pairs

Hypothesis Testing Approach(假设检验法)

Classifiers(分类器):Tree Classifiers;Neural networks;Linear classifiers(分类树、神经网络、线性分类法)

1.What is genomes, genomics, functional genomics, structural genomics?

Genomes:一个细胞中的全部基因序列及其间隔序列统称为genomes（基因组）。

All the DNA contained in an organism or a cell, which includes both the chromosomes within the nucleus and the DNA in mitochondria

Genomics 基因组学:Investigations into the structure and function of very large numbers of genes, undertaken in a simultaneous fashion.

Structural Genomics-the effort to determine 3D structures of proteins from experimentation and computer analysis

Functional Genomics–determine the function of genes by determining their role in a model organism.

2.What is importance of decoding genomes?

Importance of Decoding Genomes:

1.“All human disease is genetic in origin”(Paul Berg)

2.“What we need to do now is to find those genes”(Jam es Watson)

Genes related to key diseases, e.g. heart diseases;Currently no

cure,e.g.cancer;Genetically test

3. Genetic Disease Predisposition

Over 4,000 known genetic disorders

Genetic malfunctions play a role in disease

4. New drug development

DNA information for natural pharmaceuticals

Example: plasminogenactivator, interferon, and erythropoietin

5.Classification (taxonomy)

3.How Bioinformatics help the decoding of genomes?

Bioinformatics vs. Genomics

1.Improve content and utility of databases.

2.Tools for data generation, capture(表达、刻画、描述), and annotation(注解,注释,注记,批注).

3.Tools and databases for comprehensive functional studies.

4.Tools for representing and analyzing sequence similarity and variation.

5.Exportable software that can be widely shared.

4.List the potential application of genome research.

Potential Applications of Genome Research

Molecular medicine；Energy sources and environmental applications；Risk assessment；Bioarchaeology, anthropology, evolution, and human migration ；DNA forensics (identification)；Agriculture, livestock breeding, and bioprocessing

王文卿老师（4题）

1、红树植物的生长环境有什么特点？对这一环境它的适应机制是怎样的？

红树植物生长于热带、亚热带的海岸潮间带，这一生境有高盐、潮汐、强风等不利生存的条件，而且土壤有高盐、高含水量、高有机质含量、高H2S含量、低含氧量、低pH值的特点。

红树植物进化出了适应这一环境条件的多种机制，首先，发展出了各式呼吸根和支柱根；其次，具有多种旱生结构特征，如叶片较小、肉汁化、有厚角质层或腊质、气孔下陷；还发展出了各种抗盐机制，如盐腺、根系拒盐、高单宁含量、高渗透压；而且很多具有胎生现象，胚轴富含营养，可以漂浮；等等。

2、什么是植物胎生现象？为什么说胎生现象对红树植物适应潮间带环境具有重要意义？

有花植物的胎生现象(vivipary)是指种子成熟后不经过休眠或只有短暂休眠直接在母体上萌发的现象。其中最著名的就是红树植物。

红树科中只有四个属有明显的胎生现象，生长在淡水环境的种类是没有的，而其胚轴在生长期中含盐量大大低于母枝，说明胎生现象有利于幼体避开高盐环境。同时有些胚轴的密度变化使其可以长期漂浮，这与适应潮间带水淹条件有关。应该说，胎生现象

不仅与耐盐有关，也不仅与耐水淹有关，是对潮间带生境的综合适应。

胚轴携带有大量能量，为幼体提供了一段时间内抵抗外来胁迫所需抗性的物质基础。对于幼体能否生存，这个界限就相当于一个“门槛”，潮间带生境的恶劣程度决定“门槛”的高低，而胎生胚轴所携带的能量和营养的多少决定其跨“门槛”的能力。3、在植物胎生现象的研究中，存在哪些问题？

在研究策略上，缺乏与非胎生植物的比较研究；在对胎生的认识上，简单地以胎生与非胎生来区别红树植物的繁殖方式，实际上很早就有人提出了“胎生程度”的概念，但没有被大量使用；在研究着眼点上，没有把繁殖体在母体上的发育过程与繁殖体落地后在潮间带滩涂的行为过程作为一个整体进行研究；在解释胎生的适应意义时，没有将遗传及系统演化的研究成果与生理和生态等方面相结合。

4、从植物对环境的适应性角度，分析通过转移单个或少数基因改变植物性状（抗盐、抗旱等）的优缺点。

从导入单一基因入手改变植物性状，是一种单一因子的考虑方法，在后基因组时代，已知基因组和相关基因的前提下，理论上可以通过改变控制这一性状的基因使表达产物改变（比如获得植物抗盐、抗旱所需的次生代谢产物），这是一种很好的筛选方法，目的性强，不必像突变筛选那样广种薄收。但是世上不存在所谓的完美植物，即使是人造的品种，对非生物生态因子而言，一种植物在获得或增强某一适应能力的同时，必然伴随着另一适应能力的减弱或消失，这是面对逆境情况下植物体内有限资源的平衡分配问题，同时部分适应性之间存在相通性（抗旱与抗盐）。引入能量平衡的研究理念，注意植物体各组织、器官之间的分工与合作，从多因子、多基因考虑问题是必然趋势。

郑文教老师（5题）

1、环境影响评价的概念（法律定义）和原则是什么？

环境影响评价的定义：是对建设项目，区域开发计划及国家政策逝世后可能造成的环境影响进行分析，预测和评价，并提出减轻不良环境影响的对策措施。

《中华人民共和国环境影响评价法》指出：本法所称环境影响评价，是指对规划和建设项目实施后可能造成的环境影响进行分析，预测和评价，提出预防和提出减轻不良环境影响的对策措施，进行跟踪监测的方法和制度。

《中华人民共和国环境影响评价法》规定：环境影响评价必须客观、公开、公正，综合考虑规划或建设项目实施后对各种环境要素及其所构成的生态系统可能造成的影响，为决策提供科学依据。

环境影响评价的原则包括四方面内容：一是客观、公开、公正；二是综合考虑实施后可能造成的影响；三是在考虑环境影响时要兼顾各种环境要素和其所构成的生态系统；四是要为决策提供科学依据。

2、“环境敏感区”主要是指哪些区域？

所称环境敏感区，是指依法设立的各级各类自然、文化保护地，以及对建设项目的某类污染因子或者生态影响因子特别敏感的区域，主要包括：

“环境敏感区”包括需要特殊保护的地区（如饮用水源地、自然保护区、世界遗产地）、生态敏感与脆弱区（如珍稀动植物栖息地或特殊生态系统、热带雨林、红树林等）、社会关注区（如人口密集区、具有历史、文化、科学、民族意义的保护地等）。

3、我国环境影响评价的对象有哪些？

《中华人民共和国环境影响评价法》，两类：一、建设项目；二、开发利用规划：A、土地利用的有关规划B、区域流域海域建设开发利用规划C、开发的有关专项规划

4、目前对我国典型生态系统（如淡水、草原、荒漠等生态系统）影响的主要因素？

淡水生态系统：分为流水生态系统和静水生态系统，是目前受到强烈干扰和发生剧烈变

化的生态系统。河流筑坝、建闸、饮水；输入污染物；过度捕捞、引入外来物种、破坏水生生物栖息地或繁殖地。

海洋生态系统：沿岸带和外还带。从全局讲：臭氧层破坏、全球气候变化、无所不在的化学污染。从局部讲：输入污染物、破坏海岸带生境、过度捕捞海洋生物资源。

荒漠生态系统：由于人类开发影响正处于剧烈变化中。流域截流工程、剥夺自然生态用水、高山地带破坏森林和水源林、过度放牧和樵采、不断缩小野生生物生境。

草原生态系统：受到人类活动的巨大压力。超载放牧、草原农垦、捕猎草原生物资源、草原开发矿业或交通、过度采集或掠夺性开发财源生物资源。

森林生态系统：陆地上生物种类多结构复杂的生态系统，生态服务功能最高。人类为获得木材、薪材而砍伐森林，未获得耕地二毁坏森林，导致森林面积日趋减少，环境服务功能降低，自然灾害频繁。

5、保护生态环境的基本任务主要指哪几方面，并举一个方面的例子说明？

保护生态环境，不仅仅是保护物种多样性、建立保护区域的简单问题，而是应该从多方面考虑的，其基本任务包括保护生态系统的整体性；保存生物的多样性；保护特殊生态环境；保护区域性生态环境；合理利用资源，保护生态系统的再生能力；保护生存性资源，防止生态系统退化。

以保护生物多样性为例，生物多样性保护是全世界环境保护的核心问题，被列为全球重大环境问题之一。生物多样性对人类有巨大的也是不可替代的价值，它是人类群体得以持续发展的保障之一。应特别注意以下几个方面：保护生态系统的完整性；避免影响濒危物种及其栖息繁殖地；保护野生动植物生境的多样性；

保护自然保护区；管理导致生物多样性减少的破坏行为。

6、生态系统的整体性应重点关注内涵，并举一例说明？

●地域分布的连续性－－防止“岛屿化”，保持生态系统分布地域的连续性，是使许多动物得

以生存的重要条件。

●物种多样性----生态系统趋于稳定的重要因素，维持物种多样性，是使生态系统稳定和生态

保持平衡的重要条件。

●生物组成的协调性---生物与生物“相生相克”，植物之间、动物之间以及动植物之间，在长

期的进化过程中，形成的相生相克的关系，保持着生态的平衡。

●环境条件的匹配性――生物与环境密切相关，人类动对生态系统的无机环境因子影响最多

的主要活是水、土壤及其营养物质。