地侵犯CD4T细胞，位人体细胞免疫功能被破坏。一旦HIV开始繁殖，它们就杀死寄主细胞然后感染其他细胞，最终摧毁人体的免疫能力。重疥联合免疫缺陷(SCID)是一种先天性的疾病，患者缺乏正常的人体免疫功能，只要稍被细菌或病毒感染，就会发病死亡。经过研究证实，病人细胞常染色体上的一个编码腺苷酸脱氨酶的基因发生了突变。
(2)自身免疫病是一类最常见的免疫性疾病，它们起因于抗体或敏感的淋巴细胞失去了分辨自身与入侵者的能力。例如风湿性心脏病、类风湿性关节炎、风湿热、溶血性贫血、红斑狼疮等都属于自身免疫病。
(3)过敏症是另一类免疫系统失调引起的疾病，机体免疫系统对抗原发生异常强烈的反应而引起变态或超敏反应，如异种血清蛋白、某些药物(如青霉素)、花粉、特殊食物等可造成某些免疫异常的个体的过敏性休克、哮喘、麻疹等变态或超敏反应。一些严重的过敏反应如果得不到及时治疗还会危及生命。
6.请根据革兰氏阳性菌的结构特征说明为什么青霉素能杀死这些细菌。
革兰氏阳性菌细胞壁较厚，含大量肽聚糖和磷壁酸侧链，网格编织紧密。糖网格结构中短肽与侧链的连接，使细菌不能合成完整的细胞壁而死亡。 7．请以T4噬茵体的增殖过程为例，说明一般病毒的繁殖特征。
参看“第二节 主要致病因素和病原体，三、病毒”
T4噬菌体侵染宿主（细菌）的第一步是吸附在宿主细胞的表面，然后利用噬菌体尾丝作用于细菌表面特殊受体，将噬菌体的尾钉和尾板固定在细菌表面。接着，噬菌体尾翘输出的少量酶把细菌细胞壁局部肽聚糖溶解形成小孔，噬菌体尾髓插入细胞壁和细胞膜中，于是，噬菌体头部的核酸经过中空的尾髓立即注入到细菌细胞内，而噬菌体的衣壳则留在细胞外。噬菌体脱壳后，原先的形态消失，其裸露的核酸利用细菌细胞中的核糖体、酶、多种低分子物质和能量进行噬菌体子代核酸的复制和外壳蛋白的合成。噬菌体DNA的复制和蛋白质的合成一般符合遗传中心法则。RNA病毒复制时，其单股负链RNA先指导RNA聚合酶的合成，然后在RNA聚合酶的指导下复制出互补的正链RNA，后者既可以作为模板复制出子代RNA，也可以具有mRNA的功能翻译合成早期的蛋白质。在宿主细胞内，新合成的核酸和蛋白质又被组装形成子代噬菌体颗粒，这一过程称为装配。伴随着宿主细胞的裂解，形态结构完整的许多子代噬菌体脱壳核酸被释出来，又可以去感染其他细菌细胞，这种反复侵染细菌的方式称为裂解循环。但有时噬菌体核酸还可以整合到细菌的染色体中随着宿主菌的复制而复制，这种反复侵染细菌的方式称为溶原循环。噬菌体的裂解循环和溶原循环可以交替进行。 8．什么是朊病毒?什么是类病毒?己知疯牛病的发病原因是什么?
朊病毒是一类能侵染动物、不含核酸、无抗原性、能在细胞内复制的的传染性蛋白质颗粒。类病毒是一条没有蛋白质衣壳包裹的RNA链。 朊病毒蛋白分子本身不能致病，而必须发生空间结构上的变化转化为朊病毒才会损害神经元。即一个致病分子先与—个正常分子结合，在致病分子的作用下，正常分子转变为致病分子，然后这两个致病分子分别与两个正常分子结合，再使后者转变为致病分子。周而复始，通过多米诺效应倍增致病。由此可见，致病的基本条件有二，一是具有朊病毒，二是具有朊病毒蛋白。疯牛病的高发是与牛饲料添加剂中存在携带朊病毒的绵羊组织密切相关。 9.已知癌症的发病与哪些因素相关?
致癌因素分为内源性和外源性两大类，两者可以互相影响。
内源性因累包括：①遗传因素，如结肠息肉病综合征、乳腺癌等。②内分泌因素，雌激素和催乳素与乳腺癌有关。②免疫因素，丙种球蛋白缺乏症和白血病与淋巴网状系统肿瘤有关。
外源性因素包括：①物理性致癌因素，如电离辐射、紫外线及异物等。②化学性致癌因素，如3，4—苯并芘、亚硝胺等。③生物性致癌因素，病毒如EB病毒、单纯疱疹病毒、乙
33
+
肝病毒、C型RNA病毒；寄生虫如埃及血吸虫、日本血吸虫、华枝睾吸虫。
10．什么是冠心病?其主要造成哪部分器官组织的病理变化，为什么它被称为是危害人类健康最凶狠的恶魔？
冠心病是冠状动脉粥样硬化性心脏病的简称，它是由于供应心脏物质的血管——冠状动脉发生了粥样硬化所致，这种粥样硬化的斑块堆积在冠状动脉内膜。久而久之，越积越多，使冠状动脉管腔严重狭窄甚至闭寒，从而导致心肌血流量减少，心脏供氧不足，而产生一系列缺血性表现。如胸闷、憋气、心绞痛、心肌梗塞甚至猝死。冠心病的病因与高血压、高脂血症、高黏血症、糖尿病、内分泌功能低下、吸烟、性格、遗传及年龄大等因素有关。同时脑力劳动者发病比例多于体力劳动者。 据统计，每100位40岁以上的中国人就有4—7人是冠心病患者。冠心病是当今世界上最常见和危害最大的疾病之一。在芬兰的死亡人口中有1／3是冠心病，在美国，每年有60万人死于急性心肌梗塞，其中有20万人是富有创造力年龄在65岁以下的成年人。虽然目前冠心病在中国的发病率和死亡率仍未超过世界平均水平，但由于中国人群主要冠心病危险因素包括高血压、高血脂、糖尿病、肥胖等的不利变化．中国离成为一个冠心病发病大国为时不远。冠心病已成为威胁中国公众健康的重要疾病。冠心病的预防和治疗成为医疗界甚至全社会迫在眉睫的要务。
目的常用的急救药物可以使冠心病患者及时治疗，最大程度地降低心脏病的危害。冠心病的介入与外科治疗技术，在我国也得到了快速发展和普及。但是，药物和手术的方法都是一种补救措施，要保证生活的高质量．对冠心病最好方法就是以预防为主。研究证明，冠心病是可以预防的，动脉粥样硬化可以消退，心肌梗塞的范围经过治疗可以得到限制或缩小，心绞痛可以解除。适当的体力活动对心脏有一定的保护作用，预防心脏病关键在于合理健康的饮食，多食蔬菜，少食油脂类食物等。
11．从艾滋病感染人体和患者发病过程来说明如何预防艾滋病。 预防艾滋病的主要措施可包括：遵守性道德；怀疑自己或性伴侣可能受到艾滋病感染时一定坚持使用安全套；注意个人生活卫生；不以任何方式吸毒；不用未消毒的器械穿耳、纹眉，不纹身；有选择地使用干净卫生和消毒严格的理发店、美发店和公共卫生间；需要接受输血治疗时，一定使用经检验合格的血液；不与他人共用剃须刀、个人卫生用具和未经消毒的任何医疗器械；不直接接触他人的血液或血液制品。
12．为提高生命质量、增进身体健康，我们个人可采取哪些措施?为什么说采取了这些措施，我们就把握了通向健康大门的钥匙？
参看教材“第四节 保持身体健康，提高生命质量”。
①合理膳食；②适量运动；③戒烟戒酒；④心理平衡；⑤搞好个人卫生和环境卫生。 人体正常的代谢需要不断向身体补充各种营养物质，因此人类的健康主要靠食物中的营养物质来维持护。
适量运动对健康的促进作用主要体现在以下方面：①改善糖类和脂肪代谢，维持人体正常的体重，减少肥胖的机会；②提高心脏的供血功能，促进机体各部分的新陈代谢；③激发和提高机体的免疫力；④健壮骨骼，提高骨关节的灵活性和身体的柔韧性，防止骨质疏松或增生；⑤减缓或预防多种疾病，如减缓或预防动脉粥样硬化、糖尿病、高血压等疾病；⑥有利于心理素质的改善。
把握健康还必须注意重视精神和心理健康，正确面对困难和逆境，调整好心态，及时排解出现的精神与心理障碍，只有这样才能维护好自己身体的健康。
戒烟限酒，可以减少诱发疾病的因素，使身体处于健康状态。搞好个人卫生和环境卫生可以从源头上消灭疾病的威胁。
34
第十二章
1.请讨论生物技术的定义和内容，为什么要突出强调生物技术的商品属性？
生物技术是未来经济发展的新动力，生物技术与人类的生产生活息息相关，应用范围极广。生物技术是以生物为原料生产产品的，因而成本较高，需要大量资金的支持。生物技术产业突出体现了研究与生产一体化的模式，其最终目标就是生产商业产品，因此与许多科学研究不同，现代生物技术的研究是由经济的发展所推动的。商业不仅支撑着现代生物技术的研究，而且商业回报预期也是人们在现代生物技术发展的早期阶段对其投资的原因。因此要强调生物技术的商业属性。
2.为什么要将“工程”一词用于基因的操作？
基因工程以重组DNA为核心技术，其目的、原理和步骤等类似于现代工程学科中的设计与施工阶段，都要经过精密的设计，严格的施工，从而从整体上把握好每一步，完成一个作品。因此用“基因工程”这个词更形象地表达了在微观细胞结构中设计并进行操作的过程。 3.请给出基因克隆的定义。如何理解分子生物学家常说的“把某个基因克隆岛某种生物中去”？克隆是名词，动词，还是既可做名词又可做动词？
基因克隆是指通过基因重组操作，把特定的基因连接到载体，在细菌等宿主细胞中增殖，而得到均一放入基因群。“把某个基因克隆到某种生物中去”，就是指通过基因重组的方法，将该基因与载体连接形成重组DNA分子，再转化受体细胞，使重组DNA分子进入到宿主细胞中，通过培养宿主细胞，使该基因形成大量的拷贝（即克隆），并可能进一步进行表达。“克隆”来自英文“clone”，既可以作名词也可做动词，做名词时是指从一个共同的祖先无性繁殖下来的一群遗传上同一的细胞、DNA分子或个体群体的操作。
4.用反转录方法从mRNA合成互补的目的基因片段有什么独到的好处？
真核生物基因中含有不编码肽链的内含子，而通过反转录方法从mRNA合成互补的目的基因片段中没有内含子。
5.在PCR反应中，为什么科学家常合成20个左右碱基的核苷酸片段作为引物，而不用更多或更少碱基的核苷酸片段？
经验表明，引物设计的正确与否是关系PCR扩增成败的关键因素。引物太短，就有可能同非靶序列杂交，得到非预期的扩增产物。例如在人类基因组中克隆基因，如果用8核苷酸
89
引物，那么平均每隔4＝65536个碱基就会有—个结合位点，在全长3×10个碱基的基因组午大约会有43000个可能的结合位点；而如果使用20个核苷酸的引物，它的预期频率是平
2012
均每隔4＝1.1×10个碱基才会有一个结合位点，远超出人类基因组长度，可以获得单一的扩增产物。但如果引物过长，那么引物同模板DNA的杂交速率下降，导致在反应循环周期内无法完成同模板的完全杂交，从而降低了PCR反应的杂交率。
6.一位神经生理学家对编码人脑细胞中一种神经递质蛋白的基因发生了兴趣。他已经知道这种蛋白质的氨基酸序列。请问，他如何识别只在某种特定脑细胞中表达的基因?他如何识别编码神经递质的基因?他如何得到大量基因的拷贝？他如何生产这种神经递质? 识别特定的基因，通常采用分子杂交的方法，也就是合成一小段与该基因部分序列互补并被放射性同位素标记的单链DNA探针对克隆的基因文库进行杂交实验，使该基因被同位素标记而被识别，因此还具备相应的基因文库。
根据已知的该神经递质氨基酸序列由遗传密码推测出它的一段DNA序列，合成探针，再进行分子杂交。
要得到大量目的基因的拷贝，可以采用基因克隆的方法，即将该目的基因与合适的载体连接形成重组DNA分子，转化进入细菌等宿主细胞，并通过培育宿主细胞，使该基因随宿主的繁殖而大量复制。生产这种神经递质，可以通过重组DNA技术将目的基因导人大肠杆菌等
35
便于培养的宿主，对大肠杆菌进行大量培养使该目的基因在大肠杆菌中大量表达与积累，通过对表达产物的分离纯化，得到这种神经递质产品。 7．请简单说明电泳的原理和Southern杂交的操作步骤。
电泳就是带电离子在直流电场中向所带电荷相反的电场移动。DNA片段上常带有负电荷，所带电荷的多少，相对分子质量的大小和形状的不同可表现出不同的迁移率，因而将其分离。
Southern杂交的主要步骤：①从转化子提取总DNA；②酶切；③凝胶电泳形成DNA条带；④转移条带印迹到滤膜上：⑤碱液处理使DNA解链；⑥DNA探针杂交；⑦洗去多余探针分子；⑥放射自显影：⑨与野生型Southern杂交结果作对照。 8．请讨论重组DNA技术的实践意义。
不同的物种基因千差万别，它们都拥有各自的优势和不足，DNA重组技术合理运用它们各自的特点，取优去劣，能更好地改善自然，造福人类。重组DNA技术一举打开了基因工程的大门，在生命科学领域掀起了一场影响深远的技术革命，在农业、医药卫生、食品和其他工业方面获得了广泛的应用。DNA重组技术最大的应用领域在医药方面，包括活性多肽、蛋白质和疫苗的生产，疾病发生机理、诊断和治疗，新基因的分离以及环境监测与净化。此外利用重组DNA技术还可以提高食品的营养价值，去除天然食物中的有害成分，通过对农作物品种改良，大大减少种植过程中农药、化肥等化学品的使用量。 9．什么是生物芯片，你能说出生物芯片的工作原理与应用例证吗？ 生物芯片又称DNA芯片或基因芯片，是DNA杂交探针技术与半导体工业技术结合的结晶，将大量的探针分子固定子支持物上后与带荧光标记的DNA样品分子进行杂交，通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量与序列信息的技术。 其原理是采用光导原价合成或微量点样等方法，将大量生物大分子有序地固化在支持物表面，组成密集二维分子排列，然后与已标记的待测生物样品中靶分子杂交，通过特定的仪器对杂交信号的强度进行快速、并行、高效的检测分所，从而判断样品中靶分子的数量，该技术常用玻片、硅片做为支持物，由于在制作过程中模拟了芯片技术的高集成．因而被称为生物芯片。
生物芯片可用于大规模筛查由基因突变引起的疾病，同时在寻找新基因、基因表达检测、突变检测、基因组多态性分析、基因作图、杂交测序、新药开发和司法鉴定中都有重要的应用。如有研究者用DNA芯片检测遗传性乳腺癌和卵巢癌患者BRCAI基因第11外显子与全长3.45Kb序列的突变，检测了15例病人样品，发现14例有变化，为遗传性乳腺癌和卵巢癌的早期诊断提供了有效的手段。
10．请讨论分子诊断和基因治疗在防治疾病方面的应用前景。
基因诊断技术就是利用基因探针，经过核酸分子杂交，检测有无异常基因．以进行疾病诊断和病因研究的方法。通过分子诊断可以快速找出病变或缺陷基因，利用多拷贝RNA探针，各种非放射性探针能更有效地标记缺陷基因，而不对人体产生危害。基因诊断技术的广泛应用将对传染病和遗传病的准确诊断，对优生学、移植等领域产生巨大的推动作用。 基因治疗被认为是最根本治疗遗传疾病的方法，是在现代生物学和分子医学基础上发展起来的，最初仅被用于治疗一些先天的遗传疾病，但现在发现很多疾病，包括肿瘤和一些目前尚无有效治疗方法的慢性疾病，利用基因治疗可以使疾病得到缓解和治疗。目前主要应用于下面一些情况：由单一基因异常引起的疾病；基因表达不会造成人体损害：便于操作，不需调控；病情严重，其他方法无法治疗的。基因治疗的前景广阔，但是其发展不但要依赖于生物学、医学的进步，也要求社会舆论环境的进一步完善。基因诊断和治疗给人类大幅度提高自身的健康状况带来了新的曙光。 11．你认为目前若实施人类克隆，在技术上还存在哪些难题?会引起哪些社会问题?你认为克
36