體液包括細(xì)胞內(nèi)液(2/3)_和細(xì)胞外液(1/3)。細(xì)胞外液是指是細(xì)胞直接生活的環(huán)境。內(nèi)環(huán)境是指由細(xì)胞外液構(gòu)成的液體環(huán)境。
組織細(xì)胞直接生活的內(nèi)環(huán)境是組織液;紅細(xì)胞直接生活的內(nèi)環(huán)境是血漿;
淋巴細(xì)胞直接生活的內(nèi)環(huán)境是淋巴液和血漿;毛細(xì)血管壁細(xì)胞直接生活的內(nèi)環(huán)境是血漿和組織液;毛細(xì)淋巴管壁細(xì)胞直接生活的內(nèi)環(huán)境是淋巴液和組織液。
3.呼吸酶、血紅蛋白、血漿蛋白、唾液淀粉酶、尿液、尿素、二氧化碳、葡萄糖、激素、神經(jīng)遞質(zhì)、消化液纖維素、維生素、丙酮酸的分解、乳酸和NaHCO3反應(yīng)、突觸小泡、抗體和抗原的結(jié)合不屬于內(nèi)環(huán)境的成分的有_呼吸酶(位于細(xì)胞內(nèi))、血紅蛋白(位于細(xì)胞內(nèi))、唾液淀粉酶(口腔外界環(huán)境)、尿液(尿道外界環(huán)境)、消化液(位于消化道外界環(huán)境)維生素(不能直接被人體所吸收)丙酮酸的分解(線粒體基質(zhì))突觸小泡(細(xì)胞內(nèi))。
4.血漿、組織液和淋巴的成分不完全相同,成分上的主要區(qū)別是血漿中含有較多的蛋白質(zhì),而組織液和淋巴蛋白質(zhì)含量很少。
5.細(xì)胞外液的理化性質(zhì):滲透壓、酸堿度 和溫度。血漿滲透壓的大小主要與無(wú)機(jī)鹽、蛋白質(zhì) 的含量有關(guān)。細(xì)胞外液滲透壓的90%以上來(lái)源于Na+ 和Cl-。
6.神經(jīng)一體液一免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)是機(jī)體維持穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)機(jī)制。穩(wěn)態(tài)實(shí)質(zhì):內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是一種動(dòng)態(tài)平衡,內(nèi)環(huán)境的各種成分和理化性質(zhì)維持相對(duì)穩(wěn)定。如:乳酸過(guò)多,血漿的PH值也不會(huì)顯著降低,原因是血漿中有緩沖物質(zhì)(乳酸和NaHCO3反應(yīng))使其血漿PH保持相對(duì)穩(wěn)定。
神經(jīng)調(diào)節(jié)
1.大腦:表面是大腦皮層,大腦皮層是調(diào)節(jié)機(jī)體活動(dòng)的最高級(jí)中樞。所有的感覺(jué)都在大腦皮層形成。
下丘腦:體溫調(diào)節(jié)中樞、水平衡的調(diào)節(jié)中樞等,還與生物節(jié)律等的控制有關(guān)。小腦:能夠協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng),維持身體平衡。
腦干:有調(diào)節(jié)呼吸、心臟功能的基本活動(dòng)中樞。
2.下列活動(dòng)的中樞在哪里?調(diào)節(jié)機(jī)體的最高級(jí)中樞:大腦皮層;體溫調(diào)節(jié)中樞、水鹽平衡中樞、生物節(jié)律:下丘腦;血糖平衡調(diào)節(jié)中樞:下丘腦;呼吸中樞:腦干;感覺(jué)(渴覺(jué)、味覺(jué)、聽覺(jué)、視覺(jué)、尿意)在大腦皮層形成。滲透壓感受器在下丘腦。
3.腦神經(jīng)和脊神經(jīng)中都有支配內(nèi)臟器官的神經(jīng)。
4.自主神經(jīng)系統(tǒng):支配內(nèi)臟、血管和腺體的傳出神經(jīng),它們的活動(dòng)不受意識(shí)支配,稱為自主神經(jīng)系統(tǒng)。
交感神經(jīng):人體興奮時(shí)活動(dòng)占優(yōu)勢(shì);表現(xiàn)為瞳孔擴(kuò)張,心跳加快,支氣管擴(kuò)張,血管收縮,胃腸蠕動(dòng)和消化腺的分泌活動(dòng)減弱。副交感神經(jīng):人體安靜時(shí)活動(dòng)占優(yōu)勢(shì);表現(xiàn)為瞳孔收縮,心跳減慢,支氣管收縮,胃腸蠕動(dòng)和消化腺的分泌活動(dòng)增強(qiáng)。交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)對(duì)瞳孔的作用猶如剎車和油門,可以使機(jī)體對(duì)外界刺激做出更精確的反應(yīng),使機(jī)體更好的適應(yīng)環(huán)境的變化。
5.反射概念:指在中樞神經(jīng)系統(tǒng) 參與下,動(dòng)物體或人體對(duì)內(nèi)外環(huán)境變化做出的規(guī)律性應(yīng)答。
6.反射?。焊惺芷鳎ń邮艽碳げa(chǎn)生興奮)、傳入神經(jīng)、神經(jīng)中樞(產(chǎn)生興奮并對(duì)傳入的信息進(jìn)行分析和綜合)、傳出神經(jīng)、效應(yīng)器(由 傳出神經(jīng)末梢 和它所支配的 肌肉或腺體 等組成)
排尿反射的效應(yīng)器是傳出神經(jīng)末梢和它所支配的逼尿肌和括約肌。望梅止渴的效應(yīng)器是傳出神經(jīng)末梢和它所支配的唾液腺。
7.飲水不足、體內(nèi)失水過(guò)多時(shí),會(huì)在大腦皮層產(chǎn)生渴覺(jué),這是反射嗎?不是,原因是未經(jīng)過(guò)完整的反射弧。
興奮在反射弧中的傳導(dǎo)方向是單向 的:起點(diǎn)是 感受器 ,終點(diǎn)是效應(yīng)器 。興奮在人體內(nèi)(反射?。﹤鬟f是單向的。興奮的傳導(dǎo)只有在離體的神經(jīng)纖維上是雙向的。
8.
條件反射消退的機(jī)理:不是條件反射的簡(jiǎn)單喪失,而是中樞把原先引起興奮性效應(yīng)的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)生抑制性效應(yīng)的信號(hào)。
條件反射消退的實(shí)質(zhì):是動(dòng)物獲得了兩個(gè)刺激間的新聯(lián)系,是一個(gè)新的學(xué)習(xí)過(guò)程,需要大腦皮層的參與。
條件反射的意義:使機(jī)體具有更強(qiáng)的預(yù)見性、靈活性和適應(yīng)性,大大提高了動(dòng)物應(yīng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境變化的能力。
10.在神經(jīng)系統(tǒng)中,興奮是以 電信號(hào) (局部電流)的形式沿著 神經(jīng)纖維 傳導(dǎo)的,這種電信號(hào)也叫神經(jīng)沖動(dòng)。興奮的傳導(dǎo)方向與膜內(nèi)局部電流的方向相同,與膜外相反。興奮在神經(jīng)元之間的傳遞(突觸)是以電信號(hào)→化學(xué)信號(hào)→電信號(hào)的形式傳遞。
11.靜息電位:電位表現(xiàn):內(nèi)負(fù)外正 形成原因:膜主要對(duì) K+有通透性, K+的通道蛋白打開, K+ 外流(方式: 協(xié)助擴(kuò)散 )
動(dòng)作電位:電位表現(xiàn):內(nèi)正外負(fù)形成原因:膜對(duì) Na+的通透性增加, Na+的通道蛋白打開, Na+ 內(nèi)流(方式: 協(xié)助擴(kuò)散 )
12.①a點(diǎn)之前:靜息電位:膜電位表現(xiàn)為內(nèi)負(fù)外正 , K+的通道蛋白打開,K+外流(協(xié)助擴(kuò)散)。
②ac段:動(dòng)作電位的形成:受刺激后,Na+的通道蛋白打開,Na+迅速大量?jī)?nèi)流(協(xié)助擴(kuò)散),導(dǎo)致膜電位迅速逆轉(zhuǎn),由 內(nèi)負(fù)外正 變?yōu)?內(nèi)正外負(fù) 。c點(diǎn)為動(dòng)作電位的 峰值 。
③cd段:靜息電位的恢復(fù),K+的通道蛋白打開, K+迅速大量外流(協(xié)助擴(kuò)散),導(dǎo)致膜電位由 內(nèi)正外負(fù) 變?yōu)?內(nèi)負(fù)外正 。
④de段:恢復(fù)初靜息水平,靜息電位恢復(fù)后,Na+-K+泵吸 K+ 排 Na+ (方式:主動(dòng)運(yùn)輸)。
13.神經(jīng)纖維膜內(nèi)外離子的正常分布如圖:
①若膜外的Na+濃度升高,則膜內(nèi)外Na+濃度差會(huì)增大,動(dòng)作電位的峰值會(huì)升高(曲線中c點(diǎn)上移);反之,會(huì)下降(曲線中c點(diǎn)下移)。②若膜外的K+濃度降低,則膜內(nèi)外K+濃度差會(huì)增大,靜息電位絕對(duì)值會(huì)增大(曲線中a點(diǎn)下移);反之,會(huì)減小(曲線中a點(diǎn)上移)。
14.興奮在神經(jīng)元之間的傳遞的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是突觸。突觸是由突觸前膜、 突出間隙 和 突觸后膜三部分構(gòu)成的。突出小體:神經(jīng)元的軸突末梢經(jīng)過(guò)多次分支最后每個(gè)小分支末端膨大呈杯狀或球狀的結(jié)構(gòu)叫做突觸小體。突觸小體可以與其他神經(jīng)元的胞體或樹突等相接近,共同形成突觸。
15.⑨是突觸;⑩是突觸小體。興奮在突觸處的信號(hào)轉(zhuǎn)換方式:電信號(hào)→化學(xué)信號(hào)→電信號(hào)。興奮在突觸小體(突觸前膜)的信號(hào)轉(zhuǎn)換方式:電信號(hào)→化學(xué)信號(hào)。在突觸后膜的信號(hào)轉(zhuǎn)換方式:化學(xué)信號(hào)→電信號(hào)。神經(jīng)遞質(zhì)存在于⑧突觸小泡中,通過(guò)①釋放,方式為胞吐。(一氧化氮自由擴(kuò)散除外),跨膜層數(shù)為0層,神經(jīng)遞質(zhì)釋放的過(guò)程體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有一定到流動(dòng)性(結(jié)構(gòu)特性)。⑦處的液體為組織液,通過(guò)⑦的方式為擴(kuò)散(不消耗能量)。
16.神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜上的受體結(jié)合,會(huì)引起下一個(gè)神經(jīng)元興奮或抑制,但是神經(jīng)遞質(zhì)不會(huì)進(jìn)入突觸后膜。神經(jīng)遞質(zhì)發(fā)揮作作用后的去向:迅速降解或者回收進(jìn)細(xì)胞。吸食可卡因后,可卡因會(huì)是轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白失去回收多巴胺的功能,于是多巴胺就留在突觸間隙持續(xù)發(fā)揮作用,導(dǎo)致突出后膜上多巴受體持續(xù)興奮減少。
17.興奮在神經(jīng)元之間只能單向傳遞的原因: 神經(jīng)遞質(zhì)只存在于突觸小泡中,只能由突觸前膜釋放,然后作用于突觸后膜上 。
興奮在突觸處的傳遞比神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)要慢的原因:由于突觸處的興奮傳遞需要通過(guò)化學(xué)信號(hào)的轉(zhuǎn)換,因此興奮傳遞的速度比在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)要慢。
興奮在離體神經(jīng)纖維上雙向傳導(dǎo)的原因:興奮部位和未興奮部位之間由于電位差的存在而發(fā)生電荷移動(dòng),從而形成局部電流。
18.神經(jīng)遞質(zhì):興奮部位和未興奮部位之間由于電位差的存在而發(fā)生電荷移動(dòng),從而形成局部電流。
19.某些化學(xué)物質(zhì)能夠?qū)ι窠?jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生影響,其作用位點(diǎn)往往是突觸。作用機(jī)理:①有些物質(zhì)能促進(jìn)神經(jīng)遞質(zhì)的合成和釋放速率,②有些會(huì)干擾神經(jīng)遞質(zhì)與受體的結(jié)合,③有些會(huì)影響分解神經(jīng)遞質(zhì)的酶活性。
20.大腦皮層與軀體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系:①大腦皮層運(yùn)動(dòng)代表區(qū)的位置與軀體各部分的關(guān)系是倒置的(左右交叉、前后倒置)。②大腦皮層運(yùn)動(dòng)代表區(qū)范圍的大小與軀體運(yùn)動(dòng)的精細(xì)程度有關(guān)(精細(xì)正比)
21.軀體運(yùn)動(dòng)的分級(jí)調(diào)節(jié):軀體的運(yùn)動(dòng)受大腦皮層以及脊髓、腦干等的共同調(diào)控,位于脊髓的低級(jí)中樞受到腦中相應(yīng)的高級(jí)中樞的調(diào)控。
22.排尿反射的分級(jí)調(diào)節(jié)①排尿反射不僅受到脊髓的控制,也受到大腦皮層的調(diào)控。
②大腦皮層通過(guò)脊髓控制交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)的興奮程度,從而控制排尿。交感神經(jīng)興奮,不會(huì)導(dǎo)致膀胱縮小,副交感神經(jīng)興奮,使膀胱縮小。③因此,人能有意識(shí)地控制排尿,是因?yàn)榇竽X皮層對(duì)脊髓進(jìn)行著調(diào)控。
23.動(dòng)物學(xué)習(xí)的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是條件反射建立的過(guò)程。
24.人腦的高級(jí)功能:它除了感知對(duì)外部世界以及控制機(jī)體的反射活動(dòng),還具有語(yǔ)言(人腦特有的高級(jí)功能)、學(xué)習(xí)和記憶等方面的高級(jí)功能。
25.①學(xué)習(xí)和記憶涉及腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)的作用以及某些種類蛋白質(zhì)的合成。
②短時(shí)記憶可能與神經(jīng)元之間即時(shí)的信息交流有關(guān),尤其是與大腦皮層下一個(gè)形狀像海馬的腦區(qū)有關(guān)。
③長(zhǎng)時(shí)記憶可能與突觸形態(tài)及功能的改變以及新突觸的建立有關(guān)。
激素調(diào)節(jié)
1.促胰液素,它由小腸黏膜分泌,作用于胰腺,作用效果:使胰腺分泌胰液
2.血糖的平衡:正常情況下,情況下血糖含量為3.9-6.1mml/L,血糖的三個(gè)來(lái)源:a.食物中糖類的消化吸收(主要來(lái)源);b.肝糖原分解;c.脂肪等非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化。血糖的三個(gè)去路:a.氧化分解:CO2+H2O+能量(主要去路);b.合成肝糖原、肌糖原;c.轉(zhuǎn)化為甘油三脂、某些氨基酸等。
3.血糖的平衡的調(diào)節(jié)中樞:下丘腦;調(diào)節(jié)方式:神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)。神經(jīng)調(diào)節(jié)體現(xiàn)在當(dāng)血糖含量降低時(shí),下丘腦的某個(gè)區(qū)域興奮通過(guò)交感神經(jīng)使胰島A細(xì)胞分泌胰高血糖素,使得血糖含量上升。另外,神經(jīng)系統(tǒng)還通過(guò)控制甲狀腺和腎上腺的分泌活動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)血糖含量。
4.(重點(diǎn)?。。。┮葝u素的作用:三促進(jìn):促進(jìn)血糖進(jìn)入組織細(xì)胞氧化分解;進(jìn)入肝、肌肉并合成糖原;進(jìn)入脂肪細(xì)胞和肝細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)楦视腿サ确翘俏镔|(zhì);兩抑制:抑制肝糖原分解和非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖。
5.血糖平衡也存在負(fù)反饋調(diào)節(jié)。在血糖調(diào)節(jié)過(guò)程中,胰島素的作用結(jié)果會(huì)反過(guò)來(lái)影響胰島素的分泌,胰高血糖素也是如此,像這樣在一個(gè)系統(tǒng)中系統(tǒng)本身工作的效果反過(guò)來(lái)又作為信息調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的功能這種調(diào)節(jié)方式叫做反饋調(diào)節(jié)。
6.分級(jí)調(diào)節(jié):在甲狀腺激素分泌的過(guò)程中,既存在分級(jí)調(diào)節(jié),也存在反饋調(diào)節(jié)
此時(shí),反饋調(diào)節(jié)體現(xiàn)在:當(dāng)血液中甲狀腺激素含量增加到一定程度時(shí),又會(huì)抑制下丘腦垂體分泌相關(guān)激素,進(jìn)而使甲狀腺激素的分泌減少,而不至于濃度過(guò)高。
分級(jí)調(diào)節(jié)的意義:分級(jí)調(diào)節(jié)可以放大激素的調(diào)節(jié)效應(yīng),形成多級(jí)反饋調(diào)節(jié),有利于精細(xì)調(diào)控,從而維持機(jī)體的穩(wěn)態(tài)。
例:為什么缺碘會(huì)導(dǎo)致地方性甲狀腺腫大(大脖子?。瑥姆答佌{(diào)節(jié)的角度解釋原因?
當(dāng)缺碘時(shí),導(dǎo)致甲狀腺激素合成障礙,致使血漿中甲狀腺激素水平下降(1分),對(duì)下丘腦和垂體的負(fù)反饋?zhàn)饔脺p弱(1分),使TRH和TSH的分泌增加,TSH持續(xù)刺激甲狀腺,進(jìn)而引起甲狀腺腫大。
8.激素調(diào)節(jié)的特點(diǎn)①通過(guò)體液進(jìn)行運(yùn)輸: 臨床上通過(guò)抽取血樣來(lái)檢測(cè)內(nèi)分泌系統(tǒng)激素的水平。②作用于靶器官、靶細(xì)胞;③作為信使傳遞信息;④微量和高效: 一旦體內(nèi)激素含量偏離了生理范圍,就會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)體機(jī)能,這也是臨床上通過(guò)測(cè)定血液中激素含量來(lái)檢測(cè)疾病的原因。
9.注意:①激素并不提供能量,也不組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)、不起催化作用,更不直接參與細(xì)胞的代謝過(guò)程,只是作為調(diào)節(jié)生命活動(dòng)的信息分子,隨體液達(dá)到靶細(xì)胞,使靶細(xì)胞原有的生理活動(dòng)發(fā)生變化。②激素發(fā)揮作用后,就被滅活。
10.
11.體液調(diào)節(jié):激素等化學(xué)物質(zhì),通過(guò)體液傳送的方式對(duì)生命活動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié),稱為體液調(diào)節(jié)。激素調(diào)節(jié)是體液調(diào)節(jié)的主要形式,體液調(diào)節(jié)不等于激素調(diào)節(jié)。
12.(重點(diǎn)!?。。w液調(diào)節(jié)和神經(jīng)調(diào)節(jié)的關(guān)系:①不少內(nèi)分泌腺直接或間接受中樞神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié),在這種情況下,體液調(diào)節(jié)可以看做神經(jīng)調(diào)節(jié)的一個(gè)環(huán)節(jié);例如:腎上腺髓質(zhì)受交感神經(jīng)支配,當(dāng)交感神經(jīng)興奮時(shí),腎上腺髓質(zhì)分泌腎上腺素等激素,它們作用于靶細(xì)胞,使靶細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)。
②內(nèi)分泌腺所分泌的激素可以影響神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和功能。例如:如人在幼年時(shí)缺乏甲狀腺激素會(huì)影響腦的,發(fā)育成年時(shí),甲狀腺激素分泌不足會(huì)。使神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性降低。
13.臨床上給患者輸入O2時(shí),往往采用含有5%左右的CO2混合氣體,以達(dá)到刺激呼吸中樞的目的。選三培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞時(shí)的氣體環(huán)境是:95%空氣和5%CO2,O2是細(xì)胞代謝所必需的,CO2的主要作用維持培養(yǎng)液的pH。
14.體溫調(diào)節(jié):①體溫相對(duì)穩(wěn)定的機(jī)理:產(chǎn)熱和散熱保持動(dòng)態(tài)平衡。②產(chǎn)熱器官:肝、腦(安靜)、骨骼?。ㄟ\(yùn)動(dòng))_;散熱器官:皮膚。③體溫調(diào)節(jié)中樞:下丘腦④體溫感覺(jué)中樞:大腦皮層⑤體溫調(diào)節(jié)的方式:神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)
⑥溫度感受器分布于:皮膚、黏膜、內(nèi)臟器官等⑦效應(yīng)器:傳出神經(jīng)末梢和它所支配的汗腺、骨骼肌、腎上腺、血管等
⑧皮膚散熱的方式:輻射、傳導(dǎo)、對(duì)流、蒸發(fā);
皮膚散熱的途徑:皮膚血管舒張,血流量增多,汗腺分泌量增加
⑨甲狀腺激素和腎上腺素在增加產(chǎn)熱作用上表現(xiàn)為協(xié)同作用。
⑩在寒冷環(huán)境中,散熱加快,當(dāng)局部體溫低于正常體溫時(shí),冷覺(jué)感受器受到刺激并產(chǎn)生興奮,興奮傳遞到下丘腦的體溫調(diào)節(jié)中樞,通過(guò)中樞的分析、綜合,再使有關(guān)神經(jīng)興奮,進(jìn)而引起皮膚血管收縮,皮膚的血流量減少,散熱量也相應(yīng)減少。同時(shí),汗腺的分泌量減少,蒸發(fā)散熱也隨之減少。在減少熱量散失的同時(shí),機(jī)體還會(huì)主動(dòng)增加產(chǎn)熱。寒冷刺激使下丘腦的體溫調(diào)節(jié)中樞興奮后,可引起骨骼肌戰(zhàn)栗,使產(chǎn)熱增加。與此同時(shí),相關(guān)神經(jīng)興奮后可以促進(jìn)甲狀腺激素、腎上腺素等激素的釋放,使肝及其他組織細(xì)胞的代謝活動(dòng)增強(qiáng),增加產(chǎn)熱。就這樣,機(jī)體在寒冷環(huán)境中實(shí)現(xiàn)產(chǎn)熱和散熱的平衡,體溫維持正常。
?在炎熱的環(huán)境中時(shí),皮膚中的熱覺(jué)感受器興奮,該興奮傳遞至下丘腦的體溫調(diào)節(jié)中樞,進(jìn)而通過(guò)自主神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和腎上腺等腺體的分泌,最終使皮膚的血管舒張,皮膚血流量增多,也使汗液的分泌增多等,從而增加散熱。由此可見,體溫調(diào)節(jié)是由神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)共同實(shí)現(xiàn)的。
水平衡:實(shí)質(zhì):滲透壓調(diào)節(jié),主要通過(guò)腎完成。
①水和無(wú)機(jī)鹽平衡調(diào)節(jié)方式:神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié),滲透壓(水鹽)感受器位于下丘腦,滲透壓(水鹽)調(diào)節(jié)的中樞位于下丘腦。形成渴覺(jué)的中樞位于大腦皮層。在大腦皮層形成渴覺(jué)是反射嗎?不是,未經(jīng)過(guò)完整的反射弧。
②抗利尿激素由下丘腦合成分泌產(chǎn)生,垂體(腺體)釋放, 抗利尿激素的作用是促進(jìn)腎小管集合管對(duì)水的重吸收,抗利尿激素的靶細(xì)胞是腎小管集合管細(xì)胞。
③具體過(guò)程:當(dāng)人飲水不足或吃的食物過(guò)咸時(shí),細(xì)胞外液滲透壓會(huì)升高,下丘腦中的滲透壓感受器會(huì)受到刺激。這個(gè)刺激一方面?zhèn)髦链竽X皮層,通過(guò)產(chǎn)生渴覺(jué)來(lái)直接調(diào)節(jié)水的攝入量;另一方面促使下丘腦分泌、垂體釋放的抗利尿激素增加,從而促進(jìn)腎小管和集合管對(duì)水分的重吸收,減少了尿量的排出,保留了體內(nèi)的水分,使細(xì)胞外液的滲透壓趨向于恢復(fù)正常。相反,當(dāng)人飲水過(guò)多或鹽分丟失過(guò)多而使細(xì)胞外液的滲透壓下降時(shí),對(duì)滲透壓感受器的刺激減少,也就減少了抗利尿激素的分泌和釋放,腎排出的水分就會(huì)增加,這樣細(xì)胞外液的滲透壓就恢復(fù)正常。
16.鹽平衡:當(dāng)大量丟失水分使血鈉含量降低時(shí),腎上腺皮質(zhì)增加分泌醛固酮,促進(jìn)腎小管和集合管對(duì)Na+的重吸收,維持血鈉含量的平衡。
17.下丘腦的功能:①作為感受器(感受刺激):滲透壓感受器
②傳導(dǎo)興奮(至大腦皮層):傳導(dǎo)興奮至大腦皮層使之產(chǎn)生渴覺(jué)
③作為效應(yīng)器(分泌激素):抗利尿激素、TRH
④調(diào)節(jié)中樞:體溫調(diào)節(jié)中樞、血糖調(diào)節(jié)中樞、水鹽平衡的調(diào)節(jié)中樞
免疫調(diào)節(jié)
1.免疫系統(tǒng)的組成:
免疫器官:骨髓、胸腺(免疫細(xì)胞產(chǎn)生并發(fā)育成熟的地方)
脾、淋巴結(jié)、扁桃體(免疫細(xì)胞集中分布的場(chǎng)所)
吞噬細(xì)胞:樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞 輔助性T細(xì)胞
免疫系統(tǒng)的組成 免疫細(xì)胞: T淋巴細(xì)胞(在骨髓中產(chǎn)生,遷移到胸腺成熟)
淋巴細(xì)胞: 細(xì)胞毒性T細(xì)胞
B淋巴細(xì)胞(在骨髓中產(chǎn)生,在骨髓中成熟)
免疫活性物質(zhì):抗體(由漿細(xì)胞產(chǎn)生)、細(xì)胞因子(主要由淋巴細(xì)胞產(chǎn)生)、溶菌酶(由免疫細(xì)胞和其他細(xì)胞產(chǎn)生,比如:唾液腺細(xì)胞、淚腺細(xì)胞)
2.抗原:這些能夠引發(fā)特定的免疫反應(yīng)的物質(zhì)稱為抗原。注意:抗原并非都是蛋白質(zhì),抗體都是蛋白質(zhì);抗原并非都是外來(lái)物質(zhì),體內(nèi)的衰老、癌變的細(xì)胞也是抗原。
3.抗原呈遞細(xì)胞:B細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞都能攝取和加工處理抗原,并且可以將抗原信息暴露在細(xì)胞表面,以便呈遞給其他免疫細(xì)胞,這些細(xì)胞統(tǒng)稱為抗原呈遞細(xì)胞(APC)。
4.免疫活性物質(zhì):由免疫細(xì)胞或其他細(xì)胞產(chǎn)生的、并發(fā)揮免疫作用的物質(zhì),如抗體、溶菌酶、細(xì)胞因子。
①抗體:指的是機(jī)體產(chǎn)生的專門應(yīng)對(duì)抗原的蛋白質(zhì),抗體能與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合,即一種抗體只能和一種抗原結(jié)合。主要分布在血清中(屬于內(nèi)環(huán)境的成分),能隨血液循環(huán)、淋巴循環(huán)到全身各處。
②細(xì)胞因子:主要包括干擾素、白細(xì)胞介素、腫瘤壞死因子等。
5.非特異性免疫:生來(lái)就有,也不針對(duì)某一類特定病原體而是對(duì)多種病原體都有防御作用。包括第一道防線(皮膚、黏膜)
和第二道防線(體液中的殺菌物質(zhì)(如溶菌酶)和吞噬細(xì)胞)。
6.特異性免疫:后天接觸病原體之后獲得,主要針對(duì)特定的抗原起作用。主要包括第三道防線(體液免疫和細(xì)胞免疫)。
注意:下列活動(dòng)屬于哪道防線?唾液、淚液等分泌的溶菌酶是第一道防線;體液中溶菌酶是第二道防線;
b:炎癥反應(yīng)是第二道防線;c:吞噬細(xì)胞既參與特異性免疫又參與非特異性免疫。
三道免疫防線的功能:①免疫防御:指機(jī)體排除外來(lái)抗原性異物的一種免疫防護(hù)作用。是免疫系統(tǒng)最基本的功能。
②免疫自穩(wěn):指機(jī)體清除衰老或損傷的細(xì)胞,進(jìn)行自身調(diào)節(jié),維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的功能。
③免疫監(jiān)視:指機(jī)體識(shí)別和清除突變的細(xì)胞,防止腫瘤發(fā)生的功能。
關(guān)鍵詞:外來(lái)抗原:免疫防御;自身衰老損傷:免疫自穩(wěn);突變、腫瘤:免疫監(jiān)視
9.產(chǎn)生抗體對(duì)抗抗原的免疫:體液免疫。細(xì)胞毒性T細(xì)胞和靶細(xì)胞結(jié)合的免疫:細(xì)胞免疫。
體液免疫:B細(xì)胞激活后可以產(chǎn)生抗體,由于抗體存在于體液中,所以這種主要靠抗體“作戰(zhàn)”的方式稱為體液免疫。
細(xì)胞免疫:當(dāng)某些病原體(如病毒、胞內(nèi)寄生菌等)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部后,就要靠T細(xì)胞直接接觸靶細(xì)胞來(lái)“作戰(zhàn)”,這種方式為細(xì)胞免疫。
10.體液免疫:
①激活B細(xì)胞的第一個(gè)信號(hào):一些病原體可以和B細(xì)胞接觸
激活B細(xì)胞的第二個(gè)信號(hào):輔助性T細(xì)胞表面的特定分子發(fā)生變化并與B細(xì)胞結(jié)合。此外,還需要細(xì)胞因子的作用,細(xì)胞因子能促進(jìn)B細(xì)胞的分裂、分化過(guò)程。
②抗體由漿細(xì)胞產(chǎn)生,抗原抗體結(jié)合(發(fā)生在內(nèi)環(huán)境中)的目的:可以抑制病原體的增殖或?qū)θ梭w細(xì)胞的黏附。
③只有漿細(xì)胞能分泌抗體,漿細(xì)胞(兩無(wú)能)不能識(shí)別抗原,不具有分裂能力。
④抗原呈遞細(xì)胞的作用:B細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞都能攝取和加工處理抗原,并且可以將抗原信息暴露在細(xì)胞表面,以便呈遞給其他免疫細(xì)胞
⑤輔助性T細(xì)胞的作用:①輔助性T細(xì)胞分泌細(xì)胞因子,促進(jìn)B細(xì)胞的增殖、分化;
②輔助性T細(xì)胞表面的特定分子發(fā)生變化并與B細(xì)胞結(jié)合,這是激活B細(xì)胞的第二個(gè)信號(hào)。。
⑥無(wú)識(shí)別抗原的能力的細(xì)胞:漿細(xì)胞;不具有特異性識(shí)別能力的細(xì)胞:抗原呈遞細(xì)胞中的吞噬細(xì)胞。具有特異性識(shí)別能力的細(xì)胞:B細(xì)胞、輔助性T細(xì)胞、記憶B細(xì)胞。
11.二次免疫:再次接觸相同抗原時(shí),記憶細(xì)胞快速作出的免疫應(yīng)答。
①特點(diǎn):與初次免疫相比,二次免疫反應(yīng)更快、作用更強(qiáng)烈、產(chǎn)生的抗體更多,能在抗原侵入但尚未導(dǎo)致機(jī)體患病之前就將它們消滅。初次免疫漿細(xì)胞只來(lái)自B細(xì)胞的分化,二次免疫漿細(xì)胞除來(lái)自B細(xì)胞的分化之外,記憶細(xì)胞也能更快地增殖分化出更多的漿細(xì)胞。
②初次免疫和二次免疫反應(yīng)過(guò)程中抗體濃度和患病程度如圖所示。
提醒:多次注射相同疫苗可以增加記憶細(xì)胞和抗體的數(shù)量,以提高機(jī)體的免疫力。
12.細(xì)胞免疫:
①細(xì)胞免疫中,細(xì)胞毒性T細(xì)胞的活化需要條件:靶細(xì)胞的接觸、輔助性T細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子的作用。
②活化后的細(xì)胞毒性T細(xì)胞的作用:識(shí)別并裂解被同樣病原體感染的靶細(xì)胞。
③細(xì)胞免疫中記憶T細(xì)胞作用:如果再次遇到相同的抗原,記憶T細(xì)胞會(huì)立即分化為細(xì)胞毒性T細(xì)胞, 迅速、高效地產(chǎn)生免疫反應(yīng)。
④細(xì)胞免疫中細(xì)胞毒性T細(xì)胞從哪些細(xì)胞分化而來(lái)?細(xì)胞毒性T細(xì)胞和記憶T細(xì)胞
⑤細(xì)胞免疫中能識(shí)別抗原的有哪些細(xì)胞或物質(zhì)?細(xì)胞毒性T細(xì)胞和記憶T細(xì)胞。
⑥細(xì)胞免疫能否徹底清除胞內(nèi)寄生抗原?不能?;罨蟮募?xì)胞毒性T細(xì)胞使靶細(xì)胞裂解后,暴露出病原體,病原體失去了寄生的基礎(chǔ),但還需要與抗體結(jié)合或直接被其他免疫細(xì)胞吞噬、消滅。
13.B細(xì)胞和細(xì)胞毒性T細(xì)胞的活化離不開輔助性T細(xì)胞的輔助,可見輔助性T細(xì)胞在體液免疫和細(xì)胞免疫都起關(guān)鍵的作用。
14.信息分子:神經(jīng)調(diào)節(jié)、體液調(diào)節(jié)和免疫調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)都離不開信號(hào)分子(如:神經(jīng)遞質(zhì)、激素、細(xì)胞因子等)。注意:酶、抗體不是信息分子。這些信號(hào)分子的作用方式都是直接與受體(一般是蛋白質(zhì))特異性結(jié)合。
15.免疫失調(diào):過(guò)敏反應(yīng)(免疫功能過(guò)強(qiáng))、自身免疫?。庖吖δ苓^(guò)強(qiáng))、免疫缺陷?。庖吖δ苓^(guò)弱)。
16.過(guò)敏反應(yīng):已免疫的機(jī)體,在再次接觸相同過(guò)敏原時(shí),有時(shí)會(huì)發(fā)生引發(fā)組織損傷或功能紊亂的免疫反應(yīng),這樣的免疫反應(yīng)稱為過(guò)敏反應(yīng)。引起過(guò)敏反應(yīng)的抗原物質(zhì)叫作過(guò)敏原。
過(guò)程:有些人在(初次)接觸過(guò)敏原時(shí),在過(guò)敏原的刺激下,B細(xì)胞會(huì)活化產(chǎn)生抗體,這些抗體吸附在皮膚、呼吸道或消化道黏膜以及血液中某些細(xì)胞(如肥大細(xì)胞)的表面;當(dāng)相同的過(guò)敏原再次進(jìn)入機(jī)體時(shí),就會(huì)與吸附在細(xì)胞表面的相應(yīng)抗體結(jié)合,使這些細(xì)胞釋放出組織胺等物質(zhì)。組織胺引起毛細(xì)血管擴(kuò)張、血管壁通透性增強(qiáng)、平滑肌收縮和腺體分泌增多,最終導(dǎo)致過(guò)敏者出現(xiàn)皮膚紅腫、發(fā)疹、流涕、打噴嚏、哮喘、呼吸困難等癥狀。
特點(diǎn):①過(guò)敏反應(yīng)有快慢之分;有明顯的遺傳傾向和個(gè)體差異。
②找出過(guò)敏原并盡量避免再次接觸該過(guò)敏原是預(yù)防過(guò)敏反應(yīng)的主要措施。
17.自身免疫?。荚嚥恢来鹗裁淳痛鹱陨砻庖卟。涸谀承┨厥馇闆r下,免疫系統(tǒng)會(huì)對(duì)自身成分發(fā)生反應(yīng),如果自身免疫反應(yīng)對(duì)組織和器官造成損傷并出現(xiàn)了癥狀,就稱為自身免疫病。常見的自身免疫病有風(fēng)濕性心臟病、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等。
18.免疫缺陷?。褐笝C(jī)體免疫功能不足或缺乏而引起的疾病。包括先天性免疫缺陷病和獲得性免疫缺陷?。ò滩。ˋIDS))
植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)
1.生長(zhǎng)素:屬于 植物 (動(dòng)物/植物)激素,化學(xué)本質(zhì)是 吲哚乙酸 。本質(zhì):有機(jī)酸。元素組成:CHON.
生長(zhǎng)激素:屬于 動(dòng)物 (動(dòng)物/植物)激素,化學(xué)本質(zhì)是 蛋白質(zhì) ,由 垂體 產(chǎn)生。
2.植物激素:由植物體內(nèi)產(chǎn)生,能從產(chǎn)生部位 運(yùn)送到作用部位,對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有顯著影響 的 微量有機(jī)物 。
3.生長(zhǎng)素的產(chǎn)生部位:主要合成場(chǎng)所是 幼嫩的芽、葉 和 發(fā)育中的種子 。來(lái)源:是由 色氨酸 經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)變而來(lái)的。
運(yùn)輸方式:①極性運(yùn)輸:生長(zhǎng)素只能 單方向 地從 形態(tài)學(xué)上端 運(yùn)輸?shù)?形態(tài)學(xué)下端 。極性運(yùn)輸是細(xì)胞的 主動(dòng)運(yùn)輸 ,需要載體蛋白協(xié)助,需要消耗能量 。②橫向運(yùn)輸:由 單側(cè)光、重力、離心力 等外界刺激引起,只發(fā)生在根、芽等各個(gè)部位的尖端 。橫向運(yùn)輸: ①④ 極性運(yùn)輸: ②③ ABCD四個(gè)點(diǎn)的生長(zhǎng)素濃度:A<B,C<D。生長(zhǎng)速度:A>B,C<D.
A:促進(jìn)生長(zhǎng)B:抑制生長(zhǎng),根敏感程度更高。(根體現(xiàn)了兩重性)C:促進(jìn)作用較弱,D:促進(jìn)作用較強(qiáng),莖敏感程度更弱。
向 低 向 低 慢
背 高 背 高 快
4.胚芽鞘(植物)向光性原因:
植物的向光性是由于生長(zhǎng)素 分布不均勻 造成的: 單側(cè)光 照射后,胚芽鞘背光一側(cè)的生長(zhǎng)素含量 多于 向光一側(cè),因而引起兩側(cè)的生長(zhǎng) 不均勻 ,從而造成向光彎曲。
5.生長(zhǎng)素的作用機(jī)理:①細(xì)胞水平:促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)生長(zhǎng),誘導(dǎo)細(xì)胞分化;②器官水平:影響器官的生長(zhǎng)、發(fā)育,如促進(jìn)側(cè)根和不定根的發(fā)生,影響葉、花和果實(shí)的發(fā)育。
作用方式:生長(zhǎng)素不像酶那樣催化細(xì)胞代謝, 不直接 參與細(xì)胞代謝,也不為細(xì)胞提供能量,而是作為 信息分子 給細(xì)胞傳達(dá)信息,起著調(diào)節(jié)細(xì)胞生命活動(dòng)的作用。
作用機(jī)制:生長(zhǎng)素首先與細(xì)胞內(nèi)某種蛋白質(zhì)——生長(zhǎng)素受體特異性結(jié)合,引起細(xì)胞內(nèi)發(fā)生一系列信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程,進(jìn)而誘導(dǎo)特定基因的表達(dá),從而產(chǎn)生效應(yīng)。
6.生長(zhǎng)素的作用特點(diǎn)—— 兩重性:生長(zhǎng)素在濃度較低時(shí)促進(jìn)生長(zhǎng),在濃度過(guò)高時(shí)則會(huì)抑制生長(zhǎng) 頂端優(yōu)勢(shì):解除頂端優(yōu)勢(shì)的方法去掉頂芽
頂芽:生長(zhǎng)素濃度 低 , 促進(jìn) (促進(jìn)/抑制)生長(zhǎng)
極性 運(yùn)輸
側(cè)芽:生長(zhǎng)素濃度 高 ,生長(zhǎng)發(fā)育受到(促進(jìn)/抑制) 抑制
注:生長(zhǎng)素的運(yùn)輸有“就近運(yùn)輸”的特點(diǎn),側(cè)芽濃度高低為 A>B>C 。
生長(zhǎng)素濃度:頂芽側(cè)芽A(側(cè)芽均表現(xiàn)為抑制生長(zhǎng))
7.植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑:含義:人工合成的對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有調(diào)節(jié)作用的化學(xué)物質(zhì)。優(yōu)點(diǎn):原料廣泛、容易合成 、效果穩(wěn)定等
8.光是植物進(jìn)行光合作用的能量來(lái)源;(2)光作為一種信號(hào),影響、調(diào)控植物生長(zhǎng)、發(fā)育的全過(guò)程。
9.光敏色素化學(xué)本質(zhì):蛋白質(zhì)(色素—蛋白復(fù)合體) 主要是紅光和遠(yuǎn)紅光分布:植物的各個(gè)部位,其中在分生組織的細(xì)胞內(nèi)比較豐富。植物體內(nèi)除了光敏色素,還有感受藍(lán)光的受體。
10.植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控,是基因表達(dá)調(diào)控、激索調(diào)節(jié)和環(huán)境因素調(diào)節(jié)共同構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。
選擇性必修二 種群
一、種群的特征:
1.種群密度:在單位面積或單位體積中的個(gè)體數(shù)就是種群密度;是種群最基本的數(shù)量特征。
2.種群密度的調(diào)查方法:
逐個(gè)計(jì)數(shù)法:調(diào)查分布范圍較小、個(gè)體較大的種群。如:某山坡的珙桐密度。
樣方法:適于植物和活動(dòng)能力較弱、活動(dòng)范圍小的動(dòng)物。五點(diǎn)取樣法、等距離取樣法,取樣后取平均:如:昆蟲卵、蚜蟲、蚯蚓、跳蝻等
標(biāo)記重捕法:適于活動(dòng)能力強(qiáng)、活動(dòng)范圍大的動(dòng)物;如:田鼠
黑光燈誘捕法:適于趨光性昆蟲。
調(diào)查種群密度的方法:酵母菌、藍(lán)細(xì)菌、小球藻: 抽樣檢測(cè)法 地鼠:標(biāo)記重捕法
雙子葉植物:樣方法 瀕危動(dòng)物亞洲象:逐個(gè)計(jì)數(shù)法 植物、昆蟲卵、蚜蟲、跳蝻:樣方法
3.直接決定種群密度的特征是 出生率和死亡率 、 遷入率和遷出率 ,通過(guò)影響 出生率和死亡率 預(yù)測(cè)種群密度變化的種群特征是 年齡結(jié)構(gòu) ,通過(guò)影響 出生率 間接影響種群數(shù)量的特征是 性別比例 。
4.年齡結(jié)構(gòu):可以預(yù)測(cè)種群密度的大小。類型:增長(zhǎng)型、穩(wěn)定型、衰退型。
二、種群數(shù)量的變化:
1.“J型增長(zhǎng) ”
(1)形成條件:食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有天敵和其他競(jìng)爭(zhēng)物種等條件下(理想條件),種群數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長(zhǎng),第二年是第一年的λ倍。
(2)建立模型:t年后種群數(shù)量為: Nt=N0λt (條件:λ>1,且為常數(shù))。
(3)舉例:自然界中確有,如一個(gè)新物種到適應(yīng)的新環(huán)境。
2.“S 型增長(zhǎng) ”
(1)形成條件:自然界的 資源 和 空間 是有限的;有 敵害 。(條件有限)
(2)環(huán)境容納量:一定環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量,簡(jiǎn)稱K值。
K值不是固定不變的,K值可以隨 環(huán)境條件 的變化而變化。
(3) K/2 值時(shí)增長(zhǎng)速率最大。
3.密度制約因素:食物、天敵等;非密度制約因素:氣溫和干旱等氣候因素和地震、火災(zāi)等自然災(zāi)害。
群落
一、群落的特征:
1.群落:在相同時(shí)間聚集在 一定區(qū)域 中 各種生物種群 的集合,叫做生物群落。
2.群落的物種組成是區(qū)別不同群落的重要特征。一個(gè)群落的物種數(shù)目,稱為物種豐富度。
3.群落的種間關(guān)系:原始合作、互利共生、捕食、寄生、種間競(jìng)爭(zhēng)。
4.群落的結(jié)構(gòu):①垂直結(jié)構(gòu):a.含義:大多數(shù)群落都在垂直方向上有明顯的分層現(xiàn)象。
b.舉例:植物與對(duì)光的利用有關(guān),動(dòng)物與棲息空間和食物條件有關(guān)。
c.意義:群落的垂直結(jié)構(gòu)顯著提高了群落利用陽(yáng)光等環(huán)境資源 的能力。
②水平結(jié)構(gòu) :a.含義:生物的垂直分層是由于地形變化、土壤濕度、鹽堿度、光照強(qiáng)度的不同以及生物自身生長(zhǎng)特點(diǎn)的差異、人與動(dòng)物的相互影響等等因素,不同地段往往分布著不同的種群,同一地段上種群密度也有差別,它們呈鑲嵌分布。
5.群落的季節(jié)性:由于陽(yáng)光、溫度、水分等隨季節(jié)而變化,群落的外貌和結(jié)構(gòu)也會(huì)隨之發(fā)生有規(guī)律的變化。
6.生態(tài)位:①生態(tài)位:一個(gè)物種在群落中的地位和作用,包括所處的空間位置,占用資源的情況,以及與其他物種的關(guān)系等,稱為這個(gè)物種的生態(tài)位。
②研究動(dòng)物的生態(tài)位,通常要研究它的棲息地、食物、天敵以及與其他物種的關(guān)系等;
③研究植物的生態(tài)位,通常要研究它在研究區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的頻率、種群密度、植株高度等特征,以及它與其他物種的關(guān)系等。
④群落中每種生物都占據(jù)著相對(duì)穩(wěn)定的生態(tài)位,這有利于不同生物充分利用環(huán)境資源,是群落中物種之間及生物與環(huán)境間協(xié)調(diào)進(jìn)化的結(jié)果。
7.土壤小動(dòng)物常用 取樣器取樣 的方法進(jìn)行采集、調(diào)查。統(tǒng)計(jì)方法:一是 記名計(jì)算法 ,二是 目測(cè)估計(jì)法 。
二、群落的演替:
1. 群落演替的概念:隨著 時(shí)間 的推移,一個(gè)群落被另一個(gè)群落 代替 的過(guò)程。是一種 優(yōu)勢(shì) 取代。
2. 初生演替和次生演替比較
生態(tài)系統(tǒng)
一、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):
(1)概念:在一定的空間內(nèi),由生物群落和它的非生物環(huán)境相互作用而形成的統(tǒng)一整體,叫做生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)可大可小,其中地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)是生物圈(是指地球上的全部生物及其非生物環(huán)境的總和)。
(2)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):包括 生態(tài)系統(tǒng)的組成成分 和 營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)(食物鏈和食物網(wǎng)) 。
1.組成成分:
①非生物的物質(zhì)和能量:物質(zhì):如 水、空氣、無(wú)機(jī)鹽 等;能量:如 陽(yáng)光、熱能 。
②生產(chǎn)者:自養(yǎng)生物,主要是綠色植物。
③消費(fèi)者:動(dòng)物,主要有植食性動(dòng)物、肉食性動(dòng)物和雜食性動(dòng)物和寄生動(dòng)物等
④分解者:主要是腐生性 細(xì)菌 (如枯草桿菌)、 真菌 (如食用菌)及動(dòng)物(如 蚯蚓、蜣螂 )。
生產(chǎn)者的作用:生產(chǎn)者通過(guò)光合作用,將太陽(yáng)能固定在它們所制造的有機(jī)物中。太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能,從而可被生物體所利用。
消費(fèi)者的作用:加快生態(tài)系統(tǒng)的 物質(zhì)循環(huán) ,有利于植物的 傳粉 和 種子 的傳播。
(補(bǔ)充:消費(fèi)者加快生態(tài)系統(tǒng)的 物質(zhì)循環(huán) 的原因:消費(fèi)者通過(guò)自身的新陳代謝,能夠?qū)⒂袡C(jī)物轉(zhuǎn)化成無(wú)機(jī)物,這些無(wú)機(jī)物排除體外后又可以被生產(chǎn)者重新利用。)
分解者的作用:能將動(dòng)植物遺體和動(dòng)物排遺物分解成無(wú)機(jī)物 。
營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu):
①食物鏈:從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)開始到最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)結(jié)束,分解者不參與食物鏈。
②食物網(wǎng):在食物網(wǎng)之間的關(guān)系有捕食同時(shí)存在種間競(jìng)爭(zhēng)。食物鏈,食物網(wǎng)是物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的渠道。
食物鏈: 植物——————→蝗蟲———————→青蛙————————→蛇————————→鷹
生態(tài)系統(tǒng)成分: 生產(chǎn)者 初級(jí) 消費(fèi)者 次級(jí) 消費(fèi)者 三級(jí) 消費(fèi)者 四級(jí) 消費(fèi)者
營(yíng)養(yǎng)級(jí)別: 第一 營(yíng)養(yǎng)級(jí) 第二 營(yíng)養(yǎng)級(jí) 第三 營(yíng)養(yǎng)級(jí) 第四 營(yíng)養(yǎng)級(jí) 第五 營(yíng)養(yǎng)級(jí)
①食物鏈中只有 生產(chǎn)者 和 消費(fèi)者 兩種成分,不出現(xiàn) 分解者 和 非生物的物質(zhì)和能量 。
②食物鏈的起點(diǎn)是 生產(chǎn)者 ( 第一 營(yíng)養(yǎng)級(jí)),終點(diǎn)是不被其他動(dòng)物所食的動(dòng)物( 最高 營(yíng)養(yǎng)級(jí))。
③在食物鏈中,箭頭相連的兩種生物種間關(guān)系是 捕食 。箭頭指向捕食者。
二、生態(tài)系統(tǒng)的功能:
(一)能量流動(dòng)
1.能量流動(dòng)的含義:生態(tài)系統(tǒng)中能量的 輸入 、 傳遞 、 轉(zhuǎn)化 和 散失 的過(guò)程。
2. 能量的輸入
(1)能量的源頭: 太陽(yáng)能 。 (2)能量流動(dòng)的起點(diǎn): 生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能 。
0 光合 作用0
綠色植物、光合細(xì)菌
(3)相關(guān)生理過(guò)程: 光能 有機(jī)物中化學(xué)能 (主要途徑)
0 化能合成 作用0
硝化細(xì)菌
無(wú)機(jī)物氧化放出的化學(xué)能 有機(jī)物中的化學(xué)能
(4)流入生態(tài)系統(tǒng)的總能量: 生產(chǎn)者通過(guò)光合作用固定的太陽(yáng)能總量 。
注:流入人工生態(tài)系統(tǒng)的總能量包括:生產(chǎn)者通過(guò)光合作用固定的太陽(yáng)能 + 人工投入的能量/污水 。
3.畫出能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的過(guò)程(總共4個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí))
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
遺體
遺體
遺體
枯枝敗葉
(起點(diǎn))
未固定
……
呼吸作用
呼吸作用
太陽(yáng)能
生產(chǎn)者
(植物)
初級(jí)消費(fèi)者
(植食動(dòng)物)
次級(jí)消費(fèi)者
(肉食動(dòng)物)
三級(jí)消費(fèi)者
(肉食動(dòng)物)
分解者(細(xì)菌、 真菌等微生物)
圖5-7 生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)示意圖(不定時(shí)分析)
4.畫出能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)及示意圖
1.各級(jí)消費(fèi)者攝入的能量不等于其同化量,它們之間的關(guān)系式:同化量= 攝入量 - 糞便量 。
2.糞便中能量不屬于當(dāng)前營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量,屬于上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量。
3.同化量才是從上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳到下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量。
4.每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入分解的能量:當(dāng)前營(yíng)養(yǎng)級(jí)的遺體殘骸+下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的糞便量
5.能量流動(dòng)的特點(diǎn)
(1) 單向流動(dòng) 。原因:能量只能從上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí),不可逆轉(zhuǎn),也不能循環(huán)流動(dòng)。食物鏈中的生物間捕食關(guān)系不可逆轉(zhuǎn),這是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果。
(2) 逐級(jí)遞減 。原因:
①各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物 呼吸 作用以 熱能 形式散失大部分能量,無(wú)法再利用。
②各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物中有一部分能量未被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物利用,即 未被利用 部分。
③少部分能量被 分解者 分解利用。
任何生態(tài)系統(tǒng)都需要源源不斷得到來(lái)自系統(tǒng)外的能量補(bǔ)充,以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。
(4)分解者呼吸作用產(chǎn)生的熱能散失了,這部分能量植物不能利用,但是物質(zhì)可供生產(chǎn)者利用。
6.能量傳遞效率:一般來(lái)說(shuō),能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率大約是 10%~20% 。
7.能量金字塔:處于最底層是生產(chǎn)者(第一營(yíng)養(yǎng)級(jí))
8.能量流動(dòng)的意義:(?????)
①間種套作、多層育苗、稻--萍--蛙等立體農(nóng)業(yè),體現(xiàn)了能量流動(dòng)的意義是幫助人們將生物在時(shí)間、空間上進(jìn)行合理配置,增大流入某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。
②沼氣池、?;~塘等人工生態(tài)系統(tǒng),體現(xiàn)了能量流動(dòng)的意義是幫助人們科學(xué)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng),使能量得到最有效的利用,實(shí)現(xiàn)對(duì)能量的多級(jí)利用,從而大大提高能量的利用率。
③農(nóng)田除除草、滅蟲、合理確定草場(chǎng)的載畜量,果樹修剪,廢水養(yǎng)殖,體現(xiàn)了能量流動(dòng)的意義是幫助人們合理調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)關(guān)系,使能量持續(xù)高效的流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠帧?br>(二)物質(zhì)循環(huán)
1. 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)
(1)概念:組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素,都在不斷地進(jìn)行著從非生物環(huán)境到生物群落、又從生物群落到非生物環(huán)境的循環(huán)過(guò)程,這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。(3W)
(2)范圍: 生物圈 。這里所說(shuō)的生態(tài)系統(tǒng)是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)—— 生物圈 。
(3)特點(diǎn): 具有全球性(生物地球化學(xué)循環(huán)) 、 具有循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 。
物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)關(guān)系:同時(shí)進(jìn)行,彼此相互依存,不可分割的。物質(zhì)是能量流動(dòng)的載體,能量作為
物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力。
(三)信息傳遞
1. 生態(tài)系統(tǒng)信息的種類
2.信息傳遞的過(guò)程:生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞過(guò)程中不僅有信息源---信息產(chǎn)生的部位,也有信息傳播的途徑---信道(空氣、水以及其他介質(zhì)均可傳播信息);還需要信息接收的生物或其部位---信息受體,動(dòng)物的眼鼻、耳朵、皮膚,植物的葉、芽以及細(xì)胞中的特殊物質(zhì)(如光敏色素等)可以接收多樣化的信息。
3.信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用
4.應(yīng)用:如利用音響設(shè)備發(fā)出 結(jié)群信號(hào) 吸引鳥類,使其結(jié)群捕食害蟲;利用昆蟲 信息素 誘捕或警示有害動(dòng)物,降低害蟲的 種群密度 ;利用特殊的 化學(xué)物質(zhì) 擾亂某些動(dòng)物的雌雄交配,使有害動(dòng)物種群的 繁殖力 下降,從而減少有害動(dòng)物對(duì)農(nóng)作物的破壞。(三者都是生物防治)
三、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性:
1.生態(tài)平衡:指生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能處于相對(duì)穩(wěn)定的一種狀態(tài)。特點(diǎn):結(jié)構(gòu)平衡、功能平衡、收支平衡。
2.生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性:生態(tài)系統(tǒng)具有穩(wěn)定性的原因:生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力。生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力有一定的限度。生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ):負(fù)反饋調(diào)節(jié)。
3.抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性
一般來(lái)說(shuō),生態(tài)系統(tǒng)的組分越多,食物網(wǎng)越復(fù)雜,其自我調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng),抵抗力穩(wěn)定性就越高,恢復(fù)力穩(wěn)定性越低 。
4.生物多樣性包括基因多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。
5.(1)直接價(jià)值:食用、藥用、工業(yè)原料、旅游觀賞、科學(xué)研究和文學(xué)藝術(shù)創(chuàng)作等。(2)間接價(jià)值:對(duì)生態(tài)系統(tǒng)起到重要調(diào)節(jié)作用的價(jià)值,也叫做生態(tài)功能,例如植物能進(jìn)行光合作用,具有制造有機(jī)物、固碳、供氧等功能;森林和草地具有防風(fēng)固沙、保持水土的作用,、濕地可以蓄洪抗旱、凈化水質(zhì)、調(diào)節(jié)氣候等。此外,生物多樣性在促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)中基因流動(dòng)和協(xié)同進(jìn)化等方面也具有重要作用。(3)潛在價(jià)值:目前人類尚不清楚的價(jià)值。
7.保護(hù)生物多樣性的措施:①就地保護(hù)(最有效的保護(hù)):建立自然保護(hù)區(qū)以及國(guó)家公園等;②易地保護(hù)(為行將滅絕的物種提供最后的生存機(jī)會(huì)):建立植物園、動(dòng)物園以及瀕危動(dòng)植物繁育中心;③建立精子庫(kù)、種子庫(kù)、基因庫(kù),利用生物技術(shù)對(duì)瀕危物種的基因進(jìn)行保護(hù)等等。
注意:保護(hù)生物多樣性并不意味著禁止開發(fā)和利用。例如:保護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng)并不是完全禁漁,而是適時(shí)地、有計(jì)劃地捕撈成魚,不僅能獲得漁業(yè)產(chǎn)品和經(jīng)濟(jì)效益,也有利于幼兒的生長(zhǎng)發(fā)育,從而有利于保護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng)。
生態(tài)工程所遵循的基本原理:
自生:有效選擇生物組分并合理布設(shè);考慮各自的生態(tài)位差異以及他們之間的種間關(guān)系;需要?jiǎng)?chuàng)造有益于生物組分的生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖以及它們形成互利共存關(guān)系的條件。
循環(huán):無(wú)廢棄農(nóng)業(yè)、沼氣工程等 協(xié)調(diào):生物與環(huán)境,生物與生物的協(xié)調(diào)與適應(yīng);環(huán)境容納量(灰色長(zhǎng)城、草場(chǎng)合理載畜量、過(guò)度放牧) 整體:生態(tài)與社會(huì)經(jīng)濟(jì),各組分要有適當(dāng)?shù)谋壤?br>選擇性必修三
第一章 發(fā)酵工程
(一)腐乳的制作:1.菌種:主要是毛霉(真菌),屬于真核 生物,代謝類型: 異養(yǎng)需氧型 。
2.原理:毛霉產(chǎn)生的蛋白酶將豆腐中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸。味道鮮美,易于消化吸收。
(二)泡菜的制作:
1.菌種:乳酸菌(包括乳酸鏈球菌和乳酸桿菌,屬原核生物,代謝類型:異養(yǎng)厭氧型。
2.原理:在無(wú)氧的情況下能將葡萄糖分解成乳酸,反應(yīng)簡(jiǎn)式:C6H12O6eq \(――→,\s\up15(酶))2C3H6O3(乳酸)+能量。
5.制作泡菜的實(shí)驗(yàn):(1)發(fā)酵原理: ①利用植物體表面天然的乳酸菌來(lái)進(jìn)行發(fā)酵;
(2)制作泡菜方法步驟:配制鹽水→蔬菜裝壇→加鹽水→封壇發(fā)酵
(3)制作泡菜實(shí)驗(yàn)分析:①鹽的作用:抑制其他微生物生長(zhǎng)及調(diào)味。 ②鹽水濃度為質(zhì)量百分比為5%-20%。
鹽水濃度要適宜的原因:鹽水濃度太高會(huì)引起乳酸菌細(xì)胞滲透失水,影響乳酸菌生長(zhǎng)繁殖,甚至導(dǎo)致乳酸菌死亡;過(guò)低,雜菌易繁殖,導(dǎo)致泡菜變質(zhì)。 ③鹽水煮沸的目的:殺滅鹽水中的雜菌,去除水中的溶解氧。
④鹽水冷卻后使用的目的:防止高溫殺死乳酸菌(為了保證乳酸菌等微生物的生命活動(dòng)不受影響)。
⑤在冷卻后的鹽水中可加入少量“陳菜泡液”,目的是增加乳酸菌數(shù)量,縮短泡菜制作時(shí)間。
⑦用水密封泡菜壇的目的:給泡菜壇內(nèi)創(chuàng)造無(wú)氧環(huán)境,嚴(yán)格控制厭氧條件。
⑦泡菜制作過(guò)程中,是否只有乳酸菌起作用? 不是,還有一些酵母菌和大腸桿菌。
⑧泡菜壇應(yīng)裝至八成滿?為什么?防止由于產(chǎn)生CO2而導(dǎo)致發(fā)酵液溢出壇外(初期大腸桿菌、酵母菌會(huì)產(chǎn)生);防止因裝太滿使鹽水未完全淹沒(méi)菜料而導(dǎo)致菜料變質(zhì)腐爛。
(三)果酒、果醋的制作
巧計(jì):低溫制酒,高溫制醋;無(wú)氧制酒,有氧制醋。
①利用發(fā)酵罐先產(chǎn)酒精后產(chǎn)醋酸的過(guò)程中,產(chǎn)酒精時(shí)發(fā)酵液pH 應(yīng)調(diào)至酸性。酒精發(fā)酵結(jié)束后,需將環(huán)境條件改變?yōu)闇囟忍嵘?0-35℃、提供充足的氧氣,再進(jìn)行醋酸發(fā)酵。整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中發(fā)酵液的pH 變化為逐漸減小,一段時(shí)間后保持穩(wěn)定。
②果酒制作中,Ⅰ沖洗1-2次即可,能否連續(xù)沖洗?不能,防止果皮表面的野生菌種數(shù)量減少。 Ⅱ 先沖洗后去梗的原因:避免葡萄破損,減少被雜菌污染的機(jī)會(huì)。 Ⅲ 葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時(shí),要留約1/3的空間。原因是:a.先讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸,快速繁殖,耗盡O2后,再進(jìn)行酒精發(fā)酵;b.防止發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液溢出。Ⅳ 每隔12h左右將瓶蓋擰松一次,但不是打開瓶蓋的目的是:既有利于排出發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的,又可防止雜菌污染。
③果酒發(fā)酵旺盛時(shí),不會(huì)進(jìn)行醋酸發(fā)酵,原因是果酒發(fā)酵的溫度、pH等均不利于醋酸菌的生長(zhǎng)繁殖。
④在制作果醋的過(guò)程中,酵母菌是否還會(huì)繼續(xù)發(fā)酵?不會(huì),隨著乙酸發(fā)酵的進(jìn)行,發(fā)酵液的pH、發(fā)酵溫度等均不利于酵母菌的生長(zhǎng)繁殖,因此,酵母菌的活性很低。⑤醋酸菌的來(lái)源:一是打開瓶蓋空氣中的醋酸菌會(huì)進(jìn)入;二是工業(yè)上,需要人工接種醋酸菌。 ⑥果酒制作過(guò)程中,在不滅菌的情況下,酵母菌是如何成為優(yōu)勢(shì)菌種的?(即果酒制作不需要嚴(yán)格的滅菌也可)發(fā)酵后期在缺氧和酸性發(fā)酵液中,絕大多數(shù)微生物的生命活動(dòng)受到抑制,而酵母菌可以適應(yīng)這一環(huán)境成為優(yōu)勢(shì)菌種。
1.防止雜菌污染,獲得純凈的微生物培養(yǎng)物是研究和應(yīng)用微生物的前提(即發(fā)酵工程的重要基礎(chǔ))。
2.培養(yǎng)基的分類:①按照物理性質(zhì)可分為:液體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基。
液體培養(yǎng)基:不含凝固劑(如瓊脂),呈液體狀態(tài)。用途:擴(kuò)大培養(yǎng)獲得大量菌種、常用于工業(yè)生產(chǎn)。目的是增加目的菌的數(shù)量。固體培養(yǎng)基:含凝固劑(如瓊脂),呈固體狀態(tài)。用途:分離、計(jì)數(shù)、鑒定等。
②按照功能可分為:選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基。③按照來(lái)源/組成成分可分為:天然培養(yǎng)基和合成培養(yǎng)基。
3.培養(yǎng)基的基本成分:各種培養(yǎng)基一般都含有水、碳源、氮源和無(wú)機(jī)鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),此外還需要滿足微生物生長(zhǎng)對(duì)pH、特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及O2的需求。如:①培養(yǎng)乳酸菌,添加維生素,②培養(yǎng)霉菌(真菌)時(shí), pH 調(diào)至酸性;③培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)需將 pH 調(diào)至中性或弱堿性,④培養(yǎng)厭氧微生物時(shí)則需要提供無(wú)氧的條件。
4.蛋白胨提供的主要營(yíng)養(yǎng)為碳源、氮源、維生素等。牛肉膏提供的主要營(yíng)養(yǎng)為碳源、氮源、磷酸鹽、維生素等。
5.為什么培養(yǎng)基需要氮源?培養(yǎng)基中的氮元素是微生物合成蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)所必需的。
6.能否根據(jù)培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)判斷微生物的代謝類型?可以,例如自養(yǎng)型微生物所需的碳源來(lái)自無(wú)機(jī)碳源,異養(yǎng)型微生物所需的碳源來(lái)自有機(jī)碳源。
7.無(wú)機(jī)氮源能給自養(yǎng)型微生物提供能源嗎?可以,例如NH3既作為硝化細(xì)菌的氮源,也作為能源(NH3氧化釋放的化學(xué)能)。
8.獲得純凈的微生物培養(yǎng)物的關(guān)鍵:防止雜菌污染。無(wú)菌技術(shù)主要包括消毒和滅菌。
消毒:較為溫和、消滅部分微生物。常見方法:煮沸消毒法(日常用品)、巴氏消毒法(牛奶)、化學(xué)藥物消毒法(酒精、氯氣、石炭酸或煤酚皂溶液)、紫外線照射法(接種室、接種箱或超凈工作臺(tái))
滅菌:強(qiáng)烈、消滅所有微生物:①培養(yǎng)基(高壓蒸汽滅菌/濕熱滅菌法)②培養(yǎng)皿( 干熱滅菌法 ) ③試管口、瓶口、接種環(huán)、涂布器、接種針( 灼燒滅菌法 ) ④耐高溫的玻璃器皿(吸管、培養(yǎng)皿)、金屬用具( 干熱滅菌法 )
9.純培養(yǎng)概念:在微生物學(xué)中,將接種于培養(yǎng)基內(nèi),在合適條件下形成的含特定種類微生物的群體稱為培養(yǎng)物。
純培養(yǎng)物概念:由單一個(gè)體繁殖所獲得的微生物群體稱為純培養(yǎng)物,獲得純培養(yǎng)物的過(guò)程就是純培養(yǎng)。
10.菌落:分散的微生物在適宜的固體培養(yǎng)基表面或內(nèi)部可以繁殖形成肉眼可見的、有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞群體。一個(gè)單菌落即一個(gè)種群。菌落通??梢杂脕?lái)作為鑒定菌種的重要依據(jù)。獲得單菌落的方法:平板劃線法和稀釋涂布平板法。
11.平板劃線法:
①連續(xù)劃線的目的:將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基表面,經(jīng)過(guò)數(shù)次劃線后培養(yǎng)可以分離得到單菌落。
②平板劃線法過(guò)程中,接種環(huán)蘸了1次菌液;若分五個(gè)區(qū)劃線,則接種環(huán)共需灼燒6次;灼燒次數(shù)=劃線次數(shù)+1。
③灼燒后的接種環(huán)可以直接劃線嗎?不可以。應(yīng)如何操作?待接種環(huán)冷卻后再劃線。目的?避免溫度過(guò)高殺死菌種。
④整個(gè)操作中灼燒接種環(huán)的不同目的:第一次灼燒(取菌種前):殺死接種環(huán)上原有微生物,避免接種環(huán)上可能存在的微生物污染菌種。以后每次劃線前灼燒:殺死上次劃線結(jié)束后接種環(huán)上殘留的菌種,使下一次劃線時(shí)接種環(huán)上的菌種直接來(lái)源于上一次劃線的末端。劃線結(jié)束灼燒:及時(shí)殺死接種環(huán)上殘留的菌種,避免菌種污染環(huán)境和感染操作者。
⑤培養(yǎng)酵母菌:完成平板劃線后,待菌液被培養(yǎng)基吸收,將接種后的平板(一般做三組,目的:平行重復(fù)實(shí)驗(yàn))和一個(gè)未接種的平板倒置,放入28℃左右(培養(yǎng)溫度因酵母菌種類的不同而稍有差異)的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24-48h。
⑥未接種的培養(yǎng)基的作用:做空白對(duì)照,判斷培養(yǎng)基是否被污染,判斷培養(yǎng)基滅菌是否徹底;若培養(yǎng)后培養(yǎng)基表面無(wú)菌落,則說(shuō)明培養(yǎng)基沒(méi)有污染。
12.稀釋涂布平板法:
①右圖利用稀釋涂布平板法分離得到單菌落。此外,此方法還可以計(jì)數(shù)?;A(chǔ)操作包括:梯度稀釋和涂布平板。
②梯度稀釋中,每次取樣前需用手指輕壓移液管橡皮頭,吹吸三次,目的是使微生物和無(wú)菌水混合均勻。
③稀釋涂布平板法原理:當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí),培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)的一個(gè)單菌落,來(lái)源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌。通過(guò)統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù),就能推測(cè)出樣品中大約含有多少活菌。
④本實(shí)驗(yàn)中我們可以每隔24小時(shí)統(tǒng)計(jì)一次菌落數(shù)目,選取菌落數(shù)目穩(wěn)定時(shí)的記錄作為結(jié)果,目的是防止因培養(yǎng)時(shí)間不足而導(dǎo)致遺漏菌落的數(shù)目。
⑤稀釋涂布平板法的計(jì)數(shù)原則:(1)選擇菌落數(shù)為30-300的平板計(jì)數(shù);(2)同一稀釋度下,應(yīng)至少對(duì)3個(gè)平板進(jìn)行重復(fù)計(jì)數(shù),然后求出平均值。目的是:減少實(shí)驗(yàn)誤差,保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確。
⑥統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目少;這是因?yàn)楫?dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí),平板上觀察到的只是一個(gè)菌落。 統(tǒng)計(jì)結(jié)果一般用菌落數(shù)而不是用活菌數(shù)來(lái)表示。
⑦C代表某一稀釋度下平板上生長(zhǎng)菌落數(shù)的平均值;V代表涂布平板時(shí)吸取的稀釋液體積數(shù)值(mL);M代表稀釋倍數(shù);則每g樣品中的細(xì)菌數(shù)=(C÷V)×M。將1ml水樣稀釋100倍,在三個(gè)平板上用涂布法分別接入0.1ml稀釋液;經(jīng)適當(dāng)培養(yǎng)后,3個(gè)平板上的菌落數(shù)分別為39、38和37。據(jù)此可得出每升水樣中的活菌數(shù)為(39+38+37)÷3÷0.1×100×1000。
9.微生物的數(shù)量測(cè)定方法:間接計(jì)數(shù)法——稀釋涂布平板法 直接計(jì)數(shù)法——顯微鏡直接計(jì)數(shù)法
10.顯微鏡直接計(jì)數(shù)法原理:利用特定的細(xì)菌計(jì)數(shù)板或血細(xì)胞計(jì)數(shù)板在顯微鏡下觀察、計(jì)數(shù),然后再計(jì)算一定體積的樣品中微生物的數(shù)量。血細(xì)胞計(jì)數(shù)板常用對(duì)相對(duì)較大的酵母菌細(xì)胞、霉菌孢子等計(jì)數(shù);細(xì)菌計(jì)數(shù)板可對(duì)細(xì)菌等較小的細(xì)胞進(jìn)行觀察和計(jì)數(shù)。 顯微直接計(jì)數(shù)法統(tǒng)計(jì)結(jié)果往往比實(shí)際值偏大,原因是不能區(qū)分死菌與活菌,統(tǒng)計(jì)活菌數(shù)和死菌數(shù)的總和。
11.實(shí)驗(yàn)室篩選微生物原理:人為提供有利于目的菌生長(zhǎng)的條件(包括營(yíng)養(yǎng)、溫度和pH等),同時(shí)抑制或阻止其他微生物的生長(zhǎng)。 選擇培養(yǎng)基:在微生物學(xué)中,允許特定種類的微生物生長(zhǎng),同時(shí)抑制或阻止其他種類微生物生長(zhǎng)的培養(yǎng)基。
12.選擇培養(yǎng)基實(shí)例
13.怎么證明一個(gè)選擇培養(yǎng)基具有選擇性?
應(yīng)該設(shè)置基礎(chǔ)培養(yǎng)基(如牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基)或完全培養(yǎng)基作為對(duì)照,若基礎(chǔ)培養(yǎng)基或完全培養(yǎng)基中生長(zhǎng)的菌落數(shù)菌多于該選擇培養(yǎng)基,則該選擇培養(yǎng)基具有選擇性。
14.右圖應(yīng)用稀釋涂布平板法。每個(gè)濃度至少設(shè)置4個(gè)平板。 1.2.3平板是實(shí)驗(yàn)組,為選擇培養(yǎng)基,做3組的目的平行重復(fù)。 4是對(duì)照組,為牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基。4組的作用:作為對(duì)照組,來(lái)判斷選擇培養(yǎng)基是否具有選擇作用。本實(shí)驗(yàn)還可以再加2個(gè)平板, 不涂布稀釋液的選擇培養(yǎng)基和牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基。 目的:用來(lái)判斷培養(yǎng)基中是否含有雜菌(培養(yǎng)基滅菌是否合格)
15.分解尿素的細(xì)菌分離實(shí)驗(yàn):得到的菌落一定是分解尿素的細(xì)菌嗎?不一定,還需要進(jìn)一步的鑒定。尿素分解菌能合成脲酶,脲酶能催化分解尿素產(chǎn)生NH3,NH3使培養(yǎng)基堿性增強(qiáng),可以在培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑(鑒別培養(yǎng)基),培養(yǎng)基變?yōu)榧t色,可以確定該細(xì)菌能夠分解尿素。固體培養(yǎng)基上可以觀察菌落周圍是否出現(xiàn)紅色環(huán)帶;紅色環(huán)帶直徑與菌落直徑比值越大,說(shuō)明分解能力越強(qiáng)。
16.纖維素分解菌的分離:原理:纖維素分解菌的篩選方法是剛果紅染色法。剛果紅是一種染料,能與纖維素形成紅色復(fù)合物,但并不與水解后的纖維二糖、葡萄糖等發(fā)生這種反應(yīng)。當(dāng)纖維素被分解后,培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈,透明圈的大小可反應(yīng)細(xì)菌降解纖維素的能力。
實(shí)驗(yàn)流程:土壤取樣→選擇培養(yǎng)→梯度稀釋→將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上→挑選產(chǎn)生透明圈的菌落。
17.發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié):菌種的選育,擴(kuò)大培養(yǎng),培養(yǎng)基的配制、滅菌,接種,發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵(中心環(huán)節(jié)),產(chǎn)品分離、提純等方面。
①菌種來(lái)源:可以從自然界中篩選出來(lái),也可以通過(guò)誘變育種或基因工程育種獲得。區(qū)別目的基因的獲?。豪肞CR擴(kuò)增獲取,人工合成目的基因、從基因文庫(kù)中獲取。
②大型發(fā)酵罐有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),能對(duì)發(fā)酵過(guò)程的溫度、pH、溶解氧、罐壓、通氣量、攪拌、泡沫和營(yíng)養(yǎng)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。
③發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵嚴(yán)格控制發(fā)酵條件的原因:a.環(huán)境條件不僅會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖,而且影響微生物代謝物的形成;b.嚴(yán)格控制發(fā)酵條件,有利于使發(fā)酵全過(guò)程處于最佳狀態(tài)。
④發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵要求:在發(fā)酵過(guò)程中,要隨時(shí)檢測(cè)培養(yǎng)液中的微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度等,以了解發(fā)酵進(jìn)程。還要及時(shí)添加必需的營(yíng)養(yǎng)組分,要嚴(yán)格控制溫度、pH和溶解氧等發(fā)酵條件。
⑤分離、提純產(chǎn)物采取手段:如果發(fā)酵產(chǎn)品是微生物細(xì)胞本身,可在發(fā)酵結(jié)束之后,采用過(guò)濾、沉淀等方法將菌體分離和干燥得到產(chǎn)品。如果產(chǎn)品是代謝物,可根據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)采取適當(dāng)?shù)奶崛 ⒎蛛x和純化措施來(lái)獲得產(chǎn)品。
18.發(fā)酵工程以其生產(chǎn)條件溫和、原料來(lái)源豐富且價(jià)格低廉、產(chǎn)物專一、廢棄物對(duì)環(huán)境的污染小和容易處理等特點(diǎn)。
在食品工業(yè)的應(yīng)用:①生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品。②生產(chǎn)各種各樣的食品添加劑,③生產(chǎn)酶制劑。
在醫(yī)藥工業(yè)的應(yīng)用:①采用基因工程的方法,將植物或動(dòng)物的基因轉(zhuǎn)移到微生物中,獲得具有某種藥物生產(chǎn)能力的微生物。
②直接對(duì)菌種進(jìn)行改造,再通過(guò)發(fā)酵技術(shù)大量生產(chǎn)所需要的產(chǎn)品。③利用基因工程將病原體的某個(gè)或某幾個(gè)抗原基因轉(zhuǎn)入適當(dāng)?shù)奈⑸锛?xì)胞,獲得的表達(dá)產(chǎn)物就可以作為疫苗使用。
在農(nóng)牧業(yè)的應(yīng)用:①生產(chǎn)微生物肥料。②生產(chǎn)微生物農(nóng)藥。③生產(chǎn)微生物飼料。單細(xì)胞蛋白不是蛋白質(zhì),是微生物菌體。
第二章 細(xì)胞工程
(一)植物組織培養(yǎng)技術(shù)
1.植物組織培養(yǎng)概念:將離體的植物器官、組織或細(xì)胞等,培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上,給予適宜的培養(yǎng)條件,誘導(dǎo)其形成完整植株的技術(shù)。 2.離體培養(yǎng)的植物器官、組織或細(xì)胞被稱為外植體。
3.植物組織培養(yǎng)的原理:植物細(xì)胞的全能性。植物組織培養(yǎng)的生殖方式:無(wú)性生殖。植物組織培養(yǎng)的分裂方式:有絲分裂。
4.脫分化:進(jìn)行有絲分裂,不分化,不需要光照,生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素≈1 高根低芽
5.再分化:既進(jìn)行有絲分裂,也分化,需要光照。生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素<1,有利于形成芽;>1,有利于形成根。生根分芽。
6.植物組織培養(yǎng)中細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的條件:
①離體(最關(guān)鍵)。②嚴(yán)格的無(wú)菌條件。③適宜的培養(yǎng)條件。④適宜濃度和比例的激素。⑤一定的營(yíng)養(yǎng)條件。
(二)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)
1.主要包括原生質(zhì)體的融合和植物組織培養(yǎng)。原理:細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性、植物細(xì)胞的全能性。
2.涉及的可遺傳變異類型:染色體變異
3.去壁:用纖維素酶和果膠酶。
4.誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法:①物理法:電融合法、離心法等。②化學(xué)法:聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法等。
5.細(xì)胞融合完成的標(biāo)志:再生出新的細(xì)胞壁。
植物體細(xì)胞雜交完成的標(biāo)志:培育出新的雜種植株。
6.若AB細(xì)胞均為2n,則雜種植株為異源四倍體(4n) 7.意義:打破生殖隔離,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種,培育植物新品種等方面展示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
注意:1.脫毒苗外植體選材部位:植物頂端分生區(qū)附近部位,如莖尖。原因:植物頂端分生區(qū)附近病毒極少,甚至無(wú)病毒
2.突變體的利用中誘變處理的對(duì)象,一般是愈傷組織。缺點(diǎn):突變具有不定向性和低頻性,因此需大量處理實(shí)驗(yàn)材料
3.a.初生代謝產(chǎn)物:初生代謝是生物生長(zhǎng)和生存所必需的代謝活動(dòng);b.次生代謝產(chǎn)物:植物代謝會(huì)產(chǎn)生一些一般認(rèn)為不是生物生長(zhǎng)所必需的。細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)的目標(biāo)產(chǎn)物:次生代謝產(chǎn)物







4.植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù):在離體條件下對(duì)單個(gè)植物細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)。細(xì)胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)主要利用的是哪種結(jié)構(gòu)?愈傷組織。該過(guò)程中是否需要培養(yǎng)得到完整植株?一般不需要。
(三)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)
1.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)概念:指從動(dòng)物體中取出相關(guān)的組織,將它分散成單個(gè)細(xì)胞,然后在適宜的培養(yǎng)條件下,讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖的技術(shù)。 原理:細(xì)胞增殖(有絲分裂)。 地位:動(dòng)物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)。
2.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件:營(yíng)養(yǎng)條件、無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境、適宜的溫度、pH和滲透壓、適宜的氣體環(huán)境。
①未知營(yíng)養(yǎng)條件:使用合成培養(yǎng)基時(shí),通常需加入血清等。其作用為:提供尚未全部研究清楚的細(xì)胞所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
②動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基的物理性質(zhì):培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞一般使用液體培養(yǎng)基,也稱為培養(yǎng)液。
③保證無(wú)菌、無(wú)毒環(huán)境的具體措施:對(duì)培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行滅菌處理;在無(wú)菌環(huán)境下進(jìn)行操作;還需要定期更換培養(yǎng)液。定期更換培養(yǎng)液目的:以便清除代謝物,防止細(xì)胞代謝物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害。
④如何防止培養(yǎng)過(guò)程中的微生物污染? 在細(xì)胞培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素。
⑤動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所需氣體主要有O2和CO2。其作用分別為:O2是細(xì)胞代謝所必需的,CO2的主要作用維持培養(yǎng)液的pH。
動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的氣體環(huán)境為95%空氣和5%CO2。
3.培養(yǎng)的過(guò)程:
3.干細(xì)胞的種類:包括胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞,具有發(fā)育的全能性)、成體干細(xì)胞(一般認(rèn)為,成體干細(xì)胞具有組織特異性,只能分化成特定的細(xì)胞或組織,不具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力)和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞, 優(yōu)點(diǎn):①誘導(dǎo)過(guò)程無(wú)需破壞胚胎。②iPS細(xì)胞可以來(lái)源于病人自身的體細(xì)胞,將它移植回病人體內(nèi)后,理論上可以避免免疫排斥反應(yīng)等)。
(四)動(dòng)物細(xì)胞融合
1.動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)概念:使兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的技術(shù)。
2.誘導(dǎo)的結(jié)果:形成具有原來(lái)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞的遺傳信息的雜交單核雜交細(xì)胞。3.誘導(dǎo)的原理:細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性。
4.誘導(dǎo)方法:PEG融合法、電融合法和滅活病毒誘導(dǎo)法等。其中,滅活病毒誘導(dǎo)法是動(dòng)物細(xì)胞融合特有的誘導(dǎo)融合方法。
5.意義:突破了有性雜交的局限,使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。
6.單克隆抗體的制備:
①給小鼠注射特定的抗原,具體題目需寫出具體的抗原,如HPV衣殼蛋白,CD19蛋白等,目的:從小鼠的脾中得到能產(chǎn)生特定抗體的B淋巴細(xì)胞。一種病原體可以誘導(dǎo)產(chǎn)生多種B淋巴細(xì)胞,一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體。
②誘導(dǎo)融合的方法:化學(xué)法:PEG融合法;物理法:電融合法和生物法:滅活病毒誘導(dǎo)法(特有的)
③第一次篩選:方法:用特定的選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選,原理:在選擇培養(yǎng)基上,未融合的親本細(xì)胞和融合的具有同種核的細(xì)胞都會(huì)死亡,只有融合的雜交瘤細(xì)胞才能生長(zhǎng)。目的:獲得的雜交瘤細(xì)胞。其特點(diǎn):既能迅速大量繁殖,又能產(chǎn)生抗體。此時(shí),抗體不是所需的特定抗體。
第一次篩選得到的該雜交瘤細(xì)胞一定是所需的嗎?雜交瘤細(xì)胞并不純,因?yàn)閺钠⑴K獲得的B淋巴細(xì)胞不純(既有未免疫的B淋巴細(xì)胞,又有能產(chǎn)其他抗體的B淋巴細(xì)胞,以及能產(chǎn)所需抗體的B淋巴細(xì)胞),因此要進(jìn)行第二次篩選。
④第二次篩選:方法:用96孔板培養(yǎng),進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè)(一般進(jìn)行多次篩選)。目的:獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞。其特點(diǎn):既能迅速大量繁殖,又能分泌所需抗體。
選擇抗體檢測(cè)呈陽(yáng)性的雜交瘤細(xì)胞,即分泌的抗體能與特定的抗原結(jié)合??贵w檢測(cè)原理:抗原和抗體能夠特異性結(jié)合。
⑤體外培養(yǎng):從細(xì)胞培養(yǎng)液中獲取。小鼠腹腔內(nèi)培養(yǎng):從小鼠腹水中獲取。
⑥單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn):能準(zhǔn)確的識(shí)別抗原的細(xì)微差異,與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合,并且可以大量制備。(實(shí)在記不得再答:特異性強(qiáng),靈敏度高,可大量制備)
⑦單克隆抗體的應(yīng)用:Ⅰ 作為診斷試劑。Ⅱ 用于治療疾病和運(yùn)載藥物。
Ⅰ 利用同位素或熒光標(biāo)記的單克隆抗體在特定組織中成像的技術(shù),可定位診斷診腫瘤、心血管畸形等疾病。
Ⅱ 抗體-藥物偶聯(lián)物(ADC):①抗體主要發(fā)揮靶向運(yùn)輸作用,即通過(guò)特異性結(jié)合靶細(xì)胞表面的抗原,將連接的藥物輸送到靶細(xì)胞。 ②藥物發(fā)揮治療效應(yīng)。
優(yōu)點(diǎn):①靶點(diǎn)清楚、毒副作用小 ②特異性強(qiáng)、靈敏度高。
(五)動(dòng)物細(xì)胞核移植
1.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)概念:將動(dòng)物一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核移入去核的卵母細(xì)胞中,使這個(gè)重新組合的細(xì)胞發(fā)育成新胚胎,繼而發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體的技術(shù)??寺?dòng)物:用核移植的方法得到的動(dòng)物。
2.原理:動(dòng)物細(xì)胞核的全能性、細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性。 生殖方式:無(wú)性生殖。
3.動(dòng)物體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植,原因是動(dòng)物胚胎細(xì)胞分化程度低,表現(xiàn)全能性相對(duì)容易,動(dòng)物體細(xì)胞分化程度高,表現(xiàn)全能性十分困難。
4.過(guò)程:①采集的卵母細(xì)胞應(yīng)培養(yǎng)至MⅡ期(減數(shù)分裂Ⅱ中期)選擇MⅡ期卵母細(xì)胞的原因:a.含有促進(jìn)細(xì)胞核表現(xiàn)全能性的物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)條件。 b.細(xì)胞體積大,易于操作。
②卵母細(xì)胞去核:方法:顯微操作去核法。 除此之外,還有梯度離心、紫外線短時(shí)間照射和化學(xué)物質(zhì)處理等方法。這些方法是在沒(méi)有穿透卵母細(xì)胞透明帶的情況下去核或使其中的DNA變性?!叭ズ恕比サ氖羌忓N體-染色體復(fù)合物。(去核的實(shí)質(zhì))
去核的目的:保證克隆動(dòng)物的核基因全部來(lái)自供體細(xì)胞。
③重組細(xì)胞:融合的方法:電融合法、PEG融合法、滅活的病毒誘導(dǎo)法。融合的結(jié)果:供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞,形成重構(gòu)胚。
④重構(gòu)胚:概念:人工重新構(gòu)建的胚胎,具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力。激活重構(gòu)胚的方法:物理方法:電刺激。 化學(xué)方法:Ca2+載體、乙醇和蛋白酶合成抑制。激活重構(gòu)胚的目的:激活重構(gòu)胚,使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育過(guò)程。
⑤為什么克隆動(dòng)物不是對(duì)體細(xì)胞供體動(dòng)物進(jìn)行了100%的復(fù)制?
a.克隆動(dòng)物絕大部分DNA來(lái)自供體動(dòng)物的細(xì)胞核,但線粒體中的DNA(細(xì)胞質(zhì)中的DNA)同時(shí)來(lái)自供體細(xì)胞和受體卵母細(xì)胞。b.性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果,克隆動(dòng)物所處的環(huán)境與核供體細(xì)胞生活的環(huán)境不會(huì)完全相同。c.克隆動(dòng)物在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中有可能發(fā)生基因突變、染色體變異等可遺傳變異。
5.應(yīng)用前景:(1)畜牧生產(chǎn)方面:加速家畜遺傳改良進(jìn)程,促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。
(2)醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域:①轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物作為生物反應(yīng)器,生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白。②轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物的細(xì)胞、組織和器官可作為異種移植的供體。③以患者作為供體培育的人核移植胚胎干細(xì)胞,可以避免免疫排斥反應(yīng)。
(3)保護(hù)瀕危物種方面:保護(hù)瀕危物種,增加瀕危動(dòng)物的存活數(shù)量。
(4)科研:①研究克隆動(dòng)物可使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過(guò)程。②克隆一批遺傳背景相同的動(dòng)物,可以通過(guò)它們之間的對(duì)比來(lái)分析致病基因。③克隆特定疾病模型的動(dòng)物,還能為研究該疾病機(jī)制和開發(fā)相應(yīng)的藥物提供幫助。
胚胎工程的理論基礎(chǔ):
1.受精:①概念:精子與卵子結(jié)合形成合子(即受精卵)的過(guò)程。②場(chǎng)所:在自然條件下,哺乳動(dòng)物的受精在輸卵管內(nèi)完成。
③過(guò)程:包括受精前的準(zhǔn)備階段和受精階段;前者又包括精子獲能和卵子的準(zhǔn)備。
精子獲能:: ①直接利用雌性動(dòng)物生殖道使精子獲能。②在人工配制的獲能液中使其獲能。獲能液成分:肝素、Ca2+載體等。
卵子的準(zhǔn)備:①卵子一般在排出2-3h后才能被精子穿入。②動(dòng)物排出的卵子可能是初級(jí)卵母細(xì)胞, 也可能是次級(jí)卵母細(xì)胞,如豬、羊等。③卵子成熟的場(chǎng)所:排出的卵子都要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟。④卵子具備與精子受精能力的時(shí)期 MⅡ期。
2.受精階段:(具體過(guò)程看教材)
①透明帶反應(yīng):阻止多精入卵的第一道屏障。具體表現(xiàn):精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間(發(fā)生時(shí)間),透明帶會(huì)迅速發(fā)生生理反應(yīng),阻止后來(lái)的精子進(jìn)入透明帶。
②卵細(xì)胞膜反應(yīng):阻止多精入卵的第二道屏障。具體表現(xiàn):精子入卵后(發(fā)生時(shí)間),卵細(xì)胞膜會(huì)立即發(fā)生生理反應(yīng),拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)。
③雄原核的形成:精子入卵后,尾部脫離,原有的核膜破裂并形成一個(gè)新的核膜,最后形成一個(gè)比原來(lái)精子的核還大的核,叫做雄原核。雌原核的形成:精子入卵后,被激活的卵子完成減數(shù)分裂Ⅱ,排出第二極體后,形成雌原核。
3.受精的標(biāo)志: ①觀察到兩個(gè)極體(透明帶和卵細(xì)胞膜之間)。 ②觀察到雌、雄原核。
受精完成的標(biāo)志:雌、雄原核核膜消失,形成合子。
受精卵中細(xì)胞核遺傳物質(zhì)來(lái)源一半來(lái)源于精子,一半來(lái)源于卵子。細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來(lái)源幾乎全部來(lái)自于卵子。
4.胚胎早期發(fā)育:場(chǎng)所:輸卵管和子宮。 胚胎早期發(fā)育階段: 受精卵→桑葚胚→囊胚→原腸胚。
①卵裂:場(chǎng)所:透明帶內(nèi)。 分裂方式:有絲分裂。
特點(diǎn):a.細(xì)胞數(shù)量不斷增加。b.胚胎總體積并不增加。
②桑葚胚:(只分裂,不分化)這一階段及之前的每一個(gè)細(xì)胞都具有發(fā)育成完整胚胎的潛能,屬于全能細(xì)胞。
③囊胚:(開始分化) 結(jié)構(gòu)組成:內(nèi)細(xì)胞團(tuán)、滋養(yǎng)層、囊胚腔。內(nèi)細(xì)胞團(tuán):將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種組織。(具有全能性)。 滋養(yǎng)層:將來(lái)發(fā)育成胎膜和胎盤。
孵化:囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大,會(huì)導(dǎo)致透明帶破裂,胚胎從透明帶中伸展出來(lái),這一過(guò)程叫做孵化。
④原腸胚:出現(xiàn)外胚層、內(nèi)胚層、中胚層;這三個(gè)胚層將逐漸分化形成各種組織、器官等。
(六)體外受精
1.主要過(guò)程:卵母細(xì)胞的采集、精子的獲取和受精。
(1)采集到的卵母細(xì)胞和精子,要分別在體外進(jìn)行成熟培養(yǎng)(即培養(yǎng)至MⅡ期)和獲能處理(可對(duì)精子進(jìn)行離心處理),然后才能用于體外受精。(2)一般情況下,可以將獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子置于適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)液中共同培養(yǎng)一段時(shí)間,來(lái)促進(jìn)它們完成受精。 2.體外受精的意義:是提高動(dòng)物繁殖能力的有效措施,可以為胚胎移植提供可用胚胎。
(七)胚胎移植
1.概念:是指將通過(guò)體外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動(dòng)物體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。
2.胚胎來(lái)源:體外受精及其他方式得到的胚胎。其他方式包括:體內(nèi)受精、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)等。
3.胚胎移植的基本程序:
(1)供體、受體的選擇和處理:
①提供胚胎的個(gè)體稱為供體。供體選擇標(biāo)準(zhǔn):遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強(qiáng)。 供體職能:產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎。
②接受胚胎的個(gè)體叫受體。受體選擇標(biāo)準(zhǔn):有健康體質(zhì)和正常繁殖能力。受體職能:承擔(dān)繁重而漫長(zhǎng)的妊娠和育仔任務(wù)。
③對(duì)受體進(jìn)行的處理:同期發(fā)情處理。該處理的目的:為胚胎移植前后提供相同的生理環(huán)境。
④只對(duì)供體進(jìn)行的操作:超數(shù)排卵處理。該處理需要用的激素:外源促性腺激素。該處理的結(jié)果:卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。(注意:不能長(zhǎng)期過(guò)量使用性激素,原因是長(zhǎng)期過(guò)量使用性激素會(huì)通過(guò)負(fù)反饋調(diào)節(jié),導(dǎo)致性腺萎縮)
配種或人工授精(應(yīng)選擇同種的優(yōu)良公牛)。
(3)胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存。
胚胎的收集方法:沖卵(沖的不是卵子,而是沖的胚胎) 胚胎的移植的時(shí)期:桑葚胚或囊胚階段的胚胎。
胚胎移植過(guò)程中進(jìn)行了兩次目的不同檢查:移植前第一次目的:檢查胚胎的質(zhì)量。 移植后第二次目的:檢查受體是否妊娠。
4.①胚胎移入的基礎(chǔ):在胚胎移植前要對(duì)受體進(jìn)行同期發(fā)情處理,使供體和受體生殖器官的生理變化同步,這樣才能為供體的胚胎移人受體提供相同的生理環(huán)境。②胚胎收集的基礎(chǔ):早期胚胎形成后,在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)與母體子宮建立組織上的聯(lián)系,而是處于游離狀態(tài),為胚胎的收集提供可能(沖卵)。③胚胎存活的基礎(chǔ):受體對(duì)來(lái)自供體的胚胎基本上不會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。④保留遺傳特性的基礎(chǔ):供體胚胎可與受體子宮建立的僅是生理和組織上的聯(lián)系,但供體胚胎的遺傳特性在孕育過(guò)程中不受影響。
5.胚胎移植的實(shí)質(zhì):早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。
6.意義:①充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力; ②大大縮短了供體本身的繁殖周期;
③對(duì)供體施行超數(shù)排卵處理后,增加后代數(shù)量。
(八)胚胎分割
1.胚胎分割概念:采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。
理論基礎(chǔ):早期胚胎干細(xì)胞具有很強(qiáng)的分裂能力,并保持著細(xì)胞全能性。生殖方式:無(wú)性生殖(無(wú)性繁殖、克?。?br>方法:機(jī)械方法。所需主要儀器設(shè)備:體視顯微鏡和顯微操作儀。分割工具:分割針或分割刀。
2.操作對(duì)象及要求:選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚(原因:桑葚胚或囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞具有發(fā)育的全能性),在分割囊胚階段的胚胎時(shí),要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割(原因:防止影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育)。
3.胚胎分割的意義:①促進(jìn)優(yōu)良動(dòng)物品種的繁殖,產(chǎn)生遺傳性狀相同的后代(具有相同的遺傳物質(zhì))用于遺傳學(xué)研究。②在胚胎移植前,對(duì)胚胎進(jìn)行性別鑒定(取樣部位為滋養(yǎng)層,鑒定方法為做DNA分析)、遺傳病篩查等,對(duì)于人工控制動(dòng)物性別、動(dòng)物繁育健康后代有重要意義。
4.胚胎移植的局限性:采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胎的可能性是有限的,分割次數(shù)越多,分割后胚胎成活的概率越小,目前仍然以二分胚胎的分割和移植效率最高。
5.利用核移植技術(shù)、體外受精(試管嬰兒)、胚胎分割獲得胚胎,生殖方式一樣嗎?不一樣;核移植——無(wú)性生殖、體外受精——有性生殖、胚胎分割——無(wú)性生殖。
第三章 基因工程
1.基因工程的原理/變異類型:基因重組 基因工程的優(yōu)點(diǎn):克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙;定向改造生物性狀
2.基因工程的三大工具:限制酶、DNA連接酶、載體
3.限制酶:能識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列,且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。
4.DNA連接酶: 作用: 將雙鏈 DNA 片段“縫合” 起來(lái), 恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。
區(qū)別于DNA聚合酶,DNA聚合酶只能將單個(gè)核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯鍵。
注意2024版教材變化:這兩種酶都能將雙鏈 DNA 片段“縫合” 起來(lái), 恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵,但是E.cliDNA連接酶鏈接平末端的DNA片段的效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于T4DNA連接酶。(具體題目具體分析)
5.載體:①載體的作用:A.將外源基因送入受體細(xì)胞, B.在受體細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制.
②載體具備的條件:A.有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn),供外源DNA片段(基因)插入其中; B.能在細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制或整合到受體DNA上,隨受體DNA同步復(fù)制; C._常有特殊的標(biāo)記基因,便于重組DNA分子的篩選; D._對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害。
③最常用的載體是質(zhì)粒,它是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的、獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外,并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。 ④其它載體:噬菌體、動(dòng)植物病毒、質(zhì)粒
6.DNA 的粗提取與鑒定: 實(shí)驗(yàn)原理:(1) DNA、 RNA、 蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在物理和化學(xué)性質(zhì)方面有差異, 選用適當(dāng)?shù)奈锢砘蚧瘜W(xué)方法對(duì)它們進(jìn)行提取。①DNA 不溶于酒精, 某些蛋白質(zhì)溶于酒精, 分離 DNA 和蛋白質(zhì)。②DNA 能溶于 2ml/L 的 NaCl 溶液。(2) DNA 遇二苯胺試劑會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色。(需沸水中加熱)
基因工程的基本操作程序
主要包括四個(gè)步驟:目的基因的篩選與獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)與鑒定。
1.第一步:目的基因的獲取
目的基因的獲取方法:從基因文庫(kù)中獲取、利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因、通過(guò)化學(xué)方法人工合成
(1)PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因
PCR的概念:PCR是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的縮寫,是一項(xiàng)根據(jù)_DNA半保留復(fù)制_的原理,在體外提供參與DNA復(fù)制的各種組分_與反應(yīng)條件_,對(duì)_目的基因的核苷酸序列_進(jìn)行__大量復(fù)制__的技術(shù)。
①全稱:_聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng) ②原理:DNA半保留復(fù)制 ③操作環(huán)境:體外(PCR擴(kuò)增儀/PCR儀)
④目的:_對(duì)目的基因的核苷酸序列進(jìn)行大量復(fù)制 ⑤優(yōu)點(diǎn):可以在短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因
(2)PCR技術(shù)的條件:模板(DNA母鏈)、原料(dNTP )、耐高溫的DNA聚合酶、引物、緩沖液(含Mg2+)溫控設(shè)備
注:原料實(shí)為dNTP (dATP、dTTP、dCTP、dGTP),同時(shí)水解產(chǎn)生能量為合成DNA子鏈提供能量,因此體系中不需要添加ATP。
注:引物:①概念:引物是一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對(duì)的短單鏈核酸_。通常為20~30個(gè)核苷酸。
②作用:引物能使DNA聚合酶從引物的3’端開始連接脫氧核苷酸。 結(jié)合部位:引物結(jié)合在模板鏈的3’端。
為什么PCR反應(yīng)需要加入引物?DNA聚合酶不能從頭開始添加脫氧核苷酸,只能催化單個(gè)脫氧核苷酸連接到已有的核苷酸的3’端上。
③PCR擴(kuò)增時(shí)至少需要_2_種引物,原因是DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?,?種引物才能保證DNA的兩條鏈同時(shí)被擴(kuò)增。
④PCR擴(kuò)增的前提:根據(jù)一段已知目的基因的核苷酸序列合成引物。
⑤設(shè)計(jì)引物時(shí)必須依據(jù):根據(jù)目的基因的核苷酸序列,通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)得到
⑥設(shè)計(jì)引物的要求:A.同種引物之間不能發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì),原因是:防止引物自身折疊。
B.2種引物之間不能發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì),原因是:防止引物之間配對(duì),導(dǎo)致引物不能與模板鏈結(jié)合.
⑦引物不能重復(fù)利用。原因:引物已經(jīng)在復(fù)性時(shí)和模板鏈結(jié)合,進(jìn)入新合成的DNA分子中。
(3)過(guò)程

①變性溫度超過(guò)90℃的目的:使DNA雙鏈解聚為單鏈。
變性溫度太低、變性時(shí)間太短可能導(dǎo)致:DNA雙鏈解聚不完全,最終得不到產(chǎn)物擴(kuò)增條帶。
②復(fù)性的溫度下降到50℃左右的目的:使兩種引物通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)與兩條單鏈DNA結(jié)合。
復(fù)性溫度過(guò)高可能導(dǎo)致:不利于引物與模板鏈的結(jié)合,沒(méi)有產(chǎn)物擴(kuò)增條帶或者很少,PCR效率低。
復(fù)興溫度過(guò)低可能導(dǎo)致:引物和模板鏈的結(jié)合位點(diǎn)增加,產(chǎn)生非特異性擴(kuò)增條帶。
③延伸溫度上升到72℃左右的目的:使溶液中的4種脫氧核苷酸在耐高溫的DNA聚合酶的作用下,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成新的DNA鏈。(72℃是耐高溫的DNA聚合酶的最適溫度)
延伸的時(shí)間過(guò)長(zhǎng):非特異性擴(kuò)增產(chǎn)物增多。
④電泳未出現(xiàn)條帶的原因:引物出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題,濃度不合適;耐高溫的DNA聚合酶失活;變性的溫度過(guò)低,變性時(shí)間太短;Mg2+濃度過(guò)低;復(fù)性溫度過(guò)高;漏加了PCR的反應(yīng)成分;各反應(yīng)成分的用量不當(dāng);PCR程序設(shè)置不當(dāng)?shù)取?br>電泳出現(xiàn)不止一條條帶的原因:引物的特異性不強(qiáng);耐高溫的DNA聚合酶質(zhì)量不好;復(fù)性的溫度過(guò)低;Mg2+濃度過(guò)高;PCR循環(huán)次數(shù)過(guò)多;模板DNA出現(xiàn)污染等
⑤鑒定PCR擴(kuò)增產(chǎn)物的方法:瓊脂糖凝膠電泳。影響DNA分子的遷移率的因素:DNA的分子大小,DNA分子的構(gòu)象,凝膠的濃度。
2.第二步:基因表達(dá)載體的構(gòu)建(核心工作)
(1)目的:使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳給下一代,使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。
(2)組成:目的基因+啟動(dòng)子+終止子+標(biāo)記基因+復(fù)制原點(diǎn)
①啟動(dòng)子(作用):是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位,能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,最終獲得所需的蛋白質(zhì)。
②終止子(作用):也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段 ,位于基因的尾端,使轉(zhuǎn)錄在需要的地方停下來(lái)。
③標(biāo)記基因的作用:便于重組DNA分子的篩選與鑒定。常用的標(biāo)記基因是抗性基因。
(3)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),通常會(huì)選擇雙酶切,其優(yōu)點(diǎn)是①避免目的基因的自身環(huán)化;②保證目的基因的正向連接。
(4)限制酶的選擇方法:
①不能破壞目的基因,即酶切位點(diǎn)不能位于目的基因的內(nèi)部。
②不能破壞所有的標(biāo)記基因,若載體上有2個(gè)及以上的標(biāo)記基因,通常需要破壞一個(gè)標(biāo)記基因,以便進(jìn)行雙重篩選;若載體上只有1個(gè)標(biāo)記基因,則不能破壞這個(gè)標(biāo)記基因。
③不能破壞啟動(dòng)子、終止子和復(fù)制原點(diǎn)。注意三者的化學(xué)本質(zhì)都是DNA。
④用相同的限制酶切割目的基因和載體,保證兩者產(chǎn)生相同的黏性末端。盡量選擇雙酶切法,選擇2種限制酶,可以防止目的基因和載體自身環(huán)化和反向連接。
⑤目的基因應(yīng)該插入啟動(dòng)子和終止子之間(即酶切位點(diǎn)應(yīng)位于啟動(dòng)之和終止子之間),做題注意轉(zhuǎn)錄的方向,目的基因要正確插入,才能轉(zhuǎn)錄出正確的RNA。
左圖應(yīng)該選擇哪兩種限制酶?HindⅢ和PstⅠ
原因是:不能選擇BamHⅠ,會(huì)破壞目的基因;PstⅠ會(huì)破化氨芐青霉素抗性基因,保留新霉素基因,便于重組質(zhì)粒的篩選。
注:LacZ基因編碼產(chǎn)生的β-半乳糖苷酶可以分解X-gal產(chǎn)生藍(lán)色物質(zhì),使菌落呈現(xiàn)藍(lán)色;否則菌落為白色。
(1)不能選用限制酶SA1Ⅰ、NheⅠ、EcRⅠ切割目基因和質(zhì)粒。應(yīng)選擇限制酶為XhⅠ、MunⅠ。
原因是:SA1Ⅰ、NheⅠ會(huì)破壞目的基因(胰島素基因),EcRⅠ會(huì)破壞唯一的標(biāo)記基因。
為使目的基因與載體正確連接,在設(shè)計(jì)PCR引物時(shí)可在引物1上添加限制酶XhⅠ的識(shí)別序列,在引物2上添加限制酶MunⅠ的識(shí)別序列。
原因是:保證目的基因按轉(zhuǎn)錄的方向正確連接到質(zhì)粒上。
已知胰島素基因左端①處的堿基序列為5'- CCTTTCAGCTCA -3',則引物1設(shè)計(jì)的序列是5'-CTCGAGCCTTTCAGCTCA-3'。原因:加上限制酶識(shí)別的切割位點(diǎn)才能保證目的基因和載體產(chǎn)生相同的黏性末端。
(5)如何篩選出含有目的基因的受體細(xì)胞
(1)原理:將目的基因插入含有兩種抗生素抗性基因的載體時(shí),如果插入某種抗生素抗性基因內(nèi)部,則會(huì)導(dǎo)致該抗生素抗性基因失活。如下圖,目的基因插入四環(huán)素抗性基因內(nèi)部,則四環(huán)素抗性基因失活。
(2)被轉(zhuǎn)化的細(xì)菌有三種:含自身環(huán)化目的基因的細(xì)菌、含重組質(zhì)粒的細(xì)菌、含自身環(huán)化質(zhì)粒的細(xì)菌。
(3)篩選方法:將混合處理后的細(xì)菌先放在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng),能生長(zhǎng)的是含重組質(zhì)粒的細(xì)菌和含自身環(huán)化質(zhì)粒的細(xì)菌,如圖1、2、3、4、5菌落,再利用無(wú)菌的絨布影印到含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上,如圖能生長(zhǎng)的菌落為2、3、4,則在含四環(huán)素培養(yǎng)基上不生長(zhǎng)的即為含重組質(zhì)粒的菌落,如圖1、5菌落。最后,可在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上挑取1、5菌落進(jìn)行培養(yǎng)。
3.第三步:將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞
(1)轉(zhuǎn)化的概念:是目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi),并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程。(實(shí)質(zhì):基因重組)
(2)常用的轉(zhuǎn)化方法:
①將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞:農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和花粉管通道法(我國(guó)獨(dú)創(chuàng))等。
②將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞:顯微注射法。此方法的受體細(xì)胞多是受精卵。原因:①易表現(xiàn)出全能性。②體積大,易操作。
③將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞:Ca2+處理法,可使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)。
Ca2+處理法可以增大細(xì)胞膜的通透性。
微生物細(xì)胞一般選擇原核生物,比如大腸桿菌,原因是繁殖快,多為單細(xì)胞,遺傳物質(zhì)相對(duì)較少,易于培養(yǎng)。
但是原核生物作為受體細(xì)胞產(chǎn)生的真核生物的蛋白通常是沒(méi)有活性,需要在體外進(jìn)行加工。原因是原核生物無(wú)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,不具備加工蛋白質(zhì)的能力。所以將質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌和酵母菌,所形成的蛋白質(zhì)不完全相同。原因是大腸桿菌是原核生物,無(wú)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基等細(xì)胞器無(wú)法對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)一步加工;酵母菌是真核生物,有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,可以對(duì)核糖體形成的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工和修飾。同理在利用轉(zhuǎn)基因大腸桿菌(工程菌)也不能產(chǎn)生具有活性的蛋白質(zhì)。原因同上。
①農(nóng)桿菌細(xì)胞內(nèi)含有Ti質(zhì)粒,當(dāng)它侵染植物細(xì)胞后,能將Ti質(zhì)粒上的T-DNA( 可轉(zhuǎn)移的DNA )轉(zhuǎn)移到被侵染的細(xì)胞,并且將其整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上。
②兩次拼接:第一次拼接是將目的基因拼接到Ti質(zhì)粒的T-DNA上;
第二次拼接(非人工操作):指被插入目的基因的T-DNA拼接到受體細(xì)胞染色體的DNA上。
③兩次導(dǎo)入:第一次導(dǎo)入是將含目的基因的Ti質(zhì)粒重新導(dǎo)入農(nóng)桿菌;
第二次導(dǎo)入(非人工操作):是指含目的基因的T-DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞。
4.第四步:目的基因的檢測(cè)和表達(dá)
(1)首先要檢測(cè)目的基因是否插入到轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上,方法: DNA分子雜交技術(shù)、PCR擴(kuò)增技術(shù)+瓊脂糖凝膠電泳。 (2)其次還要檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA,方法: 用分子雜交技術(shù)、PCR擴(kuò)增技術(shù)+瓊脂糖凝膠電泳。
(3)最后檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì),方法:抗原-抗體雜交。原理:抗原抗體的特異性結(jié)合。
(4)有時(shí)還需進(jìn)行 個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。如比較轉(zhuǎn)基因抗蟲植物和野生型植物的抗蟲能力。
選三的方法總結(jié):
①植物細(xì)胞去壁的方法:酶解法(纖維素酶和果膠酶)
②植物原生質(zhì)體融合的方法:①物理法:電融合法、離心法等。②化學(xué)法:聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法
③動(dòng)物細(xì)胞融合的方法:PEG融合法、電融合法和滅活病毒誘導(dǎo)法(動(dòng)物特有的方法)等
④單克隆抗體制備的第一次篩選方法:用特定的選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選;第二次篩選的方法:克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè)。
⑤動(dòng)物細(xì)胞核移植卵母細(xì)胞去核的方法:顯微操作去核法。還有梯度離心、紫外線短時(shí)間照射和化學(xué)物質(zhì)處理等方法
⑥動(dòng)物細(xì)胞核移植融合的方法:電融合法、PEG融合法、滅活的病毒誘導(dǎo)法
⑦激活重構(gòu)胚的方法:物理方法:電刺激。 化學(xué)方法:Ca2+載體、乙醇和蛋白酶合成抑制。
⑧將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞:農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和花粉管通道法(我國(guó)獨(dú)創(chuàng))等。
⑨將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞:顯微注射法。此方法的受體細(xì)胞多是受精卵。
⑩將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞:Ca2+處理法,可使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)。
?首先要檢測(cè)目的基因是否插入到轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上,方法DNA分子雜交技術(shù)、PCR擴(kuò)增技術(shù)+瓊脂糖凝膠電泳。
?其次還要檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA,方法: 用分子雜交技術(shù)、PCR擴(kuò)增技術(shù)+瓊脂糖凝膠電泳。
?最后檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì),方法:抗原-抗體雜交。原理:抗原抗體的特異性結(jié)合。
?有時(shí)還需進(jìn)行 個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。如比較轉(zhuǎn)基因抗蟲植物和野生型植物的抗蟲能力。
基因工程的應(yīng)用
1. 基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用:
植物基因工程:轉(zhuǎn)基因抗蟲植物、轉(zhuǎn)基因抗病植物、轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物、改良植物品質(zhì)。
動(dòng)物基因工程:提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物。
2.基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用:
(1) 基因改造微生物或動(dòng)植物的細(xì)胞生產(chǎn)藥物:
干擾素是一種具有干擾病毒復(fù)制的糖蛋白。病毒感染用干擾素,細(xì)菌感染用抗生素。
(2)用轉(zhuǎn)基因哺乳動(dòng)物批量生產(chǎn)藥物:
乳腺生物反應(yīng)器:
①將藥用蛋白基因與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件重組在一起,原因是讓藥用蛋白基因只在乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)。
②藥用蛋白基因存在于轉(zhuǎn)基因植物的哪些細(xì)胞中?幾乎所有細(xì)胞
③基因表達(dá)載體通過(guò)顯微注射的方法導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的受精卵中,培養(yǎng)成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物后,在其泌乳期從乳汁中收集藥物。
因此,應(yīng)該選擇雌性動(dòng)物作為受體,還得去滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行性別鑒定。
所以后來(lái)又有了膀胱生物反應(yīng)器,其優(yōu)點(diǎn):A.可以從動(dòng)物一出生就收集產(chǎn)物,不論動(dòng)物的性別和是否處于生殖期。
B.從尿液中提取蛋白質(zhì)比從乳汁中提取更簡(jiǎn)便、高效。
(3)用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作為器官移植的供體 3.基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用(看書)
第四章 蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用
1.蛋白質(zhì)工程的概念:
蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ),通過(guò)基因修飾或基因合成,對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。
基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)
2.蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì):通過(guò)改造基因或者合成基因來(lái)改造蛋白質(zhì)。(定向改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造新的蛋白質(zhì))
蛋白質(zhì)工程的操作對(duì)象:基因。
3.它可以根據(jù)人的需求來(lái)設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),又稱為第二代的基因工程。
4.蛋白質(zhì)工程的基本途徑:從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā),設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列,找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)。下圖中是蛋白質(zhì)工程的循序的是E、F、G、A、B、C、D;
5.有關(guān)蛋白質(zhì)工程的兩點(diǎn)提醒:
(1) 改造對(duì)象是基因:任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的, 改造了基因即對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造, 而且改造過(guò)的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。(2) 基因突變的新基因中含有不編碼蛋白質(zhì)的序列, 而蛋白質(zhì)工程中的新基因則沒(méi)有。
非條件反射
條件反射
概念
出生后無(wú)須訓(xùn)練就具有的反射
出生后在生活過(guò)程中通過(guò)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練就具有的反射
刺激
非條件刺激(直接刺激)
條件刺激(信號(hào)刺激)
神經(jīng)中樞
大腦皮層以下中樞
大腦皮層
舉例
歸類:①縮手反射、②膝跳反射、③談虎色變、④眨眼反射、⑤吮吸反射、⑥吃食物時(shí)分泌唾液、⑦望(談)梅止渴、⑧排尿反射、⑨小狗聽到鈴聲分泌唾液
①②④⑤⑥⑧
③⑦⑨
聯(lián)系
條件反射是建立在非條件反射的基礎(chǔ)上;非條件反射可轉(zhuǎn)化為條件反射
條件反射建立之后要維持下去,還需要非條件刺激的強(qiáng)化。
神經(jīng)遞質(zhì)
位置
位于 突觸前膜 內(nèi)側(cè)的 突觸小泡 中
分類
興奮性遞質(zhì):Na+內(nèi)流,使下一個(gè)神經(jīng)元興奮,產(chǎn)生動(dòng)作電位,實(shí)現(xiàn)由內(nèi)負(fù)外正向內(nèi)正外負(fù)的轉(zhuǎn)化。
抑制性遞質(zhì):Cl-內(nèi)流,使下一個(gè)神經(jīng)元抑制,即靜息電位絕對(duì)值增大,從而強(qiáng)化內(nèi)負(fù)外正的靜息電位。
化學(xué)
本質(zhì)
化學(xué)成分種類較多,主要有乙酰膽堿、多巴胺、去甲腎上腺素、腎上腺素、5-羥色胺、氨基酸類(如谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸等)、NO等
作用
引起下一個(gè)神經(jīng)元 興奮 或 抑制
分泌部位
激素名稱
作用部位
主要功能
下丘腦
促甲狀腺激素釋放激素促性腺激素釋放激素、促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素
垂體
促進(jìn)垂體合成和分泌促甲狀腺激素(促性腺激素、促腎上腺皮質(zhì)激素)
抗利尿激素
腎小管、集合管
促進(jìn)腎小管和集合管對(duì)水的重吸收
垂體
生長(zhǎng)激素
全身
調(diào)節(jié)生長(zhǎng)發(fā)育等,主要是促進(jìn)蛋白質(zhì)合成和骨的生長(zhǎng)
促甲狀腺激素、促性腺激素、促腎上腺皮質(zhì)激素
甲狀腺、性腺、腎上腺皮質(zhì)
促進(jìn)甲狀腺、(性腺、腎上腺皮質(zhì))的生長(zhǎng)發(fā)育,調(diào)節(jié)甲狀腺激素(性激素、腎上腺皮質(zhì)激素)合成和分泌
甲狀腺
甲狀腺激素
全身
調(diào)節(jié)體內(nèi)的有機(jī)物代謝,促進(jìn)生長(zhǎng)和發(fā)育,提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性等。寒冷環(huán)境中,提高細(xì)胞代謝速率,使機(jī)體產(chǎn)生更多的熱量。
腎上

皮質(zhì)
醛固酮、皮質(zhì)醇等
腎臟
調(diào)節(jié)水鹽代謝和有機(jī)物代謝
髓質(zhì)
腎上腺素
肝臟等
提高機(jī)體的應(yīng)激能力,使血壓升高,心率加快,毛細(xì)血管收縮;
促進(jìn)肝糖原分解和非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖,抑制糖原的合成;
加速代謝
胰島
A細(xì)胞
胰高血糖素
肝臟
促進(jìn)肝糖原分解成葡萄糖,促進(jìn)非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖
B細(xì)胞
胰島素
全身
三促進(jìn):促進(jìn)血糖進(jìn)入組織細(xì)胞氧化分解;進(jìn)入肝、肌肉并合成糖原;進(jìn)入脂肪細(xì)胞和肝細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)楦视腿サ确翘俏镔|(zhì);
兩抑制:抑制肝糖原分解和非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖。
睪丸
雄激素(主要是睪酮)
全身
促進(jìn)男性生殖器官的發(fā)育、精子的生成和男性第二性征的出現(xiàn)等
卵巢
雌激素
全身
促進(jìn)女性生殖器官的發(fā)育、卵細(xì)胞的生成和女性第二性征的出現(xiàn)
項(xiàng)目
激素

神經(jīng)遞質(zhì)
化學(xué)
本質(zhì)
蛋白質(zhì)、多肽、固醇、氨基酸衍生物等
絕大多數(shù)是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA
乙酰膽堿、多巴胺、氨基酸、NO等
產(chǎn)生
內(nèi)分泌腺器官或細(xì)胞
幾乎所有活細(xì)胞
神經(jīng)細(xì)胞
作用部位
靶細(xì)胞或靶器官
細(xì)胞內(nèi)外、體外
突觸后膜
作用后
被滅活
不發(fā)生改變
被降解或回收
比較項(xiàng)目
神經(jīng)調(diào)節(jié)
體液調(diào)節(jié)
作用途徑
反射弧
體液運(yùn)輸
反應(yīng)速度
迅速
較緩慢
作用范圍
準(zhǔn)確、比較局限
較廣泛
作用時(shí)間
短暫
比較長(zhǎng)
科學(xué)家
實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
達(dá)爾文父子
胚芽鞘尖端受單側(cè)光刺激后,就向下面的伸長(zhǎng)區(qū)傳遞某種“影響”,從而造成伸長(zhǎng)區(qū)背光面比向光面生長(zhǎng)快
鮑森·詹森
胚芽鞘尖端產(chǎn)生的“影響”可以透過(guò)瓊脂片傳遞給下部
拜爾
脂片胚芽鞘的彎曲生長(zhǎng)是由尖端產(chǎn)生的影響在其下部分布不均勻造成的
溫特
造成胚芽鞘彎曲生長(zhǎng)的是一種化學(xué)物質(zhì),并名為生長(zhǎng)素
種類
合成部位
生理功能
生長(zhǎng)素
幼嫩的 芽和幼葉 和發(fā)育中的 種子
①細(xì)胞水平:促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)生長(zhǎng),誘導(dǎo)細(xì)胞分化;
②器官水平:影響器官的生長(zhǎng)、發(fā)育,如促進(jìn)側(cè)根和不定根的發(fā)生,影響葉、花和果實(shí)的發(fā)育。
赤霉素
GA
未成熟的 種子 、 幼根 和 幼芽
①促進(jìn)細(xì)胞 伸長(zhǎng)生長(zhǎng) ,從而引起植株增高;②促進(jìn)細(xì)胞分裂與分化;③促進(jìn)種子 萌發(fā) 、開花 和果實(shí) 發(fā)育
細(xì)胞分裂素
主要是 根尖
①促進(jìn)細(xì)胞分裂②促進(jìn)芽的 分化 側(cè)枝發(fā)育、葉綠素和合成
脫落酸ABA
根冠、萎蔫的葉片 等
①抑制細(xì)胞 分裂 ;②促進(jìn)氣孔關(guān)閉;③促進(jìn)葉和果實(shí)的 衰老 和 脫落 ④維持種子休眠
乙烯ETH
植物體 各個(gè)部位
①促進(jìn)果實(shí)成熟 ;②促進(jìn)開花 ③促進(jìn)葉、花、果實(shí)脫落
油菜素內(nèi)酯
促進(jìn)莖、葉細(xì)胞的擴(kuò)展和分裂,促進(jìn)花粉管生長(zhǎng)、種子萌發(fā)。

初生演替
次生演替
概念
指在一個(gè)從來(lái)沒(méi)有被植物覆蓋的地面,或是原來(lái)存在過(guò) 植被、但被 徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。
是指在原有植被雖已 不存在 ,但原有 土壤條件 基本保留,甚至還保留了植物的 種子 或其他 繁殖體 (如能發(fā)芽的地下莖)的地方發(fā)生的演替。
實(shí)例
在 沙丘 、 火山巖 、 冰川泥土 、 裸巖 上進(jìn)行的演替
火災(zāi)過(guò)后的草原 、 過(guò)量砍伐的森林 、 棄耕的農(nóng)田 上進(jìn)行的演替
速度和歷時(shí)
緩慢,歷時(shí)長(zhǎng)
較快,歷時(shí)短
發(fā)展趨勢(shì)
趨于形成新的群落
趨向于恢復(fù)原來(lái)的群落
經(jīng)理階段
多:裸巖階段→ 地衣 階段→ 苔蘚 階段→ 草本植物 階段→ 灌木 階段→ 喬木 階段。
少:棄耕農(nóng)田→ 雜草 階段→ 灌木 階段→ 森林 階段
相同點(diǎn)
① 從結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的群落發(fā)展為結(jié)構(gòu)復(fù)雜的群落;
② 群落中物種數(shù)量和群落層次增多;
③ 土壤、光能得到更充分的利用;
④ 群落穩(wěn)定性越來(lái)越強(qiáng),最終都會(huì)達(dá)到一個(gè)與群落所處環(huán)境相適應(yīng)的相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。
種類
含義
實(shí)例
物理信息
生態(tài)系統(tǒng)中的光、聲、溫度、濕度、磁力等,通過(guò) 物理過(guò)程 傳遞的信息。物理信息的來(lái)源可以是 非生物環(huán)境 ,也可以是 生物
蜘蛛網(wǎng)的振動(dòng)、動(dòng)物體溫、紅外線、螢火蟲發(fā)光、電磁波、蝙蝠的“回聲定位”、昆蟲發(fā)出的聲音、鮮艷的花朵、飛蛾的趨光性等
化學(xué)信息
生物在 生命活動(dòng) 過(guò)程中產(chǎn)生的一些可以傳遞信息的 化學(xué)物質(zhì)
植物的生物堿、有機(jī)酸等化學(xué)物質(zhì),動(dòng)物的性外激素,狗利用其小便記路,某種動(dòng)物以尿液來(lái)標(biāo)記領(lǐng)地,淡淡的花香
行為信息
動(dòng)物的特殊行為,主要指各種動(dòng)作,這些動(dòng)作也能夠向同種或者異種生物傳遞某種信息,即動(dòng)物的行為特征。
蜜蜂跳舞、雄鳥的“求偶炫耀”(孔雀開屏)、鳥類的報(bào)警行為(如危險(xiǎn)時(shí)急速煽動(dòng)翅膀)
層次
作用
舉例
個(gè)體
生命活動(dòng) 的正常進(jìn)行,離不開信息的作用
蝙蝠的“ 回聲定位 ”;萵苣、茄、煙草種子的必須接受某種波長(zhǎng)的光信息才能萌發(fā)生長(zhǎng)
種群
生物種群的 繁衍 ,離不開信息的傳遞
自然界中,植物開花需要光信息刺激,當(dāng)日照時(shí)間達(dá)到一定長(zhǎng)度時(shí),植物才能夠開花(進(jìn)行生殖生長(zhǎng));昆蟲分泌性外激素,引誘同種異性個(gè)體前來(lái)交尾
生物群落
調(diào)節(jié) 生物的種間關(guān)系 ,以維持 生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定
食物鏈中 “食”與“被食” 的關(guān)系;草原返青時(shí)的“綠色”為食草動(dòng)物提供可采食的信息;狼根據(jù)兔留下的氣味去獵捕,兔根據(jù)狼的氣味或行為特征去躲避(涉及兩種以上的生物)
項(xiàng)目
制作果酒
制作果醋
發(fā)酵菌種
酵母菌
醋酸菌
代謝類型
異養(yǎng)兼性厭氧型
異養(yǎng)需氧型
最適生長(zhǎng)溫度
28℃
30~35℃
最適發(fā)酵溫度
18~30℃
30~35℃
發(fā)酵過(guò)程
有氧條件下,酵母菌通過(guò)有氧呼吸大量繁殖:
C6H12O6+6H2O+6O2eq \(――→,\s\up7(酶))6CO2+12H2O+能量;
無(wú)氧條件下,酵母菌通過(guò)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精:C6H12O6eq \(――→,\s\up7(酶))2C2H5OH+2CO2+能量
(在缺氧和呈酸性的發(fā)酵液中,酵母菌可以生長(zhǎng)繁殖,而絕大多數(shù)其它微生物的生長(zhǎng)被抑制)
O2、糖源充足時(shí):
C6H12O6+2O2eq \(――→,\s\up7(酶))2CH3COOH+2CO2+2H2O+能量;
O2充足、缺少糖源時(shí):
C2H5OH+O2eq \(――→,\s\up7(酶))CH3COOH+H2O+能量
發(fā)酵時(shí)間
10~12天
7~8天
對(duì)氧的需求
前期需氧,后期不需氧
一直需氧
產(chǎn)物檢測(cè)
聞氣味、品嘗、酸性條件下的重鉻酸鉀(橙色→灰綠色)
酸堿指示劑(pH試紙)、聞氣味、品嘗
方法
平板劃線法
稀釋涂布平板法
純化原理
通過(guò)接種環(huán)在固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作,將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面,經(jīng)過(guò)數(shù)次劃線后培養(yǎng),可以分離得到單菌落
將菌液進(jìn)行一系列的等比稀釋,然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到固體培養(yǎng)基的表面,進(jìn)行培養(yǎng),以得到單菌落
接種工具
接種環(huán)
涂布器
單菌落的獲得
從最后劃線的區(qū)域挑取
稀釋度合適,整個(gè)平板上都可找到單菌落
用途
分離純化菌種,獲得單菌落
①分離純化微生物;②統(tǒng)計(jì)樣品中活菌的數(shù)目
接種效果圖
相同點(diǎn)
①都能分離純化菌種 ②都是在固體培養(yǎng)基上進(jìn)行的
目的
原理
配制
分離酵母菌、霉菌等真菌,防止細(xì)菌生長(zhǎng)
青霉素能抑制細(xì)菌生長(zhǎng),對(duì)真菌無(wú)作用
使用加入青霉素的培養(yǎng)基
分離固氮菌
固氮微生物能利用空氣中的氮?dú)?br>使用不加氮源(以N2為氮源)的培養(yǎng)基
分離自養(yǎng)型微生物
自養(yǎng)型微生物能利用無(wú)機(jī)碳源
使用不加有機(jī)碳源(以CO2為碳源)的培養(yǎng)基
分離耐酸菌
耐酸菌能在pH為酸性的條件下生長(zhǎng)
使用將pH調(diào)至酸性的培養(yǎng)基
分解尿素的細(xì)菌
尿素分解菌能合成脲酶,脲酶能催化分解尿素產(chǎn)生NH3,NH3可作為尿素分解菌的氮源。
使用以尿素作為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基
主要技術(shù)
原理
植物細(xì)胞工程
植物組織培養(yǎng)技術(shù)
植物細(xì)胞的全能性
植物體細(xì)胞雜交技術(shù)
細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性、植物細(xì)胞的全能性
動(dòng)物細(xì)胞工程
動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)
細(xì)胞增殖
動(dòng)物細(xì)胞融合
細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性
動(dòng)物細(xì)胞核移植
動(dòng)物細(xì)胞核的全能性
胚胎工程
體外受精
胚胎移植
胚胎分割
早期胚胎干細(xì)胞具有很強(qiáng)的分裂能力,并保持著細(xì)胞全能性
早期胚胎培養(yǎng)
植物細(xì)胞工程的應(yīng)用
主要技術(shù)
原理
過(guò)程
優(yōu)點(diǎn)
1.植物繁殖的新途徑
快速繁殖
植物組織培養(yǎng)技術(shù)
植物細(xì)胞的全能性
脫分化再分化
①可以高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖;②可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性;
作物脫毒
植物細(xì)胞的全能性
脫分化再分化
提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)
2.作物新品種的培育
單倍體育種
植物細(xì)胞的全能性
染色體變異
花藥離體培養(yǎng),人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍
①能明顯縮短育種年限;②后代是純合子,自交后不發(fā)生性狀分離,能夠穩(wěn)定遺傳
突變體的利用
植物細(xì)胞的全能性
基因突變
對(duì)愈傷組織進(jìn)行誘變處理后再篩選
提高愈傷組織的突變率,可以獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆的新品種,加快育種進(jìn)程
3.細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)
植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)
細(xì)胞增殖
不占用耕地,幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制,對(duì)于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)具有重要意義;生產(chǎn)速度快
種類
來(lái)源
特點(diǎn)
E.cliDNA連接酶
大腸桿菌
只能“縫合”具有互補(bǔ)粘性末端的雙鏈DNA片段
T4DNA連接酶
T4噬菌體
既可以“縫合”雙鏈DNA片段互補(bǔ)粘性末端,又可“縫合”平末端
變性
當(dāng)溫度超過(guò)90 ℃時(shí),雙鏈DNA解聚為單鏈
復(fù)性
溫度下降到50 ℃左右,兩種引物通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)與兩條單鏈DNA結(jié)合
延伸
溫度上升到72 ℃左右時(shí),溶液中的4種脫氧核苷酸在耐高溫的DNA聚合酶的作用下,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成新的DNA鏈。(方向:5′端向3′)

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