课件19张PPT。第二章光合作用与生物固氮二 C3植物和C4植物 在小麦体内该反应发生的场所在哪里? CO2的受体是什么,产物是几碳化合物?哪些物质来自光反应的什么阶段?二 C3植物和C4植物卡尔文是怎样揭示出卡尔文循环的? 卡尔文在一个装置中放入进行光合作用的小球藻悬浮液,注入普通的二氧化碳,然后按照预先设定的时间长度向装置中注入14C标记的二氧化碳,在每个时间长度结束时,杀死小球藻,使酶反应终止,提取产物进行分析。他通过色谱分析法发现当把光照时间缩短为几分之一秒时,磷酸甘油酸(C3)占全部放射性的90%,这就证明了磷酸甘油酸(C3)是光合作用中由二氧化碳转化的第一个产物。在5秒钟的光合作用后,卡尔文找到了含有放射性的C3、C5和C6。二 C3植物和C4植物卡尔文是怎样揭示出卡尔文循环的? 在实验中,卡尔文发现在光照下C3和C5很快达到饱和并保持稳定。但当把灯关掉后,C3的浓度急速升高,同时C5的浓度急速降低。如果在光照下突然中断二氧化碳的供应,则C5就积累起来,C3就消失。
今天你如何分析这种现象的产生?二 C3植物和C4植物 澳大利亚科学家M·D·Hatch和C·R·Slack在研究玉米、甘蔗等原产热带地区的绿色植物发现,当向这些植物提供14CO2时,光合作用开始后的1s内,90%以上的14C出现在含有四个碳原子的有机酸——草酰乙酸(C4)中,随着光合作用的进行,C4中的14C逐渐减少,而C3中的14C逐渐增多。C4植物的发现:二 C3植物和C4植物什么叫C4植物?举例。 光合作用时CO2中的C首先转移到C4里,然后再转移到C3中的植物,叫做C4植物。
例如:玉米、甘蔗、高粱等热带植物。什么叫C3植物?举例。 光合作用时CO2中的C直接转移到C3里的植物,叫做C3植物。
例如:小麦、水稻、大麦、大豆、马铃薯、菜豆和菠菜等温带植物。(一)C3植物和C4植物叶片结构特点C3植物C4植物(一)C3植物和C4植物叶片结构特点什么叫维管束? 绿色植物的叶片中由导管和筛管等构成的结构。
导管:运输水分和矿质元素等,单向。
筛管:运输有机养料等,双向运输。什么叫维管束鞘细胞?围绕维管束的一圈薄壁细胞。小栅栏组织
海绵组织“花环状”地围绕在维管束鞘细胞的外面不含大含没有基粒的叶绿体,叶绿体数多、个体大含有含有(一)C3植物和C4植物叶片结构特点二 C3植物和C4植物什么叫C3途径? 光合作用中固定CO2的途径发生在C3植物体内,叫做C3途径。什么叫C4途径? 光合作用中固定CO2的途径发生在C4植物体内,叫做C4途径。C4植物光合作用特点示意图(二)C3途径和C4途径NADPHNADP+ATPADP+Pi(CH2O)C52C3CO2C4C3(PEP)(丙酮酸)C4酶(二)C3途径和C4途径C4途径产生的原因 因为C4植物中含有能固定CO2为C4的相关酶,即磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶,简称为PEP羧化酶(与CO2有很强的亲和力)。可促使PEP把大气中含量很低的CO2以C4的形式固定下来C4植物这种独特的作用,被科学家形象的比喻成什么? C4植物这种独特的作用,被形象的比喻成“二氧化碳泵”。大气中的二氧化碳低浓度的
二氧化碳高浓度的二氧化碳产物能量能量C4植物中的“二氧化碳泵”“二氧化碳泵”(二)C3途径和C4途径C4植物和C3植物CO2固定的途径分别有几条?C4植物有两条:C4途径和C3途径
C3植物有一条:C3途径上述途径分别发生在什么细胞内?C4植物的C4途径发生在:叶肉细胞的叶绿体内
C4植物的C3途径发生在:维管束鞘细胞的叶绿体内
C3植物的C3途径发生在:叶肉细胞的叶绿体内C3PEP
C5C3C3途径C3C4途径
C3途径C4
C3C5叶肉细胞的叶绿体叶肉细胞的叶绿体
维管束鞘细胞的叶绿体叶肉细胞的叶绿体维管束鞘细胞的叶绿体C3植物和C4植物光合作用比较练习1)C4植物光合作用过程中的重要特点是
( )
A、既有C4途径又有C3途径
B、只有C4途径没有C3途径
C、先进行C3途径后进行C4途径
D、只有C3途径没有C4途径A练习2)C4植物具有较强光合作用的原因是有关的一种酶能催化 ( )
A、PEP固定较低浓度CO2
B、C5化合物与CO2结合
C、NADPH还原C3生成有机物 ?? ?
D、特殊状态的叶绿素a将光能转换成电能 A练习3)C4植物与C3植物相比,其发生光合作用的场所为 ( )
A、只发生在叶肉细胞叶绿体中
? B、只发生在维管束鞘细胞叶绿体中
C、叶肉细胞和维管束鞘细胞的叶绿体中?
D、叶肉细胞和导管细胞的叶绿体中 C练习4)下列植物中属于C4植物的是 ( )
A、水稻
B、小麦
C、高粱
D、菜豆 C课件14张PPT。第一章 人体生命活动调节及营养和免疫第一节 人体内环境的稳态
三 体温调节知识结构一、人的体温三、皮肤在体温调节中的作用四、体温平衡的神经和体液调节二、人体体温平衡的机制1、定义 2、测量 3、体温的变动机体产热和散热的动态平衡1、人体的温度感受器2、人体的体温调节3、人体的体温平衡的意义1、人体各部位的温度略有不同,但与体温最接近的是( )A 口腔温度 B 手掌心温度C 腋窝温度 D 直肠温度
2、对于高烧不退的病人,可以采取一些辅助治疗措施来降低体温。下列哪一种措施是不正确的( )A 加盖棉被,增加排汗量B 在额头上敷用冷水浸泡过的毛巾C 用酒精棉球擦拭四肢等部位D 适当撤减衣被
3、人的体温调节中枢位于( )A 下丘脑 B 骨髓C 大脑 D 垂体DAA4、人的体温在正常情况下会产生一些变动,下列说法中正确的是( )A 新生儿和儿童的体温略低于成年人 B 女性体温略低于男性C 体温的昼夜差别不超过1℃ D 人是变温动物
5、人在寒冷环境中所产生的反应是( )A 皮肤血管舒张,骨骼肌收缩B 皮肤血管收缩,骨骼肌收缩C 立毛肌收缩,肾上腺素分泌减少D 立毛肌收缩,皮肤血管舒张CB下图为人体体温的昼夜变动曲线,据图回答问题:1、人体体温的来源是 ____________________________.2、人体体温昼夜差别 __________。保持体温相对恒定是机体 _________和_________保持_______________的结果。3、在炎热夏季的15点,人体体温为__________,写出此时体温调节的反射弧______________________________________________________________________________________________ 物质代谢过程释放的热量不超过1℃产热散热动态平衡约37.4℃温觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→皮肤血管舒张和汗腺分泌增加右图为人体皮肤结构模式图,据图回答问题:1、该图是皮肤对________环境反应的示意图,判断的依据是___________________________________,此时,体内的产热量将______。2、在此环境中,皮肤血管 [ ]_____,汗腺[ ] 分泌汗液____,以减少________,此时皮肤产生“鸡皮疙瘩”是因为[ ]________________的结果。4、写出此条件下,皮肤血管产生变化的反射弧____________________________________________。5、参加该过程调节的激素有_________和_________,其生理作用为_______________________。6、人体体温的恒定是______________调节的结果。寒冷立毛肌收缩,汗液分泌减少,血管收缩增加3收缩4减少热量散失1立毛肌收缩冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→血管收缩肾上腺素甲状腺激素增强代谢,产热量增加神经和体液有人说“春捂秋冻”有益健康;也有人讲“知冷知热”不会生病。哪一种说法更有道理呢?对于不同的人来说,这两种说法各有道理,前者强调机体对环境温度变化的适应能力,后者强调采取适当的措施来维持体温的恒定。一个衣着单薄的人来到寒冷环境中时,他的身体会发生哪些变化?这些变化的意义是什么?一个衣着单薄的人来到寒冷环境中时,在寒冷的刺激下,他的皮肤血管收缩,皮肤血流量减少;同时,皮肤的立毛肌收缩,产生“鸡皮疙瘩”;骨骼肌也不自主地战栗。这些变化的结果,使得皮肤的散热量减少,产热量增加,以维持体温的恒定。体温升高或降低,对人体只有害而无益吗?在某些特殊情况下,体温在一定范围内升高或降低对人体是有益的,如感冒时的发烧,低温麻醉等。人的体温定义指人身体内部的温度。测量口腔腋窝直肠36.7℃-37.7 ℃36.0℃-37.4 ℃36.9℃-37.9 ℃临床常用最接近人体内部温度体温变动新生儿和儿童>成年人>老年人女性>男性(0.3 ℃)同一人最低:清晨2-4时最高:14-20时昼夜温差<1 ℃人体体温相对恒定的机制产热散热物质氧化肝脏(安静时)骨骼肌(运动时)皮肤直接散热蒸发散热 (高温散热)辐射对流传导立毛肌控制人体体温的相对恒定是产热和散热量动态平衡的结果皮肤对寒冷和炎热的反应皮肤对寒冷的反应血管收缩几乎不排汗立毛肌收缩散热量减少皮肤对炎热的反应血管舒张大量 排汗立毛肌舒张散热量增加人体的温度感受器分布皮肤黏膜内脏器官种类温觉感受器:对温觉敏感冷觉感受器:对冷觉敏感人的体温调节及意义当人处在寒冷环境中时,冷觉感受器兴奋传入神经下丘脑体温调节中枢的分析综合传出神经兴奋皮肤血管收缩,血流减少,汗腺几乎停止活动,散热减少肾上腺素和甲状腺激素增加,代谢加快,立毛肌收缩,骨骼肌战栗,产热增加体温恒定当人处在炎热环境中时,温觉感受器兴奋传入神经传出神经兴奋皮肤血管舒张,血流增加,散热增加汗液分泌增加,散热增加保证酶的活性,维持内环境稳定,是新陈代谢等生命活动正常进行的必要条件课件18张PPT。第三节 免疫二 免疫失调引起的疾病知识结构过敏反应自身免疫病免疫缺陷病免疫学的应用1、下列哪些传染病目前不能通过接种来预防( )A 乙肝 B 流脑 C 天花病 D 艾滋病
2、下列疾病中,不属于自身免疫病的是( )A 系统性红斑狼疮 B 湿疹C 类风湿性关节炎 D 风湿性关节炎
3、要想器官移植成功主要应满足的条件是( )A 大小相同的器官 B 两者的组织相容性抗原有一半以上相同C 两者具有亲缘关系D 病人的营养条件要相同或相近
4、下列医疗措施中,能使人产生抗体,获得免疫的是( )A 服用碘丸 B 注射抗菌素C 注射菌苗或疫苗 D 注射胰岛素DBBC5、人体器官移植不易成活,根据现代免疫学概念,移植器官的组织细胞相当于( )A 过敏原 B 疫苗 C 抗体 D 抗原
6、给健康婴幼儿接种卡介苗(抗原),目的是使婴幼儿体内产生( )A 效应B细胞 B 效应T细胞 C 记忆细胞 D 抗体
7、不能研制蛔虫病疫苗的原因是( )A 病原体根本没有进入血液B 找不到抗原物质C 人体不能产生特异性抗体D 目前这方面技术还不过关
8、过敏反应发生的条件有( )A 已免疫的机体 B 未免疫的机体C 接受相同的过敏原 D 接受过敏原 DDAA C9、关于艾滋病的叙述中正确的是( )A 可通过握手传播 B 艾滋病患者的根本原因是病菌感染 C HIV能攻击人体的免疫系统,特别是B细胞和T细胞,导致患者丧失一切免疫机能D 人体感染HIV后潜伏期可达2~10年
10、生活中不知情的情况下,人最可能因下列的哪一种方式感染艾滋病病毒( )A 与病毒携带者握手 B 使用了病毒携带者用过的而又未经严格消毒的餐具C 住旅店时,使用了病毒携带者用过的而又未及时更 换的被褥D 洗牙或补牙时,使用了病毒携带者用过的而又未经 严格消毒的器械。DD1、为什么室内尘土会使某些人产生过敏反应?2、人体免疫功能正常时所产生的免疫反应,对人体都是有利的吗?为什么?因为室内尘土是霉菌、人和动物的皮屑、螨、纤维等的混合物,是重要的过敏原之一,所以会使某些人产生过敏反应。人体所具有的免疫功能,使机体能够识别“自己”、排除“异己”,维持内环境的平衡和稳定,所以人体免疫功能正常时所产生的免疫反应,对人体是有利的。但在某些特殊情况下所产生的免疫反应,对人体也会有不利的影响,例如,在器官移植中,受者的免疫系统对供者器官所发生的免疫排斥反应,不利于移植器官的存活,因此对人体是不利的。过敏反应定义已免疫的机体在再次受相同物质的刺激时所发生的反应特点花粉、室内尘土、鱼、虾、牛奶、蛋类、青霉素、磺胺、奎宁特异性和异物性引起过敏反应的物质过敏反应机理及预防过敏原 刺激机体 产生抗体吸附某些细胞过敏原 再次刺激释放物质(如组织胺)导致毛细血管扩张、血管通透性增强、
平滑肌收缩、腺体分泌增加全身过敏反应
(过敏性休克)呼吸道过敏反应
(过敏性鼻炎
支气管哮喘)消化道过敏反应
(食物过敏性胃肠炎)皮肤过敏反应
(荨麻疹、湿疹、
血管性水肿)预防:找出过敏原,避免再次接触过敏原体液免疫和过敏反应的比较特异性
异物性特异性
异物性
大分子性球
蛋
白球
蛋
白吸附在皮肤、消化道或呼吸道黏膜、某些血细胞表面血清、组织液,外分泌液机体第二次接触过敏原时发生机体第一次接触过敏原时发生使细胞释放组织胺,从而引发过敏反应使抗原沉淀或形成细胞集团自身免疫病定义在某些特殊情况下,人体的免疫系统对自身成分发生自身免疫反应,对自身的组织和器官造成了损伤并出现了症状。病因风湿性心脏病:酿脓链球菌表面的抗原决定簇与心脏瓣膜上的一种物质的表面结构相似,使抗体识别发生差错。机体对自身细胞的抗原识别范围扩大的结果系统性红斑狼疮:病因不明,与遗传、免疫失调、内分泌异常及环境因素有关。病例免疫缺陷病定义由于机体免疫功能不足或缺乏而引起的疾病。种类遗传因素或先天性免疫系统发育不良先天性胸腺发育不良后天因素造成的免疫功能障碍先天性免疫缺陷病获得性免疫缺陷病病因病例病因病例艾滋病免疫学的应用免疫预防对人体输入抗体、胸腺素、淋巴因子或某些药物等,调整病人的免疫功能,从而达到治疗疾病的目的。预防接种自然免疫人工免疫自动免疫被动免疫增强人体免疫力,控制传染病流行,是使人类免受某些传染病折磨的有效措施。器官移植用正常的器官置换丧失功能的器官,以重建其生理功能的技术。原则供者与受者的主要HLA(人类白细胞抗原)有一半以上相同长期使用免疫抑制药物。免疫治疗意义定义自身免疫病系统性红斑狼疮
临床表现诡异多样
图示红斑风湿性心脏病
心脏扩大类风湿性关节炎慢性、对称性、多滑膜关节炎和关节外病变为主要临床表现 艾滋病病毒(AIDS)人类免疫缺陷病毒分布于血液、精液、唾液、泪液、尿液和乳汁艾滋病病毒的生活周期攻击免疫系统,T细胞大量死亡,丧失一切免疫功能性滥交、母婴传播、毒品注射、输血、输入血液制品、未消毒的病人用过的医疗器械等传播艾滋病HIV艾滋病预防洁身自爱
不与他人共用牙刷和剃须刀
不使用未经消毒的器械纹眉、穿耳洞等
医疗器械严格消毒
血液和血液制品需进行艾滋病病毒抗体检测预防接种可以预防所有的传染病吗?为什么?因为一些传染病(如艾滋病)的机理目前还没有完全研究清楚,或者是还没有研制出针对这些疾病的疫苗,所以不能通过预防接种来预防所有的传染病。课件31张PPT。四 免疫失调引起的疾病机体免疫功能失调引起:1)过敏反应
2)自身免疫病
3)免疫缺陷症等(一)过敏反应概念: 指已免疫的机体再次接受相同物质的刺激时所发生的反应。特点: 1)、发作迅速、反应强烈、消退较快;
2)、一般不具破坏性;
3)、有明显的遗传倾向和个体差异。(一)过敏反应过敏原:引起过敏反应的物质叫过敏原。举例: 花粉、室内尘土、鱼、虾、牛奶、蛋类、青霉素、磺胺、奎宁等(一)过敏反应机理:过敏原机体
效应B细胞抗体皮肤、呼吸道黏膜、消化道黏膜、血液的某些细胞表面(一)过敏反应过敏原毛细血管扩张、血管通透增强、平滑肌收缩、腺体分泌增加机理:与抗体结合皮肤过敏反应 (荨麻疹、湿疹、血管性水肿)呼吸道过敏反应(过敏性鼻炎、支气管哮喘)消化道过敏反应(食物过敏性胃肠炎)全身过敏反应(过敏性休克)(一)过敏反应预防措施:1)找出过敏原
2)尽量避免再次接触该过敏原(二)自身免疫病概念: 在某些特殊情况下,人体免疫系统对自身的组织所发生免疫反应。自身免疫反应对自身的组织和器官造成损伤并出现症状,就成为自身免疫病。(二)自身免疫病举例:1)风湿性心脏病
2)类风湿关节炎
3)系统性红斑狼疮(二)自身免疫病风湿性心脏病:酿脓链球菌表面的一种抗原决定簇心脏瓣膜上的一种物质表面结构抗体(三)免疫缺陷症概念: 指由于机体免疫功能不足或缺乏而引起的疾病,叫免疫缺陷症。类型:先天性免疫缺陷病
获得性免疫缺陷病:由遗传引起
:由疾病和其他因素引起(四)艾滋病概念
艾滋病病毒
病毒分布
致病机理
艾滋病感染阶段
传播途径
预防措施概念: 艾滋病(AIDS)是由人类免疫缺陷病毒(HIV,俗称艾滋病病毒)引起的获得性免疫缺陷综合症(四)艾滋病AIDS:
Acquired(获得的)
Immune(免疫力)
Deficiency(缺乏)
Syndrome(症)HIV:
Human(人类)
Immunodeficiency(免疫力缺乏)
Virus(病毒)HIV(一种RNA病毒)(四)艾滋病病毒分布:(四)艾滋病 艾滋病患者和携带者的血液、精液、唾液、泪液、尿液和乳汁中致病机理:(四)艾滋病 HIV能够攻击人体的免疫系统,特别是能够侵入T细胞,使T细胞大量死亡,导致患者丧失一切免疫功能,对病原体及多种疾病的易感性增加而致人死亡。致病机理:(四)艾滋病HIV(蓝色)攻击T细胞艾滋病感染阶段:(四)艾滋病 一个健康人从感染上艾滋病毒(HIV)到死亡,一般分为三个阶段:
1)HIV急性感染期
2)无症状期
3)症状期艾滋病感染阶段:(四)艾滋病1)HIV急性感染期:
感染后,少部分感染者会出现类似流行性感冒的症状,如发热、咽喉炎、皮疹、淋巴结肿大等,在2一3个星期内,这些症状会自然消失。 艾滋病感染阶段:(四)艾滋病2)无症状期:
约占从感染到死亡整个过程的80%时间,这时的病人被叫作HIV携带者,表面上大多数感染者与正常人没有区别,只是其体内的免疫系统正在与病毒进行着无形的斗争。感染者的无症状期持续的时间可长可短,少则为2年,多的可达20年。 艾滋病感染阶段:(四)艾滋病3)症状期:
这时的感染者被叫艾滋病(AIDS)患者,他们的血液中充满了病毒,每一个免疫细胞的细胞核内有可能被几百个病毒占据;这时非常容易受到其他疾病的感染,一些平时根本不会对人的生命产生威胁的普通传染病如肺炎等,一旦进入艾滋病患者的肌体就会无法控制,此时,艾滋病患者一般在6一24个月内死亡。 预防措施:1)洁身自爱
2)注射器等医疗器械必须严格消毒
3)需要输入的血液和血液制品,必须经过艾
滋病病毒抗体检测。(四)艾滋病传播途径:1)性行为传播
2)血液传播
3)母婴传播五 免疫学的应用1)免疫预防
2)免疫治疗
3)器官移植免疫学应用在三个方面:五 免疫学的应用特异性免疫的类型:自动免疫
(获得抗原)
被动免疫
(获得抗体)自然自动免疫
人工自动免疫自然被动免疫
人工被动免疫:患者患过传染病或隐性感染后自然产生了免疫力。
:对机体进行菌苗、疫苗、类毒素的预防接种,使其产生特异性免疫力。:通过胎盘、初乳,将抗体传递给胎儿。
:对机体输入免疫血清(含特异性抗体)等,使其获得一定免疫力。五 免疫学的应用免疫预防:预防接种:
利用人工制备的各种免疫制剂使个人和人群产生对疾病的特异性免疫。免疫用的
生物制品自动免疫
被动免疫如伤寒菌苗、卡介苗
如乙脑疫苗、牛痘苗
如白喉、破伤风类毒素 菌苗:
疫苗:
类毒素:如白喉抗毒素
如丙种球蛋白免疫血清:
免疫球蛋白:五 免疫学的应用免疫治疗:是指通过对人体输入抗体、胸腺素、淋巴因子或某些药物等,调整病人的免疫功能,从而达到治病的目的例:注射含多种抗体的健康人的血清
---—提高抗感染能力;
胸腺素
---—治疗细胞免疫功能缺陷或低下的患者五 免疫学的应用器官移植: 用正常的器官置换丧失功能的器官,以重建其生理功能的技术叫做器官移植。器官移植的成败取决于什么? 取决于供者和受者的组织相容性抗原,即人类白细胞抗原(HLA),是否一致或相近。
只要供者和受者的主要HLA有一半以上相同,就可进行移植,但为减轻排斥反应,病人还需长期使用免疫抑制药物。练 习1)人受到过敏原刺激后,都会发生过敏反应。( )
2)艾滋病是目前威胁人类生命最严重的疾病。( )
3)在器官移植中,只要供者与受者的主要HLA有一半以上相同,就不会引起排斥反应了。( )××√练 习4)下列疾病中,不属于自身免疫病的是( )
A、系统性红斑狼疮
B、湿疹
C、类风湿性关节炎
D、风湿性心脏病B练 习5)生活中在不知情的情况下,人最可能因下列的哪一种方式感染艾滋病病毒( )
A、与病毒携带者握手
B、使用了病毒携带者用过的而又未经严格消毒的餐具
C、住旅店时,使用了病毒携带者用过的而又未及时更换的被褥
D、洗牙或补牙时,使用了病毒携带者用过的而又未经严格消毒的器械D练 习6)为什么室内尘土会使某些人产生过敏反应? 因为室内尘土是霉菌、人和动物的皮屑、螨、纤维等的混合物,是重要的过敏原之一,所以会使某些人产生过敏反应。练 习7)人体免疫功能正常时所产生的免疫反应,对人体都是有利的吗?为什么? 人体所具有的免疫功能,使机体能够识别“自己”、排除“异己”,维持内环境的平衡和稳定,所以人体免疫功能正常时所产生的免疫反应,对人体的有利的。
但在某些特殊情况下所产生的免疫反应,对人体也会有不利的影响。如:在器官移植中,受者的免疫系统对供者器官所发生的免疫排斥反应,不利于移植器官的存活,因此对人体是不利的。课件18张PPT。第七节 内环境与稳态知识结构一、体液与内环境(三)细胞与内环境和外界环境的关系(一)稳态的概念(二)稳态的原理(三)稳态的生理意义(二)内环境二、稳态(一)体液1、人和动物新陈代谢中的化学反应主要发生在( )A 消化道内 B 肾脏内 C 细胞内 D 内环境
2、人体的内环境是指( )A 组织液 B 血液 C 细胞内液 D 细胞外液
3、下列有关稳态的叙述中,正确的是( )A 稳态主要是机体通过各个器官、系统的协调活动来 维持的B 稳态是机体在神经系统的调节下,通过各个器官、 系统的协调活动来共同维持的C 正常情况下,内环境的各项理化性质是保持不变的D 在正常情况下,内环境的各项理化性质是经常处于 变动之中的,但都保持在适宜的范围内CDD4、人体发生花粉过敏反应时,由于毛细血管壁的通透性增加,血浆蛋白渗出,会造成局部( )A 血浆量增加 B 组织液减少 C 组织液增加 D 淋巴减少
5、维持血液pH恒定的缓冲物质是( )A 强酸和相应的强碱盐 B 强酸和相应的弱碱盐C 弱酸和相应的强碱盐 D 弱酸和相应的弱碱盐
6、人在静脉注射时所用的生理盐水的浓度必须与血浆浓度基本相同,其原因是( )A 维持内环境渗透压的稳定 B 使体内增加水分C 使体内增加无机盐 D 使体内营养物质保持稳定
CAC7、下列物质中,不属于人体内环境成分的是( )A 血红蛋白 B 葡萄糖 C 二氧化碳和氧 D 氨基酸
8、毛细血管和毛细淋巴管壁细胞的内环境分别是( )① 血液和组织液 ② 血浆和组织液③ 淋巴和血浆 ④ 淋巴和组织液A ① ④ B ② ③ C ② ④ D ① ③
9、下列各项中影响内环境稳定的因素有( )A pH B 渗透压 C 酶 D 温度
10、下列能影响内环境稳态的因素有( )A 神经调节 B 体液调节C 各器官系统协调运动 D 外界环境条件ACABDABCD1、体液的概念:2、体液 组成细胞内液组织液血浆淋巴内环境(二)内环境体内细胞生活的液体环境,
包括血浆、组织液和淋巴,
人体内的细胞外液。细胞外液一、体液与内环境人体内含有的液体的总称(一)体液一、体液与内环境(三)细胞与内环境和外环境的关系1、体内细胞直接与内环境进行物质交换2、体内细胞通过内环境与外界环境间接进 行物质交换组织细胞细胞内液组织液淋巴血浆内环境细胞外液体液红细胞外环境细胞、内环境与外界环境关系组织液淋巴毛细血管壁左右锁骨下静脉毛细淋巴管壁血浆组织细胞血细胞淋巴细胞细胞与内环境直接物质交换 外 界 环 境呼吸系统O2血液循环 组织液 体 内 细 胞CO2O2和营养O2和营养CO2和废物CO2和废物营养物质消化系统细胞通过内环境与外界环境间接进行物质交换(一)稳态的概念正常机体在神经和体液调节下,通过各器官系统协调运动,共同维持内环境的相对稳定状态(二)稳态的原理2、参与稳态的系统1、稳态的原理直接参与:呼吸系统、消化系统 泌尿系统、循环系统调节系统:神经系统、内分泌系统(三)稳态的意义pH机体进行正常生命活动的必要条件温度渗透压血液中pH的调节酸性物质
(乳酸 碳酸)碱性物质
(碳酸钠)血液中pH
7.35~7.45碳酸氢钠乳酸乳酸钠碳酸CO2+H2O呼吸中枢碳酸钠碳 酸碳酸氢钠泌尿系统 +呼 吸 增 强排出CO2神经-体液调节温度和渗透压的稳态温度的稳态渗透压的稳态细胞外液(内环境)的成分水:含量最多,血浆中含有90% ~ 92%的水。气体:以氧气和二氧化碳最重要。无机盐:以Na+、Cl-、K+、Ca2+、HCO3-、PO42- 较多。有机物:脂类、氨基酸、葡萄糖、核苷酸、维生素 等。调节生命活动的各种激素。代谢废物:二氧化碳、氨、尿素等。pH:血浆为7.35 ~ 7.45之间。温度:人的体液温度在37.5℃左右。渗透压:37 ℃时,约为770KP,相当于生理盐水 的渗透压。缓冲物质血液中含有的许多对对酸碱度起缓冲作用的物质。每一对缓冲物质都是由一种弱酸和相应的强碱盐组成。如:H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等。参与稳态的器官 按照一定的速率吸入氧气和排出二氧化碳以维持动脉血中氧和二氧化碳的适当数量;肝脏 根据体内需要增加或减少释放进入血液的葡萄糖等有机物质;肺消化道将水、营养物质、无机盐等摄入体内。肾脏 把代谢废物以及多余的水和无机盐以一定的速率排出体外。如果血液中钙、磷的含量不正常会对机体造成怎样的伤害?当血液中钙、磷的含量降低,成年人得软骨病,儿童得佝偻病,血钙过高则引起肌无力病等。组织细胞组织液淋巴血浆红细胞课件19张PPT。第二节 细胞工程简介二 动物细胞工程动物细胞工程手段动物细胞培养动物细胞融合单克隆抗体胚胎移植核移植基础克隆羊1、动物细胞培养与植物组织培养的重要区别在于( )A 培养基不同B 动物细胞培养不需要在无菌条件下进行C 动物细胞可以传代培养,而植物细胞不能D 动物细胞能够大量培养,而植物细胞只能培养成植株
2、单克隆抗体与血清抗体相比,优越之处在于( )A 单克隆抗体能够制成“生物导弹” B 单克隆抗体的特异性强,灵敏度高,产量也大大高于血清抗体C 单克隆抗体的制备过程简单 D 单克隆抗体可以在体外制备
3、动物细胞工程技术的基础是( )A 动物细胞融合 B 胚胎移植 C 动物细胞培养 D 核移植
4、在动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中,正确的是( )A 结果是相同的 B 杂种细胞的形成过程基本相同C 操作过程中酶的作用相同 D 诱导融合的手段相同ABCB5、动物细胞融合的目的中最重要的是( )A 克服远缘杂交不亲合 B 制备单克隆抗体C 培育新品种 D 生产杂种细胞
6、动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中,正确的是( )A 诱导融合的方法完全相同 B 所用的技术手段基本相同C 所采用的原理完全相同 D 都能形成杂种细胞
7、单克隆抗体制备过程中培育的杂交瘤细胞是( )A 由小鼠能产生抗体的B淋巴细胞与肝细胞融合B 由小鼠一个B淋巴细胞诱导融合而成C 由小鼠一个B淋巴细胞与肌瘤细胞诱导融合而成D 由小鼠一个B淋巴细胞与骨髓瘤细胞诱导融合而成
8、关于单克隆抗体的叙述中,正确的是( )A 单克隆抗体产自B淋巴细胞 B 单克隆抗体的制备要经过细胞融合C 单克隆抗体的获得不需要使细胞癌变D 仙台病毒的应用是获得单克隆抗体的必经程序BDDB9、单克隆抗体制备过程中,骨髓瘤细胞和B淋巴细胞诱导融合后,要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞。在这种培养基上不能存活、增殖的是( )A B淋巴细胞 B 小鼠骨髓瘤细胞C B淋巴细胞自身融合细胞D 小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞E 杂交瘤细胞
10、胚胎移植技术目前主要应用于( )A 解决某些不孕症者的生育问题B 治疗某些遗传病C 提高良种家畜的繁殖力D 提高动物的抗病力A B C DA C 如图所示为细胞融合技术的一些过程:1、A和B细胞形成C细胞的过程中,必须经过___________处理。2、A、B细胞为植物细胞,那么这样的细胞已经用酶降解脱掉了___________。这种酶可能是_________酶,由此生成的A和B细胞称为_______________。3、若A细胞为骨髓瘤细胞,B细胞为B淋巴细胞,D细胞称为_______________,由D细胞连续分裂产生大量细胞的过程,称为_______________过程。这种细胞既能无限繁殖,又能产生__________________。4、A为人细胞,B为鼠细胞,并分别用红、绿荧光染料标记细胞膜上的蛋白质,C细胞时,细胞一半发红荧光,一半发绿荧光。D细胞阶段,两种颜色的荧光均匀分布。其原因是_______________________________________________。诱导细胞壁纤维素原生质体杂交瘤克隆特异性抗体细胞膜上的蛋白质是可以移动的动物细胞培养动物细胞培养的培养基成分与植物细胞培养基有什么不同?动物培养基为液体培养基,培养基中有动物血清培养的动物细胞的来源一般是什么?为什么?动物胚胎或幼龄动物的器官或组织,因为全能性较高选取的组织为什么要用胰蛋白酶处理?为了除去动物组织细胞间隙中含有的弹性纤维等蛋白质,从而使细胞分离细胞在培养瓶中如何生长?为什么?细胞贴壁生长;因为多数不适应悬浮生长,必须在固定的表面生长和分裂分装培养前要如何处理?定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁脱离,配制成细胞悬浮液细胞株和细胞系有何主要区别?细胞株的遗传物质未改变,细胞系的遗传物质已改变,并有癌变的特点第一代细胞的培养或传10代以内的细胞培养称为原代培养原代培养的细胞一般传至10代左右就会出现细胞生长的停滞、衰老和死亡;能度过“危机”的原代细胞分装到不同培养瓶中继续培养的过程称为传代培养动物细胞培养动物胚胎或幼龄动物的器官或组织剪碎胰蛋白酶细胞悬浮液分装加培养液细胞株原代培养传代培养遗传物质改变细胞系原代培养传代培养细胞株细胞系细胞悬浮液10代细胞50代细胞细胞系细胞株传代培养原代培养无限传代遗传物质改变动物细胞培养技术的应用大规模生产蛋白质生物制品,如病毒疫苗、干扰素和单克隆抗体等。利用贴壁生长和接触抑制原理,为大面积烧伤病人移植取自病人皮肤的健康细胞培养的自身皮肤细胞,避免免疫排斥根据致畸、致癌物质加入培养液后,导致培养细胞发生染色体变异的细胞占全部培养细胞的百分数,判断某种物质的毒性。医学家培养各种正常的或病变的细胞,用于生理、病理、药理方面的研究,为治疗和预防疾病提供理论依据。动物细胞融合细胞融合形成杂种细胞动物细胞A动物细胞 B动物细胞融合相当于植物体细胞杂交过程的哪一步?动物细胞融合相当于植物体细胞杂交过程的原生质体的融合过程诱导动物细胞融合与植物原生质体融合的原理和方法是否基本相同?基本原理相同,方法基本类似,不同的是除物理法、化学法外,还用到生物方法,即灭活的病毒动物细胞融合能否象植物体细胞杂交一样获得新个体?不能,因全能性受到限制,只能获得杂种细胞植物体细胞杂交和动物细胞融合的目的有何不同?植物体细胞杂交的主要目的是培育新品种,动物细胞融合的目的主要是获得细胞产品,如单克隆抗体动物细胞融合细胞膜被病毒颗粒穿通细胞膜连接细胞融合,形成杂种细胞人—鼠人—兔人—鸡人—蛙鼠—鸡动物细胞A动物细胞 B灭活病毒1、小鼠在提取细胞前注入了什么?身体发生了什么反应?产生了什么物质?单克隆抗体的制备注入了抗原物质,机体产生免疫反应,产生特异性抗体2、进行融合的细胞是哪两种?两种细胞的特点是什么?小鼠B淋巴细胞,能产生特异性抗体;小鼠骨髓瘤细胞,能在体外大量繁殖3、诱导细胞融合的方法有哪些?物理法(如振动)、化学法(如聚乙二醇)、生物法(如灭活的仙台病毒)4、融合后的细胞名称是什么?具有哪些特征?融合后的细胞叫杂交瘤,既能在体外大量繁殖,又能大量产生特异性抗体-单克隆抗体5、如何获得所需抗体?在体外条件下做大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖,从细胞培养液或小鼠的腹水中提取单克隆抗体6、为什么叫单克隆抗体?因为细胞群是由单个杂交瘤细胞克隆来的,所以产生的抗体是化学性质单一的、特异性强的,称为单克隆抗体7、为什么要进行两次筛选?第一次筛选获得杂交瘤细胞,第二次筛选出能产生特异性抗体的细胞群单克隆抗体的制备B淋巴细胞骨髓瘤细胞杂交瘤细胞细胞培养体外培养体内培养腹水中提取培养液中提取单克隆抗体选出能产生特定抗体 的细胞群,继续培养 抗原刺激灭活病毒细胞融合, 筛选抗体的制备与应用传统方法抗原反复刺激血清中分离所需抗体产量低 抗体特异性差纯度低 反应不够灵敏现代方法:单克隆抗体单个B淋巴细胞骨髓瘤细胞特异性抗体体外培养大量增殖杂交瘤细胞大量增殖并产生单克隆抗体产量高 抗体特异性强纯度高 反应灵敏体外培养甲羊乳腺细胞乙羊卵细胞细胞质细胞核核质融合细胞核移植胚胎C羊同步子宫发育成多莉羊克
隆胚胎移植病毒的诱导细胞融合机理仙台病毒紫外线丧失感染活性(不感染细胞)保留融合活性(诱导细胞融合)灭活胚胎移植激素促进排卵取卵在试管中体外受精培育成胚胎植入同步子宫新个体解决某些不孕症者的生育问题加快优良种畜的繁殖速度过程意义课件23张PPT。第三节 发酵工程简介1、1857年,法国生物学家巴斯德通过实验证明,酒的发酵是由活的酵母引起的。2、1897年,德国科赫通过实验证明酶对发酵的作用,从此人类对发酵的本质才开始有了认识。3、1940年后,人们通过发酵技术进行深入研究,开始改变传统的微生物固体表面培养的发酵技术,采用液体深层培养,利用发酵罐技术,再配以离心、萃取和冷冻干燥等技术,使青霉素的发酵技术水平大大提高。4、20世纪70年代后,随着基因工程的发展,开始在发酵工程中利用工程菌大规模生产胰岛素、干扰素、白细胞介素和多种细胞生长因子等产品。同一时代开始,技术人员开始采用细胞融合技术,将分类学上亲缘关系较远的生物体细胞进行杂交,改善工业微生物的性能,提高发酵工程的生产能力。知识结构一、应用发酵工程的生产实例—谷氨酸发酵二、发酵工程的概念和内容1、发酵工程的概念2、发酵工程的内容菌种的选育培养基的配制灭菌菌种的扩大培养、接种产品的分离提纯三、发酵工程的应用发酵过程1、利用酵母菌发酵生产菌体时,投放的适宜原料和在产生菌体时要控制的必要条件分别是( )A 玉米粉和有氧 B 大豆粉和有氧C 玉米粉和无氧 D 大豆粉和无氧2、能为发酵过程提供菌种的是( )A 植物体细胞杂交 B 动物细胞融合C 目的基因转移 D 聚乙二醇处理大肠杆菌
3、利用谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的发酵过程中,必须不断地调整培养基的pH,原因是 ( )A 谷氨酸发酵的最适pH为7.0~8.0B 发酵过程中,溶液的pH会发生变化C 当pH呈酸性时,谷氨酸的产量会下降 D 不调整pH,培养液中生成的谷氨酸会变成其他物质ACC4、下图所示,在适宜的温度条件下,在在下列装置中都放入干酵母(内有活酵母菌),其中适于产生酒精的装置 ( )A1.能生产人生长激素的工程菌是通过①培养的, ①是___________________高产青霉素菌种是通过②培育的, ②是______________③ 是______________
2. ④表示___________ ,
⑤表示________________。基因工程育种诱变育种细胞工程育种接种灭菌下图是发酵过程的流程图,据图回答问题:3.整个过程的中心阶段是发酵,在此阶段需要随时取样、 ______________________等,以了解发酵进程,还要及时添加____________________,同时要严格控制_______________________
4.若⑥是单细胞蛋白的话,是_____________。氨基酸、维生素属微生物的________产物。微生物细胞的数目与代谢产物的浓度微生物必需的营养物质 发酵条件(pH、温度、O2 、转速等)下图是发酵过程的流程图,据图回答问题:微生物菌体初级代谢1.先将米煮一煮的目的是___________________________________________.2.为什么要冷却至30 ℃后,才可以加入酒药? ___________________________________________。3.在中间挖一个洞的目的是 _________________________________________。4.酿酒过长为何总先来“水”后来“酒” ___________________________________________。 利用高温将其他杂菌杀死,避免其他杂菌存在时干扰发酵保持酵母菌活性,防止高温杀死酵母菌增加氧气使酵母菌大量繁殖;增加散热面积,使酵母菌呼吸产生的热量尽快散失酵母菌有氧呼吸产生CO2和水 ,耗尽氧气后,无氧呼吸产生酒精和CO2下面是家庭酿酒的具体操作过程:先将米淘净煮熟,待冷却至30℃时,加少许水和一定量的酒药(酵母菌菌种),与米饭混匀后置于一瓷坛内,在中间挖一洞,加盖后置于适当的地方保温(28 ℃),12小时即成。现请你从以下几个方面对其发酵过程作相应的分析:5.发酵坛没有密封,坛内无氧发酵的环境是由什么造成的?____________________________________________。6.在具体操作过程中,要根据米饭的多少加适量的酒药,如把握不住,宁多勿少,如果加少了将引起什么后果?为什么? ____________________________________________. 酵母菌呼吸消耗大量氧气;有氧呼吸产生的水 浸没而形成一个厌氧环境加适量的酵母菌使种群有足够的起始密度,短时间繁殖占据空间;否则占据空间的时间过长导致杂菌侵入,影响发酵过程下面是家庭酿酒的具体操作过程:先将米淘净煮熟,待冷却至30℃时,加少许水和一定量的酒药(酵母菌菌种),与米饭混匀后置于一瓷坛内,在中间挖一洞,加盖后置于适当的地方保温(28 ℃),12小时即成。现请你从以下几个方面对其发酵过程作相应的分析:以谷氨酸发酵为例,说明培养基的组成会对菌种产生哪些影响?首先,培养基中的营养物质应全面,缺乏营养物质,会影响菌种的生长繁殖及正常的代谢活动。如生物素是谷氨酸棒状杆菌的生长因子,缺乏生物素,谷氨酸的合成就会受到影响。其次,各种营养物质的比例和浓度会影响菌种的代谢途径等。如在碳源和氮源的比为3:1时,谷氨酸会大量合成,但当碳源和氮源的比为4:1时,谷氨酸棒状杆菌只生长而合成谷氨酸减少。第三,当pH下降,呈酸性时,谷氨酸棒状杆菌就会生成乙酰谷氨酰胺。在发酵过程中,培养液的pH为什么会发生变化?应当怎样调节和控制培养液的pH?在发酵过程中,培养液的pH发生变化的主要原因是培养基中营养成分的利用和代谢产物的积累。如当谷氨酸棒状杆菌利用糖类物质不断生成谷氨酸时,培养液的pH就会下降。而碱性物质的消耗和氨的生成等则会导致培养液的pH上升。调节和控制培养液pH的方法有:在培养基中添加缓冲液,在发酵过程中加酸或碱。一、谷氨酸发酵过程发动机pH检测及控制装置排气口冷却水出口无菌空气放料口冷却水进口搅拌器加料口培养液溶氧4、搅拌可增加溶氧(三)条件使菌种与培养液充分接触提高原料的利用率1、配制培养液投放到发酵罐3、接种:冷却和无菌下进行2、灭菌:98kPa的蒸汽温度:30~37℃pH:7-8(一)菌体谷氨酸棒状杆菌黄色短杆菌(二)过程二、发酵工程的概念和内容(一)概念采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术(二)内容1、菌种的选育2、培养基配制3、灭菌4、扩大培养和接种5、发酵过程6、产品的分离和提纯发酵工程的流程图诱变育种从自然界分离的菌种基因工程细胞工程生产用菌种扩大培养发酵罐发酵条件控制分离提纯微生物菌体代谢产物产品原料培养基配制灭菌接种菌种的选育扩大培养和接种平板画线法溶液稀释法选择培养基选择培养取对数期细胞作为菌种多次扩大培养接种至培养基发酵过程培养液中微生物数目和产物浓度,了解发酵进程,控制发酵过程2、及时添加必需的培养基组分3、严格控制环境条件温度pH溶氧通气量和搅拌速率满足菌种的营养需要利于菌种的生长繁殖和代谢产物的形成1、培养液的检测分离提纯代谢产物蒸馏菌体过滤质量检测合格正式产品氨基酸、抗生素发酵获得酵母菌和细菌等细胞产品萃取离子交换沉淀三、发酵工程的应用1、医药工业2、食品工业(一)发酵工程的特点生产条件温和、原料来源丰富而且价格低廉、发酵产物专一、生产的废弃物对环境的污染小且容易处理。(二)发酵工程的应用1、在医药工业上的应用(1)利用微生物工程生产药品维生素、动物激素、药用氨基酸、核苷酸、抗生素(2)基因工程和发酵工程结合生产药品人生长激素、生长激素释放抑制因子、胰岛素、重组乙肝疫苗(3)细胞工程与发酵工程结合单克隆抗体2、在食品工业上的应用(1)生产传统的发酵产品啤酒、醋(2)生产各种食品添加剂色素、甜味剂(3)生产单细胞蛋白单细胞蛋白:通过发酵工程获得的大量微生物菌体生产原料:淀粉、纤维素水解液、制糖废液主要应用:动物饲料、食品添加剂、真菌蛋白食品哪些因素会影响发酵过程中的温度?微生物分解有机物释放的能量,一部分用于合成ATP,另一部分散发到培养基中时,会引起发酵温度升高;机械搅拌也会产生一部分热量引起温度升高。
发酵罐壁散热,水分蒸发会带走部分热量,使发酵温度降低。乳酸发酵和酒精发酵应如何控制溶氧?乳酸菌是异养厌氧型微生物,因此发酵过程应在无溶氧状态。
酵母菌是兼性厌氧型微生物,因此应先通气增加酵母菌菌体数,然后隔绝空气达到发酵产生酒精的目的。课件39张PPT。基因工程简介第三章 第四节巩固提问上图中的S、O、P、R序列分别代表什么基因?具有什么作用?操纵子由哪些基因构成? S:结构基因 O:操纵基因
P:启动子 R:调节基因
操纵子由结构基因、操纵基因、启动子和调节基因构成预习提问真核生物的基因表达调控比原核生物复杂的原因是什么?1)必须对转录产生的mRNA进行加工
2)转录和翻译在时间和空间上有分隔
3)某些基因只能特异地在某些细胞中表达
(细胞分化)一 基因工程的基本内容主要内容1)基因工程的概念
2)基因操作的工具
3)基因操作的基本步骤什么叫基因工程? 基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。该技术是在生物体外,通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”,对生物的基因进行改造和重新组合,然后导入受体细胞内进行无性繁殖,使重组基因在受体细胞内表达,产生出人类所需要的基因产物。(一)基因工程的概念(一)基因工程的概念基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平人类需要的基因产物剪切→ 拼接→ 导入→ 表达实质基因重组基因工程培育抗虫棉的简要过程:(一)基因工程的概念普通棉花(无抗虫特性)苏云金芽孢杆菌提取抗虫基因与运载体DNA拼接
导入棉花细胞(含抗虫基因)棉花植株(有抗虫特性)上述培育抗虫棉的关键步骤是什么?(一)基因工程的概念基因工程培育抗虫棉的关键步骤:关键步骤一:抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来关键步骤二:抗虫基因与运载体DNA连接关键步骤三:抗虫基因导入受体(棉花)细胞解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具?(二)基因操作的工具关键步骤一的工具:
关键步骤二的工具:
关键步骤三的工具:基因的剪刀——限制性内切酶
基因的针线——DNA连接酶
基因的运载工具——运载体基因的剪刀——限制性内切酶(简称限制酶)(二)基因操作的工具 限制酶是在生物体(主要是微生物)内的一种酶,能将外来的DNA切断,由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的,故名限制性内切酶。
特点:特异性。
即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且能在特定的切点上切割DNA分子。基因的剪刀——限制性内切酶(简称限制酶)(二)基因操作的工具 大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列,并在G和A之间切开。限制酶基因的剪刀——限制性内切酶(简称限制酶)(二)基因操作的工具限制酶什么叫黏性末端?(二)基因操作的工具 被限制酶切开的DNA两条单链的切口,带有几个伸出的核苷酸,他们之间正好互补配对,这样的切口叫黏性末端。要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口?可产生几个黏性末端?(二)基因操作的工具要切两个切口,产生四个黏性末端。如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割,会怎样呢? 会产生相同的黏性末端,然后让两者的黏性末端黏合起来,就似乎可以合成重组的DNA分子了。基因的针线——DNA连接酶(二)基因操作的工具 DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来,即把梯子两边扶手的断口连接起来,这样一个重组的DNA分子就形成了。外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)?(二)基因操作的工具导入过程需要运输工具——运载体。运载体的作用有哪些?作用一:作为运载工具,将外源基因(抗虫基因)转移到受体细胞(棉花细胞)中去。
作用二:利用运载体在受体细胞(棉花细胞)内,对外源基因(抗虫基因)进行大量复制。作为运载体必须具备哪些条件?(二)基因操作的工具1)能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。
2)具多个限制酶切点,以便与外源基因连接。
3)具有某些标记基因,便于进行筛选。
如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。基因的运载工具——运载体:(二)基因操作的工具常用的运载体主要有两类:
1)细菌细胞质的质粒
2)噬菌体或某些动植物病毒质粒:(二)基因操作的工具 质粒是染色体外能够进行自主复制的遗传单位,包括真核生物的细胞器和细菌细胞中核区外的DNA分子。现在习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中核以外的DNA分子。
质粒是基因工程最常用的运载体。
绝大多数细菌质粒都是闭合环状DNA分子。有的一个细菌中有一个,有的一个细菌中有多个。大肠杆菌的质粒:(二)基因操作的工具 最常用的质粒是大肠杆菌的质粒,其中常含有抗药基因,如四环素的标记基因。质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决定性作用,但复制只能在宿主细胞内成。四个基本步骤:(三)基因操作的基本步骤1)提取目的基因
2)目的基因与运载体结合
3)将目的基因导入受体细胞
4)目的基因的检测和表达目的基因(三)基因操作的基本步骤 目的基因是人们所需要转移或改造的基因。 如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因,还有植物的抗病(抗病毒、抗细菌)基因、种子贮藏蛋白的基因,以及人的胰岛素基因、干扰素基因等。目的基因的提取方法(三)基因操作的基本步骤直接分离基因
人工合成基因反转录法
根据已知的氨基酸序列合成DNA:鸟枪法(三)基因操作的基本步骤步骤一:目的基因的提取1)鸟枪法(散弹射击法):
用限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段,将这些片段分别载入运载体,然后通过运载体分别转入不同的受体细胞,让供体细胞提供的外源DNA的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制(即扩增),从中找出含有目的基因的细胞,再利用一定发方法将目的基因的DNA片段分离出来。(三)基因操作的基本步骤步骤一:目的基因的提取2)反转录法:
以目的基因转录成的信使RNA为模板,反转录成互补的单链DNA,然后在酶的作用下合成双链DNA,从而获得所需的基因。目的基因的mRNA单链DNA(cDNA)双链DNA
(即目的基因)反转录合成(三)基因操作的基本步骤步骤一:目的基因的提取3)根据已知的氨基酸序列合成DNA法 : 根据已知蛋白质的氨基酸序列,推测出相应的信使RNA序列,然后按照碱基互补配对原则,推测出它的结构基因的核苷酸序列,再通过化学方法,以单核苷酸为原料合成目的基因。蛋白质的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列结构基因的核苷酸序列推测推测目的基因化学合成(三)基因操作的基本步骤上述三种目的基因提取的方法有何优缺点?操作简便广泛使用工作量大,盲目,分离出来的有时并非一个基因专一性强操作过程麻烦,mRNA很不稳定,要求的技术条件较高专一性最强仅限于合成核苷酸对较少的简单基因(三)基因操作的基本步骤哪些新技术能大大简化基因工程的操作技术?1)DNA序列自动测序仪:
2)PCR技术: 对提取出来的基因进行核苷酸序列分析。 使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增。(三)基因操作的基本步骤步骤二:目的基因与运载体重组 1)用一定的限制酶切割质粒,使其出现一个切口,露出黏性末端。
2)用同一种限制酶切断目的基因,使其产生相同的黏性末端。
3)将切下的目的基因片段插入质粒的切口处,再加入适量DNA连接酶,形成了一个重组DNA分子(重组质粒) 目的基因与运载体的结合过程,实际上是不同来源的基因重组的过程。(三)基因操作的基本步骤步骤二:目的基因与运载体结合(三)基因操作的基本步骤常用的受体细胞: 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。将目的基因导入受体细胞的原理借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。步骤三:目的基因导入受体细胞(三)基因操作的基本步骤 1)将细菌用CaCl2处理,以增大细菌细胞壁的通透性。
2)使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。
3)目的基因在受体细胞内,随其繁殖而复制,由于细菌繁殖的速度非常快,在很短的时间内就能获得大量的目的基因。步骤三:目的基因导入受体细胞(三)基因操作的基本步骤步骤四:目的基因的检测和表达 不能,受体细胞必须表现出特定的性状,才能说明目的基因完成了表达。(三)基因操作的基本步骤受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了表达吗?若不能表达,要对抗虫基因再进行修饰。1)以下说法正确的是 ( )
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
B、质粒是基因工程中唯一的运载体
C、运载体必须具备的条件之一是:具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接
D、基因控制的性状都能在后代表现出来C练习2)不属于质粒被选为基因运载体的理由是
A、能复制 ( )
B、有多个限制酶切点
C、具有标记基因
D、它是环状DNAD练习3)有关基因工程的叙述中,错误的是( )
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来
B、 限制性内切酶用于目的基因的获得
C、目的基因须由运载体导入受体细胞
D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶A练习4)有关基因工程的叙述正确的是 ( )
A、限制酶只在获得目的基因时才用
B、重组质粒的形成在细胞内完成
C、质粒都可作为运载体
D、蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料D练习5)基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中,不进行碱基互补配对的步骤是 ( )
A、人工合成目的基因
B、目的基因与运载体结合
C、将目的基因导入受体细胞
D、目的基因的检测和表达C练习课件21张PPT。第四节 基因工程简介一 基因工程的基本内容知识结构一、基因工程的基本内容(一)基因工程的定义(二)基因工程的工具1、基因的剪刀—限制性内切酶2、基因的针线—DNA连接酶3、基因的运输工具—运载体二、操作的基本步骤1、提取目的基因2、目的基因与运载体结合3、目的基因导入受体细胞4、目的基因的检测与表达1、科学家们经过多年努力,创立了一种新兴生物技术—基因工程,实施该工程的最终目的是( )A 定向提取生物体的DNA分子 B 定向地对DNA分子进行“剪切”C 在生物体外对DNA分子进行改造D 定向地改造生物的遗传性状
2、下列哪项不是基因工程中经常使用的用来运载目的基因的载体( )A 细菌质粒 B 噬菌体 C 动植物病毒 D 细菌核区的DNA
3、基因工程常用的受体细胞有( )A 大肠杆菌 B 枯草杆菌 C 支原体 D 动植物细胞DDABD4、用“鸟枪法”提取目的基因的步骤为( )
①用特定的限制酶切取特定的DNA片段
②用限制酶将供体细胞DNA切成许多片段
③将许多DNA片段分别载入运载体
④选取目的基因片段载入运载体
⑤通过运载体分别转入不同的受体细胞
⑥让供体DNA片段在受体细胞内大量繁殖
⑦找出带有目的基因的细胞,并分离出目的基因
A ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ B ①② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
C ② ③ ⑤ ⑥ ⑦ D ② ④ ⑤ ⑥ ⑦ C1.上述人类胰岛素的合成是在_______________处进行的,其决定氨基酸排列顺序的mRNA的模板是由___________ 基因转录而来的。2.胰岛素含有51个氨基酸,由2条肽链组成,那么决定它的合成的基因至少应含有碱基______个,若核苷酸的平均相对分子质量为300,则与胰岛素分子对应的mRNA的相对分子质量应为__________;若氨基酸的相对分子质量为90,该胰岛素的相对分子质量约为________。1978年美国科学家利用工程技术,将人类胰岛基因拼接到大肠杆菌DNA分子中,然后通过大肠杆菌的繁殖,生产出了人类胰岛素,请回答:大肠杆菌核糖体人类胰岛素3064316437083.不同生物间基因移植成功,说明生物共有一套________;从进化角度看,这些生物具有__________________.4.某个DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因,实际并不影响遗传信息的表达功能,这说明_____________________________________。5.该工程应用于实践,将给农业、医药等诸多领域带来革命,目前已取得了许多成就,请你列举你知道的或你所设想的应用该工程的 三个具体实例_________________________________1978年美国科学家利用工程技术,将人类胰岛基因拼接到大肠杆菌DNA分子中,然后通过大肠杆菌的繁殖,生产出了人类胰岛素,请回答:遗传密码具有共同的原始祖先抗病毒水稻植株、产干扰素细菌、产人血猪基因是具有遗传效应的DNA片段随着科学技术的发展,化学农药的产量和品种逐年增加。但害虫的抗药性也不断增强,对农作物危害仍然很严重,如近年来,棉铃虫在我国大面积爆发成灾,造成经济损失每年达100亿元以上,针对这一情况,科学家开展了“转基因抗虫棉”的科技攻关研究,成功地将抗虫基因导入棉花细胞中,得到的棉花新品种对棉铃虫的毒杀效果高达80%以上。请回答:1.害虫抗药性的增强是____________的结果。2.“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程可以表示为_________________________________________。3.该项科学成果在环境保护上的重要作用是_____________________________________________。4.科学家们预言,此种“转基因抗虫棉”独立种植若干年以后,也将出现不抗虫的植株,此现象来源于____________。定向选择减少农药的用量,减轻农药污染破坏生态系统稳定性基因突变昆虫学家用人工诱变的方法使昆虫产生基因突变,导致酯酶活性升高,该酶可催化分解有机磷农药。近几年已将控制酯酶合成的基因分离出来,通过生物工程技术将它导入细菌体内,并与细菌内的DNA分子结合起来,经过这样处理的细菌仍能分裂繁殖。请回答:1.人工诱变在生产实践中已得到广泛应用,因为它能提高________________,通过人工选择获得_______________________。2.酯酶的化学本质是_______________。基因控制酯酶合成要经过___________ 和___________两个过程。3.通过生物工程产生的细菌,其后代同样能分泌酯酶,这是由于________________________________________________________________________。4.请你具体说出一项上述科研成果的实际应用___________________。基因突变频率人们需要的突变性状蛋白质转录翻译 控制酯酶合成的基因随细菌DNA的复制而复制,并在后代中表达降解有机磷农药番茄在运输和贮藏过程中,由于过早成熟而易腐烂。应用基因工程技术,通过抑制某种促进果实成熟激素的合成能力,可使番茄贮藏时间延长,培育成耐贮藏的番茄新品种,这种转基因番茄已于1993年在美国上市。请回答:1.促进果实成熟的重要激素是________。2.在培育转基因番茄的基因操作中,所用的基因的“剪刀”是________________,基因的“针线”是__________,基因的运输工具是_____________,3.与杂交育种、诱变育种相比,通过基因工程来培育新品种的主要优点是__________、______________、___________________________。乙烯限制性内切酶DNA连接酶运载体目的性强育种周期短克服远缘杂交不亲合的障碍β-珠蛋白是动物血红蛋白的重要组成成分。当它的功能不正常时,动物有可能患某种疾病,如镰刀型细胞贫血症。假如让你用基因工程的方法,使大肠杆菌生产出鼠的β -珠蛋白,想一想,应如何进行设计?1、提取目的基因:从小鼠的细胞内提取DNA。同时选择具有选择标记的大肠杆菌质粒,如选择能抗四环素的质粒,并提取。2、目的基因与运载体结合:用同一种限制酶,分别切割小鼠细胞核中的DNA和大肠杆菌质粒DNA,使其产生相同的黏性末端;将切割下的目的基因与切割后的质粒混合,加入适量的DNA连接酶,获得含有小鼠β-珠蛋白基因的重组质粒。3、将目的基因导入受体细胞:将 含有小鼠β -珠蛋白基因的重组质粒导入到对四环素敏感的大肠杆菌中。4、对目的基因进行检测:将上述大肠杆菌放到加有四环素的培养基上培养,能够正常生长的大肠杆菌就含有重组质粒,即含有目的基因,反之则没有。基因工程的定义又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。
在生物体外,通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”,对生物的基因进行改造和重新组合,然后导入受体细胞内进行无性繁殖,使重组基因在受体细胞内表达,产生出人类所需要的基因产物。
即按照人们的意愿,把一种生物的个别基因复制出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里,定向地改造生物的遗传性状。基因操作的剪刀-限制性内切酶限制性内切酶(黏性末端)(黏性末端)黏性末端核苷酸序列能互补配对的切口。切割3'-5'磷酸二酯键和氢键基因操作的针线-DNA连接酶DNA连接酶“缝合”两条DNA黏性末端的缝隙(脱氧核糖与磷酸的连接)的工具。连接3‘-5’磷酸二酯键基因的运输工具-运载体运载体条件能够在宿主细胞中复制并稳定地保存,便于提供大量的目的基因具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接具有某些标记基因,便于进行筛选种类质粒噬菌体动植物病毒提取目的基因的途径-鸟枪法鸟枪法限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段将各个片段分别载入运载体运载体将各个片段分别转入不同的受体细胞各个供体DNA片段在受体细胞中大量复制寻找、分离带有目的基因的DNA片段优点操作简便缺点工作量大,具有一定的盲目性抗虫、抗病毒的基因提取目的基因的途径-人工合成人工合成基因途径1途径2人的血红蛋白基因、胰岛素基因等目的基因与运载体结合提供质粒细菌供体细胞同种限制酶DNA 连接酶 重组DNA(重组质粒)目的基因导入受体(氯化钙处理)导入增殖目的基因产物氯化钙处理增大细菌细胞壁的通透性目的基因的检测和表达标记基因的产物鉴别检测:表达:受体表现出特定的性状限制性内切酶主要存在于微生物中,一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且能在特定的切点上切割DNA分子。
如:上述限制酶只能识别GAATTC序列,并在G和A之间将序列切开。大肠杆菌质粒的运载作用抗菌素抗性基因(标记基因)控制质粒DNA转移的基因课件20张PPT。基因工程简介第三章 第四节 基因工程的成果
与发展前景主要内容1)基因工程与医药卫生
2)基因工程与农牧业、食品工业
3)基因工程与环境保护(一)基因工程与医药卫生1)生产基因药品
2)基因诊断与基因治疗基因工程在医药卫生领域的应用在传统的药品生产中,某些药品如胰岛素、干扰素直接生物体的哪些结构中提取?药品直接从生物的组织、细胞或血液中提取。(一)基因工程与医药卫生传统生产方法的缺点由于受原料来源的限制,价格十分昂贵。可利用什么方法来解决上述问题? 利用基因工程方法制造“工程菌”,可高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。(一)基因工程与医药卫生 胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取,每100kg胰腺只能提取4~5g胰岛素。用该方法生产的胰岛素产量低,价格昂贵,远不能满足社会需要。1979年,科学家将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组,并在大肠杆菌内实现了表达。1982年,美国一家基因公司用基因工程方法生产的胰岛素投入市场,售价降低了30%~50%。 基因工程药品 —— 胰岛素(一)基因工程与医药卫生 干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染,是一种抗病毒的特效药。此外干扰素对治疗某些癌症和白血病也有一定疗效。
传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞内提取,每300L血液只能提取出1mg干扰素。1980~1982年,科学家用基因工程方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素,是传统的生产量的12万倍。1987年上述干扰素大量投放市场。 基因工程药品 —— 干扰素(一)基因工程与医药卫生 治疗侏儒症的唯一方法,是向人体注射生长激素。而生长激素的获得很困难。以前,要获得生长激素,需解剖尸体,从大脑的底部摘取垂体,并从中提取生长激素。
现可利用基因工程方法,将人的生长激素基因导入大肠杆菌中,使其生产生长激素。人们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长激素,相当于6万具尸体的全部产量。 基因工程药品 —— 生长激素(一)基因工程与医药卫生转基因动物的乳腺。就基因药物而言,最理想的表达场所是哪里? 是指把人或哺乳动物的某种基因导入到哺乳动物(如鼠、兔、羊和猪)的受精卵里,目的基因若与受精卵染色体DNA整合,细胞分裂时,该基因随染色体的倍增而倍增,使每个细胞中都带有目的基因,使性状得以表达,并稳定地遗传给后代,从而获得基因产品。这样一种新的个体,称为转基因动物。 什么叫转基因动物?(一)基因工程与医药卫生 1)乳腺是一个外分泌器官,乳汁不进入体内循环,不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。
2)从乳汁中获取目的基因产物,产量高,易提纯,表达的蛋白质已经过充分的修饰加工,具有稳定的生物活性。
3)从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时,转基因动物又可无限繁殖。为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢?(一)基因工程与医药卫生基因诊断: 也称为DNA诊断或基因探针技术,即在DNA水平分析检测某一基因,从而对特定的疾病进行诊断。
探针制备:放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子;
原 理:利用DNA分子杂交原理;(一)基因工程与医药卫生基因探针: 基因探针就是一段与目的基因或DNA互补的特异核苷酸序列。它包括整个基因,或基因的一部分;可以是DNA本身,也可以是由之转录而来的RNA。(一)基因工程与医药卫生DNA分子杂交原理: DNA分子杂交是基因诊断最基本的方法之一。其基本原理是:互补的DNA单链能够在一定条件下结合成双链,即能够进行杂交。这种结合是特异的,即严格按照碱基互补配对进行。因此,当用一段已知基因的核苷酸序列作为探针,与被测基因进行接触,若两者的碱基完全配对成双链,则表明被测基因中含有已知的基因序列。(一)基因工程与医药卫生基因诊断技术在什么方面发展迅速? 在诊断遗传性疾病方面发展迅速。目前已经可以对几十种遗传病进行产前诊断。 1)β—珠蛋白的DNA探针 → 镰刀状细胞贫血症
2)苯丙氨酸羧化酶基因探针 → 苯丙酮尿症
3)白血病患者细胞中分离出的癌基因制备的DNA探针 → 白血病举例(一)基因工程与医药卫生基因治疗: 是指是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,达到治疗疾病的目的。 患半乳糖血症的患者,由于细胞内半乳糖苷转移酶基因缺陷而缺少半乳糖苷转移酶,使过多的半乳糖在体内积聚,引起肝、脑等功能受损。
1971年,美国科学家在体外做了试验,用带有半乳糖苷转移酶基因的噬菌体侵染患者的离体组织细胞,结果发现这些组织细胞能够利用半乳糖了。这表明,用基因替换的方法治疗这种遗传病是可能的。(二)基因工程与农牧业基因工程在农业上的应用:1)高产、稳产和具优良品质的品种
用基因工程的方法可以改善粮食作物的蛋白质含量。如“向日葵豆”植株。
2)抗逆性品种
将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内,将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。 (二)基因工程与农牧业 繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物。
该过程的重要步骤是通过感染或显微注射技术将重组DNA转移到动物受精卵中。基因工程在畜牧养殖业上的应用主要是什么? 将人的生长激素基因和牛的生长素基因分别注射到小白鼠受精卵中,得到的“超级小鼠”。 (二)基因工程与农牧业 用口径为1μm的DNA注射器,将大量的目的基因片段注入到受精卵的核内,然后把经过注射的受精卵移植到另一只雌性动物的子宫内,使受精卵发育为转基因动物。什么叫显微注射技术?(二)基因工程与食品业基因工程为人类开辟新的食物来源。
1)鸡蛋白基因在大肠杆菌和酵母菌中表达获得成功。这表明,未来能用发酵罐培养的大肠杆菌或酵母菌来生产人类所需要的卵清蛋白。
2)用基因工程的方法从微生物中获得人们所需要的糖类、脂肪和维生素等产品。基因工程为食品工业中提供了什么前景?(三)基因工程与环境保护1)用于环境监测。
2)用于被污染环境的净化。基因工程在环保方面有什么应用? 例如:用DNA探针可以检测饮用水中病毒的含量。此方法的特点是快速、灵敏,1吨水中有10个病毒也能检测出来。 通过基因工程方法怎样进行环境监测? 1)用基因工程产物——“超级细菌”分解石油,可以大大提高细菌分解石油的效率。具体方法:将能分解三种烃类的假单孢杆菌的基因都转移到能分解另一种烃类的假单孢杆菌内,创造出了能同时分解四种烃类的“超级细菌”。
2)用基因工程培养出“吞噬”汞和降解土壤中DDT的细菌,以及能够净化镉污染的植物。
3)通过基因重组构建新的杀虫剂,取代生产过程中耗能多、易造成环境污染的农药,并试图通过基因工程回收和利用工业废物。 通过基因工程方法怎样净化被污染的环境?(二)基因操作的工具课件12张PPT。第二节 基因的结构知识结构二、基因的结构1、原核细胞的基因结构2、真核细胞的基因结构三、人类基因组研究1、人类基因组概念2、人的单倍体基因组3、人类基因组计划一、基因与DNA3、真核细胞与原核细胞基因结构的异同1、真核生物中编码蛋白质的基因,经转录产生有功能的成熟信使RNA的过程是( )A 转录直接产生的信使RNA B 将内含子转录部分切掉,外显子转录部分拼接起来 形成C 将外显子转录部分切掉,内含子转录部分拼接起来 形成D A、B、C三种情况都有2、人类单倍体基因组研究的是( )A 23个双链DNA分子 B 23个单链DNA分子C 24个双链DNA分子 D 24个单链DNA分子3、一种细菌的信使RNA由360个核苷酸组成,它所编码的蛋白质长度是( )A 约360个氨基酸 B 约1080个氨基酸C 整120个氨基酸 D 少于120个氨基酸BCD人的血红蛋白中,一种叫β-珠蛋白,它的基因有1700个碱基对,其中有3个外显子和2个内含子,能够编码146个氨基酸;人的一种凝血因子的基因,在它的186000个碱基对中,有26个外显子和25个内含子,能够编码2552个氨基酸,分别计算β-珠蛋白基因和凝血因子基因中外显子的碱基对在整个基因碱基对中所占的比例。从这个比例中你能得出什么结论?β-珠蛋白凝血因子结论在真核细胞中,不同基因的编码序列,在各自基因中所占的比例是不同的; 在真核细胞中,编码序列在整个基因中所占的比例是较少 的,而非编码序列所占的比例则较大。体现了真核细胞基因结构及其功能的复杂性。基因与DNA基因是具有遗传效应的DNA片段,是控制生物性状的遗传物质的结构和功能的基本单位,在染色体上呈直线排列。原核细胞的基因结构非编码区编码区非编码区RNA聚合酶结合位点编码区非编码区能够转录为相应的信使RNA,进而指导蛋白质的合成,即能够编码蛋白质的区段;是连续的,不间隔的。不能转录为相应的信使RNA,即不能编码蛋白质的区段;但有调控遗传信息表达的核苷酸序列,如RNA聚合酶。真核细胞的基因结构非编码区编码区非编码区RNA聚合酶结合位点外显子内含子特点外显子内含子编码区是间隔的、不连续的能够编码蛋白质的序列,总比内含子多一个。不能编码蛋白质的序列原核细胞和真核细胞基因结构的比较都是由能够编码蛋白质的编码区和具有调控作用的非编码区组成;在编码区的上游都有启动子。相同点:原核细胞基因的编码区是连续的,
真核细胞的编码区是间隔的、不连续的,包括相间排列的外显子和内含子,外显子比内含子多一个,转录后可形成外显子转录产物和内含子转录产物。不同点:人类基因组研究人体DNA分子所携带的全部遗传信息。1、人类基因组:2、人类单倍体基因组:人体24条双链DNA:1~22号常染色体DNA、X染色体和Y染色体DNA。
含30亿个碱基对,估计3~3.5万个基因3、人类基因组计划分析测定人类基因组的核苷酸序列(3)主要内容(1)提出1990年美国,6国参与(2)概念绘制遗传图、物理图、序列图、转录图(5)进展2000年完成草图,2003年完成精图(6)意义(4)技术支持DNA克隆技术和DNA测序RNA聚合酶非编码区编码区非编码区RNA
聚合酶RNA
聚合酶RNA
聚合酶RNA
聚合酶RNA
聚合酶RNA
聚合酶mRNADNA有义链由多个肽链构成的蛋白质,它的作用是催化DNA转录为RNA,它能够识别调控序列中的结合位点a、人类基因组研究的理论与技术上的进展,对于各种疾病,尤其是各种遗传病的诊断、治疗具有划时代的意义;
b、对于进一步了解基因表达的调控机制、细胞的生长、分化和个体发育的机制,以及生物的进化等也具有重要的意义;
c、同时,这一计划的实施,将推动生物高新技术的发展,并产生巨大的经济效益。人类基因组计划意义课件14张PPT。第三节 基因表达的调控阅读提纲什么是结构基因?操纵基因?调节基因?启动子?
大肠杆菌当有乳糖或无乳糖时,操纵基因、启动子和调节基因如何协调配合,共同对结构基因的表达起调控作用?
真核生物基因表达的调控与原核生物有哪些不同点?与乳糖代谢有关的基因调节基因启动子操纵基因结构基因结构基因直接编码乳糖代谢所需酶类的基因lacYlacAlacZ编码?-半乳糖苷酶编码?-基因半乳糖透性酶操纵基因对结构基因起“开关”作用,可以直接控制结构基因的转录调节基因通过产生阻抑物来调节操纵基因状态,对“开关”起控制作用启动子启动子位于非编码区,含有有RNA聚合酶的结合位点,是正常转录必需的编码?-基因半乳糖苷转乙酰酶,非必需酶无乳糖存在时基因表达的调控转录mRNA翻译阻抑物RNA
聚合酶阻抑物与操纵基因结合,RNA聚合酶不能与启动子的结合位点结合,结构基因转录受阻,因而无酶产生。RNA
聚合酶RNA
聚合酶乳糖存在时基因表达的调控RNA
聚合酶+乳糖转录mRNA翻译半乳糖苷酶酶酶RNA
聚合酶阻抑物与乳糖结合后,构象发生改变,因而不能与操纵基因结合,使得结构基因能进行转录、翻译出3种酶,分解乳糖;当乳糖分解完毕,阻抑物又恢复构象,重新与操纵基因结合,使结构基因的转录停止,酶的合成也随之停止。思考题如果调节基因、启动子、操纵基因发生突变,对结构基因的表达有何影响?如果调节基因突变,则不能产生阻抑物,因而操纵基因总是处于开放状态,结构基因将不断表达。
如果启动子发生基因突变,则RNA聚合酶失去结合位点,无法启动结构基因的表达。
如果操纵基因发生基因突变,则阻抑物不能与操纵基因结合,使操纵基因总处于“开”的状态,结构基因将不断表达。原核生物基因表达调控的总结原核细胞的代谢调控过程是一个自我调控过程,正是在这一调控过程的作用下,生物体才不会浪费细胞中的物质和能量,并能不断适应变化的外界环境。真核生物基因表达的调控DNA转录内含子外显子初级转录物加工成熟mRNA转运(核孔)翻译蛋白质细胞核细胞质表达产物真核生物基因表达调控的复杂性1、由于转录时,内含子和外显子一起转录,因而转录产生的mRNA必须经过“剪切和拼接”等加工,才能成为有功能的成熟的mRNA。
2、转录和翻译分别在细胞核和细胞质中进行,具有时间和空间上的分隔。
3、基因转录后的剪切、拼接和转移等过程,都需要有调控序列的调控。
4、细胞分化是不同基因表达的结果,细胞中某些基因的关闭或开启,都是在严格的调控作用下进行的。复习题1、原核细胞中的几个结构基因往往成簇地连锁在一起,共同受调控序列的调控( )
2、在大肠杆菌中,如果调节基因突变造成阻抑物缺乏,那么与乳糖分解代谢有关的三种酶就不能合成( )√×复习题1、大肠杆菌乳糖代谢的调控主要是( )
A 对基因水平的调控 B 对转录水平的调控
C 对翻译水平的调控 D 上述三种调控以外的其他调控
2、真核生物的基因表达调控比原核生物复杂的原因是( )
A 必须对转录产生的mRNA进行加工
B 转录和翻译在时间和空间上的分隔
C 某些基因只能特异地在某种细胞中表达
D 受包括上述A、B、C在内的多方面调控BD复习题3个不同的结构基因能够产生3种不同的酶是结构基因的开关,通过对RNA聚合酶阻抑与否来控制结构基因的转录停止或进行是RNA聚合酶与DNA的结合部位,可识别转录起始点能产生阻抑物。通过阻抑物与操纵基因的结合与否来控制操纵基因的关闭和开启复习题大肠杆菌的DNA分子中,如果控制乳糖分解代谢的启动子发生了突变,转录过程还能正常进行吗?为什么?不能进行。因为启动子是RNA聚合酶结合的位点,如果启动子发生了突变,RNA聚合酶因无法识别启动子而不能与其结合。没有RNA聚合酶参与,转录过程是无法进行的。复习题右图是假设的原核生物某一反应系统的基因表达调控路线简图。图中的G1和G2为结构基因,O1和O2为操纵基因,R1和R2为调节基因。G1决定酶E1,G2决定酶E2,酶E1和E2的作用分别是把物质S1和S2转变为产物Q1和Q2,产物Q1和Q2分别与调节基因R2和R1产生的阻抑物相互作用,可以关闭操纵基因O1和O2 。试分析,如果增加物质S2的供应,将对这个反应系统产生什么影响?如果物质S2增加,那么产物Q2也会增加,根据题意,产物Q2与调节基因R1产生的阻抑物相互作用,可以关闭操纵基因O1 。因此,基因G1的产物酶E1就会减少,从而导致Q1的减少。同理可以推得: Q1的减少反而会使结构基因G2的产物酶E2增加,进而导致Q2增加;如此循环往复。由此可见,增加物质S2可以使这个反应系统产生的酶E2增加,从而使更多的物质S2转化为产物Q2 。课件18张PPT。基因工程的成果与发展前景二知识结构一.基因工程与医药卫生1.生产基因工程药品2.用于基因诊断与基因治疗二.基因工程与农牧业、食品工业1.在农业上应用2.在畜牧养殖上应用3.在食品工业方面应用三.基因工程与环境保护1.用于环境监测2.用于被污染环境的净化展望21世纪,将是基因工程迅速发展和日臻完善的世纪,也是基因工程产生巨大效益的世纪。今后,人们不仅会在分离基因和转基因的技术上取得重大突破,还会加速基因工程产业化的速度,形成一定的生产规模。基因工程在医药卫生、食品工业、农牧业、环境保护等方面都将有广阔的发展前景。1.“工程菌”是指( )A 用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞株系B 用遗传工程的方法,把相同种类不同株系的菌类通过杂交得到新细胞株系C 用基因工程方法,使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系D 从自然界中选取能迅速增殖的菌类
2.基因治疗是把健康的外源基因导入( )A 有基因缺陷的细胞中 B 有基因缺陷的染色体中C 有缺陷的细胞器中D 有基因缺陷的DNA分子CA3.1993年,我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉,其抗虫基因来源于( )A 普通棉花的基因突变B 棉铃虫变异形成的致死基因C 寄生在棉铃虫体内的线虫D 苏云金芽孢杆菌的抗虫基因
4.用β-珠蛋白的DNA探针可以检测出的遗传病是( )A 镰刀型细胞贫血症 B 白血病C 坏血病 D 苯丙酮尿症
5.用DNA探针检测饮用水中病毒的具体方法是( )A 检测病毒DNA的碱基序列 B 检测病毒DNA的核苷酸序列C 与被检测DNA杂交进行检测D A、B、C三中方法均可DAC中国科学家陈炬成功地把人的抗病毒干扰素(一种蛋白质)基因植入烟草的细胞中并“嫁接”到其DNA分子上,使烟草获得了抗病毒的能力,试分析回答:1.人的基因之所以能“嫁接”到植物DNA分子上去,是因为_____________________________________。
2.烟草有了抗病毒的能力,这表明烟草体内产生了_____________ .这个事实说明,人和植物共用一套__________________,蛋白质合成的方式_________
3.这个事实也证明,现代地球上的生物是由共同的原始祖先经过漫长的地址年代逐渐进化而来的,它们之间有着或远或近的_________ 关系。人与植物体DNA结构相同抗病毒干扰素遗传密码相同亲缘基因工程对人类产生的影响都是有益的吗?为什么?不是;
安全性问题:用基因工程方法生产的产品,特别是农产品,对人体有无不良影响。
生态环境影响:当某种基因被转移到作物或杂草中,是否会破坏生态平衡。
公众是否接受。
社会伦理道德问题。克隆羊引发的能否克隆人。基因工程与医药卫生 -生产基因工程药品(工程菌)胰岛素猪、牛等家畜的胰腺动物产胰岛素基因+大肠杆菌DNA重组大肠杆菌培养液2000L→100g2t→100g干扰素 白细胞介素 溶血栓剂 凝血因子 人造血液代用品 各类疫苗治疗糖尿病基因工程与医药卫生 -基因诊断与基因治疗基因诊断基因治疗用放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子做探针,利用DNA分子杂交原理,鉴定被检测标本上的遗传信息,达到检测疾病的目的。把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,达到治疗疾病的目的。基因工程与农业农业应用获得高产、稳产和具有优良品质的农作物改善粮食作物的蛋白质含量“向日葵豆”培育具有各种抗逆性的作物新品种抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温“转基因抗虫棉”等抗青枯病马铃薯基因工程与畜牧业-显微注射显微注射技术特定基因病毒DNA重组DNA动物受精卵具特定性状动物个体抗病能力 高产仔率 高产奶率 高质量皮毛超级小鼠 超级绵羊 超级鱼基因工程与畜牧业不仅培育出体型巨大品质优良的动物,更重要的是利用某些特定的外源基因在哺乳动物体内的表达,从这些动物的乳腺细胞中获得人类需要的各类物质,如激素、抗体及酶等。基因工程与食品工业开辟新的食品来源从微生物中获得人们需要的糖类、脂肪、蛋白质和维生素等产品基因工程与环境保护环境检测用特定的病毒DNA探针检测饮水中病毒净化污染环境转基因形成的“超级细菌”分解石油污染吞噬汞降解土壤中DDT净化镉污染植物无污染杀虫剂基因诊断原理-DNA分子杂交标记DNA探针被检测标本DNA片段分子杂交基因诊断成果?-珠蛋白基因探针镰刀型细胞贫血症苯丙氨酸羟化酶基因探针苯丙酮尿症癌基因探针白血病病毒DNA探针肠道病毒 单纯疱疹病毒基因治疗原理-半乳糖血症乳糖半乳糖葡萄糖半乳糖苷转移酶半乳糖苷转移酶基因带半乳糖苷转移酶基因的噬菌体侵染患者离体组织细胞,获得基因替换肝脑等功能受损复习题1、基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复( )
2、基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物( )
3、用基因工程方法培育的抗虫植物也能够抗病毒( )
4、基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培育体型巨大、品质优良的动物( )
5、任何一种假单孢杆菌都能分解四种石油成分,因此,假单孢杆菌是“超级细菌”( )√××××课件20张PPT。第二节 微生物的营养、代谢和生长二 微生物的代谢微生物代谢概念与特点一、概念微生物细胞内所发生的全部生理、生化反应二、特点表面积/体积比值大,代谢异常旺盛1、增加了细胞核对细胞质、细胞膜代谢活动的控制2、增加了酶的附着面积和反应场所3、扩大了细胞的物质运输、信息传递能力微生物代谢一、微生物的代谢产物二、微生物代谢的调节三、微生物的人工控制(一)初级代谢代谢产物(二)次级代谢代谢产物(一)酶合成的调节(二)酶活性的调节(一)改变微生物遗传特性(二)控制生产过程中各种条件四、发酵的概念和种类关系1、下列不属于次级代谢产物的是( )A 氨苄青霉素 B 青霉素C 激素 D 色素
2、初级代谢产物和次级代谢产物的比较中正确的是( )A 初级代谢产物与次级代谢产物合成的起始时间不同B 初级代谢产物具有菌种特异性C 次级代谢产物对微生物的生命活动有重要作用D 初级代谢产物与次级代谢产物不能同时合成
3、关于组成酶的叙述正确的是( )A 既有胞内酶又有胞外酶B 同时受遗传物质和营养物质的控制C 是微生物细胞内经常存在的酶D 大肠杆菌的半乳糖苷酶是一种组成酶AAC4、以下不属于发酵的是( )A 利用青霉菌生产青霉素B 缺氧时人的组织细胞产生乳酸C 利用酵母菌的无氧呼吸获得酒精D 利用乳酸菌制作泡菜
5、下列关于微生物代谢的叙述正确的是( )A 次级代谢产物是微生物生长和繁殖所必需的B 将大肠杆菌从只用乳糖的培养基上转移到只用葡萄 糖的培养基上,其细胞内半乳糖苷酶的合成就停止C 诱导酶一旦产生,其活性就一直保持下去D 与酶合成调节相比,酶活性调节快速而精确BBD6、右表列出了两种微生物生长所必需的生长因子和它们合成并释放的次级代谢产物。如果把它们共同培养在一个培养基中,之间最可能的关系是( )A 竞争 B 寄生 C 共生 D 腐生C7、右图是黄色短杆菌合成赖氨酸的途径,请判断调节方式是( )A 酶合成的调节B 酶活性的调节C 既有酶合成的调节,又有酶活性的 调节D 既有组成酶的合成调节,又有诱导 酶的合成调节C3、赖氨酸是人和动物的_______氨基酸,利用黄色短杆菌大量生产赖氨酸就必须抑制__________的形成。4、科学家对黄色短杆菌进行_______处理,选育出不能合成________________的菌种,提高了赖氨酸的产量,该过程属于_______________________。5、黄色短杆菌合成的赖氨酸是_______代谢产物,它合成后存在的部位是___________。右图是黄色短杆菌合成赖氨酸的途径示意图,请据图回答1、图中黄色短杆菌利用_________合成赖氨酸、苏氨酸和___________。2、当_______和_________都积累过量时,就会抑制天冬氨酸激酶的活性,该过程属于__________调节。天冬氨酸甲硫氨酸赖氨酸苏氨酸酶活性必需苏氨酸诱变高丝氨酸脱氢酶微生物代谢的人工控制初级细胞内大肠杆菌分解乳糖的酶是哪种酶?控制这种酶合成的基因是如何表达的?大肠杆菌分解乳糖的酶主要是半乳糖苷酶。编码半乳糖苷酶的基因是基因lacZ。 lacZ基因的表达受调节基因、启动子、操纵基因的协同调控。即乳糖与调节基因产生的阻抑物结合,操纵基因开放,RNA聚合酶与启动子结合,启动结构基因lacZ的转录和表达。初级代谢产物和次级代谢产物微生物生长过程的整个阶段一般在微生物群体生长的稳定期必需无明显生理作用不具有具有细胞内细胞内或细胞外氨基酸、核苷酸、多糖、维生素等激素、色素、毒素、抗生素等(一)酶合成的调节1、组成酶与诱导酶一直存在物质诱导产生遗传物质遗传物质和诱导物质大肠杆菌分解葡萄糖的酶大肠杆菌分解乳糖的酶2、酶合成调节的意义保证了微生物代谢的正常进行;避免了细胞内物质和能量的浪费组成酶诱导酶(二)酶活性的调节1、概念微生物通过改变已有酶的活性来调节代谢速率的机制。2、机制微生物代谢过程产生的物质与酶结合或分离,使酶的结构发生改变或复原,从而抑制或激活酶的活性的。3、特点快速而精细微生物代谢的人工控制诱变处理,选择符合生产要求的菌种①对需氧型微生物提供适宜的氧,以通气量和搅拌速度控制溶氧量; ②厌氧型微生物控制氧的通入过程中加入酸、碱性物质,或在培养基调整适宜pH后加入缓冲对注意降温(如冷却水),使温度控制在适宜的范围注意排除代谢产物,补充营养物质,一般采用连续培养技术发酵定义通过微生物的培养,大量生产各种代谢产物的过程。种类培养基物理状态固体发酵液体发酵生成的产物抗生素发酵氨基酸发酵对氧的需求厌氧发酵需氧发酵乳酸发酵酒精发酵抗生素发酵氨基酸发酵与乳糖代谢有关的基因调节基因启动子操纵基因结构基因结构基因直接编码乳糖代谢所需酶类的基因lacYlacAlacZ编码?-半乳糖苷酶编码?-半乳糖透性酶操纵基因对结构基因起“开关”作用,可以直接控制结构基因的转录调节基因通过产生阻抑物调节操纵基因状态,对“开关”起控制作用启动子含有RNA聚合酶的结合位点,是正常转录必需的编码?-半乳糖苷转乙酰酶,非必需酶无乳糖存在时基因表达的调控转录mRNA翻译阻抑物RNA
聚合酶当环境中没有乳糖时,调节基因控制合成的阻抑物与操纵基因结合,RNA聚合酶不能与启动子的结合位点结合,结构基因转录受阻,因而无酶产生。RNA
聚合酶RNA
聚合酶乳糖存在时基因表达的调控RNA
聚合酶+乳糖转录mRNA翻译半乳糖苷酶酶酶RNA
聚合酶阻抑物与乳糖结合后构象发生改变,因而不能与操纵基因结合,使得结构基因能进行转录、翻译出3种酶分解乳糖;当乳糖分解完毕,阻抑物又恢复构象,重新与操纵基因结合,使结构基因的转录停止,酶的合成也随之停止。大肠杆菌对葡萄糖和乳糖的利用实验现象:环境中只有葡萄糖时,能利用葡萄糖;环境中有乳糖时,能利用乳糖和乳糖分解后产生的葡萄糖;环境中葡萄糖和乳糖共存时,先利用完葡萄糖后,才利用乳糖。实验结论:环境中不管葡萄糖存在与否,都能合成分解葡萄糖的酶,即该酶为组成酶;只有环境中存在乳糖时,才合成分解乳糖的酶;即该酶为诱导酶谷氨酸合成过程的调节机制当终产物谷氨酸过量时,谷氨酸与谷氨酸脱氢酶发生结合,使谷氨酸脱氢酶结构发生改变,从而抑制该酶的活性,合成途径中断;当谷氨酸大量消耗浓度下降时,谷氨酸与谷氨酸脱氢酶脱离,使谷氨酸脱氢酶结构复原,恢复活性,合成途径重新启动。黄色短杆菌合成赖氨酸的途径天冬氨酸中间产物Ⅰ中间产物Ⅱ高丝氨酸脱氢酶高丝氨酸甲硫氨酸天冬 氨酸激酶 赖氨酸苏氨酸怎样积累大量的赖氨酸又不影响反应的进行呢?通过诱变培育不能合成高丝氨酸脱氢酶的黄色短杆菌怎样选育目的菌株呢?
1、把处理后的菌株置于缺少甲硫氨酸和苏氨酸的培养基上,看它能否正常生存2、直接测定其代谢产物中是否不再出现苏氨酸和甲硫氨酸,而积累赖氨酸酶的合成调节与活性调节课件25张PPT。教学目标
知识目标
1、细菌的结构和繁殖(B)2、放线菌、病毒的结构和繁殖(A)
能力目标1、培养学生的实验设计能力、观察能力、数据的收集和处理能力,初步学会微生物培养技术2、培养学生的识图能力和用规范的生物学语言表书问题的能力3、培养学生的对比分析能力和归纳能力4、培养小组学习中的合作与交往能力
情感目标1、使学生树立生物体结构和功能、局部与整体相统一的观点2、培养学生能用辨证的观点来看待微生物在自然界中的作用及其与人类的关系3、培养学生树立科学技术是一把双刃剑的观点,学会用辨证的观点看待科学技术对人类社会发展的作用教学重点:
细菌的结构和繁殖
教学难点:
细菌的结构和繁殖
教学手段和方法:
多媒体课件;引导自学和讨论
课时安排:
一课时
作业
复习题
第五章 微生物与发酵工程第一节 微生物的类群知识结构三、病毒
(一)病毒的形态(二)病毒的结构(三)病毒的增殖一、细菌
(一)细菌的结构
(二)细菌的繁殖
(三)细菌的菌落二、放线菌
(一)放线菌的结构
(二)放线菌的生产应用A、微生物概念及与人类关系B、微生物类群1、细菌的遗传物质位于( )A 核区和线粒体中 B 核区中C 核区、质粒和线粒体中 D 核区和质粒中
2、细菌的抗药性基因存在于( )A 核区DNA B 质粒 C RNA D 染色体上
3、下列不属于细菌的基本结构的是( )A 鞭毛 B 核糖体 C 质粒 D 细胞壁
4、细菌细胞壁与植物细胞壁的区别是( )A 功能不同 B 细菌细胞壁具有流动性C 组成不同 D 细菌可形成
5、在固体培养基表面生长的一个谷氨酸棒状杆菌的菌落,从生态学角度来看,属于一个( )A 个体 B 种群 C 群落 D 生态系统 BBACD
6、下列4种生物中,哪一种生物的细胞结构与其他3种生物的细胞有明显区别( )A 酵母菌 B 乳酸菌 C 青霉菌 D 蘑菇
7、科学家发现一种引起奶牛患病的特殊生物,这种生物比病毒还小,仅由多肽组成,竟然没有遗传物质核酸。虽然目前还不清楚这种生物是如何复制的,但科学界一致认定这是一种新的生物类型,定名为朊病毒。那么判断依据是( )A 能使别的动物患病 B 含有蛋白质成分C 能够不断繁殖 D 结构特别简单 BC将50mL牛奶煮沸,倒入一消毒后的锥形瓶内,锥形瓶口用棉团堵住,每日观察牛奶的情况(如图),共进行4天1、这个实验可以证明的假说是:________________
2、为这个实验设计的对照实验应该是____________
_____________________________________________
3、实验结束时,牛奶会________,检测方法是_______________________,产生这一现象的原因是_____________________________________________
4、牛奶在这个实验中的作用是______________________________________土壤中有微生物存在变酸用pH试纸检测土壤中的微生物通过发酵作用,把牛奶变成乳酸为土壤中的微生物提供营养将50mL牛奶煮沸,倒入一消毒后的锥形瓶内,锥形瓶口用棉团堵住,每日观察牛奶的情况(如图),共进行4天5、实验前先将牛奶煮沸的原因是______________________________________
6、加入土样前,想让牛奶冷却至室温的原因是 _________________________________________________________________
7、用棉团堵住锥形瓶的原因是________________________________________________
8、实验前是否需要对锥形瓶进行消毒_________________________________________________________尽量杀死牛奶中可能存在的微生物避免煮沸的牛奶杀死新鲜花园土中的微生物,从而影响实验结果空气中的含菌量是衡量空气质量的指标之一,为了检测学校生物实验室、教室、校长室、小树林四个地方空气中的含菌情况,请利用所提供条件设计一个简单实验
1请用100mL量筒、四副培养皿、煮沸过的洗碗水,设计取样的实验步骤
2、请用4支试管、滴管、0.01%亚甲基蓝溶液,设计取样的实验步骤
3、实验结果的预测及分析
4、你所设计的实验检测到的是什么细菌的相对数量?1、用量筒量取等量的煮沸过的洗碗水分别倒入四只培养皿中;分别将以上培养皿暴露放置四个场所;静置1~3天后同时加盖取回2、分别取等量放置过的洗碗水放入4支试管中;在每支试管内滴加5~10滴0.01%亚甲基蓝溶液,置于温暖处3、根据四支试管内洗碗水在相同时间内褪色的程度,来判定空气中的含菌量,褪色程度最大,空气中含菌量相对最高;褪色程度最小的,空气中含菌量最低4、好氧性细菌1、细菌细胞壁的主要成分是什么?2、细菌的细胞质中的细胞器种类如何?与基因工程有关的结构是什么?作用有哪些?3、细菌核区的DNA分子与线粒体和叶绿体中的DNA分子的关系如何?能够说明什么问题?4、细菌的主要遗传性状由什么控制? 控制抗药性、固氮和抗生素等合成的基因位于哪里?5、荚膜、芽孢和鞭毛是否所有细菌都具有?芽孢是否是生殖细胞?1、肽聚糖2、核糖体;质粒,作为基因工程中的运载体3、都是环状DNA分子,说明细菌和线粒体、叶绿体具有同源性4、细菌的主要遗传性状由核区的DNA控制,抗药性、固氮、抗生素生成的性状由质粒上的基因控制5、荚膜、芽孢和鞭毛是某些细菌具有的特殊结构(一)细菌的结构细胞壁(肽聚糖)细胞膜核区细胞质鞭毛芽孢荚膜特殊结构控制细菌主要遗传性状核糖体质粒贮藏性颗粒基本结构抗药性基因固氮基因抗生素基因保护细胞维持细胞形状(环状DNA)基因工程有荚膜的肺炎双球菌使小鼠感染致死芽孢是产芽孢的细菌生长到一定阶段时产生的一种抗逆性强的休眠体,具有非增殖性,多数是致病菌,是细菌的分类特征,是制订灭菌标准的主要依据(一)细菌的结构(二)细菌的繁殖—二分裂细胞增大,核区DNA复制细胞中部的细胞膜和细胞壁向内生长,形成隔膜细胞质随机分成两半,形成两个子细胞1、什么是菌落?
2、不同种类的细菌形成的菌落的区分依据有哪些?
3、无鞭毛的球菌的菌落特征是什么?
4、有鞭毛的细菌的菌落特征是什么?
5、研究菌落的意义是什么?(三)细菌菌落1、单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖,形成一个肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群体。2、大小、 形状、光泽度、
颜色、硬度、透明度4、大而扁平、边缘呈波状或锯齿状3、较小、较厚、边缘较整齐5、作为菌种鉴定的重要依据;还可用于微生物的分离、纯化、计数等研究和选种、育种等实际工作细菌菌落特征放线菌1、放线菌属于哪类生物?菌体的结构是什么?
2、放线菌的气生菌丝和孢子丝有什么关系
3、放线菌繁殖方式和生活方式是什么?
4、土壤中的抗生素的主要来源是什么?1、原核生物;由分枝状的菌丝构成2、孢子丝由部分气生菌丝分化而成,上面生有孢子,萌发长出菌丝3、孢子生殖;腐生4、多数由放线菌产生(一)放线菌的结构、生活与繁殖气生菌丝基内菌丝吸收培养基中营养物质排泄代谢废物孢子丝孢子适宜条件一定阶段形态多样性状稳定是分类鉴定的重要指标腐生孢子生殖(二)放线菌的生产应用1、产生抗生素,如:链霉素、红霉素等
(除青霉素和头孢霉素)2、产生酶类和维生素3、分解纤维素、石蜡、琼脂、橡胶等复杂有机物,提高土壤肥力,净化环境病 毒HIV病毒流感病毒冠状病毒(一)病 毒 形 态球形杆形蝌蚪形(二)病毒的结构衣壳 (蛋白质)核酸 ( DNA或RNA)囊膜(蛋白质、多糖和脂类)刺突核衣壳基本结构流感病毒衣壳粒:电镜下可观察到的最小形态单位,通常由1~6个多肽分子组成,排列方式不同,使病毒呈现不同的形态保护核酸决定抗原特异性贮存病毒全部遗传信息
控制病毒的一切性状特殊结构(三)病毒的增殖吸附注入病毒核酸合成核酸和蛋白质组装新的子代病毒子代病毒释放(三)病毒的增殖1、在噬菌体侵染细菌的过程中,进入细菌体内的是噬菌体的什么结构?没有进去的是什么结构?
2、噬菌体在细菌体内增殖时需要哪些条件?哪些由噬菌体提供?哪些必须由细菌提供?
3、噬菌体和细菌的种间关系是什么?1、噬菌体的DNA进入细菌体内,衣壳留在细菌外3、寄生分析以下材料主要涉及的生物种类有哪些?这些生物对人类造成怎样的影响?这些生物共同的特点是什么?
1、根据世界卫生组织统计,至2001年底,我国艾滋病病毒感染者累计已达85万人,其中,艾滋病患者20万以上,死亡11.5万多例。
2、人类利用基因工程技术,使得大肠杆菌能合成人类的胰岛素,从而大大降低了糖尿病的治疗费用。
3、美国在遭受“9·11”恐怖袭击后,又遭到了炭疽杆菌的生物恐怖袭击。
4、在2002年,中国南海地区频繁爆发赤潮,给该地区的经济发展造成了严重影响。
5、1958年,我国著名医学微生物学家余贺利用噬菌体成功地防治了绿脓杆菌对烧伤病人的感染。
6、2003年,专家们先后分离判断出“非典”病原体“SARS”病毒是一种“全新”的冠状病毒。微生物一、概念1、形体微小(<0.1mm)
需用光学显微镜或电子显微镜才能看清的低等微小生物
2、结构简单
3、在适宜环境下能迅速生长繁殖
4、易变异二、与人类关系少数有害,多数有利,与人类关系密切微生物类群课件24张PPT。第二节 微生物的营养、代谢和生长一 微生物的营养如何解决以下问题?
1、在某啤酒生产企业中需要培养大量的酵母菌,如果你是技术人员,你该怎么办?
2、某地区正在流行“非典型性肺炎”,现在需要对该种疾病的病原微生物进行培养,以便对该种微生物进行菌种的鉴定以及某些生理、生化指标的测定,假如你是科技工作者,你该怎么办?
3、某实验室需要从土壤中分离并培养自生固氮菌,假如你是实验员,你该怎么办?微生物的营养营养物质能够维持机体正常的生命活动保证机体生长发育和生殖的外源物质营养机体摄取和利用营养物质的过程微生物的营养定义外界环境中可以为微生物细胞提供结构、组分、能量、代谢调节物质和良好生理环境的化学物质种类无机化合物:水和无机盐有机化合物:碳源、氮源、生长因子知识结构一、微生物需要的营养物质及功能二、培养基的配制原则(一)水和无机盐(二)碳源(三)氮源(一)目的明确(二)营养协调(三) pH适宜三、培养基的种类(四)生长因子(四) 经济节约(一)固体和液体培养基(二)合成与天然培养基(三)选择与鉴别培养基1、在下列物质中,不能用作异养微生物碳源的是( )A 含碳无机物 B 蛋白胨C 含碳有机物 D 石油、花生粉饼等天然物质
2、作为硝化细菌碳源、氮源及能源的物质依次是( )A 含碳有机物、氨、光 B 含碳无机物、氮、氮C 含碳有机物、氨、氨 D 含碳无机物、氨、氨
3、不能以糖类作为其碳源的细菌是( )A 假单孢杆菌 B 乳酸菌 C 甲基营养细菌 D 固氮菌
4、下列营养物质中,不是同时含有碳源、氮源和生长因子的是( )A 牛肉膏 B 蛋白胨C 生物素 D 酵母粉ADCC5、自养型微生物与异养微生物的培养基的主要区别是( )A 碳源 B 氮源 C 无机盐 D 生长因子
6、下列说法不正确的是( )A 微生物最常用的氮源是铵盐和硝酸盐B NH3既是硝化细菌的氮源,又是能源C 蛋白胨既要做碳源,又要做氮源,还可做生长因子D 牛肉膏只能为微生物的生长提供多种生长因子
7、配制培养基的叙述中正确的是( )A 制作固体培养基必须加入琼脂B 加入青霉素可得到放线菌C 培养自生固氮菌不需特别加入氮源D 发酵工程一般用半固体培养基ADC8、下列属于微生物不可缺少的微量有机物的有( )A 牛肉膏 B 蛋白胨 C 氨基酸 D 维生素E 嘌呤 F 嘧啶 G 生物素
9、培养流感病毒时,应选用( )A 无菌的牛肉汤 B 固体培养基C 温度和湿度适宜条件下的活鸡胚D 含有多种无机盐的培养液CDEFGC人工种植蘑菇是一项具有很高实用价值的农业技术,请结合一些具体的生产环节和一些相关问题分析回答:1、蘑菇培养基(菌床)中要加入大量的有机质。原因是_____________________________________。2、菌床在接种前要进行灭菌处理,否则很容易长出大量的霉菌,霉菌与蘑菇的关系一般为_________ 。3、种蘑菇所用菌种一般是亲代蘑菇产生的一些褐色粉末,每粒粉末实际上是一个_______;这种生殖方式在生物界属于______生殖。4、在自然生态系统中蘑菇属于__________者。5、野生的毒蘑菇一般具有鲜艳的色彩,这种现象在生态学上称为警戒色,是___________的结果。6、蘑菇的细胞与细菌细胞差别很大,主要是____________________________________蘑菇是异养型微生物,营腐生生活竞争孢子无性分解自然选择蘑菇有成形的细胞核和多种细胞器1、上表培养基可培养的微生物类型是_____________。2、此培养液能否用于植物的无土栽培?________,理由是______________________,若用于无土栽培,除营养成分以外,还应注意培养液中__________的含量。3、若除去成分1,加入(CH2O),该培养基可用于培养_______________。4、表中营养成分共有__、______、______ 3类。5、不论何种培养基,在各种成分都溶化后分装前,要进行_________________。自养型微生物不能必需矿质元素不全氧气自生固氮菌水无机盐氮源调整pH上表是微生物培养基成分,请根据图表提供的信息回答:6、该培养基用于培养产生人生长激素的工程菌,培养基成分中至少该含有_______________________。
7、若不慎将过量NaCl加入培养基中,如不想浪费此培养基,可再加入_____________,用于培养________________。8、表中的培养基若用于菌种的鉴定,应增加的成分是_____________________。9、表中的各种成分的重量确定是根据_____________________________。含碳有机物作为碳源上表是微生物培养基成分,请根据图表提供的信息回答:含碳有机物金黄色葡萄球菌凝固剂如琼脂微生物生长的营养需要培养异养型的微生物时,应当怎样选择原料并配制培养基?首先,培养基应能提供微生物生长繁殖所需的一切营养物质,因此,所选的原料应包括碳源、氮源、生长因子、无机盐和水等。
其次,所选择的原料要符合微生物的营养特点,如异养型微生物不能利用无机的含碳化合物,因此,它们的碳源应选用含碳有机物。
最后,还应使各种营养物质的比例和浓度合适,pH适宜等。举例说明什么是选择培养基和鉴别培养基,它们的作用是什么?培养金黄色葡萄球菌的培养基,除含有金黄色葡萄球菌所需的一切营养物质外,还加入了高浓度的食盐。像这样,培养基中加入了某种化学物质,用以抑制不需要的微生物生长,促进所需要的微生物生长,叫做选择培养基。它的作用是将某种微生物从混杂的微生物群体中分离出来。
像伊红-美蓝培养基这样,根据微生物的代谢特点,加入某种指示剂或化学药品配制成的培养基,叫做鉴别培养基,可以用来鉴别不同种类的微生物。碳源凡是能为微生物提供所需碳元素的营养物质无机碳源:CO2、 NaHCO3 、 CaCO3 等糖类(最常用)天然:花生粉饼、石油、牛肉膏、蛋白胨主要用于合成微生物的细胞物质有些是异养微生物的主要能源物质不同种类的微生物,对碳源的需要的数量和种类不同定义种类作用有机碳源烃类、醇类、脂肪酸复杂小分子复杂大分子:蛋白质、脂质、核酸用于合成微生物一些代谢产物不同的微生物对碳源的需求有怎样的特征?1、蓝藻、硝化细菌等自养型微生物只能利用CO2、碳酸盐等含碳的无机化合物作碳源。2、异养型微生物通常只能利用含碳有机物做碳源。3、某些异养型微生物,如红螺菌科的细菌能利用CO2 。4、甲基营养细菌只能利用甲醇、甲烷做碳源;5、某些细菌(如洋葱假单孢细菌)能利用90多种含碳有机物;6、有些微生物能利用二甲苯等有毒物质作为碳源氮源凡是能为微生物提供所需氮元素的营养物质生产用有机氮:鱼粉、玉米浆、花生粉饼主要用于合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物不同种类的微生物,对氮源的需要的数量和种类不同定义种类作用无机氮化合物:N2、NH3、NH4+、NO3-(最常用)有机氮小分子有机氮:尿素、氨基酸、嘌呤、嘧啶实验室用有机氮:牛肉膏、蛋白胨、酵母膏不同的微生物对于氮源的需求有怎样的特征?1、包括自养型微生物与异养型微生物在内的绝大多数微生物,主要利用无机氮化合物作为氮源,如NH4+、NO3-等;但这些微生物也可以利用有机含氮化合物作为氮源。
2、根瘤菌、蓝藻等少数固氮微生物能够利用N2作氮源。
3、含C、H、O、N的化合物是异养微生物的氮源、碳源和能源
4、NH3是硝化细菌的氮源和能源生长因子微生物生长不可缺少的微量有机物酵母膏、蛋白胨、动植物组织提取液等,微生物缺乏合成生长因子所需的酶或合成能力有限。不同种类的微生物,对生长因子的需要的数量和种类不同维生素、氨基酸和碱基(如嘌呤、嘧啶)等一般是酶和核酸的组成成分定义种类作用来源不同的微生物对于生长因子的需求有怎样的特征?1、乳酸菌需要的生长因子主要是多种维生素、氨基酸
2、谷氨酸棒状杆菌的生长因子为生物素
3、大肠杆菌不需补充生长因子
4、生长因子是微生物正常生长所必需的微量有机物,当量过多时,反而会影响微生物的正常生命活动。总结培养基的配制原则要根据所培养的微生物的种类、培养目的等,选择原料配制培养基。各种微生物适宜生长的pH范围不同,例如:细菌6.5~7.5,放线菌7.5~8.5,真菌5.0~6.0;在实验室通过加入缓冲物质对调节,工业生产中通过pH自动调节装置控制注意各种营养物质的浓度和比例。例如:糖浓度过高使细菌质壁分离;C/N=4/1,菌体大量繁殖;C/N=3/1,谷氨酸大量合成目的明确营养协调条件适宜经济节约培养基的种类物理性质液体培养基固体培养基半固体培养基加凝固剂如琼脂微生物的分离、鉴定等观察微生物的运动、保藏菌种工业生产化学成分合成培养基天然培养基成分已知,用于分类、鉴定玉米粉、牛肉膏等,成分不明用于工业生产用途普通培养基鉴别培养基选择培养基几种生长因子的主要功能普通、鉴别、选择培养基几种培养基(液)的比较课件19张PPT。第二节 细胞工程简介一 植物细胞工程白菜-甘蓝生长期短耐热性强易于贮存植物细胞工程植物组织培养体细胞杂交1、在生物体内,细胞没有表现出全能性,而是分化为不同的组织、器官,是因为( )A 细胞丧失了全能性 B 基因的表达有选择性C 不同的细胞内基因不完全相同 D 在个体发育的不同时期,细胞内的基因发生了变化
2、在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,下列哪一项条件是不需要的( )A 消毒灭菌 B 适宜的温度C 充足的光照 D 适宜的养料和激素
3、下列植物细胞的全能性在提供了适宜条件的情况下最易表达的是( )A 枝条上的一个芽 B 柱头上的花粉C 胚珠中的珠被细胞 D 根尖分生区细胞
4、能刺激愈伤组织形成的激素是( )A 细胞分裂素和生长素 B 赤霉素和细胞分裂素C 生长素和赤霉素 D 细胞分裂素和乙烯BCBA5、植物体细胞杂交要先除去细胞壁的原因是( )A 植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁B 细胞壁使原生质体失去活力C 细胞壁阻碍了原生质体的融合D 细胞壁不是原生质体的组成部分
6、下列使原生质体发生融合的是( )A 硫酸二乙酯 B 激光 C 振动 D 紫外线
7、植物体细胞杂交尚未解决的问题有( )A 去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体B 将杂种细胞培育成植株C 让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状D 尚未培育出属间杂种植物CCC 8、植物体细胞杂交的结果是( )A 产生杂种植株 B 产生杂种细胞C 原生质体的融合 D 形成愈伤组织
9、植物体细胞杂交的目的中,错误的是( )A 把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上B 克服远缘杂交不亲和的障碍C 获得杂种植株 D 实现原生质体的融合
10、可以成为植物组织培养条件的是( )A 二氧化碳 B 有机物 C 生长素 D 细胞分裂素E 水 F 矿质元素
11、有关原生质体的叙述中,正确的是( )A 组成原生质体的主要生命物质是蛋白质和核酸B 原生质体包括细胞膜、液泡膜及两者之间的原生质C 被脱掉细胞壁的植物细胞裸露的是原生质体D 原生质体只能用于植物细胞工程ADA、CB、C、D、E、F、现有甲乙两个烟草品种(2n=48),其基因型分别aaBB和AAbb,这两对基因位于非同源染色体上,且在光照强度大于800勒克司时,都不能生长,这是由于她们中的一对隐性纯合基因(aa或bb)作用的结果,取甲乙两个烟草品种的花粉分别培养成植株,将它们的叶肉细胞制成原生质体,并将两者相混,使之融合,诱导产生细胞团。然后,放到大于800勒克司光照下培养,结果有的细胞团不能分化,有的能分化发育成植株。请回答下列问题:1、甲乙两个烟草品种花粉的基因型分别为_______和________。2、将叶肉细胞制成原生质体时,使用 _________________________破除细胞壁。3、在植物细胞融合技术中,常用的促融剂是________________。4、细胞融合后诱导产生的细胞团叫_____________________。5、在大于800勒克司光照下培养,有______种细胞团不能分化,能分化的细胞团是由_______________的原生质体融合来的。由核细胞团分化发育成的植株,其染色体数是_______________,基因型是____________。该植株自交后代中,在大于800勒克司光照下培养出现不能生长植株的概率是_____________。aBAb纤维素酶、果胶酶聚乙二醇愈伤组织2甲乙两种48AaBb7/16植物根细胞培养出了完整植株,说明了什么?植物组织培养过程说明高度分化的植物细胞仍有发育成完整新个体的潜能,即细胞具有全能性植物细胞为什么具有全能性?因为植物体的每一个细胞都是由受精卵通过有丝分裂而来的,都含有个体发育的全部基因植物体内细胞为什么没有表现出全能性,而是分化成不同的组织器官?这是基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果植物细胞要表现出全能性必须具备什么条件?植物细胞要脱离母体后,在一定的营养物质、激素和光照、温度等外界条件作用下才能表现出全能性植物组织培养的培养基需要哪些营养物质?植物组织培养的培养基需要水、无机盐、有机物、生长素和细胞分裂素等什么叫愈伤组织、脱分化和再分化?决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么?关键因素是植物激素,如细胞分裂素和生长素再分化过程为什么要先诱导芽的分化,再诱导生根?如何诱导?再分化过程先诱导产生的芽中具有叶绿体,可进行光合作用制造有机物,可将细胞分裂素和生长素的浓度比调高在组织培养过程中为什么要进行一系列消毒灭菌,且要求无菌操作?防止在培养基上长出霉菌等微生物与植物细胞争夺培养基中的营养植物组织培养过程离体的植物器官、组织或细胞脱分化愈伤组织再分化根、芽等植物体细胞分裂素与生长素浓度比高:利于芽发生低:利于根发生细胞分裂素和生长素共同刺激植物组织培养技术的应用快速繁殖(营养生殖)培育无病毒植株(茎尖、根尖是无病毒组织)生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂紫草愈伤组织中提取的紫草素是制造治疗烫伤和割伤的药物及染料和化妆品的原料制作人工种子转基因植物的培育运用植物组织培养技术能大幅度提高粮食产量吗?为什么?能;
植物组织培养从植物体上取材少,培养周期短,繁殖率高,便于自动化管理,能够在短时间内快速繁殖出大量的试管苗。
如果将植物组织培养技术应用于粮食生产,将会大幅度提高粮食产量。
植物组织培养技术还可以用于培育无病毒植株,制备人工种子,培育转基因植物,等等,这些技术手段也有助于粮食产量的提高。植物体细胞杂交定义实质用两个来自于不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞,并且把杂种细胞培育成新的植物体的方法。不同植物体细胞的原生质体融合的过程。两个植物体细胞融合的障碍是什么?如何除去而不伤害细胞内部?植物体细胞杂交过程原生质体融合去壁怎样实现两个植物细胞原生质体的融合?再生壁形成杂种细胞细胞分裂形成愈伤组织再分化形成杂种植株植物细胞融合植物组织培养植物体细胞杂交的意义克服了远缘杂交不亲和的障碍,培育作物新品种,大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。
让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状尚未实现与传统的有性杂交方法相比,植物体细胞杂交有什么优越之处?植物体细胞杂交与传统的有性杂交方法相比,在培育作物新品种方面具有较大的优越性。植物体细胞杂交能够在一定程度上克服远缘杂交不亲和的障碍,大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。在植物体细胞杂交过程中,除了形成AB型融合细胞外,还能形成其他哪些类型的融合细胞?哪类融合细胞是植物体细胞杂交所需要的杂种细胞?为什么?除了形成AB型融合细胞外,还能形成AA型和BB型两种融合细胞。但是只有AB型细胞是植物体细胞杂交所需要的杂种细胞。因为体细胞杂交的目的,是为了获得新的植物体,使植物A和植物B的特性能够在新的植物体上有所表现,而AA型植物细胞发育成的植物体不会表现出植物B 的特性,BB型细胞发育成的植物体也不会表现出植物A的特性,AA型细胞和BB型细胞都是由同种细胞融合而成的,不是杂种细胞,应在体细胞杂交过程中被筛选出去。愈伤组织离体的植物器官、组织或细胞,在培养了一段时间以后,通过细胞分裂形成的排列疏松而无规则,高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞群。脱分化由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程。再分化脱分化产生的愈伤组织继续培养,重新分化成根或芽等器官的过程。人工种子解决繁殖能力差、结子困难或发芽率低离体的植物组织组织培养具有生根发芽能力的胚状体包裹人造种皮人工种子课件19张PPT。第三节 免疫一 特异性免疫知识结构二、特异性免疫1、淋巴细胞的起源与分化3、体液免疫4、细胞免疫2、抗原和抗体一、免疫的概念和类型5、体液免疫与细胞免疫的关系1、关于免疫的认识存在偏差的是( )A 是 机体的一种保护性生理功能B 通过免疫,机体能识别“自己”,排除“异己”,以 维持内环境平衡和稳定C 可分为非特异性和特异性免疫D 免疫反应对机体都是有益的
2、对非特异性免疫的特点的表述,不正确的是( )A 是人生来就有的天然防御功能B 其包括三道对付病原体的防线C 皮肤黏膜是其第一道防线D 体液中的杀菌物质和吞噬细胞是其第二道防线
3、吞噬细胞吞噬病原菌的免疫属于( )A 特异性免疫 B 非特异性免疫C 体液免疫 D 细胞免疫DBB4、下列关于抗原的叙述中,正确的是( )A 机体自身的组织和细胞不可能成为抗原B 抗原能与抗体或效应细胞结合,发生免疫反应C 蛋白质及其水解产物都会引起特异性免疫反应D 抗原能与相应的抗体或效应T细胞结合,发生特 异性反应
5、特异性免疫的物质基础不包括( )A 免疫器官 B 唾液中的溶菌酶和胃液中的盐酸C 各种抗体和淋巴因子 D 免疫细胞
6、下列物质口服后将失去原有作用的是( )A 抗体 B 胃蛋白酶 C 性激素 D 维生素
7、特异性免疫发挥免疫作用的主要是( )A 淋巴细胞 B 抗体 C 抗原 D 免疫活性物质DBAA8、抗原的特征不包括( )A 异物性 B 大分子性 C 特异性 D 化学本质是蛋白质
9、抗体一般不可能分布在( )A 血清 B 组织液和淋巴C 尿液 D 唾液和乳汁中
10、B细胞、T细胞增殖分化并形成记忆细胞,应是免疫过程的( )A 感应阶段 B 反应阶段C 效应阶段 D 感应和反应阶段
11、细胞免疫中,效应T细胞发挥免疫作用的机理是( )A 激活靶细胞内的溶酶体酶 B 与抗原结合使其失活C 直接吞噬靶细胞将其分解 D 将抗原呈递B淋巴细胞DCBA12、关于抗原呈递的表述不恰当的是( )A 主要通过细胞表面相互接触完成B 所有抗原都要经吞噬细胞处理由T细胞呈递B细胞淋巴 因子C 抗原经吞噬细胞处理,将其隐蔽的抗原决定簇暴露出 来,便于识别D 抗原呈递是免疫反应的感应阶段
13、对体液免疫和细胞免疫的异同表述不正确的是( )A 体液免疫中,抗体和抗原特异性结合,发挥免疫效应B 细胞免疫中,效应T细胞的攻击目标是已经被抗原入 侵的宿主细胞C 有免疫效应的是效应淋巴细胞D 效应淋巴细胞都来自骨髓造血干细胞,都在骨髓中分 化、发育成熟BD14、关于效应B 细胞产生途径的叙述,错误的是( )A 抗原直接刺激B细胞分化而成B 吞噬细胞将抗原呈递给B细胞分化而成C T细胞将抗原呈递给B细胞分化而成D 抗原刺激记忆细胞分化而成
15、下列免疫反应与体液免疫无关的是( )A 抑制病菌对宿主细胞的黏附B 抑制病菌的繁殖C 与病毒结合使病毒失去侵染宿主细胞的能力D 伤口处白细胞吞噬病菌
16、下列过程不属于体液免疫过程的是( )A 抗原处理、呈递和识别的阶段B 形成效应B细胞 C 形成效应T细胞D 效应B细胞产生抗体与相应抗原的特异性结合BDC17、能够识别抗原的细胞是( )A 吞噬细胞B T细胞C B细胞D 记忆细胞E 效应B细胞F 效应T细胞ABCDF营养不足或缺乏会对人体的免疫功能产生什么影响?营养不足或缺乏时,使人的胸腺发生萎缩,血液中淋巴细胞的总数和T淋巴细胞的数目减少,从而导致细胞免疫功能受损。人体的免疫系统会与自身成分发生免疫反应吗?为什么?人体的免疫系统一般不会与自身成分发生免疫反应。但当自身细胞因某些特殊情况(如外伤、癌变等)而发生改变后,免疫系统就会与这些细胞等发生免疫反应。免疫的概念及分类1、定义机体识别“自己”、排除“异己”,以维持内环境的平衡和稳定。2、种类非特异性免疫第一道防线:皮肤和黏膜第二道防线:体液中的 杀菌物质和吞噬细胞特异性免疫第三道防线防御多种病原体特定病原体非特异性免疫与特异性免疫的主要区别是什么?非特异性免疫的主要特点是人人生来就有,对多种病原体有一定的防御作用;特异性免疫是出生后产生的,只能针对特定的病原体或异物起作用淋巴细胞的起源和分化骨髓中的造血干细胞转移至淋巴器官(淋巴结、脾脏和扁桃体等)抗原刺激胸腺T细胞效应T细胞B细胞效应B细胞在特异性免疫中发挥免疫作用的是什么细胞?是由什么细胞分化、发育而来的?是由骨髓中的造血干细胞分化、发育成的淋巴细胞淋巴细胞分为哪两类?分别是怎样产生的?淋巴细胞分为T淋巴细胞和B淋巴细胞。部分造血干细胞随血液流入胸腺发育成T淋巴细胞;部分造血干细胞在骨髓中直接发育成B淋巴细胞T淋巴细胞和B淋巴细胞怎样才能具有免疫效应?T淋巴细胞和B淋巴细胞必须在血液和淋巴中受到抗原刺激分化成效应T细胞和效应B细胞才具有免疫效应,才能发挥免疫作用人体免疫系统的组成包括哪些?抗原可使机体产生特异性免疫反应的物质定义性质异物性:大分子性:特异性:种类性能病毒、细菌、花粉、癌细胞等由抗原决定簇决定进入人体的外来物质相对分子质量大于1万的大分子抗体机体受抗原刺激后产生的,并且能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白定义分布血清组织液外分泌液主要种类化学本质:蛋白质抗毒素:特异性中和外毒素毒性的成分凝集素:能使细菌发生特异性凝集的成分体液免疫什么叫体液免疫?抗原进入人体后,被体液中相应的抗体消灭的过程抗原进入人体后,呈递B细胞的途径是怎样的?有的抗原的抗原决定簇是裸露的,可直接被B细胞识别;多数抗原具有隐蔽的抗原决定簇,需经吞噬细胞吞噬处理后呈递给T细胞,再由T细胞呈递给B细胞抗原呈递如何完成?抗原呈递多数通过细胞表面的相互接触完成B细胞接受抗原刺激后发生什么变化?B细胞接受抗原刺激大部分进行一系列的增殖、分化,形成效应B细胞,小部分成为记忆细胞记忆细胞有什么特点?记忆细胞一方面在体内抗原消失后数月乃至数十年有仍保持对该抗原的记忆;另一方面,当该种抗原再次进入机体时,能迅速增殖、分化,形成大量效应B细胞,产生更强的免疫反应,及时清除抗原抗体如何与抗原反应?共有几种细胞参与此过程?吞噬细胞、T细胞、B细胞、效应B细胞和记忆B细胞体液免疫分为哪三个阶段?每个阶段如何划分?体液免疫分为感应阶段、反应阶段和效应阶段;感应阶段主要是将抗原呈递给B细胞;反应阶段主要是B细胞增殖、分化成效应B细胞和记忆细胞;效应阶段主要是效应B细胞产生抗体并与抗原结合细胞免疫(靶细胞)抗原(病毒)宿主细胞效应T细胞效应T细胞与靶细胞密切接触靶细胞裂解死亡 细胞免疫分为哪三个阶段? 细胞免疫分为感应阶段、反应阶段和效应阶段 细胞免疫感应阶段的主要变化是什么? 吞噬细胞吞噬、处理抗原并呈递给T细胞T细胞接受抗原刺激后发生了什么变化?T细胞接受抗原刺激后进行一系列增殖、分化形成效应T细胞和记忆细胞效应T细胞的作用是什么?什么是靶细胞?靶细胞是指被抗原入侵的宿主细胞什么是淋巴因子?举例说明作用是什么?记忆细胞的作用是什么?当同种抗原再次入侵时,记忆细胞能迅速增殖、分化出大量效应T细胞,既而产生更强的特异性免疫反应。体液免疫和细胞免疫的关系抗原被抗原侵入的宿主细胞(靶细胞)效应B细胞产生的抗体与相应的抗原特异性结合1、效应T细胞与靶细胞密切接触,促使靶细胞死亡 2、效应T细胞释放淋巴因子,促进细胞免疫的作用细菌外毒素结核杆菌、麻风杆菌等胞内寄生菌体液免疫与细胞免疫之间,既各自有其独特的作用,又可以相互配合,共同发挥免疫效应,如病毒入侵。吞噬细胞、T细胞B细胞、效应B细胞、记忆细胞吞噬细胞、T细胞、效应T细胞、记忆细胞、靶细胞特异性免疫抗原吞噬细胞T细胞B细胞记忆B细胞效应B细胞与抗原反应发挥免疫效应抗体二次刺激记忆T细胞效应T细胞杀死靶细胞并分泌淋巴因子(白细胞介素、干扰素等)感应阶段反应阶段效应阶段抗原处理、呈递和识别B细胞、T细胞增殖、分化,记忆细胞形成效应T细胞、抗体和淋巴因子发挥免疫效应体液免疫细胞免疫增殖分化增殖二次刺激分化抗原决定簇抗原物质表面具有的某些特定的化学基团,是免疫细胞识别抗原的依据抗原决定簇的数目,不同的抗原不同;抗原决定簇多数存在于抗原表面,也有隐藏在抗原分子内部的,需在酶的作用下暴露后才能发挥抗原决定簇的作用课件27张PPT。第二章光合作用与生物固氮第二节 生物固氮氮在植物体中的含量与作用1)、氮在植物体中含量很小
2)、氮是构成蛋白质的主要成分,占其含量的16~18%,而细胞质、细胞核和酶都含有蛋白质,所以氮也是细胞质、细胞核和酶的组成成分。
3)、核酸、辅酶、磷脂、叶绿素等化合物中都含有氮。
所以氮为基本生命元素,必须不断补充氮素第二节 生物固氮氮素吸收的形式: 植物所吸收的氮素主要是无机态氮,即铵态氮和硝态氮,也可以吸收利用有机态氮,如尿素等。吸收态氮的形成: 工业固氮;
自然合成;
生物固氮(主要方式) 第二节 生物固氮什么叫做生物固氮?固氮微生物将大气中的N2还原为NH3的过程。固氮微生物有哪些种类?指与一些绿色植物互利共生的固氮微生物。一 共生固氮微生物概念:根瘤菌举例:根瘤菌固定的氮素占自然界生物固氮总量的绝大部分原核生物—无核仁、核膜、染色体等结构,
有DNA和核糖体根瘤菌结构特点:异养需氧型的细菌(有氧呼吸的场所在细胞膜)根瘤菌的新陈代谢类型:1)根瘤菌只有侵入豆科植物根内才能固氮。
2)不同的根瘤菌各自只能侵入特定种类的豆科植物。(特异性)根瘤菌的固氮特点:一 共生固氮微生物互利共生关系根瘤菌与豆科植物的关系是什么?提供可直接利用的氮素
提供有机养料和生活环境二者的互利共生关系具体表现在?根瘤菌→豆科植物:
豆科植物→根瘤菌:一 共生固氮微生物根瘤菌在豆科植物中的分布大豆的根瘤豌豆的根瘤一 共生固氮微生物二 自生固氮微生物指在土壤中能够独立进行固氮的微生物。
多数是自生固氮菌(细菌)概念: 杆菌、短杆菌,单生或对生。 “8”字形排列,外面有荚膜。自生固氮菌特点及常见类型:常见类型:圆褐固氮菌(应用最多)二 自生固氮微生物1)较强的固氮能力
2)能分泌生长素圆褐固氮菌的功能: 制成菌剂,施用到土壤中,可以提高农作物的产量。圆褐固氮菌的应用:(二)生物固氮过程固氮酶的特点:1)固氮酶由两种蛋白质构成,
分别是铁蛋白和铁钼蛋白,只有两种蛋白质同时存在,固氮酶才具有固氮作用。
2)固氮酶具有底物多样性的特点,
即N2→NH3,乙炔→乙烯
固氮酶催化乙炔还原乙烯的化学反应,常被科学家用来测定固氮酶的活性。ATPADP+PiN2固氮酶C2H2NH3C2H4(二)生物固氮过程固氮过程:N2、e、H+、ATP和酶(二)生物固氮过程生物固氮需要哪些条件?生物固氮的反应式: 农田的表层土壤中,自生固氮菌的含量比较多。将用表土制成的稀泥浆,接种到无氮培养基上进行培养。在这种情况下,只有自生固氮菌才能生长繁殖。用这种方法,可以将自生固氮菌与其他细菌分离开来。练习1)根据固氮微生物与非固氮微生物的特点,思考如何将自生固氮微生物与土壤中的其他细菌等微生物分离?练习2)圆褐固氮菌除了具有固氮能力外,还能
A、促进植物生根 ( )
B、促进植物开花
C、促进植物形成种子
D、促进植物的生长和果实发育 D练习3)在生物固氮过程中,最终电子受体是( )
A、N2和乙炔
B、NH3
C、乙烯
D、NADP+ A(三)氮循环工业固氮高能固氮生物固氮有机氮合成氨化作用硝化作用反硝化作用O2不足硝化细菌反硝化细菌亚硝酸盐(三)氮循环以有机氮形式通过生物的同化作用来传递。生物群落中的氮素是以什么形式传递的呢?1)固氮作用 2)有机氮合成作用
3)氨化作用 4)硝化作用
5)反硝化作用氮循环中有哪几个主要的过程?生物群落与无机环境之间以什么形式循环的?有何特点?N2、NO3-、NH3 反复循环(四)生物固氮的意义1)生物固氮
2)工业固氮(生产氮素化肥)
3)高能固氮(闪电)大气中的氮气可通过几条途径被“固定”?(占90%)可见,
生物固氮在氮循环中具有十分重要的作用。(五)生物固氮在农业 生产中的应用1)含氮肥料的施用
2)生物固氮土壤可通过哪两条途径获得氮素? 选择与该种豆科植物相适应的根瘤菌进行拌种
新开垦的农田和未种植过豆科作物的土壤提高豆科作物产量的有效措施是什么?8×107t
4×108t(五)生物固氮在农业 生产中的应用制作绿肥---直接耕埋或堆沤
饲养家畜,再将家畜的粪便还田豆科植物在农业生产上有何应用? 将固氮细菌体内的固氮基因转移到非豆科粮食作物的细胞内,在固氮基因的调控下,让非豆科粮食作物的细胞内合成出固氮酶并且固氮,这是解决非豆科粮食作物自行固氮的一条重要途径,这一途径叫做固氮基因工程。 (六)生物固氮研究前景固氮基因工程:练习1)能够侵入植物体内发挥固氮作用的微生物是 ( )
A、酵母菌
B、真菌
C、细菌
D、霉菌C 练习2)根瘤菌在根内不断繁殖,并且刺激根内的一些细胞分裂,进而使该处的组织逐渐膨大,形成根瘤,其刺激的细胞是 ( )
A、厚壁细胞
B、薄壁细胞
C、表皮细胞
D、根冠细胞B 练习3)关于根瘤菌的叙述中,不正确的一项是
( )
A、根瘤菌可以单独着生,也可以聚集在一起生在根上
B、一般豆科植物的主根和侧根上都可以着生根瘤
C、根瘤是由根瘤菌进入根细胞内部,刺激根组织膨大而成的
D、根瘤破溃后,根瘤菌全部死亡后进入土壤D 练习4)关于固氮生物的正确说法是 ( )
A、固氮生物都是异养的
B、固氮生物都是共生的
C、固氮生物都是细菌或放线菌
D、根瘤菌固定的氮素占生物固氮的绝大部分D 练习5)关于生物固氮的正确叙述是 ( )
A、生物遗体中的含氮化合物首先被转化成硝酸盐
B、硝化细菌可以使氮元素回归大气
C、圆褐固氮菌固定的氮可直接被植物吸收利用
D、硝化细菌可以把植物不能吸收的氨转化为能吸收的硝酸盐 D 课件15张PPT。第二节 生物固氮如果小麦、水稻也能自行固氮,将给人类带来哪些方面的好处?如果小麦、水稻等粮食作物也能自行固氮,那么,
1、人类可以减少农田施用氮素化肥的费用,降低粮食的生产成本,
2、可以减少氮素化肥的生产,利于节省能源,
3、有利于避免出现因过量施用氮素化肥而造成的水体富营养化。大气中N2的固定大气中N2的固定大气固氮(高能固氮)工业固氮生物固氮固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程。自生固氮共生固氮固氮微生物的种类根瘤菌圆褐固氮菌共生
有专一性无异养需氧型氨氨提供氮素提供氮素和生长素大小异养需氧型生物固氮的原理反应式N2+6H++nMg-ATP+6e-2NH3+nMg-ADP+ nPi固氮酶过程H++e-Mg-ATP固氮酶Mg-ADP+PiN2NH3C2H 2 (乙炔)C2H4 (乙烯)中间产物,被用来测定固氮酶的活性NO3-氮素化肥NO3-NH3硝化细菌大气中的N2反硝化细菌(氧气不足)尿素及动植物遗体工业固氮高能固氮生物固氮氮循环土壤中微生物圆褐固氮菌、根瘤菌等氮循环中的微生物将N2合成氨将N2合成氨将生物遗体含氮化合物转化成氨将土壤中氨转化为硝酸盐硝酸盐→亚硝酸盐→ N2异养需氧型异养需氧型异养需氧型自养需氧型异养厌氧型消费者分解者分解者生产者分解者氮循环与碳循环的比较光合作用
化能合成作用生物固氮
大气固氮
工业固氮绿色植物及其他自养型生物固氮微生物生产者、消费者、分解者的呼吸作用反硝化细菌的反硝化作用所有生物分解者
固氮微生物
硝化细菌
反硝化细菌生物固氮在农业生产中应用苕子紫云英绿肥拌种未拌种拌种后1、根瘤菌新陈代谢的基本类型是( )A 异养、需氧型 B 自养、需氧型C 异养、厌氧型 D 自养、厌氧型
2、关于根瘤菌的说法中正确的是( )A 根瘤即是根瘤菌 B 根瘤是根瘤菌的聚集体C 根瘤是根的内皮层的薄壁细胞受根瘤菌分泌物的 刺激进行分裂,组织膨大而形成的D 根瘤是根瘤菌在其共生植物体内所形成的癌变
3、下列关于生物固氮的说法正确的是( )A 固氮微生物将自然界中的含氮化合物还原成氨的过程B 固氮微生物将空气中的N2还原成氨的过程C 将空气中游离的氮转化为氨的化合物的过程D 将大气中的氮及其氮的化合物转化为气态氨的过程ACB4、固氮过程中,首先接受e和H+的物质及最终的e和H+受体分别是( )A 钼铁蛋白及氮气和乙炔 B 铁蛋白及氮气和乙炔 C 钼铁蛋白及氮气和乙烯 D 铁蛋白及氮气和乙烯
5、土壤中有一部分硝酸盐被还原成游离的氮而返回大气的过程叫( )A 生物固氮 B 工业固氮C 反硝化作用 D 硝化作用
6、从大豆的根瘤中分离出来的根瘤菌,能侵入的根是( )A 菜豆根 B 蚕豆根 C 大豆根 D 豇豆BCC7、关于生物固氮在农业生产中的应用不正确的是( )A 自然界每年通过生物固氮所提供的氮素约4×108t B 经过根瘤菌拌种的豆科作物,可以增产10~20%C 用固氮基因通过基因工程让非豆科作物固氮,不仅能 明显提高粮食产量,而且有利于生态环境的保护 D 固氮菌通过由核糖体合成,经高尔基体加工后生成的 具生物活性的固氮酶,能将N2还原成NH3
8、豆科植物与根瘤菌的互利共生关系主要体现在( )A 豆科植物从根瘤菌获得NH3 ,根瘤菌从豆科植物获得糖类B 豆科植物从根瘤菌获得含氮有机物 ,根瘤菌从豆科植物获得NH3 C 豆科植物从根瘤菌获得N2 ,根瘤菌从豆科植物获得有机物D 豆科植物从根瘤菌获得NO ,根瘤菌从豆科植物获得有机物DA1、某地从国外引进了一种豆科作物。尽管环境条件适宜,但这种作物的根系上总不结根瘤,植株也矮小瘦弱。试分析出现这种现象的原因,并指出解决问题的办法。2、我国古代的农民早就有“种豆肥田”的生产经验。试分析其中的科学道理原因是当地土壤中没有与该种豆科植物相适合的根瘤菌。解决问题的办法是选取与该种豆科作物相适合的根瘤菌并且在播种前进行根瘤菌拌种。农田种植豆科作物以后,不仅豆科作物的根系和枯枝落叶遗留在土壤中,而且衰老的根瘤破溃后,里面的根瘤菌和含氮化合物也遗留在土壤中。上述物质中都含有氮素,所以,农田里种植豆科作物能够起到提高土壤含氮量的作用。根瘤和根瘤菌的形态大豆根瘤豌豆根瘤根瘤菌高倍显微镜根瘤菌只能生活在植物体内吗?土壤中的根瘤菌和植物体内的根瘤菌有什么不同?根瘤菌在土壤中广泛分布,但只有侵入豆科植物的根内才能固氮根瘤菌与豆科植物的关系是什么?互利共生根瘤菌和豆科植物如何互利共生?根瘤菌为豆科植物提供通过生物固氮制造的氨;豆科植物为根瘤菌提供通过光合作用制造的有机物根瘤如何形成?大豆根瘤菌能否与蚕豆根共生?不能;因为只有同族豆科植物根毛分泌的蛋白质与同族根瘤细胞表面的多糖物质才能特异性结合,即具有专一性根瘤的的形成受侵根毛侵入线含菌细胞内皮层木质部根瘤菌在根内不断繁殖,刺激根内的一些薄壁细胞分裂,使该处的组织膨大,形成根瘤。课件20张PPT。第一节 细胞生物膜系统第四章 细胞与细胞工程知识结构各种生物膜在结构上的联系各种生物膜在功能上的联系生物膜系统的概念与作用研究生物膜系统意义生物膜的概念1、组成生物膜系统的生物膜是指( )
A 在结构上直接相连的生物膜 B 细胞内的所有膜结构
C 具有单层膜的细胞器 D 具有双层膜的细胞器
2、一种细胞器的部分生物膜是怎样转移到另一种细胞器的( )
A 随着细胞质的流动到达特定部位 B 从高尔基体到内质网
C 从内质网直接到细胞膜 D 通过形成具有膜的小泡而转移
3、下列有关生物膜的叙述,不正确的是( )
A 主要由蛋白质、脂类和少量糖类组成
B 磷脂双分子层是各种生物膜的基本骨架
C 不同生物膜上的蛋白质的种类和数量不同
D 内质网膜能生成高尔基体膜,说明两者化学组成完全相同BDD4、细胞内有三种膜是可以相互转变的,这三种膜是( ) A 细胞核膜、高尔基体膜、线粒体膜 B 细胞膜、高尔基体膜、内质网膜 C 高尔基体膜、内质网膜、中心体膜 D 内质网膜、高尔基体膜、核糖体膜
5、下列对细胞内生物膜在结构上具有一定的连续性的叙述,错 误的是( ) A 内质网通过出芽形成小泡与高尔基体膜融合 B 细胞质中的小泡与核糖体膜融合 C 细胞膜向内凹陷形成小泡离开细胞膜回到细胞质中 D 高尔基体膜凸起形成小泡离开高尔基体膜与细胞膜融合
6、下列细胞结构的膜之间相互转化,以出芽的方式进行的是( ) A 核膜和内质网膜 B 细胞膜和高尔基体膜 C 内质网膜和细胞膜 D 细胞膜和线粒体膜BBB1、可能是一种分泌蛋白的形成过程是( ) A 肽链→蛋白质→糖蛋白→浓缩蛋白 B 肽链→蛋白质→浓缩蛋白→糖蛋白 C 蛋白质→糖蛋白→肽链 →浓缩蛋白 D 肽链→糖蛋白→成熟蛋白质→浓缩蛋白
2、蛋白质上糖基的添加场所是( ) A 高尔基体 B 内质网 C 核糖体 D 细胞质基质
3、下列结构中,不可能与内质网相连的是( ) A 线粒体 B 核糖体 C 核膜 D 高尔基体
4、生物膜本身的作用中不包括( ) A 物质运输 B 信息传递 C 能量交换 D 蛋白质加工
5、生物膜的转化中心是( ) A 细胞膜 B 高尔基体 C 内质网 D 核膜ABDDC6、有关生物膜的应用中正确的是( ) A 海水淡化中应用了生物膜的信息传递功能 B 抗旱、抗寒品种的培育,与基因有关而与生物膜无关 C 污水处理可以利用生物膜的选择透过性 D 人工膜可以模拟生物膜的能量交换功能
7、牛奶中含有乳球蛋白和酪蛋白等物质,在奶汁的形成过程中,与上述物质的合成和分泌有密切关系的细胞结构是( ) A 核糖体、线粒体、中心体、染色体 B 线粒体、内质网、高尔基体、核膜 C 核糖体、线粒体、质体、高尔基体 D 线粒体、核糖体、内质网、高尔基体
8、分泌蛋白的运输方向是( ) A 游离的核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜 B 附着的核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜 C 核糖体→高尔基体→内质网→细胞膜 D 内质网→核糖体→高尔基体→细胞膜CDB细胞的骨架系统组成微管微丝中等纤维:直径为10nm的成分不同的蛋白纤维结构:由肌动蛋白组成的长丝状结构分布:分散或排列成束,或交织成网作用:与细胞的收缩运动直接相关结构:微管蛋白组装成的长管状结构分布:网状或束状分布作用:参与组成纺锤体、中心体、鞭 毛、纤毛轴突等作用:维持细胞形态,保持细胞内部结构的有序性,与细 胞运动、物质运输、能量转换、信息传递、、细胞 分裂、基因表达、细胞分化等密切相关。动植物细胞的亚显微结构比较动物细胞植物细胞哪些结构是由单层膜构成的,哪些结构是由双层膜构成的?哪些结构无膜?细胞膜的化学成分和基本结构如何?
不同种生物膜的成分与含量细胞内各种生物膜的化学组成大致相同,但各种成分的含量有差别;机能活动较旺盛的膜,其蛋白质含量较高细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等细胞器的膜的化学组成相似,基本结构大致相同,统称为生物膜
各种膜所含的蛋白质和脂类的比例同膜的功能有关,机能活动较旺盛的膜,其蛋白质含量较高
不同细胞的生物膜中脂类成分不同。植物细胞一般没有胆固醇,而动物细胞胆固醇含量较高,特别是哺乳动物。
生物膜的概念生物膜在结构上的联系核膜内质网膜细胞膜内质网腔两层核膜之间的腔生物膜在功能上的连续性生物膜系统的概念与作用由细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜形成的在结构和功能上紧密联系的结构体系。
使细胞具有一个相对稳定的内环境,在细胞与环境之间进行物质运输、能量交换和信息传递的过程中起着决定性的作用。
细胞内广阔的膜面积为酶提供了大量的附着点,为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件
细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个小的区室,使得细胞内能够同时进行多种化学反应而不相互干扰,保证细胞的生命活动高效、有序地进行。研究生物膜系统的意义理论上实践人工肾作用机理单层膜结构细胞膜内质网高尔基体液泡双层膜结构细胞核线粒体叶绿体溶酶体伸缩泡无膜结构核糖体中心体染色体细胞膜的分子结构基本骨架放射自显影法简介原理:利用所研究生物体中的放射性物质(示踪物质)放出的射线对照相底片或乳胶的作用,从而得知所研究生物体中预测成分的分布。
过程:先让细胞吸收含示踪原子(例如:3H、14C、32P或其他)的化合物,然后把这种组织细胞制成切片,将液体乳胶涂其上,经过一段时间的曝光(放射性物质放出的射线在乳胶上使其溴化银还原而析出金属银),再进行显影和定影手续。根据乳胶上出现的银粒在细胞中的位置,便可判断放射性物质(或由这种放射性以及其他物质合成的化合物)在细胞中的分布。豚鼠胰脏腺泡细胞分泌物形成图解(黑色代表分泌蛋白,红色代表被标记的分泌蛋白)出现在核糖体和内质网出现在高尔基体和具膜小泡出现在细胞膜外分泌物的形成课件32张PPT。遗传与基因工程第三章预习提问生物学发展经历了几个阶段?什么的提出使生物学进入了分子生物学阶段?遗传密码的破译;
真核生物基因非连续结构的发现;
原核生物基因调控机制的阐明;DNA的双螺旋结构提出后至今,生物学又在哪些方面取得了发展?三个阶段;
DNA的双螺旋结构第一节 细胞质遗传细胞质遗传现象---- 花斑紫茉莉的发现绿色枝条
白色枝条
花斑枝条叶肉细胞只含叶绿体
叶肉细胞只含白色体
三种细胞紫茉莉质体遗传试验紫茉莉花斑植株杂交:绿色
白色
花斑绿色
白色
花斑绿色
白色
花斑绿色白色绿色、白色、花斑
绿色、白色、花斑
绿色、白色、花斑细胞质遗传的解释在杂交试验中,F1总表现出母本性状,即母系遗传的原因 因为卵细胞含大量细胞质,而精子中只含极少量的细胞质。即受精卵中的细胞质几乎全部来自于卵细胞,因此,受质基因控制的性状由卵细胞传给了子代,使子代总是表现出母本的性状。卵原细胞类型 卵细胞类 后代植株类型绿色植株白色植株花斑植株细胞质遗传的解释紫茉莉花斑植株的遗传,是否符合孟德尔的基因的分离定律?与孟德尔的豌豆杂交试验作比较,上述杂交试验有何特点?不符合1)F1总表现出母本性状,即母系遗传
2)F1的性状不会出现一定的分离比细胞质遗传的解释性状由什么物质控制?质基因的发现细胞质遗传的物质基础基因是决定生物性状的基本单位。 里斯和普兰特等发现叶绿体基质中有长度为20.5nm的细纤维存在。用DNA酶处理,这种细纤维就消失。
证明:细纤维结构是叶绿体DNA线粒体和叶绿体中的DNA,都能够进行自我复制,并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。核基因和质基因的概念与区别细胞质遗传 概念:细胞核中的基因叫核基因,细胞质中的基因叫质基因
1)位置不同。
核基因 —— 细胞核
质基因 —— 细胞质
2)存在方式不同。
核基因 —— 在染色体上直线排列
质基因 —— 不与蛋白质结合,双链环状细胞核遗传、细胞质遗传的概念细胞质遗传细胞核遗传:真核生物的性状由核基因
控制的遗传方式。细胞质遗传:真核生物的性状由质基因
控制的遗传方式。豌豆杂交试验和花斑紫茉莉植株杂交试验属于上述哪种遗传?豌豆杂交试验
花斑紫茉莉杂交试验—— 细胞核遗传
—— 细胞质遗传细胞质、核遗传的关系 1)生物体中绝大部分性状是受细胞核基因的控制,核基因是主要的遗传物质,而有些性状是要受细胞质基因的控制。
2)细胞核遗传和细胞质遗传各自都有相对的独立性,质基因也可自我复制,可以控制蛋白质合成,具有稳定性、连续性、变异性和独立性。
3)细胞核遗传和细胞质遗传相互影响,很多情况是核质互作的结果。小 结典型实例
主要特点
形成原因
物质基础
实践应用细胞质遗传:紫茉莉质体的遗传
①.母系遗传
②.杂交后代不出现一定分离比
①.受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞
②.减数分裂时,细胞质中遗传物质随机、不均等分配
叶绿体、线粒体等细胞质结构中的DNA
三系配套杂交育种细胞核遗传相对独立相互影响1)细胞质基因和细胞核基因的不同之处是
( )
A、具有控制相对性状的基因
B、基因按分离定律遗传
C、基因结构分为编码区和非编码区
D、基因不均等分配 D练习2)下列说法不正确的是 ( )
A、细胞质遗传是由细胞质中的遗传物质控制的
B、在减数分裂中,细胞质中的基因遵循孟德尔发现的定律
C、在细胞质遗传中,F1的性状完全是由母本决定的
D、线粒体和叶绿体中含有少量的遗传物质,其遗传属于细胞质遗传B练习3)甲性状和乙性状为细胞质遗传。下列四种组合中能说明这一结论的是 ( )
①♀甲×♂乙 → F1呈甲性状
②♀甲×♂乙 → F1呈乙性状
③♀乙×♂甲 → F1呈甲性状
④♀乙×♂甲 → F1呈乙性状
A、 ①② B、 ③④
C、 ①④ D、 ②③C练习4)在形成卵细胞的减数分裂过程中,细胞质遗传物质的分配特点是 ( )
①有规律分配 ②随机分配
③均等分配 ④不均等分配
A、 ①③ B、 ②③
C、 ①④ D、 ②④D练习细胞质遗传的应用主要应用于:作物育种 在生产上使用杂交种,比使用连年种植的优良品种有更显著的增产作用,作物表现出生长整齐、植株健壮、产量高、抗虫抗病能力强等特点,人们称这种现象为杂种优势。杂种优势:杂种为什么会表现出优势? 因为杂种可以集合双亲的有利基因而产生杂种优势,并且两个亲本的亲缘关系越远,携带的异质基因越多,杂种优势越明显。 优势只表现在F1,而F2自交后会出现性状分离。杂种优势的遗传特点一 杂种优势 要保持作物的杂种优势,必须年年配制第一代杂交种。二 三系配套法育种 植株的雄蕊发育不正常,不能产生可育的花粉,但雌蕊正常可育,可以接受其他植株的花粉而产生种子,这种现象在遗传学上称为雄性不育。雄性不育 具有可遗传的雄性不育性状的同种植株群体叫做雄性不育系。雄性不育系二 三系配套法育种植物发生雄性不育的原因(1)雄性是否可育,是由核基因和质基因共同决定的。核基因
质基因:可育基因R对不育基因r是显性
:可育基因为N,不育基因为S(2)核基因和质基因的关系:
质可育基因N可使花粉正常发育;
核可育基因R能够抑制细胞质不育基因S的表达,可使花粉正常发育。二 三系配套法育种(3)雄性的育性相关基因组成:N(RR)雄性可育N(Rr)雄性可育N(rr)雄性可育S(RR)雄性可育S(Rr)雄性可育S(rr)雄性不育雄性不育系自身留种:二 三系配套法育种♀♂×不育系 S(rr)不育系 S(rr)保持系 N(rr)雄性不育系自身留种:二 三系配套法育种保持系:
基因型为 N(rr)的品种,既能使母本结实,又使后代保持了不育特性,因此叫做雄性不育保持系(简称保持系)。二 三系配套法育种♀♂×不育系 S(rr)杂交种 S(Rr)恢复系 N(RR)雄性不育系培育可育子代的方法雄性可育系的杂交种:二 三系配套法育种恢复系 N(RR)恢复系:
基因型为 N(RR)的品种,能够使雄性不育系的后代恢复可育性,因此叫做雄性不育恢复系(简称恢复系)。二 三系配套法育种 在杂交育种中,雄性不育系、雄性不育保持系、雄性不育恢复系配套使用,就是三系配套。什么叫三系配套?使三系植株间的天然授粉顺利进行。实际生产中要做到三系确实能够配套使用的关键问题是什么?二 三系配套法育种 1)三系的花期一致。
2)保持系和恢复系的植株要比不育系高一些,以便花粉顺利地散落到不育系是花上。如何使天然授粉顺利进行? 1)选种时要考虑到遗传性状符合要求。
2)可采取人为喷洒激素的方法改变。如不同浓度的赤霉素可使植株生长受促进或抑制,从而调节植株的高矮和花期。花期怎么才能一致?植株高矮又如何控制?三 两系法杂交水稻技术 培育光温敏型雄性不育系,即水稻在长日照、高于临界温度(23℃ )时表现为雄性不育;而在短日照、低温时,表现为雄性可育。
这种特性使它本身可以自交繁种,从而省略了三系法中的保持系。
两系法具有程序简化,周期短,杂种优势更强,增产潜力更大等优点。两系法杂交水稻技术的关键?1)“杂交水稻之父”袁隆平在20世纪60年代进行了六年的栽培水稻杂交试验,没有获得质核互作的雄性不育株,他从失败中得到的启示是 ( )
A、水稻是自花传粉植物,只能自交
B、进行杂交试验的栽培稻的性状不优良
C、进行杂交试验所产生的后代不适应当地的土壤条件
D、应该用远源的野生雄性不育稻与栽培稻进行杂交 练习D2)某农场不慎把保持系和恢复系种到一块地里,则在恢复系上可能获得的种子的基因型是 ( )
A、N(RR) 和 N(Rr)
B、S(rr) 和 S(Rr)
C、N(Rr) 和 S(Rr)
D、N(rr) 和 N(Rr) 练习A3)人们在种植某些作物时,主要是为了获取营养器官,如甜菜。若利用雄性不育系培育这类作物的杂交种,母本和父本在育性上的基因型依次是 ( )
A、S(rr) 、N(RR)
B、S(rr) 、N(rr)
C、N(RR) 、S(rr)
D、N(rr) 、S(rr) 练习B4)关于小麦和玉米雄性不育的叙述中不准确的是 ( )
A、雄性不育系和恢复系的后代都可作为杂交种
B、雄性不育系作母本和保持系产生的后代仍是不育系
C、雄性不育系在杂交育种种只能作为母本
D、雄性不育是细胞核基因和细胞质基因共同决定的 练习A课件25张PPT。第三章 遗传与基因工程第一节 细胞质遗传知识结构一、细胞核遗传的特点二、细胞质遗传的特点及产生的原因三、核遗传和质遗传的物质基础及比较1、F1总表现出母本性状四、细胞质遗传在实践中的应用2、F1无一定分离比—受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞—减数分裂时细胞质遗传物质随机、不均等地分配核遗传:染色体上DNA质遗传:线粒体和叶绿体中DNA1、下列关于细胞质基因的存在位置的说法中正确的是( )A 存在于细胞质内某些细胞器的染色体上B 存在于细胞质内某些细胞器DNA上C 存在于细胞质和细胞核内D 存在于染色体上
2、母系遗传现象出现的原因是( )A X染色体上的多数基因在Y染色体上找不到等位基因B 后代的X染色体都是由母体传来的C 母体体细胞的细胞质中含有基因D 受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞
3、下列哪组细胞器在遗传上有一定的自主性( )A 细胞核、叶绿体 B 细胞核、线粒体C 核糖体、叶绿体 D 叶绿体、线粒体BDD核遗传中的表现型与亲本表现型之间的关系是怎样的?在核遗传中,具有两个相对性状的亲本杂交,无论正交与反交,F1总是表现出显性性状。例如,在高茎豌豆与矮茎豌豆的杂交试验中,无论是以高茎豌豆作母本,还是以矮茎豌豆作母本,F1总是表现为高茎。以紫茉莉花斑枝条作为母本,分别以紫茉莉白色、绿色、花斑枝条作为父本,会产生3种不同的类型:白色、绿色、花斑。有人说这种遗传现象不符合母系遗传的规律。试分析这种说法是否正确?为什么?以紫茉莉花斑枝条作为母本,分别以紫茉莉白色、绿色、花斑枝条作为父本,会产生3种不同的类型:白色、绿色、花斑。有人说这种遗传现象不符合母系遗传的规律。试分析这种说法是否正确?为什么?不正确。因为用花斑枝条做母本时,由于母本细胞质的不均等分配,所产生的卵细胞就可能有3种类型:只含有叶绿体的、只含有白色体的、同时含有叶绿体和白色体的。上述3种类型的卵细胞受精后,无论父本是哪种枝条,所产生的后代都会出现3种类型:绿色的、白色的、和花斑的。核遗传的特点F1细胞核中遗传物质,父母本各占一半表现为显性性状花斑紫茉莉白色枝条绿色枝条花斑枝条紫茉莉花斑植株的杂交结果绿色白色绿色、白色、花斑绿色、白色、花斑绿色、白色、花斑质遗传的特点F1细胞质中遗传物质,总与母本一样特点1母系遗传母本细胞特点2两个亲本杂交,因细胞质中遗传物质的分配是随机、不均等的,故后代出现的性状无一定的分离比卵细胞卵细胞卵细胞质遗传的特点核遗传和质遗传的物质基础细胞核中遗传物质是位于染色体上的DNA,控制的遗传为核遗传核遗传和质遗传的物质基础细胞质中的线粒体和叶绿体中的DNA(细胞质基因),不形成染色体,控制的遗传为质遗传细胞质遗传和细胞核遗传的比较叶绿体、线粒体染色体与母本相同由父母基因决定不符合符合不固定固定不同相同受精作用中遗传物质的传递卵细胞受精卵受精卵中的细胞质主要来自卵细胞子房壁果皮珠被种皮胚乳胚受精极核受精卵种子果实
杂种第一代优势雄性不育与雄性不育系雄性不育雄蕊发育不正常,不能产生可育的花粉,但是雌蕊正常可育,可以接受其它植株的花粉而产生种子的现象。雄性不育系同种植物中具有可遗传的雄性不育性状的植株群体。雄性可育与雄性不育基因细胞质不育基因细胞质可育基因rr细胞核可育基因型细胞核不育基因型雄性可育雄性不育只有细胞核基因(rr)和细胞质基因(S)同时存在时,植株才表现为雄性不育雄性不育系的留种雄性不育系雄性不育保持系♀♂雄性不育系基因型为N(rr)的品种,既能使母本结实,又使后代保持了不育特性。杂交种的育种雄性不育系雄性不育恢复系♀♂雄性可育杂交种播种植株可传粉结实具有杂种优势基因型为N(RR)的品种,能使雄性不育系的后代恢复可育性。三系配套育种定义在杂交育种中,雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复系配套使用,获取杂交种的方法。1、保持系的特点是( )A 既能使母体结实,又使后代保持了不育的特性B 质基因是不育基因,核基因是可育基因C 质基因是可育基因,核基因是不育基因D ABC都对
2、“三系配套是指( )A 雄性不育系、保持系和杂交系配套使用B 恢复系、保持系和杂交系配套使用C 雄性可育系、恢复系和杂交系配套使用D 雄性不育系、保持系和恢复系配套使用
3、杂交子一代雄性不育系,基因型为S(rr),则它的双亲可能基因型为( )A ♀N(rr)×♂S(rr) B ♀S(Rr)×♂N(rr)C ♀S(RR)×♂N(rr) D ♀S(rr)×♂N(RR)ADB人们在种植某些作物时,主要是为了获取营养器官,如甜菜(取块根),洋葱(取鳞片叶)等。若利用雄性不育系培育这类作物的杂交种,父本在育性上的基因型应是怎样的?只需营养生长
不需生殖生长人们在种植某些作物时,主要是为了获取营养器官,如甜菜(取块根),洋葱(取鳞片叶)等。若利用雄性不育系培育这类作物的杂交种,父本在育性上的基因型应是怎样的?因为种植甜菜、洋葱等作物的目的是为了取根或鳞片叶等营养器官,所以在利用雄性不育系培育这类作物时,不需要育成恢复系,只要育成不育系和保持系就可以用于生产,因此父本的基因型应该是保持系N(rr)用雄性不育系培育玉米杂交种子时,有这样一种途径:在4个品系A、B、C、D中,每年用A♀S(rr)与B♂N(rr)杂交,同时也用C ♀ S (rr)与D ♂ N(RR)杂交,分别得到杂交种AB和CD。第二年把第一年所得的两个杂交种再相互杂交,AB ♀ ×CD ♂得到ABCD杂交种。你能够推算出ABCD杂交种的基因型和表现型各有哪几种类型么?它们的数量之比各是多少?×S(Rr)S(rr)1 : 1雄性可育ABCD1雄性不育ABCD2P杂交种F1杂交种F2课件18张PPT。第一章 人体生命活动调节及营养和免疫第一节 人体内环境的稳态
二 血糖的调节知识结构一、血糖的平衡及意义(一)血糖的来源(二)血糖的去路(三)血糖平衡的意义二、血糖平衡的调节方式(一)主要调节方式(二)其他调节方式三、糖尿病及其防治1、胰岛素能降低血糖浓度,不是因为它能( )A 抑制肝糖元分解 B 促进血糖进入细胞C 促进血糖排泄 D 抑制非糖物质转变为葡萄糖
2、在胰岛B细胞受损时( )A 糖的来源增加,去路也增加B 糖的来源增加,去路减少C 糖的来源减少,去路增加D 糖的来源和去路都减少
3、正常人血液中的C6H12O6稳定在80~120mg/dL,血糖的来源不包括( )A 消化食物后吸收 B 肝糖元分解C 非糖物质的转化 D 肌糖元分解CBD4、目前治疗糖尿病的办法是( )A 修复受损的胰岛B细胞 B 基因治疗C 调控饮食结合药物方法治疗 D 口服胰岛素
5、糖尿病人的典型症状是( )A B细胞受损,胰岛素分泌不足B 胰岛A细胞分泌胰高血糖素过多C 多食、多饮、多尿且体重减轻D 有机物代谢障碍,分解缓慢
6、吃糖一小时后,在胰静脉的血液中,下列物质中会明显增多的是( )A 胰蛋白酶 B 胰淀粉酶C 胰岛素 D 胰高血糖素CCC7、关于胰岛素作用的认识正确的是( )A 没有胰岛素,葡萄糖将不能进入细胞 B 胰岛素不足,葡萄糖进入细胞障碍C 胰岛素分泌不足,糖元合成减少,细胞供能正常 D 胰岛素不足,细胞供能障碍,非糖物质转化成葡 萄糖增多
8、较大剂量注射某种激素后,小白鼠渐渐反应迟钝,活动减少以至昏睡休克,该激素是( )A 甲状腺激素 B 雄性激素 C 肾上腺素 D 胰岛素
9、胰岛素分泌最直接的调节因素是( )A 血糖含量升高 B 胰高血糖素的含量增高C 生长抑素的含量增高 D 下丘脑通过副交感神经的调节DDA右图分别表示正常人和糖尿病患者在摄取葡萄糖后血糖含量的变化曲线。请根据此图回答下列问题:ba胰岛素增加减少减少减少增加形成糖尿右图分别表示正常人和糖尿病患者在摄取葡萄糖后血糖含量的变化曲线。请根据此图回答下列问题:相同肾小球不能阻止葡萄糖从血浆进入肾小囊腔重吸收大得多丢失大量水丢失大量水细胞利用糖障碍脂肪和蛋白质血糖平衡的调节血糖升高胰岛B细胞胰岛素分泌增加正常血糖 80-120mg/dL血糖降低-+胰岛B细胞受损胰岛素分泌过少血糖肝糖元合成--氧化分解血糖大于 160-180mg/dL糖尿胰岛A细胞胰高血糖素分泌增加++肝糖元血糖非糖物质+下丘脑交感神经+肾上腺髓质+肾上腺素++血糖的平衡及意义血糖
80~120mg/dL食物中糖肝糖元非糖物质CO2 + H2O肝糖元、肌糖元脂肪、某些氨基酸氧化分解合成转变消化吸收分解转化血糖的相对稳定状态,对于保证人体各种组织和器官的能量供应,进而保持人体健康有重要意义1、血糖的来源与去路2、血糖平衡的意义糖尿>160mg/dL胰岛素胰高血糖素强烈促进肝糖元分解;促进非糖物质转化成葡萄糖;使血糖含量上升胰岛细胞的分布血糖的主要调节方式促进血糖进入细胞,并在细胞内合成糖元、转化成脂肪和氧化分解;抑制肝糖元的分解和非糖物质转化为葡萄糖;使血糖含量下降血糖的神经体液调节血糖含量平衡血糖降低下丘脑区域++肾上腺分泌肾上腺素
胰岛A细胞分泌胰高血糖素血糖升高++血糖升高血糖降低胰岛B细胞分泌胰岛素交感神经兴奋++副交感神经兴奋肾脏在血糖调节中的作用正常情况下,肾小管能将肾小球滤过的葡萄糖全部重吸收回血液2、肾糖阈肾脏所能保持的最高血糖含量(160-180mg/dL)。3、肾上腺素肾上腺髓质分泌的能促进肝糖元分解为葡萄糖使血糖浓度含量升高的激素。1、肾小管的重吸收演示实验:尿糖的测定蓝色砖红色沉淀糖尿病病人的尿液中有糖糖尿病机理胰岛B细胞受损胰岛素分泌过少血糖血糖大于 160-180mg/dL糖尿糖尿病症状三多一少饥饿多食胰岛素分泌不足细胞内氧化利用障碍细胞内能量供应不足多尿多饮排出大量糖时,带走大量水分消瘦糖氧化功能障碍脂肪和蛋白质分解加强糖尿病防治调节饮食不吃糖、蜂蜜、巧克力、香蕉和糕点等少吃马铃薯、藕、芋头、肥肉、油炸食品等多吃粗粮、蔬菜等含膳食纤维多的食物药物治疗较轻患者:口服降血糖药物较重患者:注射胰岛素肥胖患者:限制能量物质的摄入 加强体育锻炼血糖浓度过高或过低对机体有何影响?人体血糖的正常值是80~120mg/dL,当低于50~60mg/dL,机体出现头昏、心慌、面色苍白、四肢无力等早期低血糖症状;当血糖浓度低于45mg/dL,机体出现惊厥、昏迷等晚期低血糖症状;空腹时,血糖浓度高于130mg/dL时,属于高血糖,而高于160~180mg/dL时属于糖尿病。如果某人持续出现糖尿,是否就能肯定他是糖尿病患者?不一定,如肾脏功能发生障碍的人,其肾小管不能有效地将葡萄糖重吸收回血液,他的尿中就会出现葡萄糖。课件17张PPT。第四节 酶工程简介加酶洗衣粉:碱性脂肪酶制剂水解甘油三酯;碱性蛋白酶制剂降解多种蛋白质成分成小分子;碱性纤维素酶使纤维的结构蓬松,增强去污效果加酶无磷洗衣粉:除加酶洗衣粉的功效外,不含磷,可防止水体富营养化知识结构一、酶工程的概念(一)酶制剂的生产(二)酶制剂的应用二、酶工程的过程三、生物工程各分支领域之间的关系1、科学研究表明,用固定化酶技术处理污染物是很有前途的。如将从大肠杆菌得到的磷酸三脂酶固定到尼龙膜上制成制剂,可用于降解残留在土壤中的有机磷农药,与用微生物降解相比,其作用不需要适宜的( )A 温度 B pH C 水分 D 营养
2、酶传感器实质上是一种生物传感器,其原理是( )A 含有固定化酶膜和变换器B 固定化酶膜能与各种物质发生反应,并转变成电信号C 固定化酶膜可催化某种物质发生化学反应,变换器则 把这一催化反应中的底物或产物的变量转换成电信号, 并通过仪表显示出来D 固定化酶膜只能催化专一的生化反应DC某酒厂所生产的啤酒、果子酒,放置久了则会产生沉淀,使酒变浑浊,造成产品积压。经化验,得知沉淀物是蛋白质。为解决这一问题,有人提出了两种方案。甲:在酒中加入蛋白酶;乙:在酒中加入少量氨基酸氧化酶。请你根据所学的知识对这两种方案进行评价:
1、甲方案:_____________________;
原因是______________________________________________
2、乙方案:_________________;
原因是________________________________________________ 较合理蛋白酶可分解蛋白质为多肽,既消除了沉淀,又不影响营养不合理氨基酸氧化酶只能分解氨基酸,不能分解蛋白质为多肽,因而不能消除沉淀,但影响营养酶工程概念将酶具有的生物催化功能,借助工程学的手段,应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技术(一)酶制剂的生产1、酶制剂的概念和种类3、酶制剂的生产方式2、酶的提取、分离和纯化酶 制 剂含有酶的制品定义种类酶的提取、分离和提纯酶的来源酶的提取酶的分离提纯酶制剂的生产方式制作固定化酶酶能回收可以反复使用酶制剂的应用尿糖试纸酶传感器因葡萄糖浓度由少到多呈现颜色固定化酶膜和变换器组成酶制剂的应用葡萄糖氧化酶的包装应用:葡萄糖氧化酶具有对氧非常专一性的抗氧化作用,主要应用于茶叶、冰淇淋、奶粉、罐头等产品的除氧包装领域,产品主要类型为片剂、涂层、吸氧袋等。细胞壁溶解酶的包装应用:通过抑制其它微生物的繁殖,而让某些有益细菌得以生长,起到防腐剂的作用。如卵清溶菌酶就被用作代替有害人体健康的化学防腐剂,对食品进行保鲜贮藏。酶工程的基本过程酶的生产提取和分离纯化制成酶制剂后直接利用制成固定化酶后利用生物工程其他分支领域酶制剂的生产酶制剂的应用治疗疾病加工和生产一些产品化验诊断和水质检测生物工程各分支领域之间的关系上游处理技术下游处理技术相互交叉渗透高度综合 基因工程细胞工程发酵工程(酶的生产)酶工程(提供各种酶)分子水平细胞水平基因改变产业化基因改变固定化酶将酶吸附在固体表面将酶相互连接将酶包埋在细微网格里使用时将被固定的酶释放反应结束将被固定的酶回收膜状、颗粒状的固定化酶将分离纯化后的酶固定到一定载体上化验诊断-尿糖试纸尿糖试纸和标准色快(G氧化酶+过氧化氢酶+无色化合物)化验诊断和水质检测-酶传感器被检测物质固定化酶膜变换器电信号选择性地识别被检测物质催化检测物质的化学反应把催化反应中底物或产物的变量转换成电信号,由仪器显示血糖快速测试仪多酚氧化酶传感器