分子生物学在环境中的应用
摘要介绍了与环境污染相关研究中的分子生物学技术，如分子标记技术、生物传感技术、基因重组及基因芯片技术等以及这些相关技术在环境微生物分类、环境微生物监测和环境微生物治理污染中的应用。结果表明，分子生物学技术在研究环境微生物中发挥了重要作用。
关键词环境微生物；分子生物学技术；环境监测；应用
一、引言
随着工农业的发展，世界范围内的环境污染日益严重，生态平衡不断被破坏。大量人工合成的并难以被天然微生物迅速降解转化的污染性化合物进入到自然环境中，严重威胁人类及其他生物正常生存发展。因此，治理各种环境污染已成为世界各国普遍关注并努力攻克的热点问题。随着研究的深入，污染治理已逐渐由宏观向微观研究发展，对精确性的要求日益增强，分子生物学技术的应用为污染、防治提供了新的思路和方法。随着该技术的日臻完善，将被越来越多地引入到环境污染治理中。利用分子生物学技术已揭示了许多污染生态学中的重要机理，同时，先进的分子生物学技术也为环境监测、污染环境的治理和生物修复等应用技术提供了更快速、更灵敏、更科学的依据与方法，从而极大地推进了污染治理的实践进展。
二、与环境相关的分子生物学技术
分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的功能、形态结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学[7]。分子生物学的研究内容包含4个方面：DNA重组技术，基因表达调控研究，生物大分子的结构功能研究，基因组、功能基因组与生物信息学研究。在环境中应用的分子生物技术有：基因重组技术、电泳技术、分子杂交与印记技术等。随着分子生物学的发展，越来越多的新技术应用到了环境中。
(一)PCR—DGGE技术
利用分子生物学技术可以进行微生物群落结构分析及种群丰度和群落动态分析、环境微生物分子分类、环境微生物群落功能基因与表达分析等。PCR技术即多聚酶链式反应(Polymerase Chain Reaction)，该技术是一种选择性体外扩增DNA的方法，是1985年由美国PE—Cetus公司Kary Mullis等人发现。此技术可在生物体外将微量的目的基因进行扩增，该法结果相对可靠，为基因分析与研究提供了一种强有力手段。变性梯度凝胶电泳(Denatured Gradient Gel Electrophoresis，DGGE)最初是Lerman等人于20世纪80年代初期发明的，起初主要用来检测DNA片段中的点突变。Muyzer等人在1993年首次将其应用于微生物群落结构研究[5]。后来又发展出其衍生技术，温度梯度凝胶电泳(Tempera—ture Gradient Gel Electrophoresis，TGGE)[4]。此后，该技术被广泛用于微生物分子生态学研究的各个领域，目前已经发展成为研究微生物群落结构的主要分子生物学方法之一。DGGE／TGGE技术在一般
的聚丙烯酰胺凝胶基础上，加人了变性剂(尿素和甲酰胺)梯度或是温度梯度，从而能够把同样长度但序列不同的DNA片段区分开来。当用DGGE／TGGE技术来研究微生物群落结构时，要结合PCR(Polymerase Chain Reaction)扩增技术，用PCR扩增的16S rRNA产物来反映微生物群落结构组成。通常根据16S rRNA基因中比较保守的碱基序列设计通用引物，其中一个引物的5 7一端含有一段GC夹子，用来扩增微生物群落基因组总DNA，扩增产物用于DGGE／TGGE 分析。陈竹等阐述了PCR—DGGE技术在造纸废水中微生物检测的应用[6]。
(二)荧光原位杂交(FISH)技术
原位杂交技术是将放射性标记的DNA或28SRNA杂交到细胞制备物上，然后通过放射自显影技术检测杂交位点。随着荧光标记的发展，非同位素染料替代了放射性标记。FISH 即一种非放射性原位杂交技术，荧光原位杂交技术采用特殊的荧光素标记核酸探针，可在染色体、细胞和组织切片标本上进行DNA杂交，检测细胞DNA或RNA的特定序列是否存在。与放射性探针相比，荧光探针具有更好的安全性，而且不需要额外的检测步骤，灵敏快捷。此外，还可用不同激发和散射波长的荧光染料标记探针，在一步杂交试验中检测几个靶序列。目前FISH 技术已广泛的应用于微生物生态学中。
(三)PCR—SSCP技术
单链构象多态(Single Ttrand Conformation Polymorphism，SSCP)是指构成基因组DNA 双链之一的单个碱基发生变化影响到其空间构象，进而影响到电泳图谱的现象。在不含变形剂的中性聚丙烯酰胺凝胶中，单链DNA迁移速率除了与DNA的长度还与DNA单链的空间构象有关，相同长度的单链DNA因其顺序不同或单个碱基有差异，所形成的构象就不同，PCR产物经变性后进行电泳，靶DNA中若发生碱基缺失、插入或单个碱基置换时，就会出现变位，从而提示该片段有基因变异的存在。
(四)免疫技术
采用免疫分析技术进行污染物检测，其原理为抗原进入动物体内能产生抗体，所产生的抗体能与抗原进行特异性结合，对抗原或抗体进行标记，则可以进行定量测定。免疫分析根据对抗原和抗体标记方法的不同可分为放射免疫分析(Radio—Immunoassay，ILIA)、酶联免疫分析(En—zyme—Linked Immunosorbent Assay，ELISA)和荧光免疫分析(Fluorescence Immunoassy，FIA)。RIA应用于20世纪60年代末，但采用该法的放射性元素不易获得且仪器设备昂贵，安全性较差，分析的可行性受到放射性同位素半衰期的限制。ELISA法是一个改进，由1971年见诸报道，克服了需要放射性物质标记的特点。荧光免疫则是采用荧光进行标记。
(五)生物传感技术
生物传感器的概念是1962年Clark和Lyo．s最先提出来的，目前生物传感器已在发酵工程、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到极大应用，其在环境中的应用也开始广泛起来。生物传感技术是利用生物活性物质为识别原件对一些物质进行识别。生物传感器由分子识别原件及感受器和换能器构成，主要的生物活性物质的分子识别机理有酶促反应、免疫化学反应和离子在膜上的运输。因此，传感器有酶传感器、微生物传感器、免疫传感器和组织传感器等。生物传感器在环境检测有很多应用，尤其是在对有毒物质的检测。
(六)生物芯片
生物芯片是采用光导原位或微量点样等方法，将大量生物大分子，如核酸切片、多肽分子、细胞、甚至组织切片等生物样品有序固化于支持物的表面，组成密集的二维排列，然后与已标记的待测生物样品中的靶分子进行杂交，通过特定的仪器，进行快速、高效、并行的检测分析，从而判断靶分子的数量及质量。生物芯片包括基因芯片、蛋白质芯片等，基因芯片有成为DNA微阵列技术[13] .
三、分子生物学技术在环境中的应用
(一)环境微生物中的应用
采用生物法处理废水，除了处理工艺的选择及工艺参数和设计参数的优化外，微生物的种群结构稳定性和功能稳定性在污水处理系统有效性中起着重要作用，对微生物的研究及生物处理系统中微生物的种群结构以及微生物多样性的研究也受到人们越来越多的重视。研究水处理工艺中微生物的组成结构、数量以及多样性对于提高废水生物处理效果，研究生化反应的机理、污染物降解和转化途径具有非常重要的意义。但是传统的微生物法用于环境生物学研究时环境中只有不超过10％的微生物可以培养[8]，并且由于常规检测方法受到采样和分析条件的影响，不仅检测时间长，结果准确率差，而且有些种类分离较困难。因此，传统的方法不能充分揭示微生物群落结构和空间分布的有关信息，不利于根据微生物群落多样性的变化来迅速地判断环境的变化。分子生物学方法作为一个研究手段在微生物中得到了重要的应用，其中有PCR—DGGE技术、PCR—SSCP技术、FISH技术等。陈竹等阐述了PCR—DGGE技术在造纸废水中微生物检测的应用[6]，邢德峰、任南琪等采用该技术进行了生物制氢反应器微生物多样性解析，研究表明，不同时期的厌氧活性污泥中存在共同种属和各自的特异种属，群落结构和优势种群数量具有时序动态性，微生物多样性呈现出协同变化的特征。Kyu—Jung Chae等采用FISH技术进行反硝化菌群的分析，Hong Wang通过荧光原位杂交对处理沼气滤池中生物膜上的产甲烷菌进行了量化分析，解决了起主要作用的膜的位置。
(二)在环境检测中的应用
1．环境致病微生物的检测
致病微生物的检测也可以采用分子生物学方法，根据其特有的序列，采用PCR技术、核酸探针杂交技术、免疫分析技术等对致病微生物的检测。采用PCR技术可将环境样品中微量的DNA成千上万倍的扩增，然后对器产物进行检测，即可完成对致病微生物的检测。寡核苷酸即核酸探针有敏感、特异、简便、快速等特点，在短时间即可达到特异高效的结果，DNA 芯片技术进行环境致病微生物的快速诊断。
2．环境污染物的检测
对环境中污染物的检测，可采用免疫技术、生物传感器等技术，其对环境中有毒污染物的检测较为灵敏、具有特异性，为环境监测节省了时间；高选择性同时对特异性污染物的检测提供了新的方法。酶联免疫反应(ELISA)，是一项重要的免疫技术，用该种方法可以进行农药残留的分析、环境毒素检测(真菌、细菌毒素诊断)和一些有三致作用的有毒物质，例如PCBs(多氯联苯)、PACs(多环芳化物)等。生物传感器可进行BOD测量有毒物质及残留农药的检测。
(三)污染环境治理
利用微生物来治理污染快速高效，因此，利用基因重组技术构建高效菌种来治理污染，特别是环境中复杂或难以降解的有毒有害化合物，如人工合成塑料、除草剂、杀虫剂等成为环境微生物技术的热点之一。如超级细菌就在石油烃污染的环境修复中发挥了重要作用；微生物分解纤维素和木质素的基因转入到中温细菌中，能使发酵在较高温度下进行，提高转化速度，用于发酵某些废弃物产生天然气。基因重组技术对污染物的治理、预报、修复都做出了重大贡献。
四、结论
分子生物学技术能在分子水平上揭示生物体吸收、迁移、积累有害物质，最终被毒害及适应、产生抗性等、生态过程，同时，先进的分子生物学技术也为环境监测、污染环境的治理、污染环境的生物修复等提供了更快速、更灵敏、更科学的依据与方法，从而极大地推进了污染治理的实践进展。随着分子生物学技术的进一步发展成熟，分子生物学技术越来越多地被引入到环境污染控制的研究中，其在环境污染治理中的应用将更为广泛，为环境治理提供更多的研究方法与解决途径。在环境污染治理的应用性研究中。
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第一章 1、简述细胞的遗传物质，怎样证明DNA是遗传物质？ 答：核酸是细胞内的遗传物质，包括脱氧核糖核酸(|DNA)和核糖核酸（RNA）两类，DNA是主要的遗传物质，具有储存遗传信息，将遗传信息传递给子代，物理化学性质稳定，有遗传变异能力适合作为遗传信息的特性，T2噬菌体侵染实验证明了DNA是遗传物质，将蛋白质被35S标记和DNA被32P 标记的T2噬菌体分别侵染E.coli后，发现进入宿主细胞的只有32P标记的DNA，而无35S标记物，所产生的子代噬菌体只含有32P标记的DNA，无S标记的蛋白质，因此证明DNA是遗传物质。 2、研究DNA的一级结构有什么重要的生物学意义？ 答：DNA的一级结构是指DNA分子中的核苷酸排列顺序，它反映了生物界物种的多样性和复杂性，任何一段DNA序列都可以反映出它的高度的个体性和种族特异性，另外DNA一级结构决定其高级结构，研究DNA一级结构对阐明遗传物质结构、功能及表达调控都极其重要。 3、简述DNA双螺旋结构与现在分子生物学发展的关系。 答：DNA双螺旋结构具有碱基互补配对原则具有极其重要的生物学意义，它是DNA复制、转录、逆转录等基因复制与表达的分子基础。DNA为双链，维持了遗传物质的稳定性。 4、DNA双螺旋结构有哪些形式？说明其主要特点和区别。 答：主要有B-DNA，A-DNA,E-DNA形式 B-DNA：每一螺周含有10个碱基对，两个核苷酸之间夹角为36度 A-DNA：碱基对与中心倾角为19度，螺旋夹角为32.7度 E-DNA：左手螺旋，每圈螺旋含12对碱基，G=C碱基对非对称地位于螺旋轴附近。 第二章 1、简述DNA分子的高级结构。 答：1、单链核酸形成的二级结构（发夹结构）2、反向重复序列（十字架结构，每条链从5'--3'方向阅读）3、三股螺旋的DNA（一条链为全嘌呤核苷酸链，另一条链为全嘧啶核苷酸链）4、DNA的四链结构5、DNA结构的动态性与精细结构6、DNA的超螺旋结构与拓扑学性质。 2、什么是DNA的拓扑异构体，它们之间的相互转变依赖于什么？ 答：DNA不同的空间分子构象又称拓扑异构体它们之间转换依赖于连环数L。连环数是指双螺旋DNA中两条链相互缠绕交叉的总次数。 3、简述真核生物染色体的组成，它们是如何组装的？ 答：真核生物的染色体在间期表现为染色质，染色质是以双链DNA作为骨架与组蛋白和非组蛋白及少量各种RNA等共同组成的丝状结构的大分子物质、 组装的顺序：DNA—核小体链—纤丝—突环—玫瑰花结—螺旋圈—染色体 4、简述细胞内RNA的分布结构特点 答：成熟的RNA主要分布在细胞质中，无论是真核或原核细胞质中，成千上万种的RNA都分为三大类：1、转运RNA 2、信使RNA 3、核蛋白体RNA。细胞核内的RNA统称为nRNA. 5、简述细胞内RNA的结构特点以及与DNA的区别。 答：1、碱基组成不同，RNA分子主要是A G C U 而DNA以T代替U。 2、RNA分子中的核糖都是D-核糖，而DNA则是D-2-脱氧核糖。 3、RNA分子中有许多稀有，微量碱基，而DNA除个别外，不含有稀有碱基 4、RNA分子中嘌呤碱基与嘧啶碱基不一定相等。 5、RNA分子具有逆转录作用，RNA翻译成蛋白质是遗传物质，是遗传信息的传递结合表达者。 6、RNA分子具有催化功能。 6、引起DNA变性的主要因素有哪些？核酸变性后分子结构和性质发生了哪些变化？ 答：①加热②极端PH值③有机溶剂，尿素和酰胺等 核酸变性后氢键被破坏而断裂，双链变为单链，而磷酸二酯键并未锻裂在A260nm 处呈现增色效应。DNA溶液的黏度大大下降、沉淀速度增加、浮力密度上升。紫外吸收光谱升高。酸碱滴定曲线改变，生物活性丧失等。 7、检测核酸变性的定性和定量方法是什么？具体参数如何？ 答：在DNA变性过程中，紫外吸收光谱的变化时检测变性最简单的定性和定量方法。核酸在260nm 处具有特征的吸收峰，便是为A260nm。以50ug/ml DNA溶液在A260下测定，三者的A260数值为：
细鳞斜颌鲴种群的遗传分化及系统发生生物地理学研究 武震M100102115水生生物学 摘要：细鳞斜颌鲴（Xenocypris microlepis）属鲤形目，鲤科，鲴亚科，鲴属。俗称：沙姑子、黄片。我们将以中国各水系细鳞斜颌鲴种群为研究对象，以基因组微卫星标记和线粒体D-loop标记为线索，研究细鳞斜颌鲴种群的遗传分化及系统发生生物地理学特征，探讨相互间的遗传结构、亲缘关系和系统进化关系，为进一步开发和利用细鳞斜颌鲴资源奠定基础。 关键字：细鳞斜颌鲴，线粒体D-loop标记，微卫星标记，遗传分化, 亲缘关系, 系统进化 1．研究背景 细鳞斜颌鲴属中下层鱼类，平时喜生活于江河干支流水域，到了产卵季节，有一定的短距离洄游现象，上溯至适合条件的产卵场进行集群产卵。产后，亲鱼分散游动，离开产卵场，至秋季有一部分群体进入干流附属的湖泊或支流中进行索饵、育肥，冬季则又返回干流水深的潭穴中越冬。细鳞斜颌鲴的食性很杂，自全长2厘米以上的夏花鱼种开始，除摄食少量浮游生物外，主要是腐屑、底泥以及底生硅藻和摇蚊幼虫等底生生物。它在不同类型的水体中，均以腐殖质有机碎屑、腐泥及着生藻类为主要食物。其生长在头两年速度较快，2龄鱼的平均体重可达479克。细鳞斜颌鲴通常2冬龄性成熟，生殖季节在华中和华南地区为4―6月。成熟雌鱼的体重变化在415―1100克以上。平均每千克体重的鱼怀卵量为20万粒左右。产粘性卵，呈浅黄色。产出时卵径为0.8―1.2毫米。雄鱼在生殖季节，有珠星出现。广泛存在于东部各水系之中。故各水系之间的种群长期存在地理隔离，基因交流困难，是一个良好的进化生态学研究材料。国内对此鱼的研究也不多，且多为形态学方面的资料，研究其分子进化和群体遗传，有助于了解该种的资源状况，同时能够为生态学相关理论提供依据。 2．方法 2.1采样 分别采钱塘江，长江，珠江水系细鳞斜颌鲴，每条水系定5—7个点，如钱
细胞和分子生物学实验重点知识点汇总 Experiment1细胞有丝分裂 间期：有明显的细胞核，染色质分布较均均，由于染色质易与碱性染料结合，故细胞核的染色比细胞质深。核中可见1～3个染色较浅的呈球状的核仁 前期：细胞核膨大，染色质逐渐螺旋化为丝状的染色丝，其后染色丝进一步缩短变粗，形成一定形态和书目的染色体（这时候的每条染色体由两条染色单体组成，但在光镜下一般不易看清），核膜、核仁逐渐消失 中期：每条染色体中的成对染色单体逐渐分开（但着丝粒仍未分离）全部染色体（2n=16）移向细胞中央的赤道面上，形成赤道板。在赤道板到两面有许多纺锤丝连接细胞两极和染色体的着丝点，成为纺锤体，但不易观察到，此时染色体形态最典型 后期：着丝粒纵裂为二。这是，每条染色体的两条染色单体已完全分开，由于纺锤丝的牵引，分别向细胞的两极移动，形成了数目相等的两组染色体（这是所观察到的染色体数目比原来增加1倍，是由于S期内DNA含量倍增的结果） 末期：染色体移到两极并解旋为染色质，细胞中部出现细胞板，并逐渐向边缘发展。当染色质构成核网时，核膜、核仁重新出现。细胞板达到两边，分裂结束，形成两个子细胞，细胞又进入间期状态。 Experiment2动物染色体的制备 原理：染色体只有在分裂期的细胞，特别是中期细胞中表现出典型形态便于观察和计数，所以必须采取特殊的技术方法，从发生有丝分裂的组织和细胞悬液中得到。最常用的途径是从骨髓细胞、血淋巴细胞和组织培养的细胞中制备。骨髓细胞数量多、分裂旺盛，不需体外培养和无菌操作，便于取材。 秋水仙素的作用：抑制纺锤体的形成，使细胞停留在分裂中期 KCl低渗溶液：使细胞膨胀，促使中期染色体散开 固定液：有固定作用，对染色体还有一定的分散作用 Giemsa染色液：染色 结果：低倍镜下，可见到许多大笑不等被染成紫红色呈圆形的间期细胞核以及分散在它们之间的中期分裂象。小鼠染色体一般呈“U”形，染色体2n=40
, 内膜系统的膜结构破裂后自己重新封闭起来的小囊泡(主要 是内质网和高尔基体), 是异质性的集合体, 形态、大小及功能常因生物种类和细胞类型不同而异。据微体内含有的酶的不同可分为过氧化物酶体、糖酵解酶体和乙醛酸循环体。在蛋白质合成过程中,同一条mRNA分子能够同多个核糖体结合，同时合成若干条蛋白质多肽链，结合在同一条mRNA上的核糖 叠的多肽链相互作用的蛋白质，能够加速正确折叠的进行或提供折叠发生所需要的微环境。动物体细胞在体外可传代的次数，与物种的寿命有关，它们的增殖能力不是无限的， DNA在核小体连接处断裂成核小体片 色体末端的特殊结构，即染色体末端DNA 序列的多个重复，其作用是保护和稳定染色 RNA 依赖性DNA 聚合酶，为一种核糖核蛋白酶，是合成端粒必需的酶。在双线期中,交叉数目逐渐减少,在着丝粒两侧的交叉向两端移动.这个现象称为 成染色体联会的两条同源染色体互相紧靠，进而缠绕在一起，基质开始附着到染色丝上，成为一条短而粗的染色体。据染色体被拉向两极所受到的力的不同，后期可分为后期A 和后期B,此时的染色体 启动DNA复制的关键因子,是真核细胞DNA M期促进因子。
能够促使染色体凝集，使细胞由G2期进入M 物质多肽的形式合成，其N末端含有作为通过膜时之信号的氨基酸序列。引导前体多肽 是指具有摄取、处理及提呈抗原能力的细胞，能摄取病原体蛋白并将其加工将成短肽段，呈递给T细胞。 ,从中 于高等真核细胞中，是内层核被膜下纤维蛋白片层，纤维纵横排列整齐呈纤维网络状。 成串排列在一起，主要集中在染色体的着丝 DNA和组蛋白构成，是染色质的基本结构 在一定时期的特种细胞的细胞核内, 它由不表达的DNA序列组成， 分裂过程中,核仁出现周期性变化。一般在分裂前期逐渐消失，其纤丝和颗粒成分散失于核质之中；在分裂末期又重新出现。核仁的形成常与特定染色体的一定区域密切相关。 色体片段, 通过次缢痕与染色体主要部分相连。 指染色体组在有丝分裂中期的表型, 是染色体数目、大小、 是卵母细胞进行第一次减数分裂时, 停留在双线期的染色体。含4条染色单体,形似灯刷。 由核内有丝分裂产生的多股染色单体平行排列而成。
1）分子生物学 从分子水平上研究生命现象物质基础的学科。研究细胞成分的物理、化学的性质和变化以及这些性质和变化与生命现象的关系，如遗传信息的传递，基因的结构、复制、转录、翻译、表达调控和表达产物的生理功能，以及细胞信号的转导等。 2）移动基因： 又称转座子。由于它可以从染色体基因组上的一个位置转移到另一个位置，是指在不同染色体之间跃迁，因此也称跳跃基因。 3）假基因： 有些基因核苷酸序列与相应的正常功能基因基本相同，但却不能合成出功能蛋白质，这些失活的基因称为假基因。 4）重叠基因： 所谓重叠基因是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列成为两个或两个以上基因的组成部分。 5）基因家族： 是真核生物基因组中来源相同、结构相似、功能相关的一组基因。 6）基因:能够表达和产生蛋白质和RNA的DNA序列,是决定遗传性状的功能单位. 7）基因组:细胞或生物体的一套完整单倍体的遗传物质的总和. 8）端粒:以线性染色体形式存在的真核基因组DNA末端都有一种特殊的结构叫端粒.该结构是一段DNA序列和蛋白质形成的一种复合体,仅在真核细胞染色体末端存在. 9）操纵子:是指数个功能上相关的结构基因串联在一起,构成信息区,连同其上游的调控区(包括启动子和操纵基因)以及下游的转录终止信号所构成的基因表达单位,所转录的RNA为多顺反子. 10）顺式作用元件:是指那些与结构基因表达调控相关,能够被基因调控蛋白特异性识别和结合的特异DNA序列.包括启动子,上游启动子元件,增强子,加尾信号和一些反应元件等. 11）反式作用因子:是指真核细胞内含有的大量可以通过直接或间接结合顺式作用元件而调节 基因转录活性的蛋白质因子. 12）启动子:是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列. 13）增强子:位于真核基因中远离转录起始点,能明显增强启动子转录效率的特殊DNA序列.它可位于被增强的转录基因的上游或下游,也可相距靶基因较远.
RFLP：个体之间DNA的核苷酸序列存在差异，称为DNA多态性。由于碱基组成的变化而改变了限制性内切酶的酶切位点，从而导致相应的限制性片段的长度和数量发生变化，称为RFLP。 翻译：是指在多种因子辅助下，由tRNA携带并转运相应氨基酸，识别mRNA上的三联体密码子，在核糖体上合成具有特定序列多肽链的过程，称为翻译。突变:DNA的结构发生永久性改变，即突变. 转化：通过自动获取或人为地供给外源DNA，使细胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型。 转导：当病毒从被感染的（供体）细胞释放出来、再次感染另一（受体）细胞时，发生在供体细胞与受体细胞之间的DNA转移及基因重组即为转导作用。受体：是细胞膜上或细胞内能识别外源化学信号并与之结合的成分，其化学本质是蛋白质，个别糖脂。 粘粒：又称柯斯质粒，是一类由人工构建的含有λDNA 粘性末端cos序列和质粒复制子的杂种质粒载体。它是为克隆和增殖真核基因组DNA的大区段而设计的，是组建真核生物基因文库及从多种生物中分离基因的有效手段。质粒：是存在于细菌染色体外的、具有自主复制能力的环状双链DNA分子。端粒：以线性染色体形式存在的真核基因组DNA末端都有一种特殊的结构叫端粒。该结构是一段DNA序列和蛋白质形成的一种复合体，仅在真核细胞染色体末端存在。端粒DNA由重复序列组成，人类端粒一端是TTAGGG另一端是AATCCC. 克隆：通过无性繁殖过程所产生的与亲代完全相同的子代群体。 探针：用放射性核素、生物素或荧光染料标记其末端或全链的已知序列的多聚核苷酸链被称为“探针”。 转录：以DNA为模版，由DNA依赖的RNA聚合酶（RNApol）催化4中NTP聚合，生成RNA 的过程。 增强子：其含有多个作用原件，可以特异性地与转录因子结合，增强基因的转录活性的段短DNA序列。 启动子：能被RNA聚合酶特异性识别并与其结合，启动转录的DNA序列。 操纵子:由功能相关的一组基因在染色体上串联，共同构成的一个转录单位。沉默子:某些基因的负性调节元件，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。 反转录：在反转录酶的作用下以RNA为模板合成DNA的过程。 点突变：DNA序列上单个碱基的改变称为点突变，可分为转换与颠换两种。 信号肽：是分泌蛋白新生肽链N端的一段能被细胞转运系统识别的保守性的氨基酸序列。 领头链：顺着解链方向生成的子链，复制是连续进行的，这股链称为领头链。G蛋白：鸟苷酸结合蛋白（G protein）简称G蛋白，亦称GTP结合蛋白。是一类含乌苷酸的蛋白质，存在于细胞外膜内表面，为生物信息转导过程中关键的中介体，可以决定信号传输通路何时打开和关闭。 SD序列：mRNA起始密码子AUG上游8～13个碱基处存在的一段特定的核苷酸序列，该序列称为SD序列，是mRNA的起始密码子之所以能与小亚基定位结合的关键。SD序列与小亚基中16SrRNA3’端的互补序列配对结合，使起始密码子定位于翻译起始部位。 RNA编辑：可在改变转录后RNA的序列，而使翻译得到的蛋白质的序列与推导的不同。其机制有两种即位点特异性脱氨基作用和指导RNA（gRNA）介导的尿嘧啶插入和删除。 RNA复制：以RNA作为基因组的病毒称为RNA病毒，这类病毒除反转录病毒外，在宿主细胞都是以病毒的单链RNA为模板合成RNA，这种RNA依赖的RNA 合成又称为RNA复制。 RNA干扰,RNAi：是由双链RNA引发的转录后基因静默机制。在此过程中，与双链RNA有同源序列的mRNA被降解，从而抑制该基因的表达。是真核生物中普遍存在的抵抗病毒入侵、抑制转座子活动、调控基因表达的监控机制。RNA干涉：是指由短双链RNA诱导的同源mRNA的降解过程，可使基因表达受到抑制。 反义RNA：指与mRNA互补的RNA分子，也包括与其它RNA互补的RNA分子。 根据反义RNA的作用机制可将其分为3类：Ⅰ类反义RNA直接作用于靶mRNA 的S D序列和(或)部分编码区，直接抑制翻译，或与靶mRNA结合形成双链RNA，从而易被RNA酶Ⅲ降解；Ⅱ类反义RNA与mRNA的非编码区结合，引起mRNA构象变化，抑制翻译；Ⅲ类反义RNA则直接抑制靶mRNA的转录。RNA聚合酶:以一条DNA链或RNA为模板催化由核苷-5′-三磷酸合成RNA的酶。 是催化以DNA为模板（template）、三磷酸核糖核苷为底物、通过磷酸二酯键而聚合的合成RNA的酶。 RNA印迹：利用与DNA印记相类似的技术来分析RNA，成为RNA印记。 DNA的变性：在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程。DNA复性：在适当条件下，变性DNA的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复性。热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为退火。 DNA损伤:各种体内外因素所导致的DNA组成与结构的变化称为DNA损伤。DNA印迹：DNA样品经限制性内切酶消化后行琼脂糖凝胶电泳，将含有DNA区带的凝胶在变性溶液中处理后，再将胶中的DNA分子转移到NC膜上。DNA克隆：应用酶学的方法, 在体外将各种来源的遗传物质与载体DNA接合成一具有自我复制能力的DNA分子，继而通过转化或转染宿主细胞，筛选出含有目的基因的转化子细胞，再进行扩增提取获得大量同一DNA分子。也称基因克隆或重组DNA DNA载体：为携带目的基因，实现其无性繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一些DNA分子。 DNA芯片技术：基因芯片，将许多特定的DNA片段有规律地紧密排列于单位面积的支持物上，然后与待测的荧光标记样品进行杂交，杂交后用荧光检测系统等对芯片进行扫描，通过计算机系统对每一位点的荧光信号做出检测、比较和分析，从而迅速得出定性和定量的结果。 cDNA文库：cDNA文库是包含某一组织细胞在一定条件下所表达的全部mRNA 经逆转录而合成的cDNA序列的克隆群体，它以cDNA片段的形式贮存着该组织细胞的基因表达信息。 基因组DNA文库：基因组DNA文库是指生物的基因组DNA的信息（包括所有的编码区和非编码区）以DNA片段形式贮存的克隆群体。 PCR技术：利用DNA聚合酶对特定基因做体外或试管内的大量合成，可将微量目的DNA片段大量扩增。可用于已知序列或部分已知序列的检测；或扩增出已知片段，再利用其他方法作进一步分析。灵敏度高、产率高、重复性好、快速简便，已成为基因诊断的主要和首选技术。但易出现假阳性，应注意优化实验条件。 逆转录PCR：将RNA的逆转录反应和PCR反应联合应用的一种技术，先以RNA 为模板，在逆转录酶的作用下的作用下合成cDNA，再以cDNAcDNA为模板通过PCR反应来扩增目的基因。基因：合成有功能的蛋白质，多肽或RNA所必需的全部DNA序列，是基因组的一个功能单位。 基因组：细胞或生物体中，一套完整单倍体的遗传物质的总和。 癌基因：细胞内控制细胞生长和分化的基因，它的结构异常或表达异常，可以引起细胞癌变。 原癌基因：是细胞中的必需基因，进化过程中序列高度保守，对维持细胞正常生理功能、调节细胞生长与增殖起重要作用。但如受到致癌因素作用下可发生变化，表达产物的质或量改变或表达的时空方式改变，而导致细胞恶性转化。 抑癌基因：又名抗癌基因(TSGs ) 、隐性癌基因。是一种抑制细胞生长和肿瘤形成的基因。在生物体内与癌基因功能相抵抗，共同保持生物体内正负信号相互作用的稳定。 管家基因：执行重要生物功能，在生物体几乎全体细胞中持续表达的基因。如rRNA、通用转录因子、代谢酶系、细胞骨架蛋白等。 奢侈基因：仅在特定细胞内选择表达的基因，决定分化细胞的独特性状。 结构基因:基因中编码RNA或蛋白质的DNA序列称为结构基因。 目的基因：我们感兴趣的基因或是DNA序列 病毒癌基因：指致癌病毒存在的某些核苷酸序列，能引起细胞转化。 基因表达：是指生物基因组中结构基因所携带的遗传信息经过转录、翻译等一系列过程，合成特定的蛋白质，进而发挥其特定的生物学功能和生物学效应的全过程。 基因敲除：指通过DNA同源重组定向地将外源基因替换宿主细胞染色体DNA中特定的基因，从而使特定的基因在细胞内或生物体内失活的过程。 基因诊断：利用分子生物学技术方法，直接检测体内DNA或RNA的结构或水平的变化以及是否存在异常的外源核酸，从而对疾病作出诊断的方法。 基因治疗：基因治疗是指通过一定方式将目的基因或有治疗作用的DNA片段导入人体的靶细胞，使其发挥生物学效应，从而达到治疗疾病目的技术疗方法。基因增补：不删除突变的致病基因，而在基因组的某一位点额外插入正常基因，在体内表达出功能正常的蛋白质，达到治疗疾病的目的。 基因置换：用正常基因通过重组原位替换致病基因 基因失活：有些疾病是由于基因的过度表达引起的，向患者体内导入有抑制基因表达作用的核酸，如干扰小RNA等，可降解相应的mRNA或抑制其翻译，阻断致病基因的异常表达，达到治疗疾病的目的。 基因工程：实现基因克隆所采用的方法及相关的工作，称基因工程, 又称重组DNA。 基因组文库：基因组DNA文库是指生物的基因组DNA的信息（包括所有的编码区和非编码区）以DNA片段形式贮存的克隆群体 基因表达的时间特异性:按功能需要，某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生，称之为基因表达的时间特异性 基因表达的空间特异性:在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同组织空间顺序出现，称之为基因表达的空间特异性。 组成性基因表达:无论表达水平高低，管家基因较少受环境因素影响，而是在个体各个生长阶段的大多数或几乎全部组织中持续表达，或变化很小。区别于其他基因，这类基因表达被视为组成性基因表达。 第二信使：环腺苷酸（cAMP）、环鸟苷酸（cGMP）、甘油二酯（DAG）、三磷酸肌醇（IP3）、磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸（PIP3）、Ca2+等可以作为外源信息在细胞内的信号转导分子，称为细胞内小分子信使，或称为第二信使。 生长因子：通过质膜上特异的受体，将信息传递至细胞内部，调节细胞生长与增殖的多肽类物质。 解链温度:解链过程中，紫外吸光度的变化达到最大变化值的一半时所对应的温度。 转录模板；即以双链DNA中的确定的一条链（模板链用于转录，编码链不用于转录）为转录模板. 转录因子:真核基因的转录调节蛋白又称转录调节因子或转录因子。 转录空泡：是由DNA双链,RNA聚合酶与新合成的RNA局部形成的结构,它贯穿于延长过程的始终。 遗传密码：DNA编码链或mRNA上的核苷酸，以三个为一组（三连体）决定一个氨基酸的种类，称为三联体密码。转录和翻译是连续的，因此遗传密码决定蛋白质的一级结构。 原位杂交：利用核酸分子单链之间互补的碱基系列，将有放射性或非放射性的外源核酸与组织、细胞或染色体上待测的DNA或RNA互补配对，结合成专一的核酸杂交分子，经一定的检测手段将待测核酸在组织、细胞或染色体上的位置显示出来。 Southern blot杂交：是研究DNA图谱的基本技术，在遗传诊断、DNA图谱分析及PCR产物分析等方面有重要价值。Southern印迹杂交的方法是将标本DNA用限制性内切酶消化后，经琼脂糖电泳分离各酶切片段，接着，使酶切片段DNA发生变性并转印到一固相支持物 (通常是硝酸纤维素薄膜或尼龙膜)上，经固定后和标记探针进行杂交。这种方法不仅可以检测DNA样品中是否存在某一特定的基因，而且还可以获得基因片段的大小及酶切位点分布的信息。 Northern 印迹（Northern blot）：是通过检测RNA的表达水平来检测基因表达，将RNA从凝胶中转印到硝酸纤维素膜上，定性分析mRNA的常用方法. Western blot （蛋白免疫印迹）技术：是将蛋白质从聚丙烯酰胺凝胶中转印到化学合成膜的支撑物上，利用特异性抗体进行反应，定性分析蛋白质。诱导/阻遏表达：在特定环境信号的刺激下，基因的表达开放或增强 / 关闭或下降的现象。 阻遏蛋白：可识别、结合细菌基因的操纵序列，在转录水平抑制基因表达的蛋白质。 蛋白激酶：能够将γ-磷酸基团从磷酸供体分子上转移至底物蛋白的氨基酸受体上的一大类酶。 克隆载体：为使插入的外源DNA序列被扩增而特意设计的载体。 表达载体：为使插入的外源DNA序列可转录翻译成多肽链而特意设计的载体。生物芯片：又称DNA芯片或基因芯片，它们是DNA杂交探针技术与半导体工业技术相结合的结晶。该技术系指将大量探针分子固定于支持物上后与带荧光标记的DNA样品分子进行杂交，通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息。 核酸探针：指能识别特异碱基顺序的带有标记的一段单链DNA或RNA分子。 印迹技术：利用各种物理方法使电泳胶中的生物大分子转移到NC等各种膜上，使之成为固相化分子。“blotting”，译为印迹技术。 接合作用：当细胞与细胞、或细菌通过菌毛相互接触时，质粒DNA从一个细胞(细菌)转移至另一细胞（细菌）的DNA转移称为接合作用。 回文结构：在DNA链上，两个拷贝反向串联在一起，中间没有间隔序列。 转基因动物：应用转基因技术培育的携带外源基因并能稳定遗传的动物。 冈崎片段、后随链：在DNA复制过程中，以亲代链(5’→3’)为模板时，子代链的合成不能以3’→5’方向进行，而是按5’→3’方向合成出许多小片段，因为是冈崎等人研究发现，因此称冈崎片段。由许多冈崎片段连接而成的子代链称为后随链。
附录常见细胞分子生物学名词及其释义 α-actinin α-辅肌动蛋白一种使肌动蛋白成束的蛋白，有两个相距较远的肌动蛋白结合位点，故形成的肌动蛋白纤维束较为松散。 Akinase (PKA) A激酶因细胞内cAMP浓度升高而被激活催化靶蛋白磷酸化的酶。accessorycell 辅佐细胞在免疫应答过程中，能摄取、加工、处理并将抗原信息提呈给淋巴细胞的免疫细胞，又称抗原提呈细胞． actin 肌动蛋白真核细胞中含量丰富，是构成肌动蛋白丝的一种蛋白质。单体称球形肌动蛋白(G-actin)，聚合物称丝状肌动蛋白(F-actin)。 actin-bindingprotein 肌动蛋白结合蛋白在细胞中与肌动蛋白单体或肌动蛋白纤维结合的、能改变其特性的蛋白质。 actinin 辅肌动蛋白一种肌动蛋白结合蛋白，集中分布在Z线和与质膜结合的应力纤维点状黏附端。 actin-relatedprotein(ARP) 肌动蛋白相关蛋白促进肌动蛋白丝集结的蛋白质复合物。activetransport 主动运输溶质通过细胞膜逆浓度梯度运输的现象，是一个耗能的生理过程。 actomere 肌动蛋白粒由未聚合的抑丝蛋白—肌动蛋白复合物和一小段肌动蛋白丝束组成的结构。一旦抑丝蛋白—肌动蛋白复合物发生解离，则引起肌动蛋白聚合成丝。actomyosin 肌动球蛋白肌肉收缩时肌动蛋白与肌球蛋白瞬时接触形成的复合物。adaptin 衔接蛋白参与成笼蛋白衣被形成的一类蛋白质，能同时与跨膜受体以及成笼蛋白结合，在两者间起衔接作用。 adaptorprotein 衔接器蛋白在细胞内信号传递途径中，凡是在不同蛋白质问起连接作用的蛋白质的通称。 adducin 聚拢蛋白质膜骨架蛋白，为异二聚体。在钙离子浓度为毫摩级时，加速血影蛋白到血影蛋白—肌动蛋白复合物的装配。 adherensjunction 黏台连接在质膜的胞质面附着有肌动蛋白纤维的细胞连接，包括连接相邻的上皮细胞的黏着带和体外培养的成纤维细胞底面的黏着斑(focalcontact)。 adhesion plaque(focal adhesion，focal contact) 鞘着斑(斑状黏附) 细胞与非细胞性基底物间形成的黏附结构。该处的质膜中含有整联蛋白分子群，分子的胞外结构域与细胞外基质组分相连，胞内结构域通过接合器蛋白与微丝相连。 adhesion protein 黏附蛋白质存在于细胞外基质中的与细胞黏附于基质有关的一类蛋白质，包括纤连蛋白、层连蛋白和血纤蛋白原等。在细胞的黏附、迁移、增殖、分化等活动中起作用。 adult stem cell 成体干细胞；组织细胞（tissue stemcell) 存在于一种组织或器官分化细胞中的未分化细胞，具有自我更新的能力，并能分化成来源组织的主要类型特化细胞。有的成体干细胞具有可塑性，在一定条件下，可分化成许多不同类型的细胞。 allosome，heterochromosome 异染色体主要和全部由异染色质组成的染色体，如人的Y 染色体和超数B染色体。 amitosis 无丝分裂又称直接分裂，不形成染色体和纺锤体，细胞核直接一分为二，随后细胞质分裂成两个子细胞。多见于某些原生生物中，如纤毛虫等。 mnmlytical cytology 分析细胞学对细胞成分进行定性、定量研究的一门科学。 mphase 后期有丝分裂(或减数分数)过程中的一个阶段．在此阶段中姊妹染色单体分离，并向细胞两极移动，纺锤体延伸和纺锤体两极间距离增加。 anchorage-dependentcell (依赖)贴壁细胞只有贴附于不起化学作用的物体表面时才能生
分子生物学在环境中的应用 摘要介绍了与环境污染相关研究中的分子生物学技术，如分子标记技术、生物传感技术、基因重组及基因芯片技术等以及这些相关技术在环境微生物分类、环境微生物监测和环境微生物治理污染中的应用。结果表明，分子生物学技术在研究环境微生物中发挥了重要作用。 关键词环境微生物；分子生物学技术；环境监测；应用 一、引言 随着工农业的发展，世界范围内的环境污染日益严重，生态平衡不断被破坏。大量人工合成的并难以被天然微生物迅速降解转化的污染性化合物进入到自然环境中，严重威胁人类及其他生物正常生存发展。因此，治理各种环境污染已成为世界各国普遍关注并努力攻克的热点问题。随着研究的深入，污染治理已逐渐由宏观向微观研究发展，对精确性的要求日益增强，分子生物学技术的应用为污染、防治提供了新的思路和方法。随着该技术的日臻完善，将被越来越多地引入到环境污染治理中。利用分子生物学技术已揭示了许多污染生态学中的重要机理，同时，先进的分子生物学技术也为环境监测、污染环境的治理和生物修复等应用技术提供了更快速、更灵敏、更科学的依据与方法，从而极大地推进了污染治理的实践进展。 二、与环境相关的分子生物学技术 分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的功能、形态结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学[7]。分子生物学的研究内容包含4个方面：DNA重组技术，基因表达调控研究，生物大分子的结构功能研究，基因组、功能基因组与生物信息学研究。在环境中应用的分子生物技术有：基因重组技术、电泳技术、分子杂交与印记技术等。随着分子生物学的发展，越来越多的新技术应用到了环境中。 (一)PCR—DGGE技术 利用分子生物学技术可以进行微生物群落结构分析及种群丰度和群落动态分析、环境微生物分子分类、环境微生物群落功能基因与表达分析等。PCR技术即多聚酶链式反应(Polymerase Chain Reaction)，该技术是一种选择性体外扩增DNA的方法，是1985年由美国PE—Cetus公司Kary Mullis等人发现。此技术可在生物体外将微量的目的基因进行扩增，该法结果相对可靠，为基因分析与研究提供了一种强有力手段。变性梯度凝胶电泳(Denatured Gradient Gel Electrophoresis，DGGE)最初是Lerman等人于20世纪80年代初期发明的，起初主要用来检测DNA片段中的点突变。Muyzer等人在1993年首次将其应用于微生物群落结构研究[5]。后来又发展出其衍生技术，温度梯度凝胶电泳(Tempera—ture Gradient Gel Electrophoresis，TGGE)[4]。此后，该技术被广泛用于微生物分子生态学研究的各个领域，目前已经发展成为研究微生物群落结构的主要分子生物学方法之一。DGGE／TGGE技术在一般
第三章细胞的分子基础 一、名词解释 1、原生质 2、biological macromolecules 3、核酸 4、磷酸二酯键 5、peptide bond 二、选择题 【A1型题】 1、细胞中的下列化合物，哪些属于生物小分子( ) A．蛋白质B．糖类C．酶D．核E．以上都不对 2、原生质是指( ) A．人细胞内的所有生命物质B．蛋白质C．糖类D．无机化合物E．有机化合物3、细胞内结构最简单，含量最多的化合物是( ) A．葡萄糖B．氨基酸C．甘油D．H2O E．磷酸 4、构成蛋白质分子和酶分子的基本单位是( ) A．氨基酸D．核苷酸C．脂肪酸D．核酸E．磷酸 5、维持蛋白质一级结构的主要化学键是( ) A．氢键B．离子键C．疏水键D．肽键E．二硫键 6、组成核酸的基本结构单位是( ) A．核苷酸B．氨基酸C．碱基D．戊糖E．磷酸 7、维持多核苷酸链的化学键主要是( ) A．酯键B．糖苷键C．磷酸二酷键D．肽键E．离子键 8、核苷与磷酸之间，通过什么键连接成单核苷酸( ) A．糖苷键B．酯键C．氢键D．肽键E．离子键 9、由含氮碱基、戊糖、磷酸3种分子构成的化合物是( ) A．氨基酸B．核苷酸C．脂肪酸D．葡萄糖E．核酸 10、关于核酸，下列哪项叙述是正确的( ) A．核酸最初是从细胞核中分离出来，因具酸性，故称为核酸 B．核酸最初是从细胞质中分离出来，因具酸性，故称为核酸 C．核酸最初是从细胞核中分离出来，因具碱性，故称为核酸 D．核酸最初是从核仁中分离出来，因具酸性，故称为核酸 E．以上全错 11、下列哪种元素被称为生命物质的分子结构中心元素，即细胞中最重要的元素( ) A．氢(H) B．氧(O) C．碳(C) D．氮(N) E．钙(Cn) 12、细胞中的下列哪种化合物属生物小分子( ) A．蛋白质B．酶C．核酸D．糖E．胆固醇 13、细胞中的下列化合物中，哪项属于生物大分子( ) A．无机盐B．游离水C．过氧化氢酶D．胆固醇E．葡萄糖 14、核糖与脱氧核糖的主要区别是在于其分子的哪一 位碳原子所连羟基上脱去了一个氧原子( ) A．第一位B．第二位C．第三位D．第四位E．第五位 15、DNA和RNA彻底水解后的产物相比较( ) A．碱基相同，核糖不同B．碱基不同，核糖相同
细胞与分子生物学考题 Chapter 3 Protein Structure & Function 1. The primary, secondary, tertiary and quaternary structures of proteins. N972010028 黄琴淑 (1) 一级结构 (primary structure) :蛋白质的序列称之为蛋白质的「一级结构」。 (2) 二级结构 (secondary structure) : 一级结构上的胺基酸间可交互作用，利用醯胺键上的C=O键与胺基形成氢键。这样形成的简单又有规则的结构，称之为二级结构 (secondary structure)。蛋白质有α螺旋 (helix)与 beta 折曲平面 (pleated sheet); 两种主要 而且规则的二级结构，由这些简单的结构又可组合成一些独立折叠的单元，称之为模组（motif）。 (3) 三级结构 (tertiary structure) :蛋白质的三级结构是由一条多月生(polypeptide)链组成，可包含一个或多个模组。 (4) 四级结构 (quaternary structure)：蛋白质的三级结构是由一条多月生(polypeptide)链组成，可包含一个或多个模组。一个含有多个次单元蛋白质中，每个次单元都是一个三级结构，次单元间可能有疏水性作用，盐桥等交互作用而形成四级结构，所以含有多个次单元的蛋白质才有四级结构 (quaternary structure)。 第壹题参考资料 蛋白质的一级结构 将蛋白质中胺基酸顺序视为整体构造，是一种用有机化学词语来描述分子的完全方法。自很多不同蛋白质的顺序分析中可以看出，每种蛋白质都有其独特的结构，而顺序排列即是该种系的特性。在少数的情形中，特殊的器官或组织也具有特定结构的蛋白质，更进一步的，蛋白质可以如细胞分裂一般很正确地被复制出相同顺序的蛋白质。我们可以参考牛的胰岛素(Bovine insulin)；更正确地说，是参考proinsulin。Proinsulin为生物活性贺尔蒙的先质(precursor)，藉着正常牛的胰脏岛状细胞仔，细地做成的一种特定构造。牛的胰岛素和其他哺乳类的胰岛素几乎是相同的，通常只有一个胺基酸不同，即A链中第8，9或10位置胺基酸的改变。这些相似性使得这方面的研究迅速扩展，虽然在不同种类中，胺基
1.分子生物学的概念：广义：蛋白质和核酸 狭义：偏重于核酸（基因）；主要研究基因或DNA 2.用你现有的知识解释DNA为什么是遗传信息的载体。（分子生物学发展过程中 几个重要的实验-名称、原理）解释分子生物学是如何建立的？(不要求生物简史) 3.举例说明诺贝尔奖获得者的伟大科学发现。▲（选择、是非题） 第一、二章：DNA的结构 1.名词解释： ▲基因组（genome）：是指细胞或生物体的全套遗传物质，即生物体维持配子或配子体正常功能的全套染色体所含的全部基因（DNA）。 9对碱基，编码3-4万个蛋白质分子▲引申——人的基因组的全长大约是3×10 6 大肠杆菌的基因组约为4.6×10 人类与E.coli编码基因数目的比较研究 E.coli. 4 X 106bp DAN 约编码3000种基因 人类29 X 108 bp 的DNA 是大肠杆菌的700多倍 C-值：通常是指一种生物单倍体基因组DNA的总量。 C－值矛盾：形态学的复杂程度与C-值的不一致。 割裂基因：编码某一DNA的基因中有些序列并不出现在成熟的DNA序列中，成熟RNA的序列在基因中被其他基因隔开。 Intron 内含子：DNA与成熟RNA之间的非对应区域。—非编码序列。 Exon 外显子：—编码序列。 持家基因：在所有细胞类型中都必须表达，即这些基因的功能为所有细胞所必须。 奢侈基因：仅在某种特定类型的细胞中表达的基因。（了解） 卫星DNA：将DNA切成数百个碱基对的片段进行超速离心时，由于富含AT的简单高度重复序列区段浮力密度较小，因而很容易和总体DNA分开，即常会在主要的DNA带的上面有一个次要的带相伴随。 2.简答题 1、何为C值矛盾，其表现在哪些方面。▲ 答：C－值矛盾是指形态学的复杂程度与C-值的不一致。 表现在：①低等真核生物中与形态学复杂程度相关，但高等真核生物中变化很大。
802细胞与分子生物学考试大纲(2015版) 细胞生物学部分 1 绪论 细胞生物学的主要研究内容与当前细胞生物学研究的根本问题,细胞学说的创立及其内容要点与意义。 2 细胞的统一性与多样性 细胞的基本特征,原核细胞与古核细胞、真核细胞以及非细胞生命体的基本知识。 3、细胞生物学研究方法 细胞形态结构的观察方法与相关仪器的原理与应用范围,细胞化学组成及其定位与动态分析技术的原理与应用范围,细胞培养及细胞工程的相关概念与方法原理,细胞及生物大分子动态变化研究方法的概念及原理,细胞生物学研究中常用的模式生物,功能基因组学的基本研究思路与方法。 4、细胞质膜 细胞质膜结构模型的基本要点,细胞质膜的基本组成成分及其特点与意义,细胞质膜的基本特征、功能与研究方法。 5、物质的跨膜运输 物质的跨膜运输的基本概念,跨膜运输的主要途径、转运装置、运输的基本过程。 6、线粒体与叶绿体。 线粒体的基本形态,动态特征及其分子细胞生物学基础,线粒体超微结构组成及其功能特点,氧化磷酸化的分子结构基础与转化机制,线粒体的半自主性与起源。 7、细胞质基质与细胞内膜系统 细胞质基质的含义与功能。 内膜系统的概念及其组成成员;内质网的基本类型及其功能,内质网应激及其信号调控;高尔基复合体的形态结构、标志性酶以及功能;溶酶体与过氧化物酶体的结构特点,发生与功能。
8、蛋白质分选与膜泡运输 信号假说与蛋白质分选信号。蛋白质分选的基本途径与类型。蛋白质向线粒体与过氧化物酶体的分选途径与机制。膜泡运输的途径与机制,细胞结构体系的组装方式及意义。 9、细胞信号转导 细胞信号转导的基本知识与基本概念,各种类型信号传递的通路,细胞信号转导的整合与控制。 10、细胞骨架 细胞骨架的基本概念。 微丝的组成及其组装,网格结构的调节与细胞运动,依赖于微丝的分子马达,以及肌细胞收缩运动结构基础与机制模型;微管的结构组成及其极性,组装与去组装,微管组织中心,微管的动力学性质,微管网格结构的调节,微管的功能(包括对细胞结构的组织作用,物质运输,纤毛与鞭毛的结构与功能,纺锤体);中间丝的一般形态与类型及其细胞特异性,中间丝的组装与表达,中间丝与其她细胞结构的联系。 11、细胞核与染色体 核被膜的结构特点、崩解与组装、生物学意义;核孔复合体的结构模型及功能;核纤层的蛋白组成与功能。染色质的概念及其化学组成,基因组DNA的类型,染色质蛋白的的类型与特性;核小体的发现与结构;染色质的组装;染色质的类型及其特性。染色质复制与修复、表达的基本概念与调控机制。染色体的形态结构及其相关概念,染色体DNA的功能元件。核仁的超微结构分部与各部分的结构组成特点,核仁的功能,核仁周期性。 12、核糖体 核糖体的结构成分及其功能,核糖体的本质,RNA在生命起源中的作用。13、细胞周期与细胞分裂 细胞周期与分裂的相关的基本概念;细胞周期的时相划分及各时相的主要事件,以及研究细胞周期的最基本方法,早期胚胎与细菌细胞周期的特点。细胞有丝分裂的形态学过程,时相划分及各时相的变化标志,早中期染色体的移动与纺锤体的形成与结构,姐妹着丝粒的分离与后期染色体的移动,胞质分裂;减数分裂的形态学过程,时期划分与各期的主要变化特征,重要事件,特殊结构及其变化。
802细胞与分子生物学考试大纲（2011版） 细胞生物学部分 1 绪论 细胞生物学的主要研究内容，细胞学说的创立及其内容要点和意义，当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域。 2 细胞的统一性与多样性 细胞的基本概念、原核细胞与古核细胞、真核细胞以及非细胞生命体的基本知识概要。 3. 细胞生物学研究方法 细胞形态结构的观察方法和相关仪器的原理和应用范围，细胞化学组成及其定位和动态分析技术的原理和应用范围，动物细胞培养的相关概念和原理，用于细胞生物学研究的模式生物。 4. 细胞质膜 生物膜结构模型的基本要点，生物膜的基本组成成分及其特点和意义，生物膜的基本特征与功能，膜骨架的结构特点和研究方法。 5. 物质的跨膜运输 物质的跨膜运输的基本概念、主要方式、运输的基本过程。 6. 细胞的能量转换——线粒体和叶绿体。 线粒体的显微形态特征和主要功能，超微结构与功能定位及各部的结构和化学的组成特点，内膜进行能量转化(氧化磷酸化)的分子和超分子结构基础与转化机制，线粒体的半自性，线粒体的增殖和起源。 7. 细胞内膜系统 细胞质基质的不同概念和功能。 内膜系统的概念及其组成成员，内质网、高尔基复合体的形态结构、标志性酶以及功能。溶酶体与过氧化物酶体的结构特点，功能。信号假说与蛋白质分选信号。蛋白质分选的基本途径与类型。膜泡运输。 8. 细胞信号转导 细胞通讯与细胞识别的基本知识和基本概念，信号传递的类型及其作用机制：包括胞内受体介导的信号通路及信号分子和膜受体介导的信号通路及信号分子：Ｇ蛋白偶联的cAMP
通路和肌醇磷脂通路、受体本身为酪氨酸激酶的生长因子类受体信号通路、受体为配体门控离子通道的神经递质类受体。 9. 细胞骨架 细胞骨架的基本概念。 细胞质骨架：微丝的基本成分，微丝结合蛋白，组装和解聚，特异性破坏药物和稳定药物，功能；微管的形态结构和微管的种类及分布，微管蛋白和微管结合蛋白，微管的组装、去组装与微管组织中心，微管的“滑车”现象，永久性微管和暂时性微管，微管的功能，微管的特异性药物和微管组成的细胞器；中间纤维（中间丝）的一般形态和类型及类型的细胞特异性，中间纤维的功能。 核骨架和核基质的概念和功能。 10. 细胞核与染色体 核被膜一般形态结构特点和生物学意义。核孔复合体的发现，结构模型及功能。染色质的概念及其化学组成，染色体的基本结构单位的结构模型和要点，染色质的类型和各类染色质的定义。染色体的形态结构及其相关概念，染色体DNA的功能元件，染色体（质）包装(结构或超分子结构)的两种主要模型。核仁的超微结构分部和各部分的结构组成特点，核仁的功能。 11. 核糖体 核糖体的结构成分及其功能，多聚核糖体，RNA在生命起源中的作用。 12. 细胞增殖及其调控 （一）细胞周期与细胞分裂 细胞周期、有丝分裂、减数分裂的相关概念，如周期内细胞、周期外细胞(休止细胞)、细胞周期检验点、G0期细胞等；细胞周期的时相划分及各时相的主要事件，以及研究细胞周期的最基本方法；细胞有丝分裂的形态学过程，时相划分及各时相的变化标志，早中期染色体的移动与纺锤体的形成和结构，姐妹着丝粒的分离与后期染色体的移动，胞质分裂；减数分裂的形态学过程，时期划分和各期的主要变化特征，重要事件和重要结构分析。 （二）细胞周期的调控 MPF的发现及其作用，P34cdc2激酶的发现及其与MPF的关系，周期蛋白，CDK激酶和CDK激酶抑制物，细胞周期运转调控。 13. 程序性细胞死亡与细胞衰老 细胞衰老的分子机制。细胞凋亡的概念及其生物学意义。细胞凋亡的形态学和生物化学