合成生物学之生物部件
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（山东大学生命科学学院，济南，250100）
摘要：合成生物学强调“设计”和“重设计”，其目的是通过人工设计和构建自然界中不存在的生物系统来解决能源、材料、健康和环保等问题，其工程化的思想和标准化的工具一经兴起变得到全世界范围的广泛关注。生物系统的层次化结构是合成生物学本质化的典型体现，合成生物学系统中最简单最基本生物模块被称为生物部件（part），它是自下而上的研究策略中基础部分，本文回顾了合成生物学中常用的生物部件级标准化使用方法，着重介绍了启动子和核糖开关的相关研究进展。
关键词：合成生物学生物部件生物元件
1953年，年轻的J.D.Watson和F. Crick从DNA的X射线的X衍射图上解读了双螺旋结构，隐藏了几十亿年的生物密码逐渐露出端倪。2003年人类基因组计划顺利完成，此后包括人类在内的各种生物的图谱纷纷出炉，生物遗传密码的神秘面纱正在被迅速揭开。生物学由定性描述转向定量计算，从分析到设计，进入系统和合成生物学（synthetic biology）的的时代。
目前合成生物学的定义还处于多元化阶段，比较全面地可以概括为：合成生物学是指按照一定的规律和现有的知识，设计和建造新的生物部件、装置和系统，或重新设计已有的天然系统为人类的特殊目的服务。从这个定义来看，合成生物学包含自下而上的研究策略和自上而下的研究策略，对于前者的探索是艰深而富有划时代意义的。合成生物学最终期望是借鉴电子学的方法能能像“搭积木”一样构建基因线路，而这最基本的就是模块化元件。
我们称具有标准接口、功能相对独立生物大分子、信号转导路径、基因线路等为“模块”（module）或生物积块（BioBrick），模块的规模可大可小，大致可分为部件（part）、装置（device）、系统（System）及多细胞体系等几个层次，其中最基础的就是生物部件。模块化设计体现了合成生物学的精髓，模块往往具有信息隐藏，内聚耦合，封闭性开放性的特性。常见的生物部件按照功能可以分为启动子（promoter）、核开关（Riboswithch）、RBS、终止子、操纵子、蛋白编码基因（CDS）、报告基因、标签组件、操纵子等，当然这些分类层侧不是绝对的。
1.启动子
1.1启动子的结构
启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列，在原核生物和真核生物中是有差别的。
1.1.1 原核生物中的启动子
原核生物中的启动子通常，RNA聚合酶是依靠б因子识别DNA上的特定序列，б70是发现比较早也是比较常见的б因子，它通常特异识别启动子的-10和-35两个保守DNA 盒子（如图 1）。
图 1 原核生物中的启动子模式图
1.1.2真核生物中启动子结构
相比原核生物的启动子，真核生物的启动子比较复杂，RNA聚合酶Ⅱ核心启动子是一个在转录过程中关键的但又容易被忽略的元件。核心启动子被定义为DNA的延伸，它涵盖了RNA的起始位点，典型的核心启动子大约有40到50核苷酸的长度，它指导基因转录的起始。在过去，人们推测核心启动子在功能上是通用的，转录起始是通过一种共享通用的机制进行的。最近的研究表明，各种核心启动子在结构和功能上都存在相当多的差异。存在大量的DNA元件作用于核心启动子的活性，给定核心启动子的特定性能是由这些核心启动子修饰因子的有无决定的。已知的核心启动子元件包括TATA盒子、Inr（起始子）、BREu｛ATA 盒子的上游的BRE [TFⅡB（RNAⅡ聚合酶的转录因子）识别元件]｝和BREd（TATA盒子下游的BRE）、MTE（十基序元件）、DCE（下游核心元件）和DPE（下游核心启动子元件）
（如图 2）。
图 2 真核生物中启动子模式图
1.2启动子的种类
在合成生物学以及以前的生物学研究中，我们已经标准化了许多启动子元件（如表格1）。最经典的启动子是乳糖操纵子中的乳糖启动子，它可以被乳糖诱导，实验中我们常用IPTG诱导；色氨酸启动子引人注意的特性是有一段弱化子，可以根据细胞环境中色氨酸的浓度调控后续基因的表达；tac启动子则是上述两种启动子的融合启动子，是典型常用的强启动子；Pl、Pr是噬菌体溶源和裂解生长状态转化及维持中的重要启动子，阻遏蛋白的温度敏感突变可以使其收温度诱导；PtetA基因也是很常用启动子之一，可以被脱水四环素诱导；T7启动子则是比较特殊一种启动子，对RNA聚合酶的种类有特异性。
表格 1 常见启动子的概述
启动子名称英调节基因诱导物备注
色氨酸启动子
p负反馈
（！弱化
子）
tac启动子Pta
c lacIq IPTG、乳糖、温度敏感拼合启
动子
启动子Pl、Pr Pl/
Pr cIts857温度敏感可诱导
负反馈
四环素溢出泵基因启动子
Pte
tA
tetR蛋白
家族
四环素（Tc）
脱水四环素（aTc）
可诱导
负反馈
T7启动子Pt7大肠杆菌的RNA聚合酶不能识别，但噬菌体及真核生
物的RNA聚合酶可以
1.3启动子的调控及意义
为实现一些特定目的，微生物系统工程需要一些设计工具，这些工具以某种可预测的、定量的方式起作用。在合成生物学的领域，基因之间级联调控很多都是发生在转录水平（如图 3），而这些往往是在转录起始阶段起作用，也就是说与启动子有关，因此标准化设计启动子对整个系统的运转有重要意义。
图 3 在转录水平控制基因表达的设计工具
在自下而上的研究策略中，我们往往用基因线路模拟一些电子学上的逻辑开关，从简单逻辑或与非，到双稳态开关，再到震荡子（如图 4）实质上都是上面提到的启动子及其调控基因按照一定次序设计排列的结果。
此外，在合成生物学学术比赛iGEM中，相当多的队伍作品的关键都是发现或者标准化了一些有特殊功能启动子及其相关组件，比如感光、温度敏感、感受重金属离子等。
图 4 双稳态开关（左）及震荡子（右）的逻辑结构
2．核糖开关
在1991年，人们就发现E.coli的btuB基因转录产物5’-UTR存在高度保守序列，并发现Ado-cbl和B12可以使btnB基因表达，但没有发现可以与Ado-cbl结合的蛋白因子；1990年，Andrew从随即合成的RNA序列中筛选出特异性结合有机染料配体的RNA，并命名为“aptamer”（适体）；2002年，Breaker受到适体的启发，证明了这种天然适体的存在，命
名为“核糖开关”。到目前（2009年）为至已经发现了不少于 12 个核糖开关（如表格 2
表格 1），大部分是抑制性的（当存在相应代谢物时基因关闭）。主要参与氨基酸、核苷酸、维生素等基础物质的代谢。
表格 2 一些已知的Riboswithch的名称、调节小分子和功能
核糖开关中，mRNA 本身作为传感器 ,直接感受环境中相应代谢物的变化 ,结合代谢物后发生构象变化 ,在转录和翻译水平调节基因的表达。核糖开关也是一种反馈调节机制 ,与以往发现的调节机制的区别是：它不需要任何蛋白质（乳糖操纵子）或核糖体（色氨酸弱化子）作为中介 ,由 RNA 直接感受环境中代谢物的变化 ,通过形成选择性茎环结构 ,在转录延伸和翻译起始水平调节基因表达。
2.1核糖开关的作用机制
已发现的细菌核糖开关均位于代谢相关基因mRNA的 5′UTR，由 2 个结构域组成 :适体结构域(aptamer domain，AD) 和表达结构域 ( expression domain, EPD)。AD 直接结合小分子代谢物，是RNA 传感器. 序列分析表明，在不同细菌的同类核糖开关中，AD 序列保守，形成高度相似的二级结构。与配体结合后，AD 发生构象变化，信息传递至 EPD ，后者通过形成选择性茎环结构，直接调节基因的表达。不同核糖开关的 EPD
可能利用不同的机制调节基因表达。（如图 5）
目前发现的真核生物的核糖开关位于 3′UTR 或内含子，也具有相似的 AD 和EPD，可能在多个环节调节真核生物基因表达。
图 5 核糖开关的作用机制
为研究核糖开关的作用机制，F.J.Isaacs等构建了人工的Riboswithch（如图 6），这种
转录后调控比转录水平的调控更加迅速。基因正常表达时，启动子P控制gfp的表达。转录形成的mRNA的RBS暴露在外，一旦核糖体识别并与之结合以后，mRNA既可以翻译成蛋白质。而在人工构建Riboswithch中，在启动子Pcr和RBS中间插入一段与RBS互补的cr 序列。转录后mRNA5’与RBS结合形成发卡结构，将RBS掩盖阻止核糖体与之结合，从而组织翻译的进行。另一个启动子Pta启动后表达一个短链非编码RNA——taRNA。taRNA能以高度特异性优先定位于crRNA，共经过线性-环相互作用将crRNA的发卡环解开，taRNA 的尾部与crRNA互补配对。此时，crRNA的RBS位点暴露在外，核糖体可与之结合重新激活翻译。
2.2核糖开关的应用
2.2.1小分子抗菌药物
riboswitch 在人类细菌性病原体内分布广泛（如），预示着将riboswitch 作为药靶将会有广阔的应用前景。
临床上一些常用抗菌药物的毒性机制已经被证实是以riboswitch 为药靶的．例如吡啶磺胺(pyrithiamine，PT)，一种常用的硫胺代谢对抗物，是维生素B1 （Thiamine ，硫胺素）的类似物。它在细胞内很容易磷酸化成吡啶磺胺焦磷酸盐PTPP)。PTPP 可以与许多TPP riboswitch 结合(其亲和性与TPP 类似)，从而抑制由TPP riboswitch 控制的基因表达。
图 6 用于控制转录后基因调控的人工Riboswithch系统
表格 3 一些含有Riboswithch调控的人类细菌性病原体
2.2.2细菌趋向运动
细菌的趋向运动的研究在生物降解、生物纳米、合成生物学等领域具有重要意义。Shana Topp等人在大肠杆菌中设计一个通过小分子和mRNA来指导细菌运动的系统。
在野生型的大肠杆菌中，鞭毛马达的旋转方向有蛋白CheY控制，当CheY没有被磷酸化时，鞭毛马达逆时针旋转；当CheY被磷酸化后，CheY-P可以和鞭毛马达蛋白FliM结合，导致细胞滚动；因此野生型大肠杆菌可以在半固体琼脂上迁移。然而，在CheZ蛋白缺失时，
CheY-P不能去磷酸化，细胞只能翻滚不能迁移。（如图 7）
研究人员在CheZ蛋白的编码基因前设计了核糖开关（如图 8左），它只有和茶碱结合后才能改变构型与核糖体结合翻译出CheZ使细胞运动。所以导致了改造后的大肠杆菌只会在有茶碱存在的区域迁移（如图 8右）。
图 7 大肠杆菌CheY与其运动的关系
图 8 Riboswithch设计（左）与实验结果（右）
3.生物部件的讨论
生物部件是最简单、最基本的生物积块，能有通过标准化的组装方法与其他part组装成更加复杂的模块。目前，生物部件的数量和质量都达不到合成生物学所期望的要求。部件的开发存在一些问题。
如此庞大的部件库需要对每个部件进行恰当的命名，这一点通过严格统一规范去实现并不难。
生物部件之间的连接之前也是一个大问题，往往通过复杂的酶切位点的设计来实现，但随着一些新的组装手段的出现，这变得很容易。
比较难以解决的问题是标准定量机制，虽然已经有了PoPS（RNA polymerase per second）、RIPS（ribosonmal initiations per secon）的概念，但是这只是具有一定量化作用的抽象概念，合成生物学基因部件定量的标准化还远不及模块本身的进程那么快速普遍，许多研究者正在寻找更加通用、更加直观的衡量方法和更直接的测量手段。
参考文献
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《行政管理学》课程综合练习题 （四） （第13—16章） 第十三章法治行政 综合习题 一、填空题 1．据考，“法治”一词是古希腊人最早提出的。 2．在近代英国，是第一个论及国家政治与法律的关系的人。 3．法国最有代表性的法治论者是孟德斯鸠和卢梭，他们虽然都属于启蒙思想家，但法治观念也不完全相同。孟德斯鸠注重的是“”。卢梭则 以为核心。 4．法治行政的特点包括职权法定、、法律优先、、职权与职责统一等方面。 5．行政机关的法定职权，一般有两种形式，一是由规定，大都以概括之语言，划定各机关的职责范围；二是由单行的，规定某一具体事项由哪一行政机关管辖。 6．行政立法的一般程度是规划、、审查、、签署公布和。 7．规划是行政立法的启动步骤。一般而言，立法规划分为五年规划和。 8．国务院对行政法规的审议，一般通过来进行。 9．行政法规和规章审议通过后，须经行政立法机关的行政首长签署。国务
院制定的行政法规，由签署；部门规章由相应的签署；地方政府规章由省长、自治区主席或市长签署。 10．根据《立法法》，行政法规和规章应当在公布后的天内报有关部门备案。 11．行政法规的制定主体是。 12．《立法法》对制定行政法规主要规定的程序是：（1）立项和起草；（2）；（3）法规草案的审查；（4）决定；（5）公布；（6）刊登。 13．国务院行使立法监督权的工作机构是，它具体负责法规、规章的备案审查和管理工作，即立法监督工作。 14．行政复议的全面审查原则包括和适当性审查两个部分。 15．1989年《》的公布，标志着中国行政法制建设进入了一个新的历史时期。 16．人民法院裁定的管辖有移送管辖、和管辖权转移三种。 17行政诉讼的程序包括起诉和受理；；二审程序；；诉讼中止、、送达等。 18．行政赔偿的具有代表性的归责原则是无过错归责原则、以及违法归责原则。 19．行政赔偿责任的构成要件有侵权行为主体、、损害的事实以及。 20．行政赔偿所针对的损害包括物质损害和。物质损害又可分为和间接损害。 二、单项选择题 1．据考，“法治”一词是古希腊人（）最早提出的。 A．毕达哥拉斯B．梭伦 C．亚里士多德D．柏拉图 2．根据《立法法》，行政法规和规章应当在公布后的（）天内报有关部门备案。
分子生物学试题及答案 一、名词解释 1．cDNA与cccDNA：cDNA是由mRNA通过反转录酶合成的双链DNA；cccDNA是游离于染色体之外的质粒双链闭合环形DNA。 2．标准折叠单位：蛋白质二级结构单元α－螺旋与β－折叠通过各种连接多肽可以组成特殊几何排列的结构块，此种确定的折叠类型通常称为超二级结构。几乎所有的三级结构都可以用这些折叠类型，乃至他们的组合型来予以描述，因此又将其称为标准折叠单位。 3．CAP：环腺苷酸（cAMP）受体蛋白CRP（cAMP receptor protein ），cAMP与CRP结合后所形成的复合物称激活蛋白CAP（cAMP activated protein ） 4．回文序列：DNA片段上的一段所具有的反向互补序列，常是限制性酶切位点。 5．micRNA：互补干扰RNA或称反义RNA，与mRNA序列互补，可抑制mRNA的翻译。 6．核酶：具有催化活性的RNA，在RNA的剪接加工过程中起到自我催化的作用。 7．模体：蛋白质分子空间结构中存在着某些立体形状和拓扑结构颇为类似的局部区域 8．信号肽：在蛋白质合成过程中N端有15~36个氨基酸残基的肽段，引导蛋白质的跨膜。 9．弱化子：在操纵区与结构基因之间的一段可以终止转录作用的核苷酸序列。 10．魔斑：当细菌生长过程中，遇到氨基酸全面缺乏时，细菌将会产生一个应急反应，停止全部基因的表达。产生这一应急反应的信号是鸟苷四磷酸(ppGpp)和鸟苷五磷酸（pppGpp）。PpGpp与pppGpp的作用不只是一个或几个操纵子，而是影响一大批，所以称他们是超级调控子或称为魔斑。 11．上游启动子元件：是指对启动子的活性起到一种调节作用的DNA序列，-10区的TATA、-35区的TGACA 及增强子，弱化子等。 12．DNA探针：是带有标记的一段已知序列DNA，用以检测未知序列、筛选目的基因等方面广泛应用。13．SD序列：是核糖体与mRNA结合序列，对翻译起到调控作用。 14．单克隆抗体：只针对单一抗原决定簇起作用的抗体。 15．考斯质粒：是经过人工构建的一种外源DNA载体，保留噬菌体两端的COS区，与质粒连接构成。16．蓝-白斑筛选：含LacZ基因（编码β半乳糖苷酶）该酶能分解生色底物X-gal(5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷)产生蓝色，从而使菌株变蓝。当外源DNA插入后，LacZ基因不能表达，菌株呈白色，以此来筛选重组细菌。称之为蓝-白斑筛选。 17．顺式作用元件：在DNA中一段特殊的碱基序列，对基因的表达起到调控作用的基因元件。18．Klenow酶：DNA聚合酶I大片段，只是从DNA聚合酶I全酶中去除了5’→3’外切酶活性 19．锚定PCR：用于扩增已知一端序列的目的DNA。在未知序列一端加上一段多聚dG的尾巴，然后分别用多聚dC和已知的序列作为引物进行PCR扩增。 20．融合蛋白：真核蛋白的基因与外源基因连接，同时表达翻译出的原基因蛋白与外源蛋白结合在一起所组成的蛋白质。 二、填空 1． DNA的物理图谱是DNA分子的（限制性内切酶酶解）片段的排列顺序。 2． RNA酶的剪切分为（自体催化）、（异体催化）两种类型。 3．原核生物中有三种起始因子分别是（IF-1）、（IF-2）和（IF-3）。 4．蛋白质的跨膜需要（信号肽）的引导，蛋白伴侣的作用是（辅助肽链折叠成天然构象的蛋白质）。5．启动子中的元件通常可以分为两种：（核心启动子元件）和（上游启动子元件）。 6．分子生物学的研究内容主要包含（结构分子生物学）、（基因表达与调控）、（DNA重组技术）三部分。7．证明DNA是遗传物质的两个关键性实验是（肺炎球菌感染小鼠）、（ T2噬菌体感染大肠杆菌）这两个实验中主要的论点证据是：（生物体吸收的外源DNA改变了其遗传潜能）。 8．hnRNA与mRNA之间的差别主要有两点：（hnRNA在转变为mRNA的过程中经过剪接，）、 （mRNA的5′末端被加上一个m7pGppp帽子，在mRNA3′末端多了一个多聚腺苷酸(polyA)尾巴）。 9．蛋白质多亚基形式的优点是（亚基对DNA的利用来说是一种经济的方法）、（可以减少蛋白质合成过程中随机的错误对蛋白质活性的影响）、（活性能够非常有效和迅速地被打开和被关闭）。 10．蛋白质折叠机制首先成核理论的主要内容包括（成核）、（结构充实）、（最后重排）。 11．半乳糖对细菌有双重作用；一方面（可以作为碳源供细胞生长）；另一方面（它又是细胞壁的成分）。所以需要一个不依赖于cAMP—CRP的启动子S2进行本底水平的永久型合成；同时需要一个依赖于cAMP—CRP的启动子S1对高水平合成进行调节。有G时转录从（ S2）开始，无G时转录从（ S1）开
合成生物学与中药资源的可持续利用 ——香山科学会议第510次学术讨论会综述 中药资源是中医药的物质基础，是大自然和传统文化赋予我们的珍贵宝藏，几千年的积累为人们的生产生活提供了丰富的药物基础保障。但是随着社会的发展、需求量不断增大，加之对合理开发利用中药资源的认识不足，使中药资源的可持续发展和利用面临巨大的压力。分子生物学和生物化学技术的不断发展，使得药用植物次生代谢产物生物合成途径逐渐得以解析，通过挖掘活性成分生物合成的相关元件，利用合成生物学方法对植物中现有的、天然的生物系统进行重新设计，实现药用植物的定向遗传育种，通过培育高产目标活性成分的药用植物，能有效降低中药制剂生产过程的提取成本并缓解对药用植物资源的压力。同时，利用生物系统整合优化在微生物体内重建药用植物次生代谢产物的生成模块，可以实现珍稀活性成分的异源高效合成，为单一成分中药以及中药提取物生产提供原料，缓解其对中医临床用药以及中药资源的压力。2014年11月11~12日，香山科学会议在北京香山饭店召开了主题为“合成生物学与中药资源的可持续利用”的第510次学术讨论会。中国中医科学院黄璐琦研究员、中科院上海植物生理生态所陈晓亚研究员、中科院上海生物工程研究中心杨胜利研究员、中科院天津工业生物技术研究所张学礼研究员担任
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(含不批准)三个步骤。 A、事先 B、事中 C、事后 D、全面 答案：A 第6题高斯发表于1936年，提出了公共行政和公共行政环境之间的关系问题并予以研究的行政学论著是()。 A、《公共行政生态学》 B、《政府生态学》 C、《美国社会与公共行政》 D、《比较公共行政模式》 答案：C 第7题回归后的香港行政区和澳门行政区属于()的行政区。 A、现代型 B、特殊型 C、传统型 D、发展型 答案：B 第8题构成公共组织结构的基本要素是()，它是公共组织结构的支撑点和联络点。 A、行政职位 B、职能目标 C、行政职权 D、行政人员 答案：A 第9题我国由人民代表投票选举产生政府领导者的制度属于()。 A、聘任制
B、委任制 C、考任制 D、选任制 答案：D 第10题根据《立法法》，行政法规和规章应当在公布后的()天内报有关部门备案。 A、15 B、30 C、45 D、60 答案：B 多项选择题 第11题我国公务员制度的主要特点是（）。 A、体现了分类管理原则 B、体现了“政务官”与“事务官”划分的原则 C、具有合理的竞争择优机制 D、体现了“政治中立”的原则 E、具有健全的法规体系 答案：A|C|E 第12题职位受社会政治、经济发展状况制约，其主要特点是（）。 A、职位是以“事”为中心确定的 B、职位是以“人”为中心确定的 C、职位的数量有限 D、职位具有相对稳定性 E、职位上的行政领导人员担任职务与责任的时间长短、职务与责任是否主要，对职位本身产生影响答案：A|C|D 第13题下列属于市场失效范围的有（）。 A、不平等问题
第一章绪论 1. 你对现代分子生物学的含义和包括的研究范围是怎么理解的？ 分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科，它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象，是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。狭义：偏重于核酸的分子生物学，主要研究基因或 DNA 的复制、转录、表达和 调节控制等过程，其中也涉及与这些过程有关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会，也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传、生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明，从而为利 用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。这些生物大分子均具有较大的分子量，由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息，并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统，由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务。 2. 分子生物学研究内容有哪些方面？ 分子生物学主要包含以下三部分研究内容：A.核酸的分子生物学，核酸的分子生物学研究核酸的结构及其功能。由于核酸的主要作用是携带和传递遗传信息，因此分子遗传学（moleculargenetics）是其主要组 成部分。由于 50 年代以来的迅速发展，该领域已形成了比较完整的理论体系和研究技术，是目前分子生物学内容最丰富的一个领域。研究内容包括核酸/基因组的结构、遗传信息的复制、转录与翻译，核酸存 储的信息修复与突变，基因表达调控和基因工程技术的发展和应用等。遗传信息传递的中心法则（centraldogma）是其理论体系的核心。 B.蛋白质的分子生物学蛋白质的分子生物学研究执行各种生命功能的主要大分子──蛋白质的结构与功能。尽管人类对蛋白质的研究比对核酸研究的历史要长得多，但由于其研究难度较大，与核酸分子生物学相比发展较慢。近年来虽然在认识蛋白质的结构及其与功能关系方面取得了一些进展，但是对其基本规律的认识尚缺乏突破性的进展。 3. 分子生物学发展前景如何？ 21 世纪是生命科学世纪，生物经济时代，分子生物学将取得突飞猛进的发展，结构基因组学、功能基因 组学、蛋白质组学、生物信息学、信号跨膜转导成为新的热门领域，将在农业、工业、医药卫生领域带来新的变革。 4. 人类基因组计划完成的社会意义和科学意义是什么？ 社会意义：人类基因组计划与曼哈顿原子计划、阿波罗登月计划并称为人类科学史上的三大工程，具有 重大科学意义、经济效益和社会效益。 1）.极大地促进生命科学领域一系列基础研究的发展，阐明基因的结构与功能关系、生命的起源和进化、细胞发育、生产、分化的分子机理，疾病发生的机理等，为人类自身疾病的诊断和治疗提供依据，为医药产业带来翻天覆地的变化； 2）.促进生命科学与信息科学、材料科学和与高新技术产业相结合，刺激相关学科与技术领域的发展，带动起一批新兴的高技术产业； 3）.基因组研究中发展起来的技术、数据库及生物学资源，还将推动对农业、畜牧业（转基因动、植物）、能源、环境等相关产业的发展，改变人类社会生产、生活和环境的面貌，把人类带入更佳的生存状态。 科学意义： 1）确定人类基因组中约 5 万个编码基因的序列基因在基因组中的物理位置，研究基因的产物及其功能 2）了解转录和剪接调控元件的结构和位置，从整个基因组结构的宏观水平上了解基因转录与转录后调节 3）从总体上了解染色体结构，了解各种不同序列在形成染色体结构、DNA 复制、基因转录及表达调控中 的影响与作用 4）研究空间结构对基因调节的作用
合成生物学中DNA的合成、组装和应用 摘要 近年来，以微芯片为基础的基因合成技术发生了令人振奋的新发展,基因合成技术具有显著增加产量和降低基因合成成本的潜力，连同更高效的酶促修复技术和基因组装技术，这些新技术正推动合成生物学走向更高水平。 1.基因合成(不确定的地方全部原文标黄) 传统的寡核苷酸合成是用微升体积的溶液在小柱上进行合成。化学物和溶剂过柱后，逐步诱导核苷酸单体添加，形成增长的寡核苷酸链。依据标准的亚磷酰胺化学法，每轮反应包括以下四个步骤：1).脱保护；2).偶联；3). 封闭；4).氧化。过去几十年，商业上主要用固相亚磷酰胺化学法合成DNA。但由于化学反应效率上的局限，合成的寡核苷酸长度大部分不能超过150-200个碱基。如果超过这一长度，每步化学反应的副反应和低效率都会显著影响到序列的完整和产物 的产率。 传统上，以DNA聚合酶或连接酶为基础的装配方式的基因构建以柱合成的寡核苷酸为（Traditionally, column-synthesized oligos are used as building blocks for gene construction using either DNA polymerase based or DNA ligase based assembly methods.）目前对基因装配技术有许多细节上的评价在文献里都能找到。能在一些综述里找到对当前基因装配技术更详细的评估。但是，由于柱基础的寡核苷酸合成花费高、生产量有限，这些都使大规模的基因合成和基因组装配
在这个新的合成生物学时代遇到瓶颈。 微阵列芯片作为一个不昂贵的寡核苷酸高密度阵列近年来引起了广泛的关注。 在微阵列芯片上进行合成允许小型化和平行方式产生大量的独特寡核苷酸序列（Synthesis on microarrays allow large numbers of unique oligo sequences to be generated in a miniaturized and parallel fashion），而且在产量、试剂消耗、花费上都有很大优势。与早期的微阵列合成寡核苷酸池进行基因装配相比，后来的微阵列在质量、效率、寡核苷酸合成与基因组装自动化上都有了令人激动的发展。图1总结出了进步之处。 用微阵列技术进行基因合成也有一定的挑战性。最大的挑战就是微阵列产生序列相对质量较差。在平面表面合成的寡核苷酸更容易出错，通常错误率大于柱合成的寡核苷酸。其中一个原因是脱保护剂/脱三苯甲基剂造成的迁延照射（即延长的暴露）使得“脱嘌呤”。通过优化试剂流动和反应条件，安捷伦科技的Leproust小组改进了反应过程，使高保真合成寡核苷酸池提高到200个碱基。另一个（错误率高的）原因是微阵列芯片合成中所谓的“边缘效应”。微阵列芯片合成大体上依靠于硅晶片上的直接且有空间性限制反应的具体机制。比如，安捷伦公司用喷墨印刷技术分配微微升溶剂到芯片上指定的位置。联川生物（LC Sciences）和美国昂飞公司（Affymetrix）在微流体系统中用激发光化学控制解封步骤（deblocking step）。CombiMatrix 公司用可编程的微电极阵列在需要的点上进行氧化还原反应。这些例
合成生物学之生物部件 622 （山东大学生命科学学院，济南，250100） 摘要：合成生物学强调“设计”和“重设计”，其目的是通过人工设计和构建自然界中不存在的生物系统来解决能源、材料、健康和环保等问题，其工程化的思想和标准化的工具一经兴起变得到全世界范围的广泛关注。生物系统的层次化结构是合成生物学本质化的典型体现，合成生物学系统中最简单最基本生物模块被称为生物部件（part），它是自下而上的研究策略中基础部分，本文回顾了合成生物学中常用的生物部件级标准化使用方法，着重介绍了启动子和核糖开关的相关研究进展。 关键词：合成生物学生物部件生物元件 1953年，年轻的J.D.Watson和F. Crick从DNA的X射线的X衍射图上解读了双螺旋结构，隐藏了几十亿年的生物密码逐渐露出端倪。2003年人类基因组计划顺利完成，此后包括人类在内的各种生物的图谱纷纷出炉，生物遗传密码的神秘面纱正在被迅速揭开。生物学由定性描述转向定量计算，从分析到设计，进入系统和合成生物学（synthetic biology）的的时代。 目前合成生物学的定义还处于多元化阶段，比较全面地可以概括为：合成生物学是指按照一定的规律和现有的知识，设计和建造新的生物部件、装置和系统，或重新设计已有的天然系统为人类的特殊目的服务。从这个定义来看，合成生物学包含自下而上的研究策略和自上而下的研究策略，对于前者的探索是艰深而富有划时代意义的。合成生物学最终期望是借鉴电子学的方法能能像“搭积木”一样构建基因线路，而这最基本的就是模块化元件。 我们称具有标准接口、功能相对独立生物大分子、信号转导路径、基因线路等为“模块”（module）或生物积块（BioBrick），模块的规模可大可小，大致可分为部件（part）、装置（device）、系统（System）及多细胞体系等几个层次，其中最基础的就是生物部件。模块化设计体现了合成生物学的精髓，模块往往具有信息隐藏，内聚耦合，封闭性开放性的特性。常见的生物部件按照功能可以分为启动子（promoter）、核开关（Riboswithch）、RBS、终止子、操纵子、蛋白编码基因（CDS）、报告基因、标签组件、操纵子等，当然这些分类层侧不是绝对的。
《行政管理学》课程综合练习题 (四 (第13—16章 第十三章法治行政 综合习题 一、填空题 1.据考,“法治”一词是古希腊人最早提出的。 2.在近代英国,是第一个论及国家政治与法律的关系的人。 3.法国最有代表性的法治论者是孟德斯鸠和卢梭,他们虽然都属于启蒙思想家,但法治观念也不完全相同。孟德斯鸠注重的是“”。卢梭则 以为核心。 4.法治行政的特点包括职权法定、、法律优先、、职权与职责统一等方面。 5.行政机关的法定职权,一般有两种形式,一是由规定,大都以概括之语言,划定各机关的职责范围;二是由单行的,规定某一具体事项由哪一行政机关管辖。 6.行政立法的一般程度是规划、、审查、、签署公布和。 7.规划是行政立法的启动步骤。一般而言,立法规划分为五年规划和。 8.国务院对行政法规的审议,一般通过来进行。 9.行政法规和规章审议通过后,须经行政立法机关的行政首长签署。国务 院制定的行政法规,由签署;部门规章由相应的签署;地方政府规章由省长、自治区主席或市长签署。
10.根据《立法法》,行政法规和规章应当在公布后的天内报有关部门备案。 11.行政法规的制定主体是。 12.《立法法》对制定行政法规主要规定的程序是:(1立项和起草; (2;(3法规草案的审查;(4决定;(5公布;(6刊登。 13.国务院行使立法监督权的工作机构是,它具体负责法规、规章的备案审查和管理工作,即立法监督工作。 14.行政复议的全面审查原则包括和适当性审查两个部分。 15.1989年《》的公布,标志着中国行政法制建设进入了一个新的历史时期。 16.人民法院裁定的管辖有移送管辖、和管辖权转移三种。 17行政诉讼的程序包括起诉和受理;;二审程序;;诉讼中止、、送达等。 18.行政赔偿的具有代表性的归责原则是无过错归责原则、以及违法归责原则。 19.行政赔偿责任的构成要件有侵权行为主体、、损害的事实以及。 20.行政赔偿所针对的损害包括物质损害和。物质损害又可分为和间接损害。 二、单项选择题 1.据考,“法治”一词是古希腊人(最早提出的。 A.毕达哥拉斯 B.梭伦 C.亚里士多德
二简答题-1)DNA的一级、二级和三级结构；2)原核和真核生物基因组的特点；3) DNA 的半保留复制机制；4) DNA复制精确性的分子机理; (1)DNA一级结构：是指4种核苷酸的连接及排列顺序，表示了该DNA分子的化学构成。DNA的二级结构：是指两条脱氧多核苷酸链反向平行盘绕所形成的双螺旋结构。 DNA的三级结构：是指DNA中单链与双链、双链之间的相互作用形成的三链或四链结构。 (2) 原核生物基因组的特点：基因组通常仅由一条环状双链DNA分子组成。只有一个复制起点。有操纵子结构。编码蛋白质的结构基因是单拷贝的，但rRNA基因往往是多拷贝的。非编码的DNA所占比例很少，类似病毒基因组。基因组DNA具有多调控区。与真核生物类似，具有可移动的DNA序列 真核生物基因组的特点：1.基因组较庞大：2.大量重复顺序3.大部分为非编码序列4. 转录产物是单顺反子5.真核基因是断裂基因，有内含子结构6.存在大量的顺式作用元件。7．存在大量的DNA多态性8.具有端粒结构 3) DNA的半保留复制机制； DNA在进行复制的时候链间氢键断裂，双链解旋分开，每条链作为模板在其上合成互补链，经过一系列酶（DNA聚合酶、解旋酶、链接酶等）的作用生成两个新的DNA分子。子代DNA分子其中的一条链来自亲代DNA，另一条链是新合成的，这种方式称半保留复制。 4) DNA复制精确性的分子机理; 1.严格的碱基配对 2.DNA聚合酶对碱基的选择 3.DNA聚合酶的校读功能 4.修复（错配修复、切除修复、重组修复、直接修复、SOS） 第三章生物信息的传递(上)—从DNA到RNA 简答题-1)原核与真核生物mRNA的区别；2)RNA转录的基本过程及加工方式；3)列举几个RNA转录的顺式作用元件(如TATA box)及其作用方式。 （1）原核生物mRNA的特征 1) 半衰期短：转录与翻译同步，翻译没有完成可能mRNA 5’端就开始降解； 2) 多顺反子形式：操纵子-功能相关的几个基因一起转录为一条mRNA分子； 3) 无5’帽结构，3’没有或很短polyA尾巴 真核生物mRNA的特征 mRNA前体长5-10倍以上，加工为成熟mRNA的结构与DNA序列有差异： 1) 5’端存在帽结构2) 3’端polyA尾巴 真核细胞mRNA结构为：5’cap-5’UTR-coding region-3’UTR-polyA tail，病毒mRNA 亦是单顺反子结构。UTR为DNA转录没有加工的不翻译区。 2)RNA转录的基本过程及加工方式 转录的基本过程包括模板识别、转录起始、通过启动子及转录的延伸和终止。 1.模板识别阶段主要指RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程。转录起始前，启动子附近的DNA双链分开形成转录泡以促使底物核糖核苷酸与模板DNA的碱基配对。 2、转录起始就是RNA链上第一个核苷酸键的产生。 3、转录起始后直到形成9个核苷酸短链是通过启动子阶段，通过启动子的时间越短，该基因转录起始的频率也越高。 4、RNA聚合酶离开启动子，沿DNA链移动并使新生RNA链不断伸长的过程就是转录的延伸。 5、当RNA链延伸到转录终止位点时，RNA聚合酶不再形成新的磷酸二酯键，RNA-DNA杂合物分离，这就是转录的终止。
合成生物学与工业生物技术 ◆杨 琛 姜卫红 杨 晟 赵国屏 中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所,上海200032 收稿日期:200928210 修回日期:200929227联系作者:姜卫红,研究员,whjiang@sibs .ac .cn 。 摘 要 合成生物学是近年来发展起来的新 兴学科,因其具有重要的研究意义和巨大的应用开发潜力而备受关注,发展极为迅速。本文对合成生物学的国内外研究概况、发展方向及其对工业生物技术领域的推动作用进行了概述。 关键词:合成生物学 工业生物技术中图分类号:Q812 文献标识码:A 文章编号:100922412(2009)0520038203 近年来,系统生物学理论与工程生物技术的发展使得合成生物学这一新兴研究领域应运而生,并取得重要进展。合成生物学是在基因组技术为核心的生物技术基础上,以系统生物学思想为指导,综合生物化学、生物物理和生物信息技术,利用基因和基因组的基本要素及其组合,设计、改造、重建或制造生物分子、生物体部件、生物反应系统、代谢途径与过程乃至具有生命活力的细胞和生物个体。合成生物学研究既是生命科学和生物技术在分子生物学和基因工程水平上的自然延伸,又是在系统生物学和基因组综合工程技术层次上的整合性发展。其主要目标,一方面是希望可以根据人类的意愿从头设计,合成新的生命过程或生命体;另一方面,是利用合成生物学的方法,将“综合、整体”的思路真正引入现代工业生物技术和生物医学等领域,通过对现有生物体的有目标的改造,以有助于解决人类发展面临的若干重大挑战,譬如合成新医药材料和新药品、生产生物燃料、清理有毒废物、减少二氧化碳排放等。因此,合成生物学具有重要的研究意义和巨大的应用开发潜力。 一、国内外研究概况 合成生物学首先被应用在天然药物的生物合 成、生物能源和生物基化学品领域,如:美国杜邦公司利用大肠杆菌合成了重要的工业原料1,32丙二醇;L iao 等在大肠杆菌中重构了异丁醇产生途径[1]; 2006年,美国加州大学Berkeley 分校的Keasling 实 验室将多个青蒿素生物合成基因导入酵母菌中产生了青蒿酸,并通过对代谢途径(网络)不断改造和优化,使产量实现了若干数量级的提高,具有了工业生产的潜力[2],该重要进展是合成生物学在工业应用中的一个标志性突破。 近年来,利用人工化学合成的手段合成生物遗传物质的研究进展非常迅速。2002年,美国W i m mer 实验室首次化学合成了脊髓灰质炎病毒的c DNA ,并反转录成有感染活性的病毒RNA ,开辟了利用已知基因组序列,不需要天然模板,从化学单体合成感染性病毒的道路[3]。2008年Venter 实验室合成了有 582970个碱基对的生殖道支原体(M ycoplas m a gen i 2ta lium )全基因组 [4] 。为了突出这是人工合成的基因 组,他们在基因组的多处插入了“水印”序列。至此,人工化学合成病毒和细菌基因组均已实现,这为运用合成生物学方法改造、构建新型细菌,以合成目标产物、降解有害物质等方面开辟了新的途径。 目前,美国约有20个实验室从事生命系统设计和合成生物学相关的研究,主要包括开发特殊和通用的标准合成元件、反向工程和重新设计已知的生物部件、发展设计方法和工具以及人工重新合成简单的微生物等。从2004年开始,每年召开合成和系统生物学的会议,促进了交流与合作,推动了这个新兴学科的迅速发展。欧盟国家中的剑桥大学和苏黎世大学的两个实验室也在开展合成生物学研究,目前正积极呼吁更多的实验室参与同美国的竞争。 我国科学工作者自20世纪70年代以来大力推进基因工程、蛋白质工程和代谢工程等技术的发展。近10年,又启动了基因组和生物信息的研究以及系统生物学的研究工作。因此,我们有条件及时进入合成生物学的研究领域,发展合成生物学技术,服务于我国生命科学和社会经济的发展。但是,如上所述,合成生物学并非简单的生物技术或生物工程的
１、细菌在下列哪个生长期中最易出现变异 1.迟缓期 2.对数期 3.稳定期 4.衰亡期 5.以上均可 2、属于细菌分解性代谢产物得就是 1.热原质 2.硫化氢 3.外毒素 4.维生素 5.抗生素 ３、关于细胞因子 1.细胞因子就是由细胞产生得 2.单一细胞因子可具有多种生物学活性 3.细胞因子可以自分泌与旁分泌两种方式发挥作用 4.细胞因子得作用不就是孤立存在得 5.以上均正确 4、下列哪一类细胞产生IgE抗体 1.T淋巴细胞 2.淋巴细胞 3.巨噬细胞 4.肥大细胞 5.嗜碱粒细胞 ５、5种免疫球蛋白得划分就是根据 1.Ｈ链与Ｌ链均不同 2.V区不同 3.L链不同 4.H链不同 5.连接H链得二硫键位置与数目不同 6、木瓜蛋白酶水解IgG得到得片段包括Ｆab与 1.Fc’ 2.F（ab）' 3.Fc 4.ＶＨ 5.F（ab')２ 7、人体内半衰期最长得抗体就是
1.ＩgＧ 2.IgM 3.IgA 4.ＩgE 5.ＩgＣ ８、预示早期感染得抗体就是 1.IgＧ 2.ＩgＭ 3.IｇA 4.IｇＥ 5.IｇC 9、鸟类Ｂ细胞成熟得中枢免疫器官就是 1.骨髓 2.胸腺 3.法氏囊 4.淋巴结 5.脾 1０、细菌毒素中,毒性最强得就是 1.破伤风痉挛毒素 2.霍乱肠毒素 3.白喉外毒素 4.肉毒毒素 5.金黄色葡萄球菌肠毒素 １1、细菌内毒素得成分就是 1.H抗原 2.肽聚糖 3.Ｏ抗原 4.荚膜多糖 5.脂多糖 1２、质粒在细菌间得转移方式主要就是 1.接合 2.转导 3.转化 4.突变 5.溶原性转换 １3、湿热灭菌法中效果最好得就是 1.高压蒸汽灭菌法 2.流通蒸汽法 3.间歇灭菌法
《公共行政学》作业1-4参考答案
《公共行政学》作业1答案 一、名词解释： 1、地方政府体制：是地方政府按照一定的法律或标准划分的政府组织形式。。 2、非营利组织：是指组织的设立和经营不是以营利为目的，且净盈余不得分配，由志愿人员组成，实行自我管理的、独立的、公共或民间性质的组织团体。 3、人事行政：是指国家的人事机构为实现行政目标和社会目标，通过各种人事管理手段对公共行政人员所进行的制度化和法治化管理。 4、公文管理：就是对公文的创制、处置和管理，即在公文从形成、运转、办理、传递、存贮到转换为档案或销毁的一个完整周期中，以特定的方法和原则对公文进行创制加工、保管料理，使其完善并获得功效的行为或过程。 二、单项选择： 1．被称为“人事管理之父”和行为科学的先驱者的是( C )。 A．普耳 B．斯密 C．欧文 D．斯图亚特 2．公共行政生态学的代表作《公共行政生态学》于1961年发表，该书的作者是 ( A )。 A．里格斯 B．古立克 C．德鲁克 D．高斯 3．20世纪30年代，古立克把管理职能概括为( A )。 A．计划、组织、人事、指挥、协调、报告、预算 B．领导、决策、组织、指挥、协调、人事、预算 C．计划、领导、人事、指挥、组织、报告、预算 D．计划、领导、人事、沟通、协调、组织、预算 4、职位分类最早产生于19世纪的（ B ）国，后被许多国家所效仿。 A、法 B、美 C、中 D、英 5、由立法机关或其他任免机关经过考察而直接任命产生行政领导者的制度是（C）。 A、选任制 B、考任制 C、委任制 D、聘任制 6．公共行政学研究的核心问题是( A )。 A．政府职能 B．行政监督 C．行政决策 D．行政体制 7．法国第五共和国宪法所确立的一种中央政府体制是( C )。 A．内阁制 B．总统制 C．半总统制 D．委员会制 8．内阁制，起源于18世纪的( A )国，后来为许多西方国家所采用。 A．英国 B．美国 C．日本 D．加拿大 9．我国最早提出学习行政学的是梁启超，他于1876年在( B )中提出“我国公卿要学习行政学”。
一、名词解释： 1代谢工程：应用重组DNA技术和分析生物学相关的遗传学手段进行有精确目标的遗传操作，改变酶的功能或输送体系的功能，甚至产能系统的功能，以改进细胞某些方面的代谢活性的整套操作工作（包括代谢分析、代谢设计、遗传操作、目的代谢活性的实现）。 代谢工程是生物化学反应代谢网络有目的的修饰。它属于基因工程的一个重要的分支。2代谢控制发酵技术：利用遗传学的方法或生物化学方法，人为地在DNA分子水平上改变和控制微生物的代谢，使目的产物大量的生成、积累的发酵。 3生物技术：是应用自然科学及工程学的原理，依靠微生物、动物、植物体作为反应器将物料进行加工以提供产品来为社会服务的技术。 4代谢网络的节点（Node）：微生物代谢网络中的途径的交叉点（代谢流的集散处）称作节点。在不同条件下，代谢流分布变化较大的节点称为主节点。根据节点下游分支的可变程度，节点分为柔性、弱刚性、强刚性三种。 5柔性节点（Flexible Node）：是节点的一种类型，是流量分配容易改变并满足代谢需求的一类节点。（指由节点流向各分支的代谢流量分割率随代谢要求发生相应的变化，去除产物的反馈抑制后，该分支的代谢流量分割率大大增加）。 6强刚性节点：若一个节点的一个或多个分支途径的流量分割率受到严格控制，那么这类节点就称为强刚性节点。（指由节点流向某一分支或某些分支的代谢流量分割率是难以改变的，这是由产物的反馈抑制及对另一分支酶的反式激活的相互作用所致。） 7弱刚性节点：若一个节点的流量分配由它的某一分支途径的分支动力学所控制，则称该节点是弱刚性节点，介于柔性节点和强刚性节点之间。 8代谢流（Flux）：定义为流入代谢物被途径加工成流出代谢物的速率。 9途径工程（Pathway Engineering）：是一门利用分子生物学原理系统分析细胞代谢网络，并通过DNA重组技术合理设计细胞代谢途径及遗传修饰，进而完成细胞特性改造的应用性学科。 10合成生物学：简单地说，合成生物学是通过设计和构建自然界中不存在的人工生物系统来解决能源、材料、健康和环保等问题的一门新兴学科。 11底物：培养基中存在的化合物，能被细胞进一步代谢或直接构成细胞组分。 12代谢产物：由细胞合成并分泌到细胞外培养基中的化合物，可以是初级代谢产物（如二氧化碳、乙醇等），也可以是次级代谢产物或蛋白质。 13胞内代谢物（Intracellular Metabolite）：细胞内其它的化合物，包括不同代谢途径的中间代谢物和用于大分子合成的结构单元等。 14生物基质要素：构成生物基质大分子池的一类物质，包括RNA、DNA、蛋白质、脂质和碳水化合物等。 15途径：是指催化总的代谢物的转化、信息传递和其他细胞功能的酶促反应的集合。 16通量/物流：是指物质或信息通过途径被加工的速率，它与个别反应速率不同。 （名词解释不全……） 二、问答题： 1．代谢工程的基本原理: ①涉及细胞物质代谢规律及途径组合的生物化学原理，它提供了生物体的基本代谢图谱和 生化反应的分子机理； ②涉及细胞代谢流及其控制分析的化学计量学、分子反应动力学、热力学和控制学原理， 这是代谢途径修饰的理论依据； ③涉及途径代谢流推动力的酶学原理，包括酶反应动力学、变构抑制效应、修饰激活效应
微生物学作业（华师生科院06函授07号李文勇） 第一章绪论 1、什么是微生物？微生物有哪些特点？ 人们把那些形体微小（<0.1mm），结构简单，在适宜环境下能生长繁殖及发生遗传变异，用肉眼难以看到，必须借助光学显微镜或电子显微镜才能看清的低等微小生物统称为微生物。微生物有6大特点：微生物的比表面积大、转化能力强、繁殖速度快、易变异、适应性强、分布广。 第二章原核微生物 1、名词解释 原核微生物：指核质和细胞质之间不存在明显核膜，其染色体由单一核酸组成的一类微生物。肽聚糖：由两种糖衍生物，N-乙酰葡糖胺（G）和N-乙酰胞壁酸（M），以及短胎所组成。溶菌酶：又称N-乙酰胞壁酸酶。它专攻击聚糖链中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡糖胺之间的β-1,4糖苷键而使细胞壁解体 核区：细菌菌体中央大量遗传物质（DNA）所在的区域。无核膜核仁，由一环状DNA分子高度缠绕而成。 质粒：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染色体以外的脱氧核糖核酸(DNA)分子。 荚膜：某些细菌在细胞壁外包围的一层粘液性物质。 粘液层：荚膜的类型，量大，而且与细胞表面的结合比较松散，没有明显边界，常扩散到培养基中。 菌落：单个微生物在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度；形成肉眼可见有一定形态结构的子细胞的群落。 2、根据革兰氏阳性与革兰氏阴性细菌细胞壁通透性来说明革兰氏染色的机制。 革兰氏染色法，主要过程为：结晶紫初染，碘液媒染，95%乙醇脱色，再以沙黄等红色燃料复染。染色结果为：革兰氏阳性菌被染成紫色，革兰氏阴性菌被染成浅红色。细菌的不同显色反应是由于细胞壁对乙醇的通透性和抗脱色能力的差异，主要是肽聚糖层厚度和结构决定的。经结晶紫染色的细胞用碘液处理后形成不溶性复合物，乙醇能使它溶解，所以染色的前二步结果是一样的，但在G＋细胞中，乙醇还能使厚的肽聚糖层脱水，导致孔隙变小，由于结晶紫和碘的复合物分子太大，不能通过细胞壁，保持着紫色。在G—细胞中，乙醇处理不但破坏了胞壁外膜，还可能损伤肽聚糖层和细胞质膜，于是被乙醇溶解的结晶紫和碘的复合物从细胞中渗漏出来，当再用衬托的染色液复染时，显现红色。红色染料虽然也能进入已染成紫色的G+细胞，但被紫色盖没，红色显示不出来。 3、什么是芽胞？它在什么时候形成？试从其特殊的结构与成分说明芽孢的抗逆性。 芽胞杆菌生长到后期，在其菌体内形成厚壁、折光性强、具抗逆性的孢子称为芽孢。芽胞是代谢活性很低，对干燥、热、化学药物和辐射等具有高度抗性的休眠体。究表明芽孢对不良环境因子的抗性主要由于其含水量低（40％）。且含有耐热的小分子酶类，富含大量特殊的吡啶二羧酸钙和带有二硫键的蛋白质，以及具有多层次厚而致密的芽孢壁等原因。 第三章真核微生物 1、名词解释 真核微生物：具有真正细胞核，具有核膜与核仁分化的较高等的微生物。 真菌：真核微生物，有细胞壁没光合色素，寄生或腐生生活，靠渗透作用吸取营养。 酵母菌：真核单细胞生物。体呈圆形、卵形或椭圆形，内有细胞核、液泡和颗粒体物质。通常以出芽繁殖；有的能进行二等分分裂；有的种类能产生子囊孢子。 霉菌：霉菌是丝状真菌的俗称