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1、2 0 0 5年 第4 0卷 第7期生物学通报5 3门图像分析软件( 如L u c i a、A u t oG e n t o x彗星图像分析 软件) 进行分析。 近年来,S C G技术在国际上广 泛 用 于 环 境 毒 理学、 人类遗传学、 核辐射工业毒物等的危害性进行分析评价。 而且,S C G比S C E试验更灵敏, 尤其对研究低 剂量遗传毒理效应, 优于染色体畸变、 微核等短期遗 传毒性试验。2 0 0 0年,在国际化学安全研究项目组(I n t e r n a t i o n a l P r o g r a mo nC h e m i c a l S a f e t y , I P C
2、 S) 制订的 人类致癌剂遗传毒性效应监测的指南中, S C G试验已 列为人类遗传毒性监测的推荐方法。参考文献1谷康定,唐非,鲁志松等.单细胞凝胶电泳在真核微生物的应用.华中科技大学学报(医学版),2 0 0 4,3 3(2) :1 3 91 4 2 .2高建军,丰盛梅, 顾淑珠等.利用单细胞凝胶技术估算淋巴细胞受照剂量.复旦学报(医学版),2 0 0 4,3 1(1) :6 97 0,7 7 .3王涛, 衡正昌, 张遵真.彗星试验检测环境致癌物的敏感性评价.卫生毒理学杂志,2 0 0 1,1 5 ( 1 ):5 86 0 .4曹毅, 陈瑞,王仲文等.彗星分析技术检测辐射和化学物质诱导的D
3、N A损伤.癌变畸变突变,2 0 0 3,1 5(3) :1 4 41 4 6 .5 A l b e r t i n i R . J . , A n d e r s o nD . , D o u g l a sG . R . e l a l . I P C Sg u i d e l i n e sf o rt h em o n i t o r i n go f g e n o t o x i ce f f e c t so f c a r c i n o g e n si nh u m a n s . M u t a tR e s,2 0 0 4 , 6 3 : 1 1 11 7 2 .(B
4、H)1问: 细菌主要以二分裂方式进行繁殖, 二分裂 是否就是无丝分裂?二者有何区别?答:细菌可以以无性或者遗传重组二种方式繁殖, 最主要的方式是以二分裂这种无性繁殖的方式: 一个细菌细胞壁横向分裂, 形成两个子代细胞。 除细菌以外, 二分裂也是原生动物最普遍的一种 无性生殖, 一般是有丝分裂, 分裂时细胞核先由一个分为二个, 染色体均等的分布在两个子核中, 随后细 胞质也分别包围两个细胞核, 形成两个大小、 形状相 等的子体, 二分裂可以是纵裂, 如眼虫; 也可以是横裂, 如草履虫; 或者是斜分裂, 如角藻。 关于无丝分裂, 要从以下几点来理解:无丝分裂是真核生物细胞分裂的三种方式之一;其特点
5、是在分裂过程中不出现染色体和纺锤丝的变化;为了 保证遗传物质在前后代细胞相同, 无丝分裂同样进行 D N A的复制;实例: 除高中课本中提到的蛙的红细 胞进行无丝分裂外, 其实在真核生物中无丝分裂是较普遍地存在, 如在胚乳发育过程中, 以及正常组织中,如薄壁组织、 表皮、 顶端分生组织、 花药的绒毡层等也 出现。高度分化的动物细胞如神经细胞、 肾小管上皮 细胞、 肝、 肾上腺皮质细胞等也存在无丝分裂。由此可见, 无丝分裂不能与二分裂混为一谈。 2问:固氮酶必须在缺氧条件下才能起作用,那 么, 好氧性固氮菌如何创造固氮酶所需的缺氧条件? 答: 由于氧可使固氮酶失活, 故必须在好氧性固 氮菌细胞周
6、围的微环境创造低氧状态, 以确保固氮酶不受氧损伤。目前已知的固氮酶的防氧保护主要有以下几种方式: 1) 好氧性自生固氮菌的保护机制:呼吸保护: 固氮菌通过较强呼吸作用,迅速将环境中的氧消耗掉, 如固氮菌科的固氮菌。构象保护: 好氧固氮菌胞 内有一种称为s h e t h n a蛋白, 当氧分压高时, 它与固氮酶结合成为复合物, 可保护固氮酶但暂时没有固氮活 性。当氧分压变低时, 该蛋白从复合物解离出来, 固氮酶又恢复固氮活性。 2) 蓝细菌固氮酶的保护: 蓝细菌是一类放氧性光 合生物, 在光下, 会因光合作用放出的氧而使细胞内氧浓度增高, 但同时它又有厌氧的固氮系统, 它在长 期进化过程中形成
7、以下2种独特的抗氧机制。分化 出特殊的还原性异形胞。某些丝状蓝细菌可在细胞链的中间或末端形成异形胞,体积大且有较厚外膜, 可防止氧气进入细胞,此外异形胞只有光合系统, 因 而光合作用不放氧, 因此异形胞是适用于在有氧条件下进行固氮作用的细胞。非异形胞蓝细菌固氮酶的 保护多种多样: 有的采用将固氮作用与光合作用进行时间上的分隔( 黑暗下固氮, 光照下进行光合作用) ,如织线蓝菌属等; 有的则形成束状群体, 在其中央处 于厌氧环境下的细胞失去光合系统, 有利于固氮酶在微氧环境下进行固氮作用, 如束毛蓝菌属; 有的则 在固氮酶活性高时, 细胞内用以除去有毒过氧化物的过氧化物酶和超过氧化物酶的活力也均
8、提高, 如粘球蓝菌属。 3) 根瘤菌固氮酶的抗氧保护:豆科植物共生根 瘤菌: 固氮作用只发生在根瘤菌的类菌体内, 这是由于类菌体被包在一层周膜中, 在这层膜的内外都存在 着一种独特的豆血红蛋白, 它具有调节周围氧浓度的功能, 当氧浓度高时, 它可以与氧结合( 可使氧浓度比周围环境降低8万倍) , 当氧浓度低时, 它又可释放出 氧气,因此类菌体既能满足根瘤菌生活对氧的需要,又不会造成氧对固氧酶的伤害。非豆科植物共生根高中 生物 选修课本有关知识的 7 组问答周初霞( 浙江省诸暨中学浙江诸暨3 1 1 8 0 0)!5 4生物学通报2 0 0 5年 第4 0卷 第7期瘤菌: 在其根瘤中虽未发现豆血
9、红蛋白。但却含有能 可逆地与氧相结合的植物血红蛋白, 它在菌体内也起着氧载体的作用。在赤杨、 杨梅等非豆科木本植物的 根瘤中, 存在着共生放线菌, 在其营养菌丝的末端可膨大成为泡囊, 泡囊与蓝细菌的异形胞类似, 具有保 护固氮酶免受分子氧损伤的特殊功能。 3问: 抗生素是微生物的次级代谢产物, 是一类 具有特异性抑菌和杀菌作用的有机化合物, 那么抗生 素是否只有抑菌和杀菌作用?是否只来自于微生物? 答: 抗生素是微生物在代谢过程中产生的, 在低浓度下就能抑制它种微生物的生长和活动, 甚至杀死 它种微生物的化学物质。如: 青霉素、 链霉素等。 但随着抗生素的研究和生产的发展,上述的抗生 素的定义
10、显得不够全面,需作如下两点补充:第1, 来源方面,不仅限于微生物产生的,也包括高等动、 植物 产生的代谢物,甚至包括用化学方法合成或半合成的化合物;第2 ,性能方面, 不仅抗细菌的物质,某些抗肿 瘤、 抗病毒、 抗藻类、 抗寄生虫的及杀虫剂、 除草剂等 物质也包括在抗生素这个范畴内。目前已知的天然抗生素有90 0 0多种,其中近半数为放线菌产生的,如链 霉素、 金霉素、 红霉素、 创新霉素等。细菌所产生的有 杆菌肽、 短杆菌肽、 多粘菌素等;真菌所产生的有青霉素、 灰黄霉素等。从绿色植物中提取的有蒜素、 常山 碱、长春碱等,从动物组织中获得的有鱼素和溶菌酶等,化学合成的抗生素有氯霉素。 4问:
11、 抗生素为什么能够抑菌或杀菌? 答:抗生素的抑菌或杀菌机制主要可分为以下4类: 1) 抑制细菌细胞壁合成, 细胞壁缺损细菌在低渗 条件下常因细胞吸水过多破裂而死亡, 而对人和动物无毒害作用, 因人和动物不具有细胞壁, 如青霉素、 头 孢菌素、 杆菌肽等。 2) 破坏细胞模的通透性。主要通过下面3种途径: 多肽类抗生素, 如多粘菌素E, 能降低细菌细胞膜 表面张力, 因而改变了细胞膜的通透性, 甚至破坏膜的结构, 结果使氨基酸、 单糖、 核苷酸、 无机盐离子等外漏, 影响细胞正常代谢, 致使细菌死亡。多烯类抗 生素, 如制霉菌素与固醇具有亲和力, 因此能与微生物的膜( 含固醇物质) 结合后形成膜
12、-多烯化合物, 引起细胞膜的通透性能改变,导致胞内代谢物的泄漏。这类抗生素对真菌细胞膜起作用,而对细菌不起作 用, 因细菌细胞膜不含固醇类物质。离子载体类抗生素, 这类抗生素是脂溶性的, 能结合并运载特定阳 离子通过双脂层膜。如缬氨霉素、 短杆菌肽A等能增加线粒体膜对H+、K+或N a+的通透性,为维持线粒体内正常的K+浓度就必须使泵入K+的速度与流出速度平衡, 这样使得线粒体消耗能量用于泵入K+, 而不是用来形成A T P, 因此抑制了氧化磷酸化作用, 从而起杀菌作用。 3) 抑制蛋白质的合成。能抑制蛋白质合成的抗生 素很多, 其作用机理也较复杂, 主要有下面4个方面: 抑制氨酰- t R
13、N A的形成。如吲哚霉素的抑菌作用是 在氨基酸活化反应中和色氨酸竞争与色氨酸激活酶 结合, 从而抑制氨酰- t R N A的形成。抑制蛋白质合 成的起始。如链霉素、 庆大霉素等能抑制7 0 S合成起始复合体的形成以及引起N -甲酰-甲硫氨酰- t R N A 从7 0 S合成起始复合体上的解离, 因此阻碍蛋白质合 成的起始。抑制肽链的延长。如四环素族抗生素由于能封闭3 0 S亚基上的A部位使氨酰- t R N A的反密 码子不再能在A部位与m R N A结合, 因而阻断肽链的 延长; 氯霉素选择性地与原核细胞5 0 S亚基( 或线粒体核糖体大亚基) 结合, 抑制肽酰转移酶活性, 从而阻断肽键的
14、形成; 红霉素也与5 0 S亚基结合, 但它抑制 的是移位反应。抑制蛋白质合成的终止。如嘌呤霉素与5 0 S亚基A部位结合,抑制氨酰- t R N A的进入, 从而引起肽链合成的过早终止。 4) 抑制核酸的合成。如放线菌素D可特异地与 双链D N A非共价结合, 使之失去作为R N A合成的模板功能;利福平、 利福霉素是通过与细菌R N A聚合酶的结合而抑制转录的起始。 5问: 将鲜奶制成酸奶后, 其所含的能量和营养 成分如何变化? 答: 将鲜奶制成酸奶后, 其所含的能量减少而营 养成分增加。能量减少是由于鲜奶制成酸奶的过程 中, 利用了乳酸菌的发酵作用, 乳酸菌消耗了部分能量。营养成分增加是
15、由于鲜奶发酵制成酸奶的过程 中, 第1, 使奶中糖、 蛋白质有2 0 %左右被分解成为小分子物质( 如半乳糖和乳酸、 小的肽链和氨基酸等) 。 第2,鲜奶中脂肪含量一般是3 % 5 %,经发酵后, 酸 奶中的脂肪酸可比鲜奶增加2倍。并且, 这些变化使酸奶更易消化和吸收, 各种营养素的利用率也得以提 高。 第3,酸奶由鲜奶发酵而成, 除保留了鲜牛奶的全部营养成分外, 在发酵过程中乳酸菌还可产生人体营养所必需的多种维生素, 如维生素B 1、 维生素B 2、 维 生素B 6、 维生素B 1 2等。第4, 鲜奶中钙含量丰富, 经发酵后, 钙等矿物质都不发生变化。但发酵后牛奶中的乳糖会被分解成乳酸, 使
16、原来肠道的弱碱性环境变成弱酸性环境,在碱性环境中F e、P O43 -、C a等形成不 溶解状态,不易被人体所吸收,在酸性环境中,F e、 P O43 -、C a等易溶解,所以酸奶中的钙磷更容易被人体 吸收。 6问: 光合作用的产物只有葡萄糖吗? 答: 光合作用的产物主要是糖类, 包括单糖( 葡萄 糖、 果糖) 、 双糖( 蔗糖) 和多糖( 淀粉) , 其中以蔗糖和淀粉最为普遍。不同植物的主要光合产物不同。大多(透过毛细血管)(透过毛细淋巴管)血浆组织液淋巴相互渗透单向渗透淋巴循环2 0 0 5年 第4 0卷 第7期生物学通报5 5数高等植物的光合产物是淀粉, 有些植物( 如洋葱、 大 蒜) 的光合产物是葡萄糖和果糖, 不形成淀粉。长期以来, 糖类被认为是光合作用的唯一产物, 而其他物质( 如蛋白质、 脂肪和有机酸) 是植物利用糖类再度合成 的。现通过1 4C O2实验证明蛋白质、 脂肪和有机酸也都 是光合作用的直接产物。C3植物
