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bac生物

發布時間: 2021-08-14 05:28:02

如何得到包含目的基因片段在內的bac片段

直接將bac所在的大腸桿菌裂解,電泳,割膠回收就好了。
前提是你有具有目的基因的BAC文庫。
如果沒有,那就依照BAC文庫構建的方法來做。
生物體中提取目的基因,分離純化,購買適合的載體,將目的基因插入載體,將載體電轉化到大腸桿菌中。

⑵ 分子生物學問答題總結

1.DNA是遺傳物質的兩個重要試驗的主要步驟?
答:(1)Griffith及Avery細菌發生遺傳轉化試驗證明了
DNA是病毒的遺傳物質,其具體步驟為:首先用活S型
肺炎鏈球菌感染小鼠,小鼠死亡,而活R型感染,小鼠不死
接著用滅活的S型和R型感染小鼠,結果都不致死;
但是用滅活的S型和活R型混合感染小鼠,小鼠死亡,解剖
小鼠發現有活的S型致病菌,分離死S型細菌各組分與活
R型混合感染小鼠,發現
只有S型DNA能使R型
細菌發生轉化,獲得致病力,此實驗證明DNA就是遺傳物質。
(2)Hershey用噬菌體感染細菌的試驗證明DNA
是細菌的遺傳物質。其具體步驟為:在含有放射性標記的
35S和32P的氨基酸或核苷酸培養液中培養噬菌體,獲得含
放射性標記的噬菌體,用
這些放射性噬菌體感染無放射性大腸桿菌,經過1-2次傳代
後,子代噬菌體中幾乎
不含帶35S標記的蛋白質,但還有30%的32P標記說明在
傳代過程中發揮作用的是DNA而不是蛋白質。
2、簡述中心法則的主要內容?
(1) DNA序列是遺傳信息的貯存者,通過自主復製得到永存
;(2) DNA通過轉錄生成RNA;
(3) 含遺傳信息的mRNA通過翻譯生成蛋白質來控制生命
現象;(4) 同時某些RNA可以通過逆轉錄將遺傳信息傳到
DNA;(5) 某些RNA自身
還可進行復制使其遺傳信息得以永存。
1、 原核和真核生物在基因組DNA結構上有哪些差異?
原核:(1)基因組較小,環狀雙螺旋DNA與DNA結合
蛋白結合成帶有單拷貝基因的單染色體(2結構簡練幾乎
全部由功能基因和
調控序列組成,幾乎每個基因序列都與其所編碼的蛋白質呈
4)有些原核生物基因組內存在基因重疊現象,但編碼序列
一般不重疊。(5
)基因是連續的,沒有內含子。
真核:(1)線性DNA與組蛋白結合形成染色體形式
一般有多條。(2) 數量龐大含有大量重復序列(3)
基因組中多數為非編碼序列
(4含有割裂基因 (5具有多態性(6轉錄產物為單順
反子 (5)具有端粒結構
2、作為遺傳物質應該具備哪些特性?為什麼說DNA適合
作為遺傳物質?
遺傳物質特性:貯存並表達遺傳信息,能把信息傳遞給
子代,物理化學性質穩定,具有遺傳變化的能力
DNA特性:各異的鹼基序列儲存大量的遺傳信息,DNA
的復制是其表達和傳遞遺傳信息的基礎,通過磷酸二酯鍵
相連,形成雙螺旋結構,生理狀態下物理、化學性質穩定,
有突變和修復能力,
可穩定遺傳是生物進化的基礎。
3、簡述DNA雙螺旋結構的主要特點
雙鏈反向平行,具有5『-3』極性,圍繞中軸,螺旋盤旋,
磷酸,脫氧核糖為骨架,以磷酸酯鍵相連,位於外側,
鹼基互補配對,以氫鍵相連,位於內側,大溝,小溝交替
出現。
4、簡述真核染色體的組裝過程
DNA鏈盤繞由H2A,H2B,H3,H4組成的組蛋白八聚體核心
形成念珠狀結構的核小體,兩端由H1封阻。核小體之間
以DNA鏈連接,形成10nm纖絲狀結構,螺旋後形成30nm
螺紋管結構,折疊盤繞形成染色體。
5、影響DNA穩定性的因素有哪些
氫鍵,磷酸酯鍵,0.2 M Na+ 生理鹽條件,鹼基堆積力
(范德華力) ,疏水作用力
6、請問哪些條件可促使DNA復性(退火)
降低溫度、pH值和增加鹽濃度可以促進DNA復性(退火)
7、影響Tm的因素有哪些
(1)在 A, T, C, G 隨機分布的情況下 ,決定於GC含量,
GC含量越高,Tm越大
(2)GC%含量相同的情況下, AT形成變性核心,變性
加快,Tm 值小
(3)對於大片段長短對Tm值的影響較小, 與組成和排列
相關
(4)對於小片段,片段愈短, 變性愈快,Tm值愈小
(5)變性液中含有尿素,甲醯胺等可降低Tm
(6)鹽濃度和PH值也會影響Tm
1、簡述原核和真核DNA復制的特點?
(1)原核為單復制起點,真核為多復制起點(2)原核
復制子大而少,真核復制子小而多(3)真核復制起始受許可
因子的控制 (4)
真核復制叉移動的速度快,原核速度慢(5)真核岡崎片段
小,原核大(6)真核復制存在端粒和端粒酶(7)真核原核
DNA聚合酶種類,結構,
作用上有差異(8)真核生物DNA復制的起始需要起始原點
識別復合物(ORC)參與
2、線性DNA如何解決末端復制的問題?
(1)通過將線性復制子轉變為環狀或多聚分子。(2)某種
蛋白質可能會介入,在真正的末端上啟動。(3)DNA可
形成特殊的結構,如在末端形成發夾。使分子沒有游離末端
。(4)末端是可變的,而不是精確確定的。
3、列舉參與DNA復制過程中的主要酶及其功能
解旋酶:解開雙螺旋,推動復制叉向前延伸
SSB:使DNA單鏈保持一種伸展 構象,作為模板;使解開
的單鏈不形成發卡結構;保護DNA單鏈不受Dnase水解
螺旋酶:消除正超堆積,減少能量需求,有利於DNA解鏈
引物酶:合成的引物,減少致死突變。
DNA連接酶:催化雙鏈DNA上的單鏈斷點的5』-與3』-生成
磷酸二酯鍵,封閉DNA雙鏈斷點
DNA聚合酶:聚合作用 ,3』→5』外切酶活性(校對作用)
,5』→3』外切酶活性(切除修復作用)
4、請以原核生物為例,說明DNA復制的過程
起始蛋白復合體與DNA鏈復制起始點結合,在解旋酶和單鏈
結合蛋白作用下解旋,啟動復制起始
起始形成的復制引發體在後隨鏈上合成多個RNA引物,DNA
聚合酶以核苷酸為底物延伸前導鏈和後隨鏈。後隨鏈合成的
不連續岡崎片段用
DNA連接酶連接
復制到達復制終止序列,在終止蛋白作用下終止復制。
5、DNA復制過程中如何保證其遺傳信息傳遞的忠實性?
(1)鹼基配對原則(2)DNApol的3』?5』外切酶活性(校正
) (3)DNApol只能從引物的3』 端延伸DNA(切除),
需要RNA引物,而RNA引物最終被降解而避免錯誤(4)
半不連續機制,有利於錯配鹼基的校正(5)修復系統有多種
機制和酶
6、DNA連接酶對於DNA的復制是很重要的,但RNA的
合成一般卻不需要連接酶。解釋這個現象的原因
在DNA復制時,連接酶對於後隨鏈的合成是重要的,因為
它能將岡崎片段的5』端與它前面的另一條鏈的3』端連接起
來。RNA的合成既能以
DNA為模板(RNA聚 合酶活性),又能以RNA為模板(
RNA復制酶活性);相應的,先導鏈的合成沿著5』→3』
方向進行,不需要連接酶。
7、解釋在DNA復制過程中,後隨鏈是怎樣合成的
因為DNA聚合酶只能朝著5』→3』的方向合成DNA,
後隨鏈不能象前導鏈那樣總是朝著同一方向合成,滯後鏈是
以大量獨立
片段的形式(岡崎片段)合成的,每個片段都是以5』→3』方向
合成,這些片段最後連在一起形成一連續的多核苷酸鏈。
每個片段都獨立地被引發,聚合和連接
1、列出真核生物mRNA與原核生物mRNA的區別:
原核生物mRNA的半衰期短,多以多順反子形式存在,5′
端無帽子結構,3′端沒有或有較短的polyA尾巴。單在
原核生物起始密碼上游具有
能與核糖體16SrRNA3′端反向互補的序列,稱SD序列
。原核生物mRNA的起始密碼子有AUG、GUG和UUG三種
。轉錄和翻譯在同一區域進行
真核生物mRNA半衰期相對較長,多以單順反子形式存在
,5′端有GTP倒扣形成的帽子結構,3′端有較長的polyA
尾巴。只有AUG一種起始密碼子。轉錄在核內而翻譯在核外
進行。
2、概括說明σ因子對啟動子調節的輔助功能。
σ因子是RNA聚合酶的別構效應物,能增加聚合酶對啟動子
的親和力,同時降低聚合酶對非啟動子區的親和力。由於
同一個聚合酶可以和幾種不同σ因子結合,故可利用選擇不同的σ因子起始不同的基因轉錄。
3、列舉原核生物同真核生物轉錄的差異?
(1) 原核生物轉錄只有一種RNA聚合酶,真核生物轉錄
根據轉錄產物不同而由多種RNA聚合酶。(2) 原核生物的
啟動子具有極高的同源性,而真核生物的啟動子差異較大
(3)原核生物的轉錄
產物是多順反子mRNA,而真核生物的轉錄產物是核不均一
RNA,需轉錄後修飾加工。
4、概括典型原核生物啟動子的結構和功能,並解釋什麼是
保守序列?
啟動子是RNA聚合酶結合和轉錄起始的特殊序列。典型的
原核生物啟動子大約40個核苷酸,並由兩個重要的序列:
-10區,pribnow box,TATA,和-35區TTGACA,是RNA
聚合酶的結合位點。保守序列指所有啟動子的該部位都有
這一序列或十分相似的結構。
5、真核生物啟動子的基本結構包括哪些部分?分別有何功能?
真核生物啟動子包含核心啟動子元件和上游啟動子元件
兩部分。核心啟動子元件即TATA box,其功能是使轉錄
精確的起始。上游啟動子元件包括CAAT box 和GC box,
其功能是控制轉錄起始的頻率。
6、增強子是如何增強轉錄的?
通過影響染色質DNA-蛋白質結構或改變超螺旋密度而
改變模板的整體結構,從而使得RNA聚合酶更容易與模板
DAN結合,起始基因轉錄。
7、添加PolyA尾巴的信號序列是什麼?簡述尾巴結構的
生理意義
基因3′末端轉錄終止位點上游15~30bp處的保守序列
AATAAA
生理意義:保持mRNA的穩定性,防止被降解;與翻譯
起始有關
8、簡述轉錄的常規特點
(1)在依賴DNA的RNA聚合酶作用下進行轉錄(2)
A=U、C≡G 合成RNA分子
(3) 轉錄合成RNA鏈的方向為5』→3』,模板單鏈DNA的
極性(4)方向為3』→5』, 而非模板單鏈的極性方向與RNA
鏈相同,均為5』→3』。
書寫) (5)基因轉錄方式為不對稱轉錄(一條單鏈DNA 為
模板,RNA聚合酶的結合)
9、RNA酶促合成的基本特徵
(1) 雙鏈DNA分子以單鏈為模板;(2) 不需引物;(3) 底物
是5`-核苷三磷酸(NTP);
(4) 前一個鹼基的 3`-OH和後一個鹼基的 5`-P反應,形成
磷酸二酯鍵,RNA鏈延伸;
(5) RNA鹼基順序由模板DNA順序決定; (6) RNA合成方向
是從5`→3`,新生RNA與模板DNA鏈呈反向平行;
9、簡述ρ因子依賴性終止子的作用機理
ρ因子結合:最初結合到RNA終止子上游一個伸展的
(約70個核苷酸)單鏈區。
ρ因子移動:結合到RNA上後,發揮ATP酶活性以提供
在RNA上滑動的能量,直到它到達RNA-DNA雜合鏈區域
(可能ρ因子沿RNA移動比聚合酶沿DNA移動的速度快),
終止:ρ因子發揮解旋酶活性,使雙鏈體結構
10、比較真核生物與原核生物轉錄起始的第一步有什麼不同
細菌中,DNA指導的RNA聚合酶核心酶由四個亞基組成
(兩個α亞基,一個β亞基,一個β』亞基),核心酶與σ亞基
結合產生全酶。核心酶可以催化NTP的聚合,但只有全酶能
夠引發轉錄的開始。主要的步驟是:具有特異識別能力的。亞
基識別轉錄起,始點
、上游的啟動子特異同源序列,這樣可以使全酶與啟動子序列
結合力增加,形成封閉的二元復合物。關鍵的作用是RNA
聚合酶與DNA的相互
作用。真核生物中,當含TBP的轉錄因子與DNA相互作用時
,其他因子也結合上來,形成起始復合體,這一復合體再與
RNA聚合酶結合,因此
主要是RNA聚合酶與蛋白質之間的作用。
11、 轉錄涉及模板鏈和編碼鏈的分離,解釋在轉錄中單鏈
DNA是怎樣被保護的
轉錄過程中控板與編碼鏈分離時,聚合酶覆蓋了整個轉錄泡—
—從解旋位點到螺旋重新形成位點,因此單鏈的DNA被
保護起來。與復制不同,
轉錄不需要單鏈結合蛋白的參與。
12、 概括說明σ因子對啟動子調節的輔助功能
σ因子(除了RpoN)有識別啟動子序列的結構域。作為游離的
蛋白質;σ因子並不具備與DNA結合的構象。當σ因子與
核心酶結合後構象發生改變,其N末端游離出與DNA結合
的結構域。σ因子的這一調節方式是為了防止游離的σ因子
與啟動子區結合,
而阻礙了依賴於全酶的轉錄啟動。另外,這樣也可防止形成
全酶的σ因子的濃度被稀釋,因為每一個細胞中,大約每三個
核心酶對應於一個σ因子。
13、為什麼只有DNA雙螺旋中的一條鏈能被正常的轉錄?
如果兩條鏈都被轉錄,每個基因就能編碼兩個不同的多肽
14、原核生物的核糖體RNA和DNA相對較穩定並且半衰期
而mRNA卻不穩定很快被降解請解釋這種穩定性的差異
如果轉錄物的壽命很長,就不可能通過控制mRNA的合成
速率來調節基因的活性。另一方面,如果tRNA和rRNA的
壽命長的話,就更合算。
15、啟動子有何作用特點
(1)一個基因可同時擁有一個及以上啟動子 (2)啟動子
位置不定,一般在轉錄起始點上游。 (3)可與增強子共同
控制轉錄起始和強度。 (4)發揮功能時除需RNA聚合酶外
,還需轉錄調控因子與啟動子區各種調控元件相互作用
16、增強子有何作用特點
① 可增強效應十分顯著; ② 增強效應與其位置和取向無關; ③ 大多為重復序列;
④ 一般具有組織或細胞特異性; ⑤ 無基因專一性; ⑥ 許
多增強子還受外部信號的調控
17、如何通過實驗確定啟動子與增強子邊界及關鍵序列元件
邊界序列確定:從一段特定的含有啟動子的DNA片段入手,
從DNA的兩側不斷縮短長度直至短到停止產生活性的某一
位置。
保守序列確定:A: 對已知啟動子序列,可通過缺失或突變確
定哪些鹼基為必需;
B: 還可通過比較不同的啟動子間的同源性,
確定哪些序列為保守序列。
18、回答大腸桿菌RNA聚合酶各亞基生物學功能
β和β』共同組成了酶的催化中心。它們的序列與真核生物
RNA聚合酶的最大亞基相關。
β亞基可能是酶和核苷酸底物結合的部位。
β』亞基是酶與DNA模板結合的主要成分。α亞基的功能
可能是識別其相應的啟動子。原核生物σ因子的功能:幫助
核心酶辨認啟動子;解開DNA的雙螺旋
I型內含子發生改變後,可以產生其他酶的活性嗎?如果可以
,是哪些活性?這意味著I型內含子的催化中心有什麼特點?
可以。這些活性包括:RNA聚合酶、內切核酸酶、磷酸酶、
連接酶的活性將I 型內含子轉變成這些酶的能力表明它能
結合於RNA的糖—磷酸骨架並能催化在它前後的幾個不同
反應。例如,連接是剪切的相反反應
1、列舉核糖體上主要的活性位點,並解釋起功能
(1)mRNA結合位點—30S頭部:防止mRNA鏈內鹼基結合,
促進mRNA與小亞基結合
(2)肽醯-tRNA位點—P位點:結合起始rRNA,增強A位
活性
(3)氨醯基 tRNA 位點—A位點:結合特定氨醯tRNA
(4)脫醯基tRNA和多肽的逐出位點—E位點:E1為脫醯基
tRNA 離開核糖體提供出口;E2對蛋白質合成的准確性起
重要作用;E3為多肽離開核糖體提供出口
其他位點:結合起始,延伸等因子
(5)5s rRNA位點(與tRNA進入有關);(6)EF—Tu(延伸因子
)位點 :位於大亞基內,與氨醯基 tRNA的結合有關;(7)
EF—G :轉位因子結合位點,位於大亞基靠近小亞基的界面處
2、簡述蛋白質生物合成的基本過程
1)起始:核糖體小亞基識別起始位點,在起始因子作用下
,與大亞基,氨醯tRNA結合,形成起始復合物 2)延伸:
核糖體在mRNA移動,在延伸因子作用下,通過轉移肽醯
tRNA到氨醯tRNA,即經過進位,肽鍵形成
和轉移,脫落,移位的循環至終止密碼子完成肽鏈延伸
3)終止:在釋放因子作用下,識別終止密碼子,肽鏈從
tRNA上釋放,核糖體離開mRNA
3、什麼是搖擺假說?
在蛋白質生物合成中轉移核糖核酸反密碼子的5′位鹼基
不嚴格的特異性的假說。允許反密碼子的5′位(第一位)
鹼基與信使核糖核酸的密碼子3′位(第三位)鹼基通過改變
了的氫鍵配對(如非G-C、A-U 配對),從而識別一種以上的
密碼子
4、指出E.coli和真核生物翻譯起始的不同
[1]翻譯的起始識別
原核的起始tRNA是fMet-tRNA,存在SD序列和核糖體
結合序列作為翻譯起始位點,真核生物利用eIF4不同結合
位點結合帽子和尾巴結構,識別起點。
[2]翻譯起始:原核生物30s小亞基首先與mRNA模板相結合,再與fMet-tRNA結合,最後與50s大亞基結合。真核中起始tRNA是
Met-tRNA,40s小亞基首先與Met-tRNA(Met上角標)相結合,再與模板mRNA結合,
最後與60s大亞基結合生成起始復合物,且真核生物的起始因子較多。
5、 N-甲醯甲硫氨酸-tRNA的功能是什麼?
作為起始氨醯tRNA,能夠識別AUG和GUG作為起始密碼子,與IF-2結合成復合體進入小亞基的P位點
6、解釋核糖體肽基轉移反應
肽基轉移酶的活性區位於大亞基,臨近肽醯tRNA的氨基酸莖,核糖體P位點和A位點。50S上肽醯轉移酶催化P位的肽(氨)醯-tRNA把肽(
或氨醯基)轉給A位的AA-tRNA,並以肽鍵相連的過程
7、簡述真核細胞中翻譯終止的過程
由於氨醯tRNA上沒有反密碼子能夠與三個終止密碼子互補
配對,因此翻譯終止。終止需要tRNA的協助,此時沒有氨基酸能夠連接到位於P位點的肽醯tRNA上,釋放因子有助於終止的發生,能使tRNA上的氨基酸C端不需要
轉肽基和脫醯基而發生轉位。新生肽直接從P位點離開核糖體。
8、真核與原核核糖體的主要區別是什麼?
真核細胞80S核糖體中核糖體蛋白和rRNA數量和體積比原核細胞70S核糖體的大,真核大小亞基(40S和60S)均比原核細胞的大(30S,50S)。原核細胞的RNA含量比真核高,原核細胞核糖體有E位點便於脫醯tRNA的離開。原核中多以多聚核糖體形式存在,真核大多與細胞骨架和內質網膜結合
10、密碼子具有哪些特性
(1)連續性:肽鏈合成起始後,密碼子按3個一框讀下去不重疊也不跳格,直到終止
(2)簡並性:許多氨基酸對應的密碼子不止一種
(3)兼職性:AUG(Met)和GUG(Val)兩個密碼子除代表特定氨基酸外,還兼作起始密碼子
(4)普遍性:各物種體內體外都適用
(5)密碼子-反密碼子識別的搖擺性:在密碼子與反密碼子的配對中,前兩對嚴格遵守鹼基配對原則,而第三對鹼基有一定的自由度,可以「擺動」。
簡述信號肽作用機制
信號肽便被信號識別顆粒(SRP)識別,SRP與攜帶新生鏈的核糖體結合而停止翻譯
SRP再與內質網上的船塢蛋白(DP)結合翻譯阻滯逆轉,並使正在延伸的肽鏈轉移到內質網腔內,信號肽被切除。
新生肽進入ER腔之後經折疊,修飾(糖基化和羥基化等)後運送到其它的部位。
1、酵母雙雜交系統原理
不同轉錄激活因子的DB和AD形成的雜合蛋白仍然具有正常的激活轉錄的功能 ,酵母雙雜交系統利用雜交基因通過激活報道基因的表達探測蛋白-蛋白的相互作用
2、酵母單雜交原理
將已知的順式作用元件構建到最基本啟動子(Pmin)上游,把報告基因連接到Pmin下游。將待測轉錄因子的cDNA與酵母轉錄激活結構域(AD)融合表達載體導入細胞,該基因產物如果能夠與順式作用元件結合,而激活Pmin啟動子使報告基因表達。
3、簡述DNA重組的基本過程?
(1)目的基因的提取:供體生物基因或稱外源基因的提取
(2)限制性酶切:目的基因切成不同大小片段
(3)酶接:連接到另一DNA分子上-克隆載體
(4)轉化:重組DNA分子轉入受體細胞
(5)篩選和鑒定:對吸收了重組DNA的受體細胞進行篩選和鑒定
(6)基因表達:進行培養,檢測外源基因是否表達
4、凝膠電泳的工作原理與應用
原理:1)核酸分子之糖-磷酸骨架中的磷酸基團,呈負離子化狀態;核酸分子在一定的電場強度的電場中,它們會向正電極方向遷移;
2)電泳中使用無反應活性的穩定的支持介質,電泳遷移率(或遷移速度)與分子大小、介質粘度等成反比;
因此,可在同一凝膠中、一定電腸強度下分離出不同分子量大小或相同分子量但構型有差異的核酸分子。
應用:分離、鑒定和純化DNA或RNA片段,分子克隆技術核心技術
5、分子雜交的試驗流程以及分類
樣品及探針制備--樣品電泳分離---轉膜----預雜交-----雜交----洗膜----分析(壓片、顯色、熒光觀察等)
分類: Southern blot , Northern blot,Western blot,ISH, FISH
6、簡述DNA足跡試驗的原理與應用 DNA結合蛋白結合在DNA片段上,能保護結合部位不被DNase破壞,DNA分子經酶切作用後遺留下該片段(亦稱「足跡」),進而可以確定它的序列。在電泳凝膠的放射性自顯影圖片上,相應於蛋白質結合的部位沒有放射性標記條帶 7、簡述凝膠阻滯試驗的原理 原理:蛋白質與DNA結合後分子質量將增加,在電泳中移動的速率減小,沒有結合蛋白的DNA片段遷移速率大。利用這一原理可分離純化細胞提取物中特定DNA結合蛋白 8、簡述PCR的工作流程,原理與應用 原理:利用DNA復制的半保留復制和DNA變性與復性的特性,用特異性引物對模板DNA進行指數擴增。 流程:首先待擴增DNA模板加熱變性解鏈,隨之將反應混合物冷卻至某一溫度,這一溫度可使引物與它的靶序列發生退火,再將溫度升高使退火引物在DNA聚合酶作用下得以延伸。這種熱變性-復性-延伸的過程就是一個PCR循環,PCR就是這種循環的不斷重復。使DNA擴增量呈指數上升。 應用:基因組中特異片段克隆,不對稱PCR,反向PCR,基因的體外誘變,RT-PCR,免疫PCR,基因組的比較研究 9、基因克隆的主要載體有哪些? 質粒載體,噬菌體載體, BAC,克隆載體,表達載體,YAC,粘粒等 10、作為表達載體應具備哪些特點? (1)能自主復制;(2)具有一個以上的遺傳標記,便於重組體的篩選和鑒定;(3)有克隆位點(外源DNA插入點),常具有多個單一酶切位點,稱為多克隆位點; (4)分子量小,以容納較大的外源DNA。 11、作為DNA重組應用較多的限制性內切酶II,其有哪些特點? (1)識別位點嚴格專一;(2)識別序列的鹼基數一般為4,6,8個bp;(3)識別位點經常是一種迴文序列的DNA;(4)僅需 Mg2+ 作催化反應輔助因子,能識別雙鏈DNA特殊序列,並可特異切割DNA,產生特異片段;(5)種類繁多,應用廣泛 12、簡述基因組文庫的構建方法 ①用適當的限制性內切酶消化基因組DNA,以得到約20kb的片段;②用限制性內切酶切割載體DNA,使其形成與外源DNA相匹配的粘性未端;③用適當的方法除去l噬菌體裂解生長非必需的內部片段;④l噬菌體載體臂與外源DNA片段連接;⑤利用體外包裝系統進行噬菌體的組裝;⑥重組噬菌體侵染E. coli,每一克隆中含有外源DNA的一種片段,全部克隆構成一個基因文庫。 13、簡述cDNA文庫的構建方法 ①mRNA的提取和純化。②合成cDNA第一鏈。③將mRNA-cDNA雜交分子轉變為雙鏈cDNA分子。④將雙鏈cDNA重組到噬菌體載體或質粒載體上。⑤將重組子體外包裝成具有感染力的噬菌體顆粒導入到大腸桿菌寄主細胞中增殖 14、怎樣篩選目的基因? (1)核酸雜交(2)PCR篩選(文庫,菌落)(3)免疫篩選【解釋】 15、基因組文庫與cDNA文庫有哪些差異? (1)cDNA文庫 包含著細胞全部mRNA信息,基因組文庫 包含有生物全部的基因。 (2)cDNA文庫具有組織細胞特異性,基因組文庫無。 (3)cDNA文庫顯然比基因組DNA文庫小得多,能夠比較容易從中篩選克隆得到細胞特異表達的基因。 (4)基因組文庫所含的是帶有內含子和外顯子的基因組基因,而從cDNA文庫中獲得的是已經過剪接、去除了內含子的cDNA 1、乳糖操縱子阻遏蛋白的負性調控機制 沒有乳糖時,1ac操縱子處於阻遏狀態。I 基因在自身的啟動子PI 控制下,產生阻遏蛋白R。R以四聚體形式與操縱子o結合,阻礙RNA聚合酶與啟動子P的結合。 當有乳糖存在時,乳糖與R結合,使R四聚體解聚成單體,失去與o的親和力,與o解離,基因轉錄開放。 2、乳糖操縱子CAP的正性調控機制 cAMP含量與葡萄糖的分解代謝有關,當細菌利用葡萄糖供給能量時,cAMP含量降低;無葡萄糖時,cAMP含量升高。 cAMP與CRP結合變為CAP,並以二聚體的方式與特定的DNA序列結合。 1ac操縱子的強誘導既需要有乳糖的存在,又需要沒有葡萄糖可供利用,通過CAP的正調控作用,細菌才能充分利用乳糖。 3、乳糖操縱子結構特點 大腸桿菌乳糖操縱子包括:結構基因:Z、Y和A,調控元件:啟動子(P)、操縱區(O)和cAMP-CRP結合位點;調節基因:lacI 4、解釋細菌對葡萄糖和乳糖的利用機制 1).當葡萄糖存在,乳糖存在時:盡管乳糖作為誘導劑和阻遏蛋白結合,使阻遏蛋白與操縱序列O解離。但由於cAMP濃度較低,cAMP和CRP結合受阻,基因處於關閉狀態。2).當葡萄糖和乳糖都不存在時:CRP可以發揮正調控作用,但由於沒有誘導劑,阻遏蛋白的負調控作用使基因仍處於關閉狀態。3).當葡萄糖存在,乳糖不存在時:此時無誘導劑存在,阻遏蛋白與DNA結合。而且由於葡萄糖的存在,CRP也不能發揮正調控作用,基因處於關閉狀態。 4).當葡萄糖不存在,乳糖存在時:此時CRP可以發揮正調控作用,阻遏蛋白由於誘導劑的存在而失去負調控作用,基因被打開,啟動轉錄。 5、色氨酸操縱子的阻遏蛋白的負調節機制 細菌通常需要自己經過許多步驟合成色氨酸,但是一旦環境能夠提供色氨酸時,細菌就會充分利用外界的色氨酸。合成色氨酸所需酶類的基因E、D、C、B、A,受其上游調控蛋白R基因的調控。R並沒有與O結合的活性,只有當環境能提供足夠濃度的色氨酸時,R與色氨酸結合後而活化,能夠與O結合,阻遏結構基因的轉錄,使基因開 ---關。

⑶ 臭氧bac技術是什麼。是對於污水的凈化么

1臭氧是優良的氧化劑,可以殺滅抗氯性強的病毒和芽孢;

2臭氧消毒受污水PH值及溫度影響較小;

3臭氧去除污水中的色、嗅、味和酚氯等污染物,增加水中的溶解氧,改善水質。

4臭氧可以分解難生物降解的有機物和三致物質,提高污水的可生化性。

5臭氧在水中易分解,不會因殘留造成二次污染。

臭氧水處理的影響因素

臭氧在用於飲用水消毒時具有極高的殺菌效率,但在應用污水消毒時往往需要較大的臭氧投加量和較長的接觸時間。其主要原因是污水中存在著較高的污染物如COD、NO2-N、色度和懸浮物等,這些物質都會消耗臭氧,降低臭氧的殺菌能力,只有當污水在臭氧消毒之前經過必要的預處理,才能使臭氧消毒更經濟更有效。臭氧與污水的接觸方式傳質效果也會影響臭氧的投加量和消毒效果。

1.水質影響主要是水中含COD、NO2-N、懸浮固體、色度對臭氧消毒的影響。

2.臭氧投加量和剩餘臭氧量

剩餘臭氧量象余氯一樣在消毒中起著重要的作用,在飲用水消毒時要求剩餘臭氧濃度為0.4mg/L,此時飲用水中大腸菌可滿足水質標准要求.在污水消毒時,剩餘臭氧只能存在很短時間,如在二級出水臭氧消毒時臭氧存留時間只有3-5min。所測得的剩餘臭氧除少量的游離臭氧外,還包括臭氧化物、過氧化物和其他氧化劑。在水質好時游離的臭氧含量多,消毒效果最好。

3.接觸時間

臭氧消毒所需要的接觸時間是很短的,但這一過程也受水質因素的影響,另外研究發現在臭氧接觸以後的停留時間內,消毒作用仍在繼續,在最初停留時間10min內臭氧有持續消毒作用,30min,以後就不在產生持續消毒作用。

4.臭氧與污水的接觸方式對消毒效果也會產生影響,如採用鼓泡法,則氣泡分散的愈小,臭氧的利用率愈高,消毒效果愈好。氣泡大小取決於擴散孔徑尺寸,水的壓力和表面張力等因素,機械混合器、反向螺旋固定混合器和水射器均有很好的水氣混合效果,完全可用於污水臭氧消毒。

一、污水臭氧處理工藝

一)污水臭氧處理流程

採用臭氧消毒的污水,預處理是十分重要的,往往由於預處理程度不夠而影響臭氧消毒的效果,污水處理程度要經過技術經濟比較確定。污水消毒最好是經過二級處理後再用臭氧消毒。這樣可以減少臭氧的投加量,降低設備投資費用和運行費用。

二)臭氧消毒工藝設計及設備選擇

污水臭氧消毒工藝設計,包括預處理工藝設計、臭氧消毒接觸系統設計及臭氧發生器及配套設備的選擇等。預處理工藝指在臭氧消毒之前對污水進行的一級處理或二級處理過程。

1.臭氧發生器選擇

根據污水水質及處理工藝確定臭氧投加量,根據臭氧投加量和小時處理消毒水量確定臭氧使用量,按小時使用臭氧量選擇臭氧發生器台數及型號。計算公式如下:G=q*g

式中G-----每小時使用的臭氧量(g/h)

q-----每小時最大污水處理量(m3/h)

g-----臭氧投加量(g/m3污水)

二、臭氧處理系統的安全與保護

1.系統設備管道防腐處理

臭氧氣體具有很強的腐蝕性,在潮濕情況下腐蝕性最強。因此,臭氧發生設備『輸送臭氧的管道'閥門及接觸反應設備均採取防腐措施。如使用碳鋼材料必須塗防腐塗層。最好使用不銹鋼管,玻璃鋼管,ABS、PVC、PP-R塑料管等。接觸池在使用鋼筋混凝土材料時應加防腐塗層。一般橡膠不耐臭氧氧化,所以臭氧發生設備間的電線,電纜等均不能使用橡膠包裹的電線,應使用塑料電線。

2.設置通風排氣設備

臭氧具有毒性,空氣中臭氧濃度達到0.1mg/m3時就對人的眼睛、鼻、喉及呼吸道產生刺激作用在0.01-0.02mg/m3時可聞到臭味;因此在臭氧設備間應設置通風設備,萬一發生泄漏可及時排出臭氧。臭氧比空氣重,通風機應安裝在靠近地面處。

3.臭氧輸送管道及臭氧設備必須密閉,防止泄漏。

在設備運行之前應檢查是否漏氣,運行中一旦發生泄漏應立即關掉臭氧發生器電源,打開排風扇排出臭氧,再進行檢修。

4.臭氧發生器為高壓放電設備,應設置接地裝置,接地電阻應小於4歐姆。操作應嚴格按照設備使用說明書及有關電器使用要求進行。

5.必須設置尾氣處理或尾氣回收裝置,反應後排出的臭氧尾氣必須經過分解破壞或回收利用,達到排放標准,否則將污染大氣。

三、臭氧消毒設備布置要點

1.污水臭氧污水處理站設置空壓機房、臭氧發生器設備間和操作間。空壓機房安放空壓機,空壓機應防震和防止噪音。臭氧發生器間留有設備檢修空間。

2.臭氧接觸塔在寒冷地區應設在室內,尾氣處理後經排氣管排出室外。

3.根據處理工藝要求,泵應盡量靠近處理設備。

4.應絕對防止臭氧接觸塔內的污水通過臭氧管道迴流到臭氧發生器。

5.設備間內應有排水道,以備空壓機排水,寒冷地區應有供暖設備

四、尾氣處理工藝

1.臭氧在污水處理過程中往往不能百分之百的被污水吸收利用,所以在剩餘的尾氣中還含有一部分臭氧,如直接排入大氣就會污染環境,危害人體健康。剩餘臭氧可以盡量利用,如經常採用引入原污水中。如實在不能利用就必須處理。尾氣處理的方法有燃燒法、活性炭吸附法、化學吸收法和催化分解法等。處理後的尾氣重的臭氧含量應小於0`1mg/l。目前多使用回收利用、熱分解法和霍加拉特劑催化分解法。幾種方法的比較列於下表中。

2.在生產實踐中,常將臭氧尾氣以各種方式回用於原水的預處理,譬如,利用水射器,微空擴散器,混合到原水當中

⑷ 什麼是生物活性碳

生物活性碳(Biological Activated Carbon)
臭氧活性碳技術是目前國際上最先進的水處理工藝,在日、美、歐等發達國家已廣泛採用,目前我國採用臭氧消毒處理是水處理消毒的發展趨勢。臭氧與顆粒活性炭相結合的臭氧生物活性炭凈水處理工藝(BAC法),包括三個過程:臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解。BAC法能高效去除水中的有機物,延長活性炭使用壽命。
活性炭(Carbon)是一種經特殊處理的炭,每克活性炭的表面積為500~1500平方米。活性炭有很強的「物理吸附」和「化學吸附」功能,解毒作用就是利用了其巨大的面積,將毒物吸附在活性炭的微孔中,從而阻止毒物的吸收。同時,活性炭能與多種化學物質結合,從而阻止這些物質的吸收。 活性炭能夠濾除水中化學有機物、重金屬、色度、異味、氯離子等,主要功能改善口感。
生物活性炭[8],臭氧和活性炭處理的結合,一種電解自由基氧化、生物活性炭水處理技術,將需要處理的原水進入處理單元的電解部分,首先經過陽極產生的羥基自由基的氧化和陰極產生的氫自由基在陰極表面的催化加成,使有機物降解脫毒;同時陽極產生的分子態氧供給下一步生物活性炭利用,經降解脫毒後的處理水再經過生物活性炭處理後,有機污染物進一步去除,達到深度處理的目的。使用該技術處理水源水,可以使原水中的揮發性有機物由原來的11種降解至7種,TOC減少85%以上。可以使生活污水的COD減少75%以上。是一種新型的給水或有機廢水深度處理的技術,在飲用水深度處理與難降解有機廢水處理領域有著廣闊的應用前景。生物活性炭的運行周期一般都達3至4年(使用壽命與水源水質有關)

⑸ 巴黎五大和六大哪個生物化學科更好

巴黎大學,實際上是巴黎13所大學的聯合體, 13所大學各自獨立沒有隸屬關系,但共同擁有一個名稱"巴黎大學"。 編號只代表順序,與質量以及名望無關。巴黎第六大學(皮埃爾和瑪麗·居里大學) 擁有6個自然科學教學單位和4個醫學教學單位,161個實驗室。現有3萬多名在校生。 學校開設文、理、醫、法、經濟等學科。皮埃爾與瑪麗•居里-巴黎第六大學(簡稱巴黎第六大學)是前巴黎索邦大學理學院的主要繼承者,目前共有在校學生30 000人(醫學10 000人,理學20 000人),其中8 000人注冊第三階段文憑。巴黎六大歷史悠久,在19-20世紀中葉培養出了大批世界著名科學家,其中最著名的是皮埃爾與瑪利·居里夫婦。1968年法國教育改革打破了傳統學校格局,稍後在巴黎文化發源地拉丁區成立了巴黎第六大學,取名皮埃爾與瑪利·居里大學,以紀念曾在這里學習工作的兩位傑出科學家。皮埃爾與瑪麗•居里-巴黎第六大學擁有4 000名研究員和教師-研究員、20個博士研究生院;每年答辯700篇博士論文,頒發3 000份第三階段文憑,通過8所醫院培養300名醫生;它是一個法國和歐洲獨一無二的研究和教育中心。從2005學年起,巴黎第六大學將創辦一所大學綜合理工學院,每屆招收300名工程師學生。巴黎第六大學擁有181個與大型研究機構(例如:法國國家科研中心[CNRS]、國家健康與醫學研究院 [INSERM]等)和著名學術機構(例如:巴黎高等師范學院[ENS Ulm]、巴黎綜合理工學院、法蘭西學院、巴斯德研究院,等等)合作的實驗室,研究領域涉及四大跨學科軸心:模型化與工程-物質與新材料-空間、環境、生態-基因組、交流系統。巴黎第六大學大力開發公立研究與私立研究之間的關系;學校每年簽署300多項工業研究合同,並擁有 10個與工業界合作的混合研究單位。學校還發揮孵化器作用,為30多家企業的誕生作出了貢獻。該校的自然科學與醫學專業再法國規模最大,其研究結果在法國乃至世界科學技術領域長期保持領先地位。學校地處巴黎市中心,地理位置優越,鄰近名勝景點聖路易島和巴黎聖母院。校園附近有兩路地鐵和許多公交車線路經過法國巴黎六大校長Gilbert Bereziat教授一行訪問北京大學,北京大學常務副校長林建華教授在臨湖軒會見了來賓。Bereziat校長介紹了巴黎六大的教學與科研情況,表示願意優先在自然科學領域與北大開展交流與合作。林校長對此表示同意,並提出應由對口教授首先建立聯系,確定共同感興趣的項目,以進一步探討交流細節。隨後,代表團一行參觀了北京大學環境模擬與污染控制實驗室。急診醫學文憑是由法國巴黎皮埃爾&瑪麗·居里大學(巴黎六大)和中國武漢大學第二臨床學院共同合作,武漢大學中南醫院及武漢市急救中心以及法國巴黎勒內· 笛卡爾大學(巴黎五大)協辦。由法國巴黎皮埃爾&瑪麗·居里大學頒發第三階段(BAC+5)的醫學專業文憑。 2003 年 9 月 30 日,中法兩國簽訂了關於兩國文憑互認的協議,因此該學位文憑受中國教育部、法國教育部及世界醫學界公開承認。 2006 年 10 月 27 日法國希拉克總統訪華,也重點介紹了這個中法文化交流的項目。本項目以急診醫學教育課程為基礎,運用多種先進的教育工具和多媒體設備,讓中國學生接受和掌握法國在急診領域的經 驗和成果,使他們能夠根據中國的實際情況調整所學到的醫學知識並在臨床中加以應用。

⑹ 除了植物和藻類還有什麼生物含有葉綠體

藍藻可以進行光合作用是因為含有光合色素,其內部並沒有葉綠體

⑺ bac library是什麼意思

bac library
BAC文庫

bac library
網路
BAC文庫

⑻ 什麼是瘤胃微生物

一、瘤胃微生物的定義:

瘤胃微生物(liuweiweishengwu)是共生在牛、羊、鹿和駱駝等反芻動物瘤胃中的細菌和原生動物等微生物的總稱。

二、瘤胃微生物的形態特徵:

常見到的原生動物主要是纖毛蟲,纖毛蟲體的大小約為4瘤胃微生物及其作用0~200微米,數量一般為20~200萬/毫升。種類可分為全毛蟲和寡毛蟲兩大類。全毛蟲有原口等毛蟲(Isotichaprostma)、腸等毛蟲(Isotichaintestinalis)、厚毛蟲(Dasytricharuminantium);寡毛蟲有囊狀內毛蟲(Entodiniumbursa)、貪食內毛蟲(E.vorax)、尖尾內毛蟲(E.caudatum)、有齒雙毛蟲(Diplodiniumdenticulatum)、多泡雙毛蟲(Polyplastronmultivesticulatum)、家牛雙毛蟲(Eudiplodiniumtauricum)、細硬甲蟲(Ostracodiniumgracile)、無尾前毛蟲(Epidiniumecaudatum)和有尾頭毛蟲(Ophryoscolexcaudatus)等。

三、瘤胃微生物的分布范圍:

瘤胃內容物中,通常每毫升約含1010個細菌和4×106個原生動物。經統計,如1頭體重達300公斤的肉用牛,它的瘤胃容積約為40升,可含4×1014個細菌和4×1010個原生動物。瘤胃微生物除有細菌和原生動物外,還能見到酵母樣微生物和噬菌體。數量極多。反芻動物可為它們提供纖維素等有機養料、無機養料和水分,並創造合適的溫度和厭氧環境,而瘤胃微生物則可幫助反芻動物消化纖維素和合成大量菌體蛋白,最後進入皺胃(真胃)時,它們便被全部消化,又成為反芻動物的主要養料。

常見到的細菌有纖維素消化菌[如白色瘤胃球菌(Ruminococcusalbus)]、半纖維素消化菌[如居瘤胃擬桿菌(Bacteriodesruminocola)]、澱粉分解菌[如反芻月形單胞菌(Selenomonasruminantium)]、產甲烷菌[如反芻甲烷桿菌(Methanobacteri-umruminantium)]等三四十種。

⑼ 蜉蝣目的形態及生物學特徵

1.1 脈相及翅面的皺褶
現存蜉蝣前翅的縱脈主要包括:前緣脈C、亞前緣脈Sc、徑脈R、前中脈MA 、後中脈MP 、前肘脈CuA和後肘脈CuP、臀脈A。除縱脈外,大多數類群還具有網狀的橫脈。除此之外,前翅還具一個亞前緣脈弓(subcostal brace)、各種閏脈以及緣閏脈。蜉蝣前後翅或多或少地呈現皺褶狀,即像折疊扇面樣的凹凸不平。另外,蜉蝣的Sc和Rs脈有時具非常明顯的脈弱點。一般認為,蜉蝣脈相非常接近原始的昆蟲脈相。
Kukalová-Peck提出一個昆蟲翅脈的原始模式(Kukalová-Peck 1991)。在這一模式中,昆蟲翅上具8對縱脈,分別為緣前脈PC(PCA+,PCP-),前緣脈C(CA+,CP-),亞前緣脈Sc(ScA+,ScP-),徑脈R(RA+,RP-),中脈M(MA+,MP-),肘脈Cu(CuA+,CuP-),臀脈A(AA+,AP-),肩脈J(JA+,JP-)。每對脈的前一支為凸脈,後一支為凹脈,凸凹脈相間排列而使翅面呈現皺褶狀。隨著進化,在蜉蝣目中,PC、 C 和ScA 癒合成現今的前緣脈C。亞前緣脈弓由ScA+演化而來,它將C脈、Sc脈以及R1脈連接在一起。根據這一模式,蜉蝣目前翅脈相是非常原始的。
1.2 翅的關節和翅位
由於缺乏有關的骨片和飛行肌,蜉蝣在停息的狀態下只能將翅豎立於體背,而不能像新翅類一樣將翅折疊於胸腹部的背面。這種觀點見於多種資料中,但Kukalová-peck認為這種觀點並不正確。她提出,在原始有翅類昆蟲翅基周圍具有一馬蹄型環繞的骨片組,每塊骨片的結構和形狀大體相似。這些骨片組成4列8行,每一行對應於一條縱脈。這些骨片包含血管,最靠近翅的那一列存在著血竇,給8條縱脈供應血液(Kukalová-Peck 1991)。
在蜉蝣目,這些骨片發生不同程度的退化和癒合。蜉蝣目前翅的關節板由Sc、R和M脈基部與脈相鄰的兩列骨片癒合而成,Cu、A 和J脈基部相應的骨片絞合在關節板的後方。另外兩列骨片在古生代的蜉蝣中仍然存在,在現生蜉蝣中已不明顯(Kukalová-Peck 1983,1997)。
與新翅類相比,蜉蝣目昆蟲翅基的骨片(三塊腋骨片Ax sclerites)以及相應的折疊肌肉和翅上肩脈處的褶痕(又稱軛褶jugal fold)仍然存在,但由於骨片癒合,這些結構不再起作用,故蜉蝣在停息時翅是向背方垂直豎立的(Brodsky 1970)。
雖然蜉蝣目(古翅類)昆蟲的前翅不能折疊,但與新翅類一樣,這種模式仍然是一項進化性的特徵。不能據此而認為新翅類的翅是由古翅類演化而來的。
1.3 附肢
除了觸角、口器、足和翅外,蜉蝣還具有另外一些附肢,如稚蟲的7對鰓、成蟲的尾鋏以及腹末長而分節的2根尾須。這些結構從何而來?它們是否是同源的構造?
根據Kukalová-Peck提出的六足總綱Hexapoda足的原始模式,原始昆蟲的足可能最少有11節,每一節的內外側又具數目不定的肢突。現存蜉蝣的翅及稚蟲的鰓為第1節(epicoxa)的扁平外突(flattened exite),而第1節本身成為圍繞外突 (或翅) 的骨片。蜉蝣的足、尾鋏、兩根尾須則具有另外的共同起源,即為真正的足。蜉蝣的陽莖則為第10腹節附肢轉節的內突(trochanter endites)。有些蜉蝣胸足基節基部的鰓也相當於基節的內突。而中尾絲為第11腹節的末端延伸物(Kukalová-Peck 1991;Brinck 1957)。
關於翅的起源有存在數種假說,如背板起源說、鰓起源說和針突起源說。根據Kukalová-Peck的意見,蜉蝣稚蟲腹部的鰓與胸部的翅同源(Kukalová-Peck 1978,1991)。因為:1. 一些蜉蝣稚蟲鰓的形態和結構與翅非常相似:前緣骨化加厚、都有氣管、都為扁平葉狀結構;2. 鰓和翅都是按節排列的,並且都由相同的肌肉控制,有些蜉蝣的鰓有很強的活動能力; 3. 蜉蝣稚蟲的頭胸部除翅外絕沒有扁平的鰓樣結構; 4. 鰓與翅均著生於下基節(subcoxa)和背板之間、氣門之上; 5. 一些現生蜉蝣成蟲在腹部仍然保留著似翅的「鰓」樣殘跡(?tys & Soldán 1980)。
蜉蝣可能起源於衣魚類Zygentoma(陳世驤 1955;譚娟傑 1980;Wigglesworth 1973)。它們都具長而分節的尾絲。
長而分節的尾絲能夠保留下來可能與蜉蝣目獨特的生活習性,如成蟲不食而食道內貯滿空氣、身體比重較小、有獨特的交尾行為(Brinck 1957)、雄成蟲前足較長等等有關,在空中飛行時可能有一定的保持平衡的作用(Wigglesworth 1973)。
1.4 口器
舌分三葉,以及下顎的內顎葉與外顎葉癒合據認為是蜉蝣的一個原始特徵(Hennig 1981)。
1.5 口器和前足基部的鰓
除了腹部的鰓外,蜉蝣目中的短絲蜉總科與扁蜉總科中的部分種類在下顎、下唇、前足和中足的基部具絲狀的鰓。這種類型的鰓還發現於部分礻責 翅目,蜻蜓目和毛翅目(?tys & Soldán 1980)。根據Kukalová-Peck的解釋,這種類型的鰓很可能是由原始附肢基部的肢突演變而來(Kukalová-Peck 1991)。
1.6 細裳蜉科Leptophlebiidae Atalophlebiinae亞科復眼
細裳蜉科Leptophlebiidae Atalophlebiinae亞科蜉蝣上半部分復眼的小眼為四方形。在節肢動物中,只有甲殼綱Crustacea部分種類具四方形的小眼。Peters & Gillies (1995)報道這種類型的小眼是一種衍生性狀,而六角形的小眼為原始性狀(Peters & Gillies 1995)。關於這一特徵為什麼僅在蜉蝣目和甲殼綱中出現還有待於深入研究。 2.1 翅內氣管
Whitten報道,蜉蝣目昆蟲的前後翅由不同的氣管通入,即前翅內氣管來自一個氣門,而後翅的氣管來自後一氣門。換言之,蜉蝣翅內氣管的來源嚴格限制於不同體節。這種狀況與原始模式非常接近,因而比其它有翅類更加原始。在其它有翅類,前後翅的氣管來自兩個氣門,前後翅的前緣脈至中脈的氣管來自前氣門,而前後翅的肘脈至臀脈來自後氣門(Whitten 1962)。
2.2 翅脈內的血液環流
蜉蝣翅內的血液流動方向與其它昆蟲沒有區別,但進出翅內的血液流動卻是間斷的。這種例外的情況可能與原始的翅基具較大的血竇有關。而翅基具較大的血竇是古生代昆蟲具有的一個原始特徵(Kukalová-Peck 1978)。
2.3 生殖系統
蜉蝣具有端滋性輸卵管,生殖系統各部分都沒有附屬腺體,雌雄生殖孔成對開口於體外,無產卵器(Landa 1969)。根據一般理解,這些都是比較原始的特徵。
2.4 精子
根據Baccetti et al.報道和梁愛萍(1999)綜述,雙翼二翅蜉Cloeon dipterum(四節蜉科Baetidae)的精子鞭毛內的軸絲為9+9+0型(Baccetti et al.1969;鄭樂怡,歸鴻 1999),而絕大部分昆蟲為 9+9+2型,個別種類為9+9+1型(雙翅目Culiseta屬)。從精子鞭毛內的軸絲類型來看,蜉蝣目具獨特性。 3.1 原變態
蜉蝣的生活史包含四個階段,即卵、稚蟲、亞成蟲和成蟲。與其它所有具翅昆蟲不同之處,就是蜉蝣的亞成蟲與成蟲都具有翅和飛行能力。換言之,蜉蝣成蟲期具有兩個齡期,或成蟲期仍然蛻皮1次。蜉蝣稚蟲與亞成蟲以及成蟲的外形差別很大,生活環境不同,又有亞成蟲期,這種變態類型常專門稱為原變態。
所有蜉蝣的雄亞成蟲以及絕大部分的雌亞成蟲都會蛻皮變成成蟲,少數非常特化的種類雌亞成蟲不再蛻皮,在亞成蟲期完成交尾產卵過程(Edmunds & McCafferty 1988)。亞成蟲與成蟲在形態上有許多不同之處,其中有兩點最為突出:一是亞成蟲的翅面及身體表面密生細毛和各種微毛;二是就雄成蟲而言,它的大部分附肢(尾鋏和陽莖、前足以及尾絲)沒有發育完全。對於第一點,Edmunds & McCafferty認為,與成蟲相比,亞成蟲更能夠克服羽化時水的阻力(Edmunds & McCafferty 1988)。對於第二點,則認為反映了蜉蝣附肢的發育是漸進式的而非爆發式的,因此亞成蟲的存在是蜉蝣附肢伸展完全以及生殖系統完善的一個必要過渡,是蜉蝣生活史中不可或缺的轉變階段(Edmunds & McCafferty 1988)。
Schaefer認為蜉蝣目昆蟲的亞成蟲期是古蜉蝣成蟲期兩次或多次蛻皮的證據和遺跡(Schaefer 1975)。它之所以能保存下來是因為在蜉蝣目昆蟲中,翅的發育完全與外生殖器的成熟是不同步的,不能在一次蛻皮過程中完成,而是第一步在亞成蟲期翅先發育和伸展,第二步通過再次蛻皮使外生殖器發育成熟。但在所有其它有翅昆蟲中,這兩個方面在一次蛻皮過程中就完成了。為什麼只有蜉蝣能夠保存這一古老特徵?他認為兩次蛻皮過程以及不同器官的異期成熟是體內內分泌系統不同步造成的,這是一個原始特性。由於蜉蝣目的亞成蟲期以及成蟲期都非常短暫,蜉蝣種群羽化的時間相對比較集中,成蟲期又不需要取食(在古蜉蝣可能只需要很少),因此它們逃脫被捕食命運的可能性極大。換言之,選擇壓力沒有足夠大到使其與其它有翅類一樣壓縮成蟲期蛻皮次數,促使成蟲一次性獲得取食、飛行、尋覓配偶、交尾、產卵的形態和能力、從而增大延續種群的可能性和能力。
陳世驤和譚娟傑認為蜉蝣的亞成蟲相當於全變態類的蛹期,故他們認為不完全變態和完全變態都源自於原變態:減去亞成蟲期就變成了不完全變態,而亞成蟲演變成蛹期就是完全變態(陳世驤 1955; 譚娟傑 1980)。
但Kukalová-Peck認為,現今昆蟲綱中所有變態類型都源自不變態類型。在她的原始昆蟲模式中,原始有翅類(包括蜉蝣)稚蟲到成蟲之間無明顯的變態過程,翅的發生和發育是逐步的和漸進的,且翅芽與胸部之間具有可動的關節。翅的完善需要有若干齡期,即真正的成蟲期之前有若干過相當於蜉蝣亞成蟲期的齡期。現今只有一個亞成蟲期是原始多個相當於亞成蟲齡期集中或遺留的結果(Kukalová-Peck 1978,1991)。
3.2 蛻皮次數
蜉蝣目昆蟲的蛻皮次數相對較多,估計為10-50之間,大多數種類的蛻皮次數在15-25 次(Brittain 1982)。
Kukalová-Peck認為,在古生代,原始古翅類 Palaeoptera(包括蜉蝣目Ephemeroptera)具有伸展的翅芽或翅,它們發育過程獨特。稚蟲期的翅芽彎曲向後,而成蟲期的翅向側面伸展。在稚蟲向成蟲的發育過程中,翅芽逐漸地向側方伸展,這需要多次蛻皮過程。在選擇壓力下,蛻皮次數逐漸減少,而翅的上述轉變仍然是必需的,因此就出現了變態過程,即在一次蛻皮過程中完成以前多次蛻皮所完成的翅伸展過程(Kukalová-Peck 1978,1991。但在蜉蝣中則部分保留了多次蛻皮的特徵。
陳世驤、譚娟傑以及其它一些人認為,有翅類Pterygota源自衣魚目Zygentoma,而衣魚即屬於無變態類,在發育過程中需要多次蛻皮。作為一個原始而古老的類群,蜉蝣保留了這一特性(陳世驤 1955;譚娟傑 1980)。
3.3 交尾行為
蜉蝣目昆蟲有復雜的、獨特的交尾行為。具體過程是這樣:雄成蟲先鑽到或飛到雌成蟲的腹方,伸出其明顯加長的前足,通過脛節和跗節間的特殊關節使跗節向上捲起,從兩側鉤住雌成蟲前翅的基部;然後雄成蟲將腹部向背上方彎曲,將位於第9腹節腹方的外生殖器反轉朝上而與雌性外生殖孔相合(Brinck 1957)。這種復雜行為的產生原因還不明了。有意思的是石蟲丙 、蜻蜓也具復雜的交尾行為(Baccetti et al. 1969)。
3.4 水生習性
現生蜉蝣稚蟲全是水生的,從化石蜉蝣的形態來看(如槳狀的尾、具鰓或類似結構),中生代的蜉蝣已經具有水生習性了(Sinitchenkova 1984)。那麼蜉蝣稚蟲的水生習性是原生性狀還是次生性狀呢?這個問題牽涉到以下幾個問題:有翅類與無翅類有共同起源還是與甲殼類具有共同起源,或者說六足總綱是否是一個單系群? 以及翅是如何起源和演化的?
雖然有爭論,但從目前各方面證據來看,「有翅類」與「無翅類」可能具有共同的起源(Kukalová-Peck 1991;Baccetti et al.1969)。由於無翅類是陸生或濕生生活的,那麼部分有翅類的水生習性可能就是次生的。另外,從蜉蝣生活史中也可以找到一些間接的證據:1. 所有蜉蝣種類都具有成蟲期,都需要到陸地或空中生活一段時間才能完成生活史。如果它們的水生習性是原生的,那麼可能會有一些種類保留這一習性,整個生活史都在水中完成。2. 蜉蝣成蟲和亞成蟲的翅是適合陸生和空中生活的器官,稚蟲具翅芽。3. 與無翅類中的石蟲丙 相似,蜉蝣的交尾行為十分復雜。4. 昆蟲只佔據了淡水環境,在深水和海洋中只發現少數水面生活的半翅類昆蟲。
3.5 成蟲不食
蜉蝣的亞成蟲和成蟲的口器退化,不具取食功能。因此,亞成蟲期與成蟲期所需能量來自稚蟲期的積累。蜉蝣成蟲的唯一功能和任務就是交尾產卵。在昆蟲中,成蟲不食的種類較多,但作為一個整體,蜉蝣目所有成員在成蟲期都不取食具有一定的獨特性。

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