当前位置:首页 » 历物理化 » bac生物

bac生物

发布时间: 2021-08-14 05:28:02

如何得到包含目的基因片段在内的bac片段

直接将bac所在的大肠杆菌裂解,电泳,割胶回收就好了。
前提是你有具有目的基因的BAC文库。
如果没有,那就依照BAC文库构建的方法来做。
生物体中提取目的基因,分离纯化,购买适合的载体,将目的基因插入载体,将载体电转化到大肠杆菌中。

⑵ 分子生物学问答题总结

1.DNA是遗传物质的两个重要试验的主要步骤?
答:(1)Griffith及Avery细菌发生遗传转化试验证明了
DNA是病毒的遗传物质,其具体步骤为:首先用活S型
肺炎链球菌感染小鼠,小鼠死亡,而活R型感染,小鼠不死
接着用灭活的S型和R型感染小鼠,结果都不致死;
但是用灭活的S型和活R型混合感染小鼠,小鼠死亡,解剖
小鼠发现有活的S型致病菌,分离死S型细菌各组分与活
R型混合感染小鼠,发现
只有S型DNA能使R型
细菌发生转化,获得致病力,此实验证明DNA就是遗传物质。
(2)Hershey用噬菌体感染细菌的试验证明DNA
是细菌的遗传物质。其具体步骤为:在含有放射性标记的
35S和32P的氨基酸或核苷酸培养液中培养噬菌体,获得含
放射性标记的噬菌体,用
这些放射性噬菌体感染无放射性大肠杆菌,经过1-2次传代
后,子代噬菌体中几乎
不含带35S标记的蛋白质,但还有30%的32P标记说明在
传代过程中发挥作用的是DNA而不是蛋白质。
2、简述中心法则的主要内容?
(1) DNA序列是遗传信息的贮存者,通过自主复制得到永存
;(2) DNA通过转录生成RNA;
(3) 含遗传信息的mRNA通过翻译生成蛋白质来控制生命
现象;(4) 同时某些RNA可以通过逆转录将遗传信息传到
DNA;(5) 某些RNA自身
还可进行复制使其遗传信息得以永存。
1、 原核和真核生物在基因组DNA结构上有哪些差异?
原核:(1)基因组较小,环状双螺旋DNA与DNA结合
蛋白结合成带有单拷贝基因的单染色体(2结构简练几乎
全部由功能基因和
调控序列组成,几乎每个基因序列都与其所编码的蛋白质呈
4)有些原核生物基因组内存在基因重叠现象,但编码序列
一般不重叠。(5
)基因是连续的,没有内含子。
真核:(1)线性DNA与组蛋白结合形成染色体形式
一般有多条。(2) 数量庞大含有大量重复序列(3)
基因组中多数为非编码序列
(4含有割裂基因 (5具有多态性(6转录产物为单顺
反子 (5)具有端粒结构
2、作为遗传物质应该具备哪些特性?为什么说DNA适合
作为遗传物质?
遗传物质特性:贮存并表达遗传信息,能把信息传递给
子代,物理化学性质稳定,具有遗传变化的能力
DNA特性:各异的碱基序列储存大量的遗传信息,DNA
的复制是其表达和传递遗传信息的基础,通过磷酸二酯键
相连,形成双螺旋结构,生理状态下物理、化学性质稳定,
有突变和修复能力,
可稳定遗传是生物进化的基础。
3、简述DNA双螺旋结构的主要特点
双链反向平行,具有5‘-3’极性,围绕中轴,螺旋盘旋,
磷酸,脱氧核糖为骨架,以磷酸酯键相连,位于外侧,
碱基互补配对,以氢键相连,位于内侧,大沟,小沟交替
出现。
4、简述真核染色体的组装过程
DNA链盘绕由H2A,H2B,H3,H4组成的组蛋白八聚体核心
形成念珠状结构的核小体,两端由H1封阻。核小体之间
以DNA链连接,形成10nm纤丝状结构,螺旋后形成30nm
螺纹管结构,折叠盘绕形成染色体。
5、影响DNA稳定性的因素有哪些
氢键,磷酸酯键,0.2 M Na+ 生理盐条件,碱基堆积力
(范德华力) ,疏水作用力
6、请问哪些条件可促使DNA复性(退火)
降低温度、pH值和增加盐浓度可以促进DNA复性(退火)
7、影响Tm的因素有哪些
(1)在 A, T, C, G 随机分布的情况下 ,决定于GC含量,
GC含量越高,Tm越大
(2)GC%含量相同的情况下, AT形成变性核心,变性
加快,Tm 值小
(3)对于大片段长短对Tm值的影响较小, 与组成和排列
相关
(4)对于小片段,片段愈短, 变性愈快,Tm值愈小
(5)变性液中含有尿素,甲酰胺等可降低Tm
(6)盐浓度和PH值也会影响Tm
1、简述原核和真核DNA复制的特点?
(1)原核为单复制起点,真核为多复制起点(2)原核
复制子大而少,真核复制子小而多(3)真核复制起始受许可
因子的控制 (4)
真核复制叉移动的速度快,原核速度慢(5)真核冈崎片段
小,原核大(6)真核复制存在端粒和端粒酶(7)真核原核
DNA聚合酶种类,结构,
作用上有差异(8)真核生物DNA复制的起始需要起始原点
识别复合物(ORC)参与
2、线性DNA如何解决末端复制的问题?
(1)通过将线性复制子转变为环状或多聚分子。(2)某种
蛋白质可能会介入,在真正的末端上启动。(3)DNA可
形成特殊的结构,如在末端形成发夹。使分子没有游离末端
。(4)末端是可变的,而不是精确确定的。
3、列举参与DNA复制过程中的主要酶及其功能
解旋酶:解开双螺旋,推动复制叉向前延伸
SSB:使DNA单链保持一种伸展 构象,作为模板;使解开
的单链不形成发卡结构;保护DNA单链不受Dnase水解
螺旋酶:消除正超堆积,减少能量需求,有利于DNA解链
引物酶:合成的引物,减少致死突变。
DNA连接酶:催化双链DNA上的单链断点的5’-与3’-生成
磷酸二酯键,封闭DNA双链断点
DNA聚合酶:聚合作用 ,3’→5’外切酶活性(校对作用)
,5’→3’外切酶活性(切除修复作用)
4、请以原核生物为例,说明DNA复制的过程
起始蛋白复合体与DNA链复制起始点结合,在解旋酶和单链
结合蛋白作用下解旋,启动复制起始
起始形成的复制引发体在后随链上合成多个RNA引物,DNA
聚合酶以核苷酸为底物延伸前导链和后随链。后随链合成的
不连续冈崎片段用
DNA连接酶连接
复制到达复制终止序列,在终止蛋白作用下终止复制。
5、DNA复制过程中如何保证其遗传信息传递的忠实性?
(1)碱基配对原则(2)DNApol的3’?5’外切酶活性(校正
) (3)DNApol只能从引物的3’ 端延伸DNA(切除),
需要RNA引物,而RNA引物最终被降解而避免错误(4)
半不连续机制,有利于错配碱基的校正(5)修复系统有多种
机制和酶
6、DNA连接酶对于DNA的复制是很重要的,但RNA的
合成一般却不需要连接酶。解释这个现象的原因
在DNA复制时,连接酶对于后随链的合成是重要的,因为
它能将冈崎片段的5’端与它前面的另一条链的3’端连接起
来。RNA的合成既能以
DNA为模板(RNA聚 合酶活性),又能以RNA为模板(
RNA复制酶活性);相应的,先导链的合成沿着5’→3’
方向进行,不需要连接酶。
7、解释在DNA复制过程中,后随链是怎样合成的
因为DNA聚合酶只能朝着5’→3’的方向合成DNA,
后随链不能象前导链那样总是朝着同一方向合成,滞后链是
以大量独立
片段的形式(冈崎片段)合成的,每个片段都是以5’→3’方向
合成,这些片段最后连在一起形成一连续的多核苷酸链。
每个片段都独立地被引发,聚合和连接
1、列出真核生物mRNA与原核生物mRNA的区别:
原核生物mRNA的半衰期短,多以多顺反子形式存在,5′
端无帽子结构,3′端没有或有较短的polyA尾巴。单在
原核生物起始密码上游具有
能与核糖体16SrRNA3′端反向互补的序列,称SD序列
。原核生物mRNA的起始密码子有AUG、GUG和UUG三种
。转录和翻译在同一区域进行
真核生物mRNA半衰期相对较长,多以单顺反子形式存在
,5′端有GTP倒扣形成的帽子结构,3′端有较长的polyA
尾巴。只有AUG一种起始密码子。转录在核内而翻译在核外
进行。
2、概括说明σ因子对启动子调节的辅助功能。
σ因子是RNA聚合酶的别构效应物,能增加聚合酶对启动子
的亲和力,同时降低聚合酶对非启动子区的亲和力。由于
同一个聚合酶可以和几种不同σ因子结合,故可利用选择不同的σ因子起始不同的基因转录。
3、列举原核生物同真核生物转录的差异?
(1) 原核生物转录只有一种RNA聚合酶,真核生物转录
根据转录产物不同而由多种RNA聚合酶。(2) 原核生物的
启动子具有极高的同源性,而真核生物的启动子差异较大
(3)原核生物的转录
产物是多顺反子mRNA,而真核生物的转录产物是核不均一
RNA,需转录后修饰加工。
4、概括典型原核生物启动子的结构和功能,并解释什么是
保守序列?
启动子是RNA聚合酶结合和转录起始的特殊序列。典型的
原核生物启动子大约40个核苷酸,并由两个重要的序列:
-10区,pribnow box,TATA,和-35区TTGACA,是RNA
聚合酶的结合位点。保守序列指所有启动子的该部位都有
这一序列或十分相似的结构。
5、真核生物启动子的基本结构包括哪些部分?分别有何功能?
真核生物启动子包含核心启动子元件和上游启动子元件
两部分。核心启动子元件即TATA box,其功能是使转录
精确的起始。上游启动子元件包括CAAT box 和GC box,
其功能是控制转录起始的频率。
6、增强子是如何增强转录的?
通过影响染色质DNA-蛋白质结构或改变超螺旋密度而
改变模板的整体结构,从而使得RNA聚合酶更容易与模板
DAN结合,起始基因转录。
7、添加PolyA尾巴的信号序列是什么?简述尾巴结构的
生理意义
基因3′末端转录终止位点上游15~30bp处的保守序列
AATAAA
生理意义:保持mRNA的稳定性,防止被降解;与翻译
起始有关
8、简述转录的常规特点
(1)在依赖DNA的RNA聚合酶作用下进行转录(2)
A=U、C≡G 合成RNA分子
(3) 转录合成RNA链的方向为5’→3’,模板单链DNA的
极性(4)方向为3’→5’, 而非模板单链的极性方向与RNA
链相同,均为5’→3’。
书写) (5)基因转录方式为不对称转录(一条单链DNA 为
模板,RNA聚合酶的结合)
9、RNA酶促合成的基本特征
(1) 双链DNA分子以单链为模板;(2) 不需引物;(3) 底物
是5`-核苷三磷酸(NTP);
(4) 前一个碱基的 3`-OH和后一个碱基的 5`-P反应,形成
磷酸二酯键,RNA链延伸;
(5) RNA碱基顺序由模板DNA顺序决定; (6) RNA合成方向
是从5`→3`,新生RNA与模板DNA链呈反向平行;
9、简述ρ因子依赖性终止子的作用机理
ρ因子结合:最初结合到RNA终止子上游一个伸展的
(约70个核苷酸)单链区。
ρ因子移动:结合到RNA上后,发挥ATP酶活性以提供
在RNA上滑动的能量,直到它到达RNA-DNA杂合链区域
(可能ρ因子沿RNA移动比聚合酶沿DNA移动的速度快),
终止:ρ因子发挥解旋酶活性,使双链体结构
10、比较真核生物与原核生物转录起始的第一步有什么不同
细菌中,DNA指导的RNA聚合酶核心酶由四个亚基组成
(两个α亚基,一个β亚基,一个β’亚基),核心酶与σ亚基
结合产生全酶。核心酶可以催化NTP的聚合,但只有全酶能
够引发转录的开始。主要的步骤是:具有特异识别能力的。亚
基识别转录起,始点
、上游的启动子特异同源序列,这样可以使全酶与启动子序列
结合力增加,形成封闭的二元复合物。关键的作用是RNA
聚合酶与DNA的相互
作用。真核生物中,当含TBP的转录因子与DNA相互作用时
,其他因子也结合上来,形成起始复合体,这一复合体再与
RNA聚合酶结合,因此
主要是RNA聚合酶与蛋白质之间的作用。
11、 转录涉及模板链和编码链的分离,解释在转录中单链
DNA是怎样被保护的
转录过程中控板与编码链分离时,聚合酶覆盖了整个转录泡—
—从解旋位点到螺旋重新形成位点,因此单链的DNA被
保护起来。与复制不同,
转录不需要单链结合蛋白的参与。
12、 概括说明σ因子对启动子调节的辅助功能
σ因子(除了RpoN)有识别启动子序列的结构域。作为游离的
蛋白质;σ因子并不具备与DNA结合的构象。当σ因子与
核心酶结合后构象发生改变,其N末端游离出与DNA结合
的结构域。σ因子的这一调节方式是为了防止游离的σ因子
与启动子区结合,
而阻碍了依赖于全酶的转录启动。另外,这样也可防止形成
全酶的σ因子的浓度被稀释,因为每一个细胞中,大约每三个
核心酶对应于一个σ因子。
13、为什么只有DNA双螺旋中的一条链能被正常的转录?
如果两条链都被转录,每个基因就能编码两个不同的多肽
14、原核生物的核糖体RNA和DNA相对较稳定并且半衰期
而mRNA却不稳定很快被降解请解释这种稳定性的差异
如果转录物的寿命很长,就不可能通过控制mRNA的合成
速率来调节基因的活性。另一方面,如果tRNA和rRNA的
寿命长的话,就更合算。
15、启动子有何作用特点
(1)一个基因可同时拥有一个及以上启动子 (2)启动子
位置不定,一般在转录起始点上游。 (3)可与增强子共同
控制转录起始和强度。 (4)发挥功能时除需RNA聚合酶外
,还需转录调控因子与启动子区各种调控元件相互作用
16、增强子有何作用特点
① 可增强效应十分显著; ② 增强效应与其位置和取向无关; ③ 大多为重复序列;
④ 一般具有组织或细胞特异性; ⑤ 无基因专一性; ⑥ 许
多增强子还受外部信号的调控
17、如何通过实验确定启动子与增强子边界及关键序列元件
边界序列确定:从一段特定的含有启动子的DNA片段入手,
从DNA的两侧不断缩短长度直至短到停止产生活性的某一
位置。
保守序列确定:A: 对已知启动子序列,可通过缺失或突变确
定哪些碱基为必需;
B: 还可通过比较不同的启动子间的同源性,
确定哪些序列为保守序列。
18、回答大肠杆菌RNA聚合酶各亚基生物学功能
β和β’共同组成了酶的催化中心。它们的序列与真核生物
RNA聚合酶的最大亚基相关。
β亚基可能是酶和核苷酸底物结合的部位。
β’亚基是酶与DNA模板结合的主要成分。α亚基的功能
可能是识别其相应的启动子。原核生物σ因子的功能:帮助
核心酶辨认启动子;解开DNA的双螺旋
I型内含子发生改变后,可以产生其他酶的活性吗?如果可以
,是哪些活性?这意味着I型内含子的催化中心有什么特点?
可以。这些活性包括:RNA聚合酶、内切核酸酶、磷酸酶、
连接酶的活性将I 型内含子转变成这些酶的能力表明它能
结合于RNA的糖—磷酸骨架并能催化在它前后的几个不同
反应。例如,连接是剪切的相反反应
1、列举核糖体上主要的活性位点,并解释起功能
(1)mRNA结合位点—30S头部:防止mRNA链内碱基结合,
促进mRNA与小亚基结合
(2)肽酰-tRNA位点—P位点:结合起始rRNA,增强A位
活性
(3)氨酰基 tRNA 位点—A位点:结合特定氨酰tRNA
(4)脱酰基tRNA和多肽的逐出位点—E位点:E1为脱酰基
tRNA 离开核糖体提供出口;E2对蛋白质合成的准确性起
重要作用;E3为多肽离开核糖体提供出口
其他位点:结合起始,延伸等因子
(5)5s rRNA位点(与tRNA进入有关);(6)EF—Tu(延伸因子
)位点 :位于大亚基内,与氨酰基 tRNA的结合有关;(7)
EF—G :转位因子结合位点,位于大亚基靠近小亚基的界面处
2、简述蛋白质生物合成的基本过程
1)起始:核糖体小亚基识别起始位点,在起始因子作用下
,与大亚基,氨酰tRNA结合,形成起始复合物 2)延伸:
核糖体在mRNA移动,在延伸因子作用下,通过转移肽酰
tRNA到氨酰tRNA,即经过进位,肽键形成
和转移,脱落,移位的循环至终止密码子完成肽链延伸
3)终止:在释放因子作用下,识别终止密码子,肽链从
tRNA上释放,核糖体离开mRNA
3、什么是摇摆假说?
在蛋白质生物合成中转移核糖核酸反密码子的5′位碱基
不严格的特异性的假说。允许反密码子的5′位(第一位)
碱基与信使核糖核酸的密码子3′位(第三位)碱基通过改变
了的氢键配对(如非G-C、A-U 配对),从而识别一种以上的
密码子
4、指出E.coli和真核生物翻译起始的不同
[1]翻译的起始识别
原核的起始tRNA是fMet-tRNA,存在SD序列和核糖体
结合序列作为翻译起始位点,真核生物利用eIF4不同结合
位点结合帽子和尾巴结构,识别起点。
[2]翻译起始:原核生物30s小亚基首先与mRNA模板相结合,再与fMet-tRNA结合,最后与50s大亚基结合。真核中起始tRNA是
Met-tRNA,40s小亚基首先与Met-tRNA(Met上角标)相结合,再与模板mRNA结合,
最后与60s大亚基结合生成起始复合物,且真核生物的起始因子较多。
5、 N-甲酰甲硫氨酸-tRNA的功能是什么?
作为起始氨酰tRNA,能够识别AUG和GUG作为起始密码子,与IF-2结合成复合体进入小亚基的P位点
6、解释核糖体肽基转移反应
肽基转移酶的活性区位于大亚基,临近肽酰tRNA的氨基酸茎,核糖体P位点和A位点。50S上肽酰转移酶催化P位的肽(氨)酰-tRNA把肽(
或氨酰基)转给A位的AA-tRNA,并以肽键相连的过程
7、简述真核细胞中翻译终止的过程
由于氨酰tRNA上没有反密码子能够与三个终止密码子互补
配对,因此翻译终止。终止需要tRNA的协助,此时没有氨基酸能够连接到位于P位点的肽酰tRNA上,释放因子有助于终止的发生,能使tRNA上的氨基酸C端不需要
转肽基和脱酰基而发生转位。新生肽直接从P位点离开核糖体。
8、真核与原核核糖体的主要区别是什么?
真核细胞80S核糖体中核糖体蛋白和rRNA数量和体积比原核细胞70S核糖体的大,真核大小亚基(40S和60S)均比原核细胞的大(30S,50S)。原核细胞的RNA含量比真核高,原核细胞核糖体有E位点便于脱酰tRNA的离开。原核中多以多聚核糖体形式存在,真核大多与细胞骨架和内质网膜结合
10、密码子具有哪些特性
(1)连续性:肽链合成起始后,密码子按3个一框读下去不重叠也不跳格,直到终止
(2)简并性:许多氨基酸对应的密码子不止一种
(3)兼职性:AUG(Met)和GUG(Val)两个密码子除代表特定氨基酸外,还兼作起始密码子
(4)普遍性:各物种体内体外都适用
(5)密码子-反密码子识别的摇摆性:在密码子与反密码子的配对中,前两对严格遵守碱基配对原则,而第三对碱基有一定的自由度,可以“摆动”。
简述信号肽作用机制
信号肽便被信号识别颗粒(SRP)识别,SRP与携带新生链的核糖体结合而停止翻译
SRP再与内质网上的船坞蛋白(DP)结合翻译阻滞逆转,并使正在延伸的肽链转移到内质网腔内,信号肽被切除。
新生肽进入ER腔之后经折叠,修饰(糖基化和羟基化等)后运送到其它的部位。
1、酵母双杂交系统原理
不同转录激活因子的DB和AD形成的杂合蛋白仍然具有正常的激活转录的功能 ,酵母双杂交系统利用杂交基因通过激活报道基因的表达探测蛋白-蛋白的相互作用
2、酵母单杂交原理
将已知的顺式作用元件构建到最基本启动子(Pmin)上游,把报告基因连接到Pmin下游。将待测转录因子的cDNA与酵母转录激活结构域(AD)融合表达载体导入细胞,该基因产物如果能够与顺式作用元件结合,而激活Pmin启动子使报告基因表达。
3、简述DNA重组的基本过程?
(1)目的基因的提取:供体生物基因或称外源基因的提取
(2)限制性酶切:目的基因切成不同大小片段
(3)酶接:连接到另一DNA分子上-克隆载体
(4)转化:重组DNA分子转入受体细胞
(5)筛选和鉴定:对吸收了重组DNA的受体细胞进行筛选和鉴定
(6)基因表达:进行培养,检测外源基因是否表达
4、凝胶电泳的工作原理与应用
原理:1)核酸分子之糖-磷酸骨架中的磷酸基团,呈负离子化状态;核酸分子在一定的电场强度的电场中,它们会向正电极方向迁移;
2)电泳中使用无反应活性的稳定的支持介质,电泳迁移率(或迁移速度)与分子大小、介质粘度等成反比;
因此,可在同一凝胶中、一定电肠强度下分离出不同分子量大小或相同分子量但构型有差异的核酸分子。
应用:分离、鉴定和纯化DNA或RNA片段,分子克隆技术核心技术
5、分子杂交的试验流程以及分类
样品及探针制备--样品电泳分离---转膜----预杂交-----杂交----洗膜----分析(压片、显色、荧光观察等)
分类: Southern blot , Northern blot,Western blot,ISH, FISH
6、简述DNA足迹试验的原理与应用 DNA结合蛋白结合在DNA片段上,能保护结合部位不被DNase破坏,DNA分子经酶切作用后遗留下该片段(亦称“足迹”),进而可以确定它的序列。在电泳凝胶的放射性自显影图片上,相应于蛋白质结合的部位没有放射性标记条带 7、简述凝胶阻滞试验的原理 原理:蛋白质与DNA结合后分子质量将增加,在电泳中移动的速率减小,没有结合蛋白的DNA片段迁移速率大。利用这一原理可分离纯化细胞提取物中特定DNA结合蛋白 8、简述PCR的工作流程,原理与应用 原理:利用DNA复制的半保留复制和DNA变性与复性的特性,用特异性引物对模板DNA进行指数扩增。 流程:首先待扩增DNA模板加热变性解链,随之将反应混合物冷却至某一温度,这一温度可使引物与它的靶序列发生退火,再将温度升高使退火引物在DNA聚合酶作用下得以延伸。这种热变性-复性-延伸的过程就是一个PCR循环,PCR就是这种循环的不断重复。使DNA扩增量呈指数上升。 应用:基因组中特异片段克隆,不对称PCR,反向PCR,基因的体外诱变,RT-PCR,免疫PCR,基因组的比较研究 9、基因克隆的主要载体有哪些? 质粒载体,噬菌体载体, BAC,克隆载体,表达载体,YAC,粘粒等 10、作为表达载体应具备哪些特点? (1)能自主复制;(2)具有一个以上的遗传标记,便于重组体的筛选和鉴定;(3)有克隆位点(外源DNA插入点),常具有多个单一酶切位点,称为多克隆位点; (4)分子量小,以容纳较大的外源DNA。 11、作为DNA重组应用较多的限制性内切酶II,其有哪些特点? (1)识别位点严格专一;(2)识别序列的碱基数一般为4,6,8个bp;(3)识别位点经常是一种回文序列的DNA;(4)仅需 Mg2+ 作催化反应辅助因子,能识别双链DNA特殊序列,并可特异切割DNA,产生特异片段;(5)种类繁多,应用广泛 12、简述基因组文库的构建方法 ①用适当的限制性内切酶消化基因组DNA,以得到约20kb的片段;②用限制性内切酶切割载体DNA,使其形成与外源DNA相匹配的粘性未端;③用适当的方法除去l噬菌体裂解生长非必需的内部片段;④l噬菌体载体臂与外源DNA片段连接;⑤利用体外包装系统进行噬菌体的组装;⑥重组噬菌体侵染E. coli,每一克隆中含有外源DNA的一种片段,全部克隆构成一个基因文库。 13、简述cDNA文库的构建方法 ①mRNA的提取和纯化。②合成cDNA第一链。③将mRNA-cDNA杂交分子转变为双链cDNA分子。④将双链cDNA重组到噬菌体载体或质粒载体上。⑤将重组子体外包装成具有感染力的噬菌体颗粒导入到大肠杆菌寄主细胞中增殖 14、怎样筛选目的基因? (1)核酸杂交(2)PCR筛选(文库,菌落)(3)免疫筛选【解释】 15、基因组文库与cDNA文库有哪些差异? (1)cDNA文库 包含着细胞全部mRNA信息,基因组文库 包含有生物全部的基因。 (2)cDNA文库具有组织细胞特异性,基因组文库无。 (3)cDNA文库显然比基因组DNA文库小得多,能够比较容易从中筛选克隆得到细胞特异表达的基因。 (4)基因组文库所含的是带有内含子和外显子的基因组基因,而从cDNA文库中获得的是已经过剪接、去除了内含子的cDNA 1、乳糖操纵子阻遏蛋白的负性调控机制 没有乳糖时,1ac操纵子处于阻遏状态。I 基因在自身的启动子PI 控制下,产生阻遏蛋白R。R以四聚体形式与操纵子o结合,阻碍RNA聚合酶与启动子P的结合。 当有乳糖存在时,乳糖与R结合,使R四聚体解聚成单体,失去与o的亲和力,与o解离,基因转录开放。 2、乳糖操纵子CAP的正性调控机制 cAMP含量与葡萄糖的分解代谢有关,当细菌利用葡萄糖供给能量时,cAMP含量降低;无葡萄糖时,cAMP含量升高。 cAMP与CRP结合变为CAP,并以二聚体的方式与特定的DNA序列结合。 1ac操纵子的强诱导既需要有乳糖的存在,又需要没有葡萄糖可供利用,通过CAP的正调控作用,细菌才能充分利用乳糖。 3、乳糖操纵子结构特点 大肠杆菌乳糖操纵子包括:结构基因:Z、Y和A,调控元件:启动子(P)、操纵区(O)和cAMP-CRP结合位点;调节基因:lacI 4、解释细菌对葡萄糖和乳糖的利用机制 1).当葡萄糖存在,乳糖存在时:尽管乳糖作为诱导剂和阻遏蛋白结合,使阻遏蛋白与操纵序列O解离。但由于cAMP浓度较低,cAMP和CRP结合受阻,基因处于关闭状态。2).当葡萄糖和乳糖都不存在时:CRP可以发挥正调控作用,但由于没有诱导剂,阻遏蛋白的负调控作用使基因仍处于关闭状态。3).当葡萄糖存在,乳糖不存在时:此时无诱导剂存在,阻遏蛋白与DNA结合。而且由于葡萄糖的存在,CRP也不能发挥正调控作用,基因处于关闭状态。 4).当葡萄糖不存在,乳糖存在时:此时CRP可以发挥正调控作用,阻遏蛋白由于诱导剂的存在而失去负调控作用,基因被打开,启动转录。 5、色氨酸操纵子的阻遏蛋白的负调节机制 细菌通常需要自己经过许多步骤合成色氨酸,但是一旦环境能够提供色氨酸时,细菌就会充分利用外界的色氨酸。合成色氨酸所需酶类的基因E、D、C、B、A,受其上游调控蛋白R基因的调控。R并没有与O结合的活性,只有当环境能提供足够浓度的色氨酸时,R与色氨酸结合后而活化,能够与O结合,阻遏结构基因的转录,使基因开 ---关。

⑶ 臭氧bac技术是什么。是对于污水的净化么

1臭氧是优良的氧化剂,可以杀灭抗氯性强的病毒和芽孢;

2臭氧消毒受污水PH值及温度影响较小;

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,改善水质。

4臭氧可以分解难生物降解的有机物和三致物质,提高污水的可生化性。

5臭氧在水中易分解,不会因残留造成二次污染。

臭氧水处理的影响因素

臭氧在用于饮用水消毒时具有极高的杀菌效率,但在应用污水消毒时往往需要较大的臭氧投加量和较长的接触时间。其主要原因是污水中存在着较高的污染物如COD、NO2-N、色度和悬浮物等,这些物质都会消耗臭氧,降低臭氧的杀菌能力,只有当污水在臭氧消毒之前经过必要的预处理,才能使臭氧消毒更经济更有效。臭氧与污水的接触方式传质效果也会影响臭氧的投加量和消毒效果。

1.水质影响主要是水中含COD、NO2-N、悬浮固体、色度对臭氧消毒的影响。

2.臭氧投加量和剩余臭氧量

剩余臭氧量象余氯一样在消毒中起着重要的作用,在饮用水消毒时要求剩余臭氧浓度为0.4mg/L,此时饮用水中大肠菌可满足水质标准要求.在污水消毒时,剩余臭氧只能存在很短时间,如在二级出水臭氧消毒时臭氧存留时间只有3-5min。所测得的剩余臭氧除少量的游离臭氧外,还包括臭氧化物、过氧化物和其他氧化剂。在水质好时游离的臭氧含量多,消毒效果最好。

3.接触时间

臭氧消毒所需要的接触时间是很短的,但这一过程也受水质因素的影响,另外研究发现在臭氧接触以后的停留时间内,消毒作用仍在继续,在最初停留时间10min内臭氧有持续消毒作用,30min,以后就不在产生持续消毒作用。

4.臭氧与污水的接触方式对消毒效果也会产生影响,如采用鼓泡法,则气泡分散的愈小,臭氧的利用率愈高,消毒效果愈好。气泡大小取决于扩散孔径尺寸,水的压力和表面张力等因素,机械混合器、反向螺旋固定混合器和水射器均有很好的水气混合效果,完全可用于污水臭氧消毒。

一、污水臭氧处理工艺

一)污水臭氧处理流程

采用臭氧消毒的污水,预处理是十分重要的,往往由于预处理程度不够而影响臭氧消毒的效果,污水处理程度要经过技术经济比较确定。污水消毒最好是经过二级处理后再用臭氧消毒。这样可以减少臭氧的投加量,降低设备投资费用和运行费用。

二)臭氧消毒工艺设计及设备选择

污水臭氧消毒工艺设计,包括预处理工艺设计、臭氧消毒接触系统设计及臭氧发生器及配套设备的选择等。预处理工艺指在臭氧消毒之前对污水进行的一级处理或二级处理过程。

1.臭氧发生器选择

根据污水水质及处理工艺确定臭氧投加量,根据臭氧投加量和小时处理消毒水量确定臭氧使用量,按小时使用臭氧量选择臭氧发生器台数及型号。计算公式如下:G=q*g

式中G-----每小时使用的臭氧量(g/h)

q-----每小时最大污水处理量(m3/h)

g-----臭氧投加量(g/m3污水)

二、臭氧处理系统的安全与保护

1.系统设备管道防腐处理

臭氧气体具有很强的腐蚀性,在潮湿情况下腐蚀性最强。因此,臭氧发生设备‘输送臭氧的管道'阀门及接触反应设备均采取防腐措施。如使用碳钢材料必须涂防腐涂层。最好使用不锈钢管,玻璃钢管,ABS、PVC、PP-R塑料管等。接触池在使用钢筋混凝土材料时应加防腐涂层。一般橡胶不耐臭氧氧化,所以臭氧发生设备间的电线,电缆等均不能使用橡胶包裹的电线,应使用塑料电线。

2.设置通风排气设备

臭氧具有毒性,空气中臭氧浓度达到0.1mg/m3时就对人的眼睛、鼻、喉及呼吸道产生刺激作用在0.01-0.02mg/m3时可闻到臭味;因此在臭氧设备间应设置通风设备,万一发生泄漏可及时排出臭氧。臭氧比空气重,通风机应安装在靠近地面处。

3.臭氧输送管道及臭氧设备必须密闭,防止泄漏。

在设备运行之前应检查是否漏气,运行中一旦发生泄漏应立即关掉臭氧发生器电源,打开排风扇排出臭氧,再进行检修。

4.臭氧发生器为高压放电设备,应设置接地装置,接地电阻应小于4欧姆。操作应严格按照设备使用说明书及有关电器使用要求进行。

5.必须设置尾气处理或尾气回收装置,反应后排出的臭氧尾气必须经过分解破坏或回收利用,达到排放标准,否则将污染大气。

三、臭氧消毒设备布置要点

1.污水臭氧污水处理站设置空压机房、臭氧发生器设备间和操作间。空压机房安放空压机,空压机应防震和防止噪音。臭氧发生器间留有设备检修空间。

2.臭氧接触塔在寒冷地区应设在室内,尾气处理后经排气管排出室外。

3.根据处理工艺要求,泵应尽量靠近处理设备。

4.应绝对防止臭氧接触塔内的污水通过臭氧管道回流到臭氧发生器。

5.设备间内应有排水道,以备空压机排水,寒冷地区应有供暖设备

四、尾气处理工艺

1.臭氧在污水处理过程中往往不能百分之百的被污水吸收利用,所以在剩余的尾气中还含有一部分臭氧,如直接排入大气就会污染环境,危害人体健康。剩余臭氧可以尽量利用,如经常采用引入原污水中。如实在不能利用就必须处理。尾气处理的方法有燃烧法、活性炭吸附法、化学吸收法和催化分解法等。处理后的尾气重的臭氧含量应小于0`1mg/l。目前多使用回收利用、热分解法和霍加拉特剂催化分解法。几种方法的比较列于下表中。

2.在生产实践中,常将臭氧尾气以各种方式回用于原水的预处理,譬如,利用水射器,微空扩散器,混合到原水当中

⑷ 什么是生物活性碳

生物活性碳(Biological Activated Carbon)
臭氧活性碳技术是目前国际上最先进的水处理工艺,在日、美、欧等发达国家已广泛采用,目前我国采用臭氧消毒处理是水处理消毒的发展趋势。臭氧与颗粒活性炭相结合的臭氧生物活性炭净水处理工艺(BAC法),包括三个过程: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机物,延长活性炭使用寿命。
活性炭(Carbon)是一种经特殊处理的炭,每克活性炭的表面积为500~1500平方米。活性炭有很强的“物理吸附”和“化学吸附”功能,解毒作用就是利用了其巨大的面积,将毒物吸附在活性炭的微孔中,从而阻止毒物的吸收。同时,活性炭能与多种化学物质结合,从而阻止这些物质的吸收。 活性炭能够滤除水中化学有机物、重金属、色度、异味、氯离子等,主要功能改善口感。
生物活性炭[8],臭氧和活性炭处理的结合,一种电解自由基氧化、生物活性炭水处理技术,将需要处理的原水进入处理单元的电解部分,首先经过阳极产生的羟基自由基的氧化和阴极产生的氢自由基在阴极表面的催化加成,使有机物降解脱毒;同时阳极产生的分子态氧供给下一步生物活性炭利用,经降解脱毒后的处理水再经过生物活性炭处理后,有机污染物进一步去除,达到深度处理的目的。使用该技术处理水源水,可以使原水中的挥发性有机物由原来的11种降解至7种,TOC减少85%以上。可以使生活污水的COD减少75%以上。是一种新型的给水或有机废水深度处理的技术,在饮用水深度处理与难降解有机废水处理领域有着广阔的应用前景。生物活性炭的运行周期一般都达3至4年(使用寿命与水源水质有关)

⑸ 巴黎五大和六大哪个生物化学科更好

巴黎大学,实际上是巴黎13所大学的联合体, 13所大学各自独立没有隶属关系,但共同拥有一个名称"巴黎大学"。 编号只代表顺序,与质量以及名望无关。巴黎第六大学(皮埃尔和玛丽·居里大学) 拥有6个自然科学教学单位和4个医学教学单位,161个实验室。现有3万多名在校生。 学校开设文、理、医、法、经济等学科。皮埃尔与玛丽•居里-巴黎第六大学(简称巴黎第六大学)是前巴黎索邦大学理学院的主要继承者,目前共有在校学生30 000人(医学10 000人,理学20 000人),其中8 000人注册第三阶段文凭。巴黎六大历史悠久,在19-20世纪中叶培养出了大批世界著名科学家,其中最著名的是皮埃尔与玛利·居里夫妇。1968年法国教育改革打破了传统学校格局,稍后在巴黎文化发源地拉丁区成立了巴黎第六大学,取名皮埃尔与玛利·居里大学,以纪念曾在这里学习工作的两位杰出科学家。皮埃尔与玛丽•居里-巴黎第六大学拥有4 000名研究员和教师-研究员、20个博士研究生院;每年答辩700篇博士论文,颁发3 000份第三阶段文凭,通过8所医院培养300名医生;它是一个法国和欧洲独一无二的研究和教育中心。从2005学年起,巴黎第六大学将创办一所大学综合理工学院,每届招收300名工程师学生。巴黎第六大学拥有181个与大型研究机构(例如:法国国家科研中心[CNRS]、国家健康与医学研究院 [INSERM]等)和著名学术机构(例如:巴黎高等师范学院[ENS Ulm]、巴黎综合理工学院、法兰西学院、巴斯德研究院,等等)合作的实验室,研究领域涉及四大跨学科轴心:模型化与工程-物质与新材料-空间、环境、生态-基因组、交流系统。巴黎第六大学大力开发公立研究与私立研究之间的关系;学校每年签署300多项工业研究合同,并拥有 10个与工业界合作的混合研究单位。学校还发挥孵化器作用,为30多家企业的诞生作出了贡献。该校的自然科学与医学专业再法国规模最大,其研究结果在法国乃至世界科学技术领域长期保持领先地位。学校地处巴黎市中心,地理位置优越,邻近名胜景点圣路易岛和巴黎圣母院。校园附近有两路地铁和许多公交车线路经过法国巴黎六大校长Gilbert Bereziat教授一行访问北京大学,北京大学常务副校长林建华教授在临湖轩会见了来宾。Bereziat校长介绍了巴黎六大的教学与科研情况,表示愿意优先在自然科学领域与北大开展交流与合作。林校长对此表示同意,并提出应由对口教授首先建立联系,确定共同感兴趣的项目,以进一步探讨交流细节。随后,代表团一行参观了北京大学环境模拟与污染控制实验室。急诊医学文凭是由法国巴黎皮埃尔&玛丽·居里大学(巴黎六大)和中国武汉大学第二临床学院共同合作,武汉大学中南医院及武汉市急救中心以及法国巴黎勒内· 笛卡尔大学(巴黎五大)协办。由法国巴黎皮埃尔&玛丽·居里大学颁发第三阶段(BAC+5)的医学专业文凭。 2003 年 9 月 30 日,中法两国签订了关于两国文凭互认的协议,因此该学位文凭受中国教育部、法国教育部及世界医学界公开承认。 2006 年 10 月 27 日法国希拉克总统访华,也重点介绍了这个中法文化交流的项目。本项目以急诊医学教育课程为基础,运用多种先进的教育工具和多媒体设备,让中国学生接受和掌握法国在急诊领域的经 验和成果,使他们能够根据中国的实际情况调整所学到的医学知识并在临床中加以应用。

⑹ 除了植物和藻类还有什么生物含有叶绿体

蓝藻可以进行光合作用是因为含有光合色素,其内部并没有叶绿体

⑺ bac library是什么意思

bac library
BAC文库

bac library
网络
BAC文库

⑻ 什么是瘤胃微生物

一、瘤胃微生物的定义:

瘤胃微生物(liuweiweishengwu)是共生在牛、羊、鹿和骆驼等反刍动物瘤胃中的细菌和原生动物等微生物的总称。

二、瘤胃微生物的形态特征:

常见到的原生动物主要是纤毛虫,纤毛虫体的大小约为4瘤胃微生物及其作用0~200微米,数量一般为20~200万/毫升。种类可分为全毛虫和寡毛虫两大类。全毛虫有原口等毛虫(Isotichaprostma)、肠等毛虫(Isotichaintestinalis)、厚毛虫(Dasytricharuminantium);寡毛虫有囊状内毛虫(Entodiniumbursa)、贪食内毛虫(E.vorax)、尖尾内毛虫(E.caudatum)、有齿双毛虫(Diplodiniumdenticulatum)、多泡双毛虫(Polyplastronmultivesticulatum)、家牛双毛虫(Eudiplodiniumtauricum)、细硬甲虫(Ostracodiniumgracile)、无尾前毛虫(Epidiniumecaudatum)和有尾头毛虫(Ophryoscolexcaudatus)等。

三、瘤胃微生物的分布范围:

瘤胃内容物中,通常每毫升约含1010个细菌和4×106个原生动物。经统计,如1头体重达300公斤的肉用牛,它的瘤胃容积约为40升,可含4×1014个细菌和4×1010个原生动物。瘤胃微生物除有细菌和原生动物外,还能见到酵母样微生物和噬菌体。数量极多。反刍动物可为它们提供纤维素等有机养料、无机养料和水分,并创造合适的温度和厌氧环境,而瘤胃微生物则可帮助反刍动物消化纤维素和合成大量菌体蛋白,最后进入皱胃(真胃)时,它们便被全部消化,又成为反刍动物的主要养料。

常见到的细菌有纤维素消化菌[如白色瘤胃球菌(Ruminococcusalbus)]、半纤维素消化菌[如居瘤胃拟杆菌(Bacteriodesruminocola)]、淀粉分解菌[如反刍月形单胞菌(Selenomonasruminantium)]、产甲烷菌[如反刍甲烷杆菌(Methanobacteri-umruminantium)]等三四十种。

⑼ 蜉蝣目的形态及生物学特征

1.1 脉相及翅面的皱褶
现存蜉蝣前翅的纵脉主要包括:前缘脉C、亚前缘脉Sc、径脉R、前中脉MA 、后中脉MP 、前肘脉CuA和后肘脉CuP、臀脉A。除纵脉外,大多数类群还具有网状的横脉。除此之外,前翅还具一个亚前缘脉弓(subcostal brace)、各种闰脉以及缘闰脉。蜉蝣前后翅或多或少地呈现皱褶状,即像折叠扇面样的凹凸不平。另外,蜉蝣的Sc和Rs脉有时具非常明显的脉弱点。一般认为,蜉蝣脉相非常接近原始的昆虫脉相。
Kukalová-Peck提出一个昆虫翅脉的原始模式(Kukalová-Peck 1991)。在这一模式中,昆虫翅上具8对纵脉,分别为缘前脉PC(PCA+,PCP-),前缘脉C(CA+,CP-),亚前缘脉Sc(ScA+,ScP-),径脉R(RA+,RP-),中脉M(MA+,MP-),肘脉Cu(CuA+,CuP-),臀脉A(AA+,AP-),肩脉J(JA+,JP-)。每对脉的前一支为凸脉,后一支为凹脉,凸凹脉相间排列而使翅面呈现皱褶状。随着进化,在蜉蝣目中,PC、 C 和ScA 愈合成现今的前缘脉C。亚前缘脉弓由ScA+演化而来,它将C脉、Sc脉以及R1脉连接在一起。根据这一模式,蜉蝣目前翅脉相是非常原始的。
1.2 翅的关节和翅位
由于缺乏有关的骨片和飞行肌,蜉蝣在停息的状态下只能将翅竖立于体背,而不能像新翅类一样将翅折叠于胸腹部的背面。这种观点见于多种资料中,但Kukalová-peck认为这种观点并不正确。她提出,在原始有翅类昆虫翅基周围具有一马蹄型环绕的骨片组,每块骨片的结构和形状大体相似。这些骨片组成4列8行,每一行对应于一条纵脉。这些骨片包含血管,最靠近翅的那一列存在着血窦,给8条纵脉供应血液(Kukalová-Peck 1991)。
在蜉蝣目,这些骨片发生不同程度的退化和愈合。蜉蝣目前翅的关节板由Sc、R和M脉基部与脉相邻的两列骨片愈合而成,Cu、A 和J脉基部相应的骨片绞合在关节板的后方。另外两列骨片在古生代的蜉蝣中仍然存在,在现生蜉蝣中已不明显(Kukalová-Peck 1983,1997)。
与新翅类相比,蜉蝣目昆虫翅基的骨片(三块腋骨片Ax sclerites)以及相应的折叠肌肉和翅上肩脉处的褶痕(又称轭褶jugal fold)仍然存在,但由于骨片愈合,这些结构不再起作用,故蜉蝣在停息时翅是向背方垂直竖立的(Brodsky 1970)。
虽然蜉蝣目(古翅类)昆虫的前翅不能折叠,但与新翅类一样,这种模式仍然是一项进化性的特征。不能据此而认为新翅类的翅是由古翅类演化而来的。
1.3 附肢
除了触角、口器、足和翅外,蜉蝣还具有另外一些附肢,如稚虫的7对鳃、成虫的尾铗以及腹末长而分节的2根尾须。这些结构从何而来?它们是否是同源的构造?
根据Kukalová-Peck提出的六足总纲Hexapoda足的原始模式,原始昆虫的足可能最少有11节,每一节的内外侧又具数目不定的肢突。现存蜉蝣的翅及稚虫的鳃为第1节(epicoxa)的扁平外突(flattened exite),而第1节本身成为围绕外突 (或翅) 的骨片。蜉蝣的足、尾铗、两根尾须则具有另外的共同起源,即为真正的足。蜉蝣的阳茎则为第10腹节附肢转节的内突(trochanter endites)。有些蜉蝣胸足基节基部的鳃也相当于基节的内突。而中尾丝为第11腹节的末端延伸物(Kukalová-Peck 1991;Brinck 1957)。
关于翅的起源有存在数种假说,如背板起源说、鳃起源说和针突起源说。根据Kukalová-Peck的意见,蜉蝣稚虫腹部的鳃与胸部的翅同源(Kukalová-Peck 1978,1991)。因为:1. 一些蜉蝣稚虫鳃的形态和结构与翅非常相似:前缘骨化加厚、都有气管、都为扁平叶状结构;2. 鳃和翅都是按节排列的,并且都由相同的肌肉控制,有些蜉蝣的鳃有很强的活动能力; 3. 蜉蝣稚虫的头胸部除翅外绝没有扁平的鳃样结构; 4. 鳃与翅均着生于下基节(subcoxa)和背板之间、气门之上; 5. 一些现生蜉蝣成虫在腹部仍然保留着似翅的“鳃”样残迹(?tys & Soldán 1980)。
蜉蝣可能起源于衣鱼类Zygentoma(陈世骧 1955;谭娟杰 1980;Wigglesworth 1973)。它们都具长而分节的尾丝。
长而分节的尾丝能够保留下来可能与蜉蝣目独特的生活习性,如成虫不食而食道内贮满空气、身体比重较小、有独特的交尾行为(Brinck 1957)、雄成虫前足较长等等有关,在空中飞行时可能有一定的保持平衡的作用(Wigglesworth 1973)。
1.4 口器
舌分三叶,以及下颚的内颚叶与外颚叶愈合据认为是蜉蝣的一个原始特征(Hennig 1981)。
1.5 口器和前足基部的鳃
除了腹部的鳃外,蜉蝣目中的短丝蜉总科与扁蜉总科中的部分种类在下颚、下唇、前足和中足的基部具丝状的鳃。这种类型的鳃还发现于部分礻责 翅目,蜻蜓目和毛翅目(?tys & Soldán 1980)。根据Kukalová-Peck的解释,这种类型的鳃很可能是由原始附肢基部的肢突演变而来(Kukalová-Peck 1991)。
1.6 细裳蜉科Leptophlebiidae Atalophlebiinae亚科复眼
细裳蜉科Leptophlebiidae Atalophlebiinae亚科蜉蝣上半部分复眼的小眼为四方形。在节肢动物中,只有甲壳纲Crustacea部分种类具四方形的小眼。Peters & Gillies (1995)报道这种类型的小眼是一种衍生性状,而六角形的小眼为原始性状(Peters & Gillies 1995)。关于这一特征为什么仅在蜉蝣目和甲壳纲中出现还有待于深入研究。 2.1 翅内气管
Whitten报道,蜉蝣目昆虫的前后翅由不同的气管通入,即前翅内气管来自一个气门,而后翅的气管来自后一气门。换言之,蜉蝣翅内气管的来源严格限制于不同体节。这种状况与原始模式非常接近,因而比其它有翅类更加原始。在其它有翅类,前后翅的气管来自两个气门,前后翅的前缘脉至中脉的气管来自前气门,而前后翅的肘脉至臀脉来自后气门(Whitten 1962)。
2.2 翅脉内的血液环流
蜉蝣翅内的血液流动方向与其它昆虫没有区别,但进出翅内的血液流动却是间断的。这种例外的情况可能与原始的翅基具较大的血窦有关。而翅基具较大的血窦是古生代昆虫具有的一个原始特征(Kukalová-Peck 1978)。
2.3 生殖系统
蜉蝣具有端滋性输卵管,生殖系统各部分都没有附属腺体,雌雄生殖孔成对开口于体外,无产卵器(Landa 1969)。根据一般理解,这些都是比较原始的特征。
2.4 精子
根据Baccetti et al.报道和梁爱萍(1999)综述,双翼二翅蜉Cloeon dipterum(四节蜉科Baetidae)的精子鞭毛内的轴丝为9+9+0型(Baccetti et al.1969;郑乐怡,归鸿 1999),而绝大部分昆虫为 9+9+2型,个别种类为9+9+1型(双翅目Culiseta属)。从精子鞭毛内的轴丝类型来看,蜉蝣目具独特性。 3.1 原变态
蜉蝣的生活史包含四个阶段,即卵、稚虫、亚成虫和成虫。与其它所有具翅昆虫不同之处,就是蜉蝣的亚成虫与成虫都具有翅和飞行能力。换言之,蜉蝣成虫期具有两个龄期,或成虫期仍然蜕皮1次。蜉蝣稚虫与亚成虫以及成虫的外形差别很大,生活环境不同,又有亚成虫期,这种变态类型常专门称为原变态。
所有蜉蝣的雄亚成虫以及绝大部分的雌亚成虫都会蜕皮变成成虫,少数非常特化的种类雌亚成虫不再蜕皮,在亚成虫期完成交尾产卵过程(Edmunds & McCafferty 1988)。亚成虫与成虫在形态上有许多不同之处,其中有两点最为突出:一是亚成虫的翅面及身体表面密生细毛和各种微毛;二是就雄成虫而言,它的大部分附肢(尾铗和阳茎、前足以及尾丝)没有发育完全。对于第一点,Edmunds & McCafferty认为,与成虫相比,亚成虫更能够克服羽化时水的阻力(Edmunds & McCafferty 1988)。对于第二点,则认为反映了蜉蝣附肢的发育是渐进式的而非爆发式的,因此亚成虫的存在是蜉蝣附肢伸展完全以及生殖系统完善的一个必要过渡,是蜉蝣生活史中不可或缺的转变阶段(Edmunds & McCafferty 1988)。
Schaefer认为蜉蝣目昆虫的亚成虫期是古蜉蝣成虫期两次或多次蜕皮的证据和遗迹(Schaefer 1975)。它之所以能保存下来是因为在蜉蝣目昆虫中,翅的发育完全与外生殖器的成熟是不同步的,不能在一次蜕皮过程中完成,而是第一步在亚成虫期翅先发育和伸展,第二步通过再次蜕皮使外生殖器发育成熟。但在所有其它有翅昆虫中,这两个方面在一次蜕皮过程中就完成了。为什么只有蜉蝣能够保存这一古老特征?他认为两次蜕皮过程以及不同器官的异期成熟是体内内分泌系统不同步造成的,这是一个原始特性。由于蜉蝣目的亚成虫期以及成虫期都非常短暂,蜉蝣种群羽化的时间相对比较集中,成虫期又不需要取食(在古蜉蝣可能只需要很少),因此它们逃脱被捕食命运的可能性极大。换言之,选择压力没有足够大到使其与其它有翅类一样压缩成虫期蜕皮次数,促使成虫一次性获得取食、飞行、寻觅配偶、交尾、产卵的形态和能力、从而增大延续种群的可能性和能力。
陈世骧和谭娟杰认为蜉蝣的亚成虫相当于全变态类的蛹期,故他们认为不完全变态和完全变态都源自于原变态:减去亚成虫期就变成了不完全变态,而亚成虫演变成蛹期就是完全变态(陈世骧 1955; 谭娟杰 1980)。
但Kukalová-Peck认为,现今昆虫纲中所有变态类型都源自不变态类型。在她的原始昆虫模式中,原始有翅类(包括蜉蝣)稚虫到成虫之间无明显的变态过程,翅的发生和发育是逐步的和渐进的,且翅芽与胸部之间具有可动的关节。翅的完善需要有若干龄期,即真正的成虫期之前有若干过相当于蜉蝣亚成虫期的龄期。现今只有一个亚成虫期是原始多个相当于亚成虫龄期集中或遗留的结果(Kukalová-Peck 1978,1991)。
3.2 蜕皮次数
蜉蝣目昆虫的蜕皮次数相对较多,估计为10-50之间,大多数种类的蜕皮次数在15-25 次(Brittain 1982)。
Kukalová-Peck认为,在古生代,原始古翅类 Palaeoptera(包括蜉蝣目Ephemeroptera)具有伸展的翅芽或翅,它们发育过程独特。稚虫期的翅芽弯曲向后,而成虫期的翅向侧面伸展。在稚虫向成虫的发育过程中,翅芽逐渐地向侧方伸展,这需要多次蜕皮过程。在选择压力下,蜕皮次数逐渐减少,而翅的上述转变仍然是必需的,因此就出现了变态过程,即在一次蜕皮过程中完成以前多次蜕皮所完成的翅伸展过程(Kukalová-Peck 1978,1991。但在蜉蝣中则部分保留了多次蜕皮的特征。
陈世骧、谭娟杰以及其它一些人认为,有翅类Pterygota源自衣鱼目Zygentoma,而衣鱼即属于无变态类,在发育过程中需要多次蜕皮。作为一个原始而古老的类群,蜉蝣保留了这一特性(陈世骧 1955;谭娟杰 1980)。
3.3 交尾行为
蜉蝣目昆虫有复杂的、独特的交尾行为。具体过程是这样:雄成虫先钻到或飞到雌成虫的腹方,伸出其明显加长的前足,通过胫节和跗节间的特殊关节使跗节向上卷起,从两侧钩住雌成虫前翅的基部;然后雄成虫将腹部向背上方弯曲,将位于第9腹节腹方的外生殖器反转朝上而与雌性外生殖孔相合(Brinck 1957)。这种复杂行为的产生原因还不明了。有意思的是石虫丙 、蜻蜓也具复杂的交尾行为(Baccetti et al. 1969)。
3.4 水生习性
现生蜉蝣稚虫全是水生的,从化石蜉蝣的形态来看(如桨状的尾、具鳃或类似结构),中生代的蜉蝣已经具有水生习性了(Sinitchenkova 1984)。那么蜉蝣稚虫的水生习性是原生性状还是次生性状呢?这个问题牵涉到以下几个问题:有翅类与无翅类有共同起源还是与甲壳类具有共同起源,或者说六足总纲是否是一个单系群? 以及翅是如何起源和演化的?
虽然有争论,但从目前各方面证据来看,“有翅类”与“无翅类”可能具有共同的起源(Kukalová-Peck 1991;Baccetti et al.1969)。由于无翅类是陆生或湿生生活的,那么部分有翅类的水生习性可能就是次生的。另外,从蜉蝣生活史中也可以找到一些间接的证据:1. 所有蜉蝣种类都具有成虫期,都需要到陆地或空中生活一段时间才能完成生活史。如果它们的水生习性是原生的,那么可能会有一些种类保留这一习性,整个生活史都在水中完成。2. 蜉蝣成虫和亚成虫的翅是适合陆生和空中生活的器官,稚虫具翅芽。3. 与无翅类中的石虫丙 相似,蜉蝣的交尾行为十分复杂。4. 昆虫只占据了淡水环境,在深水和海洋中只发现少数水面生活的半翅类昆虫。
3.5 成虫不食
蜉蝣的亚成虫和成虫的口器退化,不具取食功能。因此,亚成虫期与成虫期所需能量来自稚虫期的积累。蜉蝣成虫的唯一功能和任务就是交尾产卵。在昆虫中,成虫不食的种类较多,但作为一个整体,蜉蝣目所有成员在成虫期都不取食具有一定的独特性。

热点内容
表达悲伤的文言文 发布:2025-06-02 00:37:57 浏览:348
短裤闪光老师 发布:2025-06-02 00:36:57 浏览:857
贴膜要多久 发布:2025-06-01 23:46:21 浏览:696
瑞文教育 发布:2025-06-01 23:20:37 浏览:217
网络水军是什么 发布:2025-06-01 22:11:38 浏览:758
教育策划案 发布:2025-06-01 15:58:25 浏览:664
数学龚老师 发布:2025-06-01 15:24:53 浏览:799
好看的老师 发布:2025-06-01 15:22:21 浏览:727
2017高考数学全国3答案 发布:2025-06-01 10:33:28 浏览:335
空乘老师 发布:2025-06-01 09:03:09 浏览:384