現(xiàn)代生命科學(xué)導(dǎo)論在線作業(yè)答案

1、東南大學(xué)現(xiàn)代生命科學(xué)導(dǎo)論在線作業(yè)答案學(xué)號尾數(shù)是2的(1初級階段:這一階段主要從古代到16世紀(jì)。這一時期生命科學(xué)的相關(guān)成就主要體現(xiàn)為古代醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)和相關(guān)生物技術(shù)等方面知識。古代醫(yī)學(xué)和藥學(xué)發(fā)展以及古代農(nóng)業(yè)技術(shù)、生物技術(shù)的應(yīng)用使古代人類的生產(chǎn)力得到了較大的發(fā)展。(2生命科學(xué)體系的形成:從16世紀(jì)開始,生命科學(xué)開始發(fā)展成一個獨立的科學(xué)體系,建立了以觀察和實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)研究方法,并形成了不同的生物學(xué)分支學(xué)科。18世紀(jì)提出了生物分類法,19世紀(jì)建立了細(xì)胞學(xué)說和生物進(jìn)化論,發(fā)現(xiàn)了孟德爾遺傳定律。(3現(xiàn)代生命科學(xué)階段:50年代沃森和克里克闡明了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu),直接導(dǎo)致了對生物體中DNAmRNA蛋

2、白質(zhì)中心法則的發(fā)現(xiàn)。60年代Nirenberg、Ochoa以及Khorana 等生物學(xué)家破譯了RNA上編碼合成蛋白質(zhì)的全部64個三聯(lián)遺傳密碼。1970年Temin和Baltimore從雞肉瘤病毒顆粒中發(fā)現(xiàn)以RNA為模板合成DNA的反轉(zhuǎn)錄酶,補充和完善了遺傳信息傳遞的中心法則。公元前5世紀(jì)至公元前3世紀(jì),中國古代醫(yī)學(xué)著作黃帝內(nèi)經(jīng)描述了人體內(nèi)臟部位、大小、功能,以及男女生長發(fā)育過程和特征,論述了生活條件、精神狀態(tài)與健康的關(guān)系。并進(jìn)一步總結(jié)了陰陽和五行理論,提出了人體生理和病理的臟腑學(xué)說和經(jīng)絡(luò)學(xué)說。東漢時期張仲景所著的傷寒雜病論提出了“辨證施治”的基本原則,為中醫(yī)的臨床實踐打下了基礎(chǔ)。明代李時珍所著

3、的本草綱目記錄了大量的動物和植物并進(jìn)行了分類。2.現(xiàn)代生物技術(shù)日漸滲透到人類生活的眾多領(lǐng)域。從發(fā)展前景看,人類為解決糧食、醫(yī)療保艦?zāi)茉春铜h(huán)境等重大問題,充分有效地利用可再生的生物資源,必須大力發(fā)展生物工程產(chǎn)業(yè),其主要領(lǐng)域可概括為四大方面:農(nóng)林牧漁業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生業(yè)、能源環(huán)境業(yè)和輕工食品業(yè)。各產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展方向為:農(nóng)林牧漁業(yè):培育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗逆的動植物新品種;為動植物疫病的診斷、預(yù)防和治療提供精確快速的診斷方法和高效、安全的防治用制劑。醫(yī)藥衛(wèi)生業(yè):研制新藥和新生物制品,提高對惡性腫瘤、心臟血管并重要傳染病和遺傳病的防治水平;應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)及其它高新技術(shù),改造已有的生物制品和抗生素等醫(yī)藥工業(yè)。能源

4、環(huán)境業(yè):選育可大量生產(chǎn)能源化學(xué)物質(zhì)的工程菌,開發(fā)生物來源的石油替代產(chǎn)品;選育可降解工業(yè)和生活廢棄物的工程菌,用以處理垃圾,變廢為寶;處理工業(yè)“三廢”,石油泄漏等,解決環(huán)境污染問題。輕工食品:選育優(yōu)良的工業(yè)生產(chǎn)菌種,開發(fā)新產(chǎn)品,以生物可降解材料替代不可降解的化工材料;應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備改造已有的釀造工業(yè)和發(fā)酵工業(yè)。生物工程產(chǎn)業(yè)是正處于蓬勃發(fā)展的中的新興產(chǎn)業(yè),它的興起及其對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的全面滲透和改造,將是下一個世紀(jì)第四次產(chǎn)業(yè)革命的重要特征。生物工程產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,對人類和地球的長遠(yuǎn)良性發(fā)展具有重大意義。一級結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈骨架盤繞折疊所形成的有規(guī)律性

5、的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)是整個多肽鏈的三維構(gòu)象,它是在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,多肽鏈進(jìn)一步折疊卷曲形成復(fù)雜的球狀分子結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)指數(shù)條具有獨立的三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈通過非共價鍵相互連接而成的聚合體結(jié)構(gòu)。分解糖原,增加脂肪和蛋白質(zhì)的消耗染色體畸變是指染色體發(fā)生數(shù)目或結(jié)構(gòu)上的改變。包括整個染色體組成倍的增加,成對染色體數(shù)目的增減,單個染色體某個節(jié)段的增減,以及染色體個別節(jié)段位置的改變。這些畸變,可在顯微鏡下觀察和識別,它是染色體病形成的根本原因。染色體畸變分為數(shù)目畸變和結(jié)構(gòu)畸變。ak47先知 向ak47提問蛋白質(zhì)工程和酶工程是繼基因工程之后發(fā)展起來的生物學(xué)技術(shù),它們是基因工程的一個重要組成部分,或者說

6、是新一代的基因工程。以下簡要介紹蛋白質(zhì)工程和酶工程的原理和應(yīng)用。一、蛋白質(zhì)工程通過基因工程能夠大規(guī)模生產(chǎn)生物體內(nèi)微量存在的活性物質(zhì),并借助轉(zhuǎn)基因而改變動植物性狀,得以在人類醫(yī)療保健中進(jìn)行基因診斷和基因治療。然而在廣泛利用自然界各種蛋白質(zhì)的過程中就發(fā)現(xiàn),這些蛋白質(zhì)只是適應(yīng)生物自身的需要,而對它們進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化開發(fā)往往不合意,需要加以改造。1983年Ulmer首先提出蛋白質(zhì)工程,它是指按照特定的需要,對蛋白質(zhì)進(jìn)行分子設(shè)計和改造的工程。自此以后,蛋白質(zhì)工程迅速發(fā)展,已成為生物工程的重要組成部分。(一蛋白質(zhì)的分子設(shè)計與改造蛋白質(zhì)工程首先是以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),通過蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)和溶液構(gòu)象的研究

7、,積累了成千上萬蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)和高級結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)資料,并編制成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫,得以從中找出蛋白質(zhì)分子間的進(jìn)化關(guān)系、一級結(jié)構(gòu)和高級結(jié)構(gòu)的關(guān)系、結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系方面的規(guī)律。特別值得指出的是,計算機(jī)科學(xué)技術(shù)和圖象顯示的迅猛發(fā)展,已使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析、三維結(jié)構(gòu)預(yù)測和模型構(gòu)建,分子設(shè)計和能量計算等理論與技術(shù)以及相關(guān)軟件,正在發(fā)展成為一個獨立的研究領(lǐng)域,而成為生物信息學(xué)的一個分支。它在蛋白質(zhì)工程定向改造的分子設(shè)計中是必不可少的條件和重要手段。蛋白質(zhì)作為生物大分子是生物化學(xué)和分子生物學(xué)的研究重點,大量蛋白質(zhì)被分離純化,測定了它們的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和生物學(xué)作用。分子生物學(xué)有關(guān)基因組的研究,也可以用以推測出一些未知蛋白質(zhì)的

8、結(jié)構(gòu)與功能。采用定位誘變的方法,可以對編碼蛋白質(zhì)的基因進(jìn)行核苷酸密碼子的插入、刪除、置換和改組,其結(jié)果為分子改造提供新的設(shè)計方案。現(xiàn)有的蛋白質(zhì)是生物長期進(jìn)化的結(jié)果,蛋白質(zhì)工程則是對生物進(jìn)化的模擬,按照蛋白質(zhì)形成的規(guī)律,改造蛋白質(zhì)或構(gòu)建新的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)的改造通常需要先經(jīng)周密的分子設(shè)計,然后依賴基因工程獲得突變型蛋白質(zhì),以檢驗其是否達(dá)到了預(yù)期的效果。如果改造的結(jié)果不理想,還需要從新設(shè)計再進(jìn)行改造,往往經(jīng)歷多次實踐摸索才能達(dá)到改進(jìn)蛋白質(zhì)性能的預(yù)定目標(biāo)。(二蛋白質(zhì)改造工程舉例1.水蛭素改造水蛭素是水蛭唾液腺分泌的凝血酶特異抑制劑,它有多種變異體,由65或66個氨基酸殘基組成。水蛭素在臨床上可作為抗栓

9、藥物用于治療血栓疾病。為提高水蛭素活性,在綜合各變異體結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上提出改造水蛭素主要變異體HV2的設(shè)計方案,將47位的Asn(天冬酰胺變成Lys(賴氨酸,使其與分子內(nèi)第4或第5位Thr(蘇氨酸間形成氫鍵來幫助水蛭素N端肽段的正確取向,從而提高凝血效率,試管試驗活性提高4倍,在動物模型上檢驗抗血栓形成的效果,提高20倍。2.生長激素改造生長激素通過對它特異受體的作用促進(jìn)細(xì)胞和機(jī)體的生長發(fā)育,然而它不僅可以結(jié)合生長激素受體,還可以結(jié)合許多種不同類型細(xì)胞的催乳激素受體,引發(fā)其他生理過程。在治療過程中為減少副作用,需使人的重組生長激素只與生長激素受體結(jié)合,盡可能減少與其他激素受體的結(jié)合。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)

10、,二者受體結(jié)合區(qū)有一部分重疊,但并不完全相同,有可能通過改造加以區(qū)別。由于人的生長激素和催乳激素受體結(jié)合需要鋅離子參與作用,而它與生長激素受體結(jié)合則無需鋅離子參與,于是考慮取代充當(dāng)鋅離子配基的氨基酸側(cè)鏈,如第18和第21位His(組氨酸和第17位Glu(谷氨酸。實驗結(jié)果與預(yù)先設(shè)想一致,但要開發(fā)作為臨床用藥還有大量的工作要做。3.胰島素改造天然胰島素制劑在儲存中易形成二聚體和六聚體,延緩胰島素從注射部位進(jìn)入血液,從而延緩了其降血糖作用,也增加了抗原性,這是胰島素B23- B28氨基酸殘基結(jié)構(gòu)所致。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)改變這些殘基,則可降低其聚合作用,使胰島素快速起作用。該速效胰島素已通過臨床實驗。

11、4.治癌酶的改造癌癥的基因治療分二個方面:藥物作用于癌細(xì)胞,特異性地抑制或殺死癌細(xì)胞;藥物保護(hù)正常細(xì)胞免受化學(xué)藥物的侵害,可以提高化學(xué)治療的劑量。皰疹病毒(HSV胸腺嘧啶激酶(TK可以催化胸腺嘧啶和其它結(jié)構(gòu)類似物磷酸化而使這些堿基3-OH缺乏,從而阻斷DNA的合成,殺死癌細(xì)胞。HSVTK 催化能力可以通過基因突變來提高。從大量的隨機(jī)突變中進(jìn)行篩選出一種酶,在酶活性部位附近有6個氨基酸被替換,催化能力20倍以上。蛋白質(zhì)工程的發(fā)展很快,研究工作很多,以上僅介紹了幾個例子。蛋白質(zhì)工程除了用于改造天然蛋白質(zhì)或設(shè)計制造新的蛋白質(zhì)外,其本身還是研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能的一種強(qiáng)有力的工具,它在解決生物理論方面所起

12、的作用,可以和任何重大的生物研究方法相提并論。二、酶工程人們早就知道,在催化化學(xué)方面,就其經(jīng)濟(jì)性、效率以及用途的多樣性而言,很難有其它的化學(xué)物質(zhì)能超過生物酶。如今,生物酶已被廣泛用于人類生活的許多方面,如食品、飲料、醫(yī)用藥品、化學(xué)工業(yè)及洗滌劑的生產(chǎn)等。然而,這些由數(shù)百個氨基酸按一定的精確順序連接起來的生物大分子,其用途是有局限性的。因為,天然酶雖然在生物體內(nèi)能發(fā)揮各種功能,但在生物體外,特別是在工業(yè)條件(如高溫、高壓、機(jī)械力、重金屬離子、有機(jī)溶劑、氧化劑、極端pH等下,則常易遭到破壞。除這些酶的不穩(wěn)定性因素外,天然酶還有分離純化難,成本高,價格貴等缺點。因此,盡管已被發(fā)現(xiàn)的酶有數(shù)千種,但是目前

13、在國際工業(yè)上和研究中商品酶的種類也僅數(shù)百種。所以,人們很自然地想到能否運用迅速發(fā)展的生物技術(shù)來改造天然酶,使其能夠適應(yīng)特殊的工業(yè)過程;或者設(shè)計制造出全新的人工酶或人工蛋白,以生產(chǎn)完全新的醫(yī)用藥品、農(nóng)業(yè)藥物、工業(yè)用酶和天然酶不能催化的化學(xué)催化劑。酶工程主要研究酶的生產(chǎn)、純化、固定化技術(shù)、酶分子結(jié)構(gòu)的修飾和改造以及在工農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生和理論研究等方面的應(yīng)用。酶工程主要采用兩種方法。一是化學(xué)酶工程,即通過對酶的化學(xué)修飾或固定化處理,改善酶的性質(zhì)以提高酶的效率和減低成本,甚至通過化學(xué)合成法制造人工酶;另一種是生物酶工程,即用基因重組技術(shù)生產(chǎn)酶以及對酶基因進(jìn)行修飾或設(shè)計新基因,從而聲查性能穩(wěn)定,具有新的生

14、物活性及催化效率更高的酶。因此酶工程可以說是把酶學(xué)基本原理與化學(xué)工程技術(shù)及重組技術(shù)有機(jī)結(jié)合而形成的新型應(yīng)用技術(shù)。(一化學(xué)酶工程化學(xué)酶工程也可稱為初級酶工程,是指天然酶、化學(xué)修飾酶、固定化酶及人工模擬酶的研究與應(yīng)用。1.天然酶工業(yè)用酶制劑大多是通過微生物發(fā)酵而獲得的粗酶,價格低,應(yīng)用方式簡單,產(chǎn)品種類少,使用范圍窄。例如洗滌劑、皮革生產(chǎn)等用的蛋白酶;紙張制造、棉布退漿等用的淀粉酶;漆生產(chǎn)用的多酚氧化酶;乳制品中的凝乳酶等。天然酶的分離純化隨著各種層析技術(shù)及電泳技術(shù)的發(fā)展,得到長足的進(jìn)展,目前醫(yī)藥及科研用酶多數(shù)是從生物材料中分離純化得到的。2.化學(xué)修飾酶通過對酶分子的化學(xué)修飾可以改善酶的性能,以適

15、用于醫(yī)藥的應(yīng)用及研究工作的要求?；瘜W(xué)修飾的途徑,可以通過對酶分子表面進(jìn)行修飾,也可對酶分子內(nèi)部進(jìn)行修飾。主要方法有:酶功能基修飾:通過對酶功能基的化學(xué)修飾提高酶的穩(wěn)定性和活性。例如將-胰凝乳蛋白酶表面的氨基修飾成親水性更強(qiáng)的-NHCH2COOH,可使酶抗不可逆熱失活的穩(wěn)定性在60時提高了1000倍。交聯(lián)反應(yīng):用某些雙功能試劑能使酶分子間或分子內(nèi)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而改變酶的活性或穩(wěn)定性。例如將人-半乳糖苷酶A經(jīng)交聯(lián)反應(yīng)修飾后,其酶活性比天然酶穩(wěn)定,對熱變性與蛋白質(zhì)水解的穩(wěn)定性也明顯增加。若將兩種大小、電荷和生物功能不同的藥用酶交聯(lián)在一起,則有可能在體內(nèi)將這兩種酶同時輸送到同一部位,提高藥效。大分子修飾

16、:可溶性高分子化合物如肝素、葡聚糖、聚乙二醇等可修飾酶蛋白側(cè)鏈,提高酶的穩(wěn)定性,改變酶的一些重要性質(zhì)。如-淀粉酶與葡聚糖結(jié)合后熱穩(wěn)定性顯著增加,在65結(jié)合酶的半衰期為63min,而天然酶的半衰期只有2.5min。3.固定化酶固定化酶(immobilized enzyme,是用物理或化學(xué)方法處理水溶性的酶使之變成不溶于水或固定于固相載體的但仍具有酶活性的酶衍生物。在催化反應(yīng)中,它以固相狀態(tài)作用于底物,反應(yīng)完成后,容易與水溶性反應(yīng)物分離,可反復(fù)使用。固定化酶不但仍具有酶的高度專一性和高催化效率的特點,且比水溶性酶穩(wěn)定,可較長期使用,具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。將酶制成固定化酶,作為生物體內(nèi)的酶的模擬,可有

17、助于了解微環(huán)境對酶功能的影響。固定化酶在文獻(xiàn)中曾用水不溶酶、不溶性酶、固相酶、結(jié)合酶、固定酶、酶樹脂及載體結(jié)合酶等名稱。酶的催化反應(yīng)依賴于它的活性部位的完整性,因此在固定某一酶時必須選擇適當(dāng)條件,使其概念蛋白質(zhì)組學(xué)(Proteomics一詞,源于蛋白質(zhì)(protein與基因組學(xué)(genomics兩個詞的組合,意指“一種基因組所表達(dá)的全套蛋白質(zhì)”,即包括一種細(xì)胞乃至一種生物所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)組本質(zhì)上指的是在大規(guī)模水平上研究蛋白質(zhì)的特征,包括蛋白質(zhì)的表達(dá)水平,翻譯后的修飾,蛋白與蛋白相互作用等,由此獲得蛋白質(zhì)水平上的關(guān)于疾病發(fā)生,細(xì)胞代謝等過程的整體而全面的認(rèn)識研究技術(shù)二維電泳和質(zhì)譜技術(shù)應(yīng)

18、用1.蛋白質(zhì)鑒定:可以利用一維電泳和二維電泳并結(jié)合Western等技術(shù),利用蛋白質(zhì)芯片和抗體芯片及免疫共沉淀等技術(shù)對蛋白質(zhì)進(jìn)行鑒定研究。2.翻譯后修飾:很多mRNA表達(dá)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)要經(jīng)歷翻譯后修飾如磷酸化,糖基化,酶原激活等。翻譯后修飾是蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)功能的重要方式,因此對蛋白質(zhì)翻譯后修飾的研究對闡明蛋白質(zhì)的功能具有重要作用。3.蛋白質(zhì)功能確定:如分析酶活性和確定酶底物,細(xì)胞因子的生物分析/配基-受體結(jié)合分析?？梢岳没蚯贸头戳x技術(shù)分析基因表達(dá)產(chǎn)物-蛋白質(zhì)的功能。另外對蛋白質(zhì)表達(dá)出來后在細(xì)胞內(nèi)的定位研究也在一定程度上有助于蛋白質(zhì)功能的了解。Clontech的熒光蛋白表達(dá)系統(tǒng)就是研究蛋白質(zhì)在細(xì)胞

19、內(nèi)定位的一個很好的工具。4.對人類而言,蛋白質(zhì)組學(xué)的研究最終要服務(wù)于人類的健康,主要指促進(jìn)分子醫(yī)學(xué)的發(fā)展。如尋找藥物的靶分子。很多藥物本身就是蛋白質(zhì),而很多藥物的靶分子也是蛋白質(zhì)。藥物也可以干預(yù)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用。在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和疾病機(jī)理研究中,了解人不同發(fā)育、生長期和不同生理、病理條件下及不同細(xì)胞類型的基因表達(dá)的特點具有特別重要的意義。這些研究可能找到直接與特定生理或病理狀態(tài)相關(guān)的分子,進(jìn)一步為設(shè)計作用于特定靶分子的藥物奠定基礎(chǔ)。人類基因組計劃(Human Genome Project, HGP是美國在1990年提出實施的一項偉大的科學(xué)計劃,與阿波羅登月計劃、曼哈頓原子彈計劃同稱為人類自然科

20、學(xué)史上的三大計劃。自實施以來,該計劃在世界各國引起了很大反響。在人類基因組計劃中,人們準(zhǔn)備用15年時間,投入30億美元,完成人類全部24條染色體中3×109個堿基對(bp,base pair的序列測定,其主要任務(wù)包括作圖(遺傳圖譜、物理圖譜的建立及轉(zhuǎn)錄圖譜的繪制、測序和基因識別,還包括模式生物(如大腸桿菌、酵母、線蟲、小鼠等基因組的作圖和測序,以及信息系統(tǒng)的建立。隨著人類基因組計劃的提出和實施,實驗數(shù)據(jù)和可利用信息急劇增加,人類基因組計劃提供了以往不可想象的巨量的生物學(xué)信息資源?；蚪M信息的收集、儲存、分發(fā)、分析顯得越來越緊迫和重要,信息的管理和分析成為人類基因組計劃實施過程中的一項

21、重要工作,人類基因組計劃向信息學(xué)提出了巨大的挑戰(zhàn)。值得慶幸的是,人類基因組計劃一開始就與計算機(jī)技術(shù)、信息高速公路同步發(fā)展,信息技術(shù)為生物信息學(xué)的發(fā)展提供了非常好的條件,為生物信息學(xué)的研究和應(yīng)用提供了非常好的支撐。生物信息學(xué)與人類基因組計劃緊密結(jié)合,互相滲透,生物信息學(xué)成為基因組計劃不可分割的一部分。事實證明,人類基因組計劃在生物信息學(xué)的支持下,前進(jìn)步伐大大加快,已經(jīng)提前完成計劃,功能基因組研究也已經(jīng)全面展開。而人類基因組計劃反過來又大大促進(jìn)了生物信息學(xué)的發(fā)展,HGP豐富了生物信息學(xué)的研究內(nèi)容,促進(jìn)生物信息學(xué)新思想、新方法的產(chǎn)生,生物信息學(xué)在最近10年迅速發(fā)展的歷程證明了這一點。1 大多數(shù)動物的

22、發(fā)育要經(jīng)歷胚胎期、幼體期、變態(tài)發(fā)育期和成體期2 卵細(xì)胞內(nèi)部是不對稱的,即具有極性3 卵裂是一系列迅速的細(xì)胞分裂4 原腸期為構(gòu)建內(nèi)部器官做準(zhǔn)備5 器官形成和組織分化產(chǎn)生了自主的有機(jī)體6 普遍的發(fā)育規(guī)則可能暗示了共同的機(jī)理抗原(antigen, Ag是一類能誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)發(fā)生免疫應(yīng)答,并能與免疫應(yīng)答的產(chǎn)物(抗體或效應(yīng)細(xì)胞發(fā)生特異性結(jié)合的物質(zhì)?？乖哂忻庖咴院头磻?yīng)原性兩種性質(zhì)。免疫原性是指抗原刺激機(jī)體后,機(jī)體免疫系統(tǒng)能形成抗體或致敏T淋巴細(xì)胞的特異性免疫反應(yīng)。反應(yīng)原性是指產(chǎn)生的抗體或致敏T淋巴細(xì)胞能與抗原進(jìn)行特異性結(jié)合的免疫反應(yīng)。既具免疫原性又具反應(yīng)原性的抗原稱免疫原。某種物質(zhì)之所以能成為一個良好的

23、免疫原,是因為它有特異的化學(xué)結(jié)構(gòu),這就是抗原決定簇?？乖瓫Q定簇可以與相應(yīng)的淋巴細(xì)胞表面的受體蛋白結(jié)合引起免疫應(yīng)答。一個抗原決定簇只能激活一種淋巴細(xì)胞(對于B細(xì)胞只刺激產(chǎn)生一種類型抗體。一個抗原可以有一個或多個抗原決定簇?？乖δ苄詻Q定簇的總數(shù)稱抗原結(jié)合價。抗原決定簇少,抗體與抗原結(jié)合就少,往往就見不到反應(yīng)。天然抗原或復(fù)雜的半抗原決定簇往往多達(dá)幾十個,因此可以與很多抗體分子交互結(jié)合。有些分子本身沒有免疫原性,不能引起免疫反應(yīng),但是如果把它們和某些載體分子,如蛋白質(zhì)分子結(jié)合起來就有了免疫原性,就能使動物對這一復(fù)合分子產(chǎn)生特異的抗體。這種本身無免疫原性,但有反應(yīng)原性,一旦把它與載體結(jié)合就有了免疫原性

24、的物質(zhì),就稱半抗原或不完全抗原。如寡糖,類脂和一些簡單的化學(xué)物質(zhì)等。嗎啡就是一種半抗原,把它與蛋白分子結(jié)合起來,就可以使動物體產(chǎn)生相應(yīng)抗體,此抗體可作為檢測是否吸毒的試劑。抗原相對分子量一般都在10X103以上,而在4X103以下者一般無免疫原性。在一定相對分子量范圍內(nèi),分子量大者免疫原性強(qiáng),這是因為:1、相對分子量大,表面抗原決定簇就多,而淋巴細(xì)胞要求一定數(shù)量抗原決定簇刺激才能活化;2、大分子化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,在水中呈膠體,不易被機(jī)體破壞或排除,這樣在體內(nèi)存留時間就長,有利于持續(xù)刺激淋巴細(xì)胞。核酸本身免疫原性很低,但只要有5個核苷酸與蛋白質(zhì)分子載體連接,就能刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體。抗原可分外源性抗原和

25、內(nèi)源性抗原兩類,前者如細(xì)菌、病毒、花粉、各種毒素以及小型動植物;后者主要為機(jī)體從未接觸過的物質(zhì)或構(gòu)象發(fā)生改變的自身成分,如變性的IgG重鏈、晶狀體物質(zhì)、精子、腦組織等。抗體是人或動物受抗原物質(zhì)(如細(xì)菌或其毒素、病毒等刺激后,由漿細(xì)胞合成和分泌的一種特異性蛋白質(zhì)?？贵w是人體抵抗感染的一種重要武器。19世紀(jì)末,德國科學(xué)家Behring發(fā)明了用含白喉抗毒素的動物血清注射給白喉患兒,使其治愈。此后醫(yī)學(xué)家們用含有不同抗體的動物血清或人血清來治療或預(yù)防多種傳染病。由于Behring開創(chuàng)了抗體治療傳染病的方法,對防治傳染病作出了卓越貢獻(xiàn),本世紀(jì)初榮獲諾貝爾醫(yī)學(xué)獎。但傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)抗體的方法是將抗原物質(zhì)(如細(xì)

26、菌或其毒素等注射給動物(如馬、羊等,使動物產(chǎn)生針對該抗原物質(zhì)的抗體。人們抽取免疫動物的血液,分離出含抗體的血清。這種體內(nèi)生產(chǎn)抗體的傳統(tǒng)方法有許多缺點。例如所獲得的抗體不純,不能連續(xù)生產(chǎn),動物飼養(yǎng)與管理工作繁重等,故長期以來醫(yī)學(xué)家們一直在探索在試管內(nèi)(即體外生產(chǎn)抗體的方法,1976年英國劍橋大學(xué)兩位科學(xué)家Milstein和Koh1er將小鼠骨髓瘤細(xì)胞與免疫小鼠的脾細(xì)胞雜交。小鼠骨髓瘤細(xì)胞能在體外無限增殖傳代并能分泌無抗體活性的球蛋白;免疫小鼠脾細(xì)胞能產(chǎn)生針對某種抗原的抗體,但不能在體外無限增殖。將兩者融合成一種雜交瘤細(xì)胞,后者繼承了兩個親代細(xì)胞的特點,既可在體外無限增殖,又可產(chǎn)生針對某種抗原的抗

27、休。一個雜交瘤細(xì)胞在體外不斷增殖所形成的細(xì)胞集團(tuán),被稱之為克隆。在同一克隆中所有的細(xì)胞產(chǎn)生相同的抗體,此抗體稱之為單克隆抗體(簡稱McAb。它是單一特異性的高純度的抗體,可在體外連續(xù)大量生產(chǎn)。McAb在臨床醫(yī)學(xué)及基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮了巨大作用,給某些難治疾病的診斷、防治帶來了新的希望。如針對某種腫瘤細(xì)胞的McAb與毒素、抗癌藥物或放射性物質(zhì)結(jié)合成復(fù)合物(醫(yī)學(xué)上稱為生物導(dǎo)彈,將此復(fù)合物注射到病人體內(nèi),可定向殺傷McAb所針對的腫瘤細(xì)胞,而對其它正常細(xì)胞則無作用,這是任何其它抗癌治療方法辦不到的。因此,單克隆抗體技術(shù)被譽為現(xiàn)代生物科學(xué)的一項革命性突破,是當(dāng)今四大生物工程技術(shù)之一。由于Milstein和

28、kohler 的杰出貢獻(xiàn),1984年他倆共同獲取了諾貝爾醫(yī)學(xué)獎。射線PET 磁性物質(zhì)fMRI 近紅外成像電位EEG 磁場信號MEG1.感覺是人腦對直接作用與感覺器官的客觀事物的個別屬性的反映。知覺是人腦對:直接作用與感覺器官的客觀事物的整體屬性的反映。兩者既有區(qū)別又有聯(lián)系,兩者區(qū)別如下: (1產(chǎn)生的來源不同。感覺是介于心理和生理之間的活動,它的產(chǎn)生主要來源于感覺器官的生理活動以及客觀刺激的物理特性。知覺是在感覺的基礎(chǔ)上對客觀事物的各種屬性進(jìn)行綜合和解釋的心理活動過程,表現(xiàn)出了人的知識經(jīng)驗和主觀因素的參與。(2反映的具體內(nèi)容不同。感覺是人腦的客觀事物的個別屬性的反映,知覺則是對客觀事物的各個屬性

29、的綜合整體的反映。(3生理機(jī)制不同。感覺是單一分析器活動的結(jié)果,知覺是多種分析器協(xié)同活動對復(fù)雜刺激物或刺激物之間的關(guān)系進(jìn)行分析綜合的結(jié)果。感覺和知覺的聯(lián)系表現(xiàn)如下:(1感覺是知覺產(chǎn)生的基礎(chǔ)。感覺是知覺的有機(jī)組成部分,是知覺產(chǎn)生的基本條件,沒有對客觀事物個別屬性反映的感覺,就不可能有反映客觀事物整體的知覺。(2知覺是感覺的深入與發(fā)展。一般來說,若能對某客觀事物或現(xiàn)象感覺到的個別屬性越豐富,越完善,那么對該事物的知覺就越完整,越準(zhǔn)確。(3知覺是高于感覺的心理活動,但并非是感覺的簡單相加之總和,它是在個體知識經(jīng)驗的參與下,以及個體心理特征,如:需要、動機(jī)、興趣、情緒狀態(tài)等影響下產(chǎn)生的。人類和其它物種

30、的起源,不是神造的,是自然物質(zhì)力量造化而生,這已經(jīng)是不爭的事實;人類存在據(jù)說有幾百萬年的歷史,幾百萬年以來,人類物質(zhì)運動從低級走向高級,發(fā)展到今天的現(xiàn)代人類,幾百萬年的漫長時間,在自然界永恒的發(fā)展過程中,只是短暫的一瞬,人類從自然界中產(chǎn)生,人類社會是自然界的一部分。人類的起源,我們不可能從最原始的單細(xì)胞生命開始,達(dá)爾文是從森林古猿開始的,認(rèn)為人類是從這種古猿進(jìn)化而來,生命起源和人類的起源不能同日而語,生命在幾十億年前就產(chǎn)生了,而人類的出現(xiàn)只有幾百萬年?，F(xiàn)在推測,在地球地質(zhì)運動的某一發(fā)展階段的某一時期,形成了某種特定和自然環(huán)境,在這忡環(huán)境中,有機(jī)物質(zhì)在其它物質(zhì)力量(如空氣、水分、陽光、以及某些微

31、量元素的作用下產(chǎn)生了一些胚胎類的有機(jī)聚合物,在適宜的溫度合濕度作用下,繼續(xù)發(fā)展變化,最后變成了動物或植物,也包括人類在內(nèi)。同時自然界按照物質(zhì)運動的平衡法則(即空間上的完整性和時間上的圓滿性,賦予了這些生命形式各自不同的外部形態(tài)和內(nèi)部構(gòu)造,如動物都有頭、干、尾,植物都有根、莖、葉,動物都有維持生命活動的心,肝,肺等內(nèi)臟器官,眼,耳,鼻等外部器官以及它們的功能,植物則有光合作用的功能,還賦于動植物繁衍后代的器官和功能,并自然地形成了它們的遺傳基因，以保證這些物種運動和發(fā)展的穩(wěn)定，完成它們的運動（生存）周 期。物種的起源，不是個別的，偶然的，而是在某一特定時期，地球某些地域的表面環(huán)境大 致相同，從而

32、在各個不同區(qū)域演化出同一種類的生物，昆蟲類的許多物種，如螞蟻，在世界 各地廣泛分布，有的體形較大，有的較小，種類繁多，如鼠類，也有廣泛的分布，有田鼠。 黃鼠、松鼠等等，如犬科動物，狼、狐、豺等，如貓科動物，虎、獅、豹等，它們雖然外形 不同， 但一類動物的身體結(jié)構(gòu)基本相似,人類也是如此,廣泛分布在世界各大洲,有黑種人,白種 人和黃種人等等.現(xiàn)在有一種說法,認(rèn)為人類只起源于某一地區(qū),而其它地區(qū)的人類則是后來 遷徙而至,顯然有些遷強(qiáng),造化在創(chuàng)造人類的時候,一開始絕不會只有男女兩人,如亞當(dāng)和夏娃, 如果是這樣,人類豈不是近親繁殖,不要說進(jìn)化,恐怕早已經(jīng)退化而滅絕了,我們不排除有些地 區(qū)的人類是后來遷徙

33、的,如美洲的印弟安人,大洋洲某些島嶼上的土箸人種等,所以人類應(yīng)是 多處起源,而不只限于某一地區(qū).,其它物種的起源也是如此,是在自然條件大致相同的情況下 同時或先后產(chǎn)生的,只是因為各地區(qū)的物質(zhì)條件的某些差異,如溫度.濕度和微量元素的細(xì)小 差別,使物種的形態(tài)產(chǎn)生差別,因而有棕熊.黑熊和白熊的區(qū)別,人類則有白人,黑人的差別.人類 是靈長類的一種,和其它靈長類是同時產(chǎn)生的,如各種猴子,猩猩和大猩猩等,這些靈長類雖然 和人類的形態(tài)比較近似,但人類絕不是猿類進(jìn)化來的,我們知道,事物是物質(zhì)運動的平衡狀態(tài) 的具體表現(xiàn),事物的外部形態(tài)是由其內(nèi)部因素和外在條件所規(guī)定的,是先天的,自然的,比如一 個物種(動物或植物

34、,它的基本形態(tài)是先天造化而城的,它做為一種物質(zhì)運動,必然要同其它事 物進(jìn)行一系列的質(zhì)量交換和能量轉(zhuǎn)化,以完成它的運動周期,所以該物種的基本形態(tài)就具有同 其它事物進(jìn)行質(zhì)量交換和能量轉(zhuǎn)化的各種功能,而它的功能則是由先天所造化的各種器官來 實現(xiàn)的,動.植物紿鉿維持自身的生存和發(fā)展所具有的能力,也就是大自然造化所賦于的本能, 這種本能在其發(fā)展過程中,不斷延伸和放大， 實現(xiàn)后天的進(jìn)化， 以適應(yīng)不斷變化的客觀環(huán)境 i， 但其后天的進(jìn)化不會超越其先天的本能， 進(jìn)化也不可能從根本上改變其先天的基本形態(tài)； 現(xiàn) 代基因科學(xué)證明，遺傳基因保證了五種的發(fā)展和繁衍，物種后天的發(fā)展變化，可能使其某些 性狀發(fā)生一些改變，但它的基本形態(tài)是不會改變的，而它的某些性狀的變化，不過是其本身 的延伸和放大而異，不要說區(qū)別較大的動物，如螞蟻和大象，螞蟻不論怎樣進(jìn)化也不可能變 成大象，即使物種之間屬于同一科屬得，也未