应用光子学和生物医学光子学讲义

生物医学光子学研究

生物医学光子学研究 The Research on Biomedical Photonics 本文作者徐正红女士，西安交通大学生命科学与技术学院生物医学工程研究所博士生；张镇西先生，西安交通大学生命科学与技术学院副院长、博士、教授、博士生导师。 关键词：光子学激光生物医学 一、引言 生命科学是当今世界科技发展的热点之一。而光子学是随着近代科学技术发展而日益蓬勃发展的学科。近年来一个以光子学与生命科学相互融合和促进的学科新分支――生物医学光子学（Biomedical Photonics）也随着激光技术、光谱技术、显微技术以及光纤技术的发展而飞速发展起来，它将开拓生命科学的新领域，成为本世纪的研究热点。 生物医学光子学可以分为生物光子学和医学光子学两个部分，分属生物学和医学领域，但二者存在相互交叠的范围，并无严格的分界。也可以根据应用目的的不同，将生物医学光子学划分位光子诊断医学技术和光子治疗医学技术两个领域。前者以光子作位信息的载体，后者是以光子作为能量的载体。 由于激光具有单色性好、高亮度，高密度、辐射方向性强的特点，无论光诊断还是光治疗技术，多以激光为光源。随着激光器的不断发展，光子技术在生物医学领域的应用也层出不穷。 二、光子诊断医学技术 1．概念 生物光子学就是以研究生物体辐射的光子特性来研究生物体自身的功能和特性的学科。在光子学产生初期，充满活力的生命科学就和光子学相互交叉渗透，促进了这一学科的发展。它以生物系统的超微弱光子辐射（BPE）的发现和研究为基础的。 从1923年前苏联科学家Burwitch等人首次发现BPE现象到70年代后的研究表明，BPE现象是自然界普遍存在的一种现象，是生物体的一种固有功能。除了少数原生生物和藻类等低级生物外，绝大多数动植物都能产生BPE。BPE的光谱很宽，从紫外、可见光到红外波段。奇妙的是，BPE的值和生物进化程度成正比，进化程度越高，其BPE值越大，辐射的波长越向红外扩展。另外BPE具有高度的相关性，是生物体梁子效率及低的一种低水平化学发光。 80年代以来各国科学家进一步对BPE现象进行研究发现DNA是BPE的辐射源之一；BPE在细胞形态分裂前和死亡前强度会增大。另外，癌细胞的BPE高于正常细胞。这些研究表明：生物的自发超弱发光与生物体的氧化代谢、细胞的分裂和死亡、癌变、生长调控、光化学反应等许多基本的生命过程有着密切的内在联系。有关BPE的研究也正向细胞、亚细胞和分子水平深入。与之相关的理论和测试技术也在不断发展。2．应用 由于生物超弱发光与生物体的生理及病理有着密切的关系，所以生物光子学在临床诊断、农作物遗传性诊断及环境检测等领域可以有重要的应用。 ●生物超弱发光的成像 利用高灵敏度的探测和成像技术，结合数据融合技术，在可见和近红外波段获得生物体超弱发光的而二维图像，用于人体代谢功能与抗氧化、抗衰老机体防御功能的测量和研究。亦可用于疾病的诊断。例如，日本研制成第一台能探测大脑癫间病灶区的激光仪器，用很弱的近红外激光照射病人头部而得到大脑皮层的二维图像。通过分析这

医学分子生物学

医学分子生物学 疾病和基因关系始终是医学领域关注的重大问题。在孟德尔遗传规律被重新认识的初期，就发现许多疾病受到遗传因素的控制，遵守孟德尔遗传因子的传递规律。遗传连锁定律的提出，现代经典遗传学理论体系的完善，极大地促进了对遗传性疾病的认识。上世纪40年代，L Pauling提出了”分子病”的概念，1956年，V Ingram发现血红蛋白β链第六位氨基酸从谷氨酸突变为缬氨酸是导致镰刀状贫血的原因。几乎同时，J.Lejeune发现Down综合症是由于21号染色体三陪体异常所致，系列染色体疾病病因。1976年，H Vanmus 和M Bishop在对肿瘤病毒学的研究中，发现了病毒癌基因，继而又无确定细胞癌基因的存在，此后抑癌基因也相继被发现，建立了肿瘤发生的基因理论，肿瘤被认为是体细胞的遗传病得到了普遍的认可。1983年，将亨廷顿病基因定位于第四号染色体上，1986年，克隆了慢性肉芽肿病的致病基因，同年杜氏肌营养不良和视网膜母细胞瘤的基因，也被定位克隆成功，掀起了单基因遗传病致病基因鉴定和克隆的热潮。世纪之交，人类基因组计划的完成，新的DNA标记的发现，为研究常见病的遗传因素成为了可能，2005年，首次用全基因组关联分析（GWAS），解析了视网膜黄斑变性病的相关基因，揭开了复杂性疾病易感基因确定的序幕，此后，一系列的常见多发疾病基因的GWAS研究，极大地丰富了人们对疾病发病机制的认识，加深了对疾病发生发展机制的认知。今天，疾病和基因关系仍是很长一段时间的重点工作，解析疾病基因,不但可以确定疾病的遗传易感性，有目的的开展预防、诊治，更

重要的是了解疾病新的致病机制，为分子诊断、分子靶向干预提供分子靶点。另一方面，药物作用靶点分子基因在人群的多态性，对药物作用的疗效影响；参与药物吸收、分布、代谢、排泄和毒性（admet）的基因多态性，也会影响药物的疗效，即药物基因组方面的研究，必将成为后基因组时代的重要研究内容。以疾病基因组学和药物基因组学为代表的组学研究进展，将为个体化医疗、精准医学提供理论和实践基础。

医学细胞生物学重点整理

医学细胞生物学资料整理 第三章细胞得分子基础 生物小分子: ★为掌握内容 1、无机化合物:水(游离水、结合水) 无机盐:离子状态 2、有机化合物:单糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸 细胞大分子:细胞得蛋白质、核酸、多糖(由小分子亚基装配而成) 蛋白质一级结构:多肽链仲氨基酸得种类、数目与排列顺序形成得线性结构,化学键主要就是肽键 蛋白质功能:①细胞得结构成分。②运输与传导。③收缩运动。④免疫保护。⑤催化作用—酶 核酸: DNA:双螺旋结构 RNA:信使RNA(Mrna)、转运RNA(tRNA)、核糖体RNA(rRNA) 功能:1、携带与传递遗传信息。2、复制。3、转录。 第四章细胞生物学得研究技术 第一节细胞形态结构得观察 光学显微镜技术------显微结构得观察 一、普通光学显微镜---染色标本 二、荧光显微镜---(紫外线)细胞结构观察、细胞化学成分研究、DNA＆RNA含量变化 三、相差显微镜---(光得衍射与干涉效应)活细胞结构、活动观察 四、微分干涉差显微镜 ---(平面偏振光得干涉)活细胞结构观察、细胞工程显微操作(三维立体投影) 五、暗视野显微镜---(特殊得聚光器)观察活细胞外形 六、激光共聚焦扫描显微境 ---(激光作光源)立体图像,组织光学切片 ;三维图像重建 电子显微镜技术------亚微结构得观察 分:透射、扫描、高压 透射电子显微镜: 电子束穿透样品而成像,观察细胞超显微结构,荧光屏上成像 亚微结构观察---电子显微镜技术、扫描隧道显微镜 光镜与电镜得区别 第二节细胞得分离与培养 一、细胞培养 就是指在体外适宜条件下使细胞继续生长、增殖得过程。 优点: 1、容易在较短得时间内获得大量得细胞 2、有利于研究单一类型得细胞

光电技术在生物医学中的应用一现状与发展

论文题目： 光电技术在生物医学中的应用——现状与发展 学院 专业名称 班级学号 学生 2013年12月19日

摘要： 简要介绍光电技术在生物医学应用中的发展概况，从基因表达与蛋白质——蛋白质相互作用研究方面，重点讨论了生物分子光子技术的特点与优势，阐明基于分子光学标记的光学成像技术是重要的实时在体监测手段，最后简要讨论了医学光学成像技术在组织功能成像和脑功能成像中的应用原理。 关键词：光电技术，医学诊断与治疗，分子光子学，医学成像

1.生物医学光子学发展简介 光电技术在生物医学中的应用实质上就是生物医学光子学的研究畴。生物医学光子学是近年来受到国际光学界和生物医学界广泛关注的研究热点。在国际上一般称为生物医学光子学或生物医学光学。 光子学以量子为单位，研究能量的产生、探测、传输与信息处理。光子技术在生物与医学中的应用即定义为生物医学光子学，其相应产业涉及人类疾病的诊断、预防、监护、治疗以及保健、康复等。研究容包括:光子医学与光子生物学，X-射线成像，MRI ，PET等。近年来，生物医学光子学在生物活检、光动力治疗、细胞结构与功能检测、对基因表达规律的在体观测等问题上取得了可喜研究成果，目前正在从宏观到微观多层面上对大脑活动与功能进行研究。美国《科学》杂志在最近儿年已发表相关论文近20篇。随着光子学技术的发展，生物医学光子学将在多层次上对研究生物体特别是人体的结构、功能和其他生命现象产生重要影响。 在国际上已经成立了国际生物医学光学学会(International Biomedical Optics Society)，简称IBOS。IBOS每年与国际光学工程学会(SPIE)联合举办学术会议。国外 学术交流方面，作为生物医学工程和光学工程领域重要国际会议的“生物医学光学国际学术研讨会”(International BiomedicalOptics Symposium，简称BIOS)每年在美国和欧洲各举办一次。在国，国家自然科学基金委员会生命科学部与信息科学部联合发起并承办的全国光子生物学与光子医学学术研讨会已经举办了六届。在第六届学术会议上发表学术论文75篇，论文摘要27篇。 从光电技术(或光子技术)在生物医学中的应用现状可以看到，光子医学与光子生物学的研究和应用围是广泛而且深入的，并正在形成有特色的学科和产业。例如，由于生物超微弱发光与生物体的细胞分裂、细胞死亡、光合作用、生物氧化、解毒作用、肿瘤发生、细胞和细胞间的信息传递与功能调节等重要的生命过程有着密切的联系，基于生物超微弱发光的生物光子技术在肿瘤诊断、农业、环境监测、食品监测和药理研究等方面己经得到应用。 下面主要从生物分子光子技术和医学光学成像技术两个方面介绍当前的研究现状 与发展趋势。

医学分子生物学讲义复习重点

分子生物学 1.ORF 答:ORF是open reading frame的缩写，即开放阅读框架。在DNA链上，由蛋白质合成的起始密码开始，到终止密码为止的一个连续编码列，叫做一个开放阅读框架。 2.结构基因 答：结构基因（structural genes）可被转录形成mRNA,并翻译成多肽链，构成各种结构蛋白质或催化各种生化反应的酶和激素等。 3.断裂基因 答：基因是核酸分子中贮存遗传信息的遗传单位，一个基因不仅仅包括编码蛋白质或 RNA 的核酸序列，还包括保证转录所必需的调控序列、位于编码区 5 ' 端与 3 ' 端的非编码序列和内含子。真核生物的结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因（split gene）。 4.选择性剪接 答：选择性剪接（也叫可变剪接）是指从一个mRNA前体中通过不同的剪接方式（选择不同的剪接位点组合）产生不同的mRNA剪接异构体的过程，而最终的蛋白产物会表现出不同或者是相互拮抗的功能和结构特性，或者，在相同的细胞中由于表达水平的不同而导致不同的表型。 5.C值 答：基因组的大小通常以其DNA的含量来表示，我们把一种生物体单倍体基因组DNA的总量成为C值（C value）。 6.生物大分子 答：生物大分子指的是作为生物体内主要活性成分的各种分子量达到上万或更多的有机分子。常见的生物大分子包括蛋白质、核酸、脂类、糖类。 7.酚抽提法 答：酚抽提法最初于1976年由Stafford及其同事提出，通过改良，以含EDTA、SDS及无DNA酶的RNA酶裂解缓冲液破碎细胞，经蛋白酶K处理后，用pH8.0的Tris饱和酚抽提DNA，重复抽提至一定纯度后，根据不同需要进行透析或沉淀处理获得所需的DNA样品。 8.凝胶过滤层析 答：凝胶过滤层析也称分子排阻层析或分子筛层析，利用凝胶分子筛对大小、形状不同的分子进行层析分离，是根据分子大小分离蛋白质混合物最有效的方法之一。 9.多重PCR 答：多重PCR技术是在一个反应体系中加入多对引物，同时扩增出多个核酸片段，由于每对引物扩增的片段长度不同，可用琼脂糖凝胶电泳或毛细管电泳等技术加以鉴别。 10.荧光域值 答：荧光阈值是在荧光扩增曲线上人为设定的一个值，它可以设定在荧光信号指数扩增阶段任意位置上，一般荧光阈值的设置是基线荧光信号的标准偏差的10倍。 11.退火 答：温度突然降至37-58℃时，变性的DNA单链在碱基互补的基础上重新形成氢

中南大学_医学分子生物学试题库答案.pdf

医学分子生物学习题集 （参考答案） 第二章基因与基因组 一、名词解释 1.基因(gene)：是核酸中储存有功能的蛋白质多肽链或RNA序列信息及表达这些信息 所必需的全部核苷酸序列。 2.断裂基因(split gene)：真核生物基因在编码区内含有非编码的插入序列，结构基因 不连续，称为断裂基因。 3.结构基因(structural gene)：基因中用于编码RNA或蛋白质的DNA序列为结构基因。 4.非结构基因(non-structural gene)：结构基因两侧一段不编码的DNA片段，含有基 因调控序列。 5.内含子(intron)：真核生物结构基因内非编码的插入序列。 6.外显子(exon)：真核生物基因内的编码序列。 7. 基因间DNA (intergenic DNA)：基因之间不具有编码功能及调控作用的序列。 8. GT-AG 法则 (GT-AG law)：真核生物基因的内含子5′端大多数是以GT开始，3′ 端大多数是以 AG 结束，构成 RNA 剪接的识别信号。 9.启动子(promoter)：RNA聚合酶特异识别结合和启动转录的DNA序列。 10.上游启动子元件(upstream promoter element )：TATA合上游的一些特定的DNA序 列，反式作用因子，可与这些元件结合，调控基因转录的效率。 11.反应元件(response element)：与被激活的信息分子受体结合，并能调控基因表达的 特异DNA序列。 12.poly(A)加尾信号 (poly(A) signal) ：结构基因末端保守的 AATAAA 顺序及下游 GT 或T富含区，被多聚腺苷酸化特异因子识别，在mRNA 3′端加约200个A。 13.基因组(genome)：细胞或生物体一套完整单倍体的遗传物质的总称。 14.操纵子(operon)：多个功能相关的结构基因成簇串联排列，与上游共同的调控区和下 游转录终止信号组成的基因表达单位。 15.单顺反子(monocistron)：一个结构基因转录生成一个mRNA分子。 16.多顺反子(polycistron)：原核生物的一个mRNA分子带有几个结构基因的遗传信息，

生物技术在医学领域的应用

微生物制药技术 工业微生物技术是可持续发展的一个重要支撑，是解决资源危机、生态环境危机和改造传统产业的根本技术依托。工业微生物的发展使现代生物技术渗透到包括医药、农业、能源、化工、环保等几乎所有的工业领域，并扮演着重要角色。欧美日等国已不同程度地制定了今后几十年内用生物过程取代化学过程的战略计划，可以看出工业微生物技术在未来社会发展过程中重要地位。 微生物制药技术是工业微生物技术的最主要组成部分。微生物药物的利用是从人们熟知的抗生素开始的，抗生素一般定义为：是一种在低浓度下有选择地抑制或影响其他生物机能的微生物产物及其衍生物。(有人曾建议将动植物来源的具有同样生理活性的这类物质如鱼素、蒜素、黄连素等也归于抗生素的范畴，但多数学者认为传统概念的抗生素仍应只限于微生物的次级代谢产物。)近年来，由于基础生命科学的发展和各种新的生物技术的应用，报道的微生物产生的除了抗感染、抗肿瘤以外的其他生物活性物质日益增多，如特异性的酶抑制剂、免疫调节剂、受体拮抗剂和抗氧化剂等，其活性已超出了抑制某些微生物生命活动的范围。但这些物质均为微生物次级代谢产物，其在生物

合成机制、筛选研究程序及生产工艺等方面和抗生素都有共同的特点，但把它们通称为抗生素显然是不恰当的，于是不少学者就把微生物产生的这些具有生理活性（或称药理活性）的次级代谢产物统称为微生物药物。微生物药物的生产技术就是微生物制药技术。可以认为包括五个方面的内容： 第一方面菌种的获得 根据资料直接向有科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买；从大自然中分离筛选新的微生物菌种。 分离思路新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性，采用各种筛选方法，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也必须重新进行分离纯化。具体分离操作从以下几个方面展开。 定方案：首先要查阅资料，了解所需菌种的生长培养特性。

(珍贵)浙江大学05-12年博士医学分子生物学真题

2012浙江大学医学分子生物学（乙）回忆版： 一．名词解释（3分*5） 1.The Central Dogma 2.Telomere 3.nuclear localization signal, NLS 4.Protein Motif 5.Splicesome 二．简答题：（5分*9） 1.一个基因有哪些结构组成？ 2.基因、染色体、基因组的关系？ 3.表观遗传机制改变染色质结果的机制？ 4.内含子的生物学意义？ 5.什么是蛋白质泛素化？其生物学意义是什么？ 6.蛋白质纯化的方法？ 7.MicroRNA是什么？它如何发挥作用？ 8.什么是全基因组关联研究（Genome Wide Association Studies,GWAS）？其研究目的是什么？ 9.分子生物学研究为什么需要模式生物？ 三．问答题：（10分*4） 1.人体不同部位的细胞其基因组相同，为什么表达蛋白质的种类和数量不同？ 2.用分子生物学知识，谈谈疾病发生机制？ 3.有一块肿瘤组织及癌旁组织，设计一个实验证明细胞内蛋白质在肿瘤发生发展中的作用？ 4.目前，基因靶点研究已成为新药开发的用药部分，结合目前药物靶点在新药开发中的应用，谈谈你的建议和观点？

2011浙江大学博士入学考试医学分子生物学试题回忆 一、英文名解 1、冈崎片段： 2、反式作用因子： 3、多克隆位点： 4、micro RNA： 5、分子伴侣： 二、简答 1、蛋白质四级结构。 2、真核转录调控点。 3、表观遗传学调控染色质。 4、真核RNA聚合酶类型及作用。 5、基因突变。 6、组学概念及举例。 7、简述兔源多克隆抗体的制备。

医学细胞生物学知识点归纳

线粒体： 1.呼吸链（电子传递链）Respiratory chain一系列能够可逆地接受和释放H+和e-的化学物质所组成的酶体系在线粒体内膜上有序地排列成互相关联的链状。 2.化学渗透假说（氧化磷酸化偶联机制）：线粒体内膜上的呼吸链起质子泵的作用，利用高能电子传递过程中释放的能量将H+泵出内膜外，造成内膜内外的一个H+梯度（严格地讲是离子的电化学梯度），A TP合酶再利用这个电化学梯度来合成A TP。 3.电子载体:在电子传递过程中与释放的电子结合并将电子传递下去的物质称为电子载体。参与传递的电子载体有四种∶黄素蛋白、细胞色素、铁硫蛋白和辅酶Q，在这四类电子载体中，除了辅酶Q以外，接受和提供电子的氧化还原中心都是与蛋白相连的辅基。 4.阈值效应：突变所产生的效应取决于该细胞中野生型和突变型线粒体DNA的比例，只有突变型DNA达到一定数量（阈值）才足以引起细胞的功能障碍，这种现象称为阈值效应。 5.导向序列：将游离核糖体上合成的蛋白质的N-端信号称为导向信号，或导向序列，由于这一段序列是氨基酸组成的肽，所以又称为转运肽。 6.信号序列：将膜结合核糖体上合成的蛋白质的N-端的序列称为信号序列，将组成该序列的肽称为信号肽。 7.共翻译转运：膜结合核糖体上合成的蛋白质通过定位信号，一边翻译，一边进入内质网，由于这种转运定位是在蛋白质翻译的同时进行的，故称为共翻译转运。 8.蛋白质分选：在膜结合核糖体上合成的蛋白质通过信号肽，经过连续的膜系统转运分选才能到达最终的目的地，这一过程又称为蛋白质分选。 核糖体： 1.原核生物mRNA中与核糖体16S rRNA结合的序列称为SD序列(SD sequence) 。 2.核酶：将具有酶功能的RNA称为核酶。 3.N-端规则(N-end rule): 每一种蛋白质都有寿命特征，称为半衰期(half-life)。研究发现多肽链N-端特异的氨基酸与半衰期相关，称为N-端规则。 4.泛素介导途径：蛋白酶体对蛋白质的降解通过泛素(ubiquitin)介导,故称为泛素降解途径。蛋白酶体对蛋白质的降解作用分为两个过程:一是对被降解的蛋白质进行标记,由泛素完成;二是蛋白酶解作用,由蛋白酶体催化。 细胞核： 1.核内膜：有特有的蛋白成份（如核纤层蛋白B受体），膜的内表面有一层网络状纤维蛋白质，即核纤层（nuclear lamina），可支持核膜。 核外膜：靠向细胞质的一层，是内质网的一部分，胞质面附有核糖体 核周隙：内、外膜之间有宽20~40nm的腔隙，与粗面内质网腔相通 核孔复合体：内、外膜融合处，物质运输的通道 核纤层：内核膜内表面的纤维网络，支持核膜，并与染色质、核骨架相连。 2.核孔复合体：是细胞核内外膜融合形成的小孔，直径约为70 nm，是细胞核与细胞质间物质交换的通道。 3.核孔蛋白：参与构成核孔的蛋白质，可能在经核孔的主动运输中发挥作用。 核运输受体：参与物质通过核孔的主动运输。 核周蛋白: 是一类与核孔选择性运输有关的蛋白家族，相当于受体蛋白。 5.输入蛋白：核定位信号的受体蛋白, 存在于胞质溶胶中, 可与核定位信号结合, 帮助核蛋白进入细胞核。 输出蛋白：存在于细胞核中识别并与输出信号结合的蛋白质, 帮助核内物质通过核孔复合

医学分子生物学

第一章总论 一、名词解释： 1．单体、有效部位2．一次代谢产物、二次代谢产物3．有效成分、无效成分 ４．正相色谱、反相色谱5．水/醇法、醇/水法 二、填空题： 1．溶剂提取法中选择溶剂的依据__________。 2．色谱法按其基本原理分为________、________、________、________。 3．硅胶为________性吸附剂，适于分离________成分，化合物的极性越大，与吸附剂吸附得越____，越_____被洗脱下来。 4．凝胶色谱法分离天然产物中大分子时，主要依据化合物____________差异。 5．葡聚糖凝胶的商品型号是按其交链度大小分类，并以________表示。英文字母G代表________，后面的阿拉伯数字表示凝胶的吸水量再乘以________的值，如G-25的吸水量为________。 6．分配层析是利用各成分在的两相溶剂中不同而进行分离的层析方法。 7．聚酰胺吸附属于________吸附，是一种用途十分广泛的分离方法，特别适于分离________、________、________类化合物。 8．硅胶活化温度________，时间________，超过________丧失吸附力，硅胶含水量达________不能作吸附剂使用，只能作分配色谱。 9．中药液体制剂常采用“水提醇沉”法，水可以提取如糖类、_________、________、_______ 等成分，醇沉可以沉淀________、__________等物质。 10．使用混合溶剂重结晶时，一般是将样品先溶于__________的溶剂中，在加热的情况下滴加__________溶剂直至__________，再稍滴加__________溶剂使__________后让其渐渐析晶。 11．纸色谱的原理属__________，特别适合于________成分的分离鉴定，如_________、_________、__________等。 12．聚酰胺在含水溶剂中的吸附能力大致有三个规律①__________②__________③__________。 13.硅胶、氧化铝吸附剂的用量一般为试样量的__________倍，试样极性较小、难以分离者， 吸附剂用量可适当提高至试样量的__________倍。 14.TLC展开时，使组分R f值达到__________的溶剂系统可选用为柱色谱分离该相应组分的 最佳溶剂系统。 15.活性炭是__________吸附剂，对__________物质具有较强的吸附力，在水溶液中吸附力 __________，在有机溶剂中吸附力__________。 16.常见的极性有机溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、正丁醇等，欲从水提取也重萃取极性成分，

医学分子生物学试题答案

名词解释： 基因是核酸中贮存遗传信息的遗传单位，是贮存有功能的蛋白质多肽链或RNA序列信息及表达这些信息所必需的全部核苷酸序列。 基因组（gencme）：细胞或生物中，一套完整单倍体遗传物质的总和（包括一种生物所需的全套基因及间隔序列）称为基因组。基因组的功能是贮存和表达遗传信息。 SD序列(Shine-Dalgarno sequence,SD sequence) 是mRNA能在细菌核糖体上产生有效结合和转译所需要的序列。SD序列与16S rRNA的3’末端碱基(AUUCCUCCAC-UAG-5’)互补，以控制转译的起始 分子克隆：克隆（clone）：是指单细胞纯系无性繁殖，现代概念是将实验得到的人们所需的微量基因结构，引入适当的宿主细胞中去，在合适的生理环境中进行无性繁殖，从而利用宿主的生理机制繁衍人们所需要的基因结构，并进行表达。由于整个操作在分子水平上进行，所以称为分子克隆（molecular cloning）。 动物克隆(Animal cloning)就是不经过受精过程而获得动物新个体的方法. 基因诊断：就是利用现代分子生物学和分子遗传学的技术方法，直接检测基因结构 （DNA水平）及其表达水平（RNA水平）是否正常，从而对疾病做出诊断的方法。 基因治疗就是将有功能的基因转移到病人的细胞中以纠正或置换致病基因的一种治疗方法，是指有功能的目的基因导入靶细胞后有的可与宿主细胞内的基因发生整合，成为宿主细胞遗传物质的一部分，目的基因的表达产物起到对疾病的治疗作用。 转基因动物就是把外源性目的基因导入动物的受精卵或其囊胚细胞中，并在细胞基因组中稳定整合，再将合格的重组受精卵或囊胚细胞筛选出来，采用借腹怀孕法寄养在雌性动物（foster mother）的子宫内，使之发育成具有表达目的基因的胚胎动物，并能传给下一代。这样，生育的动物为转基因动物。 探针：在核酸杂交分析过程中，常将已知顺序的核酸片段用放射性同位素或生物素进行标记。这种带有一定标记的已知顺序的核酸片段称为探针。 限制性核酸内切酶：限制性核酸内切酶（restriction endonuclease）是一类专门切割DNA 的酶，它们能特异结合一段被称为限制酶识别顺序的特殊DNA序列并切割dsDNA。 载体：要把一个有用的基因（目的基因-研究或应用基因）通过基因工程手段送到生物细胞（受体细胞），需要运载工具携带外源基因进入受体细胞，这种运载工具就叫做载体（vector）。 限制性片段长度多肽性分析(RFLP):DNA片段长度多态性分析（restriction fragment length polymer-phism,RFLP）基因突变导致的基因碱基组成或(和)顺序发生改变,会在基因结构中产生新的限制性内切酶位点或使原有的位点消失. 用限制酶对不同个体基因组进行消化时，其电泳条带的数目和大小就会产生改变，根据这些改变可以判断出突变是否存在。 简答题： 1.蛋白质的生物合成过程中的成分参与，参与因子，作用？ mRNA是合成蛋白质的“蓝图（或模板）” tRNA是原料氨基酸的“搬运工” rRNA与多种蛋白质结合成核糖体作为合成多肽链的装配机（操作台） tRNA mRNA是合成蛋白质的蓝图，核糖体是合成蛋白质的工厂，但是，合成蛋白质的原料——20种氨基酸与mRNA的碱基之间缺乏特殊的亲和力。因此，需要转运RNA把氨基酸搬运到核糖体中的mRNA上 rRNA 核糖体RNA（rRNA）和蛋白质共同组成的复合体就是核糖体，核糖体是蛋白质合成的场所。

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第四章、细胞生物学的研究技术 （简单了解，考试题目较简单） 一显微镜 1普通显微镜（light microscope）: 主要用于染色标本的观察 2相差显微镜（phase contrast microscope）: 用于观察培养的活细胞(无色的细胞)倒置相差显微镜适用于观察体外培养的活细胞的结构和活动 3微分干涉差显微镜(DIC显微镜)：适用于活细胞之类的无色透明标本的观察，广泛应用于各 种细胞工程中的显微操作 4暗视野显微镜：适用于无色透明标本的观察（活细胞），但不可以观察到细胞的内部结构5激光扫描共聚焦显微镜：荧光检测、细胞结构的三维重建；、微操作、定点破坏培养物中的 某些细胞，实现对某些特定细胞的保留 6荧光显微镜：检测细胞表面或内部特定的抗原 二．亚显微结构的观察 1电子显微镜（electron microscope）：透射电镜TEM用于观察和研究细胞内部细微结构；扫描电镜SEM用于观察标本表面精细的三维形态结构；高压电镜2扫描探针显微镜：扫描隧道显微镜;原子力显微镜 三.细胞的分离与培养 （1）细胞的分离：利用物理性质不同（沉降和离心）；利用不同类型细胞与玻璃或塑料的黏附能力不同；利用抗体特异性结合的特性；采用带有荧光染料的特异性抗体来标记悬液中的某些特定细胞，然后采用流式细胞仪将被标记的细胞分离出来（悬液：用蛋白质水解酶处理组织块，并加入一定量的乙二胺四乙酸EDTA以结合溶液中的Ca2+，再通过轻微振荡使组织解散） （2）细胞的培养（cell culture）:从组织分离出来特定的细胞在一定条件进行培养，使之能够继续生存生长以至增殖的一种方法，分为原代培养和传代培养 细胞在体外生长的条件：培养基；支持物；其他（CO2浓度、适宜的温度、PH） A原代培养：由起始实验材料所进行的细胞培养 B对已有的细胞（原代培养所得的培养物或已有的培养物）进行继续培养 C细胞系：通过原代培养所得的细胞培养物（可以含有原代培养所用的起始实验材料的所含细胞） D细胞株（cell strain）：由单一类型的细胞所组成的细胞系 四．细胞融合（cell fusion）:是指两个或两个以上的细胞相互接触并且合并而形成一个细胞（基因型相同的细胞形成融合称为同核融合，基因型不同的细胞形成的融合称为并核融合）;细胞融合的方法：生物诱导法，化学诱导法，物理诱导法 五．细胞连接（cell junction）: A封闭连接occluding junction（又称紧密连接tight junction） B锚定连接anchoring junction:与肌动蛋白相连的锚定连接（隔状连接、黏合带、黏合斑）；中 间丝相连的锚定连接（桥粒、半桥粒） C通讯连接：间隙连接、化学突触、胞间连丝 ★第五章、细胞膜及其表面 （重点内容）、

浅谈免疫学在生物学、医学、药学等领域的应用

浅谈免疫学在生物学、医学、药学等领域的应用 摘要：免疫学技术在国内外的应用已是日趋广泛。近年来，由于任何有关抗原抗体的研究均可使用免疫技术，使免疫学技术早已超越了医学领域，广泛应用于植物学、动物学、药学、生物学等其他科学领域，免疫学技术本身也在迅速发展。免疫学是生命科学及医学领域中的前沿学科,本文仅就免疫学在某些领域的具体应用做简要的评述。 关键词：免疫酶；免疫检测；免疫和中医药 一、免疫学在分子生物学中的应用 免疫学技术已从早年应用于微生物学发展到应用于分子生物医学研究的许多方面。目前，它已成为兴学科生物学研究的重要工具之一。在此次免疫技术涉及的分子生物学应用中，我们所涉及到免疫电泳技术、放射免疫技术、免疫酶技术、免疫荧光定位技术等等，我们就免疫酶技术做一概述。 免疫酶技术是一项定位，定性和定量的综合性技术，已是将一定的酶通过共价桥而标记抗体，在抗原抗体结合时，酶与底物作用，产生有色物质，对后者可进行定位或定量检测。现已有酶免疫测定法，酶联免疫吸附试验和均向酶免疫测定等方法。后一种方法是利用游离抗原与标记抗原竞争结合抗体，如果游离抗原浓度高，就会抢去抗体，使供氢体得以接触酶而使酶的活性增加。用分光光度记可测出反应前后酶活性的变化。免疫酶技术如与新技术进一步结合，可提高其灵敏度和可靠性。

二、免疫学在医学中的应用 免疫学在医学中广泛应用于传染病预防，疾病治疗，免疫诊断。现代免疫学认为，机体的免疫功能是对抗原刺激的应答，而免疫应答又表现为免疫系统识别自己和排除非己的能力。免疫功能根据免疫识别发挥作用。这种功能大致有对外源性异物(主要是传染性因子)的免疫防御；去除衰退或损伤细胞的免疫，以保持自身稳定；消除突变细胞的免疫监视，即免疫防御，免疫自稳，免疫监视。 免疫学细胞免疫测定。 近代免疫学广泛采用了细胞生物学、免疫血清学、免疫标记、免疫组化等多方面技术，不断发展和完善了一系列细胞免疫检测技术，用于检测各类免疫细胞的表面标志(包括抗原及受体)、细胞的活化、增殖、吞噬、杀伤功能、各种细胞因子的活性或含量等方面。这些技术为深入研究和认识机体免疫系统的生理、病理改变，阐明某些疾病的发病机制和临床诊治提供了有用的手段。随着细胞免疫学的迅猛发展，时有新的细胞免疫检测技术出现。近年来，新发展的项目集中在对有关细胞因子以及细胞受体方面的检测。我们以此为例简述淋巴细胞转化试验。 淋巴细胞转化试验：人类淋巴细胞在体外与特异性抗原(如结核菌素)或非特异性有丝分裂原(如植物血凝素，PHA)等一起孵育，T细胞即被激活而向淋巴母细胞转化。T细胞转化过程可伴随有DNA、RNA、蛋白质的合成增加，最后导致细胞分裂。在光学显微镜下可计数转化后

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医学分子生物学 名词解释： 结构基因(structural genes)： 可被转录形成 mRNA，并转译成多肽链，构成各种结构蛋白质，催化各种生化反应的酶和激素等。 ORF 开放阅读框架（ open reading frame，ORF ）： 是指DNA链上，由蛋白质合成的起始密码开始，到终止密码为止的一个连续编码。 C值(C-value)： 一种生物体单倍体基因组DNA的总量，用以衡量基因组的大小。 C值矛盾/ C值悖论： C值和生物结构或组成的复杂性不一致的现象。 基因组（genome）： 是指生物体全套遗传信息，包括所有基因和基因间的区域 重叠基因 是指同一段DNA片段能够参与编码两种甚至两种以上的蛋白质分子。 SNP单核苷酸多态性（singl e nucleotid e polymorphism） 是由基因组DNA上的单个碱基的变异引起的DNA序列多态性。是人群中个体差异最具代表性的DNA多态性，相当一部分还直接或间接与个体的表型差异、对疾病的易感性或抵抗能力、对药物的反应性等相关。SNP被认为是一种能稳定遗传的早期突变 蛋白质组(proteomics): 指应用各种技术手段来研究蛋白质组的一门新兴科学，其目的是从整体的角度分析细胞内动态变化的蛋白质组成成份、表达水平与修饰状态，了解蛋白质之间的相互作用与联系，揭示蛋白质功能与细胞生命活动规律. 质谱技术mass spectrometry,MS 样品分子离子化后，根据不同离子间质核比（m/z）的差异来分离并确定分子量 开放阅读框=ORF 基因工程

又称为重组DNA技术，是指将外源基因通过体外重组后导入受体细胞，并使其能在受体细胞内复制和表达的技术。 限制性核酸内切酶(restriction endonuclease, RE) 是一类能识别和切割双链DNA特定核苷酸序列的核酸水解酶。 逆转录酶 依赖RNA的DNA聚合酶，它以RNA为模板、4种dNTP为底物，催化合成DNA，其功能主要有：1)逆转录作用；2)核酸酶H的水解作用；3)依赖DNA的DNA聚合酶作用。 粘性末端 被限制酶切割后突出的部分就是粘性末端（来自360问答） 载体vector 指能携带外源DNA片段导入宿主细胞进行扩增或表达的工具。载体的本质为DNA。多克隆位点 载体上具有多个限制酶的单一切点（即在载体的其他部位无这些酶的相同切点）称为多克隆位点 报告基因（reporter gene）： 是指处于待测基因下游并通过转录和表达水平来反映上游待测基因功能的基因，又称报道基因。 转化 以质粒DNA或以它为载体构建的重组子导入细菌的过程称为转化（transformation） 感受态细胞 细胞膜结构改变、通透性增加并具有摄取外源DNA能力的细胞称谓感受态细胞(competent cell)。 碱裂解法 在NaOH提供的高pH（12.0～12.6）条件下，用强阳离子去垢剂SDS破坏细胞壁，裂解细胞，与NaOH共同使宿主细胞的蛋白质与染色体DNA发生变性，释放出质粒DNA。 核酸变性 变性（denaturation）:在某些理化因素的作用下，维系DNA分子二级结构的氢键和碱基堆积力受到破坏，DNA由双螺旋变成单链过程。 核酸复性

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医用细胞生物学知识点 By 小羊，小生（修整）友情提示：知识点很多，重点加粗，书中的表格均有，有些重点需掌握绘图（请查阅书本）。主要考点：名词解释，细胞的结构与功能。建议系统总结一下内质网，高尔基复合体，溶酶体的标志酶和各自的功能。1．细胞生物学（cell biology）：细胞生物学是从细胞的显微，亚显微和分子三个水平对细胞的各种生命活动开展研究的学科。 2．对细胞概念理解的五个角度： ①细胞是构成有机体的基本单位； ②细胞是代谢与功能的基本单位； ③细胞是有机体生长与发育的基础； ④细胞是遗传的基本单位； ⑤没有细胞就没有完整的生命。 ⑥细胞具有全能性。 3．生物界划分的三个类型：原核细胞、古核细胞和真核细胞。 4．原核细胞与真核细胞的比较：p13表2-1 5．真核细胞特点的理解： ①以脂质及蛋白质成分为基础的膜相结构体系-生物膜系统 ②以核酸，蛋白质为主要成分的遗传信息表达体系-遗传信息表达系统 ③由特异蛋白质分子构成的细胞骨架体系-细胞骨架系统 ④细胞质溶胶 6．生物大分子：细胞内主要的大分子有核酸，蛋白质，多糖。 7．核酸（nucleic acid）的基本单位:核苷酸。 8．核苷酸：核苷酸由戊糖，碱基和磷酸三部分组成。 9．DNA分子的双螺旋结构模型（p18图2-8）：DNA分子由两条相互平行而方向相反的多核苷酸链组成，

即一条链中磷酸二酯键连接的核苷酸方向是5’→3’，另一条是3’→5’，两条链围绕着同一个中心轴以右手方向盘绕成双螺旋结构。简而言之：DNA分子是由两条反向平行的核苷酸链组成。 10．基因组：细胞或生物体的一套完整的单倍体遗传物质称为基因组。 11．动物细胞内含有的主要RNA种类及功能：p20表2-3 12．核酶（ribozyme）:核酶是具有酶活性的RNA分子。 13．蛋白质（protein）的基本单位：氨基酸。 14．肽键：肽键是一个氨基酸分子上的羧基与另一个氨基酸分子上的氨基经脱水缩合而成的化学键。15．肽(peptide)：氨基酸通过肽键而连接成的化合物称为肽。 16．蛋白质分子的二级结构：α-螺旋，β-片层。 17．酶(enzyme)：酶是由生物体细胞产生的具有催化剂作用的蛋白质。 18．酶的特性：高催化效率，高度专一性，高度不稳定性。 19．光学显微镜的种类：普通光学显微镜，荧光显微镜，相差显微镜，暗视野显微镜，共聚焦激光扫描显微镜。 20．细胞培养：细胞培养是指细胞在体外的培养技术，即无菌条件下，从机体中取出组织或细胞，模拟机体内正常生理状态下生存的基本条件，让它在培养器皿中继续生存、生长和繁殖的方法。

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蛋白质、糖蛋白与蛋白聚糖、脂蛋白、细胞信号传导 名词解释： 1、构型：指一个有机分子中各个原子特有的固定的空间排列。这种排列不经过 共价键的断裂和重新形成是不会改变的。不同构型之间相互转化会涉及化学键 的断裂，构型的改变往往使分子的光学活性发生变化。 2、构象：构成分子的原子和基团因为化学键的旋转而形成在三维空间的不同的 排布、走向。不同的构象之间可以相互转化而不涉及化学键的破裂。构象改变 不会改变分子的光学活性。 3、肽平面：肽键具有部分双键性质而不能自由旋转，这样C、N 原子同它们连接的 O、H和两个 Cα共六个原子就被约束在一个刚性平面上，这个平面被称为肽平面。 4、基序或模体：相邻的几个二级结构相互作用形成有规则的组合体称为超二级 结构，是特殊的序列或结构的基本组成单元，又称为基序或模体。 5、结构域：蛋白质的超二级结构进一步组合折叠成半独立紧密的球状结构域。 6、糖蛋白：在分子组成中以蛋白质为主，其一定部位以共价键与若干糖链（约4%）相连所构成的分子。 7、蛋白聚糖：蛋白聚糖是一类由蛋白质和糖胺聚糖通过共价键相连而成的化合物，其分子中的含糖量通常为50%~90%。 8、血脂：血浆所含的脂类统称为血脂，它包括甘油三酯、磷脂、胆固醇及游离 脂酸。 9、血浆脂蛋白：在血浆中血脂与蛋白质结合，形成血浆脂蛋白。 10、载脂蛋白：血浆脂蛋白中蛋白质部分称为载脂蛋白。 11、脂蛋白受体：脂蛋白受体是一类位于细胞膜上的糖蛋白，它们能以高亲和 性的方式与其相应的脂蛋白配体相互作用，介导细胞对脂蛋白的摄取和代谢， 从而进一步调节血浆脂蛋白和血脂的水平。 12、细胞通讯（ cell communication）：指一个细胞发出的信息通过介质传递 到另一个细胞产生相应反应的过程。

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第2章基因、基因组和基因组学 基因(gene)：携带有遗传信息的DNA或RNA序列，也称为遗传因子。基因是合成有功能的蛋白质或RNA所必 需的全部DNA，包括编码蛋白质或RNA的核酸序列，也包括为保证转录所必需的调控序列。基因的功能：传递遗 传信息，控制个体性状表现。结构基因(structural genes)：可被转录形成mRNA，并转译成多肽链，构成各种结构 蛋白质，催化各种生化反应的酶和激素等。调节基因(regulatory genes) ：某些可调节控制结构基因表达的基因。 其突变可影响一个或多个结构基因的功能，或导致一个或多个蛋白质(或酶)量的改变。eg. miRNA, siRNA, piRNA 核糖体RNA 基因(ribosomal RNA genes) 与转运RNA 基因(transfer RNA genes)：只转录产生相应的RNA而不翻 译成多肽链。真核生物的RNA聚合酶( 3种)：RNA 聚Array合酶I, II, III. 开放阅读框架(open reading frame，ORF)：在DNA 链上，由蛋白质合成的起始密码开始，到终止密码为 止的一个连续编码序列。断裂基(split gene)：真核生物 结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨 基酸组成的完整蛋白质。 基因组(genome)：一个细胞内的全部遗传信息，包括染色体基因组和染色体外基因组。基因组中的DNA包括 编码序列和非编码序列。部分病毒基因组--RNA。 C值(C-value)：一种生物体单倍体基因组DNA的总量，用以衡量基因组的大小。通常，进化程度越高的生物其基因组越大，但从总体上说，生物基因组的大小同生物在进化上所处地位的高低无关。存在C-value paradox （C值悖理）。生物复杂性越高，其基因的密度越低。 病毒基因组的大小: 与细菌或真核细胞相比，病毒的基因组很小。不同的病毒之间基因组大小相差很大。乙肝病 毒DNA：3kb，编码4种蛋白质；痘病毒的基因组：300kb，编码几百种蛋白质。病毒基因组的大小通常与其对宿主 的依赖程度有关，基因组越大，依赖性越小。RNA 病毒基因组编码序列具有节段性:有些病毒的基因组RNA由 不连续的几条核酸链组成（如流感病毒，轮状病毒等）。分段基因组的病毒一般感染效率较低；分段基因组容易 发生重组，故病毒容易变异。目前未发现DNA病毒有此状况。 病毒基因存在基因重叠:基因重叠：同一段DNA片段能够参与编码两种甚至两种以上的蛋白质分子。这种现象在 其它的生物细胞中仅见于线粒体和质粒DNA。此结构意义在于使较小的基因组能够携带较多的遗传信息。基因重 叠的方式:1）一个基因完全在另一个基因里面。2）几个基因部分重叠。3）两个基因之间只有一个碱基重叠。重 叠基因的DNA序列可能大部分相同，但由于翻译时的读码框架不同、或起始部位不同而产生不同的蛋白质。有些 真核病毒的部分序列，对某一个基因来说是内含子，而对另一个基因而言却是外显子。病毒基因组的大部分序列 具有编码功能：病毒基因组的大部分是用来编码蛋白质的，只有非常小的一部份没有编码翻译功能。ΦX174基因 组中不编码的序列只占217/5375。乳头瘤病毒基因组约8.0Kb，其中不编码的部分约为1.0kb。少数真核生物病毒 的基因组也存在内含子结构。 病毒基因组的转录单元是多顺反子:多顺反子mRNA (polycistronie mRNA) ：病毒基因组DNA序列中功能上相关 的蛋白质的基因或rRNA的基因往往丛集在基因组的一个或几个特定的部位，形成一个功能单位或转录单元。它们 可被一起转录成含有多个mRNA 的分子。 病毒基因组都是单倍体：除了逆转录病毒以外，一切病毒基因组都是单倍体，每个基因在病毒颗粒中只出现一次。 逆转录病毒带有逆转录酶，能使RNA反向转录生成DNA，因此其基因组可拥有两个拷贝。噬菌体基因具有连续性： 噬菌体的基因是连续的，而真核细胞病毒的基因是不连续的，具有内含子。 原核生物基因组通常比较简单，其基因组大小在106bp～107bp之间，所包含的基因数目几百个到数千个之间。原 核生物基因组通常由一条环状的双链DNA分子组成，在细胞中与蛋白质结合成染色体的形式，在细胞内形成一个