現(xiàn)代生化技術(shù)

1、現(xiàn)代生化技術(shù)結(jié)課作業(yè)閆志遠(yuǎn)2011506055生命科學(xué)學(xué)院生物技術(shù)11級(jí)2班現(xiàn)代生化技術(shù)課程作業(yè) 生物化學(xué)是研究生物體的物質(zhì)組成和生命過程中的化學(xué)變化的一 門科學(xué)?；蛘哒f生物化學(xué)是研究生命現(xiàn)象中的物質(zhì)基礎(chǔ)和化學(xué)變化的 一門科學(xué)。 更簡單地說生物化學(xué)就是研究生命現(xiàn)象的化學(xué)本質(zhì)。 生物 化學(xué)就是生命的化學(xué)。生物化學(xué)研究的主要目的是從分子水平了解活細(xì)胞相關(guān)的所有化 學(xué)進(jìn)程。生物化學(xué)的研究對(duì)象是生物分子的組成成分如碳、氫、氧、 氮、磷等化學(xué)元素以及水和無機(jī)鹽代謝、生物大分子如DNA、 RNA、蛋白質(zhì)、多糖及脂類的結(jié)構(gòu)、功能、結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系以及生物大分 子的代謝和相互作用。生物化學(xué)研究技術(shù)： 1. 、

2、分離技術(shù)：沉淀、吸附、膜分離（過濾、 透析等）、離心、層析、電泳等； 2、分析檢測技術(shù)：電泳、層析、光 譜、質(zhì)譜、電化學(xué)技術(shù)、分子標(biāo)記等。 3、分子生物學(xué)研究技術(shù)：基 因重組、分子雜交、PCF與反轉(zhuǎn)錄、核酸測序、免疫技術(shù)、生物芯片 等等。生物大分子的制備過程包括選材、細(xì)胞破碎和細(xì)胞器分離、生 物大分子提取純化、以及樣品濃縮干燥和儲(chǔ)存等。層析技術(shù)是利用混合物中各組分的物理化學(xué)性質(zhì)（分子的形狀和 大小、分子極性等）的不同，使各組分以不同程度分布在固定相和流 動(dòng)相中，當(dāng)流動(dòng)相流過固定相時(shí)，各組分以不同的速度移動(dòng)，而達(dá)到 分離的技術(shù)。層析系統(tǒng)都由兩個(gè)相組成： 1、固定相，它或者是固體 物質(zhì)或者是固定于

3、固體物質(zhì)上的成分； 固定相是層析的一個(gè)基質(zhì)。 它 可以是固體物質(zhì)（如吸附劑，凝膠，離子交換劑等） ，也可以是液體 物質(zhì)（如固定在硅膠或纖維素上的溶液） ，這些基質(zhì)能與待分離的化 合物進(jìn)行可逆的吸附，溶解，交換等作用。 2、流動(dòng)相，即可以流動(dòng) 的物質(zhì)。在層析過程中， 推動(dòng)固定相上待分離的物質(zhì)朝著一個(gè)方向移 動(dòng)的液體、氣體等，都稱為流動(dòng)相。柱層析中一般稱為洗脫劑，薄層 層析時(shí)稱為展層劑。主要有吸附層析法、分配層析法、離子交換層析 法、凝膠層析法、親和層析法。離心技術(shù)是借助于離心機(jī)旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力， 根據(jù)物質(zhì)顆粒的 沉降系數(shù)、質(zhì)量、 密度及浮力等因子的不同，而使物質(zhì)分離的分離分 析技術(shù)。隨著生物化

4、學(xué)、分子生物學(xué)和生物工程的發(fā)展，離心分離技 術(shù)已在科研和生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。 每個(gè)生物化學(xué)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室都 要裝備多種型式的離心機(jī)。 離心技術(shù)主要用于各種生物樣品的分離和 制備，生物樣品懸浮液在高速旋轉(zhuǎn)下，由于巨大的離心力作用，使懸 浮的微小顆粒（細(xì)胞器、生物大分子的沉淀等）以一定的速度沉降， 從而與溶液得以分離，而沉降速度取決于顆粒的質(zhì)量、大小、密度和 形狀等。離心機(jī)一般由離心機(jī)主機(jī)，轉(zhuǎn)頭，離心管三部分組成。根據(jù) 轉(zhuǎn)速的高低把離心機(jī)分為三種：低速離心機(jī)；高速離心機(jī)；超速離心 機(jī)。據(jù)離心機(jī)的性能可分為：分析型，制備型和分析制備型。離心分 離是制備生物樣品廣泛應(yīng)用的重要手段。如分離活體生物、細(xì)胞

5、器、 生物大分子、小分子聚合物等。對(duì)于生物樣品的離心分離方法，主要 是根據(jù)樣品的不同來源和不同性質(zhì)采取不同的離心方法。 目前常用離 心方法有： 1、沉淀離心； 2、差速離心 ;3 、連續(xù)流離心 4、其他方法。標(biāo)準(zhǔn)PCF反應(yīng)過程，反應(yīng)體系1、模板DNA;2上游引物 （20卩M);3、下游引物(20 卩 M); 4、dNTPs(各 2.5mM); 5、Taq DNA聚合 酶；6、MgCI2(25mM) 7、10X PCRBuffer ; 8、滅菌蒸餾水。基因 重組是由于不同DNA鏈的斷裂和連接而產(chǎn)生DNA片段的交換和重新組 合，形成新DNA分子的過程。發(fā)生在生物體內(nèi)的基因重組包括同源重 組、位點(diǎn)特

6、異重組、轉(zhuǎn)座作用和異常重組四大類，是生物遺傳變異的 一種機(jī)制。基因重組技術(shù)可概括為：分、切、連、轉(zhuǎn)、選。基因工程 技術(shù)的兩個(gè)最基本的特點(diǎn)是分子水平上的操作和細(xì)胞水平上的表達(dá)， 而分子水平上的操作即是體外重組的過程，實(shí)際上是利用工具酶對(duì) DNA分子進(jìn)行"外科手術(shù)"。分子雜交技術(shù)有液相雜交、 固相雜交、 原位雜交、 基因芯片。 DNA 測序是在核酸酶學(xué)和生物化學(xué)的基礎(chǔ)上， 創(chuàng)立并發(fā)展起來的一門重要 的DNA技術(shù)學(xué)。這門技術(shù)對(duì)于從分子水平上研究基因的結(jié)構(gòu)與功能的 關(guān)系，以及克隆DNA片段的操作方面，都具有十分重要的實(shí)用價(jià)值。DNA測序的兩種方法：鏈終止法(the chai n t

7、ermi nation method ) 單鏈DNA分子的序列由與之互補(bǔ)的多核苷酸鏈的酶促合成來判定，互補(bǔ)鏈在某一特定的核苷酸位置終止。化學(xué)降解法(chemical degradation method)雙鏈DNA分子被化學(xué)物質(zhì)修飾后，在特定核苷 酸位置被切開，從而確定 DNA分子的序列。非常規(guī)DNA測序：1、光 點(diǎn)測序( pyrosequencing) 又叫焦磷酸測序。鏈合成反應(yīng)體系中沒有 ddNTP各種dNTP分別加入，當(dāng)dNTP連接到DNA 3 -末端時(shí)會(huì)釋放 1 個(gè)焦磷酸 (PPi) , 焦磷酸在磷酸化酶的作用下轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 , 并發(fā)出 光亮.由此,往反應(yīng)液中每次只加入 1 種核苷酸,

8、當(dāng)加入的核苷酸結(jié)合 時(shí) , 反應(yīng)液發(fā)出亮點(diǎn) , 并記錄核苷酸種類 ; 當(dāng)核苷酸未結(jié)合時(shí) , 反應(yīng)液 中的核苷酸酶迅速分解此核苷酸，由此來測定DNA序列；2、DNA芯片 測序?qū)⒏鞣N排列順序的寡核苷酸點(diǎn)播在芯片上 , 每個(gè)點(diǎn)播的寡核苷 酸在排列的方陣中都有指定的位置.待檢測的DNA分子與芯片溫浴， 凡是能雜交的寡核苷酸都會(huì)在確定位置發(fā)出信號(hào) , 然后根據(jù)獲取的信 息將寡核苷酸的順序進(jìn)行對(duì)比組裝，拼接成完全的DNA順序；.3、單 分子DNA納米孔測序技術(shù)閆志遠(yuǎn) 2014年 4月 20日 畢業(yè)論文作業(yè)我的畢業(yè)論文是甘草和油葵套作時(shí)的化感作用。植物化 感作用指各種植物之間存在的一種化學(xué)相互作用，包括促進(jìn)

9、 和抑制兩個(gè)方面。 Rice （1984）將化感作用定義為“一種植 物（ 包括微生物 ）通過向環(huán)境釋放化學(xué)物質(zhì)而對(duì)另一種植物 （ 包括微生物 ） 產(chǎn)生直接或間接的有害的或有益的作用” 。具 有化感作用的化學(xué)物質(zhì)稱為化感物質(zhì)。當(dāng)受體和供體同屬于 一種植物時(shí)產(chǎn)生抑制作用的現(xiàn)象，稱為植物的自毒作用。大 多數(shù)作物都存在自毒作用，而且研究發(fā)現(xiàn)自毒作用經(jīng)常是作 物產(chǎn)生連作障礙的一個(gè)主要原因。在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，化感現(xiàn)象很早就被人們所認(rèn)識(shí)和利 用，間作、輪作就是最好的證據(jù)。任何植物都不止合成一種 化感物質(zhì)，植物生成的化感物質(zhì)不論多寡，都存在活性上的 差異。但目前人們對(duì)化感物質(zhì)的研究多在于主要單一化感物 質(zhì)方面

10、，而事實(shí)上，植物化感物質(zhì)往往在自然生態(tài)系統(tǒng)中是 共同起作用的?；形镔|(zhì)之間存在協(xié)同、 加和以及拮抗作用 利用化感物質(zhì)之間的相互作用，設(shè)計(jì)不同的間作套種方式， 減少作物之間的化感抑制作用，從而達(dá)到增產(chǎn)增質(zhì)的目的。 麥田中伴生一定量的麥仙翁釋放的化感物質(zhì)可以提高小麥 的產(chǎn)量和品質(zhì)。水稻、玉米、大豆都具有自毒作用，但是大 豆和玉米、大豆和水稻的輪作都能消除自毒作用，增加水稻 和玉米的產(chǎn)量，也可以控制部分雜草和病害?；形镔|(zhì)與微 生物之間存在化感作用，秸稈覆蓋后植物分泌的化感物質(zhì)可 有效地抑制雜草的生長，抑制有害菌的繁殖減少病害的發(fā) 生。因此，開發(fā)無公害的人工合成的或天然的有害微生物抑 制劑，可以增加

11、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可控制性，也能減少病蟲害造成 的不必要的損失。由于人工合成的農(nóng)藥和除草劑降解殘毒， 并在環(huán)境中積累通過物質(zhì)循環(huán)進(jìn)入人生物鏈，利用化感物質(zhì) 開發(fā)新一代生態(tài)安全型除草劑引起了人們濃厚的興趣并進(jìn) 行著不斷的研究，美國和德國在除草劑劑量和毒性關(guān)系方面 的研究已經(jīng)取得較大進(jìn)展。不同種類的植物分泌的化感物質(zhì) 不同，同一種類不同基因型植物之間的化感特性也存在差 別。因此，化感品種的篩選改良和開發(fā)也是減少雜草提高作 物產(chǎn)量的最有效最根本的辦法，化感育種研究的方向有：篩 選鑒定化感種質(zhì)資源，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)調(diào)節(jié)植物的化感作 用，培育非自毒性的化感品種，培育能夠抑制雜草生長的化 感品種，培育能夠抑制病原菌

12、繁殖的化感品種。大量研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生化感物質(zhì)的特性是植物的遺傳特性， 同種間的差別較大，因此利用化感育種來克服自毒作用發(fā)生 可能是未來解決連作障礙問題的最好途徑。植物化感育種雖 然是近些年來新興的一項(xiàng)課題，但卻有著十分廣闊的前景。 參考文獻(xiàn) ：1 孔垂華 ,胡飛 .植物化感相生相克作用及其應(yīng)用M. 北京 :中國農(nóng)業(yè)出版社 ,2001.2 龍島康夫 .連作障礙 -自毒作用的研究進(jìn)展 J. 化學(xué)與生 物,1965,3:530-535.3 杜英君 ,勒月華 .連作大豆植株化感作用的模擬研究J. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào) ,1999,10:209-212.4 Singh H P, Batishi D R, Kohl

13、i R K. Autotoxicity: concept, organisms, and ecological significande J. Crit. Rev. Plant Sci, 1999, 18:757-772.5 張爽，潘偉.植物化感作用研究進(jìn)展J.現(xiàn)代化農(nóng) 業(yè),2006,8:16-17.E Rice.天然化學(xué)物質(zhì)與有害生物的防治 胡教孝，等譯.北京:科學(xué)技術(shù)出版社 ,1956.1 -10.7 王 宏 志 主 編 . 中 國 南 方 混 交 林 研 究 . 中 國 林 業(yè) 出 版 社,1993.163-170.8 黃志群 ,林思祖 ,曹光球 .毛竹苦櫧水浸液對(duì)杉木種子發(fā)芽 的效應(yīng)

14、.福建林學(xué)院學(xué)報(bào) ,1999,19(3):249-252.9 Jagtap J G,Holkar S.Evaluation of soybean(Glycine max)ang pigeonpea (Cajanus cajan)lines for advantages in intercropping systemsJ.Indian Journal of agricultural sciences,1998,68(5):241-243.10 Hasson SM, Rao AN. Weed management in rice using allelopathicrice varities in EgyptJ. Nature, 1995, 377:201-203.11 曹潘榮 , 鄒元輝 . 苦丁茶化感作用現(xiàn)象研究 . 華南農(nóng)業(yè) 大學(xué)學(xué)報(bào) ,1997,18(1):11-14.12 曹潘榮 , 駱世明 . 檸檬桉的化感作用研究 . 華南農(nóng)業(yè)大 學(xué)