现代生化技术

1、现代生化技术结课作业闫志远2011506055生命科学学院生物技术11级2班现代生化技术课程作业 生物化学是研究生物体的物质组成和生命过程中的化学变化的一 门科学。或者说生物化学是研究生命现象中的物质基础和化学变化的 一门科学。 更简单地说生物化学就是研究生命现象的化学本质。 生物 化学就是生命的化学。生物化学研究的主要目的是从分子水平了解活细胞相关的所有化 学进程。生物化学的研究对象是生物分子的组成成分如碳、氢、氧、 氮、磷等化学元素以及水和无机盐代谢、生物大分子如DNA、 RNA、蛋白质、多糖及脂类的结构、功能、结构与功能的关系以及生物大分 子的代谢和相互作用。生物化学研究技术： 1. 、

2、分离技术：沉淀、吸附、膜分离（过滤、 透析等）、离心、层析、电泳等； 2、分析检测技术：电泳、层析、光 谱、质谱、电化学技术、分子标记等。 3、分子生物学研究技术：基 因重组、分子杂交、PCF与反转录、核酸测序、免疫技术、生物芯片 等等。生物大分子的制备过程包括选材、细胞破碎和细胞器分离、生 物大分子提取纯化、以及样品浓缩干燥和储存等。层析技术是利用混合物中各组分的物理化学性质（分子的形状和 大小、分子极性等）的不同，使各组分以不同程度分布在固定相和流 动相中，当流动相流过固定相时，各组分以不同的速度移动，而达到 分离的技术。层析系统都由两个相组成： 1、固定相，它或者是固体 物质或者是固定于

3、固体物质上的成分； 固定相是层析的一个基质。 它 可以是固体物质（如吸附剂，凝胶，离子交换剂等） ，也可以是液体 物质（如固定在硅胶或纤维素上的溶液） ，这些基质能与待分离的化 合物进行可逆的吸附，溶解，交换等作用。 2、流动相，即可以流动 的物质。在层析过程中， 推动固定相上待分离的物质朝着一个方向移 动的液体、气体等，都称为流动相。柱层析中一般称为洗脱剂，薄层 层析时称为展层剂。主要有吸附层析法、分配层析法、离子交换层析 法、凝胶层析法、亲和层析法。离心技术是借助于离心机旋转所产生的离心力， 根据物质颗粒的 沉降系数、质量、 密度及浮力等因子的不同，而使物质分离的分离分 析技术。随着生物化

4、学、分子生物学和生物工程的发展，离心分离技 术已在科研和生产中广泛应用。 每个生物化学和分子生物学实验室都 要装备多种型式的离心机。 离心技术主要用于各种生物样品的分离和 制备，生物样品悬浮液在高速旋转下，由于巨大的离心力作用，使悬 浮的微小颗粒（细胞器、生物大分子的沉淀等）以一定的速度沉降， 从而与溶液得以分离，而沉降速度取决于颗粒的质量、大小、密度和 形状等。离心机一般由离心机主机，转头，离心管三部分组成。根据 转速的高低把离心机分为三种：低速离心机；高速离心机；超速离心 机。据离心机的性能可分为：分析型，制备型和分析制备型。离心分 离是制备生物样品广泛应用的重要手段。如分离活体生物、细胞

5、器、 生物大分子、小分子聚合物等。对于生物样品的离心分离方法，主要 是根据样品的不同来源和不同性质采取不同的离心方法。 目前常用离 心方法有： 1、沉淀离心； 2、差速离心 ;3 、连续流离心 4、其他方法。标准PCF反应过程，反应体系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、灭菌蒸馏水。基因 重组是由于不同DNA链的断裂和连接而产生DNA片段的交换和重新组 合，形成新DNA分子的过程。发生在生物体内的基因重组包括同源重 组、位点特

6、异重组、转座作用和异常重组四大类，是生物遗传变异的 一种机制。基因重组技术可概括为：分、切、连、转、选。基因工程 技术的两个最基本的特点是分子水平上的操作和细胞水平上的表达， 而分子水平上的操作即是体外重组的过程，实际上是利用工具酶对 DNA分子进行"外科手术"。分子杂交技术有液相杂交、 固相杂交、 原位杂交、 基因芯片。 DNA 测序是在核酸酶学和生物化学的基础上， 创立并发展起来的一门重要 的DNA技术学。这门技术对于从分子水平上研究基因的结构与功能的 关系，以及克隆DNA片段的操作方面，都具有十分重要的实用价值。DNA测序的两种方法：链终止法(the chai n t

7、ermi nation method ) 单链DNA分子的序列由与之互补的多核苷酸链的酶促合成来判定，互补链在某一特定的核苷酸位置终止。化学降解法(chemical degradation method)双链DNA分子被化学物质修饰后，在特定核苷 酸位置被切开，从而确定 DNA分子的序列。非常规DNA测序：1、光 点测序( pyrosequencing) 又叫焦磷酸测序。链合成反应体系中没有 ddNTP各种dNTP分别加入，当dNTP连接到DNA 3 -末端时会释放 1 个焦磷酸 (PPi) , 焦磷酸在磷酸化酶的作用下转化为化学能 , 并发出 光亮.由此,往反应液中每次只加入 1 种核苷酸,

8、当加入的核苷酸结合 时 , 反应液发出亮点 , 并记录核苷酸种类 ; 当核苷酸未结合时 , 反应液 中的核苷酸酶迅速分解此核苷酸，由此来测定DNA序列；2、DNA芯片 测序将各种排列顺序的寡核苷酸点播在芯片上 , 每个点播的寡核苷 酸在排列的方阵中都有指定的位置.待检测的DNA分子与芯片温浴， 凡是能杂交的寡核苷酸都会在确定位置发出信号 , 然后根据获取的信 息将寡核苷酸的顺序进行对比组装，拼接成完全的DNA顺序；.3、单 分子DNA纳米孔测序技术闫志远 2014年 4月 20日 毕业论文作业我的毕业论文是甘草和油葵套作时的化感作用。植物化 感作用指各种植物之间存在的一种化学相互作用，包括促进

9、 和抑制两个方面。 Rice （1984）将化感作用定义为“一种植 物（ 包括微生物 ）通过向环境释放化学物质而对另一种植物 （ 包括微生物 ） 产生直接或间接的有害的或有益的作用” 。具 有化感作用的化学物质称为化感物质。当受体和供体同属于 一种植物时产生抑制作用的现象，称为植物的自毒作用。大 多数作物都存在自毒作用，而且研究发现自毒作用经常是作 物产生连作障碍的一个主要原因。在农业生态系统中，化感现象很早就被人们所认识和利 用，间作、轮作就是最好的证据。任何植物都不止合成一种 化感物质，植物生成的化感物质不论多寡，都存在活性上的 差异。但目前人们对化感物质的研究多在于主要单一化感物 质方面

10、，而事实上，植物化感物质往往在自然生态系统中是 共同起作用的。化感物质之间存在协同、 加和以及拮抗作用 利用化感物质之间的相互作用，设计不同的间作套种方式， 减少作物之间的化感抑制作用，从而达到增产增质的目的。 麦田中伴生一定量的麦仙翁释放的化感物质可以提高小麦 的产量和品质。水稻、玉米、大豆都具有自毒作用，但是大 豆和玉米、大豆和水稻的轮作都能消除自毒作用，增加水稻 和玉米的产量，也可以控制部分杂草和病害。化感物质与微 生物之间存在化感作用，秸秆覆盖后植物分泌的化感物质可 有效地抑制杂草的生长，抑制有害菌的繁殖减少病害的发 生。因此，开发无公害的人工合成的或天然的有害微生物抑 制剂，可以增加

11、农业生产的可控制性，也能减少病虫害造成 的不必要的损失。由于人工合成的农药和除草剂降解残毒， 并在环境中积累通过物质循环进入人生物链，利用化感物质 开发新一代生态安全型除草剂引起了人们浓厚的兴趣并进 行着不断的研究，美国和德国在除草剂剂量和毒性关系方面 的研究已经取得较大进展。不同种类的植物分泌的化感物质 不同，同一种类不同基因型植物之间的化感特性也存在差 别。因此，化感品种的筛选改良和开发也是减少杂草提高作 物产量的最有效最根本的办法，化感育种研究的方向有：筛 选鉴定化感种质资源，通过转基因技术调节植物的化感作 用，培育非自毒性的化感品种，培育能够抑制杂草生长的化 感品种，培育能够抑制病原菌

12、繁殖的化感品种。大量研究发现，产生化感物质的特性是植物的遗传特性， 同种间的差别较大，因此利用化感育种来克服自毒作用发生 可能是未来解决连作障碍问题的最好途径。植物化感育种虽 然是近些年来新兴的一项课题，但却有着十分广阔的前景。 参考文献 ：1 孔垂华 ,胡飞 .植物化感相生相克作用及其应用M. 北京 :中国农业出版社 ,2001.2 龙岛康夫 .连作障碍 -自毒作用的研究进展 J. 化学与生 物,1965,3:530-535.3 杜英君 ,勒月华 .连作大豆植株化感作用的模拟研究J. 应用生态学报 ,1999,10:209-212.4 Singh H P, Batishi D R, Kohl

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14、.福建林学院学报 ,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 曹潘荣 , 邹元辉 . 苦丁茶化感作用现象研究 . 华南农业 大学学报 ,1997,18(1):11-14.12 曹潘荣 , 骆世明 . 柠檬桉的化感作用研究 . 华南农业大 学