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文档简介
第七章基质栽培的管理
Chapter7Thefacilitiesandmanagementsofaggregatecultures
第一节砾培生产设施及管理
Section1Thefacilitiesandmanagementsofgravelculture
砾培(GravelCulture)是指采用石砾(粒径大于3mm以上)作为生长基质的一类无土栽培技术。它是最早应用于商业化生产的无土栽培形式。砾培的水肥的利用率较高,但由于建设费用较高,石砾容重大,运输、清洗和消毒的工作烦重,费用高,不易做到彻底杀灭前茬作物种植过程中残留的病虫害,致使后茬病虫害较为严重。因此,在近几十年的发展中呈萎缩状态。一、砾培生产设施的结构
Thestructureofagravelculturefacility
砾培生产设施种植槽/trough供液系统/supplyingsystem排液系统/outletsystem贮液池/reservoirProductionfacility1.石砾层2.排液缓冲间3.供液缓冲间4.灌排管5.供液管6.回流管7.贮液池8.水泵9.水泵滤网10.阀门11.分液管12.转换式供液阀13.液位传感器砾培生产设施全系统示意图Thesketchmapofagravelcultureproductionfacility1、种植槽/trough由于石砾的容重大,因此盛放石砾的种植槽槽框多为红砖用水泥沙浆砌成或用水泥预制板制成,也可以用塑料板、木板等做成。种植槽呈V形,以1:200~1:250的坡降倾斜。槽框内铺黑色塑料衬里,然后在中部安放一条排液管。槽中的石砾层表面应低于种植槽槽框顶面3~5cm。种植槽中种植白菜苗
TheseedlingsofPak-choiplantedinagraveltrough砾培种植槽种植花卉Theflowersplantedingraveltrough砾培中种植的花卉Thebloomingflowersplantedinagraveltrough有一种种植槽在底部不设排液管。做成槽框、铺上塑料薄膜,然后放上石砾即可种植。1.供液管2.种植槽3.供液缓冲间4.基质5.水泵6.溢出口7.排液缓冲间8.排液口9.贮液池10.营养液11.种植槽横切面槽底不设排液管的种植槽Thetroughwithoutoutletpipesinthebottom另一种种植槽的槽底安放一条灌排两用管,既作供液用,也作排液用。基质2.种植槽3.灌排液两用管4.水泵5.贮液池6.营养液7.种植槽横切面槽底设置灌排两用管的砾培
Thegravelculturewiththeoutletandinletpipeinone2、供液及排液系统/supplyingandoutletsystem包括水泵、供液管道、电磁阀、定时器、自动转换轮灌阀门以及控制水位及水泵工作的液位感应器等部分组成有些设施则较为简单,供液系统只是由水泵、供液管道、调节流量的阀门以及定时器等组成1.植株2.基质(石砾)3.供液管4.供液缓冲间5.种植槽6.营养液7.贮液池8.排液缓冲间9.溢出口10.排液口11.可调节高度的套管槽底不设排液管的砾培设施砾培的灌液和排液要求的总原则是速灌速排。水泵流量要求足够大,液管的口径也要够大。砾培生产设施为例来说明其灌排过程:供液时,水泵把营养液抽起,通过供液管道输送至种植槽的较高的一端,然后流入供液缓冲间,再灌入槽底的灌排管,此时排液缓冲间的排液口阀门关闭,营养液液位在石砾层内由下至上地上升,直到达到大约液面低于石砾表面3~5cm时,液面与排液缓冲间内上部的浮球开关接触,随即切断水泵电源,同时开启排液阀门进行排液,将槽内全部营养液排到贮液池中。在槽底不设灌排液管的生产设施,其供排液过程是:由水泵抽起的营养液通过供液管道流到种植槽的供液缓冲间中,然后在石砾下层的石砾间孔隙沿种植槽从高至低流动,当流到排液缓冲间时则从排液口流出,经排液管道流到贮液池中,如果此时槽中的营养液较多,从排液口流出的量较少时,营养液液位就会在石砾层中上升,当升至离石砾层表面大约3~5cm处,则会通过设在排液缓冲间的溢出口流到排液管中再流回贮液池中。
3、贮液池/reservoir贮液池建在地下,以不渗漏为原则。容积的确定:营养液有10%~15%被石砾所吸持的,再加上石砾表层大约有3~5cm是不被营养液所浸润的,这部分石砾占石砾总体积的15%~20%左右,而停止供液后,大部分营养液均流回贮液池中。因此,容积约为生产设施中石砾总体积的75%左右。在500m2的石砾培温室中,地下贮液池的容积大约需要20m3。二、砾培生产设施的管理
Themanagementofgravelculture(一)营养液配方的选择、配制和补充砾培在每次灌排液之后残留在石砾中的营养液量不多,随着基质水分的蒸发和植株的吸收,易造成槽中残存的营养液浓度升高。因此,应选择较低浓度的营养液配方。一般的浓度要求为1.0~1.2ms/cm,如果选用较高浓度的配方要使用其0.5剂量。由于砾培所用的营养液浓度较低,因此养分的补充要及时,否则可能会出现缺肥。当营养液浓度降低至原来浓度的60%~70%时就补充至原来的浓度。如选用水肥同步吸收的配方,每隔1~2天补充水分时就以营养液的形式加入即可。(二)供液及排液的管理
Themanagementofirrigationanddrainage
砾培在供液的过程中,槽中的营养液液位由下至上不断上升,直至达到石砾层以下2~3cm为止。在灌液的过程中,把石砾层中原来CO2浓度较高、O2含量较少的空气顶推到基质外部,而在排液的过程中随着槽中液位的降低,又把新鲜的空气带入基质中,如此循环往复,可使基质中的O2处于一个较高的状态,使作物根系生长良好。供液和排液的频度应根据作物种类、植株大小、石砾的大小和吸持水分的能力和气候情况的不同而定。总的原则是能够及时地满足作物对水肥的需求,同时又要防止因水分消耗而造成石砾中营养液浓度过高而影响植物生长。在天气炎热、湿度小、空气干燥而植株较大、石砾持水能力较低时,灌排液的次数要增加,反之,则可减少一些。可以通过已知的基质总孔隙度和持水率以及水泵的流量来计算水泵的供液时间。根据植株的耗水情况来计算供液次数,也可以通过经验估算供液频度。现以一座8m×42m的温室内共设有12条宽度为80cm、侧深25cm、中央深30cm、长度为20m的V形种植槽,采用750w、口径为25mm、每分钟流量300L的水泵供液为例来计算供液频度:棚内种植槽的总容积=12×0.8m×20m×0.25m=48m3,如果石砾的总孔隙度为40%,而灌液时只灌至离石砾表面3cm以下,则全温室种植槽的总营养液容积=12×0.8m×20m×(0.25m-0.03m)×40%=16.90m3≈17m3,但由于石砾会吸持营养液总体积的10%~15%,即有1.7~2.55m3是残留在石砾中的,换句话来说,每次供液的体积至少应为17-(1.7~2.5)m3,即15.3~14.5m3。而水泵流量为300L/min,即18m3/h,则每次供液时间=(15.3~14.5)m3/18m3.h-1=0.85~0.80h,也即水泵供液时间为48~51分钟。而如果这个温室中种植1000株番茄,以始花期后每天每株的耗水量为2L,残留在石砾中的营养液以30%可被根系吸收计算,则残留营养液可供植株吸收的时间=(1.7~2.55)m3×30%÷(2L/株.天×1000株)=0.255~0.3825天,即为6.12~9.18小时。考虑到石砾表面的自然蒸发和植株夜间蒸腾较少,主要为白天蒸腾,因此,供液间歇应再缩短60%左右,即每隔(6.12~9.18)小时×60%=3.67~5.50小时。如果把供液时间主要考虑放在白天,则可定为7:00、10:30、13:00、15:00、0:00五次供液,则足以满足作物的生长所需。(三)石砾的清洗、消毒和更换Cleaning,disinfectionandreplacingofgravel清掉残根败叶,用大量清水冲洗种植槽的石砾,然后在贮液池中配制含有0.3%~0.5%有效氯的次氯酸钠或次氯酸钙溶液,开启水泵,把消毒液抽入种植槽中,让消毒液浸没石砾层,浸泡30分钟,再循环30分钟后排去,再用大量清水冲洗干净。如果是选用吸附能力小的花岗岩石砾,还可以1/5000浓度的高锰酸钾溶液消毒。浸泡约20分钟后排掉,马上用清水冲洗,否则石砾表面会有褐色的锰盐沉积。如果有条件的,可在经过2~3年的使用之后把石砾更换掉,避免病虫的大量累积。第二节沙培生产设施及管理
SectionIIThefacilityandmanagementofsandculture
沙培(SandCulture)是用沙粒作为作物生长基质的一类无土栽培技术。由于沙粒的来源广泛,价格低廉,生产设施的结构较为简单,建造方便,维护及运行费用便宜,因此在世界上许多国家得到广泛的应用。沙培中种植的豆角
Thecowpeaplantedinsandculture露天沙培樱桃
Thecherryplantedinsandcultureintheopenair一、沙培生产设施的结构
/Theconstructionofthefacilityofsandculture主要由种植槽、供液和排液系统、贮液池等部分组成。(一)种植槽/plantationtrough根据形状的不同可分为下列几种类型:
1、V形种植槽/plantationtroughofshapeV2、∧形种植槽/plantationtroughinshape∧1.两侧低、中间高的槽底2.塑料薄膜3.基质(沙)4.粗大石砾5.排液孔6.地面∧形种植槽横切面示意图3、平底种植槽/plantationtroughwithevenbottom槽底水平,可用3~4层红砖在地面平铺而成,槽内衬一层黑色塑料薄膜。1.红砖叠成的槽框2.塑料薄膜3.液位观察管4.基质5.滴头6.供液管7.地面1.Troughframemadebybricks2.plasticfilm3.平底种植槽结构示意图
Thesketchmapofplantationtroughwithevenbottom槽式沙培种植甜瓜Maskmelonplantedinsandculture厚皮甜瓜槽式沙培
Maskmeloninthetroughofsandculture全温室地面沙培Sandcultureinallgreenhouse’sground1.植株2.薄壁滴灌带3.沙4.排液管5.黑色塑料薄膜6.温室地面温室地面沙培示意图Thesketchmapofsandcultureinallgreenhouse’sground沙培一般采用滴灌来供液。Dripirrigationsystemisalwaysusedtosupplynutrientsolutioninsandculture.近几年来,还有一种流量很小(0.2~0.5L/h)的重力自流式滴灌系统,它通过供液支管在大棚或温室的种植槽四周互相连通,形成一个闭环系统,以使各处的压力尽量均匀,然后把已连接有滴头的毛滴管两端与供液支管相连并平铺在种植槽的基质面上。1.贮液池2.阀门3.供液主管4.毛滴管5.种植槽槽框6.温室7.工作通道重力自流式滴灌系统在棚内设置示意图重力自流式滴灌系统安装还可用薄壁滴灌带来供液薄壁滴灌带每隔25~30cm左右打出1个或2个小孔,未使用前呈扁平状,直接铺在基质面上,供液时水流入后即把滴灌带撑胀起来并从小孔中喷射出营养液来,一旦停止供液,滴灌带会瘪下去。这种滴灌带成本很低,使用上很方便。(三)贮液池/reservoir如采用水泵进行供液的,可把贮液池建在地下,而如果采用重力自流式供液的,则要根据滴灌系统对压力的要求而把贮液池架高建在地面以上。1.池体2.支撑柱3.清洗用排水口4.供液出水口5.地面高设贮液池结构示意图
供液池外观
/Theappearanceofsolutiontank二、沙培生产设施的管理
Themanagementofsandculture(一)滴灌系统的日常管理
滴灌系统堵塞的可能原因:Thepossiblereasonsofjammingofirrigationsystem:
1、营养液原料纯度不高/lowpurityofrawmaterialsfornutrientsolution2、不溶性物质含量高/highcontentsofinsolublesubstances
3、水源杂质多/toomuchimpurityinwater4、配制过程产生沉淀/precipitationcausedduringtheconfectionofnutrientsolution5、水质硬度高/waterwithhighhardness
6、过滤器的过滤效果差等。/poorfiltrationeffectoffilter,etal.
(二)营养液管理及其它
Themanagementofnutrientsolutionandothers1、营养液配方的选择和配制由于沙培基质的缓冲能力较低,基质中的贮液量不多,存于基质层中的营养液的浓度和酸碱度会因作物的选择性吸收和基质表面的蒸腾作用而变化较大,因此,要选用浓度较低(1.0~1.5ms/cm)、酸碱反应较稳定的配方。配制营养液要严格按照操作规程进行,以避免沉淀物的大量产生和堵塞滴头。2、供液浓度和频度
Theconcentrationandfrequencyofsupplyingnutrientsolution当阳光充足、温度高、湿度小、风力较强(如秋季)时供液的浓度应降低,大约为1.0~1.2ms/cm,而且每天的供液次数要较多;反之,在光照不足、温度较低、湿度大、风力较弱(如早春季节),要稍为提高营养液的浓度至1.2~1.5ms/cm,每天的供液次数应少一些。
3、供液量的确定
Thedeterminationofsupplyingamountofnutrientsolution应根据植株的大小和光照、温度、湿度及通风条件的不同来具体确定。最好是控制在基质中没有水层的出现而基质的含水量达到其饱和持水量的70%~80%左右即可。4、基质中累积盐分的消除
Theeliminationofsaltsaccumulatedingrowthmedia盐分累积在基质表面,可见白色“盐霜”,这可能危害植株根茎部。每隔1~2个月左右用较大量的清水冲洗一次基质表面;每隔2~3周,通过滴灌系统加入一次清水或稀的营养液(1/4剂量左右)以冲去基质中较多的盐分。第三节岩棉培生产设施及管理
Section3Thefacilityandmanagementofrockwoolculture
岩棉培(RockwoolCulture)是以岩棉作为植物生长基质的一类无土栽培技术。岩棉培生产设施的材质轻便,建设安装简单,省力,费用相对较低,生产过程的管理简便,在配备有关的控制装置的条件下易于实现大规模生产的自动化。从1980年以来首先在欧洲应用,目前全世界应用的面积已超过3~4万hm2(不完全统计)。以荷兰、英国、日本、以色列、俄罗斯等国的面积较大。我国近十几年来也有一些岩棉培的设施,但近十多年来除了引进的设备之外,国产化的岩棉生产设施的建设不多,发展速度缓慢。岩棉培番茄
Tomatoesinrockwoolculture岩棉培番茄/tomatoinrockwoolculture一、岩棉培的生产设施
Theproductionfacilitiesofrockwoolculture
根据岩棉培生产设施中营养液的利用方式不同,可将岩棉培分为:1、开放式岩棉培2、循环式岩棉培岩棉种植垫(一)开放式岩棉培的生产设施
1、开放式岩棉培生产设施的特点所谓的“开放式”是指加入到岩棉种植垫中的营养液除了供给作物吸收利用之外,从种植垫中流出的多余营养液通过排液管道流到种植系统外部,而不是重复循环利用的。设施结构较为简单,安装容易,施工快捷,造价便宜,在生产过程中可以减少由于循环过程中存在于营养液中的病菌的传播蔓延的危险,即使有部分植株感染病害,只需把染病植株的种植袋清掉即可。存在的问题是营养液的用量较大,废弃的营养液对环境会造成一定的污染。2、开放式岩棉培的设施结构
主要包括放置在种植畦上岩棉种植垫、供液系统以及排去多余营养液的排液系统等部分组成1.畦面塑料薄膜2.岩棉种植垫3.滴灌管4.岩棉育苗块5.黑白双色塑料薄膜6.泡沫塑料块7.加温管8.滴灌毛管9.排液沟开放式岩棉培系统的结构和组成示意图(1)种植畦的结构/Thestructureofplantationbed岩棉培滴灌种植甜椒Sweetpepperinrockwoolculturewithdripirrigationsystem(2)岩棉种植垫的规格
Thespecificationofrockwoolslab岩棉种植垫规格涉及每株作物占有的营养面积(体积)问题,或者说每株作物拥有的营养液量的问题。由于养分和水分经常补充,所以营养体积要求不太严格。但如果营养面积过小而吸持营养液量过少,易造成因蒸腾失水而萎蔫,基质中的养分浓度和组成易造成较大幅度的变化,在管理上不方便。在条件许可下,基质的体积大一些有好处,但生产成本增加了。现在作为商品出售的岩棉种植垫多为四方体的,厚度约7~10cm,宽度为15~30cm,长度80~90cm左右。这样的种植垫如果每条种植2株作物,平均每株作物占有的体积大约为10多L,可满足多数作物生长所需。(3)岩棉种植垫在种植畦中的排列
Thearrangementofrockwoolslabsinaplantationbed将种植垫一紧贴一个在种植畦背上排列成2行,每行均放在畦的斜面上,以利于多余的营养液从种植垫侧面的切口处流到畦沟中。这样排列的种植垫在畦面的2行间距较大,作为人行工作通道,而在畦沟之间的2行间距较小,不作为人行通道,而作为摆放供液管道及排水之用。(4)供液系统/irrigationsystem开放式岩棉培采用滴灌系统来供液。所谓的滴灌是指以小水滴的形式(点水源)通过滴头以较缓慢的速度进行灌溉的一种供液方法。它具有节水省工的优点。①滴灌系统的基本组成
Thecompositionofairrigationsystem主要由液源、过滤器、各级供液管道、滴头以及在各级管道中安装的阀门等部分组成。A、液源/solutionsource由有营养液池和无营养液池的2种方式来提供。1)有营养液池的方式:1.支架2.营养液罐3.阀门4.压力表5.过滤器6.水表7.干管8.支管9.毛管10.滴灌管
开放式岩棉培重力式滴灌系统示意图
2)无营养液池的方式
不设大容量的营养液池,而只是设分别盛装A、B2种浓缩液的浓缩营养液罐1.水源2.电磁阀3.浓缩营养液定量注入泵4.营养液混合器5.浓缩营养液罐6.过滤器7.流量控制阀8.供液管9.滴灌管10.种植畦11.岩棉育苗块和种植垫12.支持铁丝开放式岩棉培无营养液池滴灌系统示意图
肥料分配器
distributoroffertilizers肥料分配器及浓缩营养液罐
fertilizerdistributorandconcentratednutritionsolutiontank②过滤器/filter主要有三种形式:1、滤网式过滤器:利用筛孔较小的滤网来起到过滤的目的;2、砂石过滤器:砂石过滤器是利用不同粒径的沙子和石砾来起到过滤作用;3、叠片式过滤器:叠片式过滤器则是利用具有许多小槽状的塑料片叠在一起,在水流经过时把粗大的颗粒过滤掉。经过一段时间的使用之后,过滤器均需进行清洗,防止堵塞而使得流量过分减少和水压降低。③滴灌管道/pipesofirrigationsystem从过滤器至种植行之间由不同管径的管道组成,管径从大至小分别称为干管、支管和毛管等。管道的大小应以保证供液的均匀性为前提。需要考虑整个滴灌系统的控制面积、水泵功率大小和滴头的流量等因素。从种植行的毛管至每一株植株根茎部附近的那段小管为滴灌系统最末一级管道,称为水阻管。目前常用的水阻管有2种:1、滴管带滴头:孔径较大(约3~5mm左右)的塑料管,然后在此水阻管上连接上所选用的滴头,通过滴头来进一步调节流量,即使滴头堵塞了,也易于清理。2、发丝管:管径很小,内径只有0.5mm左右。流经发丝管的水流的压力大为降低,本身可作为滴头。由于管径较小,所以易堵塞,一旦堵塞之后难以清理疏通。
④对选用滴灌系统的要求
Therequirementsforselecteddripirrigationsystem:a、可靠性/reliabilityb、均匀性/uniformityc、及时性/betimes⑤使用注意事项/attentions
a、定期检查滴灌系统所有部分的运行情况,特别是检查水泵的工作情况、滴头的堵塞及流量的变化情况以及过滤器的堵塞情况。b、切勿使用难溶性杂质含量高的肥料。采用的水源中的杂质不能过高,特别是利用硬水作为水源的,要经常清洗浓缩营养液罐和贮液池的水垢,并每隔3~5天用清水彻底冲洗一次滴灌系统。c、如采用人工控制阀门开关的,在供液未结束前均要有人看守,避免由于遗忘而使得供液过量。⑥排液系统/drainagesystem从岩棉种植垫侧面约离地面1/3高度的位置切出5~7cm的切口流出的多余营养液流到畦沟中,再流到棚外的排水沟中。多余营养液的排水沟最好是与大棚或温室屋面所集雨水的排水沟分开,以便收集流出的多余营养液,然后再将这些营养液施到大田中,以避免污染环境。目前有许多国家已开始重视温室栽培多余营养液对环境的污染问题了。
3、开放式岩棉培的营养液管理
Themanagementsofopeningrockwoolculture要准确地确定供给营养液的浓度、数量及供液时期等管理上的技术参数,就要根据每株作物所占有的基质的体积、空气的温度和湿度的变化、太阳辐射的强弱以及作物的长势情况来具体确定。
①供液量的确定
Thedeterminationofsupplyingamount受基质持水量、每株作物占有的基质体积以及作物的需水量三方面的影响。Thesupplyingamountofnutrientsolutionwillbeaffectedbythewatercapacityofgrowthmedia,thevolumeofgrowthmediaperplantandthewaterrequirementofplant.前两者基本上是固定不变的,而作物的需水量则是随着作物的种类、生育期和环境因素如光照、温度、湿度和风力等的变化而变化的。Theformertwoarechangeless,butthewaterrequirementofplantdependsonthekindofplant,growthstagesandenvironmentalfactors,suchaslight,temperature,humidity,andventilation,etc.a、岩棉的持水量/watercapacityofrockwool
可达其容积的90%以上,但作为合适种植作物的持水量不应超过岩棉体积的80%。而且岩棉基质中的水分存在着垂直分布上的差异,即上层的含水量低于下层的。b、作物的需水量/waterrequirementofplants不同作物或同一种作物的不同生育期的吸水量有着很大的差异。作物生育期定植初期始花期后收获盛期番茄0.1~0.20.8~1.0~1.5黄瓜0.2~0.3~1.0~1.6甜瓜0.1~0.2~0.5~1.0草莓~0.02~0.04~0.15几种作物不同生育期的吸水量(L/株.天)(山崎肯哉,1989)一年中不同月份开放式岩棉培的滴灌液量(L/株.天)
数值月份123456789101112平均值0.790.740.841.141.521.531.641.851.481.050.810.67标准差0.280.250.250.270.460.380.410.330.140.230.220.23样本数1311131718201387111620c、供水量确定的方法
/Themethodofdeterminationofwatersupply
一是用张力计法测定基质中的含水量张力计法是在一个温室或大棚中选取5~7个点,在每个点的岩棉垫的上、中、下三层中各安装1支张力计,当植株蒸腾失水后,基质中水分减少之后就会在张力计中反映出来。一旦张力计显示基质中的水分含量低于设定值时,就要开启滴灌系统进行供液。如果将张力计与传感器相联接,依靠传感器把信号传递给滴灌系统的控制电脑,则可实现灌溉的自动化控制。二是利用经验的方法来估计植株的耗水量。前人的或自己测定的耗水量数据为基础,适当增大供水量即可。这样的供水量可能会超过作物实际的需水量,对作物的正常生长的影响不大,只是生产成本较高而已。例如,山崎认为番茄始花期后的日耗水量约为0.8~1.0L,此时如果进行日耗水量的估算,则可增加20%~30%的供水量,这样的日供水量就为1.0~1.3L。②供液浓度的确定
Thedeterminationofsupplyingconcentration根据作物对吸水(w)和吸肥(n)之间是按比例进行的理论,作物吸收单位体积的营养液时,其它所含的养分也同时被吸收了。因此,如果使用山崎配方来供液,只需将营养液的浓度控制在1个剂量即可。如果使用其它营养液配方,可参照山崎配方的浓度来进行调整。例如用园试配方的浓度比山崎配方的高1倍左右,对于种植番茄来说,园试配方只需1/2剂量即可。
在生产实际中,植株对水肥的吸收情况并不完全是山崎所提出的水肥同步,而是与气候条件和作物株龄条件有关。例如在温度较高、湿度较小、植株较大时,作物对水分的吸收速率要比对养分的吸收速率来得大,此时供液浓度应较小;反之,当温度较低、湿度较大、植株较小时,作物对养分的吸收速率要比对水分的吸收来得大,此时的供液浓度则应大一些。一般认为,供液浓度最低为0.6~1.0ms/cm,最高不超过2.2~2.5ms/cm,对多数作物来说均是安全的。
(二)循环式岩棉培
循环式岩棉培是指加入岩棉基质中的营养液的数量较多,多余的营养液从岩棉中流出后通过回流管道集中于贮液池中,以便循环再用而不是排掉的一类无土栽培技术。其优点是营养液的利用率高,但由于其设施的结构复杂,基本建设费用及日常运行和维护费用高,而且在清洗消毒不彻底时易造成病害较快地传播,因此,目前使用得较少。
1、循环式岩棉培生产设施的结构
Thestructureofproductionfacilityofcyclingrockwoolculture
包括种植槽、岩棉种植垫、供液的滴灌系统以及回流系统这几个部分组成。
A.全系统示意图B.种植槽结构示意图1.水位控制器2.供液罐3.滴管4.排液管5.贮液池6.水泵7.浮球开关8.控制面板9.营养液罐10.黑色塑料薄膜11.岩棉育苗块12.泡沫塑料槽框13.集液管C.营养液自动补充装置1.控制面板2.液位感应器3.浓缩营养液罐4.肥料溶解罐循环式岩棉培生产设施的结构Thestructureofproductionfacilitiesofcyclingrockwoolculture(1)种植槽/plantationtrough泡沫塑料做成的种植槽槽框,将每块槽框拼接为长度约为20~30m的种植槽,在槽内铺上一层黑色塑料薄膜衬里,然后在槽框中部安放一条半圆形的排水管,在槽框两侧要放置岩棉种植垫的位置放上两条宽度和高度均为5cm,长度与岩棉垫一致的泡沫塑料块(也可以用同样规格的岩棉块),以架起岩棉垫,然后把宽30cm,长90cm,高10cm、用无纺布包住四周的岩棉垫放置在小泡沫塑料块或岩棉块上。(2)滴灌及回流系统
/dripirrigationanddrainagesystem由各级供液及回流管道、集液池、高设的供液罐、液位感应器、过滤器、水泵、电磁阀、定时器等部分组成。供液水泵及肥料分配器2、营养液配方的选择和管理
Theselectionandmanagementofnutrientsolution循环式岩棉培与水培相比在种植过程只是根系生长的环境多了岩棉种植垫而已,因此,其营养液配方选择可与水培的类似,其它的管理方法也可参照水培的。(三)种植垫盐分的累积、消除方法及种植垫的回收利用
由于用清水进行洗盐的过程中,会使基质中较长时间处于浓度较低的状态,使植物出现“饥饿”,因此,为了避免植物处于这种情况的出现,最好是使用原营养液浓度的1/4~1/2剂量的稀营养液来洗盐。在循环式岩棉培中,盐分的累积问题不是太严重,只有当流量较小、天气干燥、温度较高时才容易出现,此时只要增大营养液的滴入量和缩短供液间歇时间即可解决这个问题。为了防止岩棉垫表面盐分过分累积而对茎基部的伤害,应每隔2~3周用较多的清水冲洗1次茎基部。一般经过消毒处理之后可以再利用,也可以通过轮作而不需消毒直接再利用。消毒方法主要是蒸汽消毒,也可用农药消毒,但效果差。一般在经过1.5~2年以后,由于岩棉的纤维断裂,垫中残根较多,通气性下降而影响到产量,此时要更换。第四节简易基质袋培、槽培和立体栽培生产设施及管理
投资少、管理简便、建造容易、生产效果及经济效益良好。蔗渣或其它轻质基质的袋培滴灌生产设施简易槽式沙培营养液滴灌生产设施简易槽式有机基质无土栽培设施(或称有机生态型无土栽培)为了提高温室或大棚的利用率,充分利用空间,还使用了立体栽培的生产设施一、简易基质袋培生产设施及管理
(一)简易基质袋培生产设施的结构与开放式岩棉培生产设施的结构完全一致,只不过是基质袋中不是盛装岩棉,而是其它的轻质基质而已。例如甘蔗渣、锯木屑。刨花、泥炭、砻糠灰、椰糠、珍珠岩、蛭石等都可作为基质使用。由于其生长基质于岩棉的不同,因而在管理上的要求和做法也略有差异
1、基质及种植袋
许多轻质基质均可用。但用新鲜植物残体作为基质使用的,在使用前一定要经过堆沤处理,以降低其C/N比值。另外,配制的基质应有较好的持水性,否则可能造成营养液的大量浪费,同时给生产管理上带来较大的麻烦,例如持水性差,则基质水分的丧失快,供液的次数就要增加。种植袋装入基质后封口。种植时在种植袋上种植作物的位置切出2个10cm左右的小孔或十字形切口,并在种植袋倾向排水沟的侧面离地面约3~4cm处切开2~3道5cm左右的切口,以便让基质中多余的营养液流出。种植袋示意图(单位:cm)
基质袋培滴灌系统未种植作物前左:刚放入种植畦时下:定植幼苗后刚定植作物的简易袋培滴灌系统简易袋培滴灌种植甜瓜基质袋培茄子Eggplantinbagculture基质袋培五彩甜椒
2、供液及排液系统/supplyinganddrainagesystems采用滴灌的形式来供液,基质中除了在种植袋底部会残留大约2~3cm的水层外,多余的营养液通过排水沟排到温室或大棚的外部。袋培营养液滴灌种植青瓜--江门“番茄工厂”(二)简易基质袋培生产设施的管理
其管理方式与开放式岩棉培的类似,但有些方面有所不同:1、育苗和定植:
可用穴盘育苗或育苗杯育苗。2、供液管理其基本方法与开放式岩棉培的相同。但由于所用的基质持水能力与岩棉的不同,因此要首先确定基质的总持水量(或田间持水量),然后把总持水量的60%~70%定为基质的允许持水量。这样就可以把维持基质的允许持水量所需加入的营养液量定为供液量。二、简易槽式基质培生产设施与管理简易槽式基质培生产设施的基本结构和管理措施与上述的袋培相类似,只不过是所用的基质有些不同而已。但由于基质不同,管理上也有所不同。简易槽式基质培设施种植番茄简易槽式滴灌系统种植甜瓜槽式基质培营养液滴灌系统袋培营养液滴灌设施种植甜瓜硕果累累的甜瓜byszliu,Sanya,Hainan简易槽式基质培种植甜瓜槽式基质培滴灌设施种植西瓜byszliu,Sanming,Fujian简易槽式基质培种植豆角byszliu,Guangzhou,Guangdong槽式基质培营养液滴灌设施槽式基质培种植切花红掌简易槽式基质培营养液滴灌设施种植青瓜byszliu,Jiexi,Guangdong三、立体栽培/verticalculture
对于提高单位面积作物的产量有一定的好处,但由于立体栽培的投资远较平面的单层栽培来得大,而且在管理上也不太方便,在每层作物之间存在着互相遮荫的问题,所以在大规模生产上应用得不太多。立体栽培可用基质培的形式,也可用水培的形式,在此我们一并介绍,不再分开阐述。(一)立柱式立体栽培/columnculture
在直立的栽培柱中的定植孔中种植作物的方法。柱中放入一条供液管进行供液,柱中填入基质,也可不填。多余的营养液回收或不回收。1.供液主管2.柱中供液管3.立柱4.基质5.定植孔6.喷液小孔7.渗出多余营养液的小孔8.硬质塑料板立柱式栽培示意图Thesketchmapofcolumnculture
立柱式栽培菊苣具有栽培杯的立柱式栽培
叠层式立体栽培种植盆示意图
未种植作物前的立体栽培生菜野菜种植草莓(二)吊袋式立体栽培
1.供液管2.挂钩3.扎紧的袋口4.滴灌5.种植袋6.作物7.排液口8.基质吊袋式立体栽培示意图
(三)鲁SC-I型多层无土栽培设施
1.贮液池2.水泵3.定时器4.供液管5.阀门6.种植槽7.回流管8.回流主管鲁SC-I型多层无土栽培设施示意图
鲁SC-I型多层无土栽培设施整个生产设施主要由种植槽、供液和排液系统以及贮液池这几个部分组成。种植槽由铁皮、玻璃钢或有用水泥预制成V形的预制件制成,横切面呈V形,使用时拼接起来并内衬黑色塑料薄膜以防渗漏。槽两端各留10cm空档作为供液及排液缓冲间,一端供液,另一端设U形虹吸管排液,在离槽底约10cm处用竹制垫篦或铁丝网隔开呈上下两层,下层让营养液流动,而上层则填入蛭石或其它基质。A.排液端
B.供液端1.V形槽框2.U形虹吸管3.缓冲间隔板4.垫篦5.槽头挡板6.基质鲁SC-I型多层无土栽培种植槽示意图
(四)立体牧草生产设施
1.杀菌灯2.抽风扇3.补光灯4.喷头5.种植盘6.栽培层架7.集液沟8.基质立体牧草生产设施示意图
(五)立体水培生产设施
verticalhydroponicproductionfacilities
1.植株2.定植杯3.定植板4.营养液5.种植槽6.供液管7、8层间种植槽排液及供液管9.贮液池10.水泵立体水培生产设施示意图
安全阀基本知识如果压力容器(设备/管线等)压力超过设计压力…1.尽可能避免超压现象堵塞(BLOCKED)火灾(FIRE)热泄放(THERMALRELIEF)如何避免事故的发生?2.使用安全泄压设施爆破片安全阀如何避免事故的发生?01安全阀的作用就是过压保护!一切有过压可能的设施都需要安全阀的保护!这里的压力可以在200KG以上,也可以在1KG以下!设定压力(setpressure)安全阀起跳压力背压(backpressure)安全阀出口压力超压(overpressure)表示安全阀开启后至全开期间入口积聚的压力.几个压力概念弹簧式先导式重力板式先导+重力板典型应用电站锅炉典型应用长输管线典型应用罐区安全阀的主要类型02不同类型安全阀的优缺点结构简单,可靠性高适用范围广价格经济对介质不过分挑剔弹簧式安全阀的优点预漏--由于阀座密封力随介质压力的升高而降低,所以会有预漏现象--在未达到安全阀设定点前,就有少量介质泄出.100%SEATINGFORCE75502505075100%SETPRESSURE弹簧式安全阀的缺点过大的入口压力降会造成阀门的频跳,缩短阀门使用寿命.ChatterDiscGuideDiscHolderNozzle弹簧式安全阀的缺点弹簧式安全阀的缺点=10090807060500102030405010%OVERPRESSURE%BUILT-UPBACKPRESSURE%RATEDCAPACITY普通产品平衡背压能力差.在普通产品基础上加装波纹管,使其平衡背压的能力有所增强.能够使阀芯内件与高温/腐蚀性介质相隔离.平衡波纹管弹簧式安全阀的优点优异的阀座密封性能,阀座密封力随介质操作压力的升高而升高,可使系统在较高运行压力下高效能地工作.ResilientSeatP1P1P2先导式安全阀的优点平衡背压能力优秀有突开型/调节型两种动作特性可远传取压先导式安全阀的优点对介质比较挑剃,不适用于较脏/较粘稠的介质,此类介质会堵塞引压管及导阀内腔.成本较高.先导式安全阀的缺点重力板式产品的优点目前低压储罐呼吸阀/紧急泄放阀的主力产品.结构简单.价格经济.重力板式产品的缺点不可现场调节设定值.阀座密封性差,并有较严重的预漏.受背压影响大.需要很高的超压以达到全开.不适用于深冷/粘稠工况.几个常用规范ASMEsectionI-动力锅炉(FiredVessel)ASMEsectionVIII-非受火容器(UnfiredVessel)API2000-低压安全阀设计(LowpressurePRV)API520-火灾工况计算与选型(FireSizing)API526-阀门尺寸(ValveDimension)API527-阀座密封(SeatTightness)介质状态(气/液/气液双相).气态介质的分子量&Cp/Cv值.液态介质的比重/黏度.安全阀泄放量要求.设定压力.背压.泄放温度安全阀不以连接尺寸作为选型报价依据!如何提供高质量的询价?弹簧安全阀的结构弹簧安全阀起跳曲线弹簧安全阀结构弹簧安全阀结构导压管活塞密封活塞导向不平衡移动副(活塞)导管导阀弹性阀座P1P1P2先导式安全阀结构先导式安全阀的工作原理频跳安全阀的频跳是一种阀门高频反复开启关闭的现象。安全阀频跳时,一般来说密封面只打开其全启高度的几分只一或十几分之一,然后迅速回座并再次起跳。频跳时,阀瓣和喷嘴的密封面不断高频撞击会造成密封面的严重损伤。如果频跳现象进一步加剧还有可能造成阀体内部其他部分甚至系统的损伤。安全阀工作不正常的因素频跳后果1、导向平面由于反复高频磨擦造成表面划伤或局部材料疲劳实效。2、密封面由于高频碰撞造成损伤。3、由于高频振颤造成弹簧实效。4、由频跳所带来的阀门及管道振颤可能会破坏焊接材料和系统上其他设备。5、由于安全阀在频跳时无法达到需要的排放量,系统压力有可能继续升压并超过最大允许工作压力。安全阀工作不正常的因素A、系统压力在通过阀门与系统之间的连接管时压力下降超过3%。当阀门处于关闭状态时,阀门入口处的压力是相对稳定的。阀门入口压力与系统压力相同。当系统压力达到安全阀的起跳压力时,阀门迅速打开并开始泄压。但是由于阀门与系统之间的连接管设计不当,造成连接管内局部压力下降过快超过3%,是阀门入口处压力迅速下降到回座压力而导致阀门关闭。因此安全阀开启后没有达到完全排放,系统压力仍然很高,所以阀门会再次起跳并重复上述过程,既发生频跳。导致频跳的原因导致接管压降高于3%的原因1、阀门与系统间的连接管内径小于阀门入口管内径。2、存在严重的涡流现象。3、连接管过长而且没有作相应的补偿(使用内径较大的管道)。4、连接管过于复杂(拐弯过多甚至在该管上开口用作它途。在一般情况下安全阀入口处不允许安装其他阀门。)导致频跳的原因B、阀门的调节环位置设置不当。安全阀拥有喷嘴环和导向环。这两个环的位置直接影响安全阀的起跳和回座过程。如果喷嘴环的位置过低或导向环的位置过高,则阀门起跳后介质的作用力无法在阀瓣座和调节环所构成的空间内产生足够的托举力使阀门保持排放状态,从而导致阀门迅速回座。但是系统压力仍然保持较高水平,因此回座后阀门会很快再次起跳。导致频跳的原因C、安全阀的额定排量远远大于所需排量。
由于所选的安全阀的喉径面积远远大于所需,安全阀排放时过大的排量导致压力容器内局部压力下降过快,而系统本身的超压状态没有得到缓解,使安全阀不得不再次起跳频跳的原因阀门拒跳:当系统压力达到安全阀的起跳压力时,阀门不起跳的现象。安全阀工作不正常的因素1、阀门整定压力过高。2、阀门内落入大量杂质从而使阀办座和导套间卡死或摩擦力过大。3、弹簧之间夹入杂物使弹簧无法被正常压缩。4、阀门安装不当,使阀门垂直度超过极限范围(正负两度)从而使阀杆组件在起跳过程中受阻。5、排气管道没有被可靠支撑或由于管道受热膨胀移位从而对阀体产生扭转力,导致阀体内机构发生偏心而卡死。安全阀拒跳的原因阀门不回座或回座比过大:安全阀正常起跳后长时间无法回座,阀门保持排放状态的现象。安全阀工作不正常的因素1、阀门上下调整环的位置设置不当。2、排气管道设计不当造成排气不畅,由于排气管道过小、拐弯过多或被堵塞,使排放的蒸汽无法迅速排出而在排气管和阀体内积累,这时背压会作用在阀门内部机构上并产生抑制阀门关闭的趋势。3、阀门内落入大量杂质从而使阀瓣座和导套之间卡死后摩擦力过大。安全阀不回座或回座比过大的因素:4、弹簧之间夹入杂物从而使弹簧被正常压缩后无法恢复。5、由于对阀门排放时的排放反力计算不足,从而在排放时阀体受力扭曲损坏内部零件导致卡死。6、阀杆螺母(位于阀杆顶端)的定位销脱落。在阀门排放时由于振动使该螺母下滑使阀杆组件回落受阻。安全阀不回座或回座比过大的因素:7、由于弹簧压紧螺栓的锁紧螺母松脱,在阀门排放时由于振动时弹簧压紧螺栓松动上滑导致阀门的设定起跳值不断减小。
8、阀门安装不当,使阀门垂直度超过极限范围(正负两度)从而使阀杆组件在回落过程中受阻。
9、阀门的密封面中有杂质,造成阀门无法正常关闭。
10、锁紧螺母没有锁紧,由于管道震动下环向上运动,上平面高于密封面,阀门回座时无法密封安全阀不回座或回座比过大的因素:谢谢观看癌基因与抑癌基因oncogene&tumorsuppressorgene24135基因突变概述.癌基因和抗癌基因的概念.癌基因的分类.癌基因产物的作用.癌基因激活的机理主要内容疾病:
——是人体某一层面或各层面形态和功能(包括其物质基础——代谢)的异常,归根结底是某些特定蛋白质结构或功能的变异,而这些蛋白质又是细胞核中相应基因借助细胞受体和细胞中信号转导分子接收信号后作出应答(表达)的产物。TranscriptionTranslationReplicationDNARNAProtein中心法规Whatisgene?基因:
—是遗传信息的载体
—是一段特定的DNA序列(片段)
—是编码RNA或蛋白质的一段DNA片段
—是由编码序列和调控序列组成的一段DNA片段基因主宰生物体的命运:微效基因的变异——生物体对生存环境的敏感度变化关键关键基因的变异——生物体疾病——死亡所以才有:“人类所有疾病均可视为基因病”之说注:如果外伤如烧伤、骨折等也算疾病的话,外伤应该无法归入基因病的行列。Genopathy问:两个不相干的人,如果他们患得同一疾病,致病基因是否相同?再问:同卵双生的孪生兄弟,他们患病的机会是否一样,命运是否相同?┯┯┯┯
ATGC
TACG
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ATGC
TACG
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ATGC
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┷┷┷┷增添缺失替换DNA分子(复制)中发生碱基对的______、______
和
,而引起的
的改变。替换增添缺失基因结构基因变异的概念:英语句子中的一个字母的改变,可能导致句子的意思发生怎样的变化?可能导致句子的意思不变、变化不大或完全改变THECATSATONTHEMATTHECATSITONTHEMATTHEHATSATONTHEMATTHECATONTHEMAT同理:替换、增添、缺失碱基对,可能会使性状不变、变化不大或完全改变。基因的结构改变,一定会引起性状的改变??原句:1.基因多态性与致病突变基因变异与疾病的关系2.单基因病、多基因病3.疾病易感基因
基因多态性polymorphism是指DNA序列在群体中的变异性(差异性)在人群中的发生概率>1%(SNP&CNP)<1%的变异概率叫做突变基因多态性特定的基因多态性与疾病相关时,可用致病突变加以描述SNP:散在单个碱基的不同,单个碱基的缺失、插入和置换。
CNP:DNA片段拷贝数变异,包括缺失、插入和重复等。同义突变、错义突变、无义突变、移码突变
致病突变生殖细胞基因突变将突变的遗传信息传给下一代(代代相传),即遗传性疾病。体细胞基因突变局部形成突变细胞群(肿瘤)。受精卵分裂基因突变的原因物理因素化学因素生物因素基因突变的原因(诱发因素)紫外线、辐射等碱基类似物5BU/叠氮胸苷等病毒和某些细菌等自发突变DNA复制过程中碱基配对出现误差。UV使相邻的胸腺嘧啶产生胸腺嘧啶二聚体,DNA复制时二聚体对应链空缺,碱基随机添补发生突变。胸腺嘧啶二聚体胸腺嘧啶胸腺嘧啶紫外线诱变物理诱变(physicalinduction)
5溴尿嘧啶(5BU)与T类似,多为酮式构型。间期细胞用酮式5BU处理,5BU能插入DNA取代T与A配对;插入DNA后异构成烯醇式5BU与G配对。两次DNA复制后,使A/T转换成G/C,发生碱基转换,产生基因突变。化学诱变(chemicalinduction)碱基类似物(baseanalogues)诱变AT5-BUA5-BUAAT5-BU5-BU(烯醇式)
(酮式)GGC1.生物变异的根本来源,为生物进化提供了最初的原始材料,能使生物的性状出现差别,以适应不同的外界环境,是生物进化的重要因素之一。2.致病突变是导致人类遗传病的病变基础。基因突变的意义概述:肿瘤细胞恶性增殖特性(一)肿瘤细胞失去了生长调节的反馈抑制正常细胞受损,一旦恢复原状,细胞就会停止增殖,但是肿瘤细胞不受这一反馈机制抑制。(二)肿瘤细胞失去了细胞分裂的接触抑制。正常细胞体外培养,相邻细胞相接触,长在一起,细胞就会停止增殖,而肿瘤细胞生长满培养皿后,细胞可以重叠起生长。(三)肿瘤细胞表现出比正常细胞更低的营养要求。(四)肿瘤细胞生长有一种自分泌作用,自己分泌生长需要的生长因子和调控信号,促进自身的恶性增殖。Whatisoncogene?癌基因——是基因组内正常存在的基因,其编码产物通常作为正调控信号,促进细胞的增殖和生长。癌基因的突变或表达异常是细胞恶性转化(癌变)的重要原因。——凡是能编码生长因子、生长因子受体、细胞内信号转导分子以及与生长有关的转录调节因子等的基因。如何发现癌基因的呢?11910年,洛克菲勒研究院一个年轻的研究员Rous发现,鸡肉瘤细胞裂解物在通过除菌滤器以后,注射到正常鸡体内,可以引起肉瘤,首次提出鸡肉瘤可能是由病毒引起的。0.2m孔径细菌过不去但病毒可以通过从病毒癌基因到细胞原癌基因的研究历程:Roussarcomavirus,RSVthefirstcancer-causingretrovirus1958年,Stewart和Eddy分离出一种病毒,注射到小鼠体内可以引起肝脏、肾脏、乳腺、胸腺、肾上腺等多种组织器官的肿瘤,因而把这种病毒称为多瘤病毒。50年代末、60年代初,癌病毒研究成了一个极具想像力的研究领域,主流科学家开始进入癌病毒研究领域polyomavirus这期间,Temin发现RSV有不同亚型,且引起细胞恶变程度不同,推测RNA病毒将其遗传信息传递给了正常细胞的DNA。这与Crick提出的中心法则是相违背的让事实屈从于理论还是坚持基于实验的结果?VSTemin发现逆转录酶,1975年获诺贝尔奖TeminCrickTemin的实验设计:实验设计简单而巧妙:将合成DNA所需的“原料”,即A、T、C、G四种脱氧核苷酸,与破坏了外壳的RSV一起在体外40℃的条件下温育一段时间结果在试管里获得了一种新合成的大分子,它不能被RNA酶破坏,但却可以被DNA酶所分解,证明这种新合成的大分子是DNA用RNA酶预先破坏RSV的RNA,再重复上述的试验,则不能获得这种大分子,说明这个DNA大分子是以RSV的RNA为模板合成的1969年,一个日本学者里子水谷来到Temin的实验室,这是一个非常擅长实验的年轻科学家。按Temin的设想,他们开始寻找RSV中存在“逆转录酶”的证据DNA
RNA
ProteinTranscriptionTranslationReplicationReplicationRe-Transcription修正中心法规据说,1975年Temin因发现逆转录酶而获诺贝尔奖时,Bishop懊恼不已,因为早在1969年他就认为Temin的RNADNA的“前病毒理论”有可能是正确的,并且也进行了一些实验,但不久由于资深同事的规劝而放弃了这方面的努力。但Bishop马上意识到:逆转录酶的发现为逆转录病毒致癌的研究提供了一条新途径。一个RSV,三个诺贝尔奖!!!1989年,UCSF的Bishop和Varmus根据逆转录病毒的复制机制发现了细胞癌基因,并获诺贝尔奖。Cellularoncogene启示:Perutz说:“科学创造如同艺术创造一样,都不可能通过精心组织而产生”Bishop说:“许多人引以为豪的是一天工作16小时,工作安排要以分秒计……可是工作狂是思考的大敌,而思考则是科学发现的关键”Perutzsharedthe1962NobelPrizeforChemistrywithJohnKendrew,fortheirstudiesofthestructuresofhemoglobinandglobularproteins科学的本质和艺术一样,都需要直觉和想像力请给自己一些思考的时间吧!癌基因的分类目前对癌基因尚无统一分类的方法,一般有下面3种分类方法:一、按结构特点分(6)类(一)src癌基因家族(二)ras癌基因家族(三)sis癌基因家族(四)myc癌基因家族(五)myb癌基因家族(六)其它:如fos,erb-A等。三、按细胞增殖调控蛋白特性分成(4)类(一)生长因子(二)受体类(三)细胞内信号转换器(四)细胞核因子二、按产物功能分(8)类(一)生长因子类(二)酪氨酸蛋白激酶(三)膜相关G蛋白(四)受体,无蛋白激酶活性(五)胞质丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶(六)胞质调控因子(七)核反式调控因子(八)其它:db1、bcl-2癌基因产物参与信号转导
胞外信号作用于膜表面受体→胞内信使物质的生成便意味着胞外信号跨膜传递的完成。胞内信使至少有:cAMP(环磷酸腺苷)IP3(三磷酸肌醇)PG(前列腺素)cGMP(环磷酸鸟苷)DG(二酰基甘油)Ca2+(钙离子)CAM(钙调素)主要机制是通过蛋白激酶活化引起底物蛋白一连串磷酸化的生物信号反应过程,跨膜机制涉及到:(一)质膜上cAMP信使系统(二)质膜上肌醇脂质系统这两个系统都是由受体鸟苷酸调节蛋白(GTP-regulatoryprotein,G蛋白)和效应酶(腺苷酸环化酶磷脂酶等)组成,有相似的信号转导过程:即受体活化后引起GTP与不同G蛋白结合活化和抑制效应酶从而影响胞内信使产生而发生不同的调控效应。(三)受体操纵的离子通道系统(四)受体酪氨酸蛋白激酶的转导
(一)获得性基因病
(acquiredgeneticdisease)例如:病毒感染激活原癌基因癌基因活化的机制
(二)染色体易位和重排使无活性的原癌基因转位至强启动子或增强子附近而被活化。与基因脆性位点相关。(三)基因扩增(四)点突变三、癌基因的产物与功能(一)癌基因产物作用的一般特点1.目前发现c-onc均为结构基因.2.癌基因产物可分布在膜质核也可分泌至胞外.(二)癌基因产物分类1.细胞外生长因子:TGF-b2.跨膜生长因子受体:MAPK3.细胞内信号转导分子:Gprotein/Ras4.核内转录因子
(三)癌基因产物的协同作用实验证明,用ras或myc分别转染细胞,可使细胞长期增殖,但不能转化成癌细胞,在裸鼠体内也不能形成肿瘤。但用ras+myc同时转染细胞,则使细胞转化成癌细胞。说明:致癌至少需要2种或以上的onc协同作用,2种onc在2条通路上发挥作用,由于细胞增殖调控是多因子,多阶段影响的结果。而影响增殖分化的onc达几十种之多,所以大多数人认为:癌发生是多阶段多步骤的。Whatistumorsuppressorgene?肿瘤抑制基因(抗癌基因、抑癌基因)——是调节细胞正常生长和增殖的基因。当这些基因不能表达,或其产物失去活性时,细胞就会异常生长和增殖,最终导致细胞癌变。反之,若导入或激活它则可抑制细胞的恶性表型。——癌基因与抑癌基因相互制约,维持细胞增殖正负调节信号的相对稳定。影响1岁的儿童“二次打击”学说两个等位基因同时突变视网膜母细胞瘤(Retinoblastoma)RB基因变异(13号染色体)
(1)脱磷酸化Rb蛋白(活性)与转录因子E2F结合,抑制基因的转录活性(2)磷酸化Rb蛋白(失活)与E2F解离,释放E2F(3)E2F启动基因转录(4)细胞进入增生阶段(G1S)因此,Rb蛋白在控制细胞生长方面发挥重要作用一旦Rb基因突变可使细胞进入过度增生状态RB基因的功能等位基因(allele)例如:花颜色基因位于一对同源染色体的同一位置上、控制相对性状的两个的基因叫等位基因(allele)一对相同的等位基因称纯合等位基因
一对不同的等位基因称杂合等位基因
显性基因隐性基因完全显性不完全显性共显性问:女性的两条X染色体基因应如何表达?拓展知识:X染色体基因中,有65%完全处于“休眠”状态,20%仅在部分女性身上“休眠”,15%则完全逃离“休眠”状态一旦其中一条X染色体被损坏,还可以由另一条X染色体来纠正男性却只有一条X染色体,一旦它遭到破坏,男性就会患上血友病、色盲以及肌肉萎缩症等各种遗传病以前人们一直认为,在女性的两条X染色体中,有一条染色体是完全不起作用或是处于“休眠”状态的在Y染色体中,目前仍在“工作”的基因只剩下不到100个X染色体中“工作”的基因>1000个有一个这样的故事:20年前一次意外事故,三个工人遭受钴60(Co60)放射性核素的照射结果:一名工人不久死亡一名工人几年后死于白血病最后一名工人20年后患糖尿病就诊你知道医生在为病人检查时发现了什么吗?锁骨骨折肋骨串珠样X光片发现广泛性骨质缺损骨髓检查——浆细胞比例为30%左右(正常为0.6-1.3%)(多发性骨髓瘤)因此,多基因病涉及遗传因素和环境因素物理因素化学因素生物因素自发因素2.多基因病(polygenicdisease):性状或疾病的遗传方式取决于两个以上微效基因的累加作用,同时还受环境因素的影响,因此这类性状也称为复杂性状或复杂疾病(complexdisease)也叫:“复杂性状疾病”近视(myopia)高血压(hypertension)糖尿病(diabetes)精神分裂症(schizophrenia)哮喘(asthma)肿瘤或癌
(tumororcancer)多基因病的遗传要点数量性状的遗传基础是两对以上基因。这些基因之间没有显,隐性的区别,而是共显性。每个基因对表型的影响很小,称为微效基因。微效基因具有累加效应,即一个基因对表型作用很小,但若干个基因共同作用,可对表型产生明显影响。不仅遗传因素起作用,环境因素具有明显作用。例如:结肠癌(Coloncancer)相关基因:NGX6,SOX7,ITGB1,HSPA9B,MAPK8,PAG,
RANGAP1,SRC和CDC2等。相关信号通路:ras/MEK/ERK,JNK,Rb/E2F,PI3K/AKT及受体相互作用相关通路,免疫反应相关通路以及细胞黏附相关通路等。①早期原发癌生长②肿瘤血管形成③肿瘤细胞脱落并侵入基质④进入脉管系统⑤癌栓形成⑥继发组织器官定位生长⑦转移癌继续扩散例如:糖尿病(diabetes)依赖胰岛素型糖尿病在位于第6号染色体上可能包含至少一个对I型糖尿病敏感的基因在人类基因组中,大约10个位点现在被发现似乎对I型糖尿病敏感其中:1)11号染色体位点IDDM2上的基因
2)葡萄糖激酶基因高血压(hypertension)目前最受关注的是ATP2B1基因编码一种膜蛋白,具有钙泵特性能将高浓度细胞内钙泵出细胞外。精神神经性疾病精神分裂症基因表达改变/诱导增强家族史家暴基因本质:基因组变异惊吓—?—基因突变——精神病多基因病的遗传:易患性(liability)易感性(susceptibility)发病阈值(threshold)易患性(liability)——在多基因病发生中,遗传因素和环境因素共同作用决定一个个体患某种遗传病的可能性。possibility遗传因素(heredit
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