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第9章 J

几丁质

几丁质一般指节肢动物的身体表面分泌的一种物质。结构为β-聚-N-乙酰葡糖胺。这种物质含碳水化合物和氨,性柔软,有弹性,与钙盐混杂则硬化,形成节肢动物的外骨骼。几丁质不溶于水、酒精、弱酸和弱碱等液体,有保护功能,但可溶于浓盐酸、硝酸和硫酸。在强碱作用下分解成脱乙酰几丁质和乙酸,脱乙酰几丁质进一步在浓盐酸的作用下则水解成葡糖胺和乙酸。

几丁质是广泛存在于自然界的一种含氮多糖类生物性高分子,主要的来源为虾、蟹、昆虫等甲壳类动物的外壳与软体动物的器官(例如乌贼的软骨),以及真菌类的细胞壁等。其蕴藏量在地球上的天然高分子中占第二位,估计每年自然界生物的合成量可达11011吨,仅次于纤维素。

基因定律

遗传学的奠基人孟德尔,从生物的性状出发,最先揭示出了遗传的两个基本规律——基因的分离定律和基因的自由组合定律。在孟德尔之后,美国的遗传学家摩尔根及其合作者,又通过果蝇的杂交试验,揭示出了遗传的另一个基本规律——基因的连锁和交换定律。

基因体学

基因体学是讨论解析基因功能,了解基因和基因间关系,来提供医学、农学以及生命科学上种种之利用的科学。人类基因体序列定序完成,加上许多动物、植物的基因序列也相继定序完成使基因体学得到了进步的发展。

结构基因

结构基因是一类编码蛋白质或RNA的基因,在大肠杆菌乳糖代谢的基因调节系统中有3个连锁在一起的结构基因。LacZ基因是决定β-半乳糖苷酶的形成,而β-半乳糖苷酶将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖,作为细菌代谢活动的碳源。LacY基因是决定β-半乳糖苷透性酶的合成。该酶的作用是使乳糖易于进入E.coli的细胞中。LacA是基因编码β-半乳糖苷乙酰基转移酶,此酶的功能尚不清楚。这3个结构基因具有两方面的特征:

(1)它们彼此紧密连锁。按ZLYLA顺序排列,而且在一起转录形成一个多顺反子的mRNA;

(2)只有当乳糖存在时,这些基因才迅速转录,形成多顺反子的mRNA,并翻译成相应的酶,所以这些酶就是由乳糖诱导产生的诱导酶,其活性的产生和活性的提高不是已有的酶被激活所致,而是在诱导物的诱导下酶的重新合成,并随着合成的进行,酶的浓度迅速增加的结果。

基因组

一般的定义是单倍体细胞中的全套染色体为一个基因组,或是单倍体细胞中的全部基因为一个基因组。可是基因组测序的结果发现基因编码序列只占整个基因组序列的很小一部分。因此,基因组应该指单倍体细胞中包括编码序列和非编码序列在内的全部DNA分子。说的更确切些,核基因组是单倍体细胞核内的全部DNA分子;线粒体基因组则是一个线粒体所包含的全部DNA分子;叶绿体基因组则是一个叶绿体所包含的全部DNA分子。

静态突变

在一定条件下生物各世代中以相对稳定的频率发生的基因突变称为静态突变。静态突变可包括点突变和片段突变,其突变率一般保持在10~6左右。

鲸鱼鳍的启发

鲸鱼、海豚等都有很好的流线型体形,都是优秀的游泳能手。有着“海上霸王”称号的虎鲸,每小时能游55千米。斑点海豚的游泳速度也高达每小时53千米。它们在追捕食物时,速度可以陡然增加一倍甚至还要多。它们能在几秒钟内,从低速突然提高到全速,又能从高速状态戛然而止。这都是军舰、潜艇望尘莫及的。

鲸鱼都有一对宽大的胸鳍,就好像两只船桨一样。活着的鲸鱼当然要靠它来划水,死的鲸鱼胸鳍不会划水了,但也一样起作用,它把海水的波浪变成了动力。所以,鲸虽然死了,胸鳍的存在使海水波浪成了推动死鲸前进的动力。人们划着小船去叉它,当然追不上了。

人们在鲸鱼和海豚的启发下,对军舰、轮船的设计都作了改进,水下部分不再是刀状了,而是鲸鱼体形,从而使阻力减小。一种新式的核潜艇就是按鲸的轮廓和比例建造的,采用这种设计方案就使航速一下子提高了20%~25%。这对于在水下长期航行的核潜艇是非常有利的。

角鱼

角鱼又叫红眼鱼,为怒江特有,是我国角鱼属的唯一代表。体呈细圆筒形,背鳍分枝鳍条八根,须八对,下唇不形成后缘游离的吸盘,吻端两侧有能上下活动的吻小叶,小叶竖立如双角,角鱼由此得名。生活在浅水河湾底部。

角鱼体细长,前端近圆筒状,后端侧扁,头小。吻圆钝,两侧各有一可活动的三角形小侧叶,吻皮向腹面扩展,盖住上颌,边缘成流苏状。口下位;上唇消失;下唇与下颌分离,前缘腹面有一横带,上被小乳突。两颌具薄角质缘。须2对;吻须位于吻侧沟的始端,较眼半径长;口角须颇小,隐于口角内。鼻孔周围有白色小颗粒,疏密不一。侧线鳞36~38个。体背和侧部青灰色,杂云纹斑,腹部灰白。背鳍上部和臀鳍中部灰黑;尾鳍下缘黑色,其余浅灰色。眼为红色。

角鱼主要栖息于底质多岩石清水江河的下层。刮食着生藻类。体型较小,体长一般100~150毫米。

角蜥亚科

角蜥亚科属美洲鬣蜥科的一亚科。有8属40~124种,包括角蜥、强棱蜥、犹他蜥等,分布于加拿大南部到巴拿马一带,主要为陆栖,有些种类可以生活于荒漠中。其中角蜥属成员在遇到危险时眼睛可以喷出血来吓唬敌人。角蜥属体型短粗,与大多数蜥蜴截然不同,也与同亚科其他成员不同。

箭毒蛙

许多两栖动物身上都带有毒素,能够从皮肤上散发或分泌出毒汁。世世代代以来,亚马孙雨林的土着人一直用它们身上的毒汁来涂在捕猎用的弓箭上,使之更具杀伤力。

箭毒蛙的不同寻常之处在于其交配之前,雌蛙和雄蛙会在一起嬉戏。在最终雌蛙产卵、雄蛙射精前,它们会花上2~3个小时互相朝对方跳跃。交配后,雄蛙把受精卵放在自己的背上,受精卵会在那儿孵化和成长。

许多箭毒蛙的表皮颜色鲜亮,经常带有红色、黄色或黑色的斑纹。这些颜色在动物界常被用做一种动物向其他动物发出的警告:它们是不宜吃的。这些颜色使箭毒蛙显得非常与众不同——它们不需要躲避敌人,因为攻击者不敢接近它们。

简单扩散

简单扩散也叫自由扩散,特点是:

(1)沿浓度梯度(或电化学梯度)扩散;

(2)不需要提供能量;

(3)没有膜蛋白的协助。某种物质对膜的通透性(P)可以根据它在油和水中的分配系数。简单扩散是被动运输的基本方式,不需要膜蛋白的帮助,也不消耗ATP,而只靠膜两侧保持一定的浓度差,通过扩散发生的物质运输。简单扩散的限制因素是物质的脂溶性、分子大小和带电性。一般说来,气体分子(如O2、CO2、N2)、小的不带电的极性分子(如尿素、乙醇)、脂溶性的分子等易通过质膜,大的不带电的极性分子(如葡萄糖)和各种带电的极性分子都难以通过质膜。

节肢动物门

节肢动物门是动物界最大的一门。包括人们熟知的虾、蟹、蜘蛛、蚊、蝇、蜈蚣以及已绝灭的三叶虫等。全世界约有100万余种,占整个现生物种数的75%。身体两侧对称。由一列体节构成,异律分节,可分为头、胸、腹部,或头部与胸部愈合为头胸部,或胸部与腹部愈合为躯干部,每一体节上有一对分节的附肢。附肢有双枝型和单枝型两类。节肢动物的重要特征是体外覆盖着几丁质的外骨骼,又称表皮或角质层。在相邻体节之间的关节膜上,角质层非常薄,易于屈折活动。附肢的关节也可活动。节肢动物在生长过程中要定期蜕皮。前后两次蜕皮之间的阶段叫做龄期。循环系统为开管式。水生种类的呼吸器官为鳃或书鳃,陆生的为气管或书肺或两者兼有。原始的节肢动物靠体表交换气体。神经系统为集中型链状神经系统。有触觉、味觉、嗅觉、听觉、平衡和视觉等感觉器官。眼有单眼和复眼两种。复眼由2个眼组成,能感知外界物体的运动和形状,能适应光线强弱和辨别颜色。多数节肢动物雌雄异体。陆生种类常行体内受精,而水生种类有很多为体外受精。一般是卵生,也有卵胎生;此外,还有孤雌生殖、幼体生殖和多胚生殖等形式。节肢动物生活环境极其广泛,无论是海水、淡水、土壤、空中都有它们的踪迹。有些种类还寄生在其他动物的体内或体外。

金滴虫目

金滴虫目是藻类植物的一门。色素体中含有叶绿素a和c,还有丰富的β-胡萝卜素及少量的叶黄素和墨角藻黄素,色素体常呈金黄、黄绿或褐色。

植物体类型多样:单细胞或分枝丝状体,能运动或不能运动。产生的动孢子,多具两条不等长或等长的鞭毛,还有少数类群无鞭毛,但能伸出伪足作变形虫样运动。细胞裸出或具以果胶质为基质的硅质鳞片,或具囊壳。金藻为能运动的单细胞种类,其繁殖方法为细胞纵分裂以形成两个子体细胞;群体的种类除细胞纵分裂外,也常断裂成两个或更多的新群体。此门藻类最独特的无性生殖方式为在原生质形成的静孢子,多呈球形,有时为椭圆形。孢子萌发时,其原生质形成一个新个体。有性生殖尚未发现。

金藻门约200属,1000多种。中国约有30种。多分布于清洁的贫营养型淡水中,也有的生于半咸水或海水中,通常在冬、春和晚秋季节生长旺盛。一些种类常作为贫营养型水体的指示生物,如鱼鳞藻、锥囊藻等。

金线鲃

金线鲃属鱼纲、鲤形目、鲤科、金线鲃属。金线鲃体长,侧扁,头后背部显着隆起呈弧形,体重约0.1~0.25千克。头细长,背面平直,稍下弯。吻尖细,口端位,上唇薄而下唇厚。须2对,发达;吻须短,颌须伸达眼后缘的下方。鳞细小,沿侧线鳞则比较大,侧线鳞61~69,侧线略下弯。背鳍外缘稍内凹或平截,背鳍刺较细,基部粗硬,后缘锯齿细弱,顶端柔软分节,起点位于腹鳍稍后。全身呈淡黄色,头侧与背部略带青灰色,体侧近背部有许多淡灰色圆斑;腹部白色,各鳍均为金黄色。

精子介导的基因转移

精子介导的基因转移是把精子作适当处理后,使其具有携带外源基因的能力。然后,用携带有外源基因的精子给发情母畜授精。在母畜所生的后代中,就有一定比例的动物是整合了外源基因的转基因动物。同显微注射方法相比,精子介导的基因转移有两个优点:首先是它的成本很低,只有显微注射法成本的1/10。其次,由于它不涉及对动物进行手术处理,因此,可以用生产牛群或羊群进行试验,以保证每次试验都能够获得成功。

间蜂猴

间蜂猴体形大于倭蜂猴但小于蜂猴,成体体重一般为400~700克,体长250毫米左右。上体色似倭蜂猴,但毛端白色尖明显,体背中央有明显的暗褐色脊纹,体毛很少卷曲。倭蜂猴和间蜂猴的标本,经比较,两者在体型大小、外形和毛色差异、齿型结构和其他形态结构上均有差异,而非年龄变异。

间蜂猴的栖息生境与倭蜂猴相似,均生活在炎热的印度支那热带低海拔(300米以下)地区的原始阔叶林中,在茂密的竹林或野芭蕉林中亦有所发现。夜行性,树栖,单独活动,主要食物为热带软性甜水果,如野芭蕉、榕树果等,亦偶食昆虫、鸟卵等动物性食物。

简单序列长度多态性

简单序列长度多态性是据串联重复排列微卫星基序两侧的单一序列设计引物,对微卫星序列进行扩增,由微卫星基序重复数目的变异而产生多态性。

由于基因组中某一特定的微卫星的侧翼序列通常都是保守性较强的单一序列,因而可以将微卫星侧翼的DNA片段克隆、测序,然后根据微卫星的侧翼序列就可以人工合成引物进行PCR扩增,从而将单个微卫星位点扩增出来。

由于单个微卫星位点重复单元在数量上的变异,个体的扩增产物在长度上的变化就产生长度的多态性,这一多态性称为SS,P,每一扩增位点就代表了这一位点的一对等位基因。SS,P是一些长度不等的重复序列,有多个等位基因位点,它们多为2~4个核苷酸序列重复(也叫微卫星标记),在不同动植物品系中其重复次数不同,故可用PCR法来检测各该多态性序列的长度,从而快速测定出多种回交后代中标记物的分离方式。基因组中广泛分布,等位性变异丰富,检测手段简便,稳定可靠而受重视,但是微卫星标记要求已知微卫星两侧单一序列信息而使其发展受到限制,同时微卫星标记具有严格的种属特异性也使其应用上受到限制。

激素调节

动物机体通过各种内分泌腺分泌的激素,间接调节动物机体的活动。内分泌腺分泌的激素直接进入血液,随着血液循环到达身体各个部分,在一定的器官或组织中发生作用,从而协调动物机体新陈代谢、生长、发育、生殖及其它生理机能,使这些机能得到兴奋或抑制,使它们的活动加快或减慢。这种调节叫激素调节,它属于体液调节。分散在动物机体各处的内分泌腺,分泌不同的激素,发挥不同的作用,共同组成一个内分泌系统。这个系统的机能是由高级中枢的控制。中枢神经系统的机能如果发生障碍,内分泌就会失调,动物机体的代谢作用就会发生紊乱。所以每一个动物机体必须有一套健全的神经体液调节系统,才能保持正常的各种生理功能。

笄霉科

笄霉科,毛霉目的一科。无性繁殖均形成内有发达囊轴的大型孢子囊,成熟时孢囊壁不消解而对半破裂;除少数种外,大多数种可同时具有生长在不同的孢子枝上的小型孢子囊或单孢孢子囊。同一个种的大、小型孢子囊内的孢囊孢子形态一致,往往具线状条纹,暗色,两端各有数根成束的附属丝。单孢孢子囊孢子则可以是有或无线状条纹和无附属丝。在有性生殖方面,接合孢子的配囊柄可以是钳状并生的,也可以是平行对生的。已知的种都是异宗配合。

笄霉科的分类

本科真菌大多数是高等植物的弱寄生菌,在高温多雨的季节,常使植物的花、果腐烂,但也可以腐生在土、粪或腐烂的动植物中。

依据孢子囊的类型和接合孢子的类型,本科下分3属:

(1)笄霉属:具大型孢子囊和单孢孢子囊,接合孢子在钳状的配囊柄上形成。

(2)布拉氏霉属:具大型孢子囊和小型孢子囊,接合孢子也是在钳状的配囊柄上形成。

(3)吉尔霉属:只有大型孢子囊,接合孢子在平行对生的配囊柄上形成。有些学者不承认布拉氏霉属而将它合并到笄霉属内,将吉尔霉属排除出本科而归入毛霉科内。

本科中的一些种能引起瓜、果的腐烂,如瓜笄霉、桃吉尔霉;有的种如三孢布拉氏霉有很强的合成β-胡萝卜素的能力,是有价值的工业用菌。

嵴尾蜥亚科

嵴尾蜥亚科是美洲鬣蜥科的一亚科,有13属120~292种,分布于中南美洲、加勒比海诸岛和加拉帕哥斯群岛,生活于从雨林到荒漠的多种生态环境中,多在陆地生活,少数为树栖或在岩石上活动。嵴尾蜥多体型很小,动作灵活。

菊石亚纲

菊石亚纲动物是已绝灭的海生无脊椎动物,生存于中奥陶世至晚白垩世,因它的表面通常具有类似菊花的线纹而得名。有关菊石动物的知识主要来自保存为化石的菊石壳体和口盖以及通过对菊石在地层中的分布和保存状态的观察并基于与现代海洋中生活的鹦鹉螺属的对比而获得。

极核

极核是绿色植物特有的,是指植物胚珠内的胚囊中央的两个核,也是伴随卵细胞形成的,含有正常体细胞一半的染色体,受精后形成的受精极核发育成胚乳。

极核的发育过程是胚珠中的大孢子母细胞经减数分裂形成4个单倍体细胞,其中3个退化,只有一个大孢子再经过3次分裂,形成8个细胞,其中的2个形成极核。所以极核是单倍体细胞,但不是直接来源于减数分裂而是3次有丝分裂。

结核结节

结核结节是指有纤维包裹的孤立的境界分明的球形干酪样坏死灶,直径2~5厘米。结核结节是在细胞免疫的基础上形成的,由上皮样细胞,郎罕巨细胞加上外周局部集聚的淋巴细胞和少量反应性增生的成纤维细胞构成。