抗体多样性的遗传学原理与细胞生物学的关系

抗体多样性的遗传学原理

摘要 日本分子生物学家利根进川凭借抗体多样性遗传机制的发现，获得了1987年诺贝尔生理学或医学奖。他主要运用限制酶酶切和重组DNA技术，通过演示一个DNA分子的突变和重组或重新排列证明了体细胞突变理论。本文将就该成就的取得过程、实验原理和实验经过进行详细阐述。

关键词 利根进川 体细胞突变理论 限制酶酶切 重组DNA

1、问题的产生

二十世纪是生命科学迅猛发展的时代，免疫学是其中一个飞速发展的领域。免疫学研究的基本问题之一是机体识别“自我”和“非我”。生物体受到外源物质感染后，会启动体液免疫而产生某些特殊的蛋白质进行抵御，即抗体。[1]由于可作为抗原刺激机体产生免疫应答的物种成千上万，理论而言可产生相应数量的抗体。但一个物种只有数量有限的编码基因，因此20世纪70年代前，抗体多样性的产生机制一直是免疫学家争论不休的问题。主要分歧为生殖系理论和体细胞突变理论。生殖系理论认为，所有抗体都有专一基因负责，但该理论问题在于生物体内基因数目无法满足众多的抗体；体细胞突变理论认为，抗体基因可以发生突变和重组，该理论可以解释很少基因数能够产生大量微小差异的抗体，但缺乏有力的实验支持。

1971年，日本分子生物学家利根进川加入巴塞尔

本文就生态遗传学在生物多样性保护中的作用问题谈了几点看法。首先陈述了生态遗传学的性质,它是种群生态学和种群遗传学的结合,研究种群层次上正在进行着的进化;其次列举了生态遗传学的基本内容,说明生态遗传学是生物多样性研究和保护不可缺少的基本知识。最后举两个实例阐

生物多样性!第"卷，第#期，$%%%年#月

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生态遗传学在生物多样性保护中的作用

黄瑞复

（云南大学，昆明!5=%%>#）!

摘!要!本文就生态遗传学在生物多样性保护中的作用问题谈了几点看法。首先陈述了生态遗传学的性质，它是种群生态学和种群遗传学的结合，研究种群层次上正在进行着的进化；其次列举了生态遗传学的基本内容，说明生态遗传学是生物多样性研究和保护不可缺少的基本知识。最后举两个实例阐明生态遗传学在生物多样性保护中的具体应用。

关键词!生态遗传学，种群，生物多样性

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本文就生态遗传学在生物多样性保护中的作用问题谈了几点看法。首先陈述了生态遗传学的性质,它是种群生态学和种群遗传学的结合,研究种群层次上正在进行着的进化;其次列举了生态遗传学的基本内容,说明生态遗传学是生物多样性研究和保护不可缺少的基本知识。最后举两个实例阐

生物多样性!第"卷，第#期，$%%%年#月

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生态遗传学在生物多样性保护中的作用

黄瑞复

（云南大学，昆明!5=%%>#）!

摘!要!本文就生态遗传学在生物多样性保护中的作用问题谈了几点看法。首先陈述了生态遗传学的性质，它是种群生态学和种群遗传学的结合，研究种群层次上正在进行着的进化；其次列举了生态遗传学的基本内容，说明生态遗传学是生物多样性研究和保护不可缺少的基本知识。最后举两个实例阐明生态遗传学在生物多样性保护中的具体应用。

关键词!生态遗传学，种群，生物多样性

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医学生物学

第一章 细胞的概述

第一节 细胞的化学成分，大小和形态

一、 细胞的化学成分

细胞中的化学元素分为大量元素（C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等）和微量元素(Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等)。

细胞中的无机物可分为水和无机盐，水有自由水和结合水。无机盐一般是由离子状态存在细胞中，它维持细胞内外液渗透压和PH值。

细胞中有机物是有机小分子和生物大分子的形式存在，有机小分子例如：单糖，氨基酸，核苷酸等。生物大分子例如：核酸，蛋白质，酶，多糖等。这里特别提出来得是核酸是遗传物质，核酸有核糖核酸（也叫RNA）和脱氧核糖核酸（也叫DNA）两种。 二、DNA结构和功能

1953年沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型。

DNA 的基本单位是脱氧核苷酸，脱氧核苷酸是由一分子磷酸，脱氧核糖和含氮碱基来组成。如图：

磷 脱氧 核糖 含氮碱基

? 碱基互补配对原则

碱基只有4种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。 互补配对原则必须是：A和T配对，C和G配对。 C+T+A+G=1，C=G、A=T。 ? DNA分子的复制

DNA分子的复制指的是以

名词解释

原生质：原生质一词原指细胞的全部活性物质，从现代概念来说它包括质膜、细胞质和细胞核(或拟核)。

质膜：是细胞表面的单位膜。 细胞质：质膜与核被膜之间的原生质。 细胞器：具有特定形态和功能的显微或亚显微结构称为细胞器

细胞质基质：细胞质中除细胞器以外的部分又称为或胞质溶胶，其体积约占细胞质的一半。 细胞核：真核细胞中最大的由膜包围的最重要的细胞器。是遗传物质贮存、复制和转录的场所。主要包括核被膜、核基质、染色质和核仁四部分。

脂质体：是一种人工膜。在水中搅动后形成，双层或单层脂分子球体

外在/外周膜蛋白：通过与膜脂的极性头部或内在膜蛋白的离子相互作用和形成氢键与膜的内、外表面弱结合的膜蛋白。

内在膜蛋白：又称整合蛋白、跨膜蛋白，部分或全部镶嵌在细胞膜中或内外两侧，以非极性氨基酸与脂双分子层的非极性疏水区相互作用而结合在质膜上。

脂锚定膜蛋白：是通过与之共价相连的脂分子插入膜的脂双分子中，从而锚定在细胞质膜上的一类膜蛋白。

膜骨架：质膜下起支撑作用的网络结构

血影：是指人的红细胞经低渗处理后，质膜破裂剩下保持原来的形态和大小的细胞膜结构。

简单扩散小分子由高浓度区向低浓度区的自行穿膜运输。不需要消耗细胞的代谢能量

细胞生物与遗传学教案

课程名称：细胞生物与遗传学基础授课学时：授课对象：全日制统招本科授课专业：医学影像学授课年级：授课班级：

2*13=26学时

06级

26、27、28

授课时间 授课地点 第 教学楼 教室 章节课题：绪论 第一节 生物学的形成与发展 第二节 生物科学与医学的关系 第三节 学习《医学生物学》的目的与要求 第一篇 生命过程的一般原理 第一章 生命的特征与起源 第一节 生命的基本特征 第二章 生命的基本单位——细胞 第一节 细胞的基本特征 教学目的与要求：1.熟悉生物学的基本概念。 2.了解生物学的形成、发展史及发展趋势。 3.了解生物学与医学的关系；了解分化、干细胞的概念。 4.了解学习《医学生物学》的目的和要求。 5.掌握生命的基本特征。掌握新陈代谢、克隆的概念。 6.了解生长、发育、生殖、遗传、变异、进化、无性生殖、有性生殖的概念。 7.熟悉细胞的基本概念；细胞的大小、形态数量。 8.掌握原核细胞与真核细胞的主要区别。 9.了解病毒的概念和结构；蛋白质感染因子的概念、增殖方式和致病机理。 教学重点与难点：重点：1. 生物学的发展史。 2. 分化、干细胞、克隆与医学的

细胞生物与遗传学教案

课程名称：细胞生物与遗传学基础授课学时：授课对象：全日制统招本科授课专业：医学影像学授课年级：授课班级：

2*13=26学时

06级

26、27、28

授课时间 授课地点 第 教学楼 教室 章节课题：绪论 第一节 生物学的形成与发展 第二节 生物科学与医学的关系 第三节 学习《医学生物学》的目的与要求 第一篇 生命过程的一般原理 第一章 生命的特征与起源 第一节 生命的基本特征 第二章 生命的基本单位——细胞 第一节 细胞的基本特征 教学目的与要求：1.熟悉生物学的基本概念。 2.了解生物学的形成、发展史及发展趋势。 3.了解生物学与医学的关系；了解分化、干细胞的概念。 4.了解学习《医学生物学》的目的和要求。 5.掌握生命的基本特征。掌握新陈代谢、克隆的概念。 6.了解生长、发育、生殖、遗传、变异、进化、无性生殖、有性生殖的概念。 7.熟悉细胞的基本概念；细胞的大小、形态数量。 8.掌握原核细胞与真核细胞的主要区别。 9.了解病毒的概念和结构；蛋白质感染因子的概念、增殖方式和致病机理。 教学重点与难点：重点：1. 生物学的发展史。 2. 分化、干细胞、克隆与医学的

名词解释

原生质：原生质一词原指细胞的全部活性物质，从现代概念来说它包括质膜、细胞质和细胞核(或拟核)。

质膜：是细胞表面的单位膜。 细胞质：质膜与核被膜之间的原生质。 细胞器：具有特定形态和功能的显微或亚显微结构称为细胞器

细胞质基质：细胞质中除细胞器以外的部分又称为或胞质溶胶，其体积约占细胞质的一半。 细胞核：真核细胞中最大的由膜包围的最重要的细胞器。是遗传物质贮存、复制和转录的场所。主要包括核被膜、核基质、染色质和核仁四部分。

脂质体：是一种人工膜。在水中搅动后形成，双层或单层脂分子球体

外在/外周膜蛋白：通过与膜脂的极性头部或内在膜蛋白的离子相互作用和形成氢键与膜的内、外表面弱结合的膜蛋白。

内在膜蛋白：又称整合蛋白、跨膜蛋白，部分或全部镶嵌在细胞膜中或内外两侧，以非极性氨基酸与脂双分子层的非极性疏水区相互作用而结合在质膜上。

脂锚定膜蛋白：是通过与之共价相连的脂分子插入膜的脂双分子中，从而锚定在细胞质膜上的一类膜蛋白。

膜骨架：质膜下起支撑作用的网络结构

血影：是指人的红细胞经低渗处理后，质膜破裂剩下保持原来的形态和大小的细胞膜结构。

简单扩散小分子由高浓度区向低浓度区的自行穿膜运输。不需要消耗细胞的代谢能量

名词解释

原生质：原生质一词原指细胞的全部活性物质，从现代概念来说它包括质膜、细胞质和细胞核(或拟核)。

质膜：是细胞表面的单位膜。 细胞质：质膜与核被膜之间的原生质。 细胞器：具有特定形态和功能的显微或亚显微结构称为细胞器

细胞质基质：细胞质中除细胞器以外的部分又称为或胞质溶胶，其体积约占细胞质的一半。 细胞核：真核细胞中最大的由膜包围的最重要的细胞器。是遗传物质贮存、复制和转录的场所。主要包括核被膜、核基质、染色质和核仁四部分。

脂质体：是一种人工膜。在水中搅动后形成，双层或单层脂分子球体

外在/外周膜蛋白：通过与膜脂的极性头部或内在膜蛋白的离子相互作用和形成氢键与膜的内、外表面弱结合的膜蛋白。

内在膜蛋白：又称整合蛋白、跨膜蛋白，部分或全部镶嵌在细胞膜中或内外两侧，以非极性氨基酸与脂双分子层的非极性疏水区相互作用而结合在质膜上。

脂锚定膜蛋白：是通过与之共价相连的脂分子插入膜的脂双分子中，从而锚定在细胞质膜上的一类膜蛋白。

膜骨架：质膜下起支撑作用的网络结构

血影：是指人的红细胞经低渗处理后，质膜破裂剩下保持原来的形态和大小的细胞膜结构。

简单扩散小分子由高浓度区向低浓度区的自行穿膜运输。不需要消耗细胞的代谢能量

第一章 绪论

一、细胞生物学概念

? 细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，它是在不同层次（显微、亚显微与分子水平）上以研究细胞结构与功能、细胞增殖与分化、衰老与凋亡、细胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与进化等为主要内容。核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来。 三、研究的重点领域

全世界自然科学研究中论文发表最集中的三个领域分别是：

?细胞信号转导 细胞凋亡?基因组与后基因组学研究

三种疾病：癌症 心血管病 爱滋病和肝炎等传染病 五大研究方向：细胞周期调控 细胞凋亡 细胞衰老 信号转导 DNA的损伤与修复

第二节 细胞学与细胞生物学发展简史 一、细胞的发现（discovery of cell）

1665年，胡克创造了第一架有科学研究价值的显微镜。放大倍数可达40—140倍，并用其做了大量观察，将结果整理成书《显微图谱》（Micrographia）发表于1665年。在书中描绘了他所见到的木栓是由许多蜂巢状小室排成，并称之为细胞（Cell源于拉丁文Cella，原意为空隙、小室、小房子),是细胞学史上第一个细胞模式图。 把综合了细胞结构特点的图解称细胞模式图。 Hooke作为世界上细胞的第一个发现