第一篇：溶酶體的發現結構疾病
溶酶體的結構、功能與疾病
真核生物細胞器 溶酶體的研究綜述
摘要：溶酶體(lysosomes)是具有一組水解酶、并起消化作用的細胞器。溶酶體為細胞內的一種細胞器，外被單位膜，內含多種更至些壁墮，能分解各種內生性或外源性物質，被視為細胞內的消化裝置。所有動物細胞(除成熟的紅細胞外)和許多植物細胞均有溶酶體。它是細胞普遍存在的一種細胞器。內部基質含有多種高濃度的酸性水解酶。許多研究表明，溶酶體態細胞的正常生理活動、病理過程和藥理作用等方面都多有非常重要的作用。本文將從溶酶體的發現、化學組成、結構、發生、功能極其與人類的關系等多個方面對之展開深入探討。 關鍵詞：溶酶體 發現 化學組成 結構 發生 功能
前言：溶酶體(lysosome)為細胞漿內由單層脂蛋白膜包繞的內含一系列酸性水解酶的小體。是細胞內具有單層膜囊狀結構的細胞器，溶酶體內含有許多種水解酶類，能夠分解很多種物質，溶酶體被比喻為細胞內的“酶倉庫”“消化系統”。 Christian de Duve(1955)在大鼠肝臟中，從比線粒體分區稍輕的地方得到含有水解酶的顆粒分區，并以可進行水解(lyso)的小體(some)這個意義而命名為溶解體(lysosome)。溶酶體中含有40種以上的酸性水解酶，是在酸性區域具有最適pH的水解酶組。據電子顯微鏡觀察，溶酶體是由6～8毫微米厚的單層膜所圍著的直徑為0.4微米至數微米的顆?；蛐∨?。由于其形態極其多樣化，所以把對酸性磷酸酶活性為陽性的物質鑒定為溶酶體。溶酶體可分為三大類，初級溶酶體(primary lysoso-me)、次級溶酶體(secondary lysosome)和殘余小體。溶酶體是由高爾基體斷裂產生，單層膜包裹的小泡，數目可多可少，大小也不等，溶酶體的pH為5左右，是其中酶促反應的最適pH。
1 溶酶體的發現
1955年de Duve與Novikoff首次發現溶酶體(lysosome)。德迪夫(DE Duve,Christian Rene) 比利時細胞學家。在二十世紀的五十年代初期，Christian de Duve 和他的同事在研究亞細胞組分時發現了溶酶體，不過，溶酶體的發現帶有很大的偶然性。
de Duve 對胰島素在碳水化合物代謝中的作用很感興趣, 他打算通過對葡糖-6-磷酸酶在細胞內的定位來研究胰島素對碳水化合物代謝的影響, 該酶在細胞內的作用是向血液中釋放葡萄糖。
在試驗中，他們選用酸性磷酸酶作為對照，因為酸性磷酸酶并不參與碳水化合物的代謝。他們先用0.25M的蔗糖對肝組織進行勻漿，然后用差速離心分離細胞組分。實驗中發現葡糖-6-磷酸酶總是與微粒體在一起被分離。這一發現非常重要，因為當時人們普遍認為微粒體就是破碎的線粒體囊泡，由于葡糖-6-磷酸酶只與微粒體相關, 并不與線粒體一起被分離, 這就有理由推測, 微粒體是不同于線粒體的細胞結構。 另一方面，他們發現雖然在離心分離的線粒體組分中酸性磷酸酶的濃度最高，但也只占肝細胞中酸性磷酸酶總量的10%, 還有90%的酸性磷酸酶在離心分離過程中是如何分部的并不了解。當時他并沒有重新分析實驗結果，因為時間太晚了,于是將樣品放在低溫下冷藏起來?？墒?，幾天后當他重新分析分離樣品的酸性磷酸酶時，發現活性比原來高出了10倍。于是 de Duve 推測∶某些酸性磷酸酶在分離的線粒體組分中可能被"隱藏"了，在冷藏過程中酸性磷酸酶被某種因素激活。于是他對冷藏的線粒體分離樣品重新離心，將線粒體沉淀后分析上清液中酸性磷酸酶的活性，發現上清液中的酸性磷酸酶的活性提高了，這就是說,冷藏后酸性磷酸酶活性的提高主要是由于可溶性的酸性磷酸酶量的增加。
雖然這一發現與de Duve原來的研究目的無關，但是他決定繼續研究下去，因為他意識到這種發現有某種重要性。他很快發現除了冷藏之外還有其它的一些處理也可以提高酸性磷酸酶的活性。他們發現在樣品勻漿過程中，通過冷凍、加熱、添加去垢劑等都能夠提高肝組織勻漿液中酸性磷酸酶的活性。由于所采取的措施都是促進膜的破裂, 于是推測∶酸性磷酸酶位于膜結合的細胞器中，因為他們用于分析酸性磷酸酶活性的底物都是不能通過擴散穿過膜的雙脂層, 只有膜破裂之后待酸性磷酸酶釋放到溶液中才能測到酶的活性。
細胞內有很多種膜結合細胞器，酸性磷酸酶到底存在于何種膜結合細胞器中? de Duve 原先將酸性磷酸酶定位在線粒體中，后來在一次偶然的實驗中，否定了這一假設。他的一位學生在離心分離線粒體時，并沒有用超速離心而是用了較低的速度，這種較低速度的離心同樣分離到大量的線粒體組分，但是在收集的線粒體組分中沒有可檢測的酸性磷酸酶的活性。這種偶然的發現導致de Duve相信酸性磷酸酶位于其它的膜結合細胞器中。
為了驗證這一想法，他重新設計了分離線粒體的離心分離方法，按照原先的方法分離線粒體組分后，再調整離心速度重新進行離心分離，得到大小兩部分(fraction)，發現與線粒體功能有關的酶,如細胞色素氧化酶, 存在于大的部分中，而酸性磷酸酶和另一些水解酶類(核糖核酸酶、脫氧核糖核酸酶、β-葡萄糖醛酸酶、組織蛋白酶)一起存在于小的部分中, 由于這5種酶都是小分子的水解酶, 于是de Duve認為大的部分是真正純化的線粒體，而小的部分在細胞內行使消化作用，1955年他將這一部分命名為溶酶體。需要說明的是，de Duve發現的只是生化證據，并沒有看到真正的溶酶體，在電子顯微鏡下觀察到溶酶體是后來的事。
2 溶酶體的化學組成
溶酶體膜的成分主要為脂蛋白，含有較多的鞘磷脂成分。目前在溶酶體中已發現有60多種酸性水解酶，主要包括：蛋白酶、核酸酶、糖苷酶、脂酶、磷酸酶、硫酸脂酶和磷脂酶等。常見的有：酸性RNA酶、酸性DNA酶、酸性磷酸酶、蛋白磷酸酶、組蛋白酶、氨基肽酶、膠原酶、α—葡萄糖苷酶、β—葡萄糖醛酸苷酶、β—N—乙酰氨基葡萄糖苷酶、。α—甘露糖苦酶、β—半乳糖首酶、葡聚糖酶、透明質酸酶、溶菌酶、酸性脂肪酶、磷脂酸磷酸酶和芳香基硫酸脂酶等(圖)。這些酶的最適PH為5.0，在酸性環境中能把蛋白質、核酸、·多糖及脂類等分解成為氨基酸、核苷酸、單糖、游離脂肪酸等小分子。溶酶體內為酸性環境，溶酶體酶處于最佳活性狀態。但在正常細胞內溶酶體酶不消化溶酶體自身的膜，這與溶酶體膜的結構和功能特征密切相關。構成溶酶體膜的蛋白質是高度糖基化的，可保護膜免受溶酶體內蛋白酶的消化。在細胞質一般為PH7.0—7.3在此環境中溶酶體酶的活性大為降低。(如圖14-1)
溶酶體的標記酶(也叫特征酶)是酸性磷酸酶(acid phosphatase)，因此，可以在切片上用細胞化學的染色法顯示出酸性磷酸酶，從而可以幫助識別溶酶體。
雖然溶酶體含有60多種水解酶，但并不是都包含在每一個溶酶體中，當然每一個溶酶體內也不僅僅含有一種酶。不同類型的溶酶體所含水解酶的種類是不同的，即使在同一個細胞內的溶酶體，所含的酶類也可能不同
3 溶酶體的結構
3.1 溶酶體的基本結構
溶酶體(lysosome)是單層膜圍繞、內含多種酸性水解酶類的囊泡狀細胞器，其主要功能是進行細胞內消化。
溶酶體具有異質性，形態大小及內含的水解酶種類都可能有很大的不同，標志酶為酸性磷酸酶。根據完成其生理功能的不同階段可分為初級溶酶體(primary lysosome)，次級溶酶體(secondary lysosome)和殘體(residual body)。
3.1.1 初級溶酶體
直徑約0.2~0.5um膜厚7.5nm，內含物均一，無明顯顆粒，是高爾基體分泌形成的(圖1)。含有多種水解酶，但沒有活性，只有當溶酶體破裂，或其它物質進入，才有酶活性。其水解酶包括蛋白酶，核酸酶、脂酶、磷酸酶、硫酸酯酶、磷脂酶類，已知60余種，這些酶均屬于酸性水解酶，反應的最適PH值為5左右，溶酶體膜雖然與質膜厚度相近，但成分不同，主要區別是：①膜有質子泵，將H+泵入溶酶體，使其PH值降低。②膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白降解。初級溶酶體多呈球形，內含物均一，不含明顯的顆?；蚰さ乃槠?。
圖1 初級溶酶體 引自http://www.uni-mainz.de
3.1.2 次級溶酶體
這些都是消化泡(圖2)，正在進行或完成消化作用的溶酶體，內含水解酶和相應的底物，可分為異噬溶酶體(phagolysosome)和自噬溶酶體(autophagolysosome)，前者消化的物質來自外源，后者消化的物質來自細胞本身的各種組分。此類溶酶體體積較大，形態不規則，具有異質性。
圖2 次級溶酶體 引自http://www.uni-mainz.de
3.1.3 殘體
次級溶酶體中消化不掉的物質便殘留在溶酶體內，形成殘余小體。常見的殘余小體有形態不規則、內含脂滴、小泡及高電子密度的脂褐質小體，以及內含鐵顆粒的含鐵小體等。(圖3)
圖3 肝細胞中的脂褐質 引自《細胞生物學超微結構圖譜》1989 3.2 溶酶體膜的穩定性
溶酶體的外被是一層單位膜， 內部沒有任何特殊的結構。由于溶酶體中含有各種不同的水解酶類，所以溶酶體在生活細胞中必須是高度穩定的。溶酶體的穩定性與其膜的結構組成有關：
(1) 溶酶體膜中嵌有質子運輸泵(H+-ATPase)，將H+ 泵入溶酶體內， 使溶酶體中的H+ 濃度比細胞質中高;同時， 在溶酶體膜上有Cl-離子通道蛋白，可向溶酶體中運輸Cl-離子， 兩種運輸蛋白作用的結果，就等于向溶酶體中運輸了HCl， 以此維持溶酶體內部的酸性環境(pH約為4.6～4.8)。
(2)溶酶體膜含有各種不同酸性的、高度糖基化膜整合蛋白， 這些膜整合蛋白的功能可能是保護溶酶體的膜免遭溶酶體內酶的攻擊， 有利于防止自身膜蛋白的降解。
(3)溶酶體膜含有較高的膽固醇， 促進了膜結構的穩定。
3.3 大鰭鳠卵細胞發生中的溶酶體結構變化
為了進一步的說明溶酶體的結構，舉大鰭鳠卵細胞發生中的溶酶體結構變化為例說明之：大鰭鳠卵細胞發生中的溶酶體結構變化活躍, Ⅰ期卵原細胞胞質內可見線粒體、高爾基體和少量呈球狀的初級溶酶體。Ⅱ期卵母細胞胞質內可見多個球狀溶酶體,溶酶體內的水解酶蛋白呈結晶態,多緊貼線粒體部分分布。卵母細胞質膜縐縮,胞質邊緣可見大量球狀和線狀溶酶體分布。Ⅲ期卵母細胞內側出現絨毛狀卵膜結構,外側出現“放射帶”,球狀的初級溶酶體結構消失,絨毛狀卵膜與放射帶之間可見大量線狀溶酶體結構。
Ⅰ期:(圖3a)間質細胞中的球形溶酶體結構具單層膜,含有高度電子致密的內含物。卵原細胞和間質細胞胞質中的溶酶體和線粒體結構緊貼
Ⅱ期卵母細胞胞質內球狀溶酶體多見溶酶體內的水解酶蛋白呈結晶態(圖8a)
Ⅱ期還可見質膜縐縮胞質邊緣可見大量線狀溶酶體分布
Ⅲ期球狀 的初級溶酶體結構消失,絨毛狀卵膜與放射帶之間大量線狀溶酶體
從大鰭鳠卵發生過程的超微結構觀察中可見,隨著卵膜的發生,溶酶體在結構特征也有相應的變化,即:由含結晶狀水解蛋白的球狀初級溶酶體→含顆粒狀蛋白水解酶的次級球狀溶酶體,大量線狀溶酶體出現,卵母細胞質膜縐縮、拆迭改變→絨毛狀卵膜發生,次級多泡溶酶體出現→放射帶出現,由內向外的絨毛狀卵膜、線狀溶酶體、放射帶三明治結構,球狀溶酶
體移向顆粒狀濾泡細胞質內。通過此示例可以更加具體的了解溶酶體的結構。
4 溶酶體的生物發生
溶酶體的形成是一個相當復雜的過程，涉及的細胞器有內質網、高爾基體和內體等。下圖為溶酶體生物發生的簡圖。(圖4)
圖4 溶酶體的生物發生
一般認為，初級溶酶體主要是由高爾基體扁囊出芽生成的。溶酶體酶在粗面內質網上合成，經N連接的寡糖修飾，轉運至高爾基體。在高爾基體的順面膜囊完成對寡糖鏈的修飾，使其中的一個或多個甘露糖殘基磷酸化形成甘露糖—6—磷酸(mannose—6—phosPhatc，M6P)。因為在高爾基體的反面膜囊有M6P受體，這樣，溶酶體的酶通過與受體結合而和其他蛋白區分開來，并得以濃縮，最后以出芽的方式形成由網格蛋白(clathrin)包被的膜泡。有被小泡很快脫去包被，并與晚胞內體(tate endomme)融合。晚胞內體內的低PH(約5.5)使得溶酶體酶與受體分離。分離的受體返回高爾基體再循環，而溶酶體酶被裹進由晚胞內體出芽形成的一種不同的運輸小泡中。在這個小泡中，酶被去磷酸化，然后，小泡很快就與溶酶體融合。M6P受體也存在于質膜上，推測它可與偶然分泌到細胞外的磷酸化的溶酶體酶結合，再通過有被小泡內化，形成有被小泡，與胞內體融合等類似的循環過程，最后把酶轉移至溶酶體。目前的研究發現，溶酶體的發生可大致分為兩種途徑：甘露糖-6-磷酸途徑和溶酶體形成的非M6P途徑。
4.1 甘露糖-6-磷酸途徑
甘露糖-6-磷酸途徑(mannose 6-phosphate sorting pathway)是目前了解比較清楚的一種溶酶體發生途徑，它的過程大致為：溶酶體的酶類在內質網上起始合成，跨膜進入內質網的腔，在順面高爾基體帶上甘露糖6-磷酸標記后在高爾基體反面網絡形成溶酶體分泌小泡，最后還要通過脫磷酸才成為成熟的溶酶體。(如圖5)
圖5 溶酶體的酶尋靶過程、涉及的細胞器及機理(引自K1einsmith et.al.,1995)
大多數溶酶體的酶在寡糖鏈上含有甘露糖，在高爾基體內側網絡轉變成6—磷酸甘霸糖。新形成的溶酶體的酶通過高爾基體，在高爾基體內側網絡與膜受體結合后被包進溶酶體分泌小泡，通過出芽形成自由的分泌泡。通過H+—質子泵調節溶酶體分泌小泡中的pH，使溶酶體的酶同受體脫離，受體再循環，溶酶體酶脫磷酸后成為成熟的初級溶酶體。
4.1.1 溶酶體酶蛋白的M6P標記
由于溶酶體的酶都是水解酶類，對細胞內的結構和化學組分具有破壞作用，所以它的形成必須有獨特的機制加以保護。研究發現，溶酶體的酶上都有一個特殊的標記：甘露糖6—磷酸(mannose 6—phosphate，M6P)，這一標記是溶酶體酶合成后在糙面內質網和高爾基體通過糖基化和磷酸化添加上去的。
溶酶體的酶蛋白在膜旁核糖體上合成，通過信號斑的引導進入糙面內質網，在糙面內質網進行N—糖基化。在此過程中，溶酶體酶蛋白先帶上3個葡萄糖、9個甘露糖和2個N—乙酰葡萄糖胺。然后切除3分子葡萄糖和1分子甘露糖后轉運到高爾基體;在高爾基體內側網絡對N—連接的糖鏈進行磷酸化修飾，帶上甘露糖6—磷酸的標記。
溶酶體酶蛋白的一級結構上通常有幾段信號序列，在磷酸化時可形成信號斑，它是溶酶體酶蛋白多肽形成的一個特殊的三維結構，它是由三段信號序列構成的，可被磷酸轉移酶特異性識別。(圖6)
圖6 信號斑
溶酶體蛋白的多肽上有三段信號序列，通過折疊，三個信號序列相互靠近形成信號斑結構
將磷酸基團添加到溶酶體酶的甘露糖的第6位碳上的反應是由兩種酶催化的，第一種是N—乙酰葡萄糖胺磷酸轉移酶(N—acety8lucosamine phosphotransferase)，它有兩個功能位點，一個是識別位點，能夠同溶酶體酶的信號斑進行特異性結合;另一個催化位點，進行磷酸的轉移。第二種酶是N—乙酰葡萄糖苷酶，功能是將N—乙酰葡萄糖胺切除。(圖7)
圖7 溶酶體酶蛋白信號斑與磷酸化酶相互作用
順面高爾基體中的N-乙酰葡萄糖胺磷酸轉移酶有兩個功能位點，一個識別位點能夠識別信號斑并與之結合;催化位點與高甘露糖N-連接的寡聚糖以及UDP-GlcNAc結合。
反應中磷酸基的供體是UDP—N—乙酰葡萄糖胺(N-acetyglucosamine，GlcNAc)，甘露糖殘基磷酸化的位點是第6位碳原子。每個溶酶體酶蛋白上有8個甘露糖殘基，至少有一個甘露糖殘基被磷酸化，也會有多個甘露糖殘基磷酸化的情況發生。溶酶體酶蛋白的甘露糖一旦被磷酸化，就帶上了6—磷酸標記，通過這種修飾作用，內側高爾基體中的pH由7轉變成6。(圖8)
圖8 溶酶體酶蛋白甘露糖殘基磷酸化的生化反應
4.1.2. 溶酶體酶的甘露糖6—磷酸分選途徑
溶酶體的酶在高爾基體內側面帶上甘露糖6—磷酸標記后被轉運到高爾基體內側網絡進行分選。這種分選作用是靠一種特殊的蛋白：M6P受體蛋白(M6P receptor protein)完成的。
M6P受體蛋白是高爾基體外側網絡上的膜整合蛋白，能夠識別溶酶體水解酶上的M6P信號并與之結合，從而將溶酶體的酶蛋白分選出來，然后通過出芽的方式將溶酶體的酶蛋白裝入分泌小泡。M6P受體蛋白同M6P的結合是高度特異的，并且具有較高的結合力。它在pH為6.5—7的條件下與M6P結合，而在酸性條件下(pH=6)脫落。
M6P受體蛋白主要存在于高爾基體的外側網絡，但在一些動物細胞的質膜中發現有很多M6P受體蛋白的存在，這可能是細胞的一種保護機制，可防止溶酶體的酶不正確地分泌到細胞外。細胞質膜表面pH呈中性，溶酶體的酶蛋白在這種條件下與M6P受體緊緊地結合在一起，可通過內吞作用將分泌出來的溶酶體酶重新包裝在小泡中并送回到細胞內。大多數這樣的小泡能夠與溶酶體或高爾基體的TGN融合。據估計大約有5%一10%的溶酶體酶是通過這種方式從細胞外送到細胞內。
溶酶體形成的M6F分選途徑的主要過程是：具有M6P標記的溶酶體酶在高爾基體外側網絡與受體結合后，在網格蛋白幫助下形成具有網格蛋白外被的溶酶體酶分泌小泡，網格蛋白解聚后的溶酶體酶分泌小泡與具有分選作用的細胞器——次級內體融合。
研究發現，內體(endosome)也是細胞內一種膜結合的細胞器，有初級內體(early endosome)和次級內體(1ate endosome)之分，初級內體通常位于細胞質的外側，次級內體常位于細胞質的內側，靠近細胞核。內體的主要特征是酸性的、不合溶酶體酶的小囊泡，其內的受體與配體是分開的。一般認為初級內體是由于細胞的內吞作用而形成的含有內吞物質的膜結合的細胞器，通常是管狀和小泡狀的網絡結構集合體。
次級內體中的pH呈酸性，且具有分揀作用，能夠分選結合物的受體，讓它們再循環到細胞質膜表面或高爾基體內側網絡，次級內體中的受體和配體不再偶聯在一起，所以次級內體又被稱為CURIi(compartment of Mncoupling of receptor andligand)，意思是受體與配體習F偶聯的區室。如上面討論的溶酶體酶運輸小泡與次級內體融合后，就是依靠次級內體的分揀作用使受體再循環的。另外，有學者將與溶酶體酶運輸小泡融合的次級內體稱為前溶酶體，因為此時的次級內體中有溶酶體酶原的存在。內體膜上具有H’—ATPase，利用H’的濃度，保證了內部酸性(圖9—53)。初級內體和次級內體是可以區別的，因為它們的密度、pH和酶的含量不相同。但是次級內體是如何產生的還不太清楚。
由于次級內體內部的pH約5.5，融合后的內體中的pH低于6，所以與M6P受體結合的溶酶體酶與受體脫離，釋放到內體中;接著，由次級內體中的磷酸酶使溶酶體酶脫磷酸，防止溶酶體酶與M6P受體重新結合。融合后的次級內體可以通過出芽形成兩種類型的小泡，一種是含有溶酶體酶蛋白但不含M6P受體，這種小泡即是成熟溶酶體;另一種小泡只含有M6P受體，不含有酶，它們主要是同外側高爾基體膜融合，偶爾這種小泡也會同質膜融合完成M6P的再循環。
另一方面，極少數分泌到細胞外的溶酶體酶與質膜中M6P受體蛋白結合，并通過內吞作用被包裝到初級內體中，然后通過與來自外側高爾基體的溶酶體酶運輸小泡相同的方式形成成熟的溶酶體。
值得注意的是，上面所討論的溶酶體酶分選運輸的M6P受體途徑中運輸的都是溶酶體的酶原(proemzyme)，經M6P受體分選的是沒有催化活性的酶原，酶原的活化需要經過一系列的酶切、構型變化等成熟過程才能形成小分子的具有酶活性的蛋白。成熟過程可能發生在次級內體或者在溶酶體中，這樣可避免溶酶體酶在傳遞過程中對細胞結構造成傷害。
由上可知，溶酶體酶的M6P分選途徑有幾個主要的特點：①M6P作為分選信號;②包埋在高爾基體中的受體能夠被網格蛋白包裝成分泌小泡;②出芽形成的溶酶體酶的運輸小泡只同酸性的次級內體融合;④通過次級內體的分選作用使受體再循環。(圖9)
圖9 溶酶體酶運輸小泡與次級內體的融合及次級內體的分選作用
4.1.3.影響M6P分選的因素
Brown 和Farquhar 發現用胺離子(NH4+)處理細胞能夠干擾溶酶體的分選機制。當溶酶體中胺離子濃度升高時會使溶酶體中的pH升高，這樣，溶酶體的酶就不能同M6P受體脫離，從而影響了M6P受體回到高爾基體再循環。其結果，由于高爾基體反面網絡中M6P受體的不足，溶酶體的酶就會分泌到細胞外而不是被包裝到溶酶體分泌小泡。如果解除NH4+的作用，使M6P受體得以釋放和再循環，溶酶體的分選恢復正常。(圖10)
圖10 綜合了溶酶體酶的甘露糖6-磷酸分選途徑和溶酶體形成的主要過程
4.2 溶酶體形成的非M6P途徑
M6P途徑是溶酶體酶分選的主要途徑，但不是惟一的途徑，溶酶體還可以通過非M6P依賴的途徑進入溶酶體，但機理尚不清楚。
目前已知的屬于非M6P途徑進入溶酶體的酶還包括溶酶體膜中的糖蛋白以及作為溶酶體膜結合蛋白前體被合成的溶酶體酶(也是糖蛋白)。如酸性磷酸酶在合成時是以前體形式被合成的并且作為ER的整合蛋白結合在ER的膜中。這種膜結合的前體酶通過高爾基體被運入溶酶體，然后通過切割作為成熟的酸性磷酸酶被釋放到溶酶體的腔中。另一個例子就是p—葡糖腦苦脂酶(p—glucocerebrosidedase)，此酶作為前體合成并結合在膜上，但是成熟后仍然結合在溶酶體的膜上。
指導膜結合蛋白從ER進入溶酶體的尋靶信號是一段特殊的氨基酸序列，這段序列位于跨膜蛋白的細胞質結構域。如果將酸性磷酸酶的細胞質結構域中的一個酪氨酸突變后，這種酶的前體就只能結合在ER的膜而不能進入溶酶體中。在其他的溶酶體酶中也發現類似的情況，說明酪氨酸是溶酶體酶尋靶信號的組成部分。
5 溶酶體的功能
5.1消化作用
5.1.1 異噬作用
溶酶體對細胞外源性物質的消化作用稱為異噬作用。當攜帶外源性物質的內吞體或吞噬體與初級溶酶體融合后即由水解酶消化水解外源性物質，此時形成的次級溶酶體也稱為消化泡或異體吞噬泡。消化過程中，許多無法被消化的物質陸續以殘余顆粒的形式由膜包被從溶酶體上分離，形成殘余小體，如脂褐質、含鐵小體和髓樣結構。有些殘余小體能通過胞吐將殘余物質排出胞外，有些則長期駐留于細胞中不被排出，如脂褐質。 細胞的異噬作用既可以消化外界物質獲取營養，又可以消除異體物質進行機械防御，是細胞利用外源性物質和構成防御屏障的重要方式 5.1.2 自噬作用
溶酶體能夠將細胞內因生理或病理原因而被破壞、損傷或衰老的細胞器通過形成自噬體，并被消化分解，溶酶體的這一功能稱為自噬作用。如線粒體、內質網碎片等被初級溶酶體包裹，或者被來自光面內質網或高爾基體的膜包被，形成自噬體后與初級溶酶體融合形成次級溶酶體進行消化。有時溶酶體本身也可以相互吞噬，這種現象稱為溶噬，用以降解過剩的溶酶體。
細胞通過自噬作用將衰老和變性的細胞結構消化成為可以重新利用的物質，用以構建新的細胞結構，并對細胞內結構的酶進行更新。有時細胞由于生理環境的改變出現細胞結構的代償性增加，如對大鼠給予大量苯巴比妥時，其肝細胞內出現大量光面內質網。當生理環境恢復正常時，這些結構就成為過剩結構。這些過剩結構，如上述光面內質網，即可以通過白噬作用迅速清除，以恢復細胞結構和功能的平衡，并促進細胞內物質的循環利用。溶酶體的溶噬現象對保持溶酶體數量的相對穩定起調節作用。細胞在饑餓狀態下通過溶酶體的自噬作用消化部分自身物質，可以維持細胞生存避免整個細胞死亡。在衰老和病理狀態下，細胞也會發生自噬作用，這是一種病態反應。 5.1.3 分泌自噬
溶酶體對細胞內分泌顆粒的吞噬作用稱為分泌自噬。在分泌細胞中，溶酶體可與—部分分泌顆粒融合，然后將這些分泌顆粒降解。如哺乳動物的母體中斷哺乳時，乳腺細胞內的乳汁顆?？梢酝ㄟ^上述作用而重新利用。
5.2 自溶作用
若細胞內溶酶體破裂，消化酶釋放到細胞質中將導致細胞本身被消化，這是細胞的自溶作用。
正常機體個體發育過程中，組織器官的形態發生通常是通過組織細胞的破壞和新生實現的，是由基因的特殊程序控制的，溶酶體在這——過程中起重要作用。例如蝌蚪變成蛙時尾部的消失，即是細胞自溶作用的結果。非正常生理條件下細胞內溶酶體膜破裂十分迅速。例如動物機體死亡后細胞溶酶體膜的破裂導致機體的迅速腐敗。病理狀態下，溶酶體膜破裂造成的細胞自溶作用也很常見。
5.3 胞外消化
溶酶體不僅在細胞內發揮作用，也可以通過向細胞外釋放酶蛋白而消化細胞外物質。例如精子頭部有一個被稱為頂體的特化溶酶體。受精過程中，精子附著到卵子的外膜，由高爾基體形成的頂體，膜與精子細胞膜融合，釋放頂體中的水解酶，消化卵子膜外的顆粒細胞，為精子順利進入卵子，實現精卵結合，完成受精作用掃清障礙。另外，破骨細胞也是通過將溶酶體中的酶釋放到胞外而產牛骨質溶解作用的。
6 溶酶體與疾病
溶酶體與細胞病理現象有密切關系。許多工作證明，溶酶體在細胞對損傷因素的反應中起著重要作用。對于這個問題有兩種學說，一種學說認為，細胞經過內吞作用，將一些外源性有害物質(如藥物或毒素等)吞入細胞內，這些物質進入溶酶體后，可引起溶酶體膜破裂，因而和溶酶體內的酸性水解酶一起釋放入細胞質中，分解了細胞內的各種成分，遂導致細胞損傷。這種損傷如果是暫時性的和可逆的，細胞還可以修復代償;如果是嚴重的和不可逆的，將可能導致細胞死亡。另一種學說認為，有害因素以不同的方式直接作用于靶細胞結構成分，從而引起原發性損傷。例如缺氧主要引起線粒體損傷，馬來酰胺酸(maleic hydrazide)可引起染色體損傷，而葡聚糖和Tr比on WR—1339(一種傷口潔凈劑)被溶酶體吸收后則造成溶酶體負擔過重，而導致原發性損傷。上述這些細胞器受損傷后能夠形成自噬體，進而被溶酶體消化分解，如果受損傷的細胞器數目太多，使溶酶體超過負載稱為過載(overload)可能造成溶酶體發生繼發性損傷，即膜破裂釋放出水解酶，引起細胞成分溶解，遂導致細胞死亡。上述這兩種學說都認為導致細胞損傷或死亡的原因是直接或間接通過溶酶體起作用的。一旦溶酶體膜破裂，釋放出來的酸性水解酶將會使得整個細胞消化溶解，這—過程稱為細胞自溶作用(aut01ye 5s)，所以溶酶體又可稱為“自殺性愛”。溶酶體的活動與多種病理現象有關。
6.1 溶酶體與炎癥
現在已知炎癥發生過程中若干環節和溶酶體有一定關系。有人從中性粒細胞的溶酶體中分離出一種蛋白質，可以導致某些組織細胞的組織胺外逸，同時也能抑制血液的凝固。有人也發現溶酶體可能有某種因子促進血液纖維蛋白分解酶原的活化，從而溶解纖維蛋白。溶酶體內的蛋白酶可能作用于激膿原使其轉變為激膚，激膚則能吸引白細胞，這在炎癥病理過程中有重要意義。從多形核白細胞溶酶體中還可分離得到吞噬素(phagocytln)、溶血素(hem01y8in)租內源性致熱原(endogenou8pyrogen)等活性物質。這些活性物質與炎癥的病理過程有密切關系。
6.2 溶酶體與類風濕關節炎
類風濕性關節炎病因尚未完全闡明。一般認為類風濕性關節炎發生時，滑膜組織的炎癥變化和關節軟骨的腐蝕現象是細胞溶酶體酶的局部釋放所致。病毒、支原體等病原體持續感染時，刺激機體產生IgO型抗體， 這種抗體在病原體抗原影響下，轉而具有抗原性質，刺激滑膜漿細胞產生類風濕因子(抗Ig0，l 9S)，這是二級抗體，它又能與更多的變性Ig0結合，形成22S免疫復合物。這種免疫復合物進一步導致新的抗體形成并激活血清補體系統。當22S復合物被巨噬細胞、中性粗細腦和滑膜襯附細胞等吞入后可激活溶晦體酶，遂導致溶酶體酶可能逸出膜外，甚至排出細胞外。某些溶酶體酶如膠原酶，能腐蝕軟骨，使關節局部損害，且軟骨消化的代謝產物硫酸軟骨索又能導致激膚的產生而共同參與關節的炎癥反應。
6.3 溶酶體和痛風
痛風是一種代謝性疾病，即由于新陳代謝異常而引起尿酸過多。在關節組織和滑液中常有過多尿酸鈉結晶沉積。尿酸鈉結晶可被多形核白細胞吞噬形成吞噬體，與初級溶酶體結合形成次級溶酶體。多形核白細胞的溶酶體內存有骨髓過氧化物酶，可使尿酸緩慢分解。但是由于尿酸鋼結晶可影響溶酶體膜的完整性，遂導致膜破裂，溶酶體酶及其它生物活性物質釋出，從而侵蝕關節軟骨組織和產生炎癥變化。有人用人造的“脂質體(1iposome)”進行實驗證明，辜丸酮能加速尿酸鋼對溶酶體膜的破壞作用，而17犀—雌二醇可能對溶酶體膜有保護作用。
6.4 溶酶體與矽肺
矽肺的發生與溶酶體有關。 當用巨噬細腦與矽粉末在一起培養時， 矽粉顆粒被細胞吞入而出現在溶酶體中。矽酸分子上的經基可與溶酶體膜上相應受體形成氫鍵，使膜發生結構變化而破壞了膜的穩定性。一旦膜破裂，溶酶體酶即流入細胞質而引起自溶，最終導致細胞死亡。當把這些死亡的巨噬細胞加入到成纖維細胞的培養液中，能將產生結締組織并形成纖維的小結。由此可以推知，矽肺的病因學與這個實驗結果相似。由于肺吸入了矽塵，矽粉末即被肺泡巨噬細胞吞噬而積聚在溶酶體內，矽酸又將溶酶體膜破壞，致使酶流入細胞質中，從而引起細胞死亡。繼而矽塵顆粒又可以從死亡細胞中釋放出來，再被正常的巨噬細胞吞噬，此后又得到同樣的結局(圖4—4)。如此不斷反復，巨噬細胞相繼死亡，刺激成纖維細胞分泌大量膠原，遂導致肺部纖維化。臨床上使用克矽平類藥物(聚2—乙烯毗院氧化合物)來抑制矽肺病程，就是因為這類藥物可進入溶酶體內，其氧原子與矽酸分子上的經基結合形成氫鍵，使矽酸不能與溶酶體膜作用，從而對溶酶體膜起保護作用。(圖4-4)
6.5 各類貯積癥
貯積癥(storage disease)是由于遺傳缺陷引起的，由于溶酶體的酶發生變異，功能喪失，導致底物在溶酶體中大量貯積，進而影響細胞功能，常見的貯積癥主要有以下幾類。
臺-薩氏綜合征(Tay-Sachs diesease)：要叫黑蒙性家族癡呆癥，溶酶體缺少氨基已糖酯酶A(β-N-hexosaminidase)，導致神經節甘脂GM2積累(圖6-30)，影響細胞功能，造成精神癡呆，2~6歲死亡?；颊弑憩F為漸進性失明、病呆和癱瘓，該病主要出現在猶太人群中。
II型糖原累積病(Pompe病)：溶酶體缺乏α-1,4-葡萄糖苷酶，糖原在溶酶體中積累，導致心、肝、舌腫大和骨骼肌無力。屬常染色體缺陷性遺傳病，患者多為小孩，常在兩周歲以前死亡。
Gaucher?。河址Q腦苷脂沉積病,是巨噬細胞和腦神經細胞的溶酶體缺乏β- 葡萄糖苷酶造成的。大量的葡萄糖腦苷脂沉積在這些細胞溶酶體內,巨噬細胞變成Gaucher 細胞，患者的肝、脾、淋巴結等腫大，中樞神經系統發生退行性變化，常在1 歲內死亡。
細胞內含物病(inclusion-cell disease，I-cell disease)：一種更嚴重的貯積癥，是N-乙酰葡糖胺磷酸轉移酶單基因突變引起的。由于基因突變，高爾基體中加工的溶酶體前酶上不能形成M6P分選信號，酶被運出細胞(default pathway)。這類病人成纖維細胞的溶酶體中沒有水解酶，導致底物在溶酶體中大量貯積，形成所謂的“包涵體(inclusion)”。另外這類病人肝細胞中有正常的溶酶體，說明溶酶體形成還具有M6P之外的途徑。
6.6 溶酶體與遺傳性疾病
溶酶體與遺傳性疾病(hereditary disease)，主要是指由于機體先天性缺乏某種溶酶體蛋白而引起的疾病。這種蛋白質主要是酶，絕大部分為酸性水解酶，亦可能是結構蛋白。其病理表現主要為器官組織內廣泛的溶酶體過載。稱為溶酶體蓄積病(1ysosome storage disease)，肝臟、脾臟、胰腺、大腦是主要的受累部位。近幾年對該病的研究也較多，目前已知此類疾病已不下40種，大都累及中樞神經系統。正常情況下，糖原(g1ycogen)在溶酶體中被一種酸性麥芽糖酶分解為麥芽糖，然后再分解成葡萄糖。在先天性溶酶體病(inbrn1ysosomal disease)患者，如x型糖原累積病(glycogen storage disease) ，就是由于患者的溶酶體缺少o一葡萄糖苔酶(o—glucosidase)，以致溶酶體沒有能力分解糖原，造成過剩的糖原在次級溶酶體內大量累積。但是，與溶酶體相反，胞質里卻沒有糖原。又如動脈平滑肌細胞溶酶體中的膽固酵酯酶(cho1estero1e sterase)不足， 可能與膽團醇酯(ckolesterolester)在動脈管壁的積累有關。
第二篇：原子核式結構的發現
第九章原子和原子核
一、原子核式結構的發現
學習目標
1、 了解電子的發現和湯姆生的原子模型。
2、 掌握α粒子散射實驗的結果和由此而提出的原子核式結構學說。
3、 進一步理解物理學常用的研究方法，提高閱讀和表達能力，增強自主學習能力。 重點和難點：
1、重點：通過學習核式結構的發現過程，培養科學的思維方法及自主學習的能力
2、難點：α粒子散射實驗和由此而提出的原子核式結構學說
教具
陰極射線管、感應圈、磁鐵和電源、電腦、多媒體投影儀等
教學過程
1. 在19世紀前，人們一直認為原子是不可再分的，那么科學家們是用什么方法去揭開它們神秘面紗的呢?
是實驗
2、是誰第一個打開原子的大門呢?
3、請大家想一下，用你現在所學過的知識，如何判定它還負電還是正電?(學生討論后，請一學生上臺演示，突出學生的主體性) 利用陰極射線在電場中和磁場中的偏轉的實驗讓學生判斷陰極射線粒子帶哪種電。(可證明陰極射線是帶負電的粒子流)。
師：如果你就是當時的湯姆生，判斷了這種粒子流的電性后，你將進一步作怎樣的研究?生：這種粒子的電量、質量如何?
不同物質組成的陰極射線是否都具有相同的粒子? (學生討論并互相補充)
師：當年偉大的湯姆生恰好也是這樣想的，他通過精確的實驗測定了這種陰極射線粒子的荷質比，及它的電量和質量，并發現不同物質做成的陰極射線都有相同的值。表明這種帶電粒子是一切不同元素的原子的共同組成部分。稱它為電子。
師：電子的發現，證明了什么?
生：原子是可分的。
師：到此，假如你是當時的一位科學家，針對電子的發現你會進一步提出什么問題呢?作什么樣的猜測?(學生情緒高漲，討論熱烈，能提出許多問題和各種猜想) (既然電子是原子的組成部分,而原子又是中性的,那么,原子里還存在帶何種電的物質?既然電子質量很小,那么原子的質量絕大部分集中在哪里? 原子內有帶負電的電子，但原子是中性的，所以原子內必定還有帶正電的部分，并且正電荷的總電量和電子的總電量必定相等。那么它們是怎樣組成原子的呢?)
1、湯姆生原子模型。
師：20世紀初科學家們確實提出了很多種原子模型。其中最有影響的是1903年湯姆生提出了原子模型,它的內容是什么呢? (點擊電腦，展示湯姆生模型)
湯姆生的模型提出后,當時得到了一些人的承認,其中最崇拜他這種模型的是他最得意的學生盧瑟福，(點擊電腦，展示盧瑟福簡介)想用實驗的方法來加以論證,經過幾年的努力,盧瑟福終于找到了這種實驗方法,并獲得了極大的成功, 這就是著名的α粒子散射實驗。
(二)?粒子的散射實驗。
1、 實驗裝置的名稱和作用。(點擊電腦，展示模擬演示裝置)放射源釙放在帶小孔的鉛盒中，能放射?粒子。氦原子核
金箔厚度極小，可至1微米(補充：金原子的質量大且金容易被加工成很薄的箔。金箔雖然很薄，但仍有幾千層原子)。
顯微鏡能夠圍繞金箔在水平面內轉動。
熒光屏玻璃片上涂熒光物質硫化鋅制成，裝在顯微鏡上。
2、實驗步驟。
?釙放出的粒子從鉛盒小孔射出，形成很細的一束射線，射到熒光屏上產生閃光。通過顯微鏡觀察。
?放上金箔F，觀察?粒子穿過金箔打到熒光屏上所發閃光。
?轉動顯微鏡和熒光屏，在不同偏轉角?處觀察，可看到 ?粒子的散射現象。師：若湯姆生模型是正確的，實驗的結果將如何呢?
(讓學生看書后，用自己的語言總結回答，培養學生的閱讀能力和概括能力) (點擊電腦，演示湯姆生模型解釋)
師：那么實際的情況是怎樣的呢?(點擊電腦，以3維動畫展示?粒子的散射實驗) 2、實驗結果。
(1) 絕大多數的?粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進
(2) 少數?粒子發生了較大的偏轉。
(3) 極少數?粒子的偏轉角?超過90°
(4) 有的甚至幾乎達到180°，象是被金箔反彈了回來。
盧瑟福對實驗的結果非常驚訝,他說:”它是這樣的叫人難以相信,正好象你用15英寸的炮彈射擊一張紙片,而炮彈居然反彈回來把你打中一樣....”
(點擊電腦，展示?粒子的散射實驗模擬結果)
師：這種現象能否用湯姆生的原子模型解釋,假如你仍然是當時的一位科學家，面對?粒子的散射實驗的結果，你又會進一步提出什么問題呢?作什么樣的猜測? (學生情緒再次高漲，討論熱烈，學生的主體性再次體現)
(湯姆生原子模型無法解釋 ?粒子散射現象;極少數?粒子的偏轉角超過90°，甚至反方向折回，可能受到什么力的作用?能否由此判斷施力物體的質量比?粒子的質量大還是小?施力物體帶哪種電荷?電量如何?猜測：可能受到強大的庫侖斥力作用。從動量守恒定律和碰撞知識可知，跟?粒子發生相互作用的物體的質量一定比?粒子大得多，應該帶正電，且電量較多。)
(三)原子的核式結構學說
1、內容
師：盧瑟福經過反復的實驗和仔細的分析，在1911年提出原子的核式結構學說。盧瑟福這種不迷信權威，追求真理的精神值得我們每一位學習。
那么，原子的核式結構學說的內容是什么呢?
(點擊電腦，展示原子的核式結構學說的內容)
(讓學生齊聲朗讀“原子的核式結構學說”一段：在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間里繞著核旋轉。)
(點擊電腦，展示思考題，及時鞏固新的知識)
2、解釋
請用原子的核式結構學說解釋：?粒子散射實驗中為什么絕大多數?粒子仍沿原來的方向前進，只有極少數發生大角度的偏轉?
答：在?粒子散射的實驗中，只有在?粒子十分接近原子核時，才受到很大的斥力而發生大角度偏轉。因為原子核很小，原子內很空廣，?粒子接近原子核的機會非常少，所以有上述實驗結果。
師：任何一個正確的理論，應經得無數次的實驗的驗證和理論的論證，盧瑟福根據原子的核式結構學說，應用庫侖定律和牛頓定律，推導出了沿一定偏轉角散射的?粒子與偏轉角的關系式。盧瑟福等做了一系列的實驗。結果和理論計算完全相符，這說明了原子的核式結構學說的正確，也說明了原子里電荷間的作用遵守庫侖定律。原子核的電荷和原子核大小的估計。
?用不同的金屬箔進行粒子的散射實驗，發現沿同一偏轉角散射的粒子的數目不同，說明不同金屬的原子核所帶電荷不同。利用實驗數據和散射公式可以計算各種元素原子核的電荷。得出結論：各種元素的原子核的電荷數等于它的原子序數。
?從?粒子散射的實驗的數據，可以估計原子核的半徑約為10-14米，不同元素原子核的半徑略有不同。
3、原子核大小的估計
原子半徑約是10-10米，原子核半徑只相當于原子半徑的萬分之一。如果把原子比作100米半徑的大球，原子核就相當于半徑1厘米的小石子。
三、課堂小結
(點擊電腦，展示小結內容，針對小結內容，再次提出新的問題，請學生討論) 師：盧瑟福的原子核式結構學說保留了湯姆生原子模型的哪些有用成份，有哪些不同的地方?(主要區別：空心與實心，有核與無核，電子轉與不轉)
結束語：盧瑟福在原子的核式結構學說中認為：帶負電的電子在核外空間里繞著核旋轉，但這仍只是一種猜想，缺少實驗的依據，對此，他的學生玻爾對此又作了深入的研究，研究的結果如何呢?請同學們預習下一節且聽分解。
四、布置作業
教學分析
1、本節課的重點是粒子的?粒子散射實驗和原子的核式結構學說。
2、湯姆生發現電子是物理學史上的重要事件。由于電子的發現，證明了原子也是有結構的人們才開始探索原子結構的理論，設想建立各種原子結構模型。課本中沒有說明電子是怎樣發現的。我在課堂中增加陰極射線的演示實驗，觀察陰極射線在電場中和磁場中的偏轉，并讓學生參與實驗，以鞏固學生舊有知識，提高學生的興趣，培養科學的思維能力。
3、盧瑟福通過?粒子散射這個宏觀的實驗現象發現了原子這個微觀粒子的內部結構。因此在教學中應講清實驗結果，注意說理分析，使學生了解盧瑟福是怎樣發現原子的核式結構，揭示科學家們的一些思維過程會對學生智力活動起較大的作用，提高學生的邏輯思維能力。
4、湯姆生原子模型不能解釋粒子散射實驗中觀察到的大角度散射。因與實驗事實有矛盾，湯姆生原子模型就被否定了。教材中介紹這一原子模型的目的是使學生了解在科研工作中，常是根據已知的科學原理和實驗事實對未笞知的事物或規律作出設想或假定。這個假定是否正確，還要通過實驗驗證和理論上的論證，經過實踐的檢驗，有的成功，有的失敗。湯姆生原子模型就是經過實驗被否定了的。教學中應注意說明這種科研的方法。
5、學生過去雖已有了一些原子結構的知識，但是這些知識的來龍去脈卻不知道。因此，通過本節的教學要使學生知道人類對原子結構的認識是怎樣不斷深入的。教學中結合介紹物理學史和問題的提出，激起學生對新課學習的興趣和愿望，引導學生的思維發展，緊緊圍繞著“如何發現”來進行教學，多次熱烈的課堂討論，使整堂課高潮迭起，很好地培養了學生的自主學習能力。
6、 根據學生情況，可由教師啟發講述，也可由學生閱讀自學，教師引導學生做出
總結，以培養學生的閱讀能力和表達能力。
第三篇：DNA雙螺旋結構的發現是上世紀最偉大的發現之一
由DNA雙螺旋引發的感想 DNA雙螺旋結構的發現是上世紀最偉大的發現之一，直至現今社會DNA雙螺旋結構的發現對很多領域的發展都起到了很好的推波助瀾的作用，特別是dna鑒定方面的一些作用在案件的偵破等方面最為突出。
有人說“沒有任何一項法庭證據鑒別技術像DNA鑒定一樣，能夠以99.9999%的精度鎖定或排除犯罪嫌疑人。”不論是在影視作品還是一些法制欄目中，我們都可以看到很多利用DNA鑒別技術鑒定嫌疑人或是兇手遺留下來的蛛絲馬跡從而很好的解決案件的事例。在還沒有DNA鑒定技術前，需要花費很長時間尋找一切線索進行很多推斷，很有可能錯過很多破案的關鍵。然而在今天，兇手掉落的毛發或被害者被害時由于掙扎而殘留在指甲中的一些碎屑，甚至是一滴還未干的血液，通過檢測DNA都可以更容易的鎖定犯人。
在電影侏羅紀公園中，科學家也是通過發現一只被封在琥珀里的剛吸過恐龍血的蚊子，提取了蚊子肚子里的恐龍血才有了復制出恐龍的可能。雖然這只是科幻片中的內容，在現實世界中似乎很難有這樣的機會， 但是也不能否定在未來是會成為現實的事情。
在古代，滴血認親成了檢驗父子關系的唯一證據，而作為現代人我們都知道，不管是誰的血都會相溶，這就會造成很多誤判。就像近日復旦大學通過曹操的DNA公布了曹操并非夏侯氏抱養的。親子鑒定成為了DNA在現在社會中一項很重要的技術。人們會有很多不同的原因造成父母所養育的孩子不是自己的親生子，特別是由于個別醫院的疏忽，報錯孩子會成為一些家庭一生的遺憾，而這時如果沒有DNA技術而是還使用滴血認親這古老的方法，那很有可能會讓這個誤會繼續下去了。
從上面講的不光是在破案方面或者是個人DNA鑒定方面，我認為應該建立一個全民DNA數據庫，每個人都有獨一無二的DNA結構，把我們每個人的DNA與個人信息相關聯，對于案件的偵查或者個人DNA檢測以及醫療都有很好的，。特別的，因為人口分布的地域不同，通過大范圍的人口的DNA的搜集也會對人類的不同的進化有一些幫助。
第四篇：DNA雙螺旋結構的發現對生物技術的影響
生工1202 陸晴川 (3120100400) DNA雙螺旋結構的提出開始，便開啟了以遺傳學為中心的分子生物學時代。分子生物學使生物大分子的研究進入一個新的階段，使遺傳的研究深入到分子層次，"生命之謎"被打開，人們清楚地了解遺傳信息的構成和傳遞的途徑.在以后的近50年里，分子遺傳學，分子免疫學，細胞生物學等新學科如雨后春筍般出現，一個又一個生命的奧秘從分子角度得到了更清晰的闡明，DNA重組技術更是為利用生物工程手段的研究和應用開辟了廣闊的前景。在此基礎上相繼產生了基因工程、酶工程、發酵工程、蛋白質工程等，這些生物技術的發展必將使人們利用生物規律造福于人類。
在我看來，對生物技術的影響主要有以下幾類。
DNA檢測技術。這個可以用在親子鑒定，犯罪現場檢驗。
轉基因技術。目前轉基因經常在報紙上出現，主要是民眾對轉基因食品的安全性有懷疑。
克隆技術，如克隆魚，克隆細胞，克隆羊多莉等。
基因治療：遺傳病的基因治療是指應用基因工程技術將正?；蛞牖颊呒毎麅?，以糾正致病基因的缺陷而根治遺傳病。
第五篇：發現身邊的美-學會發現身邊的美
發現轉身之美
發現“轉身”之美
殷 惠
一、從教課文走向教課程，讓語文“美麗轉身” 夜已更深，周圍很靜，只有我的思緒伴隨溫暖的燈光在不停地跳躍著，回味著。 在小學語文“雙對接”遠程研修課程開發中，我有幸成為了“閱讀教學目標制定”這個專題的課例執教者。 回顧走過的磨課之路，在個人努力、專家引領和群組成員的互助下，點點滴滴，曲曲折折，迷茫與頓悟交織，汗水與幸福并行。寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。最想說
的是：“磨課”讓我明確了語文教學
的方向。 第一次備課時，我的備課范疇一直在《掌聲》課文中來回打轉，總感覺掌聲的含義該體會，小英的憂郁也應該感悟，這個詞語須重點體會，那個詞語也不能含糊其辭，反反復復，修修改改，放不下這個，丟不下那個，找不準教學中心點，思路一直在繁瑣中徘徊。制定的教學目標如下：
1.能正確讀寫本課生字，聯系上下文及生活實際識記“憂郁、猶豫、困境、經久不息、驟然間”等詞語，弄清多音字“落、調”的讀音。
2.把握文章的主要內容，能正確、流利、有感情地朗讀課文，背誦課文最后一段。
3. 引導學生運用“朗讀感悟”、”移情體驗”、“想象拓展”等方式學習課文，用“抓人物神態、動作、語言來體會人物內心世界”的閱讀方法，體會掌聲前后小英的變化過程，進而領悟掌聲的巨大作用。
4. 領悟掌聲的內涵，即：人與人
之間都需要關愛、鼓勵和尊重，我們要主動關愛他人，同時也要珍惜他人的關愛。 打磨過程中，在群組成員的幫助下，在沈大安、吳忠豪、張志剛三位專家的耐心指導下，我豁然開朗，明白了教學一篇課文，先不要忙著怎么設計教學環節，而是要制定恰當的教學目標;明白了語文教學教的是課程，課文只是為課程服務的一個個例子。特別是教學目標的制定，一定要做到三者結合：一是吃透課程標準中的學段目標;二是認真熟悉并解讀教材;三是要考慮學生現有學習水平。制定出的學習目標要小而實，具有可操作性。比如第二學段課程目標中指出：“能聯系上下文，理解詞句的意思，體會課文中關鍵詞句在表達情意方面的作用”。具體到這節課，就是找出描寫兩次掌聲的句子，聯系上下文，理解“熱烈、持久”、“經久不息”等關鍵詞語的意思，感悟兩次掌聲的含義。在專家的推薦下，我又認真閱讀了崔巒老師在第七次閱讀教學研討會上的講話《和„內容
分析?式的閱讀教學說再見》這篇文章，更加深刻地感悟到語文教學應該教什么，舍棄什么。最后一次備課時，我把原來一課時的教學改成了兩課時。第一課時教學目標最終這樣制定：
1.正確認讀本課10個一類字，11個二類字，讀準“落、處”等多音字。正確書寫“愿、持、講、述”等生字。
2.正確、流利朗讀課文，有感情朗讀描寫兩次掌聲的句子，感受全班同學對小英的愛。
3.能夠找出描寫兩次掌聲的句子，聯系上下文，理解“驟然間”、“熱烈、持久”、“經久不息”等生詞的意思，并能用關鍵詞語把課文的主要內容補充完整。感悟兩次掌聲的含義。
教學目標確定了，教學的方向就非常明確了。備課時圍繞目標再去確定教學思路，刪繁就簡，直奔主題，教學思路簡簡單單，學生學得輕松，我也教得輕松。 葉圣陶老先生說：教材無非是個例子。我想，作為一名語文教師，學期
初，首先必須要閱讀、吃透課程標準，年段目標了然于胸，然后再去閱讀、理解、愛上一篇篇課文，制定適合學生的切實有效的教學目標，這樣在教學中才會胸有成竹，才會方向明確，才會游刃有余。我們要學會把眼光放遠，遠到圍繞課程標準依據學段目標合理恰當的使用好“例子”，而非讓“例子”成為主角，牽著老師和學生的鼻子走。我們也要學會把眼光放遠，遠到能看到學生未來的幸福，把學生教成“人”，“引領學生在語文的天地中獲得長足的進步，生命的收獲，而非語文的„豆腐渣?工程”。從而讓語文在我們的身邊“美麗轉身”。
二、從教“課”到教“學”，讓自己 “美麗轉身”
參與這次課例打磨，前前后后經歷
了一次次備課、上課、觀課、研討，在
專家的引領下學會用事實說話，用理論
導行，反反復復的制定教學目標、
一次
次的寫教學設計，群組老師認認真真寫
觀課報告?？梢哉f，這中間經歷了許多個不眠之夜，走過了許多個低谷地段。在一次次地研討中，老師們集思廣益，智慧碰撞，而我就在這一次次的研討交流中，不斷反思，提升自我。特別是名師與專家的引領更是讓我撥云見日，柳暗花明。一路走來，累并快樂著，特別是到課例打磨接近尾聲再轉回身看的時候，感覺滿心的幸福，那幸福絕不僅僅只是一堂課的轉變，還有超越課堂，引領成長的一種意志、理念、思想的轉變，一種勤于學習、善于研究的生活方式的“美麗轉身”。
蔣敦杰院長說過：磨課就是引領老師把教學足跡寫出來、做出來、記下來、說出來和改出來，并在網上留下來，引領老師們在語文教學上，轉變教學觀念，提高教學設計和課堂實施能力;在校本教研方式上，通過三次備課兩輪打磨、
專業化觀課評課，逐步實現校本教研的規范化和常態化，從而引導教師 “走上從事一些研究的幸福的道路上來”。
我收獲著思想的“美麗轉身”，同時也用行動記錄著“轉身的美麗”。每天記工作日記，教學生寫“個人專輯”，用一顆善感的心反思身邊的事，用一顆幸福的心記錄不經意間發生的“成長”……2016《開學第一課》發現你身邊的美
2016《開學第一課》發現你身邊的美
由教育部與中央電視臺聯合主辦的大型公益性活動，被稱為“史上最牛”一課的《開學第一課》節目網絡發布會今日在微博成功舉辦，在這次形式新穎的新聞發布會上，短短一小時內，網絡熱議達到360多萬條。
今年《開學第一課》的主題定為“美在你身邊”。據悉，今年節目將會延續往年的風格，邀請深受孩子們喜歡的各界明星，一起為孩子們帶來寓教于樂的生
動第一課。據悉，將參加《開學第一課》錄制的明星依舊陣容強大。有剛參加完倫敦奧運回來的體育健兒中國體操男團的陳一冰、張成龍、馮喆等;連續參加三屆奧運會的蝶泳冠軍焦劉洋;世界級知名籃球明星林書豪(微博)、姚明以及小朋友們喜愛并熟知的航天員將用特別的方式精彩亮相;今年的開學第一課，也將在9月3日全國中小學開學的第一天與觀眾朋友們見面。
“美在你身邊”為今年《開學第一課》主題
法國雕塑家羅丹有一句最著名的名言：“生活中不是沒有美，而是缺少發現美的眼睛”;在北京大雨之后，也有一句大家廣為流傳的句子：“你所站立的地方，正是你的中國。你怎么樣，中國便怎么樣。你是什么，中國便是什么。你有光明，中國便不黑暗。”所以，培養孩子們積極的人生觀，完善孩子們健康健(微博)全的人格，傳播正能量，是今年《開學第一課》的主要目的，而這一主旨，
將通過對孩子們進行美育教育來實現。
在今天的網絡發布會現場，由央視綜合頻道節目部主任許文廣(微博)介紹了今年《開學第一課》的節目主題的意義：2016年的中國，涌現出了很多可歌可泣的典型人物和故事：最美教師張麗莉、最美司機吳斌(微博)、最美戰士高鐵成等等。這次“開學第一課----美在你身邊”活動將作為央視綜合頻道送給全國中小學生的成長禮物，不僅可以幫助少兒培養一雙“發現美的眼睛”，增強他們對生活的樂趣，有益于身心健康和良好性格的形成，而且可以陶冶少兒的情操，培養少兒積極向上的精神，促進少兒智力的發展，從而更好地實現我們教育的目標：培養德、智、體、美全面發展的人。
網絡發布會·揭曉晚會亮點 嘉賓陣容強大
“今年的《開學第一課》依然延續之前幾屆風格，會為我們講述一些勵志感人的故事。”當天的網絡新聞發布會
中，節目總導演盧曉波介紹到，“比如80后鄉村老師鄧麗辭去高薪職位到海拔1800多米的高寒山區支教，用愛心照亮山區孩子的心靈，改變山村的生活。”這一系列的介紹使許多觀眾對于這一期節目更增添了一份期待。“科學求真，宗教求善，藝術求美。對于生命而言，有了美。才會擺脫卑微的活著，到達生活，趁孩子還小，還有真善的本源，啟發他們生活的真諦。”知名媒體人石述思在當天的新聞發布會中，也再一次和公眾表達了《開學第一課》始終追求的勵志精神，和一直倡導的對孩子們的積極正面教育。
2016年的《開學第一課》有著許許多多令人期待的看點，節目總導演田梅向大家介紹了今年新的亮點和看點：“今年節目將首次采用場外嘉賓助陣的方式，邀請深受孩子們喜愛與尊敬的的世界級籃球巨星姚明與航天員與大家以戶外課的方式和大家共上第一課，姚明將從遙遠的非洲帶領大家找尋自然之
美;而航天員也將從場外為我們講述他們從太空俯瞰地球的過程當中所探索到神奇之美”。另外，節目組今年還特意邀請到國際級籃球明星林書豪此次以課外輔導員的身份，向全國中小學生傳課解密他成功的秘訣——團結協作和諧進取;參
加過三屆奧運會的蝶泳冠軍焦劉洋也將為我們講述他們對于美的理解與感悟。倫敦奧運會冠軍體操男團六名隊員將在隊長陳一冰的帶領下與我們的小朋友們通過做游戲的方式展開互動。另外，今年的《開學第一課》還請到了譚晶(微博)、韓庚(微博)、吳克群(微博)、陳翔(微博)、玖月奇跡(微博)、常石磊(微博)等眾多明星，共同為全國的中小學生上好這重要的開學的第一課。
今天的網絡發布會上最受矚目的要數奧運會體操冠軍馮喆了，他的到來為我們這一次的網絡新聞發布會增添了幾分歡樂的色彩。“大家好我是馮喆小胖!!!我第一次做微訪談!!比較緊張哦!
我手該怎么放才顯得自然呢? 我能穿拖鞋嗎?房間空調還沒有關能做訪談嗎?好緊張好緊張。”這個體操界的“郭德綱(微博)”剛一出場，就為我們帶來了歡笑。在隨后的觀眾提問環節，我們的馮喆小胖把《開學第一課》歸納到了他的勵志人生課當中，也在最后為那些正在成長當中的小朋友們送出了屬于自己的那一份祝福。
備受大家關注的主題曲《第一課》今年又將有全新演繹，去年是由林宥嘉(微博)、李煒(微博)以及豆豆演唱的抒情版本，而今年則是由著名歌手韓庚主唱。據悉，韓庚將去年的抒情版本經過了一番修改，變成了具有特殊風格的電音版本，現場將和小朋友們一起演繹新版主題曲。
線下活動“隨手拍 美在你身邊”
值得一提的是，今年的《開學第一課》開展了名為“隨手拍 美在你身邊”的線下活動，為全民參與到這次的活動提供了一個全新的平臺。
《開學第一課》聯合微博，發布微活動“美在你身邊”，在網上向全國所有熱愛美的人誠懇征集“美的作品”。形式可以是一段文字，一張照片也可以是一段視頻。在這個發現和分享的過程中，傳遞更多的正能量，記錄下最美好的瞬間和現場，分享給身邊的人。
另外，《京華時報(微博)》也與欄目組聯合發起活動，小朋友們可以通過給京華時報教育周刊《天才小畫家》欄目投稿的方式，畫出他們心中的美?！毒┤A時報》將從中挑選出若干名小作者，參與《開學第一課》節目錄制。
在今天召開的網絡發布會上，“隨手拍‘美在你身邊’”活動正式展開，嘉賓們紛紛在微博上發表了自己身邊的美：資深媒體人石述思首先發言：“今年有太多人經受了暴雨洗禮，俺曾在北京7·21大雨中上演過逃生記。但是總有一些瞬間給你力量和希望。在雨中，曾有這樣的溫暖定格在人心中。”并附上一張大雨中一位年輕人為一位摔倒老人打傘
的感人照片。奧運體操冠軍馮喆、張成龍以及韓庚的官方論壇也相繼發表了自己對于美的理解并附上了相應圖片，在微博上引起了強烈響應。
《開學第一課》作為央視的一個品牌節目，從xx年開始至今已成功舉辦了四年。據悉，今年的開學第一課將在9月3日于央視一套隆重上演，各位觀眾敬請期待。
有句老話說，生活中不是缺少美的風景，而是缺少發現美的眼睛。在2016年中央電視臺《開學第一課》中，女航天員劉洋給我們講了太空之美。太空固然很美，但其實如果我們保持好的角度看世界，何處不太空?何處不美麗?
我們常常埋怨地球的嘈雜，環境的不美，然而劉洋在太空中，卻被地球的美所震撼，她說，“這顆我們世代棲息的星球，在茫茫宇宙中竟然顯得那么瑰麗、那么耀眼，她弧段的邊清晰可見，披著一層藍白相間的光暈，陽光投射在海洋上照出深深淺淺的藍，大地脈絡分明，
海岸線清晰綿長。地球是如此的美麗，一顆玲瓏剔透的行星，在漆黑一片的宇宙中，安安靜靜地煥發出夢幻般的、蔚藍色的光芒，像極了一顆鑲嵌在黑色絲絨布上的藍寶石，簡直是一種超越了語言的美。那是我的家，在那里，有我的朋友和最親的家人，就在那一刻，地球離我是那么的遙遠，但又是那么的親近”。
劉洋告訴我們，“去太空走了這么一趟，看見了地球的渺小，更明白了地球的偉大;離開了地球，才意識到對這顆星球無限的依賴、無限的愛。我愛這里明媚的陽光，愛這里清新的空氣，愛這里純凈的水，愛這里的江河湖海，愛這里的高山平原，愛這里生存著的多樣化的物種，愛這里生活著的我們人類”。
看《開學第一課》，劉洋對美的闡述告訴我們，美，往往有不同的表達方式。美，在人們心靈的最深處，美，就在身邊，只在于你是否有仔細體會。
在公園里，看見五彩繽紛的花朵簇
擁在一起時，你會不由自主地贊嘆道：“這些花真美!”
在街道旁，遇見一個天真可愛的小女孩時，你會情不自禁地欣賞她：“真美!”
在嘈雜的天橋底下，看見環衛阿姨一絲不茍地把滿地垃圾倒進車子，她的背影很美!
„„
美，是由眼睛抵達心靈的觸感。陽光總在風雨后，只要善于發現善于創造，珍惜我們所擁有的，美麗的人生處處皆在。