磁珠包被原理
分选磁珠的作用原理是基于一种固相载体可逆化固定(SPRI)的分离纯化方法。磁珠体系中一般包含:磁珠、DNA、聚乙二醇(PEG)、以及盐离子等,在一定浓度的PEG和盐离子环境中,DNA可吸附到羧基修饰的高分子磁珠表面(即固相载体),该过程是可逆的,在适当条件下,结合的DNA分子可以被洗脱回收。
胞培养
动物细胞培养:从动物机体中取出相关的组织,将它们分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,生长,增殖。
1丶选材:动物胚胎或幼龄动物的器官或组织。
2丶细胞分离:使器官组织分离成单个细胞,
常用方法,物理:剪刀剪碎,
化学法:胰蛋白酶,胶原蛋白酶
3丶制作细胞悬浮液,方法:加培养液。形成细胞悬浮液
4丶培养细胞株,原代培养,传代培养
5丶形成细胞系,传代培养,遗传物质的改变。
2细胞融合
方法:
物理法,电刺激,振动,离心。
化学法,聚乙二醇(PEG)强烈的吸水性,有凝聚蛋白质的作用。
病毒法,紫外线照射后灭活仙台病毒,丧失了感染活性,保留了融合活性
原理:细胞膜的流动性。
用途及意义:制备单克隆抗体。
3克隆抗体
单克隆:由一个细胞通过有丝分裂形成一个细胞群。
单克隆抗体:由一个浆细胞通过有丝分裂形成一个细胞群,这个细胞群可以产生特异性抗体。
4原理
利用了免疫,细胞融合,动物细胞培养等原理。
B淋巴细胞在抗原的刺激下,能够分化、增殖形成具有针对这种抗原分泌特异性抗体的能力。B细胞的这种能力和量是有限的,不可能持续分化增殖下去,因此产生免疫球蛋白的能力也是极其微小的。将这种B细胞与非分泌型的骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞,再进一步克隆化,这种克隆化的杂交瘤细胞是既具有瘤的无限生长的能力,又具有产生特异性抗体的B淋巴细胞的能力,将这种克隆化的杂交瘤细胞进行培养或注入小鼠体内即可获得大量的高效价、单一的特异性抗体。这种技术即称为单克隆抗体技术。
5材料
效应B细胞(只有效应B淋巴细胞才能产生出特异性的抗体)
骨髓瘤细胞(能无限增殖)
6过程
1)免疫脾细胞的制备 制备单克隆抗体的动物多采用纯系Balb/c小鼠。免疫的方法取决于所用抗原的性质。免疫方法同一般血清的制备,也可采用脾内直接免疫法。
2)骨髓瘤细胞的培养与筛选 在融合前,骨髓瘤细胞应经过含8-AG的培养基筛选,防止细胞发生突变恢复HGPRT的活性(恢复HGPRT的活性的细胞不能在含8-AG的培养基中存活)。骨髓瘤细胞用10%小牛血清的培养液在细胞培养瓶中培养,融合前24h换液一次,使骨髓瘤细胞处于对数生长期。
3)细胞融合的关键:
1技术上的误差常常导致融合的失败。例如,供者淋巴细胞没有查到免疫应答。这必然要失败的。
2融合试验最大的失败原因是污染,融合成功的关键是提供一个干净的环境,以及适宜的无菌操作技术。
4)阳性克隆的筛选 应尽早进行。通常在融合后10天作第一次检测,过早容易出现假阳性。检测方法应灵敏、准确、而且简便快速。具体应用的方法应根据抗原的性质,以及所需单克隆抗体的功能进行选择。常用的方法有RIA法、ELISA法和免疫荧光法等。其中ELISA法最简便,RIA法最准确。阳性克隆的筛选应进行多次,均阳性时才确定为阳性克隆进行扩增。
5)克隆化 克隆化的目的是为了获得单一细胞系的群体。克隆化应尽早进行并反复筛选。这是因为初期的杂交瘤细胞是不稳定的,有丢失染色体的倾向。反复克隆化后可获得稳定的杂交瘤细胞株。克隆化的方法很多,而最常用的是有限稀释法。
(1)显微操作法:在显微镜下取单细胞,然后进行单细胞培养。这种方法操作复杂,效率低,故不常用。
(2)有限稀释法:将对数生长期的杂交瘤细胞用培养液作一定的稀释后,按每孔1个细胞接种在培养皿中,细胞增值后成为单克隆细胞系。第一次克隆化时加一定量的饲养细胞。由于第一次克隆化生长的细胞不能保证单克隆化,所以为获得稳定的单克隆细胞株需经2~3次的再克隆才成。应该注意的是,每次克隆化过程中所有有意义的细胞都应冷冻保存,以便重复检查,避免丢失有意义的细胞。
(3)软琼脂法:将杂交瘤细胞稀释到一定密度,然后与琼脂混悬。在琼脂中的细胞不能自由移动,彼此互不相混,从而达到单细胞培养的目的。但此法不如有限稀释法好。
(4)荧光激光细胞分类法:用抗原包被的荧光乳胶微球标记杂交瘤细胞,然后根据抗原与杂交瘤细胞结合的特异性选出细胞,并进行单细胞培养。
6)细胞的冻存与复苏
7)大规模单克隆抗体的制备 选出的阳性细胞株应及早进行抗体制备,因为融合细胞随培养时间延长,发生污染、染包体丢失和细胞死亡的机率增加。抗体制备有两种方法。一是增量培养法,即将杂交瘤细胞在体外培养,在培养液中分离单克隆抗体。该法需用特殊的仪器设备,一般应用无血清培养基,以利于单克隆抗体的浓缩和纯化。最普遍采用的是小鼠腹腔接种法。选用BALB/c小鼠或其亲代小鼠,先用降植烷或液体石蜡行小鼠腹腔注射,一周后将杂交瘤细胞接种到小鼠腹腔中去。通常在接种一周后即有明显的腹水产生,每只小鼠可收集5~10ml的腹水,有时甚至超过40ml。该法制备的腹水抗体含量高,每毫升可达数毫克甚至数十毫克水平。此外,腹水中的杂蛋白也较少,便于抗体的纯化。
1. 组成生物体的化学元素
⑴最基本的元素是 C,基本元素有 C、H、O、N,主要元素有 C、H、O、N、P、S。
⑵P是核酸、磷脂、NADP+、ATP、生物膜等的组成成分,参与许多代谢过程。血液中的 Ca2+含量太低,就会出现抽搐,若骨中缺少碳酸钙,会引起骨质疏松。K+对神经兴奋的传导和肌肉收缩有重要作用,当血钾含量过低时,心肌的自动节律异常,并导致心律失常。K+与光合作用中糖类的合成、运输有关。
2..水
⑴自由水和结合水比例会影响新陈代谢,自由水比例上升,生物体的新陈代谢旺盛,生长迅速。相反,当自由水向结合水转化时,新陈代谢就缓慢。
⑵亲水性物质蛋白质、淀粉、纤维素的吸水性依次递减,脂肪的亲水力最弱。
3.细胞内产生水的细胞器
核糖体(蛋白质缩合脱水),叶绿体(光合作用产生水),线粒体(呼吸作用产生水),高尔基体(合成多糖产生水)。
4.易混淆的几组概念
⑴赤道板和细胞板:赤道板是指有丝分裂中期染色体着丝点整齐排列的一个平面,是一个虚拟的无形结构。而细胞板则是在植物细胞有丝分裂末期,在原赤道板的位置上形成的将来要向四周扩展成新的细胞壁的结构,是有形的,实实在在的,其形成与高尔基体有关。
⑵细胞质与细胞质基质:细胞质是指细胞膜以内,细胞核以外的全部原生质,包括细胞质基质和细胞器。细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所,例如有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸就是在此进行的。
5.有丝分裂相关知识小结
⑴细胞周期的起点在一次分裂结束之时,而非一次分裂开始之时。
⑵低等植物细胞由于有中心体,因此有丝分裂是由中心体发出星射线形成纺锤体。中心体在分裂间期完成复制。
⑶蛙的红细胞有细胞核,因此可直接通过细胞分裂(无丝分裂)进行增殖,而哺乳动物成熟的红细胞无核,不能直接通过分裂进行增殖,是由骨髓的造血干细胞分化而来。
⑷着丝点的分开并非由纺锤丝的拉力所致,即使无纺锤体结构,着丝点也能一分为,使细胞内染色体加倍(如多倍体的形成)。纺锤丝的作用是牵引着子染色体移向细胞两极。
6.解读对有丝分裂曲线图
有丝分裂的全过程分为分裂间期和分裂期(又分为前期、中期、后期和末期),实际上是一个连续的变化过程。各时期划分的依据主要是细胞核形态的变化。
分裂间期:包括复制前期(G1期)、复制期(S期)和复制后期(G2期)。G1期从细胞前一次分裂结束到 DNA 合成开始,在此时期,主要进行 RNA 和各类蛋白质的合成。当细胞开始进行 DNA 的复制,就意味着进入 S期,在此期间,DNA 的复制和组蛋白 (构成染色体的主要蛋白质)的合成基本完成。接着进入 G2期,同样有活跃的 RNA 和蛋白质合成,为纺锤丝形成等做准备。
G2期结束后,细胞便进入分裂期。标志前期开始的第一个特征是染色质不断浓缩,实质上是染色质的螺旋化、折叠和包装过程。此时出现纺锤体线状纤维。随着前期的发展,染色质进一步缩短、变粗,已经能够看到每条染色体包含2条染色单体了。前期末核膜解体、核仁消失。核膜一解体就意味着进入分裂中期。中期染色体排列于赤道板,染色体、纺锤体十分明显。后期的特征是染色体分成两组子染色体,两组子染色体朝两极移动。后期开始,几乎所有的姐妹染色单体同时分离。末期是染色体到达两极,直至核膜、核仁重新出现,形成子细胞。核膜、核仁重新出现与细胞板的扩散同步,此时一个细胞分成两个细胞,在时间上很短。综上所述,有丝分裂各时期染色体、DNA 的变化可用下图来表示:
7.细胞分裂与细胞分化的区别与联系
联系:都是生物体重要的生命特征。细胞分裂与分化往往相伴相随,常常出现边分裂边分化的现象。其次,细胞的分化并不是单个或少数细胞的孤立变化,而必须以细胞增殖生成一定数量的细胞做基础。
8.常见的原核生物及与之易混淆的真核生物
专题二 新陈代谢
1. 对绿色植物新陈代谢全过程的认识
绿色植物新陈代谢包括四个方面,它们之间的关系是:根从土壤中吸收水和矿质元素离子。根吸收的水和叶吸收的 CO2是光合作用的原料。矿质营养为光合作用、呼吸作用的酶、ATP、色素等提供必需的元素,光合作用为呼吸作用提供有机物,呼吸作用为植物(除暗反应外)的生命活动提供能量,因而四个代谢过程既相互独立又密不可分。此外,根吸收必需的矿质元素与光合作用产物可以合成植物体必需的各种化合物,这是植物一切重要生命活动的基础。
2.三大营养物质消化和代谢的终产物三大营养物质消化的最终产物分别是葡萄糖、甘油和脂肪酸、氨基酸,是在消化道(主要是小肠)内完成。而三大营养物质代谢主要在细胞内完成,代谢的最终产物都有二氧化碳和水,蛋白质代谢的最终产物还有尿素。
3.微生物的营养类型
4.各种能源物质之间的相互关系
由图可知:⑴生命活动的直接能源物质是 ATP。⑵糖类是细胞内的主要能源物质,脂肪是生物体的储能物质,蛋白质通常不做能源物质。⑶糖类等有机物所含的能量最终来自绿色植物的光合作用所固定的太阳能,因此,生物体生命活动的最终能源是太阳能。⑷生物体内的高能化合物除 ATP 外,在动物和人体骨骼肌中还含有磷酸肌酸。当人或动物体内由于能量大量消耗而使ATP过分减少时,磷酸肌酸可把能量转移给 ADP形成 ATP。
5.ADP与 ATP转化发生的场所、生理过程小结(+ 表示是,- 表示否)
专题三 生命活动的调节
1.地心引力与生长素的极性运输生长素的极性运输不是地心引力所致,在太空失重状态下极性运输依然存在,因此,顶端优势不会消失。向光性也不会消失。但根的向地性和根的背地性会消失。
2.研究动物激素生理功能的几种实验方法
⑴饲喂法:如用甲状腺激素制剂的饲料喂养蝌蚪或在其生活的水中加入甲状腺激素。
⑵摘除法:如摘除小狗的甲状腺。
⑶割除移植法:如割除公鸡的睾丸并植入母鸡的卵巢。
⑷摘除注射法:如摘除小狗的垂体并注射生长激素。
3.兴奋在神经纤维上的传导兴奋在突触间的传递是单向的,因此沿着反射弧的传递也是单向的,但是兴奋在神经纤维上的传导是双向的。为什么教材中的图显示的传导方向是单向的呢?这是因为在动物体内神经元接受刺激的地方通常是神经末端,从而决定了反射弧中兴奋在神经纤维上的传导是单向的。
4.激素调节和相关激素间的作用
从图中可知:⑴下丘脑是机体调节内分泌活动的枢纽。下丘脑对其他腺体的调节既可以通过分泌促激素释放激素来影响垂体的分泌活动,而间接地调节腺体对激素的合成与分泌,如促甲状腺激素释放激素,促性腺激素释放激素;也可以通过某种神经对腺体进行调节,如对胰岛和肾上腺的调节。⑵垂体具有调节、管理其他内分泌腺的作用,这个作用是通过分泌促激素实现的。⑶直接对人和高等动物的新陈代谢、生长发育和生殖等生理活动起调节作用的激素、甲状腺激素、促性腺激素。
5.人体内几种常见激素的化学本质
6.脱水与渗透压的变化
脱水是指人体大量丧失水分和钠盐,引起细胞外液严重减少的现象。按其严重程度的不同,可分为高渗性脱水、低渗性脱水和等渗性脱水。
专题四 生物的生殖和发育
1. 植物的精子和卵细胞的形成过程
⑴精子的形成过程: 1个小孢子母细胞→4个小孢子→4个营养核和 4个生殖核,其中 4 个生殖核再经过一次有丝分裂,产生 8个精子(形成 4个花粉粒)。因此,每个花粉粒中的 2个精子是同源的,其基因组成也是一样的。
⑵卵细胞的形成过程:
1个大孢子母细胞→4 个大孢子(其中 3 个退化,剩下 1 个大孢子) 经三次有丝分裂 8个核(形成 8核胚囊,其中包括 1个卵细胞和 2个极核)因此,卵细胞和 2个极核是同源的,其中的染色体都是体细胞的一半,基因组成也是完全相同的。由此可见,植物的精子和卵细胞并非减数分裂直接产生的,与动物的精子和卵细胞的形成过程不同。
2.原肠胚三胚层分化的器官和系统
外胚层:皮肤的表皮及其附属结构(包括汗腺、皮脂腺、毛发、指甲等),口腔上皮细胞及唾液腺,神经系统和感觉器官(指眼、耳、鼻)
中胚层:皮肤的真皮,运动系统(包括骨骼和肌肉),循环系统(包括心脏、血管、血液及淋巴器官、淋巴管和淋巴),内脏器官的外膜包括肠系膜、大网膜),排泄系统,生殖系统。
内胚层:消化道上皮、呼吸道上皮以及由此退化而来的器官或结构(如肝脏和胰腺,但不包括口腔上皮和鼻腔的鼻黏膜。
3. 被子植物个体发育不同阶段的营养供应
胚在形成过程中,所需营养由胚柄吸收营养来提供;胚发育成幼苗所需营养由子叶(无胚乳种子)或胚乳(有胚乳种子)提供;幼苗经营养生长、生殖生长成为性成熟植物体的过程所需营养均来自自身光合作用。
4.被子植物果实各部分的来源、染色体数目及基因型(假设亲本体细胞中染色体数目为 2N)
说明:胚包括子叶、胚芽、胚根和胚轴四部分,四部分的染色体、基因型均相同。
5.判断有丝分裂和减数分裂的一般方法
说明:该方法只适用于二倍体生物。若是处于分裂后期的细胞,应该看移向同一极的一套染色体中是否存在同源染色体。
专题五 遗传、变异和进化
1.X 染色体和 Y 染色体也是一对同源染色体虽然二者在形态、大小上都不相同,但它们也是一对同源染色体。
2.遗传性状、遗传信息、遗传密码、反密码子的比较
遗传性状:生物表现出来的形态特征和生理特征,其体现者是蛋白质,由遗传信息决定。
遗传信息:基因中能控制生物性状的脱氧核苷酸的排列顺序。
遗传密码:又称密码子,是指 mRNA 上能决定一个氨基酸的 3个相邻的碱基。密码子共有 64个,而能决定氨基酸的密码子只有 61个,有 3个终子密码子不决定任何一个氨基酸。
反密码子:是指 tRNA 的一端的三个相邻的碱基,能专一地与 mRNA 上的特定的 3个碱基(即密码子)配对。四者的主要区别是存在的位置不同,功能不同。从分子水平看,生物遗传的实质是基因中脱氧核苷酸的排列顺序(遗传信息)从亲代传递给子代的过程。
3基因分离定律和自由组合定律适用的条件
⑴有性生殖的生物的性状遗传,基因分离定律的实质是同源染色体上等位基因的分离,自由组合定律的实质是同源染色体上等位基因在分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合,而同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合是有性生殖的生物进行减数分裂时特有的行为。
⑵真核生物的性状遗传,原核生物或非细胞结构的生物不进行减数分裂,不进行有性生殖。
⑶细胞核遗传,只有细胞核中的基因随染色体的规律性变化而呈规律性变化,细胞质遗传表现出母性遗传的特性,并且后代的性状都不会出现一定的分离比。
⑷只有位于非同源染色体上的两对(或多对)基因才按自由组合定律向后代传递,而位于一对同源染色体上的两对(或多对)基因则是按照连锁与交换定律向后代传递的。
4.人类遗传病的五种遗传方式及特点
5.基因库、基因频率、基因型频率
基因库:是指一个种群所含的全部基因。每个个体所含的基因只是种群基因库中的一个组成部分。种群越大,基因库也越大,反之,种群越小基因库也就越小。当种群变得很小时,就有可能失去遗传的多样性,从而失去了进化上的优势而逐渐被淘汰。
基因频率:指某种基因在某个种群中出现的比例。如果在种群足够大,没有基因突变,生存空间和食物都无限的条件下,即没有生存压力,种群内个体之间的交配又是随机的情况下,种群内的基因频率是不变的。但这种条件在自然状态下是不存在的,即使在实验室条件下也很难做到。实际情况是由于存在基因突变、基因重组、自然选择以及遗传漂变和迁移等因素,种群的基因频率总是在不断变化的。这种基因频率的变化的方向是由自然选择决定的。所以生物进化的实质就是种群基因频率发生变化的过程。
基因型频率:是群体中任何一个个体的某一种基因型所占的百分比。
6.几倍体的判别
(1)如果生物体由受精卵或合子发育而来,则体细胞中有几个染色体组,就叫几倍体。染色体组数的判断方法可按:第一,细胞内相同的染色体(即同源染色体)有几条,就有几个染色体组;第二,在基因型中,同一种基因出现几次,则有几个染色体组,如体细胞中基因型为 AAaaBBBb的生物为四倍体,而AaBB 的生物则是二倍体
2)如果生物是由生殖细胞———卵细胞或花粉(花药)直接发育而来,则不管细胞内有几个染色体组,都叫单倍体。
7.终止子和终止密码,启动子和起始密码
⑴终止子和终止密码:终止子位于 DNA 上,属于基因非编码区下游的核苷酸序列。它特殊的碱基排列顺序能够阻碍 RNA 聚合酶的移动,并使其从 DNA模板链上脱离下来,从而使转录工作停止。终止密码位于 mRNA 上,共有三种:UAA、UAG、UGA,这三种密码子不能决定任何一种氨基酸,只做一条肽链合成的终止信号。
⑵启动子和起始密码:启动子位于 DNA 上,属于基因非编码区上游的核苷酸序列。启动子上有与 RNA 聚合酶结合点。只有在启动子存在时,RNA 聚合酶才能准确地识别转录起点,并沿着 DNA 编码区正常地进行转录。起始密码位于mRNA 上,只有一种:AUG,既决定一种氨基酸,同时做肽链合成的启动信号。
8.伴性遗传与二大遗传定律的关系如果是一对等位基因控制一对相对性状的遗传,则符合分离定律。如果既有性染色体又有常染色体上的基因控制的两对相对性状的遗传,则遵循自由组合定律。
专题六 生物与环境
1. 解读种群增长的“S”型曲线
当种群在一个有限的环境中增长时,随着种群密度的上升,个体间对有限空间、食物和其他生活条件的种内斗争必将加剧,以该种群为食的捕食者的数量也会增加,这就会使这个种群的出生率下降,死亡率增高,从而使种群数量的增长率(指在某一时间,某一种群数量条件下的瞬时增长率,可用 dN /dt表示)下降,当种群数量达到环境所允许的最大容量(K 值)时,种群数量将停止增长,即此时的增长率为 0,有时会在最大值上下保持相对稳定。当种群数量增长到 1 2K 值时,曲线有一拐点 P,在 P 点种群的增长速率最快,可提供的资源也最多,而又不影响资源的再生。当大于 1 2K 值时,种群增长的速率将开始下降。因此,在对野生动植物资源的合理开发和利用方面,当种群数量大于1 2K值时就可以猎取一定数量的该生物资源,而且获得的量最大,当过渡猎取导致种群数量小于 1 2K 值时,种群的增长速率将会减慢,获得的资源量也将减少,而且会影响资源的再生。所以在猎取资源时应注意保证剩余量在 1 2K值以上,这样才会有利于资源的再生和可持续发展。
2. 关于生态系统能量流动的知识归纳
⑴能量流动是生态系统的两大功能之一。
⑵能量流动的起点是从生产者固定太阳能开始的,流经生态系统的总能量是指生产者固定的太阳能的总量。
⑶在生态系统中能量的变化是:光能→生物体有机物中的化学能→热能,而热能是不能重复利用的,所以能量流动是单向的,不循环的。
⑷流入到各级消费者的总能量是指各级消费者所同化的能量,排出的粪便中的能量不计入排便生物所同化的能量中。
⑸能量流动之所以是单向的原因是:第一,食物链中各营养级的顺序是不可逆转的,这是长期自然选择的结果;第二,各营养级的能量大部分以呼吸作用产生的热能形式散失掉,这些能量是生物无法利用的。
⑹能量流动逐级递减的原因是:第一,各营养级的生物都因呼吸消耗了大部分能量;第二,各营养级总有一部分生物未被下一营养级利用,如枯枝败叶。
⑺生态系统的能量传递效率为 10% ~ 20% 的含义,是指一个营养级的总能量大约只有 10% ~20% 传递到下一个营养级。
3. 碳循环、氮循环、硫循环的比较
专题七 现代生物技术
1.受精作用、原生质体融合、动物细胞融合的比较三者的相同点是:都由两个细胞融合成一个细胞,并且融合而成的这个细胞中的遗传物质都是由原来的两个细胞决定的。三者的不同点是:①细胞类型不同。受精作用是精子和卵细胞融合为受精卵的过程,精子和卵细胞是有性生殖细胞;而原生质体融合和动物细胞融合中的细胞是体细胞。②细胞来源不同。用于受精作用的精子和卵细胞是来自同种生物个体;而原生质体融合和动物细胞融合的细胞一般来自不同的生物个体。③染色体数目变化不同(若体细胞中染色体为 2N),那么精子和卵细胞中的染色体为 N,受精卵中的染色体为 2N;而原生质体融合和动物细胞融合是两个体细胞融合成一个细胞,染色体为 4N。④融合条件不同。受精作用一般不需要人工方法促进细胞融合;而原生质体融合需要用物理法如离心、振动、电刺激等促进融合或化学法如用聚乙二醇诱导融合。而动物细胞融合常用灭活的仙台病毒作为诱导剂促进融合。⑤原生质体融合和动物细胞融合的原理基本相同。植物细胞去壁后就是原生质体,因此原生质体融合这一概念一般用于植物细胞。
2.植物体细胞杂交和多倍体育种的比较
两者的相同点是:都采用一定的方法,通过改变细胞或植株染色体的数目来改变遗传物质,从而改变生物体的遗传性状,从中选育出符合人们要求的新品种。两者的不同点是:①基本原理不同。多倍体育种的原理是染色体数目变异,植物体细胞杂交的原理是原生质体融合和组织培养。②方法不同。多倍体育种常用的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,使染色体加倍;植物体细胞杂交则是通过原生质体融合和组织培养得到杂种植株。③染色体来源和数目不同。通过染色体加倍得到的多倍体植株,它的染色体是原来的二倍,且来自同种同一个体。而通过体细胞杂交得到的杂种植株,染色体是两个细胞中染色体之和,且一般来自不同种,如“白菜—甘蓝”的染色体数是白菜和甘蓝的染色体数之和。
4. 植物体细胞杂交和杂交育种的区别
植物体细胞杂交克服远源杂交不亲和的障碍,可以培育作物新品种。)
5. 植物组织培养与动物细胞培养的区别
动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植、核移植等。其中,动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。)
1、1914~1916年,清水作为旋转钻井的洗井介质,即开始使用“泥浆”。
2、从20~60年代,以分散型水基钻井液为主要类型的阶段
3、70-80年代,以聚合物不分散钻井液为主要类型的阶段 聚合物钻井液是国内外水基钻井液发展最迅速的一类,它的出现标志着钻井液工艺技术进入了科学发展阶段。聚合物钻井液大体上又分为以下几种类型:(1)部分水解聚丙烯酰胺体系;(2)氯化钾聚合物钻井液体系;(3)羟乙基纤维素体系;(4)聚丙烯与聚乙二醇共聚物(COP/PPG)体系;
90年代以来,(1)聚合物钻井液进一步发展(2)MMH钻井液(3)合成基钻井液(4)聚合醇钻井液(5)甲酸盐钻井液(6)硅酸盐钻井液
我国钻井液技术有 :
低固相不分散聚合物钻井液技术在我国得到全面推广。开始时仅使用聚丙烯酰胺单一型聚合物絮凝剂,以后陆续研制成功不同基团、不同分子量的聚合物处理剂,形成了多种聚合物钻井液体系。聚合物钻井液主要应用于井深4000m以内的井,在当时曾有力地配合了高压喷射钻井,大大地提高了钻井速度。由于聚合物处理剂具有良好的护壁作用,所研制的钾基聚合物钻井液在很大程度上解决了泥、页岩地层的坍塌问题。
80年代初期,研制成功了油包水乳化加重钻井液,并在华北、新疆和中原等油田得到成功应用,有效地解决了钻遇大段岩膏层和水敏性泥、页岩地层时所遇到的各种问题。
三磺(磺化丹宁或烤胶、磺化褐煤和磺化酚醛树脂)钻井液在全国推广使用后,创下了钻超井7175m的纪录。
钻井液处理剂、原材料品种迅速增加,质量不断提高。1978年,我国钻井液处理剂仅有40多种,1983年增至76种,1985年已达到16个门类,共129种。
在新的起点上对聚合物钻井液进行了全面、系统的研究,研制出两性离子聚合物钻井液和阳离子聚合物钻井液等新体系,并在全国许多油田推广使用,取得良好效果。将聚合物处理剂的类型从阴离子扩展到阳离子、两性离子,并对大、中、低分子量聚合物处理剂及其复配作用在抑制性、降滤失、降粘作用机理方面进行了系统研究。在此基础上研制出以FA-367、XY-27和JT-888等处理剂组成的两性离子聚合物钻井液体系,和由阳离子包被剂、降滤失剂、降粘剂、防塌剂等组成的全阳离子聚合物钻井液体系;
为保护油气层,提高钻速,实现欠平衡压力钻井,发展了泡沫和充气钻井液技术。其中使用泡沫钻成的油井的井深达到3232m。
为了有效地解决井壁失稳问题,系统地研究了各类钻井液及其处理剂与井壁稳定性的关系,研制出了各种具有强抑制性的防塌钻井液体系,并研制出可对付复杂盐膏层的过饱和盐水钻井液和油包水乳化钻井液等。
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前言
野外采集到的化石,几乎都被围岩包裹或充填着,在能够开展研究工作之前,必须进行整理。整理工作第一步是把化石从围岩中修理、暴露出来,使标本易于被观察和研究第二步是给化石编号配标签,注明产地、层位,使标本具备完整的科学研究价值。整理过程中,最困难、最复杂、技术含量最高的一步,就是化石的修理。修理是指在不损伤化石的前提下,把包裹或填充化石的围岩去掉,暴露出化石的重要结构和构造。第二步工作虽然技术难度不大,但非常重要,精心修理出来的化石如果缺失必要的信息,会大大降低其科研价值,造成标本资源和野外工作的极大浪费。为了指导和规范脊椎动物化石标本的修理工作,并为进一步的室内研究打下良好基础,特制定本规程作为脊椎动物化石整理工作的指导性规范。
本规程由国家科技基础条件平台提出。
本规程起草单位:中国科学院古脊椎动物与古人类研究所。
本规程起草人:刘丽萍,丁今朝。
本规程由国家岩矿化石标本资源共享平台负责解释。
1 范围
本规程规定了脊椎动物化石标本修理的内容、工具、步骤、方法及各种注意事项。
本规程适用于脊椎动物化石标本的修理与保存。
2 规范性引用文件
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自然科技资源共性描述规范脊椎动物化石标本资源分级归类与编码.2006
3 术语和定义
3.1 脊椎动物化石(vertebrate fossil)
脊椎动物化石是经过石化的脊椎动物的遗骸(或遗迹),包括早期脊索动物和脊椎动物在内的无颌类、鱼类、两栖类、爬行类、鸟类以及哺乳类的实体化石、遗物化石(如卵化石、粪便化石)和遗迹化石(如足印化石)等。
3.2 标本的整理
对所获得的脊椎动物化石标本进行清理、修理、加固、编号、登记、建档,以及与本标本有关的图像、资料的收集归档工作。
4 古脊椎动物化石的整理
4.1 整理前的准备
4.1.1 修理工具及主要设备
实体显微镜、放大镜、剔针、锤子、錾子、电磁式雕刻机、钢笔型气动雕刻笔、喷砂机、空气压缩机、磨制工具、塑料滴管、洗耳球、小刷子、镊子等。此外,根据实际工作需要,还可自制一些适合个人使用的工具。
4.1.2 标本加固、粘接原材料及配置方法
标本加固的原材料比较常用的有丙酮、硝基清漆和聚乙烯缩丁醛,主要用来配置标本加固用的稀胶。稀胶为硝基清漆或聚乙烯缩丁醛兑丙酮的溶解液,浓度一般为30%~40%,在实际操作中可视标本状况调整溶剂和溶液的量来改变稀胶的浓度。丙酮和硝基清漆为日常化工用品,易燃易爆,配制好的稀胶要注意避免高温日晒。
标本粘接使用的胶包括不饱和聚酯树脂、AB胶(环氧树脂)和502胶(氰基丙烯酸酯)等。
4.1.3 修理人员防护用品
护目镜、防尘(毒)口罩、耳塞和手套等。
4.1.4 标本盛放材料
塑料盒、塑料(或硬纸)托盘、锦盒和用于标本图像信息保存的照片册、光盘包(盒)等。
4.1.5 修理室工作环境要求
修理标本的场地要有足够的空间及相应的工作平台、椅子(凳子)等,将标本展开摆放修理的过程中会产生大量细微的尘埃,配制的加固剂、黏结材料具有挥发性和腐蚀性,对修理人员和仪器(如显微镜)都是有害的,因此修理室要安装良好的通风、除尘设备,修理人员可佩戴防尘(毒)口罩。
4.2 非微体脊椎动物化石的修理程序及步骤
4.2.1 野外资料的准备
处理从野外采集回来的标本时,首先应该核对是否有相应的野外采集记录和照片,尤其是处理套箱和石膏包时更为重要,这样可以了解套箱或石膏包内标本的分布情况,做到心中有数。
4.2.2 暴露化石
暴露简单包装的化石比较简单,只要在打开包装之前注意记录下包装外的标本号和相关信息就可以了。石膏包和套箱比较复杂,有一些注意事项。
打开石膏包,应从绷带头开始操作,绷带头一般都应露在最上面,找到后用水把石膏弄湿变软,绷带就很容易打开了。有些时候,石膏包被弄得很光滑,石膏层很厚,看不见绷带头,遇到这种情况,可以凭石膏包的形状看出绷带缠绕的顺序,将石膏包外面用水浸湿,用工具将表面石膏凿掉露出绷带,然后用剪刀或锯小心地将绷带去掉。为了保险起见,最好不要使用锤子和錾子敲击。
4.2.3 标本加固
打开石膏包之后,如果标本是从松软的围岩中采集回来的,应对标本进行加固。标本要尽量清理干净,然后用塑料滴管小心地往标本缝隙里滴注稀胶。先用浓度约10%的稀胶将整个标本完全浸透,再用浓度约30%~40%的稀胶反复浇灌几次,直到标本不能渗入稀胶为止。
4.2.4 标本修理
4.2.4.1 立体式化石的修理
4.2.4.1.1 大型化石的修理
一些大型的脊椎动物骨骼(如肢骨、椎体),通常还是采用传统的机械修理方法,使用锤子和錾子。应该同时配备几种不同型号的锤子和錾子,以应付各种岩性和大小不同的标本。
在用锤子和錾子修理标本之前,很重要的一点是要把标本固定好。比较结实和大块的标本可以直接用沙袋垫稳,也可以在标本下垫上软的橡胶垫或将标本直接放在沙箱里修理,以减轻对标本的震动。一般采取先去薄、后修露的办法,在化石没有暴露之前,应一层一层地揭开围岩直到露出化石,或从围岩最少的部分开始,一点点地去掉围岩。錾子应该磨得锋利一些,可以减少对标本的震动,当錾子很靠近化石时,就不宜磨得太锋利了,这样容易伤及化石。修理过程中,锤子敲打錾子的方向和力度也很关键,不能贪多、图快,保持耐心和细心很重要。
在修理过程中,如果不小心把标本弄断了,就需要及时修复。在黏结标本时应根据标本的情况而定。断茬比较整齐、标本较结实时,可以先将各块修理好之后再黏结回去,反之就应该先黏结、加固后再修理。在黏结时选择粘合剂要依标本碎块的大小和质量不同而定,若标本碎块很轻、很小,接缝吻合较好,最好用硝基清漆或502胶。如果碎块大、标本较重,在粘接面上则需用不同的黏合剂,目前一般选用不饱和聚酯树脂或AB胶,只是要注意使用的量要合适,因为这种胶一旦硬化后很难再用化学方法处理掉。
在修理立体标本时,修好一面后,需清理干净加固,翻过来放在厚泡沫橡胶垫上再修理另一面。头骨的修理比其他部位要求更高,在修理另一面之前对已修好一面的保护非常重要。修理完的一面可以用石膏托,也可以用聚乙二醇4000(可溶蜡)做底托保护起来。可溶蜡在温水(大约40℃左右)中就可溶解,修理完成后,很容易去掉。
4.2.4.1.2 小型化石的立体式修理
在修理立体式较小型、复杂的标本(特别是头骨)时,通常需要在双目实体显微镜下进行。应先了解该标本的一些基本的解剖学知识,找一些相关的图片资料。显微镜最好选用具有长臂的滑动杆,这样操作范围会比较大。
修理这类化石要使用小型的修理工具。如果围岩较坚硬,一般小型工具就比较受限制,可以使用电磁式雕刻机。这种机器的冲击频率大约为50~60Hz冲击次数大约为每秒60~120次,冲击频率可以调整以适应硬度不同的岩石。需要注意的是用劲不能太大,否则会使标本表面留有针尖击打的痕迹。修理下来的岩石碎屑和碎块可用橡胶吹风球吹掉。
对头骨的处理方法同处理单个骨骼一样,但难度一般更大、要求更高,所以应该更仔细。首先应该先将标本的一面轮廓露出来,再将需要掏空的地方如眼孔、颞孔等一点点掏出围岩。对头骨内部结构不太常见或埋藏中变形的化石修理时就更应该小心,并边修理边加固新修出的部分。修理一些复杂部位时,还需用一根弯针,应尽可能将头骨内部结构暴露出来。如果不小心将化石修掉了一点,即使很小,也应该立即将掉下来的碎块在显微镜下粘回到原来的位置。修理的工作台要尽量保持干净,便于找到掉下来的碎化石。
4.2.3 板状化石的修理
板状化石大多属于海相沉积或是湖泊、河流沉积,一般以鱼类、水生爬行类动物和鸟类居多。此类化石骨骼部分几乎都被压成扁平状,甚至能将软组织、皮肤及其衍生物的构造保存下来。修理这类化石不仅技术要求很高,工具也应该很精细。通常在市场上能买到的像钢笔一样的圆形夹头(电子仪器和钟表修理用的手捻)和牙科用的神经针柄再配上大小不同的普通缝衣针就是一把精细的剔针,针尖可用油石打磨另一种针是由从国外买回的由不同的几种型号高碳钢制成,可以把它们直接装在卡头上,但打磨时需要特制的金刚砂轮片。从医疗器械商店买到各种精细的牙科刮刀,也可以当作剔针使用。有的技术人员可以自己制作一些小工具,以适应不同岩性的化石修理工作。
如果化石碎成了很多块,修理的第一件事就是拼接化石,如果有野外照片并有编号,拼接工作就会比较简单,如果没有这些参考,就只能先根据骨缝、颜色、厚度和岩板的天然接缝把它们分成各组,把碎化石拼成较为完整的大块,用胶进行黏结和加固后再进行修理。比较酥松的标本还可以先用石膏做一个底托或直接镶在木箱里,这样修理时既利于搬运,又不损坏化石。在修这类化石时一定要选用长臂的高倍光学体式显微镜,放大倍数为6~31倍,可以更清楚地看到极细微的部分。这类化石多采自页岩,不能用工具直接从缝隙撬开,这样极容易将化石沿层面劈成两片,应顺着层理一层层剥离。在熟练的情况下可以使用快速雕刻机将标本的大概轮廓先暴露出来,细微的部分再用剔针小心修理。有时标本和围岩的界线不太分明或颜色较接近,这时可以用小毛笔沾一点水(或丙酮),这样就比较容易区分化石和围岩了。修理这类标本应该由更有经验和技术的技师操作,才能保证得到精美的化石标本。
另一类比较典型的板状化石是海相灰岩和页岩中保存的化石,这类化石保存异常精美,但包围化石的围岩十分坚硬而且化石与围岩的性质和颜色趋于接近,这给修理增加了一定的难度。这类化石本身坚硬,在修理前几乎不必对化石进行加固处理。修理时应从已经暴露出的骨骼或比较好修的地方开始,千万不能想当然盲目操作,否则很容易将化石误作围岩修掉。锤、錾只能用来除去大块围岩,将标本的大致轮廓暴露出来,标本附近要改用小工具在显微镜下细修。
近年来有一种更好的修理工具,即钢笔型气动雕刻笔,它以空气压缩机为动力,利用高频冲击粉碎围岩,对标本的振动很小,还可以把标本修理得很干净,能达到锤、錾和雕刻机达不到的效果。
4.2.4 修理人员的职业道德
修理人员在修理过程中要客观地对待每一件化石标本,绝对不能靠主观意识去修理或美化标本。另外,在修理过程中有可能遇到一些与围岩不一样的地方,它们很有可能是皮肤或衍生物等,这些是能给科学研究带来信息的,修理时要随时与研究人员保持密切联系,绝不能擅自处理或丢弃一些貌似无用的东西。
4.3 微体化石挑样
微体化石一般通过筛洗获得,一般不需要进一步的修理,只需要把化石从砂样中挑选出来即可。
挑样前要了解从野外运回包装箱(袋)内砂样的数量及野外编号,并与装箱登记单核对是否一致。
野外筛洗好的砂样挑样时还要进行筛选,用三个大小不同网眼的筛子将砂样分成粗、中、细三种类型。筛子网眼最大的放在上层,最密的放在下层。网眼分别为10、20、35目,分选出的样品分别进行挑选。
挑样工作必须在高倍光学体式显微镜下进行,放大倍数为6~31倍。粗细不同的砂样选择不同的放大倍数,直到看清楚为止。在显微镜下方放一塑料(金属)小盘,在小盘内装适量砂样,小盘从左向右或自上而下移动,仔细辨别化石。一旦发现化石或疑似碎屑,就用小镊子小心地将化石夹住放在标本盒内。把骨骼化石、破碎牙齿、完整牙齿分别盛放在不同的小标本盒中。如果牙齿表面、齿冠附有泥沙或结核,可用细软小毛笔在显微镜下清理,结核等粘连物可用小剔针剔除。
每个盛放标本的小盒盖上一定要贴上或标注上该标本的野外编号,切记不同层位和地点的化石要分开放置。
4.4 室内编号及标签
4.4.1 室内编号
为便于脊椎动物化石标本的研究和馆藏,对修理好的标本都要进行编号。编号规则可根据各保存单位的具体情况进行规定。如果标本足够大,编号应尽可能地标注在标本上,如果标本太小,编号无法标注在标本上,则要用一个合适的容器把标本盛放好,把编号标注在容器上。编号和对应的标本应建立完整的档案系统,以便于今后的查对。
4.4.2 标本标签
每件入库的标本,都应当附有一份标签。标签内容至少应该包括以下几项内容:编号、名称、描述、采集、地点、标本时代、采集人及采集日期。
4.4.3 标本分级
按标本的客观价值、稀有珍贵程度将化石标本分为不同的级别,方便进行管理。脊椎动物化石一般可分为三级:①正型标本,以两个红色圆点表示②副型标本或用于图版、插图的标本,在标本上以一个红色圆点表示③其他归入标本,在标本上无特殊标志。
4.4.4 录入计算机
目前有条件的标本保存单位,都应该将标本资料及图像录入计算机。
4.5 标本照相
尽可能对每件标本进行照相,典型标本要从多角度或细部进行拍照,并附比例尺,以了解标本的实际尺寸。背景一般选一块与标本颜色反差较大的平绒布为好,必要时辅助一些垫物,以使标本达到一个合适的位置和角度。每张照片需按标本编号进行编号,以做到照片和实物一致,方便查阅。标本照片应单独建立档案。
4.6 野外资料的清绘、整理
野外发掘日志、布方平面图、地层剖面图、发掘探方图等铅笔勾绘的图件,室内都需要进一步清绘,并复制备份。野外照相和摄像信息要逐一整理,并刻录成VCD或DVD光盘,以永久保存。野外发掘各种数据信息要在计算机中重新排列并进行简单的统计核实,看是否有错误数据,并将这些信息刻录成光盘。
4.7 包装、入盒放置
整理好的脊椎动物标本可以入盒存放,避免标本堆放在一起相互碰撞、摩擦而损坏标本。根据标本大小不同,可采用塑料盒、纸标本盒、塑料(硬纸)托盘等作为盛放容器,容器内可用软纸、棉花等做衬料,保证标本在盒内相对稳定,盒内需附一份标本标签。