溶酶体的发现结构疾病
第一篇：溶酶体的发现结构疾病
溶酶体的结构、功能与疾病
真核生物细胞器 溶酶体的研究综述
摘要：溶酶体(lysosomes)是具有一组水解酶、并起消化作用的细胞器。溶酶体为细胞内的一种细胞器，外被单位膜，内含多种更至些壁堕，能分解各种内生性或外源性物质，被视为细胞内的消化装置。所有动物细胞(除成熟的红细胞外)和许多植物细胞均有溶酶体。它是细胞普遍存在的一种细胞器。内部基质含有多种高浓度的酸性水解酶。许多研究表明，溶酶体态细胞的正常生理活动、病理过程和药理作用等方面都多有非常重要的作用。本文将从溶酶体的发现、化学组成、结构、发生、功能极其与人类的关系等多个方面对之展开深入探讨。 关键词：溶酶体 发现 化学组成 结构 发生 功能
前言：溶酶体(lysosome)为细胞浆内由单层脂蛋白膜包绕的内含一系列酸性水解酶的小体。是细胞内具有单层膜囊状结构的细胞器，溶酶体内含有许多种水解酶类，能够分解很多种物质，溶酶体被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化系统”。 Christian de Duve(1955)在大鼠肝脏中，从比线粒体分区稍轻的地方得到含有水解酶的颗粒分区，并以可进行水解(lyso)的小体(some)这个意义而命名为溶解体(lysosome)。溶酶体中含有40种以上的酸性水解酶，是在酸性区域具有最适pH的水解酶组。据电子显微镜观察，溶酶体是由6～8毫微米厚的单层膜所围着的直径为0.4微米至数微米的颗粒或小泡。由于其形态极其多样化，所以把对酸性磷酸酶活性为阳性的物质鉴定为溶酶体。溶酶体可分为三大类，初级溶酶体(primary lysoso-me)、次级溶酶体(secondary lysosome)和残余小体。溶酶体是由高尔基体断裂产生，单层膜包裹的小泡，数目可多可少，大小也不等，溶酶体的pH为5左右，是其中酶促反应的最适pH。
1 溶酶体的发现
1955年de Duve与Novikoff首次发现溶酶体(lysosome)。德迪夫(DE Duve,Christian Rene) 比利时细胞学家。在二十世纪的五十年代初期，Christian de Duve 和他的同事在研究亚细胞组分时发现了溶酶体，不过，溶酶体的发现带有很大的偶然性。
de Duve 对胰岛素在碳水化合物代谢中的作用很感兴趣, 他打算通过对葡糖-6-磷酸酶在细胞内的定位来研究胰岛素对碳水化合物代谢的影响, 该酶在细胞内的作用是向血液中释放葡萄糖。
在试验中，他们选用酸性磷酸酶作为对照，因为酸性磷酸酶并不参与碳水化合物的代谢。他们先用0.25M的蔗糖对肝组织进行匀浆，然后用差速离心分离细胞组分。实验中发现葡糖-6-磷酸酶总是与微粒体在一起被分离。这一发现非常重要，因为当时人们普遍认为微粒体就是破碎的线粒体囊泡，由于葡糖-6-磷酸酶只与微粒体相关, 并不与线粒体一起被分离, 这就有理由推测, 微粒体是不同于线粒体的细胞结构。 另一方面，他们发现虽然在离心分离的线粒体组分中酸性磷酸酶的浓度最高，但也只占肝细胞中酸性磷酸酶总量的10%, 还有90%的酸性磷酸酶在离心分离过程中是如何分部的并不了解。当时他并没有重新分析实验结果，因为时间太晚了,于是将样品放在低温下冷藏起来。可是，几天后当他重新分析分离样品的酸性磷酸酶时，发现活性比原来高出了10倍。于是 de Duve 推测∶某些酸性磷酸酶在分离的线粒体组分中可能被"隐藏"了，在冷藏过程中酸性磷酸酶被某种因素激活。于是他对冷藏的线粒体分离样品重新离心，将线粒体沉淀后分析上清液中酸性磷酸酶的活性，发现上清液中的酸性磷酸酶的活性提高了，这就是说,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。
虽然这一发现与de Duve原来的研究目的无关，但是他决定继续研究下去，因为他意识到这种发现有某种重要性。他很快发现除了冷藏之外还有其它的一些处理也可以提高酸性磷酸酶的活性。他们发现在样品匀浆过程中，通过冷冻、加热、添加去垢剂等都能够提高肝组织匀浆液中酸性磷酸酶的活性。由于所采取的措施都是促进膜的破裂, 于是推测∶酸性磷酸酶位于膜结合的细胞器中，因为他们用于分析酸性磷酸酶活性的底物都是不能通过扩散穿过膜的双脂层, 只有膜破裂之后待酸性磷酸酶释放到溶液中才能测到酶的活性。
细胞内有很多种膜结合细胞器，酸性磷酸酶到底存在于何种膜结合细胞器中? de Duve 原先将酸性磷酸酶定位在线粒体中，后来在一次偶然的实验中，否定了这一假设。他的一位学生在离心分离线粒体时，并没有用超速离心而是用了较低的速度，这种较低速度的离心同样分离到大量的线粒体组分，但是在收集的线粒体组分中没有可检测的酸性磷酸酶的活性。这种偶然的发现导致de Duve相信酸性磷酸酶位于其它的膜结合细胞器中。
为了验证这一想法，他重新设计了分离线粒体的离心分离方法，按照原先的方法分离线粒体组分后，再调整离心速度重新进行离心分离，得到大小两部分(fraction)，发现与线粒体功能有关的酶,如细胞色素氧化酶, 存在于大的部分中，而酸性磷酸酶和另一些水解酶类(核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶、β-葡萄糖醛酸酶、组织蛋白酶)一起存在于小的部分中, 由于这5种酶都是小分子的水解酶, 于是de Duve认为大的部分是真正纯化的线粒体，而小的部分在细胞内行使消化作用，1955年他将这一部分命名为溶酶体。需要说明的是，de Duve发现的只是生化证据，并没有看到真正的溶酶体，在电子显微镜下观察到溶酶体是后来的事。
2 溶酶体的化学组成
溶酶体膜的成分主要为脂蛋白，含有较多的鞘磷脂成分。目前在溶酶体中已发现有60多种酸性水解酶，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。常见的有：酸性RNA酶、酸性DNA酶、酸性磷酸酶、蛋白磷酸酶、组蛋白酶、氨基肽酶、胶原酶、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、透明质酸酶、溶菌酶、酸性脂肪酶、磷脂酸磷酸酶和芳香基硫酸脂酶等(图)。这些酶的最适PH为5.0，在酸性环境中能把蛋白质、核酸、·多糖及脂类等分解成为氨基酸、核苷酸、单糖、游离脂肪酸等小分子。溶酶体内为酸性环境，溶酶体酶处于最佳活性状态。但在正常细胞内溶酶体酶不消化溶酶体自身的膜，这与溶酶体膜的结构和功能特征密切相关。构成溶酶体膜的蛋白质是高度糖基化的，可保护膜免受溶酶体内蛋白酶的消化。在细胞质一般为PH7.0—7.3在此环境中溶酶体酶的活性大为降低。(如图14-1)
溶酶体的标记酶(也叫特征酶)是酸性磷酸酶(acid phosphatase)，因此，可以在切片上用细胞化学的染色法显示出酸性磷酸酶，从而可以帮助识别溶酶体。
虽然溶酶体含有60多种水解酶，但并不是都包含在每一个溶酶体中，当然每一个溶酶体内也不仅仅含有一种酶。不同类型的溶酶体所含水解酶的种类是不同的，即使在同一个细胞内的溶酶体，所含的酶类也可能不同
3 溶酶体的结构
3.1 溶酶体的基本结构
溶酶体(lysosome)是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器，其主要功能是进行细胞内消化。
溶酶体具有异质性，形态大小及内含的水解酶种类都可能有很大的不同，标志酶为酸性磷酸酶。根据完成其生理功能的不同阶段可分为初级溶酶体(primary lysosome)，次级溶酶体(secondary lysosome)和残体(residual body)。
3.1.1 初级溶酶体
直径约0.2~0.5um膜厚7.5nm，内含物均一，无明显颗粒，是高尔基体分泌形成的(图1)。含有多种水解酶，但没有活性，只有当溶酶体破裂，或其它物质进入，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、磷脂酶类，已知60余种，这些酶均属于酸性水解酶，反应的最适PH值为5左右，溶酶体膜虽然与质膜厚度相近，但成分不同，主要区别是：①膜有质子泵，将H+泵入溶酶体，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。初级溶酶体多呈球形，内含物均一，不含明显的颗粒或膜的碎片。
图1 初级溶酶体 引自http://www.uni-mainz.de
3.1.2 次级溶酶体
这些都是消化泡(图2)，正在进行或完成消化作用的溶酶体，内含水解酶和相应的底物，可分为异噬溶酶体(phagolysosome)和自噬溶酶体(autophagolysosome)，前者消化的物质来自外源，后者消化的物质来自细胞本身的各种组分。此类溶酶体体积较大，形态不规则，具有异质性。
图2 次级溶酶体 引自http://www.uni-mainz.de
3.1.3 残体
次级溶酶体中消化不掉的物质便残留在溶酶体内，形成残余小体。常见的残余小体有形态不规则、内含脂滴、小泡及高电子密度的脂褐质小体，以及内含铁颗粒的含铁小体等。(图3)
图3 肝细胞中的脂褐质 引自《细胞生物学超微结构图谱》1989 3.2 溶酶体膜的稳定性
溶酶体的外被是一层单位膜， 内部没有任何特殊的结构。由于溶酶体中含有各种不同的水解酶类，所以溶酶体在生活细胞中必须是高度稳定的。溶酶体的稳定性与其膜的结构组成有关：
(1) 溶酶体膜中嵌有质子运输泵(H+-ATPase)，将H+ 泵入溶酶体内， 使溶酶体中的H+ 浓度比细胞质中高;同时， 在溶酶体膜上有Cl-离子通道蛋白，可向溶酶体中运输Cl-离子， 两种运输蛋白作用的结果，就等于向溶酶体中运输了HCl， 以此维持溶酶体内部的酸性环境(pH约为4.6～4.8)。
(2)溶酶体膜含有各种不同酸性的、高度糖基化膜整合蛋白， 这些膜整合蛋白的功能可能是保护溶酶体的膜免遭溶酶体内酶的攻击， 有利于防止自身膜蛋白的降解。
(3)溶酶体膜含有较高的胆固醇， 促进了膜结构的稳定。
3.3 大鳍鳠卵细胞发生中的溶酶体结构变化
为了进一步的说明溶酶体的结构，举大鳍鳠卵细胞发生中的溶酶体结构变化为例说明之：大鳍鳠卵细胞发生中的溶酶体结构变化活跃, Ⅰ期卵原细胞胞质内可见线粒体、高尔基体和少量呈球状的初级溶酶体。Ⅱ期卵母细胞胞质内可见多个球状溶酶体,溶酶体内的水解酶蛋白呈结晶态,多紧贴线粒体部分分布。卵母细胞质膜绉缩,胞质边缘可见大量球状和线状溶酶体分布。Ⅲ期卵母细胞内侧出现绒毛状卵膜结构,外侧出现“放射带”,球状的初级溶酶体结构消失,绒毛状卵膜与放射带之间可见大量线状溶酶体结构。
Ⅰ期:(图3a)间质细胞中的球形溶酶体结构具单层膜,含有高度电子致密的内含物。卵原细胞和间质细胞胞质中的溶酶体和线粒体结构紧贴
Ⅱ期卵母细胞胞质内球状溶酶体多见溶酶体内的水解酶蛋白呈结晶态(图8a)
Ⅱ期还可见质膜绉缩胞质边缘可见大量线状溶酶体分布
Ⅲ期球状 的初级溶酶体结构消失,绒毛状卵膜与放射带之间大量线状溶酶体
从大鳍鳠卵发生过程的超微结构观察中可见,随着卵膜的发生,溶酶体在结构特征也有相应的变化,即:由含结晶状水解蛋白的球状初级溶酶体→含颗粒状蛋白水解酶的次级球状溶酶体,大量线状溶酶体出现,卵母细胞质膜绉缩、拆迭改变→绒毛状卵膜发生,次级多泡溶酶体出现→放射带出现,由内向外的绒毛状卵膜、线状溶酶体、放射带三明治结构,球状溶酶
体移向颗粒状滤泡细胞质内。通过此示例可以更加具体的了解溶酶体的结构。
4 溶酶体的生物发生
溶酶体的形成是一个相当复杂的过程，涉及的细胞器有内质网、高尔基体和内体等。下图为溶酶体生物发生的简图。(图4)
图4 溶酶体的生物发生
一般认为，初级溶酶体主要是由高尔基体扁囊出芽生成的。溶酶体酶在粗面内质网上合成，经N连接的寡糖修饰，转运至高尔基体。在高尔基体的顺面膜囊完成对寡糖链的修饰，使其中的一个或多个甘露糖残基磷酸化形成甘露糖—6—磷酸(mannose—6—phosPhatc，M6P)。因为在高尔基体的反面膜囊有M6P受体，这样，溶酶体的酶通过与受体结合而和其他蛋白区分开来，并得以浓缩，最后以出芽的方式形成由网格蛋白(clathrin)包被的膜泡。有被小泡很快脱去包被，并与晚胞内体(tate endomme)融合。晚胞内体内的低PH(约5.5)使得溶酶体酶与受体分离。分离的受体返回高尔基体再循环，而溶酶体酶被裹进由晚胞内体出芽形成的一种不同的运输小泡中。在这个小泡中，酶被去磷酸化，然后，小泡很快就与溶酶体融合。M6P受体也存在于质膜上，推测它可与偶然分泌到细胞外的磷酸化的溶酶体酶结合，再通过有被小泡内化，形成有被小泡，与胞内体融合等类似的循环过程，最后把酶转移至溶酶体。目前的研究发现，溶酶体的发生可大致分为两种途径：甘露糖-6-磷酸途径和溶酶体形成的非M6P途径。
4.1 甘露糖-6-磷酸途径
甘露糖-6-磷酸途径(mannose 6-phosphate sorting pathway)是目前了解比较清楚的一种溶酶体发生途径，它的过程大致为：溶酶体的酶类在内质网上起始合成，跨膜进入内质网的腔，在顺面高尔基体带上甘露糖6-磷酸标记后在高尔基体反面网络形成溶酶体分泌小泡，最后还要通过脱磷酸才成为成熟的溶酶体。(如图5)
图5 溶酶体的酶寻靶过程、涉及的细胞器及机理(引自K1einsmith et.al.,1995)
大多数溶酶体的酶在寡糖链上含有甘露糖，在高尔基体内侧网络转变成6—磷酸甘霸糖。新形成的溶酶体的酶通过高尔基体，在高尔基体内侧网络与膜受体结合后被包进溶酶体分泌小泡，通过出芽形成自由的分泌泡。通过H+—质子泵调节溶酶体分泌小泡中的pH，使溶酶体的酶同受体脱离，受体再循环，溶酶体酶脱磷酸后成为成熟的初级溶酶体。
4.1.1 溶酶体酶蛋白的M6P标记
由于溶酶体的酶都是水解酶类，对细胞内的结构和化学组分具有破坏作用，所以它的形成必须有独特的机制加以保护。研究发现，溶酶体的酶上都有一个特殊的标记：甘露糖6—磷酸(mannose 6—phosphate，M6P)，这一标记是溶酶体酶合成后在糙面内质网和高尔基体通过糖基化和磷酸化添加上去的。
溶酶体的酶蛋白在膜旁核糖体上合成，通过信号斑的引导进入糙面内质网，在糙面内质网进行N—糖基化。在此过程中，溶酶体酶蛋白先带上3个葡萄糖、9个甘露糖和2个N—乙酰葡萄糖胺。然后切除3分子葡萄糖和1分子甘露糖后转运到高尔基体;在高尔基体内侧网络对N—连接的糖链进行磷酸化修饰，带上甘露糖6—磷酸的标记。
溶酶体酶蛋白的一级结构上通常有几段信号序列，在磷酸化时可形成信号斑，它是溶酶体酶蛋白多肽形成的一个特殊的三维结构，它是由三段信号序列构成的，可被磷酸转移酶特异性识别。(图6)
图6 信号斑
溶酶体蛋白的多肽上有三段信号序列，通过折叠，三个信号序列相互靠近形成信号斑结构
将磷酸基团添加到溶酶体酶的甘露糖的第6位碳上的反应是由两种酶催化的，第一种是N—乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶(N—acety8lucosamine phosphotransferase)，它有两个功能位点，一个是识别位点，能够同溶酶体酶的信号斑进行特异性结合;另一个催化位点，进行磷酸的转移。第二种酶是N—乙酰葡萄糖苷酶，功能是将N—乙酰葡萄糖胺切除。(图7)
图7 溶酶体酶蛋白信号斑与磷酸化酶相互作用
顺面高尔基体中的N-乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶有两个功能位点，一个识别位点能够识别信号斑并与之结合;催化位点与高甘露糖N-连接的寡聚糖以及UDP-GlcNAc结合。
反应中磷酸基的供体是UDP—N—乙酰葡萄糖胺(N-acetyglucosamine，GlcNAc)，甘露糖残基磷酸化的位点是第6位碳原子。每个溶酶体酶蛋白上有8个甘露糖残基，至少有一个甘露糖残基被磷酸化，也会有多个甘露糖残基磷酸化的情况发生。溶酶体酶蛋白的甘露糖一旦被磷酸化，就带上了6—磷酸标记，通过这种修饰作用，内侧高尔基体中的pH由7转变成6。(图8)
图8 溶酶体酶蛋白甘露糖残基磷酸化的生化反应
4.1.2. 溶酶体酶的甘露糖6—磷酸分选途径
溶酶体的酶在高尔基体内侧面带上甘露糖6—磷酸标记后被转运到高尔基体内侧网络进行分选。这种分选作用是靠一种特殊的蛋白：M6P受体蛋白(M6P receptor protein)完成的。
M6P受体蛋白是高尔基体外侧网络上的膜整合蛋白，能够识别溶酶体水解酶上的M6P信号并与之结合，从而将溶酶体的酶蛋白分选出来，然后通过出芽的方式将溶酶体的酶蛋白装入分泌小泡。M6P受体蛋白同M6P的结合是高度特异的，并且具有较高的结合力。它在pH为6.5—7的条件下与M6P结合，而在酸性条件下(pH=6)脱落。
M6P受体蛋白主要存在于高尔基体的外侧网络，但在一些动物细胞的质膜中发现有很多M6P受体蛋白的存在，这可能是细胞的一种保护机制，可防止溶酶体的酶不正确地分泌到细胞外。细胞质膜表面pH呈中性，溶酶体的酶蛋白在这种条件下与M6P受体紧紧地结合在一起，可通过内吞作用将分泌出来的溶酶体酶重新包装在小泡中并送回到细胞内。大多数这样的小泡能够与溶酶体或高尔基体的TGN融合。据估计大约有5%一10%的溶酶体酶是通过这种方式从细胞外送到细胞内。
溶酶体形成的M6F分选途径的主要过程是：具有M6P标记的溶酶体酶在高尔基体外侧网络与受体结合后，在网格蛋白帮助下形成具有网格蛋白外被的溶酶体酶分泌小泡，网格蛋白解聚后的溶酶体酶分泌小泡与具有分选作用的细胞器——次级内体融合。
研究发现，内体(endosome)也是细胞内一种膜结合的细胞器，有初级内体(early endosome)和次级内体(1ate endosome)之分，初级内体通常位于细胞质的外侧，次级内体常位于细胞质的内侧，靠近细胞核。内体的主要特征是酸性的、不合溶酶体酶的小囊泡，其内的受体与配体是分开的。一般认为初级内体是由于细胞的内吞作用而形成的含有内吞物质的膜结合的细胞器，通常是管状和小泡状的网络结构集合体。
次级内体中的pH呈酸性，且具有分拣作用，能够分选结合物的受体，让它们再循环到细胞质膜表面或高尔基体内侧网络，次级内体中的受体和配体不再偶联在一起，所以次级内体又被称为CURIi(compartment of Mncoupling of receptor andligand)，意思是受体与配体习F偶联的区室。如上面讨论的溶酶体酶运输小泡与次级内体融合后，就是依靠次级内体的分拣作用使受体再循环的。另外，有学者将与溶酶体酶运输小泡融合的次级内体称为前溶酶体，因为此时的次级内体中有溶酶体酶原的存在。内体膜上具有H’—ATPase，利用H’的浓度，保证了内部酸性(图9—53)。初级内体和次级内体是可以区别的，因为它们的密度、pH和酶的含量不相同。但是次级内体是如何产生的还不太清楚。
由于次级内体内部的pH约5.5，融合后的内体中的pH低于6，所以与M6P受体结合的溶酶体酶与受体脱离，释放到内体中;接着，由次级内体中的磷酸酶使溶酶体酶脱磷酸，防止溶酶体酶与M6P受体重新结合。融合后的次级内体可以通过出芽形成两种类型的小泡，一种是含有溶酶体酶蛋白但不含M6P受体，这种小泡即是成熟溶酶体;另一种小泡只含有M6P受体，不含有酶，它们主要是同外侧高尔基体膜融合，偶尔这种小泡也会同质膜融合完成M6P的再循环。
另一方面，极少数分泌到细胞外的溶酶体酶与质膜中M6P受体蛋白结合，并通过内吞作用被包装到初级内体中，然后通过与来自外侧高尔基体的溶酶体酶运输小泡相同的方式形成成熟的溶酶体。
值得注意的是，上面所讨论的溶酶体酶分选运输的M6P受体途径中运输的都是溶酶体的酶原(proemzyme)，经M6P受体分选的是没有催化活性的酶原，酶原的活化需要经过一系列的酶切、构型变化等成熟过程才能形成小分子的具有酶活性的蛋白。成熟过程可能发生在次级内体或者在溶酶体中，这样可避免溶酶体酶在传递过程中对细胞结构造成伤害。
由上可知，溶酶体酶的M6P分选途径有几个主要的特点：①M6P作为分选信号;②包埋在高尔基体中的受体能够被网格蛋白包装成分泌小泡;②出芽形成的溶酶体酶的运输小泡只同酸性的次级内体融合;④通过次级内体的分选作用使受体再循环。(图9)
图9 溶酶体酶运输小泡与次级内体的融合及次级内体的分选作用
4.1.3.影响M6P分选的因素
Brown 和Farquhar 发现用胺离子(NH4+)处理细胞能够干扰溶酶体的分选机制。当溶酶体中胺离子浓度升高时会使溶酶体中的pH升高，这样，溶酶体的酶就不能同M6P受体脱离，从而影响了M6P受体回到高尔基体再循环。其结果，由于高尔基体反面网络中M6P受体的不足，溶酶体的酶就会分泌到细胞外而不是被包装到溶酶体分泌小泡。如果解除NH4+的作用，使M6P受体得以释放和再循环，溶酶体的分选恢复正常。(图10)
图10 综合了溶酶体酶的甘露糖6-磷酸分选途径和溶酶体形成的主要过程
4.2 溶酶体形成的非M6P途径
M6P途径是溶酶体酶分选的主要途径，但不是惟一的途径，溶酶体还可以通过非M6P依赖的途径进入溶酶体，但机理尚不清楚。
目前已知的属于非M6P途径进入溶酶体的酶还包括溶酶体膜中的糖蛋白以及作为溶酶体膜结合蛋白前体被合成的溶酶体酶(也是糖蛋白)。如酸性磷酸酶在合成时是以前体形式被合成的并且作为ER的整合蛋白结合在ER的膜中。这种膜结合的前体酶通过高尔基体被运入溶酶体，然后通过切割作为成熟的酸性磷酸酶被释放到溶酶体的腔中。另一个例子就是p—葡糖脑苦脂酶(p—glucocerebrosidedase)，此酶作为前体合成并结合在膜上，但是成熟后仍然结合在溶酶体的膜上。
指导膜结合蛋白从ER进入溶酶体的寻靶信号是一段特殊的氨基酸序列，这段序列位于跨膜蛋白的细胞质结构域。如果将酸性磷酸酶的细胞质结构域中的一个酪氨酸突变后，这种酶的前体就只能结合在ER的膜而不能进入溶酶体中。在其他的溶酶体酶中也发现类似的情况，说明酪氨酸是溶酶体酶寻靶信号的组成部分。
5 溶酶体的功能
5.1消化作用
5.1.1 异噬作用
溶酶体对细胞外源性物质的消化作用称为异噬作用。当携带外源性物质的内吞体或吞噬体与初级溶酶体融合后即由水解酶消化水解外源性物质，此时形成的次级溶酶体也称为消化泡或异体吞噬泡。消化过程中，许多无法被消化的物质陆续以残余颗粒的形式由膜包被从溶酶体上分离，形成残余小体，如脂褐质、含铁小体和髓样结构。有些残余小体能通过胞吐将残余物质排出胞外，有些则长期驻留于细胞中不被排出，如脂褐质。 细胞的异噬作用既可以消化外界物质获取营养，又可以消除异体物质进行机械防御，是细胞利用外源性物质和构成防御屏障的重要方式 5.1.2 自噬作用
溶酶体能够将细胞内因生理或病理原因而被破坏、损伤或衰老的细胞器通过形成自噬体，并被消化分解，溶酶体的这一功能称为自噬作用。如线粒体、内质网碎片等被初级溶酶体包裹，或者被来自光面内质网或高尔基体的膜包被，形成自噬体后与初级溶酶体融合形成次级溶酶体进行消化。有时溶酶体本身也可以相互吞噬，这种现象称为溶噬，用以降解过剩的溶酶体。
细胞通过自噬作用将衰老和变性的细胞结构消化成为可以重新利用的物质，用以构建新的细胞结构，并对细胞内结构的酶进行更新。有时细胞由于生理环境的改变出现细胞结构的代偿性增加，如对大鼠给予大量苯巴比妥时，其肝细胞内出现大量光面内质网。当生理环境恢复正常时，这些结构就成为过剩结构。这些过剩结构，如上述光面内质网，即可以通过白噬作用迅速清除，以恢复细胞结构和功能的平衡，并促进细胞内物质的循环利用。溶酶体的溶噬现象对保持溶酶体数量的相对稳定起调节作用。细胞在饥饿状态下通过溶酶体的自噬作用消化部分自身物质，可以维持细胞生存避免整个细胞死亡。在衰老和病理状态下，细胞也会发生自噬作用，这是一种病态反应。 5.1.3 分泌自噬
溶酶体对细胞内分泌颗粒的吞噬作用称为分泌自噬。在分泌细胞中，溶酶体可与—部分分泌颗粒融合，然后将这些分泌颗粒降解。如哺乳动物的母体中断哺乳时，乳腺细胞内的乳汁颗粒可以通过上述作用而重新利用。
5.2 自溶作用
若细胞内溶酶体破裂，消化酶释放到细胞质中将导致细胞本身被消化，这是细胞的自溶作用。
正常机体个体发育过程中，组织器官的形态发生通常是通过组织细胞的破坏和新生实现的，是由基因的特殊程序控制的，溶酶体在这——过程中起重要作用。例如蝌蚪变成蛙时尾部的消失，即是细胞自溶作用的结果。非正常生理条件下细胞内溶酶体膜破裂十分迅速。例如动物机体死亡后细胞溶酶体膜的破裂导致机体的迅速腐败。病理状态下，溶酶体膜破裂造成的细胞自溶作用也很常见。
5.3 胞外消化
溶酶体不仅在细胞内发挥作用，也可以通过向细胞外释放酶蛋白而消化细胞外物质。例如精子头部有一个被称为顶体的特化溶酶体。受精过程中，精子附着到卵子的外膜，由高尔基体形成的顶体，膜与精子细胞膜融合，释放顶体中的水解酶，消化卵子膜外的颗粒细胞，为精子顺利进入卵子，实现精卵结合，完成受精作用扫清障碍。另外，破骨细胞也是通过将溶酶体中的酶释放到胞外而产牛骨质溶解作用的。
6 溶酶体与疾病
溶酶体与细胞病理现象有密切关系。许多工作证明，溶酶体在细胞对损伤因素的反应中起着重要作用。对于这个问题有两种学说，一种学说认为，细胞经过内吞作用，将一些外源性有害物质(如药物或毒素等)吞入细胞内，这些物质进入溶酶体后，可引起溶酶体膜破裂，因而和溶酶体内的酸性水解酶一起释放入细胞质中，分解了细胞内的各种成分，遂导致细胞损伤。这种损伤如果是暂时性的和可逆的，细胞还可以修复代偿;如果是严重的和不可逆的，将可能导致细胞死亡。另一种学说认为，有害因素以不同的方式直接作用于靶细胞结构成分，从而引起原发性损伤。例如缺氧主要引起线粒体损伤，马来酰胺酸(maleic hydrazide)可引起染色体损伤，而葡聚糖和Tr比on WR—1339(一种伤口洁净剂)被溶酶体吸收后则造成溶酶体负担过重，而导致原发性损伤。上述这些细胞器受损伤后能够形成自噬体，进而被溶酶体消化分解，如果受损伤的细胞器数目太多，使溶酶体超过负载称为过载(overload)可能造成溶酶体发生继发性损伤，即膜破裂释放出水解酶，引起细胞成分溶解，遂导致细胞死亡。上述这两种学说都认为导致细胞损伤或死亡的原因是直接或间接通过溶酶体起作用的。一旦溶酶体膜破裂，释放出来的酸性水解酶将会使得整个细胞消化溶解，这—过程称为细胞自溶作用(aut01ye 5s)，所以溶酶体又可称为“自杀性爱”。溶酶体的活动与多种病理现象有关。
6.1 溶酶体与炎症
现在已知炎症发生过程中若干环节和溶酶体有一定关系。有人从中性粒细胞的溶酶体中分离出一种蛋白质，可以导致某些组织细胞的组织胺外逸，同时也能抑制血液的凝固。有人也发现溶酶体可能有某种因子促进血液纤维蛋白分解酶原的活化，从而溶解纤维蛋白。溶酶体内的蛋白酶可能作用于激脓原使其转变为激肤，激肤则能吸引白细胞，这在炎症病理过程中有重要意义。从多形核白细胞溶酶体中还可分离得到吞噬素(phagocytln)、溶血素(hem01y8in)租内源性致热原(endogenou8pyrogen)等活性物质。这些活性物质与炎症的病理过程有密切关系。
6.2 溶酶体与类风湿关节炎
类风湿性关节炎病因尚未完全阐明。一般认为类风湿性关节炎发生时，滑膜组织的炎症变化和关节软骨的腐蚀现象是细胞溶酶体酶的局部释放所致。病毒、支原体等病原体持续感染时，刺激机体产生IgO型抗体， 这种抗体在病原体抗原影响下，转而具有抗原性质，刺激滑膜浆细胞产生类风湿因子(抗Ig0，l 9S)，这是二级抗体，它又能与更多的变性Ig0结合，形成22S免疫复合物。这种免疫复合物进一步导致新的抗体形成并激活血清补体系统。当22S复合物被巨噬细胞、中性粗细脑和滑膜衬附细胞等吞入后可激活溶晦体酶，遂导致溶酶体酶可能逸出膜外，甚至排出细胞外。某些溶酶体酶如胶原酶，能腐蚀软骨，使关节局部损害，且软骨消化的代谢产物硫酸软骨索又能导致激肤的产生而共同参与关节的炎症反应。
6.3 溶酶体和痛风
痛风是一种代谢性疾病，即由于新陈代谢异常而引起尿酸过多。在关节组织和滑液中常有过多尿酸钠结晶沉积。尿酸钠结晶可被多形核白细胞吞噬形成吞噬体，与初级溶酶体结合形成次级溶酶体。多形核白细胞的溶酶体内存有骨髓过氧化物酶，可使尿酸缓慢分解。但是由于尿酸钢结晶可影响溶酶体膜的完整性，遂导致膜破裂，溶酶体酶及其它生物活性物质释出，从而侵蚀关节软骨组织和产生炎症变化。有人用人造的“脂质体(1iposome)”进行实验证明，辜丸酮能加速尿酸钢对溶酶体膜的破坏作用，而17犀—雌二醇可能对溶酶体膜有保护作用。
6.4 溶酶体与矽肺
矽肺的发生与溶酶体有关。 当用巨噬细脑与矽粉末在一起培养时， 矽粉颗粒被细胞吞入而出现在溶酶体中。矽酸分子上的经基可与溶酶体膜上相应受体形成氢键，使膜发生结构变化而破坏了膜的稳定性。一旦膜破裂，溶酶体酶即流入细胞质而引起自溶，最终导致细胞死亡。当把这些死亡的巨噬细胞加入到成纤维细胞的培养液中，能将产生结缔组织并形成纤维的小结。由此可以推知，矽肺的病因学与这个实验结果相似。由于肺吸入了矽尘，矽粉末即被肺泡巨噬细胞吞噬而积聚在溶酶体内，矽酸又将溶酶体膜破坏，致使酶流入细胞质中，从而引起细胞死亡。继而矽尘颗粒又可以从死亡细胞中释放出来，再被正常的巨噬细胞吞噬，此后又得到同样的结局(图4—4)。如此不断反复，巨噬细胞相继死亡，刺激成纤维细胞分泌大量胶原，遂导致肺部纤维化。临床上使用克矽平类药物(聚2—乙烯毗院氧化合物)来抑制矽肺病程，就是因为这类药物可进入溶酶体内，其氧原子与矽酸分子上的经基结合形成氢键，使矽酸不能与溶酶体膜作用，从而对溶酶体膜起保护作用。(图4-4)
6.5 各类贮积症
贮积症(storage disease)是由于遗传缺陷引起的，由于溶酶体的酶发生变异，功能丧失，导致底物在溶酶体中大量贮积，进而影响细胞功能，常见的贮积症主要有以下几类。
台-萨氏综合征(Tay-Sachs diesease)：要叫黑蒙性家族痴呆症，溶酶体缺少氨基已糖酯酶A(β-N-hexosaminidase)，导致神经节甘脂GM2积累(图6-30)，影响细胞功能，造成精神痴呆，2~6岁死亡。患者表现为渐进性失明、病呆和瘫痪，该病主要出现在犹太人群中。
II型糖原累积病(Pompe病)：溶酶体缺乏α-1,4-葡萄糖苷酶，糖原在溶酶体中积累，导致心、肝、舌肿大和骨骼肌无力。属常染色体缺陷性遗传病，患者多为小孩，常在两周岁以前死亡。
Gaucher病：又称脑苷脂沉积病,是巨噬细胞和脑神经细胞的溶酶体缺乏β- 葡萄糖苷酶造成的。大量的葡萄糖脑苷脂沉积在这些细胞溶酶体内,巨噬细胞变成Gaucher 细胞，患者的肝、脾、淋巴结等肿大，中枢神经系统发生退行性变化，常在1 岁内死亡。
细胞内含物病(inclusion-cell disease，I-cell disease)：一种更严重的贮积症，是N-乙酰葡糖胺磷酸转移酶单基因突变引起的。由于基因突变，高尔基体中加工的溶酶体前酶上不能形成M6P分选信号，酶被运出细胞(default pathway)。这类病人成纤维细胞的溶酶体中没有水解酶，导致底物在溶酶体中大量贮积，形成所谓的“包涵体(inclusion)”。另外这类病人肝细胞中有正常的溶酶体，说明溶酶体形成还具有M6P之外的途径。
6.6 溶酶体与遗传性疾病
溶酶体与遗传性疾病(hereditary disease)，主要是指由于机体先天性缺乏某种溶酶体蛋白而引起的疾病。这种蛋白质主要是酶，绝大部分为酸性水解酶，亦可能是结构蛋白。其病理表现主要为器官组织内广泛的溶酶体过载。称为溶酶体蓄积病(1ysosome storage disease)，肝脏、脾脏、胰腺、大脑是主要的受累部位。近几年对该病的研究也较多，目前已知此类疾病已不下40种，大都累及中枢神经系统。正常情况下，糖原(g1ycogen)在溶酶体中被一种酸性麦芽糖酶分解为麦芽糖，然后再分解成葡萄糖。在先天性溶酶体病(inbrn1ysosomal disease)患者，如x型糖原累积病(glycogen storage disease) ，就是由于患者的溶酶体缺少o一葡萄糖苔酶(o—glucosidase)，以致溶酶体没有能力分解糖原，造成过剩的糖原在次级溶酶体内大量累积。但是，与溶酶体相反，胞质里却没有糖原。又如动脉平滑肌细胞溶酶体中的胆固酵酯酶(cho1estero1e sterase)不足， 可能与胆团醇酯(ckolesterolester)在动脉管壁的积累有关。
第二篇：原子核式结构的发现
第九章原子和原子核
一、原子核式结构的发现
学习目标
1、 了解电子的发现和汤姆生的原子模型。
2、 掌握α粒子散射实验的结果和由此而提出的原子核式结构学说。
3、 进一步理解物理学常用的研究方法，提高阅读和表达能力，增强自主学习能力。 重点和难点：
1、重点：通过学习核式结构的发现过程，培养科学的思维方法及自主学习的能力
2、难点：α粒子散射实验和由此而提出的原子核式结构学说
教具
阴极射线管、感应圈、磁铁和电源、电脑、多媒体投影仪等
教学过程
1. 在19世纪前，人们一直认为原子是不可再分的，那么科学家们是用什么方法去揭开它们神秘面纱的呢?
是实验
2、是谁第一个打开原子的大门呢?
3、请大家想一下，用你现在所学过的知识，如何判定它还负电还是正电?(学生讨论后，请一学生上台演示，突出学生的主体性) 利用阴极射线在电场中和磁场中的偏转的实验让学生判断阴极射线粒子带哪种电。(可证明阴极射线是带负电的粒子流)。
师：如果你就是当时的汤姆生，判断了这种粒子流的电性后，你将进一步作怎样的研究?生：这种粒子的电量、质量如何?
不同物质组成的阴极射线是否都具有相同的粒子? (学生讨论并互相补充)
师：当年伟大的汤姆生恰好也是这样想的，他通过精确的实验测定了这种阴极射线粒子的荷质比，及它的电量和质量，并发现不同物质做成的阴极射线都有相同的值。表明这种带电粒子是一切不同元素的原子的共同组成部分。称它为电子。
师：电子的发现，证明了什么?
生：原子是可分的。
师：到此，假如你是当时的一位科学家，针对电子的发现你会进一步提出什么问题呢?作什么样的猜测?(学生情绪高涨，讨论热烈，能提出许多问题和各种猜想) (既然电子是原子的组成部分,而原子又是中性的,那么,原子里还存在带何种电的物质?既然电子质量很小,那么原子的质量绝大部分集中在哪里? 原子内有带负电的电子，但原子是中性的，所以原子内必定还有带正电的部分，并且正电荷的总电量和电子的总电量必定相等。那么它们是怎样组成原子的呢?)
1、汤姆生原子模型。
师：20世纪初科学家们确实提出了很多种原子模型。其中最有影响的是1903年汤姆生提出了原子模型,它的内容是什么呢? (点击电脑，展示汤姆生模型)
汤姆生的模型提出后,当时得到了一些人的承认,其中最崇拜他这种模型的是他最得意的学生卢瑟福，(点击电脑，展示卢瑟福简介)想用实验的方法来加以论证,经过几年的努力,卢瑟福终于找到了这种实验方法,并获得了极大的成功, 这就是著名的α粒子散射实验。
(二)粒子的散射实验。
1、 实验装置的名称和作用。(点击电脑，展示模拟演示装置)放射源钋放在带小孔的铅盒中，能放射粒子。氦原子核
金箔厚度极小，可至1微米(补充：金原子的质量大且金容易被加工成很薄的箔。金箔虽然很薄，但仍有几千层原子)。
显微镜能够围绕金箔在水平面内转动。
荧光屏玻璃片上涂荧光物质硫化锌制成，装在显微镜上。
2、实验步骤。
钋放出的粒子从铅盒小孔射出，形成很细的一束射线，射到荧光屏上产生闪光。通过显微镜观察。
放上金箔F，观察粒子穿过金箔打到荧光屏上所发闪光。
转动显微镜和荧光屏，在不同偏转角处观察，可看到 粒子的散射现象。师：若汤姆生模型是正确的，实验的结果将如何呢?
(让学生看书后，用自己的语言总结回答，培养学生的阅读能力和概括能力) (点击电脑，演示汤姆生模型解释)
师：那么实际的情况是怎样的呢?(点击电脑，以3维动画展示粒子的散射实验) 2、实验结果。
(1) 绝大多数的粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进
(2) 少数粒子发生了较大的偏转。
(3) 极少数粒子的偏转角超过90°
(4) 有的甚至几乎达到180°，象是被金箔反弹了回来。
卢瑟福对实验的结果非常惊讶,他说:”它是这样的叫人难以相信,正好象你用15英寸的炮弹射击一张纸片,而炮弹居然反弹回来把你打中一样....”
(点击电脑，展示粒子的散射实验模拟结果)
师：这种现象能否用汤姆生的原子模型解释,假如你仍然是当时的一位科学家，面对粒子的散射实验的结果，你又会进一步提出什么问题呢?作什么样的猜测? (学生情绪再次高涨，讨论热烈，学生的主体性再次体现)
(汤姆生原子模型无法解释 粒子散射现象;极少数粒子的偏转角超过90°，甚至反方向折回，可能受到什么力的作用?能否由此判断施力物体的质量比粒子的质量大还是小?施力物体带哪种电荷?电量如何?猜测：可能受到强大的库仑斥力作用。从动量守恒定律和碰撞知识可知，跟粒子发生相互作用的物体的质量一定比粒子大得多，应该带正电，且电量较多。)
(三)原子的核式结构学说
1、内容
师：卢瑟福经过反复的实验和仔细的分析，在1911年提出原子的核式结构学说。卢瑟福这种不迷信权威，追求真理的精神值得我们每一位学习。
那么，原子的核式结构学说的内容是什么呢?
(点击电脑，展示原子的核式结构学说的内容)
(让学生齐声朗读“原子的核式结构学说”一段：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。)
(点击电脑，展示思考题，及时巩固新的知识)
2、解释
请用原子的核式结构学说解释：粒子散射实验中为什么绝大多数粒子仍沿原来的方向前进，只有极少数发生大角度的偏转?
答：在粒子散射的实验中，只有在粒子十分接近原子核时，才受到很大的斥力而发生大角度偏转。因为原子核很小，原子内很空广，粒子接近原子核的机会非常少，所以有上述实验结果。
师：任何一个正确的理论，应经得无数次的实验的验证和理论的论证，卢瑟福根据原子的核式结构学说，应用库仑定律和牛顿定律，推导出了沿一定偏转角散射的粒子与偏转角的关系式。卢瑟福等做了一系列的实验。结果和理论计算完全相符，这说明了原子的核式结构学说的正确，也说明了原子里电荷间的作用遵守库仑定律。原子核的电荷和原子核大小的估计。
用不同的金属箔进行粒子的散射实验，发现沿同一偏转角散射的粒子的数目不同，说明不同金属的原子核所带电荷不同。利用实验数据和散射公式可以计算各种元素原子核的电荷。得出结论：各种元素的原子核的电荷数等于它的原子序数。
从粒子散射的实验的数据，可以估计原子核的半径约为10-14米，不同元素原子核的半径略有不同。
3、原子核大小的估计
原子半径约是10-10米，原子核半径只相当于原子半径的万分之一。如果把原子比作100米半径的大球，原子核就相当于半径1厘米的小石子。
三、课堂小结
(点击电脑，展示小结内容，针对小结内容，再次提出新的问题，请学生讨论) 师：卢瑟福的原子核式结构学说保留了汤姆生原子模型的哪些有用成份，有哪些不同的地方?(主要区别：空心与实心，有核与无核，电子转与不转)
结束语：卢瑟福在原子的核式结构学说中认为：带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，但这仍只是一种猜想，缺少实验的依据，对此，他的学生玻尔对此又作了深入的研究，研究的结果如何呢?请同学们预习下一节且听分解。
四、布置作业
教学分析
1、本节课的重点是粒子的粒子散射实验和原子的核式结构学说。
2、汤姆生发现电子是物理学史上的重要事件。由于电子的发现，证明了原子也是有结构的人们才开始探索原子结构的理论，设想建立各种原子结构模型。课本中没有说明电子是怎样发现的。我在课堂中增加阴极射线的演示实验，观察阴极射线在电场中和磁场中的偏转，并让学生参与实验，以巩固学生旧有知识，提高学生的兴趣，培养科学的思维能力。
3、卢瑟福通过粒子散射这个宏观的实验现象发现了原子这个微观粒子的内部结构。因此在教学中应讲清实验结果，注意说理分析，使学生了解卢瑟福是怎样发现原子的核式结构，揭示科学家们的一些思维过程会对学生智力活动起较大的作用，提高学生的逻辑思维能力。
4、汤姆生原子模型不能解释粒子散射实验中观察到的大角度散射。因与实验事实有矛盾，汤姆生原子模型就被否定了。教材中介绍这一原子模型的目的是使学生了解在科研工作中，常是根据已知的科学原理和实验事实对未笞知的事物或规律作出设想或假定。这个假定是否正确，还要通过实验验证和理论上的论证，经过实践的检验，有的成功，有的失败。汤姆生原子模型就是经过实验被否定了的。教学中应注意说明这种科研的方法。
5、学生过去虽已有了一些原子结构的知识，但是这些知识的来龙去脉却不知道。因此，通过本节的教学要使学生知道人类对原子结构的认识是怎样不断深入的。教学中结合介绍物理学史和问题的提出，激起学生对新课学习的兴趣和愿望，引导学生的思维发展，紧紧围绕着“如何发现”来进行教学，多次热烈的课堂讨论，使整堂课高潮迭起，很好地培养了学生的自主学习能力。
6、 根据学生情况，可由教师启发讲述，也可由学生阅读自学，教师引导学生做出
总结，以培养学生的阅读能力和表达能力。
第三篇：DNA双螺旋结构的发现是上世纪最伟大的发现之一
由DNA双螺旋引发的感想 DNA双螺旋结构的发现是上世纪最伟大的发现之一，直至现今社会DNA双螺旋结构的发现对很多领域的发展都起到了很好的推波助澜的作用，特别是dna鉴定方面的一些作用在案件的侦破等方面最为突出。
有人说“没有任何一项法庭证据鉴别技术像DNA鉴定一样，能够以99.9999%的精度锁定或排除犯罪嫌疑人。”不论是在影视作品还是一些法制栏目中，我们都可以看到很多利用DNA鉴别技术鉴定嫌疑人或是凶手遗留下来的蛛丝马迹从而很好的解决案件的事例。在还没有DNA鉴定技术前，需要花费很长时间寻找一切线索进行很多推断，很有可能错过很多破案的关键。然而在今天，凶手掉落的毛发或被害者被害时由于挣扎而残留在指甲中的一些碎屑，甚至是一滴还未干的血液，通过检测DNA都可以更容易的锁定犯人。
在电影侏罗纪公园中，科学家也是通过发现一只被封在琥珀里的刚吸过恐龙血的蚊子，提取了蚊子肚子里的恐龙血才有了复制出恐龙的可能。虽然这只是科幻片中的内容，在现实世界中似乎很难有这样的机会， 但是也不能否定在未来是会成为现实的事情。
在古代，滴血认亲成了检验父子关系的唯一证据，而作为现代人我们都知道，不管是谁的血都会相溶，这就会造成很多误判。就像近日复旦大学通过曹操的DNA公布了曹操并非夏侯氏抱养的。亲子鉴定成为了DNA在现在社会中一项很重要的技术。人们会有很多不同的原因造成父母所养育的孩子不是自己的亲生子，特别是由于个别医院的疏忽，报错孩子会成为一些家庭一生的遗憾，而这时如果没有DNA技术而是还使用滴血认亲这古老的方法，那很有可能会让这个误会继续下去了。
从上面讲的不光是在破案方面或者是个人DNA鉴定方面，我认为应该建立一个全民DNA数据库，每个人都有独一无二的DNA结构，把我们每个人的DNA与个人信息相关联，对于案件的侦查或者个人DNA检测以及医疗都有很好的，。特别的，因为人口分布的地域不同，通过大范围的人口的DNA的搜集也会对人类的不同的进化有一些帮助。
第四篇：DNA双螺旋结构的发现对生物技术的影响
生工1202 陆晴川 (3120100400) DNA双螺旋结构的提出开始，便开启了以遗传学为中心的分子生物学时代。分子生物学使生物大分子的研究进入一个新的阶段，使遗传的研究深入到分子层次，"生命之谜"被打开，人们清楚地了解遗传信息的构成和传递的途径.在以后的近50年里，分子遗传学，分子免疫学，细胞生物学等新学科如雨后春笋般出现，一个又一个生命的奥秘从分子角度得到了更清晰的阐明，DNA重组技术更是为利用生物工程手段的研究和应用开辟了广阔的前景。在此基础上相继产生了基因工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等，这些生物技术的发展必将使人们利用生物规律造福于人类。
在我看来，对生物技术的影响主要有以下几类。
DNA检测技术。这个可以用在亲子鉴定，犯罪现场检验。
转基因技术。目前转基因经常在报纸上出现，主要是民众对转基因食品的安全性有怀疑。
克隆技术，如克隆鱼，克隆细胞，克隆羊多莉等。
基因治疗：遗传病的基因治疗是指应用基因工程技术将正常基因引入患者细胞内，以纠正致病基因的缺陷而根治遗传病。
第五篇：发现身边的美-学会发现身边的美
发现转身之美
发现“转身”之美
殷 惠
一、从教课文走向教课程，让语文“美丽转身” 夜已更深，周围很静，只有我的思绪伴随温暖的灯光在不停地跳跃着，回味着。 在小学语文“双对接”远程研修课程开发中，我有幸成为了“阅读教学目标制定”这个专题的课例执教者。 回顾走过的磨课之路，在个人努力、专家引领和群组成员的互助下，点点滴滴，曲曲折折，迷茫与顿悟交织，汗水与幸福并行。宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。最想说
的是：“磨课”让我明确了语文教学
的方向。 第一次备课时，我的备课范畴一直在《掌声》课文中来回打转，总感觉掌声的含义该体会，小英的忧郁也应该感悟，这个词语须重点体会，那个词语也不能含糊其辞，反反复复，修修改改，放不下这个，丢不下那个，找不准教学中心点，思路一直在繁琐中徘徊。制定的教学目标如下：
1.能正确读写本课生字，联系上下文及生活实际识记“忧郁、犹豫、困境、经久不息、骤然间”等词语，弄清多音字“落、调”的读音。
2.把握文章的主要内容，能正确、流利、有感情地朗读课文，背诵课文最后一段。
3. 引导学生运用“朗读感悟”、”移情体验”、“想象拓展”等方式学习课文，用“抓人物神态、动作、语言来体会人物内心世界”的阅读方法，体会掌声前后小英的变化过程，进而领悟掌声的巨大作用。
4. 领悟掌声的内涵，即：人与人
之间都需要关爱、鼓励和尊重，我们要主动关爱他人，同时也要珍惜他人的关爱。 打磨过程中，在群组成员的帮助下，在沈大安、吴忠豪、张志刚三位专家的耐心指导下，我豁然开朗，明白了教学一篇课文，先不要忙着怎么设计教学环节，而是要制定恰当的教学目标;明白了语文教学教的是课程，课文只是为课程服务的一个个例子。特别是教学目标的制定，一定要做到三者结合：一是吃透课程标准中的学段目标;二是认真熟悉并解读教材;三是要考虑学生现有学习水平。制定出的学习目标要小而实，具有可操作性。比如第二学段课程目标中指出：“能联系上下文，理解词句的意思，体会课文中关键词句在表达情意方面的作用”。具体到这节课，就是找出描写两次掌声的句子，联系上下文，理解“热烈、持久”、“经久不息”等关键词语的意思，感悟两次掌声的含义。在专家的推荐下，我又认真阅读了崔峦老师在第七次阅读教学研讨会上的讲话《和„内容
分析‟式的阅读教学说再见》这篇文章，更加深刻地感悟到语文教学应该教什么，舍弃什么。最后一次备课时，我把原来一课时的教学改成了两课时。第一课时教学目标最终这样制定：
1.正确认读本课10个一类字，11个二类字，读准“落、处”等多音字。正确书写“愿、持、讲、述”等生字。
2.正确、流利朗读课文，有感情朗读描写两次掌声的句子，感受全班同学对小英的爱。
3.能够找出描写两次掌声的句子，联系上下文，理解“骤然间”、“热烈、持久”、“经久不息”等生词的意思，并能用关键词语把课文的主要内容补充完整。感悟两次掌声的含义。
教学目标确定了，教学的方向就非常明确了。备课时围绕目标再去确定教学思路，删繁就简，直奔主题，教学思路简简单单，学生学得轻松，我也教得轻松。 叶圣陶老先生说：教材无非是个例子。我想，作为一名语文教师，学期
初，首先必须要阅读、吃透课程标准，年段目标了然于胸，然后再去阅读、理解、爱上一篇篇课文，制定适合学生的切实有效的教学目标，这样在教学中才会胸有成竹，才会方向明确，才会游刃有余。我们要学会把眼光放远，远到围绕课程标准依据学段目标合理恰当的使用好“例子”，而非让“例子”成为主角，牵着老师和学生的鼻子走。我们也要学会把眼光放远，远到能看到学生未来的幸福，把学生教成“人”，“引领学生在语文的天地中获得长足的进步，生命的收获，而非语文的„豆腐渣‟工程”。从而让语文在我们的身边“美丽转身”。
二、从教“课”到教“学”，让自己 “美丽转身”
参与这次课例打磨，前前后后经历
了一次次备课、上课、观课、研讨，在
专家的引领下学会用事实说话，用理论
导行，反反复复的制定教学目标、
一次
次的写教学设计，群组老师认认真真写
观课报告。可以说，这中间经历了许多个不眠之夜，走过了许多个低谷地段。在一次次地研讨中，老师们集思广益，智慧碰撞，而我就在这一次次的研讨交流中，不断反思，提升自我。特别是名师与专家的引领更是让我拨云见日，柳暗花明。一路走来，累并快乐着，特别是到课例打磨接近尾声再转回身看的时候，感觉满心的幸福，那幸福绝不仅仅只是一堂课的转变，还有超越课堂，引领成长的一种意志、理念、思想的转变，一种勤于学习、善于研究的生活方式的“美丽转身”。
蒋敦杰院长说过：磨课就是引领老师把教学足迹写出来、做出来、记下来、说出来和改出来，并在网上留下来，引领老师们在语文教学上，转变教学观念，提高教学设计和课堂实施能力;在校本教研方式上，通过三次备课两轮打磨、
专业化观课评课，逐步实现校本教研的规范化和常态化，从而引导教师 “走上从事一些研究的幸福的道路上来”。
我收获着思想的“美丽转身”，同时也用行动记录着“转身的美丽”。每天记工作日记，教学生写“个人专辑”，用一颗善感的心反思身边的事，用一颗幸福的心记录不经意间发生的“成长”……2016《开学第一课》发现你身边的美
2016《开学第一课》发现你身边的美
由教育部与中央电视台联合主办的大型公益性活动，被称为“史上最牛”一课的《开学第一课》节目网络发布会今日在微博成功举办，在这次形式新颖的新闻发布会上，短短一小时内，网络热议达到360多万条。
今年《开学第一课》的主题定为“美在你身边”。据悉，今年节目将会延续往年的风格，邀请深受孩子们喜欢的各界明星，一起为孩子们带来寓教于乐的生
动第一课。据悉，将参加《开学第一课》录制的明星依旧阵容强大。有刚参加完伦敦奥运回来的体育健儿中国体操男团的陈一冰、张成龙、冯喆等;连续参加三届奥运会的蝶泳冠军焦刘洋;世界级知名篮球明星林书豪(微博)、姚明以及小朋友们喜爱并熟知的航天员将用特别的方式精彩亮相;今年的开学第一课，也将在9月3日全国中小学开学的第一天与观众朋友们见面。
“美在你身边”为今年《开学第一课》主题
法国雕塑家罗丹有一句最著名的名言：“生活中不是没有美，而是缺少发现美的眼睛”;在北京大雨之后，也有一句大家广为流传的句子：“你所站立的地方，正是你的中国。你怎么样，中国便怎么样。你是什么，中国便是什么。你有光明，中国便不黑暗。”所以，培养孩子们积极的人生观，完善孩子们健康健(微博)全的人格，传播正能量，是今年《开学第一课》的主要目的，而这一主旨，
将通过对孩子们进行美育教育来实现。
在今天的网络发布会现场，由央视综合频道节目部主任许文广(微博)介绍了今年《开学第一课》的节目主题的意义：2016年的中国，涌现出了很多可歌可泣的典型人物和故事：最美教师张丽莉、最美司机吴斌(微博)、最美战士高铁成等等。这次“开学第一课----美在你身边”活动将作为央视综合频道送给全国中小学生的成长礼物，不仅可以帮助少儿培养一双“发现美的眼睛”，增强他们对生活的乐趣，有益于身心健康和良好性格的形成，而且可以陶冶少儿的情操，培养少儿积极向上的精神，促进少儿智力的发展，从而更好地实现我们教育的目标：培养德、智、体、美全面发展的人。
网络发布会·揭晓晚会亮点 嘉宾阵容强大
“今年的《开学第一课》依然延续之前几届风格，会为我们讲述一些励志感人的故事。”当天的网络新闻发布会
中，节目总导演卢晓波介绍到，“比如80后乡村老师邓丽辞去高薪职位到海拔1800多米的高寒山区支教，用爱心照亮山区孩子的心灵，改变山村的生活。”这一系列的介绍使许多观众对于这一期节目更增添了一份期待。“科学求真，宗教求善，艺术求美。对于生命而言，有了美。才会摆脱卑微的活着，到达生活，趁孩子还小，还有真善的本源，启发他们生活的真谛。”知名媒体人石述思在当天的新闻发布会中，也再一次和公众表达了《开学第一课》始终追求的励志精神，和一直倡导的对孩子们的积极正面教育。
2016年的《开学第一课》有着许许多多令人期待的看点，节目总导演田梅向大家介绍了今年新的亮点和看点：“今年节目将首次采用场外嘉宾助阵的方式，邀请深受孩子们喜爱与尊敬的的世界级篮球巨星姚明与航天员与大家以户外课的方式和大家共上第一课，姚明将从遥远的非洲带领大家找寻自然之
美;而航天员也将从场外为我们讲述他们从太空俯瞰地球的过程当中所探索到神奇之美”。另外，节目组今年还特意邀请到国际级篮球明星林书豪此次以课外辅导员的身份，向全国中小学生传课解密他成功的秘诀——团结协作和谐进取;参
加过三届奥运会的蝶泳冠军焦刘洋也将为我们讲述他们对于美的理解与感悟。伦敦奥运会冠军体操男团六名队员将在队长陈一冰的带领下与我们的小朋友们通过做游戏的方式展开互动。另外，今年的《开学第一课》还请到了谭晶(微博)、韩庚(微博)、吴克群(微博)、陈翔(微博)、玖月奇迹(微博)、常石磊(微博)等众多明星，共同为全国的中小学生上好这重要的开学的第一课。
今天的网络发布会上最受瞩目的要数奥运会体操冠军冯喆了，他的到来为我们这一次的网络新闻发布会增添了几分欢乐的色彩。“大家好我是冯喆小胖!!!我第一次做微访谈!!比较紧张哦!
我手该怎么放才显得自然呢? 我能穿拖鞋吗?房间空调还没有关能做访谈吗?好紧张好紧张。”这个体操界的“郭德纲(微博)”刚一出场，就为我们带来了欢笑。在随后的观众提问环节，我们的冯喆小胖把《开学第一课》归纳到了他的励志人生课当中，也在最后为那些正在成长当中的小朋友们送出了属于自己的那一份祝福。
备受大家关注的主题曲《第一课》今年又将有全新演绎，去年是由林宥嘉(微博)、李炜(微博)以及豆豆演唱的抒情版本，而今年则是由著名歌手韩庚主唱。据悉，韩庚将去年的抒情版本经过了一番修改，变成了具有特殊风格的电音版本，现场将和小朋友们一起演绎新版主题曲。
线下活动“随手拍 美在你身边”
值得一提的是，今年的《开学第一课》开展了名为“随手拍 美在你身边”的线下活动，为全民参与到这次的活动提供了一个全新的平台。
《开学第一课》联合微博，发布微活动“美在你身边”，在网上向全国所有热爱美的人诚恳征集“美的作品”。形式可以是一段文字，一张照片也可以是一段视频。在这个发现和分享的过程中，传递更多的正能量，记录下最美好的瞬间和现场，分享给身边的人。
另外，《京华时报(微博)》也与栏目组联合发起活动，小朋友们可以通过给京华时报教育周刊《天才小画家》栏目投稿的方式，画出他们心中的美。《京华时报》将从中挑选出若干名小作者，参与《开学第一课》节目录制。
在今天召开的网络发布会上，“随手拍‘美在你身边’”活动正式展开，嘉宾们纷纷在微博上发表了自己身边的美：资深媒体人石述思首先发言：“今年有太多人经受了暴雨洗礼，俺曾在北京7·21大雨中上演过逃生记。但是总有一些瞬间给你力量和希望。在雨中，曾有这样的温暖定格在人心中。”并附上一张大雨中一位年轻人为一位摔倒老人打伞
的感人照片。奥运体操冠军冯喆、张成龙以及韩庚的官方论坛也相继发表了自己对于美的理解并附上了相应图片，在微博上引起了强烈响应。
《开学第一课》作为央视的一个品牌节目，从xx年开始至今已成功举办了四年。据悉，今年的开学第一课将在9月3日于央视一套隆重上演，各位观众敬请期待。
有句老话说，生活中不是缺少美的风景，而是缺少发现美的眼睛。在2016年中央电视台《开学第一课》中，女航天员刘洋给我们讲了太空之美。太空固然很美，但其实如果我们保持好的角度看世界，何处不太空?何处不美丽?
我们常常埋怨地球的嘈杂，环境的不美，然而刘洋在太空中，却被地球的美所震撼，她说，“这颗我们世代栖息的星球，在茫茫宇宙中竟然显得那么瑰丽、那么耀眼，她弧段的边清晰可见，披着一层蓝白相间的光晕，阳光投射在海洋上照出深深浅浅的蓝，大地脉络分明，
海岸线清晰绵长。地球是如此的美丽，一颗玲珑剔透的行星，在漆黑一片的宇宙中，安安静静地焕发出梦幻般的、蔚蓝色的光芒，像极了一颗镶嵌在黑色丝绒布上的蓝宝石，简直是一种超越了语言的美。那是我的家，在那里，有我的朋友和最亲的家人，就在那一刻，地球离我是那么的遥远，但又是那么的亲近”。
刘洋告诉我们，“去太空走了这么一趟，看见了地球的渺小，更明白了地球的伟大;离开了地球，才意识到对这颗星球无限的依赖、无限的爱。我爱这里明媚的阳光，爱这里清新的空气，爱这里纯净的水，爱这里的江河湖海，爱这里的高山平原，爱这里生存着的多样化的物种，爱这里生活着的我们人类”。
看《开学第一课》，刘洋对美的阐述告诉我们，美，往往有不同的表达方式。美，在人们心灵的最深处，美，就在身边，只在于你是否有仔细体会。
在公园里，看见五彩缤纷的花朵簇
拥在一起时，你会不由自主地赞叹道：“这些花真美!”
在街道旁，遇见一个天真可爱的小女孩时，你会情不自禁地欣赏她：“真美!”
在嘈杂的天桥底下，看见环卫阿姨一丝不苟地把满地垃圾倒进车子，她的背影很美!
„„
美，是由眼睛抵达心灵的触感。阳光总在风雨后，只要善于发现善于创造，珍惜我们所拥有的，美丽的人生处处皆在。