低温技术与生物工程

低温生物学(cryobiology)是研究低温条件下生物生命现象的特征和规律、研究生物与环境之间的相互关系。以及生物体保存的一门新兴的边缘科学。就是利用低温技术手段。人为地控制各种生物生命现象,以便研究、解决生物学中的有关问题。这里的低温是指冰点以下。对生物保存一般在-80℃(干冰温度)至-196℃(液氮温度)甚至更低。它涉及到     

红细胞低温显微动态图象处理技术的建立和应用研究

本文报道了一种新型的低温生物学实验系统——红细胞低温显微动态图象处理系统,该系统将先进的计算机控温、图象处理技术和低温显微镜及摄录象机有机地联成一体。将此技术应用于红细胞的低温冰冻保存实验,具有能实时记录血细胞在冰冻过程中的实验参数(如时间、温度、降温速率等)与细胞图象,能对其图象处理及面积、体积测量,也能使细胞呈现伪彩色及测定红细胞冰冻损伤程度。该系统是一新的综合性的低温生物学研究仪器,对研究器官保存与移植具有明显意义。     

极端环境中的低温微生物及其应用

在地球这个大的生态系统中存着着广泛的低温环境,低温微生物就生活在这些特殊的生态环境中,对其进行研究既可丰富生物多样性的研究内容,还可以利用其特殊的基因及产物服务于人类,也是利用生物资源的重要方面,简述了低温微生物的生态分布,适用低温的分子机制及其环境保护、食品、医药等从个领域中的开发应用前景。     

低温酶及其冷适应性机制研究进展

生活在极地、深海等常年低温环境中的低温微生物和部分变温生物,能够通过产生低温酶来适应在低温环境中的生长、繁殖和代谢。这些酶在低温或常温条件下具有很高的催化活性,对热却很敏感,在高温时能够快速失活,因此在实际的生产和生活中具有广泛的应用前景。基于这些特性,低温酶的冷适应性机制研究成为了当前的一个热点。较系统地综述了低温酶的来源、特点、生产状况以及具有代表性的几种低温酶的冷适应性机制。     

低温脂肪酶的研究现状与应用前景

低温脂肪酶在低温下仍保持高酶活,因此在应用中有着中温脂肪酶无法取代的优越性,而具有高活性的低温脂肪酶因其具有理论和应用上的双重意义成为了近年来的研究热点。本文从描述产低温脂肪酶的低温微生物特征入手,系统阐述了低温脂肪酶的来源、分类、特征、研究方法及最新进展,并简述了低温脂肪酶在食品、洗涤、制药以及低温环境修复等工业上的应用前景。     

低温微生物及其酶类的研究概况

广泛分布在地球寒冷生境 ,如南北两极、高山、深海以及冰川中的低温微生物 ,不但为研究低温生态系统、生命起源与进化以及生物适冷机制提供了丰富的材料 ,同时在生物工程方面也具有潜在的巨大开发价值。国内外越来越多的科研人员对低温微生物及其产物的研究表现出了浓厚的兴趣。关于细胞膜和低温酶的研究 ,是目前微生物适冷机制研究中的 2个热点。就低温微生物的研究现状和适冷机制以及低温酶类的研究进行了综述。     

低温微生物修复石油烃类污染土壤研究进展

耐冷菌、嗜冷菌等低温微生物广泛存在于极地、高山以及高纬度等土壤环境中,是石油烃类污染物在低温条件下降解与转化的重要微生物资源.利用低温微生物的独特优势,石油污染土壤的低温生物修复技术的研究成为当前热点领域.本文系统综述了低温石油烃降解菌的分类及冷适机制,低温微生物对不同类型石油烃组分的降解特征和降解机理,低温环境中接种降解菌、添加营养物质和表面活性剂等强化技术在石油污染土壤中生物修复的应用.以及微生物分子生物学技术在低温微生物降解石油烃的研究现状,为拓展我国石油污染土壤生物修复技术提供参考.     

低温微生物研究进展

低温微生物指生活在低温环境下的微生物。这类微生物可细分为两类。一类是必须生活在低温条件下,在0℃可生长繁殖,最适温度不超过15℃,最高温度不超过20℃的微生物,称之为嗜冷菌（邱yeh叶加ies）。另一类是能在低温条件下生长,在0—5℃可生长繁殖,最高温度可达20℃以上的微生物,称之为耐冷菌（psyChrotrophS）。这两类微生物的生态分布和低温生物学特性均存在差异,它们以独特的生理功能适应环境。研究这类微生物不仅具有重要的理论意义,而且在实际应用中已经产生了日益明显的经济意义,同时它们是生物技术和生物产业发展的十分重…     

低温秸秆降解复合微生物菌剂的研究进展

我国东北地区冬季寒冷,秸秆产量巨大,但综合利用率较低,利用高酶活性微生物将低温环境中的秸秆降解变废为宝,是一项循环利用的有效途径。研究表明,通过生物学技术手段,筛选高酶活性菌株,深入研究降解机理,优化功能微生物培养条件,提高纤维素酶活性,是提高降解率,秸秆资源化利用的最佳途径。复合微生物菌剂产生的酶活值普遍高于单一微生物菌,真菌菌丝体产生的酶活值高于细菌。实际应用中,选择适合的复合菌剂是低温环境下提高秸秆降解效率的有效途径。系统地归纳了低温条件下降解秸秆的微生物技术、分析了不同条件下降解秸秆的菌株类型和促进秸秆纤维素降解菌酶活力特征、并总结了低温环境下生物菌剂降解秸秆的技术应用效果,旨为低温环境下秸秆的资源化利用提供一定的技术参考。     

基于学科融合与提高初中生核心素养的教学设计——以“节气里的生物密码之大雪”为例

“节气里的生物密码”是重庆市教育科学研究院组织开发的一门初中生物学实践活动课程。本文聚焦二十四节气中的“大雪”节气,从物候变化入手,以“低温环境下,生物生命活动的降低”为情境,引导学生自主设计、实施实验方案,从生物学的角度引导学生感知节气,根据实验现象的解释对实验设计的科学性进行进一步探讨,落实生物学学科核心素养的培养。最后结合节气民俗,在探索节气中生物学奥秘的同时,将节气文化、生物学知识与人们的生产生活深度融合,实现传统文化与学科教学的深度融合,在学科教学中传承和弘扬中华优秀传统文化、培育文化自信,实现学科的综合育人功能。     

昆虫抗冻耐寒能力的测定与分析方法

昆虫抗冻耐寒能力因其理论意义和实践价值成为当前生物学和生态学的重要研究内容。尤其昆虫抗冻耐寒能力的测定与分析是昆虫低温生物学的热点问题。本文从昆虫生态,及生理生化层面阐述了昆虫抗冻策略和耐寒机制类型。进一步介绍了昆虫抗冻耐寒能力的测定与分析方法:一方面,以昆虫种群为对象,分析低温对种群存活的胁迫作用,如低温实验中种群的存活率,致死中温度或致死中时间,冷伤害上限温度,冷害低温总和,以及低温冷伤害的死亡速率等。另一方面,以昆虫个体为对象,测定个体为适应低温环境而采取响应机制,如昆虫个体过冷却点、含水量、能量物质、抗冻小分子物质和抗冻蛋白含量等。在未来,从微观上看随着低温生物学拓展到基因组、转录组、蛋白质组及代谢组层次的研究,从宏观上看随着越冬代昆虫种群数量动态及其迁飞转移行为规律与栖息地微环境气候和区域性景观格局特征等的关系研究,有利于更全面地和深入地了解昆虫类群的抗冻策略或耐寒机制,从而为更系统地建立昆虫抗冻耐寒能力的测定与分析方法体系提供可靠指标。     

明永冰川三株黄杆菌低温噬菌体的生物学特性研究

对分离自明永冰川地区的3株黄杆菌低温噬菌体(MYSP03、MYSP08和MYTP08)的生物学特征开展了研究,采用氯化铯密度梯度离心法对3株低温噬菌体进行了纯化并系统比较了3株低温噬菌体的形态、宿主专一性、吸附速率、最佳感染复数及一步生长曲线等生物学特性。虽然3株低温噬菌体的宿主均为黄杆菌,但它们在形态及生物学特性上均表现不同。低温噬菌体MYSP03和08为头尾型噬菌体,呈复合结构,二者头部直径与尾管长度明显不同;噬菌体MYTP08与MYSP08形态差异较大,但它们都能感染同一宿主菌,MYTP08为复层噬菌体,衣壳直径为58 nm。噬菌体MYSP03、MYSP08和MYTP08分别在MOI为0.1、10和1时所产生的子代噬菌体数量最多,3株噬菌体的裂解量显著不同,其中MYTP08最大为137。     

α-淀粉酶低温适应性分子机制的研究进展

低温酶由于在低温下仍能保持高催化活性而具有很高的工业应用价值。而关于低温酶是如何适应低温环境以及在低温下如何保持高催化活性等问题,同样引起了各国科学家们的广泛关注。其中低温α-淀粉酶是在结构和功能方面研究得最为透彻的酶,它也是第一个被结晶的低温酶,其热、动力学特征已通过内荧光法、圆二色性和差示扫描量热法等进行了深入研究。建立在三维结构分析和热力学特征研究的基础上,科学家们目前正尝试着解开低温酶的低温适应性之谜。对低温α-淀粉酶的研究进展作一简要的综述。     

基于合成生物学的微生物制造研究进展

基于合成生物学的微生物制造在天然产物药物、生物能源、生物基化学品及生物传感器件的研究中发挥越来越重要的作用。本文系统地介绍了合成生物学研究领域的最新技术进展,包括DNA和染色体合成、新生物元件开发与元件库标准化、染色体工程与最小基因组技术、途径装配技术等,并阐述了合成生物学在微生物制造领域内所取得的突破和巨大的应用价值。     

低温电镜技术及其在植物（动物）材料研究中的应用

通过一些实例介绍了高压冷冻,冷冻置换和冷冻超薄切片等低温电镜样品制备技术,并且与传统方法对照,说明低温电镜技术的优越性,其中,发菜（Nostoc flagelliforme)营养细胞的冷冻超薄切片（未经化学固定,脱水）所显示的超微结构更客观地反映了生物样品的自然生理状态。此外,应用高压冷冻和冷冻置换的免疫标记电镜技术,首次对发菜营养细胞中的DNA进行定位,明确了核区的位置及范围。     

多不饱和脂肪酸对微生物低温适应性的影响

地球生物圈75%以上的环境温度常年低于5℃,在这种低温环境中栖息着多种适应低温的微生物。在长期进化过程中低温微生物从细胞到分子水平形成一套独特的低温环境适应机制,而通过增加细胞膜膜脂中多不饱和脂肪酸含量来维持低温条件下最佳的细胞膜流动性是其中的一种。从多不饱和脂肪酸对微生物低温生长、细胞膜流动性细胞膜蛋白的组成和表达水平的影响来探讨多不饱和脂肪酸与微生物低温适应性的关系,总结多不饱和脂肪酸低温合成调节机制的研究进展,为相关的基础和应用开发研究提供参考。     

极地和深海环境中低温噬菌体研究进展

极地和深海是地球上较为独特的生态系统,生活在其中的生物由于长期处于低温、寡营养和黑暗封闭的环境中,大多缺乏基本的光合作用,而被认为是研究生命进化和地球环境演化等问题的＂活化石＂。在这样的极端环境中,低温噬菌体的丰度却很高,越来越多的证据表明它们在维持这类环境的生态平衡和调控生物地球化学循环等方面扮演着非常重要的角色。对极地与深海中低温噬菌体的研究进行简要综述。     

微生物对低温极端环境适应性的研究进展

嗜冷微生物是地球寒冷环境中最主要的生物类群,并且是驱动全球生物地球化学循环的关键环节。嗜冷微生物在适应策略上显示出应对多种极端环境因素的巨大潜力,研究其适应和进化机制有助于更好地理解微生物与环境之间相互作用过程,并有效利用极端环境微生物资源。近年来,随着分子生物学和基因组学技术的高速发展,对微生物适应寒冷环境的机制及嗜冷微生物在指示气候变化和工农业应用方面均有一系列的突破。在此,本文将从基因组的GC含量、蛋白质稳定性、转录翻译调控、细胞膜流动性、渗透压调节、抗氧化损失和基因组适应性进化等方面总结当前在微生物适应低温环境机制上所取得的进展,并展望低温环境微生物在指示气候变化和工农业应用中的前景。     

生物毒素的医药应用研究进展

生物毒素是一大类具有重要意义的生物源化学物质,生物毒素研究已发展成为与多种学科交叉的“生物毒素学”新学科,其发展对于生命科学、生源合成化学、化学生物学、化学生态学、医学、药物学都有重要意义,对药物创新研究更具有积极作用。该文概述了生物毒素的种类,详细阐述了生物毒素的医药应用及最新进展,指出了生物毒素在医药研究上的热点。     

低温木聚糖酶的研究进展

低温木聚糖酶在低温下仍具有较高酶活力及催化效率,在应用中能减少工艺流程,节省加热或冷却费用,降低耗能,有着中高温木聚糖酶无法比拟的优势。针对低温木聚糖酶的研究现状,包括来源、分子结构与适冷机制、基因工程及应用等方面进行综述。