mtDNA与现代人类的起源和迁徙
人类进化史与分子遗传学的研究进展
人类进化史与分子遗传学的研究进展随着科学技术的不断进步，人类对自身的了解也越来越深入。
其中，人类进化史和分子遗传学的研究成果尤为显著。
这些成果为我们揭示了人类的起源和演化历程，也为人类医学及生物技术的发展提供了极大的帮助。
一、人类起源和进化史人类进化历程是一个漫长而复杂的过程，其演化历程可以追溯到距今约6000万年前的灵长类动物。
在这个演化过程中，人类经历了从树栖到地面步行、智力发展、文明进化等重要变革。
人类的起源和进化历程是由古人类学、古生物学、分子遗传学、人类学、地质学等多个学科领域组合而成的。
其中，人类基因组项目是关于人类起源和进化史最为重要的研究之一。
这项研究成果显示，人类的起源可以追溯到非洲，并且起源时间距今约200万年。
进一步的研究表明，人类的进化和迁徙是受到环境和气候变化等多种因素的影响。
例如，气候变化导致古人类的生存环境受到威胁，为了适应新的生存环境，古人类不断进化，其身体特征和智力水平也随之发生了变化。
二、分子遗传学的研究进展分子遗传学是研究遗传物质的组成和功能的学科。
分子遗传学的研究成果在人类起源和进化史中扮演着重要的角色。
随着分子遗传学技术的发展，人类对基因和遗传变异的了解也越来越深刻。
在人类起源和进化史研究中，单核苷酸多态性（SNP）的应用被广泛采用。
SNP是一种重要的遗传变异，它可以反映某一种族或个体的遗传特征。
利用SNP 等遗传标记，可以研究不同人群之间的遗传关系和演化历程，从而揭示人类起源和进化的历程。
此外，线粒体DNA（mtDNA）还被广泛应用于人类进化史研究中。
mtDNA是只有母亲遗传给后代的遗传物质。
由于其遗传方式特殊，mtDNA可以为人类起源和进化的研究提供有价值的信息。
三、分子遗传学在医学和生物技术领域的应用随着对人类基因组的研究不断深入，分子遗传学在医学和生物技术领域的应用也被不断拓展。
例如，通过研究人类基因组中的突变或遗传变异，可以为人类疾病的治疗和预防提供有力的科学依据。
现代人类起源的“线粒体夏娃”理论
现代人类起源的“线粒体夏娃”理论“线粒体夏娃（Mitochondrial Eve）”理论是现代分子生物学发展的产物。
上个世纪，人们发现了细胞中的线粒体。
线粒体是一种无核的细胞组织，是被人类单细胞祖先吞噬的古老细菌，最初它只是细胞内的害生虫，后来它们进化成为细胞的“呼吸器官”，为细胞活动提供能量。
1963年，又发现线粒体中也有DNA。
线粒体DNA在许多方面不同于细胞核DNA。
在外形上，线粒体DNA（即mtDNA）是双线环状，而不是线状；人体细胞中的线粒体DNA仅为16569个碱基对，一个人体中约有1016的线粒体DNA分子；线粒体DNA中基因为37个；在高等动物中，线粒体DNA的进化速度比细胞核DNA要快5～10倍；最重要的是，线粒体DNA的遗传方式十分独特，即严格的母系遗传。
脊椎动物精子中的线粒体DNA不会进入受精卵，即使个别进入，也会很快分解。
而且，在精子生成过程中，绝大多数的线粒体都被去除了，只保留极少数的线粒体提供精子运动的能量。
在受精时，精子细胞核进入卵子，与卵子细胞核融合，下一代的细胞核基因，一半来自精子，一半来自卵子，但线粒体基因则全部来自卵子。
也就是说，线粒体基因属于母系遗传的。
如果一位母亲没有生下女儿，那么她的线粒体基因就失传了。
在生成精子、卵子的过程中，细胞核的基因会发生重组，把原来的排列都打乱了。
但是线粒体的基因却不会重组，因此它的传递是相当忠实的。
不过，并不存在百分之百的完全忠实的遗传，在线粒体基因的传递过程中，就象细胞核的基因一样，还是会发生罕见的基因突变，改变了基因序列。
随着时间的推移，线粒体基因积累的突变越来越多，后代个体之间线粒体基因序列的差异也就越大。
一般说来，两位个体之间线粒体基因序列差别越大，表明他们与共同祖先分离的时间越长，亲缘越疏，反之则越近。
上世纪80年代，人们运用10多种限制性内切酶，确定了人类线粒体DNA的基本顺序（又称剑桥顺序）。
人类的线粒体DNA共有441个限制性切点，其中63％个位点是恒定的；37％个位点则是可变的。
为什么说现代人类起源于非洲？
为什么说现代人类起源于非洲？我们祖先来自哪里？他是怎么走向世界各地的？这是始终是人们十分关注而又争论不休的一个话题。
关于人类起源历史上有众多学说，但是目前学界普遍认为现代人类起源于非洲，为什么呢，请让俺慢慢道来。
一、为什么说现代人类起源于非洲。
由于来自比较解剖学和分子生物学的充分证据，现代人起源于古代类人猿已成定论，但对起源地点和起源时间有着不少的争论。
起源地点，现在人们普遍认为人类起源于非洲。
上个世纪，达尔文在其论著《人类的起源和性选择》中指出非洲的大猿和人类最为接近，从而推测人类起源于非洲，这是早期人类起源的非洲中心论的最初来源。
这个观点后来得到了许多方面的证据的支持，主要包括有：（一）古人类化石的化石大多来自于非洲。
而且表现为三个特点。
其一，发现的地质年代最为久远，如被认为是人类最早祖先的南方古猿安纳蒙种化石距今已有390—420万年之久，它发现于非洲的埃塞俄比亚。
其二、在非洲发现的古人类化石种类最多，有十几种。
其三，人类起源和进化各个阶段的化石在非洲均有发现，包括从古猿到早期猿人、猿人以及智人的等各阶段间的化石。
（二）与现代人类血缘关系最近的动物在非洲。
1）免疫试验证据。
60年代后期,通过对人与各种灵长类的血浆的交叉免疫试验,发现人与黑猩猩、大猩猩最为接近，而黑猩猩、大猩猩仅分布在非洲。
后来通过对各种动物的血红蛋白α链的氨基酸差异实验和DNA限制性片段多态（RFLP）分析也证实了这一点。
2）分子遗传学证据。
近年来，来自世界人群遗传学研究和mtDNA数据的分析研究表明人类祖先近期起源于非洲，也就是说，此类研究证实解剖学上的现代人类祖先约在3—20万年前从非洲迁徙至世界各地，那么人类的远祖也最有可能起源于非洲。
所以人类起源于非洲学说有两层含义：一是人类远祖起源于非洲，即早期人类起源非洲说；二是现代人类祖先从非洲迁徙到世界各地，即“现代智人非洲起源论”。
为什么不是其他地方？除了“非洲中心说”，还有“亚洲中心说”。
线粒体夏娃学说
线粒体夏娃学说，或称mt-Eve、mt-MRCA，在人类进化学说中，被认为是人类的共同母系祖先。
该理论最早由马克·斯通金博士提出，历史可追溯至20万年前。
此前科学家曾对世界不同地区和民族的女性进行线粒体DNA调查，确定现代人的线粒体来自于约10-15万年前的一位女性，这位母系祖先被称为“线粒体夏娃”。
线粒体夏娃学说主张现代人类是起源于一个共同的母系祖先，这一母系祖先通过女性线粒体DNA遗传给后代。
根据该学说，现代人的线粒体DNA都来自同一个女性，大约生活在约20万年前。
这个母系祖先被认为是所有现代人类的线粒体DNA的始祖。
这个理论的基础是线粒体DNA的独特特性。
线粒体DNA只通过母亲遗传给后代，而不会从父亲那里继承。
因此，线粒体DNA可以用来追溯人类的母系遗传历史。
通过比较不同人群的线粒体DNA，科学家们可以找出它们之间的亲缘关系，从而确定人类的共同起源。
线粒体夏娃学说并不是唯一的人类起源理论。
其他理论包括非洲起源说、多地区起源说等。
这些理论都试图解释人类起源和演化的过程，但每种理论都有其独特的观点和证据。
然而，线粒体夏娃学说在学术界并不是完全被接受。
一些科学家持怀疑态度，认为这个理论缺乏足够的证据支持。
此外，由于线粒体DNA只能追溯母系遗传，因此不能提供关于男性祖先的信息，这使得该理论在解释人类起源和演化方面存在局限性。
总的来说，线粒体夏娃学说是一种关于人类起源的理论，主张现代人类来自一个共同的母系祖先。
虽然这个学说在学术界存在争议，但它为人类遗传学和演化研究提供了新的视角和思考方式。
人类起源与进化论文
嘉应学院生命科学学院《生物进化论》论文人类起源与进化姓名：黄桂兰学号： 102060027院（系）：生命科学学院专业：生物教育专业班：105班提交时间： 2013/5/15科任教师：章庆民（格式占30分，内容占70分）人类起源与进化姓名：黄桂兰学号：102060027 院系：生科专业：生物教育班：105摘要：人类的起源与进化这个问题一直是一个热话题。
人类起源于哪？我们的祖先是谁？我们的哪些特征已被更替？等等的一系列问题都缠绕着我们。
传说盘古开天辟地，女娲造人，人由此而来，但对于今天的科学来说是行不通的。
如今，人类起源与进化的研究持续了100多年，目前我们也对之也有了相对的了解。
现在人们普遍接受这样一个观点，人类是由古猿进化而来的，再经过长期的演变过程才成为今天我们口中的人。
关键词：人类起源、特征的更替、进化、1人类起源研究的历史回顾最初对人类的认识，是从比较人与动物的关系开始的。
而最早提出“人猿同祖”思想的是具有进化思想的先驱者布丰（G.L.Buffon）。
达尔文的《物种起源》一书在广泛论述生物进化的基础上断言，“人类的起源和历史也将由此得到许多启示”①。
此后，赫胥黎通过比较解剖学、发生学、古生物学等研究，证明了人与猿最近的亲属，并与1863年发表了他的著作《人类在自然界的位置》，明确提出人猿同组论。
1871年，达尔文又发表了《人类起源与性选择》一书，书中既肯定了人、猿的亲属关系，又肯定了人与猿在直立、四肢、牙齿、脑、智力等方面的区别。
他认为支配人猿进化是生物演化的规律，即自然选择的作用。
20世界上半叶，大量的化石资料的记载也进一步有力地支持人猿同组的论述，也为人类起源奠定了坚定的科学基础。
2人类起源过程中新旧特征的更替人类起源与猿类，但又区别于猿类。
正如吴汝康院士说：“我根据新的化石材料的发现，曾提出从猿到人的过渡阶段是人的新质与猿的旧质互相斗争的过程，是人的新质不断克服猿的旧质的过程。
”②具体表现以下几个方面：2.1直立行走与前肢的解放随着时代的变迁，森林猿猴被迫下地后，不得不使整个体质形态向人的方向发展。
人类Y染色体DNA单倍型类群介绍2018
Y染色体DNA单倍群介绍1、Y-DNA单倍群人类Y染色体DNA单倍群由非重组DNA的Y染色体突变进行定义。
这种由许多人共享的突变称为单核苷酸多态性（SNP）。
人类Y染色体每一代大约积累两次突变。
Y-DNA单倍群的分支结构组成一个Y染色体进化树，有数百甚至数千的突变由这些不同的单倍群共享。
Y染色体的最近的共同祖先（most recent common ancestor MRCA），也被称为Y染色体亚当，是目前活着的男性的最近的男性共同祖先。
Y染色体亚当估计生活在大约236000年前的非洲。
通过研究其他瓶颈，所有欧亚大陆的人都是69000年前的一个男人的后裔。
之后一个主要的遗传瓶颈期发生在大约5000年前，今天大多数欧亚大陆的人可以追溯到5000年前的十二个祖先。
Y-DNA单倍群进化树单倍群 A & B 单倍群 A(M91)单倍群A是所有单倍群起源点。
现代所有单倍群都是单倍群A的后代，稀疏分布在非洲，主要集中在西南部的科伊桑人和尼罗河谷东北部人群。
单倍群 BT (M42,M94,M139,M299)约55000年前分，BT是单倍群A的分支单倍群B(M60)单倍群B主要分布于非洲，主要集中于俾格米人群。
详细树形图：见B单倍群文件夹单倍群 CT (P143)标识单倍群 CT的突变标记是M168和M294.包含单倍群D、E、C、F,可能88000年前在亚洲或非洲出现。
单倍群 C (M130)历史起源：C单倍群携带M130突变，来源于CF单倍群。
中国境内的C单倍群主要是C2（携带M217突变），占中国总人口比例大约为5%—10%。
其下游又可分为南北两大支，北支C2b（携带F1396突变），主要分布于蒙古族和满族等民族；南支C2c（携带F1067突变），几乎遍及全中国。
详细树形图：见C单倍群文件夹Haplogroup C (M130, M216) 分布在亚洲、大洋洲和北美等o Haplogroup C1 (F3393/Z1426)▪Haplogroup C1a (CTS11043)▪Haplogroup C1a1 (M8, M105, M131) 日本低频分布▪Haplogroup C1a2 (V20) 欧洲和尼泊尔低频分布▪Haplogroup C1b (F1370, Z16480)▪Haplogroup C1b1 (AM00694/K281)▪Haplogroup C1b1a (B66/Z16458)▪Haplogroup C1b1a1 (M356) 印度低频分布, 阿拉伯半岛和中国北部▪Haplogroup C1b2 (B477/Z31885)▪Haplogroup C1b2a (M38) 分布在印度尼西亚，新几内亚岛，美拉尼西亚，密克罗尼西亚，和玻利尼西亚▪Haplogroup C1b2b (M347, P309) 澳洲土著o Haplogroup C2 (M217, P44) 分布在欧亚大陆和北美，特别是在蒙古人，哈萨克人，通古斯人，西伯利亚人，和Na-Dené-speaking语民族单倍群DE（M1,M145,M203）约65000年前分离单倍群D (M174)详细树形图：见D单倍群文件夹∙Haplogroup D (M174) 分布在日本、中国（特别分布于西藏）和安达曼岛o D1 (CTS11577)▪D1a (Z27276, Z27283, Z29263)▪Haplogroup D1a1 (M15) 主要分布在西藏、羌族、彝族和苗瑶语人群▪Haplogroup D1a2 (P99) 主要分布在西藏、羌族、纳西族、突厥部落▪Haplogroup D1b (M55, M57, M64.1, M179, P12, P37.1, P41.1 (M359.1), 12f2.2) 主要在日本o D2 (L1366, L1378, M226.2) 菲律宾、麦克坦岛Haplogroup E (M96)详细树形图：见E倍群文件夹∙Haplogroup E (M40, M96) 分布在非洲、中东和欧洲o Haplogroup E1 (P147)▪Haplogroup E1a (M33, M132) 旧称E1▪Haplogroup E1b (P177)▪Haplogroup E1b1 (P2, DYS391p); 旧称E3▪Haplogroup E1b1a (V38) 非洲尼日尔-刚果语人群; 旧称E3a▪Haplogroup E1b1b (M215) 非洲之角，北非、中东和欧洲地中海地区; 旧称E3bo Haplogroup E2 (M75)Haplogroup F (M89)单倍群F和后代迁徙图单倍群F和后代构成了目前世界人口的90%,几乎都分布在撒哈拉以南非洲地区之外。
线粒体DNA在遗传研究中的作用
线粒体DNA在遗传研究中的作用遗传研究一直是生物科学中的重要研究领域之一。
线粒体DNA （mtDNA）作为细胞中的一种独立基因组，具有一些独特的特性和功能，在遗传研究中发挥着重要的作用。
本文将探讨线粒体DNA在遗传研究中的作用，并分析其对人类疾病研究、进化研究以及法医学领域的影响。
一、线粒体DNA在人类疾病研究中的作用线粒体DNA在人类疾病的遗传研究中具有独特的价值。
正常情况下，线粒体DNA主要由母亲遗传给子代，所以可以追踪族群的遗传变异。
研究表明，线粒体DNA突变与一些遗传性疾病的发生和发展密切相关。
例如，韦恩博物馆综合医学研究所的研究团队发现，在线粒体DNA的ATP6基因上发生的突变与Leber遗传性视神经病变相关。
通过检测患者的线粒体DNA序列，可以发现这些突变，进而对其进行早期诊断和治疗。
此外，线粒体DNA的不稳定性也与其他神经系统疾病如帕金森病、阿尔茨海默病等的发生相关。
二、线粒体DNA在进化研究中的作用线粒体DNA在进化研究中具有重要的地位。
由于线粒体DNA具有高度保守性和不同个体间的高度变异性，科学家利用线粒体DNA序列进行物种间的进化关系研究。
通过对不同物种的线粒体DNA序列进行比较，可以推断它们之间的亲缘关系和起源。
例如，人类起源研究中，通过对各大洲不同人群的线粒体DNA进行比较，发现非洲人群的线粒体DNA的遗传多样性最高，因此得出了" 非洲起源说"的结论。
这一研究成果不仅对了解人类起源和人类迁徙具有重要意义，也揭示了线粒体DNA在进化研究中的重要作用。
三、线粒体DNA在法医学领域中的作用线粒体DNA在法医学领域中也具有重要的应用价值。
由于线粒体DNA的高度变异性和不变性，它可以用作法医学鉴定的重要工具。
例如，在刑事案件中，犯罪现场的DNA样本通常很少，此时可以利用线粒体DNA进行分析，以获得更多的信息。
利用线粒体DNA进行法医学鉴定的一个典型案例是解决沙鲁法尔玛公主谋杀案。
试从母系遗传角度分析现代中原居民的源流
试从母系遗传角度分析现代中原居民的源流作者：baiyueren 2016-12-01最近在人类学论坛上讨论古代山东人的mtDNA。
突然想到可以根据现有的古DNA测试数据分析一下朱泓所说的各种古代北方人种类型的mtDNA类型构成情况。
如果这方面能得出比较明确的结果，就可以从这个角度分析出中原居民的早期聚合过程。
于是我搜集了吉大相关的硕士毕业论文，和一部分已发表论文中的古DNA数据。
并根据最新的mtDNA系统树进行重新分型。
下面简要介绍一下我的分析思路。
一、古代人种类型的母系遗传特征1. 古华北类型选取了庙子沟、朱开沟、龙头山遗址的mtDNA数据（见下），这些遗址的人骨经研究属于古华北类型，且没有其它种系混杂的明显迹象。
将这三个遗址的古DNA数据重新分型后，合并统计各单倍群的比例如下。
可以看出古华北类型的特征单倍群是：A(×A5)、C、M9a和M10。
2. 古西北类型选取了最有代表性的属于卡约文化的青海上孙家寨遗址的古DNA数据。
青海喇家村的古DNA 数据因为整体质量不高所以没有采用。
上孙家寨mtDNA各单倍群的比例统计如下。
可见古西北类型的特征单倍群是：D4、C、M10。
另外G单倍群下游的一些分支类型也比较常见。
3. 古蒙古高原类型（1）井沟子古DNA数据（2）新店子mtDNA数据选取了井沟子和新店子墓地的古DNA数据（见下表）。
结果发现两组数据差别很大：井沟子属于D单倍群的样本最多，但新店子是以C单倍群的数量最多。
可能是因为古代迁徙到东亚大陆边缘地带的族群在人口扩张时出现强烈的奠基者效应造成的。
据有关资料显示：中部和南部西伯利亚人群中最常见的单倍型类群是C 型，并且在西伯利亚南部人群中具有最高的分布频率（47.6%）。
C型的分布频率向南逐渐递减，但在蒙古人群中仍然比较常见（14.6%）。
这说明井沟子和新店子人骨虽然同属古蒙古高原类型，但可能有不同的起源。
同时也说明体质特征经过较长的时间跨度后会受自然选择而发生变化，不一定与某种单倍群有必然的关联性。
生命的奥秘——探索人类的起源与演化
生命的奥秘——探索人类的起源与演化生命的奥秘一直以来都是科学界和人类思考的焦点之一。
人类对于自身起源和演化的探索已经进行了很长时间，科学的研究在这方面也取得了诸多的突破和进展。
本文将探讨人类的起源与演化的一些重要发现和理论。
人类的起源首先要从进化论开始说起。
进化论是指生物种类的来源和变化是通过自然选择和适者生存的过程，由英国科学家达尔文所提出。
根据进化论的观点，生命的起源可以追溯到几十亿年前的地球上最早的生物。
早期的生物形态简单，功能有限，经过长时间的进化，不断演化为更复杂多样的生命形式。
在人类起源的探索中，化石的发现是非常重要的证据。
已经发现的人类化石骨架揭示了人类的演化过程。
最早的人类化石是在非洲发现的，按照传统说法，人类起源于非洲。
据科学家的推测，人类的起源可以追溯到约6000万年前的非洲，出现了智人的近亲早期人类，如直立人、原人等。
这些早期的人类物种逐渐演化发展成智人，进而成为现代人。
在智人的进化过程中，许多因素起到了重要影响，如环境的变化、天然灾害的发生、食物的可获得性、人类的社会活动等等。
这些因素推动了人类的智力、社会和文化的发展。
一些标志性的进化特征，如头脑的扩大、语言的形成、工具的使用等，使得智人得以成为地球上最强大的物种之一。
除了化石的发现，现代的遗传学和分子生物学研究也提供了关于人类起源的重要证据。
通过比较人类和其他物种的基因组，科学家发现，人类与黑猩猩的基因序列是高度相似的，这表明人类与黑猩猩有共同的祖先。
遗传学研究还揭示了人类在非洲的起源和扩散，以及人类之间的遗传差异和基因流动。
这些研究为人类起源和演化提供了强有力的证据。
虽然人类的起源和演化已经有很多重要发现和理论，但这个领域仍然存在许多未解之谜和争议。
例如，智人与尼安德特人的关系、智人是如何扩散至全球各地的等等。
因此，科学家们仍然在不断地进行研究和探索，以寻找更多的证据和答案。
生命的起源和演化是一门复杂而精彩的科学，人类对于自身的起源和演化一直有着极大的兴趣和好奇心。
线粒体DNA的进化分析
线粒体DNA的进化分析一、线粒体DNA简介线粒体是细胞内一个重要的器官，主要负责细胞内的能量合成，其内部包含有一段独特的DNA序列，称为线粒体DNA（mtDNA）。
与之对应的核DNA不同，mtDNA具有以下几个特点：1. mtDNA的长度较短，仅有16,569个碱基，其中包括13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因和2个rRNA基因。
2. mtDNA具有高度的保守性，存在高度保守性序列HVR1和HVR2。
3. mtDNA的遗传方式为单亲继承，即只由母体遗传，不受父亲个体的线粒体影响。
由于线粒体DNA的特殊性质，其在进化研究中具有独特的应用价值，常被用作测定物种的亲缘关系、群体遗传结构和演化历史等研究。
二、线粒体DNA的分析方法1. 提取DNA：将细胞经过裂解等方法将其取出，然后使用各种化学物质提取其中的DNA。
2. PCR扩增：这是一种常用的DNA扩增方法，可将微量的DNA样本扩增至足以进行后续实验的总量。
3. 序列确定：体外扩增后的线粒体DNA序列需要经过测序来确定其基本序列信息。
4. 分析和比对：通过对多个不同个体的线粒体DNA序列进行比对，可以得到它们之间的遗传差异，并进而进行系统发育树或遗传距离矩阵等研究。
三、线粒体DNA的进化研究线粒体DNA的研究主要集中在两个方面，即进化历史和生物多样性。
在进化历史的研究中，科学家们通过比较不同物种的线粒体DNA序列，可以得到它们之间的遗传距离，进而得到它们之间的亲缘关系以及演化的历史。
例如，通过对现代人类与古人类的mtDNA序列比较，可以推断出现代人类起源于非洲，并随时间跨越整个地球。
同时，线粒体DNA的研究还可以揭示生物多样性的演化历史，因为在同一物种内的不同个体存在不同的mtDNA序列，其中的遗传变异可能与不同的地理分布和环境因素有关。
这些变异可以用来重建一个物种个体群体之间的谱系结构和历史，从而进行区系演化研究。
四、线粒体DNA的应用和局限性线粒体DNA的应用广泛，并且已被应用于大量的生物学研究。
人类线粒体DNA的遗传多样性分析
人类线粒体DNA的遗传多样性分析人类线粒体DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）是位于线粒体内的一段环状DNA分子，与核DNA不同，mtDNA具有自我复制的能力。
随着研究的深入，人们逐渐认识到了mtDNA在人类遗传学中的重要性。
本文将简述人类mtDNA的遗传方式、mtDNA多样性分析的其它应用领域以及mtDNA遗传多样性的研究现状。
遗传背景人类线粒体DNA是由嵌入到线粒体内膜的DNA环状分子构成的，其大小约为16.6千碱基对（kbp），其中含有13个编码线粒体蛋白质的基因、22个为转移核糖核酸（tRNA）基因和2个为核糖体RNA（rRNA）基因。
人类mtDNA在细胞分裂过程中只从母体传递，称为母系遗传。
这种遗传方式使得人们能够通过mtDNA分析族谱和遗传多样性。
mtDNA多样性分析的应用1. 古人类学和人类历史研究mtDNA多样性分析在古人类学和人类历史研究中发挥了重要作用。
由于mtDNA的母系遗传，使得其在追溯人类起源和迁徙上有很高的适用性。
以欧洲影响最广为例，从mtDNA多样性分析可以得到女性的迁徙路线和时间。
2005年，一篇研究报道了在意大利境内发现的一个古代墓葬，其中一个在新石器时代晚期即公元前4000年就死亡的女性的骨骼被进行了mtDNA分析。
结果表明她所属的遗传单元H1a1，源于18,000年前的欧洲，随后在全欧洲传播。
这就证明了欧洲大部分人类群体都是依次退化之后较小范围的复杂社会的产物。
2. 同源性检测与鉴定mtDNA多样性分析在法医学领域中得到了广泛的应用，特别是在同源性检测和鉴定方面。
利用mtDNA的母系遗传性质，可以确定家族成员和身份识别，以及解决缺乏嫌疑人DNA样本的案件。
2001年，在美国纽约发生“9·11”恐怖袭击事件后，mtDNA多样性分析被用于确认尸体身份。
由于爆炸造成的尸块残留物千奇百怪，无法通过传统的识别方式进行身份鉴定。
但是通过对验尸办公室的一个女护士进行mtDNA检测，最终将380名牺牲者身份得以确认。
人类起源探寻我们共同的祖先
人类起源探寻我们共同的祖先人类起源：探寻我们共同的祖先人类的起源一直是科学家和研究者们长期关注的重大课题之一。
对于我们共同的祖先，科学界在过去的几十年里取得了重大的突破与发现。
本文将从分子生物学、考古学和人类进化等多个角度，探寻人类共同的祖先。
一、分子生物学的见证分子生物学作为一门研究生物分子结构与功能的科学，为我们揭示了人类起源方面的重要线索。
分子生物学家研究发现，人类的基因组与其他物种的基因组有着共同的特征，这表明我们与其他物种有着共同的祖先。
基因组比较研究也揭示了人类与其他灵长类动物的基因组相似度，加深了人类与猿类的进化渊源。
进一步，人类线粒体DNA（mtDNA）和Y染色体DNA的研究更加具体地揭示了我们共同的祖先。
通过分析这些DNA序列的差异和变异，科学家们推测出了20万至50万年前，现代人类的共同祖先。
二、考古学的发现考古学作为研究过去人类文明的学科，通过考古遗址和文物的发掘，为我们揭示了人类起源的另一面。
早期人类的骨骼化石、石器工具以及岩画等物质文化遗存是我们了解早期人类行为和文化的关键。
在非洲大陆的考古遗址中，科学家们发现了早期人类的化石和文物，如埃塞俄比亚的鲁西卡人和坦桑尼亚的奥尔达威人。
这些遗址证实了非洲是人类起源的重要地区，并且提供了支持“单源说”的证据。
同时，这些发现也证实了人类的“大迁徙”现象。
早期人类从非洲向其他地区扩散，逐渐演化成不同的亚种和人类群体，形成了今天多样性的人类种群。
三、人类进化的图景人类起源的另一个重要证据来自人类进化学。
人类进化学通过研究人类化石和遗传信息，描绘了人类进化的整体图景。
在非洲的化石发现中，如坦桑尼亚的“露西”和埃塞俄比亚的“亚丁小姐”，展示了人类进化中的重要里程碑。
这些化石揭示了人类从直立行走到大脑发育的演化过程。
另外，人类基因组研究也揭示了人类的近亲关系。
人类与尼安德特人、丹尼索瓦人等史前人类群体的基因交流证明了人类在进化过程中的交配和混血。
线粒体DNA和Y染色体主要基因的研究进展
线粒体DNA和Y染色体主要基因的研究进展线粒体DNA和Y染色体主要基因的研究进展始于20世纪的中期。
线粒体DNA（mtDNA）是位于线粒体内的一种双链环状DNA分子，主要负责调节线粒体内的能量生产过程。
而Y染色体是人类最小的染色体，含有一些与男性特性相关的基因。
在过去的几十年里，研究人员通过对mtDNA进行序列分析和比较，发现了很多关于人类起源、迁徙和演化的信息。
通过研究不同地理区域和人群中的mtDNA变异，科学家成功地构建了人类的遗传家谱，并确定了人类起源地和迁徙路线。
通过比较不同物种的mtDNA序列，科学家还揭示了物种之间的亲缘关系和进化历程。
近年来，随着高通量测序技术的发展，研究者对mtDNA进行了更加深入和全面的研究。
他们发现mtDNA不仅与线粒体功能和遗传基因相关，还与许多疾病的发生和发展有关。
研究人员通过分析mtDNA突变，发现了一些与肌肉营养不良、耳聋、糖尿病等疾病相关的突变位点。
研究进一步揭示了mtDNA突变在疾病发生中的作用机制，为相关疾病的诊断和治疗提供了新的思路。
与mtDNA相比，Y染色体的研究进展相对较慢。
随着测序技术的进步和遗传学研究的深入，关于Y染色体的研究也取得了一些重要的进展。
最近的研究表明，Y染色体上的基因变异与男性不育、性别决定和性状相关的疾病有关。
研究人员通过对Y染色体上的特定基因进行研究，发现了一些与男性不育和其他生殖系统疾病相关的基因变异。
研究人员还通过对Y染色体的研究，揭示了男性起源和演化的一些重要信息。
线粒体DNA和Y染色体主要基因的研究进展为我们深入了解人类起源、进化和疾病发生机制提供了重要线索。
随着技术的不断发展和研究的深入，相信我们对这两个遗传元素的了解还会不断深化，为人类健康和进化提供更多的启示。
出非洲记：人类祖先的迁徙史诗（第一部）
出非洲记：人类祖先的迁徙史诗（第一部）序言大多数人能说出自己祖父、祖母的名字，许多人还知道曾祖父母的，有人甚至能说出曾曾祖父母的名字。
再向上溯源，我们便陷人了一个黑暗、神秘的王国，这便是所谓的历史了。
进人其中，我们只能小心翼翼地摸索航行，感觉神秘的低语在引导我们：再以前的人们是谁？他们生活在何处？他们的生命是怎样的？在这本书里，我要讨论我们的基因密码是如何回答这些疑问的，正是这些基因密码，使我们得以成为万物之灵，成为独特的人类，独特的个人。
我们的DNA携带着一幅历史画卷，它记载着从最早的生命、最早进行自我复制的分子，到人类的阿米巴祖先，一直到今天的完整历.史。
人类是数十亿年进化演变的结果，而进化过程中最细微的每一步、每一个故事，都写在我们的基因之中。
不仅基因自身传递这些信息，而且，当我们对两种或两种以上的DNA作比较时，它们之间显现的不同之处，对我们研究基因的演变更具有意义。
这些不同之处正是基因的历史语言。
没有人会因为鱼生活在水中而把“水榭”也认做鱼类，因此，同样的基因对研究人类演变是没有价值的，有意义的是基因的差别，这也正是我们研究的对象。
这本书是关于人类的起源，更准确地说，是关于人类作为一个独特的物种在大地之上的旅程：从人类的发源地非洲到地球的遥远角落，从最早的生命迹到充分进化的现代人等。
我们将沿着基因地图所显现的人类漫游的足迹，和基因之中隐含的人类进程的历史时间进行全方位的追踪描述—当然，要完成这一画卷，我们掌握的基因数据要与考古学和气候学的记录吻合一致。
每个旅程都有它的开端，而这一旅程却是个例外。
可以说，它开始于试图对人类的多样性做出解释的科学研究，正是人类的多样性促使我们寻根溯源。
推断人类始于非洲所应用的科学方法，同样帮助我们沿先祖的足迹再次进行“环球旅行”。
这便是这一旅程的主要路线。
沿着这条道路，我们会发现许多被忽略掉的有关原始祖先的细节。
此书最初的构思来自于一部同名记录片的一部分，此后我将其独立出来，自成一体。
动物进化中的线粒体DNA与亲缘关系
动物进化中的线粒体DNA与亲缘关系动物进化历程中的线粒体DNA在亲缘关系研究中具有重要作用。
线粒体是细胞内的一种独立存在的细胞器，具有自己的DNA序列，与细胞核DNA有所不同。
本文将探讨线粒体DNA在动物进化中的重要性以及其与亲缘关系的关联。
一、线粒体DNA的特点线粒体DNA（mtDNA）是由一环的双链DNA组成，其基因组结构相对比较简单。
线粒体DNA的大小通常为16-17 kb（kb为千碱基对），只编码少量的37个基因，包括13个编码蛋白质的基因、22个编码转移RNA(tRNA)和2个编码核糖体RNA(rRNA)的基因。
与核DNA不同的是，线粒体DNA以非经典的遗传方式传递给下一代。
线粒体DNA的遗传是由母系传递的，也就是说，它仅由母体的卵细胞贡献，而没有父体的贡献。
这种遗传方式有利于通过分析线粒体DNA来研究亲缘关系和进化。
二、线粒体DNA在亲缘关系研究中的应用1. 人类进化研究线粒体DNA在人类的进化研究中发挥着重要作用。
通过分析不同人群的线粒体DNA序列，可以揭示人类的迁移路径和人类群体之间的亲缘关系。
研究表明，现代人类起源于非洲，然后分别迁移到不同的地区。
通过比较线粒体DNA序列的差异，可以重新构建人类迁移的历史，并揭示不同族群之间的亲缘关系。
2. 动物系统发生学研究线粒体DNA还被广泛应用于动物系统发生学研究中。
通过对不同物种的线粒体DNA进行比较，可以判断它们的亲缘关系和进化分支。
由于线粒体DNA的快速进化速度，它可以提供更精确的系统发生树以及物种间的亲缘关系。
此外，线粒体DNA还可以用于物种的鉴定和种群遗传结构的研究。
三、线粒体DNA与亲缘关系的关联线粒体DNA可以通过遗传漂变的方式进行进化，这种漂变可以导致线粒体DNA序列的变异。
对这些线粒体DNA变异的分析有助于确定物种之间的亲缘关系。
亲缘关系的研究中，常用的方法是通过构建系统发生树，从而揭示物种之间的关系。
而线粒体DNA序列的变异提供了构建这些树的重要信息。
线粒体DNA变异与人类疾病关系的研究
求职自荐信(通用15篇)求职自荐信1尊敬的领导：您好！感谢您在百忙之中审阅我的自荐书，这对一个即将迈出校门的学子而言，将是一份莫大的鼓励。
相信您在给予我一个机会的同时，您也多一份选择！即将走向社会的我怀着一颗热忱的心，诚挚地向您推荐自己！我是某某大学20__届本科毕业生。
在完成学业，即将进入社会之际，我需要谋求一份适合自己发展的工作。
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并通过了计算机一级，英语四级，声乐十级，二胡六级。
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大学的四年生活中，我学习努力，成绩优秀，为以后的工作打下了坚实的专业基础。
并且能够理论联系实际，在校内外都积极地进行专业实践，检验自己所学的知识，使自己具备了较强的分析问题和解决问题的动手能力。
为适应经济、科技和社会发展需要，我德智体全面发展。
还积极地参加各种社交活动，参与了大量的活动策划、组织工作。
经过长期的学习和锻炼，积累了丰富的社会工作经验，具备了一定的工作经验，为以后工作打下良好的基础。
作为作为真正的跨世纪一代，怀着对前途对未来的信心和对施展才华的渴望，我相信我较强的逻辑思维和实际操作能力，将是把理论知识转化为实际业绩的有力保证。
我记在此冒昧自荐，我期望着成为贵单位的一员，充分发挥自己的聪明才智。
如果能够得到贵单位的青睐，我一定会以不断学习、积极进取的精神竭诚为贵单位服务，与贵单位共同发展，共创美好未来！求职自荐信2尊敬的领导：您好!我是__x大学__系的一名学生，即将面临毕业。
__x大学是我国__人才的重点培养基地，具有悠久的历史和优良的传统，并且素以治学严谨、育人有方而著称;__大学__系则是全国__学科基地之一。
生物进化知识：进化和人口遗传学——探究人类群体遗传方面的历史和时空分布
生物进化知识：进化和人口遗传学——探究人类群体遗传方面的历史和时空分布进化和人口遗传学是两个密不可分的学科，在研究人类群体遗传方面的历史和时空分布上发挥着重要的作用。
本文将从进化和人口遗传学的角度出发，探讨人类群体遗传方面的历史和时空分布。
进化是生物学中一个非常重要的概念，它指的是生物在长期演化的过程中，逐渐适应环境而形成的各种特征和适应能力。
在人类进化史上，我们知道人类的共同祖先生活在非洲，大约在200万年前，这个阶段被统称为人类起源时期。
在之后的时间里，人类渐渐地分散到全球各地，形成了各种不同的种族和族群。
这个过程中，人类的遗传信息也在不断地发生着变化。
例如，降低了皮肤色素的数量，让人们适应更寒冷的气候，而增加了皮肤色素的数量，则让人们适应炎热和阳光充沛的气候。
关于人类的进化和遗传信息，人口遗传学是一个专门研究的领域。
它主要关注人类遗传信息的特征和在人类群体中的传播。
人口遗传学家使用一系列的技术和方法，例如DNA分析、基因测序等，来研究人类群体的遗传差异。
最近的研究表明，人类存在着一种共同的遗传物质，它被称为线粒体DNA（mtDNA）。
这种遗传物质遗传自母亲，因此可以有效地追溯人类历史的发展和传播。
在人口遗传学的研究中，经常会听到“遗传多样性”这个术语。
遗传多样性指的是同一个群体中的个体之间出现的遗传差异，包括基因多样性、等位基因多样性等。
在人类历史的演化过程中，不同的人群之间的遗传多样性水平有很大的差别。
例如，在非洲大陆，不同地区之间的遗传多样性水平明显高于其他地区。
这是由于非洲大陆拥有多种生态环境和各种地形地貌，导致人类在这个地区不断分化和进化，同时也使得这里的人类群体具有更丰富的遗传多样性。
人类的进化和群体遗传会被许多因素影响，其中最重要的一个因素是迁徙。
迁徙是人类历史中一个非常重要的现象，它会导致人类群体遗传信息的迅速变化和传播。
例如，历史上的汉族和藏族，他们相距很远，但是通过迁徙和交流，他们的血缘遗传信息在一定程度上被融合。
中国人种基因图谱
中国人种基因图谱随着分子人类学数据的不断积累，父系Y染色体与母系mtDNA研究的一系列进展，使得中国人群的多样性结构逐渐明晰。
现有的Y染色体数据揭示，现代人出非洲后由东南亚经多次迁徙进入东亚。
在旧石器时代，现代人最初定居东亚或东南亚之后，紧接着不断北迁，这奠定了中国人遗传结构的基础。
通过了解人类基因的遗传成分，绘制中国人种基因图谱。
中国人种基因图谱：一对为性染色体，XY组合的为男性，XX组合的为女性。
Y染色体只在父亲与儿子传代，呈严格的父系遗传，研究Y染色体，可以发现人群在父系关系上的迁徙和发展。
母系mtDNA表现为母系遗传。
通过检测现代人mtDNA，能弄清各民族、各地人的母系血缘关系。
通过研究Y-DNA与mtDNA的重合型，可以揭开中国人的祖先来源之谜。
单倍群人类父系基因Y-DNA人类母系基因mtDNAY-DNA与mtDNA的重合型中国人起源华夏族的起源与形成单倍群在分子进化的研究中，单倍群或单倍型类群是一组类似的单倍型，它们有一个共同的单核苷酸多态性祖先。
因为单倍群由相似的单倍型组成, 所以可以从单倍型来预测单倍群.单核苷酸多态性试验被用来确认单倍型。
单倍群以字母来标记,并且以数字和一些字母来做补充,，例如O3a4。
Y染色体和线粒体单倍群有不同的单倍群标记方法。
单倍群用来标记数千年前的祖先来源。
在人类遗传学中, 最普遍被研究的单倍群是『人类Y染色体脱氧核糖核酸单倍群（Y-DNA单倍群）』和『人类线粒体脱氧核糖核酸单倍群（mtDNA单倍群）』,这两个都可以被用来定义遗传群体。
Y染色体脱氧核糖核酸单倍群仅仅被从父系线遗传，同时mtDNA仅仅被从母系线遗传。
人类父系基因Y-DNA在人类基因学里，人类Y染色体DNA单倍型类群通过Y染色体遗传变异特性进行人类学研究的一门科学，主要用于研究人类的“非洲起源论”及以后的种群分布的遗传学证据。
人类有23对46条染色体，其中22对44条为常染色体，另外一对为性染色体，XY组合的为男性，XX组合的为女性。
人类生物学如何研究人类的起源和演化历史
人类生物学如何研究人类的起源和演化历史人类是地球上最为复杂和智慧的生物之一，我们对自身的起源和发展历史一直存在着浓厚的兴趣。
而人类生物学可以提供有力的科学依据，解答这些问题。
人类生物学的相关研究主要包括古人类学、分子人类学、人类遗传学等多个分支。
其中，古人类学主要探寻人类的起源和迁徙历程，将人类演化历史与地质学、生态学等多个学科进行交叉研究，运用化石、遗址等文物地质学证据，推断人类的演化过程和地理变迁，从而揭示出人类的历史、文化、经济和社会的进化趋势等。
最新的研究表明，现代人类的起源可以追溯到非洲约20万年前。
早期人类像猿类一样以植物、果实、昆虫等为食，随着极地冰川期的结束，环境变得逐渐富裕，人类开始狩猎采集，制造简单的工具，进一步发展了智力和理智，形成了语言和社交性，进而扩大了自身的生存领域。
后来，人类逐渐进入社会化生活阶段，由于环境、气候、地理等因素，发展出了不同的人群和文化，其中最具代表性的就是非洲、亚洲、欧洲和美洲等世界各地的早期人类。
在现代人类起源的研究中，DNA遗传学扮演了重要角色，主要是通过分析人类基因组DNA的不同，以求找到人类起源和文化等的研究线索。
DNA遗传学将人类分为了不同的族群和亚群，揭示出了人类文化、历史和地理的多样性和复杂性。
根据最新的研究结果，人类的细胞色素b（mtDNA）是一种非常稳定的遗传物质，通过分析mtDNA的不同，可以较为准确地推测出各族群的起源时间和迁徙模式等信息。
人类生物学还有一个重要的分支是人类遗传学。
人类遗传学的工作主要是关注人类基因的传承和变异等问题。
从人类的单倍型分布来看，人类基因具有极高的多样性，不同族群、不同地域的人类基因是呈现出明显的差异性。
但是，人类基因变异的速度比较缓慢，这也使得我们难以观察到人类基因变异的过程。
然而，研究中发现，人类基因变异的原因可能主要源自于环境和生活方式的改变，同时，一些基因的变异也会对人类的生活方式产生影响，从而促进或抑制人类基因变异的发展。
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m t DNA与现代人类的起源和迁徙
霍正浩(宁夏医学院生物学教研室宁夏银川750004)
摘要 对现代人类线粒体DNA(m tDNA)类型在各人群中分布特点的研究表明,人类起源于约20万年前的非洲,然后向全球各个角落迁徙,并演化为现代人。
关键词 m tDNA 人类 起源 迁徙
探索人类起源是生命科学的一个重大课题。
科学家们越来越认识到其重要意义,多年来一直被列入自然科学七大疑难和有争议的问题之一。
目前,学术界对现代人类的起源有3种假说:1)多地区起源假说 认为现代人类是在他们居住地区内的原始居民经过十分漫长的时间进化而成的,如黄种人由居住在亚洲的北京猿人的后代进化而成;白种人由居住在欧洲的尼安德特人的后代进化而成;2)基因流学说 认为现代人类起源可上溯到一个古代谱系网,对遗传的贡献在各地区间互不相同;3)非洲起源假说 认为现代人大约在距今20万年前起源于撒哈拉以南的非洲,然后迁徙到全球各个角落,取代了当地已存在的直立人和远古智人,并进化为现代人类。
随着分子生物学,特别是线粒体DNA(m tDNA)多态性应用于人类起源、演化以及群体间相互关系等方面的研究,使得越来越多的证据支持非洲起源假说。
1 m t D NA
m tDNA是1个双链闭合环状分子,由16569个碱基对组成。
由于m tDNA有一些独有的特征,使其成为研究人类起源与进化的一个有力工具:1)m tDNA是单倍体,呈严格的母系遗传,因此,对m tDNA的系统分析可以直接反映出人群或种族的母系进化史;2)m tD2 NA的突变率比核DNA快5～10倍,因而,在相同的时间内,它比核DNA能积累更多的突变,在人群中这些突变大都属于中性突变,即这些突变对线粒体的氧化磷酸化功能并无影响,因此,并不表现出临床症状。
中性突变在地理上隔离的人群中变异度很高;3)m tDNA 比核DNA拥有更多的拷贝数,所以,对m tDNA的分析比对核DNA的分析具有更高的灵敏性,适合应用于对古代DNA或化石DNA的分析;4)m tDNA在群体内变异大、分子结构简单、序列已完全清楚;5)由于m tDNA极少发生重组,m tDNA的变化主要来源于突变,这样人们可以通过对比m tDNA序列上的差异推算从同一个祖先发生分化的时间,寻找人类起源和群体分化的特点。
2 m t D NA与人类起源
1987年以威尔逊为首的伯克利研究小组,提取了祖先来自非洲、欧洲、亚洲、新几内亚及澳大利亚土著居民共147名妇女胎盘细胞的m tDNA,然后用12种高分辨率限制性内切酶构成限制性内切酶图谱,发现在非洲3个原始部落(96%的俾格米人、93%的布什曼人和71%的班图斯人)人群中,其m tDNA5′末端识别序列中的3592位点有特异的Hpa 限制性酶的切点,而在欧洲人和亚洲人中却没有。
进一步将限制性内切酶图谱划分为133个类型,结果显示,m tDNA的类型具有明显的种族特异性。
通过系统发生分析建立了表示这些个体m tDNA类型相互关系的系统树,这一系统树具有1个共同的祖先,并且最深的根来源于非洲。
据此,他们提出:现代人类起源于距今20万年前生活在非洲的1个女人(即线粒体“夏娃”),并由此扩散到世界各地。
这篇发表在国际著名杂志《自然》上的论文在国际人类学和遗传学界引起了激烈的争论;同时,也促进了分子生物学技术迅速应用于人类起源的研究领域。
随后的10多年中,科学家们对不同人群的m tDNA进行了大规模的研究,其结果均支持“非洲起源说”。
这些研究得出的主要结论是:1)人群中m tDNA的多样性在非洲人中最明显,因而是最古老的人种;亚欧大陆次之,美洲土著人群中最少,同时m tDNA的突变和序列多样性的积累速度是相对一致的,由此可以推断现代人类最初起源于非洲;2)m tDNA的多样性与个体的人种和地理起源高度相关;3)在人类的进化过程中,m tD2 NA的“进化钟”比较恒定,而且比核基因的进化快的多;4)在不同现代人群中发现的所有m tDNA谱系都可以追溯到大约距今20万年前生活在非洲的1个女人。
比较不属于非洲分支内人群的m tDNA可粗略地定出他们的“迁移史”。
3 现代人类起源的时间与迁移
威尔逊研究小组根据m tDNA的核苷酸每改变2%～4%相当于100万年的进化历程,推算出现代人类的进化树具有约20万年历史。
在随后的研究中,特别是通过与4种非洲猿类m tDNA的比较中发现,亚洲人和欧洲人的多样性非常接近,非洲人则远远高出,黑猩猩又是非洲人的10倍。
如果按人类和非洲猿的分化约发生在1300万年计算,那么现代人类起源的时间大约是距今143000±18000年前,也就是说人类出现于大约15万年前的非洲大陆,当非洲母亲迁移到新的大陆以
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4
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—生 物 学 通 报 2002年第37卷第8期
极端环境中的低温微生物及其应用
司马义 萨依木(新疆教育学院生化系新疆乌鲁木齐830043)
摘要 在地球这个大的生态系统中存在着广泛的低温环境,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、适应低温的分子机制及其环境保护、食品、医药等多个领域中的开发应用前景。
关键词 极端环境 低温微生物 应用
极端环境包括高、低温环境、高盐环境、高酸环境、高碱环境、高压环境和高辐射环境等。
例如,温泉、南北极地或高山冰川、盐湖、碱湖和酸矿水。
另外,还有某些特殊环境如油田、矿山、沙漠的干旱地带和地下的厌氧环境等。
近年来,这些过去被认为生命禁区的区域也发现了各式各样的新的生命形式,它们生存繁衍的理想场所恰恰是这些极端环境。
如嗜热菌、嗜冷菌、嗜碱菌、嗜盐菌和嗜酸菌等,统称为极端微生物[1](extre moph iles)。
极端微生物具有独特的基因类型,特殊的生理机制以及特殊的代谢产物,作为地球上的边缘生命现象,它在生命起源,系统进化等方面将给人们很多重要的启示。
对它进行研究具有极大的应用价值,是使用高效率低成本生物技术新工艺的基础。
低温微生物就是那些生活在极端低温环境下的微生物,这类微生物可化分为两类:一类是必须生活在低温条件下,在0℃下生长繁殖,最适温度不超过15℃,最高温度不超过20℃的微生物,称为嗜冷菌(p sy2 ch roph iles)。
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℃的微生物,称之为耐冷菌(p sych rotroph s)。
这两类微生物的生态分布和低温生物学特性均存差异,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,而且在实际应用上已经产生了日益明显的经济意义。
同时它们是生物技术发展的十分重要的资源。
1 低温微生物的生态分布及类型
嗜冷菌对温度很敏感,即使短时间受热,20℃以上能引起死亡。
因此嗜冷菌的分布很受环境的限制,主要分布于终年低温的环境中[2]。
如南北两极地区、冰川、高山、深海和冻土块等环境中。
其中包括大量嗜冷和耐冷微生物,由于这种环境的地理和气候特征,形成了一个干燥、酷寒、强辐射的自然环境,生存于其中的微生物具备了相应的独特的微生物学机制和生化特性。
在南极异常寒冷的自然环境中,以嗜冷菌、耐冷菌为主的低温微生物在生态学方面具有明显的优势,它们能忍受经常遭遇到的大幅度快速的温度变化。
一些研究表明,在南极低温微生物,大部分属耐冷型,小部分为嗜冷型。
从南极海水中获取的155株细菌中,77%是耐冷型,23%为嗜冷型[3]。
低温微生物具有广泛的微生物类群,已发现的嗜冷微生物既有真细菌、蓝细菌,又有酵母菌、真菌和藻类。
在嗜冷菌中研究最多的是真细菌,有自养菌也有异养菌,有好氧菌也有厌氧菌,这些低温微生物在低温与生态环境系统中起着非常重要的作用。
2 低温微生物适应低温的分子机制
2.1 膜蛋白和脂多糖的磷酸化和去磷酸化 感受环境信号的变化对于生物适应环境是非常重要的。
微生物感受环境温度的变化是很复杂的。
耐冷菌生活在0～30℃的温度范围内,不同基因的表达是对温度波动的适应,这就要求首先感受外界温度的变化。
因为磷酸化和去磷酸化机制是生物感受环境信号的首要机制,为此R ay[4]等科学家研究耐冷菌(P seudomonas syringae)
后,m tDNA发生的突变引起遗传性状的漂移,从而造成了各大陆种族之间的差异。
通过对m tDNA的研究还发现,亚洲人、欧洲人与非洲人的分化时间大约在距今70000±13000年前。
现代欧洲人进入欧洲的时间大约发生在距今39000～51000年前,而亚洲人则在大约6万年前从东非埃塞俄比亚进入西亚,然后再迁入南亚地区。
参考文献
1 W allace DC,B row n M D,Lott M T M itochondrial DNA
variati on in hum an evoluti on and disease Gene.1999,238:
211—230.
2 钱亚屏,初正韬,褚嘉佑.现代人类的起源和迁移:来自母系遗传的证据.遗传,2000,22:255—258.
3 刘武,叶健.DNA与人类起源和演化.人类学学报,1995, 14:266—281.
4 莫鑫泉.关于中华民族起源的一些理论问题.中国科学院院刊,1997,2:92—96.
(BH)
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2002年第37卷第8期 生 物 学 通 报。