国外知名的质谱仪厂商有哪些国内的呢

这个问题怎么没人回答呢？国内外知名的质谱仪厂商有哪些？

近年来，科技的快速发展，质谱在仪器中被最为青睐起来了，昨天《质谱是什么鬼》中已经说了质谱被广泛应用于化学、化工、医学临床检测、药学研究、环境监测等方面，其需求量在中国是非常大的，单单在医学临床检测领域，质谱服务端的市场预估高达125亿蓝海市场，新生儿遗传筛查、维生素D检测、微生物诊断、药品检测等检测领域，对应市场空间分别为22亿元、76亿元、21亿元、6亿元，然而现今质谱仪厂家众多，中低端的质谱同质化非常严重是个大问题，将质谱仪分类，主要包括串联质谱（LC-MS/GC-MS）、飞行时间质谱（MALDI-TOF）、耦合质谱（ICP-MS）、离子阱（QTOF MS）等，其中三重四级杆串联质谱及飞行时间质谱是各类质谱中应用较为广泛、需求量较大的类型，同时市场竞争也最为激烈。

质谱市场的主要品牌，目前包括国际品牌安捷伦、丹纳赫(AB SCIEX)、珀金埃尔默(PerkinElmer)、赛默飞世尔、布鲁克（BD合作代理）、沃特世（Waters）、 梅里埃（日本岛津）等，国内品牌有山东英盛、广州丰华、天瑞仪器、广州达瑞、安图、毅新博创、意诚默迪、融智、禾信、东西分析等等。下面小冉为大家推荐下中国市场里热门的质谱仪厂家品牌和产品。

梅里埃

生物梅里埃创建于1963年，其诊断系统由试剂、仪器和软件组成，主要围绕传染病、工业微生物控制、心血管病和肿瘤等四个战略领域来设计。

梅里埃开发的VITEK MS全自动微生物质谱检测系统，利用MALDI-TOF技术可以在几分钟内实现对细菌准确到种水平的鉴定，包含15,000株菌株的数据库和高级图谱分类算法为临床提供准确的诊断级报告 。

MALDI-TOF MS市场一直被生物梅里埃和布鲁克两家所占据，二者的出货量近似1：1。时间进入到2018年，市场上最大变化就是生物梅里埃降价了!

去年普遍成单价在270-290万元的VITEK MS在2018年的标讯中屡屡出现150万元的成交价，降价之狠、之快令人咋舌。

对于梅里埃降价，有业内人士认为“价格战已经开打了，微生物质谱说不定年内就会跌到一百万元以内，不卖这个价就没生意做。”

而小编预测，降价意在占领大幅增加的中国微生物质谱采购市场，这些采购单位以一线城市的三甲医院和各地疾控中心为主。

布鲁克

布鲁克作为全球领先的分析仪器公司之一，1992年推出第一台商用MALDI-TOF质谱仪。

布鲁克公司最新推出的MALDI-TOF and TOF/TOF MS质谱仪，是作为蛋白质深度分析的方法而建立的一款强大的串联质谱，以其超高性能、稳定性和创新设计而享誉业界。

岛津

岛津是著名的测试仪器、医疗器械及工业设备的制造厂商，近年来不断加大质谱市场投入，连续推出四级杆飞行时间质谱LCMS-9030、高灵敏度三重四极杆型GCMS-TQ8050、电感耦合等离子质谱ICPMS-2030等多款UFMS系列质谱新品，据统计，岛津公司2017年中国质谱仪达到千台销量。

沃特世

沃特世液相色谱和质谱产品备受全球科学家青睐，进驻行业50余年，目前已成为分析仪器行业规模最大的公司之一。

沃特世最新推出的用于食品安全分析的气相色谱-质谱/质谱（GC-MS/MS）系统，以及可针对食品成品、原料和半加工制品进行快速分子指纹图谱分析的直接分析型质谱系统，专为满足食品检测机构、高等院校以及生物医学研究机构实验室的多种分析需求而开发。

SCIEX

SCIEX 潜心尖端仪器、工作流程解决方案和支持创新 40 年，在串联质谱领域处于领导地位。公司开发的4500MD 系列质谱仪是灵活的 LC-MS/MS 平台，属于三重四级杆质谱仪，其性能优于 3200MD 系统，具有更出色的灵敏度和更快的数据采集速度，可实现高置信度的定量分析。

另一款3200MD 质谱仪系统是价格实惠的台式平台，高灵敏度、低检测限和高特异性可以带来更优质的数据（相较于传统技术），使常规临床诊断试验所需的时间和成本大幅下降。

安捷伦

安捷伦是分析实验室技术领域的全球领导者，在质谱领域积累了40多年的专业经验，产品主要有气质联用 (GC/MS) 系统和液质联用 (LC/MS) 系统。

安捷伦6495B 三重四极杆液质联用系统

英盛生物

英盛生物成立于2009年，在业内搭建了一站式质谱检测平台，包括人工智能前处理平台、质谱高通量检测、云处理数据分析等等。在2013年开发出基于串联质谱平台的新生儿遗传代谢病筛查试剂盒，属国内首家；在2015年开发出全谱维生素检测试剂盒，属国内独家。

2018年7月10日，英盛生物与赛默飞签署战略合作协议，在济南建立质谱医疗设备生产基地，通过优势互补带动质谱设备国产化。

毅新博创

毅新博创的飞行质谱是国内最早拿到二类器械注册证的仪器，现已推广到基因检测、糖基检测等。

作为国内最先取得CFDA注册证书的临床飞行时间质谱企业，毅新在全球首创并实现了单机多平台化，研发出全球唯一的一机多用平台——Clin-TOF飞行时间质谱系统，一台机器可满足微生物、蛋白、基因、糖基四大领域的临床应用。

目前，该系统通过基于中国菌群的超过370属、2200种、8100株的微生物质谱数据库，建成了全球首家微生物质谱云中心，该数据库临床验证已超过20万株。

安图生物

微生物检测是安图生物传统第二主营业务，公司主要依靠已有产品的销售渠道，新进入微生物诊断市场更快速有效。

安图的Autof MS 1000有望成为国内同时具备微生物数据库与临床样本检测资质的微生物MALDI TOF临床质谱仪，并在原有渠道上迅速放量。

除了以上这些生产厂家，还有禾信质谱、天瑞仪器和东西分析都是专门做质谱仪的，不限于飞行质谱仪，还有液相、气相质谱等，医疗属性不是很明显。

融智生物是专门针对微生物检测来做飞行质谱，但三类器械注册证申请困难且耗时较长，进医院的路程还早，期望从食品微生物这种低门槛行业入手。

在质谱领域，除了以上生产企业，还有一批代理企业和服务商，比如欧迪创新独家代理美国捷瓦克液相色谱质谱仪器和试剂，公司林总是一位有20多年经验的老检验人，小编曾向他请教了不少质谱领域的专业问题。

欧迪创新

美国捷瓦克成立于2005年，在欧洲设有生产基地，产品主要涉及LC-MS/MS和HPLC诊断检测试剂盒和液相色谱系统开发，也包括质谱样本前处理系统和分析软件等。

捷瓦克Multitasker质谱前处理仪是全球首台实现质谱仪全自动化的处理仪器，可直接连接市场上主流液相串联质谱仪，减少手工 *** 作步骤，实现质谱全过程检测自动化。

迪安诊断

迪安诊断在2017年与丹纳赫旗下质谱生产企业SCIEX签署合作协议并宣布共同设立合资公司迪赛思诊断，就质谱技术在中国临床推广等方面展开合作。

迪赛思诊断第一阶段将聚焦于开发、注册、销售一类、二类及三类仪器及配套4500MD或其他Sciex的仪器使用的体外诊断试剂/试剂盒。

金域医学

金域医学是国内较早介入质谱检测领域的服务商，公司在2008年就逐步布局质谱的临床检测，目前约半数实验室可提供包括新生儿筛查、维生素D、药物浓度检测等方面的质谱检测。

质谱仪厂家的未来简述 

尽管与北美和欧洲市场相比，中国质谱市场起步较晚，但其发展潜力更大。与一些可用于与进口仪器竞争的国产仪器不同，质谱仪仍然是国内仪器的薄弱环节。然而，我们很高兴看到越来越多的国内制造商将注意力转向质谱，而且该国更加关注质谱。我们有理由相信，国内质谱将“打破”外国品牌，并在市场上占有一席之地。 在未来十年，中国的质谱市场将是“一场激烈的战斗”。最后，谁是最大的赢家，让我们拭目以待吧！

参考提供：体外诊断

DBGride的界面是与数据库关联的，对它的任何输入 *** 作都要与实际数据库的数据关联，你不可能随意编辑它（特别是当数据库相关的若干表的增删改被定义了约束关系时更是如此），不是改点属性就解决问题的，不关联Datasource也不能使用它，这是没办法改变的。不过，你可以用另外的方式实现你的想法，只不过麻烦些，比如用TStringGrid或TListview（详细资料方式下），只是你自己需要做很多工作，数据的调入、字段、记录与表格的关联，数据同步，增删改 *** 作等。

只是，程序员一般不这么做，而是用其他简单些的方式实现，比如，添加、修改记录，d出单独窗口把数据用非数据库控件表现出来，让用户随意编辑，然后提交时再自己做检查（用户输入逻辑错误的话可以要求重输入）和转换，这样做能完全掌控用户的输入行为，保证数据录入的正确性。这两样如果直接在DBGrid上编辑，你将会有很多麻烦，单是纠正用户错误（避免引发异常和数据内部逻辑错误）就不好找机会，因为你想完全掌控的话要涉及很多事件处理，其间的逻辑时序关系很难找清，甚至未必能做好。而对删除和查询 *** 作，DBGrid一般没什么问题。因此，有经验的程序员可能会把DBGrid的ReadOnly设置为true。

一、循证医学实践的方法与步骤

从本质上讲，循证医学是建立在以下5项相互联系的观念上的:①临床决策的根据是现有的最佳科学证据;②临床上遇到的问题决定了需要寻找的证据;③寻找最佳证据意味着采用流行病学和生物统计学的思维④寻找证据和对证据进行批判性评论得到的结论，只有在变成处理患者或作出医疗保健决策的行动时才有用;⑤对医生的医疗实践应该经常进行监督和评价，不断总结提高。循证医学实践就是医生结合临床经验与最好证据对患者进行处理的全过程，包括提出问题，检索证据，评价证据，结合临床经验与最好证据对患者作出处理和效果评价5个步骤。但这些结构式的步骤并非对每个患者，对每天的医疗实践都是可行的。下面分别加以具体说明。

(一)确定临床实践中需要解决的问题

实践循证医学的第一步，首先是提出问题。在临床实践中遇到传统理论知识和经验不易解决的问题，但又必须弄清楚，否则有碍于对患者的正确处理时，强调临床医生必须准确地来采集病史、查体及收集有关实验结果，占有可靠的一手资料，经过仔细分析论证后，方可准确地找出临床存在而需解决的疑难问题，如诊断、治疗方案选择、预防、预后等。这些问题的解决，除了有利于患者诊治决策外，也有利于本人和本专业水平的提高。在实践中人们经常会发现某些需弄清的问题用传统理论知识和经验不易解决。例如:一些新检验项目在临床诊断评价中参差不齐。Ra0TK检索了1995年前发表的中性粒细胞抗体诊断Wegener肉芽肿文献747篇，该试验的敏感性从3钱到9器，特异性从88%到100%。如此大的差异，岂不是问题又如:对一位有乳腺癌家族史的绝经妇女，我们是否可以采用雌激素替代疗法来治疗骨质疏松症如果采用，治疗的效果和发生乳腺癌的危险性孰大孰小这些都需要通过循证医学实践过程来加以解决，故善于发现和提出问题是实施循证医学的关键，也是实践的第一步。

(二)检索相关文献，寻找可以回答上述问题的最佳证据

检索证据的前提是提出问题。虽然提出问题似乎不是一个复杂的过程，但一过程可帮助检索者获得一个贴切的答案，起到事半功倍的作用。一个理想的临床问题应包括下列4个要素:患者或人群、干预措施或暴露因素、结局与对比。检索有关医学文献可根据第一步提出的临床问题确定“关键词”，然后应用电子检索系统和期刊检索系统，检索相关文献，从这些文献中找出与拟弄清的临床问题关系密切的资料，再作分析评价使用。对于临床问题，我们还可以咨询上级医师、查询教科书、医学期刊及其相关电子出版物，现在刊登的文献资料多已经过严格的评价，具有较好的真实性，可靠性和临床实用性，如美国内科医师学院杂志俱乐部认cPJc)、循证医学杂志、CoehraneLibrary，Bestevidenee，CliniealEvidenee，evidenee一basdeardiolg丫等。特ZIJ要强调的是电子计算机与intemet为查阅文献、获得分析资料提供了极大的方便。

1、选择文献方法:文献资料选择应分三步进行:(1)初筛:根据题目和摘要，筛除明显不合格文献，对己肯定或不能肯定的文献查出全文。(2)阅读全文:对可能合格的文献，逐一阅读和分析，以确定是否合格。(3)与作者联系:如对文中提供的信息有疑问，还可与作者联系，获得有关信息以后再决定取舍。

2、采集文献证据基本途径。(1)手工检索和计算机检索根据具体条件和情况采用人工或手式计算机检索，如通过Medline、网上医学数据库〔美国国立医学图书馆(NLM)的Pudmed，网址为:~neb1nlmnih90〕(2)通过一类再版的新型杂志采集这类新型杂志检索了许多杂志，找出那些既同临床实践相关，又经过了严格质量评估的文章，同时又增加了有经验医师的相关评价，并冠以与临床相关的更醒目的标题。这类综合性的文摘、文章如ACP杂志俱乐部(美国大学医师学会主办，双月刊)每期检索50种针对患者的、既符合严格的科技方法学标准又同临床限学相关的有关临床诊断、预后、治疗、病因学、”理质量及卫生经济方面研究的文章。它们阐明了相关问题，如果是关于疗效的，研究中是否采用随机分配患者的治疗方案如果是关于诊断的，是否独立运用盲法同金标准进行了比较如果是有关预后的，患者在发病初期是否出现一致的症状每一篇文章在杂志中占一页，据读者调查显示这些文章具有高度的相关性和实用性又如英国的EBM杂志，运用了同样的方式，扩展到涉及外科、妇科、儿科、精神病学等更广的范围，已由英国医学出版公司于1995年出版发行。由Mcmaster大学和英国牛津大学E服研究中心联合编辑的一种严格评价现有临床医学证据的教科书也已出版。(3)通过Coehrane协作网采集1993年在英国成立了Cochrane协作网，其目的是收集临床医学各专业和亚专业的全世界临床研究结果，进行系统评价/Meta分析，再发表结果，为医疗实践和卫生决策提供科学依据，为实践循证医学提供“证据”。该协作网通过出版计蒸机软盘、网络及其他各种方式提供信息通过上述这些途径，临床医师便能简捷而有效地从经过统一标准评判过的大量临床专题中找出自己所关心问题的最佳证据，完成循证医学关健的第二步。

3、判断临床文献的科学性和可靠程度。循证医学将临床文献依据等科学性和可靠程度粗略分为四级水平(1)一级:按照特定病种的特定疗法收集所有质量可靠的随机对照试验后所做的系统评价资料。若由多数中心联合统一规划R口研究就可能在短期内完成大宗病例RCT汇总分析，包括有80%以上的随访率，设计上同质性，95%可信区限窄，分组病例数累计达到400例。(2)二级:单个的大样本随机对照试验。虽然临床研究已不属于RCT设计，但仍为队列研究(c。hrtstudy)，即两组为对比治疗，诊断相同的、或对照组未有治疗和并非连续病例等。(3)三级:包括虽未使用随机对照试验但设计很好的队列研究、病例对照研究或无对照的系病列观察文献。(4)四级:为个人经验性意见，并无专家组讨论核定。总之以第一、二级小平文献依据可靠性最高，三级可靠性降低、四级由于受个人经验局限。相对可靠性最低。

(三)、评价所收集证据的真实性，作用大小和实用性对于查询到的文献资料，临床医师应根据临床流行病学和循证医学评价文献的原则进行严格评价，而不能盲目相信。不同研究类型的文献资料有不同的评价方法，如治疗性研究的评价标准为:研究对象是否被随机分配入组、研究对象是否有失访、失访病例的处理是否恰当、是否采用盲法进行研究和测量结果、各组研究对象的基线情况是否可比，各组研究对象接受的其它措施是否一致等。英国已经研究成功了一种简便有效、可以很快学会的评价一篇临床论著的真实性和用途的方法，3个步骤称为关键性评判题目(criticallyapprai。edtopic，CAT)，现介绍如下:

1、研究结果正确吗(l)、研究对象是否随机分配到治疗组和对照组(2)、进入实验的患者对结论都有意义吗①随访完成情况②不依从者仍在原来的组中被分析吗(3)使用盲法了吗(包括患者、医生、研究者)(4)实验开始时间可比吗(5)除了有干预方法，对各组的处理相同吗

2、研究结果是怎样(1)疗效是多少根据资料性质计算疗效小。(2)疗效的精确度是多少参考P值大小或95%可信区间。3、这个结果对治疗我的患者有帮助吗(1)结果可以用于我的患者吗(2)所有重要的临床结局均被考虑了吗(3)治疗收效与潜在的危险和费用的比较。在阅读文献的同时，即对上述各项内容回答是“是、否或不清楚”片进行有关疗效大小的`计算，进而综合评价这些证据的价值。

(四)将证据一与临床专业知识和病人的期望进行整合。由于主管的病人与临床资料中病例存在性别、年龄、并发症、疾病严重程度、依从性、社会因素、文化背景、生物学及临床特征的差别。因此，真实可靠且具有临床价值的研究证据并不一定能直接应用于每一位医生主管的病人，医务人员必须结合自己的临床专业知识经验、病人的具体情况、病人的选择进行综合考虑，作相应的调整。这样，将经过严格评价的文献、从中获得的真实可靠并有临床应用价值的最佳证据用于指导临床决策，服务于临床。反之，对于经严洛评价为无效甚至有害的治疗措施则否定;例如在检验医学，上世纪90年代，有36个常用的临床检验项目曾被淘汰。去年卫生部规定关于出凝血检查仪器测定出血时间、以凝血四项替代凝血时间测定，就是循证检验医学应用的一个很好实例。也说明对于那些尚难定论并有期望的实验室检查或诊治措施，还需进一步提供研究信息，作出更好的发选择。

(五)评估循证医学实践后的效果和效率，便于改进提高。在应用最佳证据对患者的临床实践中，必定有成功或不成功的经验或教训。临床医生应进行具体分析和评价，从中获益，达到提高认识、增进学术水平和提高医疗质量的目的。事实上，任何临床处理都应该通过一定的监督机制进行随访，举是一种连续的证据累加过程，在实际情况中，医生应该考虑如何增加自己的知识来提高诊治技术，特别是如何利用大量的、高质量的、事先经过消化的信息来指导临床实践。通过实践，提高临床学术水平和医疗质量，这也是临床医生自身进行继续教育的方法与过程。

二、循证医学实践的主要内容

循证医学的应用广泛，主要有以下方面:

(一)识别不确定的问题、并转换为临床问题

即在本专业知识的基础上，充分地利用现有的文献等证据，来发现或识别一些不确定问题或领域并形成相关的、有针对性的、且容易解决的临床重要问题

(二)发现并评价证据

通过检索法寻找解决该临床问题所必需的各种证据。对收集的各种证据，利采种规定的科学的方法和技术来进行客观的评价，以确定每一证据的主要意义。

(三)评价证据提出的有关建议或推论的临床

可应用性，并确定是否采用。不同证据所做出的各种临床建议或推论往往是不同的，有时甚至是相反的，为此都必须通过评估，以明确哪些可以采用，哪些不能采用。在综合分析各种证据的基础上，提出是否应用这些证据。

(四)评价应用的效果

利用一定的评价技术来评价应用效果。

(五)总结并存储报告

这是所有卫生工作者的义务和责任，及时地总结自己的实践经验，将有用的知识技术存储并且传播，只有这样，才能推动整个医疗卫生事业的发展。

三、循证医学实践的例证

循证医学虽然在我国起步较晚，但通过我国循证医学工作者的积极努力，近年已有快速发展。临床医生积极学习循证医学方法，应用于临床实践，取得了显著的成绩。以下举几个例子说明。

1、在儿科临床判断小儿咳嗽时是否患了肺炎，应注意小儿的呼吸。2一12月婴儿如果呼吸次数超过50次/min，并有咳嗽可诊断为肺炎。经过跨国家、多中心、随机、双盲、大样本的研究后发现，它与应用听诊器，X线照片相比较，诊断正确率相等，己得到国际公认并在全球推广，这是循证医学在儿科界的一个伟大实践。

2、在内科心血管专业临床通过循证医学实践，获得了治疗不稳定性心绞痛aJAP)措施的证据后，将证据应用于临床，指导临床医疗决策的制定，这对有效解决临床疑难问题，提高医疗质量，提高服务效益，合理利用卫生资源具有重要意义。比如:评价后的治疗措施认为，抗血小板聚集药物是心脑血管疾病治疗的重要手段，阿斯匹林在UAP治疗中的价值得到充分肯定，可作为此类疾病的常规治疗手段，常用剂量为75一325mg/d;抵克力得可作为阿斯匹林过敏或不耐受者的选择，肝素抗凝不应作为UAP治疗的常规手段，此外在抗心肌缺血治疗措施中，硝酸醋制剂、受体阻滞剂，钙通道阻滞剂能缓解症状、减少再发率等，但无证据证明此类药物在减少UAP远期心脏性死亡和心肌梗死发生方面有肯定作用。早期介入治疗在减少uAP症状发作和入院时间确有益处，但对心血管死亡和心肌梗死发生并无影响，其远期效应尚不清楚，这些结果的应用，都解决了传统治疗中的相关的问题。

3在检验科临床近年来，随着先进检测技术的应用和国外先进仪器的引进，我国的医学检验事业得到很大的发展与提高。其中一个特点是，用很少的标本进行多项目检测成为了可能，给病人带来了方便，减少了病人的痛苦。但目前国内有许多医疗单位为了追求经济效益，盲目开展检验项目大组合。不管病人什么病，一来看病，医生就做一个几十项的“大组合”检查，且这种“大包围”做法有愈演愈烈的趋势。这种‘大组合”造成了医疗资源的巨大浪费，加重了病人的负担。一些对该种疾病来说并无太大价值的证据、甚至对诊断无关意义的检验被滥用，形成了非常实际而迫切需解决的问题。发达国家在经过80年代检验项目用于临床诊断的“激增期”后，目前已进入“冷静期”，即从以往全面的、多项目的检验转向有针对性的、必须的项目检测。这是循证检验医学的发展，要求对诊断试验重新评价，做到合理、正确的进行诊断试验，避免了滥用与误用。

总上所述，循证医学的出现使医学模式由经验医学向循证医学发展，循证医学的实践是最关健的内容，决定了它的效果与质量。我们一定要掌握患者、医生和最佳临床证据三大要素，按照“五步曲”实践循证医学，才能制定最佳方案，卓有成效地解决患者的问题。

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细胞:分子生物学方法,第二版。

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细胞的起源和演化

细胞分为两个主要的类,最初由是否包含一个定义核原核细胞(细菌)缺乏核被膜;真核细胞有一个核遗传物质的分离细胞质。原核细胞通常规模较小,且简单的比真核细胞;除了没有细胞核,其基因组不太复杂,它们不包含胞质细胞器或细胞骨架 (表11)。尽管有这些差异,相同的基本分子机制管理原核生物和真核生物的生活,指出所有今天的细胞是一个原始祖先的后裔。第一个细胞是如何发展的如何由现在的细胞表现出复杂性和多样性进化的

表11

原核和真核细胞。

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第一个单元格

看来,人生第一次出现在至少38亿年前,大约75亿年后地球成立(图11)。生命如何起源和形成的第一个单元格是如何重要的猜测,因为这些事件不能在实验室中重现。尽管如此,几种类型的实验提供重要的证据轴承过程的一些步骤。

图11

进化的时间尺度。的规模表明近似次进化的一些重大事件的细胞被认为是发生。

是在1920年代首先提出简单的有机分子可以形成和自发地聚合成大分子条件下被认为存在于原始地球大气层。在生命诞生的时候,地球的大气层被认为含有很少或根本没有自由氧,而不是组成主要是CO2和N2除了少量的气体如H2,硫化氢,和有限公司这样一个氛围提供了减少有机分子的条件下,给定一个能量的来源,如阳光或放电,可以自发形成。自发形成的有机分子实验第一次证明了在1950年代,当斯坦利·米勒(研究生)表明,电气火花放电到H2、CH4、NH3,在水的存在,形成了各种各样的有机分子,其中包括一些氨基酸(图12)。尽管米勒的实验没有精确地重现原始地球的条件下,他们显然证明了合理性的有机分子的自发的合成,提供的基本材料第一个生物出现。

图12

自发形成的有机分子。水蒸气回流通过大气CH4、NH3、和H2,电气火花放电。对反应产物的分析表明各种有机分子的形成,(更多…)

进化的下一步是大分子的形成。大分子的单体的积木了似是而非的生命起源以前的条件下自发地聚合。加热干燥的混合物的氨基酸,例如,结果在他们的聚合形成多肽。但生命进化的高分子的关键特征一定是复制自身的能力。只能够指挥的高分子合成的新副本本身能够繁殖和进一步发展。

两个主要的类别的信息在当今的细胞(核酸和大分子蛋白质),只有核酸能够指导自己的自我复制。核酸为自己可以作为模板合成特定的碱基配对的结果之间的互补的核苷酸(图13)。一个关键的步骤,因此理解分子进化是在1980年代早期,当它被发现实验室的Sid奥特曼和汤姆切赫核糖核酸能催化化学反应,包括核苷酸的聚合。RNA是唯一可以作为模板和促进自己的复制。因此,RNA通常被认为是最初的基因系统,和化学演化的早期阶段被认为是基于自我复制的RNA分子进化的时期称为RNA世界。命令核糖核酸和氨基酸之间的相互作用然后进化成现在的样子遗传密码,DNA最终取代了遗传物质RNA。

图13

自我复制的RNA。核苷酸之间的互补配对(腺嘌呤(一)与尿嘧啶(U)和胞嘧啶鸟嘌呤(G)[C])允许一个链RNA作为模板合成的新链互补序列。

第一个单元格是推测出现在自我复制的外壳核糖核酸在一个膜组成的磷脂 (图14)。在下一章中详细讨论,磷脂所有今天的生物膜的基本组件,包括原核和质膜吗真核细胞。形成的磷脂膜的关键特征是,他们是两亲的分子的分子,也就是说,一个部分是不溶于水,另一个部分。磷脂长期以来,水不溶物(疏水)烃链加入水溶性(亲水含有磷酸)头组。在水中的时候,磷脂自发地聚合成一个双分子层与含磷酸盐组负责人在外面接触水和烃反面的内部相互接触。这样一个磷脂双分子层两个水可以用来放置示例之间形成一个稳定的屏障,分离细胞的内部外部环境。

图14

封闭的自我复制的RNA磷脂膜。第一个单元格被认为出现自我复制的RNA的外壳和相关分子膜磷脂组成。每个磷脂分子有两个长疏水(更多…)

自我复制的外壳核糖核酸和相关分子在磷脂膜从而保持它们作为一个单元,能够自我复制和进一步的进化。RNA-directed蛋白质合成可能已经进化,这一次,在这种情况下,第一个单元格会由自我复制的RNA及其编码蛋白质

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的进化代谢

由于有机分子细胞起源于海洋,他们可以直接从他们的环境获得食品和能源。但是这种情况下是自限性的,所以细胞需要发展自己的发电和合成分子机制必要的复制。代谢能量的生成和控制利用所有细胞活动的中心,和能量代谢的主要途径(第二章中详细讨论)在当今高度保守的细胞。所有的细胞都使用腺苷5′三磷酸(三磷酸腺苷)作为他们的代谢能量驱动源的合成细胞成分和执行其他energy-requiring活动,如运动(例如,肌肉收缩)。一代的细胞ATP所使用的机制被认为是发展三个阶段,相应的进化糖酵解,光合作用和氧化代谢(图15)。这些代谢途径的发展改变了地球的大气中,从而改变进一步进化的进程。

图15

代的能量代谢。糖酵解的厌氧分解葡萄糖,乳酸。光合作用利用阳光的能量来驱动的合成葡萄糖从二氧化碳和水,释放O2作为副产品。释放出的氧气(更多…)

在地球的最初厌氧气氛,第一发电反应可能涉及到有机分子的分解在缺乏氧气。这些反应可能是当今的一种形式糖酵解——厌氧分解的葡萄糖乳酸,净能量增益的两个分子ATP。除了使用ATP作为细胞内化学能源,所有现在的细胞糖酵解,一致认为这些反应在进化过程中出现早期。

糖酵解提供了一种机制,通过这种机制的有机分子的能量(如葡萄糖)可以转化为ATP,可以用作能源来驱动其他代谢反应。的发展光合作用被普遍认为是未来主要的进化步骤,使细胞从阳光和利用能量的利用率提供了独立于预成型的有机分子。第一个光合细菌进化超过30亿年前,可能利用硫化氢将二氧化碳转化为有机分子通路光合作用仍然使用的一些细菌。使用水作为电子和氢供体的二氧化碳转换成有机化合物进化后,改变地球大气层的重要后果。水的使用在光合反应生产副产品自由氧;这种机制被认为是负责使地球大气层中的氧气丰富。

释放O2的后果光合作用改变了细胞进化的环境,通常被认为是导致氧化代谢的发展。另外,氧化代谢之前可能已经进化出光合作用,增加大气中的氧气然后提供一个强大的选择性优势生物能源生产中使用O2反应的能力。在这两种情况下,氧气是一种高活性分子,和氧化代谢,利用这个反应,提供了一种机制来产生能量的有机分子,比厌氧更有效糖酵解。例如,完整的葡萄糖氧化分解为二氧化碳和水产量能源相当于36至38 ATP分子,与2 ATP分子由无氧糖酵解。除了少数例外,今天的细胞使用氧化反应作为主要的能源来源。

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今天的原核生物

今天的原核生物,包括各种类型的细菌,分为两个亨氏构建古细菌类和真细菌——在进化早期分化。一些古细菌类今天生活在极端环境中,这是不寻常的,但可能是在原始的地球。例如,thermoacidophiles生活在炎热的硫磺泉,温度高达80°C和pH值低至2。的真细菌包括今天的细菌有大群的共同形式的生物生活在一个广泛的环境中,包括土壤、水、和其他生物(例如,人类病原体)。

大多数细菌细胞球状、杆状或螺旋形,直径的1 - 10μm。他们的DNA内容从大约060万到500万个碱基对,数量足够的大约5000个不同的编码蛋白质。最大的和最复杂的原核生物蓝藻细菌,光合作用进化而来的。

一个典型的原核细胞的结构是由大肠杆菌(E。杆菌),一个共同的人类肠道的居民(图16)。杆状细胞,大约μm直径约2μm长。像大多数其他原核生物,大肠杆菌是一个刚性的包围细胞壁组成的多糖和多肽。在细胞壁是等离子体膜,这是一个双层的磷脂和相关的蛋白质。而细胞壁是多孔和容易被各种各样的分子渗透,等离子体膜提供了功能分离细胞的内部和外部环境。的DNA大肠杆菌是一个圆形类核分子,形成鲜明对比核真核生物,不是被从细胞质膜分离。细胞质中含有大约30000核糖体(蛋白质合成的场所),占其颗粒外观。

图16

大肠杆菌的电子显微图。细胞是由细胞壁包围,在质膜。DNA位于类核。巴塞尔大学(门格和维尔茨/生物/科学照片库/照片人员,Inc )

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真核细胞

就像原核细胞,所有真核细胞等离子体膜包围和包含吗核糖体。然而,真核细胞更复杂,包含一个核,各种各样的胞质细胞器,细胞骨架 (图17)。最大和最著名的真核细胞的细胞器核,直径约5μm。细胞核含有细胞的遗传信息,在真核生物是组织为线性,而不是圆形DNA分子。细胞核的DNA复制和核糖核酸合成;的翻译RNA的蛋白质发生在细胞质中核糖体。

图17

动物和植物细胞的结构。动物和植物细胞都被质膜和包含一个细胞核,细胞骨架,许多胞质细胞器共同之处。植物细胞也被细胞壁包围和含有叶绿体(更多…)

除了一个核,真核细胞含有多种membrane-enclosed细胞质内细胞器。这些细胞器提供隔间不同的代谢活动的本地化。真核细胞通常远远大于原核细胞,经常有一个细胞体积至少为人处事更大。胞质细胞器提供的划分是真核细胞可以有效运转。两种细胞器,线粒体和叶绿体,在能量代谢中发挥关键作用。线粒体,发现几乎所有的真核细胞,是氧化代谢的场所,因此负责生成ATP的大部分来源于有机分子的分解。叶绿体的网站光合作用和只存在于植物和绿色藻类的细胞。溶酶体和过氧化物酶体还提供专门的消化代谢隔间大分子和各种氧化反应,分别。此外,大多数植物细胞含有大液泡执行各种功能,包括消化的大分子和浪费的存储产品和营养。

的规模和复杂性真核细胞的运输蛋白质细胞内的正确的目的地是一个艰巨的任务。两个胞质细胞器,内质网和高尔基体,是专门致力于蛋白质的分类和运输运往分泌,并入等离子体膜,并入溶酶体。的内质网细胞内的膜是一个广泛的网络,从整个细胞质核膜。它的功能不仅在蛋白质的加工和运输,而且合成的脂质。内质网的蛋白质是在小膜囊泡运输高尔基体,他们进一步处理和分类运输到最终目的地。除了这个角色的蛋白质运输、高尔基体作为网站的脂质合成和(在植物细胞)是合成一些多糖的组成细胞壁

真核细胞有另一个级别的内部组织:细胞骨架网络的扩展在整个细胞质蛋白质纤维。的细胞骨架提供细胞的结构框架,决定细胞的形状和一般组织的细胞质。此外,整个细胞的细胞骨架负责运动(如肌肉细胞的收缩)和胞内运输和定位的细胞器和其他结构,包括运动染色体在细胞分裂期间。

真核生物开发至少27亿年前,在约15亿年的原核生物的进化。研究他们的DNA序列表明,古细菌类和真细菌一样不同要么来自今天的真核生物。因此,早期进化事件的分歧似乎是三行从共同祖先血统,导致现在的原始细菌、真细菌和真核生物。有趣的是,许多archaebacterial基因更类似于真核生物的真细菌,表明原始细菌和真核生物有一个共同的进化血统,更与对方比密切相关的是真细菌(图18)

图18

进化的细胞。今天从常见的原核细胞进化祖先三行下降,导致原始细菌、真细菌和真核生物。线粒体和叶绿体起源于内共生有氧协会(更多…)

一个关键的步骤,它的进化真核细胞是收购membrane-enclosed亚细胞的细胞器,使这些细胞的复杂性特征的发展。细胞器被认为已经获得了协会的结果原核细胞与真核生物的祖先。

的假设真核细胞是由原核生物的共生协会——演变而来的内共生是特别的研究支持线粒体和叶绿体,这被认为是是由细菌生活在大细胞演变而来的。线粒体和叶绿体都是类似于大小、细菌和细菌一样,他们繁殖一分为二。最重要的是,线粒体和叶绿体包含他们自己的DNA描述他们的一些组件。线粒体和叶绿体每次细胞器dna复制分裂时,他们的基因编码在细胞器细胞器内的转录和翻译核糖体。线粒体和叶绿体含有自己的基因系统,也不同于细胞的核基因组。此外,这些细胞器的核糖体,核糖体rna更密切相关的细菌比核真核生物的基因组编码的。

这些细胞器的内共生起源是现在普遍接受线粒体认为进化从有氧细菌和叶绿体光合细菌,如蓝藻。好氧细菌的收购提供了一个厌氧细胞进行氧化代谢的能力。光合细菌的收购将提供提供的营养独立执行的能力光合作用。因此,这些内共生关系非常有利于他们的伴侣,在进化过程中被选中。通过时间的推移,大多数最初出现在这些细菌的基因显然成为整合到细胞的核基因组,所以只有少数线粒体和叶绿体的组件仍由细胞器基因组编码。

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多细胞生物的发展

许多真核生物是单细胞生物,如细菌,只包含单个细胞具有自我复制的能力。最简单的真核生物的酵母。酵母比细菌更复杂,但小得多,比动物或植物的细胞简单。例如,常见酵母酿酒酵母的研究是直径约6μm和包含1200万个碱基对DNA (图19)。其他单细胞真核生物,然而,更复杂的细胞,一些包含尽可能多的DNA人类细胞(表12)。它们包括生物专业执行各种任务,包括光合作用、运动和其他生物的捕获和摄入的食物。变形虫多变的人,例如,是一个大型的、复杂的细胞。它的体积是维生素E的100000倍以上。杆菌、和它的长度可以超过1毫米当细胞完全扩展(图110)。变形虫是高度移动的生物使用细胞质扩展,称为伪足,移动和吞噬其他生物,包括细菌和酵母作为食物。其他单细胞真核生物(绿藻)含有叶绿体,能进行光合作用。

图19

酿酒酵母的扫描电子显微照片。添加了人工色素的显微照片。(安德鲁·赛义德·/科学照片库/照片研究者,Inc )

表12

DNA单元格内容。

图110

光显微照片的变形虫普罗透斯。(麻省理工学院沃克/照片人员,Inc )

多细胞生物的进化从单细胞真核生物至少17亿年前。一些单细胞真核生物形成多细胞聚集,似乎代表着进化过渡从单细胞到多细胞生物。例如,许多藻类的细胞(如绿色海藻团藻)相互关联,形成多细胞殖民地(图111),这被认为是当今植物的进化的前兆。增加细胞专业化然后导致了从殖民聚合过渡到真正的多细胞生物。持续细胞专业化和劳动分工在有机体的细胞导致的复杂性和多样性中观察到许多类型的细胞构成今天的植物和动物,包括人类。

图111

殖民绿藻。单个细胞团藻形式殖民地组成的空心球,成百上千的细胞是嵌入在一个凝胶状的矩阵。(Cabisco /视觉无限的。)

植物比动物更少的细胞类型组成,但每个不同类型的植物细胞是专门执行特定任务所需的生物作为一个整体(图112)。植物的细胞被组织成三个主要组织系统:基本组织,真皮组织,维管组织。基本组织包含薄壁组织细胞,进行植物的代谢反应,包括光合作用。基本组织还包含两个专门的细胞类型(厚角组织细胞和厚壁组织细胞),特点是厚的细胞壁和提供结构支撑。真皮组织覆盖表面的植物组成的表皮细胞形成一个保护层,使营养物质的吸收。最后,几种类型的细长细胞形成血管系统(木质部和韧皮部),负责整个工厂的运输水分和养分。

图112

光代表植物细胞的显微图。(一)薄壁组织细胞,负责光合作用和其他代谢反应。(B)厚角组织细胞,专门用于支持和细胞壁增厚。(C)表皮细胞(更多…)

细胞中发现的动物比植物更多样化。例如,人体是由200多个不同类型的细胞,这通常被认为是五个主要的组件的组织类型:上皮组织、结缔组织、血液、神经组织和肌肉(图113)上皮细胞表单内,覆盖身体的表面和内部器官。有许多不同类型的上皮细胞,每个专门用于一个特定的功能,包括保护(皮肤)、吸收(如细胞衬里小肠),和分泌(例如,唾液腺细胞)。结缔组织包括骨,软骨,脂肪组织,每一个都是由不同类型的细胞(成骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞,分别)。上皮细胞层和底层疏松结缔组织填充体内器官和组织之间的空间是由另一个细胞类型纤维母细胞。血液包含几个不同类型的细胞,在氧运输功能(红细胞或红细胞),(粒细胞、单核细胞和炎性反应巨噬细胞)和免疫反应(淋巴细胞)。神经组织由神经细胞,或神经元,这是高度专业化的传输信号在整个身体。各种类型的感觉细胞,如细胞的眼睛和耳朵,是进一步专业接收外部信号的环境。最后,几种不同类型的肌肉细胞是负责生产的力和运动。

图113

光显微图代表动物细胞。(A)口腔上皮细胞(厚,多层表),胆管和肠。(B)成纤维细胞结缔组织细胞细长轴的形状特征。(C)红细胞,(更多…)

动物的进化显然涉及相当大的多样性和专业化的发展在细胞水平。理解的机制控制的生长和分化等一系列复杂的特殊细胞,从一个受精卵,面临的主要挑战之一是当代的细胞和分子生物学。

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版权©2000,杰弗里·M·库珀。

书架ID:NBK9841

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