空间生物学..ppt

Content Layouts L/O/G/O 空间生物学 目录 航天医学 空间生物工程 空间诱变育种 背景 随着科技发展和社会需求，空间资源正在逐渐被开发利用。空间技术和生物学研究相结合，诞生了空间生物学这一崭新学科。空间生物学研究包括空间条件对生物体的影响、空间防护与生命维持、空间生物工程、空间诱变育种等多方面。 图:神舟十号出征现场 空间生物学研究与人类的生产、生活密切相关：空间生物学的研究成果可以促进载人航天活动，推进人类对宇宙的研究与开发；可以利用特殊的太空环境进行科学研究；还可以利用太空中的辐射进行作物育种研究，缓解日益严峻的粮食问题因此，空间生物学研究已成为许多国家的重点研究领域。 图:神舟十号 航天医学 对人体有影响的空间条件主要是辐射和微重力辐射可引起细胞损伤和基因突变，只要有足够的防护即可不造成损伤微重力的影响十分广泛，目前发现可导致如下变化：神经感觉和运动系统在形态和功能上的变化；红细胞在形态、功能和寿命上都有不利的变化；肌肉组织的形态和代谢变化，与姿势维持有关的肌肉发生萎缩，持久力下降；承重骨钙含量减小；神经激素的功能和代谢发生明显变化；药物动力学受到明显影响。 图:航天员特因选拔 在太空飞行时，宇航员处于高度危险、远离社会又十分狭小的空间中，工作紧张繁重，所以容易发生心理问题，航天心理学的研究也十分重要生命保障系统要维持宇航员的正常生活，如温度调节、气体和水的循环、辐射防护等多方面目前的医学防护措施已经可以保障宇航员在近地轨道长期飞行，俄罗斯宇航员波利亚可夫在飞行438天后返回地面，仍可独立行走。 图:神十航天员前期模拟训练 空间生物工程 大分子晶体制备： 射线衍射是目前测定生物大分子三维结构最有效的方法，分辨率高，但需要较大的单晶。许多蛋白质不易得到高质量的单晶，因而一直无法得到高分辨率的三维结构。在太空的微重力条件下，没有重力沉降，没有密度梯度，也没有对流，晶体可以在非常均一的条件下生长，从而可以得到高质量的晶体。 图:蛋白质结晶结晶条 图:神州3号回收的蛋白质样品 对天冬氨酰tRNA合成酶的研究证明，在太空中可以得到更高质量的晶体，用于蛋白质结构测定。现在许多国家都把微重力条件下的晶体制备作为空间生物学的重点研究项目。 重力对生物体的影响机制：重力对生物体的影响是广泛的，而其具体机制则一直没有阐明细胞如何感受重力信号？重力信号在细胞内和细胞间是怎样传递的？重力对生物大分子的相互作用有何影响？地面的重力值是一个常数，所以一直无法进行有效的研究而在太空中，可以得到不同的重力值，就可以进行这方面的研究了。 图：飞船搭载的动物细胞 天宫一号作为载人航天空间应用实验平台，自2012年6月29日神舟九号飞船返回后，即转入长期在轨运行。其间，天宫一号按计划完成了在轨维持、有害气体检测、设备巡检和定期状态评估等工作，共进行了地球环境监测、空间环境探测、复合胶体晶体生长三个方面的科学实验，获得了大量宝贵的实验数据，这些数据广泛应用于国土资源、林业、农业、油气、矿产、海洋、城市热岛、大气环境探测、材料科学等领域的研究。 图:天宫一号 空间诱变育种 首先，航天育种诱变效率高。太空中的特殊条件，如辐射、微重力等，可以产生较高的变异率。空间诱变中高能重粒子(HZE)起重要作用。与低传能线密度(LET)的辐射相比，高能重粒子能更有效地导致细胞内遗传物质DNA分子的双链断裂，而且其中非重接性断裂所占的比例较高，从而有更强的诱发突变能力。另外太空飞行中辐射剂量小，时间长，因而处理后死亡率低。这样，诱发的各种突变都可能表现出来。 其次，航天育种周期短空间诱变植物一般在第四代就可稳定，少数在第三代就可稳定。这比常规育种的六代稳定要提前两代，对缩短育种周期极为有利，可以节约许多人力物力。 因此，航天育种具有独特的优势，越来越受到育种学家的重视，将为解决我国的粮食问题发挥更大的作用。同时，通过空间诱变育种也可以产生一些在地面没有发现过的独特性状，为植物生理及发育等方面的基础研究提供素材。 神舟六号(2005年10月12日)： 　　搭载的生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子用于太空育种实验。 神舟七号(2008年9月25日)： 　　搭载物品包括微生物菌种和杂交水稻。其中微生物菌种包括灵芝等；杂交水稻包括“洲A”和“洲B”两种。 神舟八号(2011年11月1日)： 　　搭载共有33种生物样品，其中包括桂花树、罗汉果和芦竹，河北怀来县的葡萄种子，以及“日本晴”的水稻品种。 图：经过太空育种而成的超级南瓜 L/O/G/O Thank You! Click to edit title style Contents ThemeGallery is a Design Digital Content