1、動物細(xì)胞的培養(yǎng):動物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動物機體中取出相關(guān)的組織,將它分散成單個細(xì)胞,然后放在適宜的培養(yǎng)基中,讓這些細(xì)胞生長和繁殖。
2、動物細(xì)胞培養(yǎng)液的成分:葡萄糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等。
3、動物細(xì)胞培養(yǎng)液的特點:液體培養(yǎng)基含動物血清。
4、動物細(xì)胞培養(yǎng)需要滿足以下條件
(1)充足的營養(yǎng)供給??微量元素、無機鹽、糖類、氨基酸、促生長因子、血清等。
(2)適宜的溫度:36.5℃±0.5℃;適宜的pH:7.2~7.4。
(3)無菌、無毒的環(huán)境:培養(yǎng)液應(yīng)進行無菌處理。通常還要在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素,以防培養(yǎng)過程中的污染。此外,應(yīng)定期更換培養(yǎng)液,防止代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害。
(4)氣體環(huán)境:95%空氣+5%CO2。O2是細(xì)胞代謝所必需的,CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。
5、動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程:
取動物組織塊(動物胚胎或幼齡動物的器官或組織)→剪碎→用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞→制成細(xì)胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進行原代培養(yǎng)→貼滿瓶壁的細(xì)胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)。
植物組織培養(yǎng)和動物細(xì)胞培養(yǎng):
項目 | 植物組織培養(yǎng) | 動物細(xì)胞培養(yǎng) | |
理論基礎(chǔ) | 植物細(xì)胞的全能性 | 細(xì)胞增殖 | |
培養(yǎng)基 | 類型 | (半)固體培養(yǎng)基 | 液體培養(yǎng)基 |
成分 | 水、礦質(zhì)元素、維生素、蔗糖、氨基酸、瓊脂 | 葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、促生長因子、動物血清等 | |
取材 | 植物幼嫩部位或花藥等 | 動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織 | |
過程 | |||
結(jié)果 | 新的組織或植株個體,可以體現(xiàn)全能性 | 新的細(xì)胞系或細(xì)胞株,不形成個體,不體現(xiàn)全能性 | |
應(yīng)用 | ①植株快速繁殖 ②脫毒植株的培育 ③人工種子 ④生產(chǎn)藥物、殺蟲劑等 ⑤轉(zhuǎn)基因植物的培育 | ①蛋白質(zhì)坐物制品的生產(chǎn) ②皮膚移植材料的培育 ③檢測有毒物質(zhì) ④生理、病理、藥理學(xué)研究 | |
相同點 | ①兩技術(shù)手段培養(yǎng)過程中都進行有絲分裂,都是無性繁殖,都可稱克隆,都不涉及減數(shù)分裂 ②均需無菌操作,需要適宜的溫度、pH等條件 |
知識點撥:
1、細(xì)胞貼壁和接觸抑制:懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上,稱為細(xì)胞貼壁。細(xì)胞數(shù)目不斷增多,當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互抑制時,細(xì)胞就會停止分裂增殖,這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。
2、動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用:制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測有毒物質(zhì)、培養(yǎng)醫(yī)學(xué)研究的各種細(xì)胞。
3、細(xì)胞株傳至50代后,不能再傳下去,但有部分存活的細(xì)胞一般能夠傳到40~50代,這種傳代細(xì)胞叫做細(xì)胞株。
4、細(xì)胞株細(xì)胞的遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變。當(dāng)細(xì)胞株傳至50代以后又會出現(xiàn)“危機”,不能再傳下去。但是有部分細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變,而且?guī)в邪┳兊奶攸c,有可能在培養(yǎng)條件下無限制地傳代下去,這種傳代細(xì)胞成為細(xì)胞系。
知識拓展:
1、動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用
(1)生產(chǎn)病毒疫苗、單克隆抗體、干擾素等。
(2)利用動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)中的細(xì)胞貼壁生長和接觸抑制的特點,可用燒傷病人自己的健康皮膚細(xì)胞培養(yǎng)出大量的自身薄層皮膚細(xì)胞,以供植皮所需。
(3)培養(yǎng)的動物細(xì)胞用于檢測有毒物質(zhì),判斷某種物質(zhì)的毒性。
2、用胰蛋白酶處理組織塊,可使細(xì)胞分散開,這樣做的目的是使細(xì)胞與組織液充分接觸,這也說明了細(xì)胞間的主要物質(zhì)是蛋白質(zhì)。
3、當(dāng)動物細(xì)胞培養(yǎng)超過50代后,少數(shù)細(xì)胞發(fā)生突變而持續(xù)分裂成為癌變細(xì)胞。癌細(xì)胞失去了接觸抑制,可以在培養(yǎng)瓶中形成多層細(xì)胞。
4、動物細(xì)胞培養(yǎng)基成分特有的動物血清含有蛋白質(zhì)、氨基酸、葡萄糖、激素等多種成分.
5、植物組織培養(yǎng)最終產(chǎn)生新個體,體現(xiàn)全能性;動物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生大量細(xì)胞,不形成新個體,故不能體現(xiàn)全能性。
相關(guān)高中生物知識點:科學(xué)研究方法
科學(xué)研究方法:
1、假說??演繹法
①提出假設(shè)
②演繹就是推理
③實驗驗證假設(shè)和推理
④得出結(jié)論
2、同位素示蹤法:同位素示蹤法是利用放射性核素或稀有穩(wěn)定核素作為示蹤劑對研究對象進行標(biāo)記的微量分析方法
3、科學(xué)的研究方法包括:歸納法、類比推理法、實驗法和演繹法。
①歸納法:是從個別性知識,引出一般性知識的推理,是由已知真的前提,引出可能真的結(jié)論。它把特性或關(guān)系歸結(jié)到基于對特殊的代表(token)的有限觀察的類型;或公式表達(dá)基于對反復(fù)再現(xiàn)的現(xiàn)象的模式(pattern)的有限觀察的規(guī)律。
②類比推理法:類比推理這是科學(xué)研究中常用的方法之一。類比推理是根據(jù)兩個或兩類對象有部分屬性相同,從而推出它們的其他屬性也相同的推理。簡稱類推、類比。它是以關(guān)于兩個事物某些屬性相同的判斷為前提,推出兩個事物的其他屬性相同的結(jié)論的推理。
③實驗法:通過試驗的論證得出所需數(shù)據(jù),進行分析后得出結(jié)論。分為:化學(xué)物質(zhì)的檢測方法;實驗結(jié)果的顯示方法;實驗條件的控制方法;實驗中控制溫度的方法
④演繹法:從普遍性結(jié)論或一般性事理推導(dǎo)出個別性結(jié)論的論證方法。演繹法得出的結(jié)論正確與否,有待于實踐檢驗。它只能從邏輯上保證其結(jié)論的有效性,而不能從內(nèi)容上確保其結(jié)論的真理性。也可以從邏輯思維,逆向思維和想象思維延伸到其結(jié)論該以反證明。
4、實驗必須遵守的原則:
①設(shè)置對照原則:空白對照;條件對照;相互對照;自身對照。
②單一變量原則;
③平行重復(fù)原則
5、實驗的特性:對照,統(tǒng)一性質(zhì)。提出問題;設(shè)計方案;討論結(jié)果;分析問題。分為科學(xué)實驗;驗證性實驗;對照實驗等。
知識拓展:
1、生物學(xué)的歷史研究進展和相關(guān)實驗的敘述。
(1)孟德爾的假說??演繹法敘述
①提出假設(shè)(如孟德爾根據(jù)親本雜交實驗,得到F1,Aa這對基因是獨立的,在產(chǎn)生配子時相互分離。這里假設(shè)的是一對等位基因的情況);
②演繹就是推理(如果這個假說是正確的,這樣F1會產(chǎn)生兩種數(shù)量相等的配子,這樣測交后代應(yīng)該會產(chǎn)生兩種數(shù)量相等的類型);
③最后實驗驗證假設(shè)和推理(測交實驗驗證,結(jié)果確實產(chǎn)生了兩種數(shù)量相等的類型);
④最后得出結(jié)論(就是分離定律)
(2)遺傳物質(zhì)驗證的三個實驗:肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗;噬菌體侵染細(xì)菌的實驗;煙草花葉病毒的重組實驗
(3)酶發(fā)現(xiàn)過程中的實驗:
①1777年,蘇格蘭醫(yī)生史蒂文斯從胃里分離一種液體(胃液),并證明了食物的分解過程可以在體外進行。
②1834年,德國博物學(xué)家施旺把氯化汞加到胃液里,沉淀出一種白色粉末。除去粉末中的汞化合物,把剩下的粉末溶解,得到了一種濃度非常高的消化液,他把這粉末叫作“胃蛋白酶”(希臘語中的消化之意)。同時,兩位法國化學(xué)家帕揚和佩索菲發(fā)現(xiàn),麥芽提取物中有一種物質(zhì),能使淀粉變成糖,變化的速度超過了酸的作用,他們稱這種物質(zhì)為“淀粉酶制劑”(希臘語的“分離”)?茖W(xué)家們把酵母細(xì)胞一類的活動體酵素和像胃蛋白酶一類的非活體酵素作了明確的區(qū)分。
③1878年,德國生理學(xué)家?guī)於魈岢霭押笳呓凶鳌懊浮薄?BR>④1897年,德國化學(xué)家畢希納用砂粒研磨酵細(xì)胞,把所有的細(xì)胞全部研碎,并成功地提取出一種液體。他發(fā)現(xiàn),這種液體依然能夠像酵母細(xì)胞一樣完成發(fā)酵任務(wù)。這個實驗證明了活體酵素與非活體酵素的功能是一樣的。因此,“酶”這個詞現(xiàn)在適用于所有的酵素,而且是使生化反應(yīng)的催化劑。由于這項發(fā)現(xiàn),畢希納獲得了1907年諾貝爾化學(xué)獎
(4)生長素的發(fā)現(xiàn)實驗:植物的向光生長和胚芽鞘實驗
2、同位素示蹤方法的應(yīng)用,使人們可以從分子水平動態(tài)地觀察生物體內(nèi)或細(xì)胞內(nèi)生理、生化過程,認(rèn)識生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)。例如,用C、O等同位素研究光合作用,可以詳細(xì)地闡明葉綠素如何利用二氧化碳和水,什么是從這些簡單分子形成糖類等大分子的中間物,以及影響每步生物合成反應(yīng)的條件等。
3、放射性同位素示蹤技術(shù),是分子生物學(xué)研究中的重要手段之一,對蛋白質(zhì)生物合成的研究,從DNA復(fù)制、RNA轉(zhuǎn)錄到蛋白質(zhì)翻譯均起了很大的作用。最近鄰序列分析法應(yīng)用同位素示蹤技術(shù)結(jié)合酶切理論和統(tǒng)計學(xué)理論,研究證實了DNA分子中堿基排列規(guī)律,在體外作合成DNA的實驗:分四批進行,每批用一種不同的32P標(biāo)記脫氧核苷三磷酸,32P標(biāo)記在戊糖5'C的位置上,在完全條件下合成后,用特定的酶打開5'C-P鍵,使原堿基上通過戊糖5'C相連的32P移到最鄰近的另一單核苷酸的3'C上。用最近鄰序列分析法首次提出了DNA復(fù)制與RNA轉(zhuǎn)錄的分子生物學(xué)基礎(chǔ),從而建立了分子雜交技術(shù),例如以噬體T2-DNA為模板制成[32P]RNA,取一定量T2-DNA和其它一些DNA加入此[32P]RNA中,經(jīng)加熱使DNA雙鏈打開,并溫育,用密度梯度離心或微孔膜分離出DNA-[32P]RNA復(fù)合體測其放射性,實驗結(jié)果只有菌體T2的DNA能與該[32P]RNA形成放射性復(fù)合體。從而證明了RNA與DNA模板的堿基呈特殊配對的互補關(guān)系,用分子雜交技術(shù)還證實了從RNA到DNA的逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象。
4、放射性同位素示蹤技術(shù)對分子生物學(xué)的貢獻還表現(xiàn)在:
a、對蛋白質(zhì)合成過程中三個連續(xù)階段,即肽鏈的起始、延伸和終止的研究;
b、核酸的分離和純化;
c、核酸末端核苷酸分析,序列測定;
d、核酸結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系;
e、RNA中的遺傳信息如何通過核苷酸的排列順序向蛋質(zhì)中氨基酸傳遞的研究等等。
為了更好地應(yīng)用放射性同位素示蹤技術(shù),除了有賴于示蹤劑的高質(zhì)量和核探測器的高靈敏度外,關(guān)鍵還在于有科學(xué)根據(jù)的設(shè)想和創(chuàng)造性的實驗設(shè)計以及各種新技術(shù)的綜合應(yīng)用。
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