《生物·细胞与细胞工程》中易混概念辨析

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  在高中《生物》(选修)教科书中“细胞与细胞工程”一章的概念很多,同学们在回答问题的过程中,容易将相关的概念混淆,主要是因为对这些基本概念理解不全面、不深刻。在学习过程中,本人采用比较方法,找出相关概念之间的相同点和不同点,从而加深了同学们对概念内涵和外延的理解,以达到准确掌握和运用概念的目的,同时培养了严谨的思维能力。下面列举几个主要概念,以供参考。
  
  一、生物膜与生物膜系统
  
  生物膜:指细胞中的所有膜结构,包括细胞膜、核膜、内质网、高尔基体、线粒体等细胞器,它们都由膜构成。这些膜的化学组成相似,即由脂类、糖类及蛋白质分子组成,基本结构大致相同,即基本骨架是磷脂双分子层,其中覆盖、贯穿或嵌着许多蛋白质分子,所以统称为生物膜。
  生物膜系统:指细胞中的膜在结构和功能上紧密联系形成的结构体系。这些膜结构即细胞膜、核膜、内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器,在结构和功能上是紧密联系的统一整体。例如细胞中分泌蛋白的合成和分泌过程需内质网、高尔基体、具膜小泡、细胞膜、线粒体等结构共同协调来完成,体现出这些相关结构既可各自独立进行多种化学反应,而又不会相互干扰,保证了细胞的生命活动高效、有序地进行。
  
  二、植物组织培养与动物细胞培养
  
  植物组织培养与动物细胞培养的区别在于:
  (1)培养基成分不同。由于植物细胞和动物细胞的代谢类型不同,导致培养基的成分有所不同,培养条件也存在着差异。植物组织培养的培养基中包含有植物生长和发育所需要的全部营养成分,包括矿质元素(分为大量元素和微量元素)、蔗糖、维生素、植物激素和有机添加物,且多为固体培养基;动物细胞培养所用的培养基为液体培养基,培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。
  (2)培养起点不同。植物组织培养可以是离体的器官、组织或细胞;动物细胞培养的起点是单个细胞,离体的组织或器官需用胰蛋白酶处理成为单个细胞,配成细胞悬浮液,这或许是二者在命名上有差异的原因。
  (3)培养的结果不同。植物组织培养一般得到完整的植株,可用于植株快速繁殖、培养无病毒植株等;动物细胞培养一般得到细胞群,可获得所需的细胞或细胞的产物等。
  
  三、原代培养和传代培养
  
  原代培养:从动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织中取出组织,用胰蛋白酶等使组织分散成单个细胞,然后配制成一定浓度的细胞悬浮液,将该悬浮液放入培养瓶中置于培养箱中培养,这个过程叫原代培养。原代培养也就是指对直接从有机体获取的细胞进行培养的过程。一般把第一代的细胞培养与传至第十代的细胞培养统称为原代培养。
  传代培养:细胞在培养瓶中贴壁生长需定期地用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离下来,配成细胞悬浮液,分装到两个或两个以上的培养瓶中培养,这个过程叫传代培养。也就是将培养的细胞分散后从一个容器中取出,以1∶2或1∶3以上的比率移转到另一个或几个容器中进行培养。
  
  四、细胞株和细胞系
  
  细胞株:原代培养的细胞一般传至10代左右就会出现停滞,大部分细胞衰老死亡,只有极少数存活细胞能够继续分裂传到40~50代,这样的传代细胞称为细胞株。
  细胞系:细胞株细胞至50代以后就不能再传下去了,但是有部分细胞,它们的遗传物质发生了改变,并且带有癌变的特点,有可能在培养条件下无限制地传代下去,这种传代细胞称为细胞系。
  
  五、植物体细胞杂交和动物细胞融合
  
  (1)原理不同。植物体细胞杂交的原理是细胞膜流动性和细胞的全能性,动物细胞融合的原理是细胞膜流动性。
  (2)细胞融合过程不同。植物体细胞杂交过程是先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁后,再诱导原生质体融合;动物细胞融合过程应先使细胞分散后再诱导细胞融合。
  (3)诱导融合手段上有差异。植物体细胞杂交诱导可用物理方法如离心、电刺激、振动,和化学方法如使用聚乙二醇等试剂;动物细胞融合除上述物理方法和化学方法外,一般还能以灭活的病毒诱导。
  (4)用途不同。植物体细胞杂交可以克服远缘杂交不亲和障碍,获得杂种植株;动物细胞融合则最主要用于制备单克隆体。注意:植物体细胞杂交与植物细胞融合不同。植物细胞融合只是获得融合的细胞,并不是获得新植株。
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