Q779’s Blog

【生物】胚胎干细胞是全能干细胞吗？ 答案：不是，是多潜能干细胞。   根据分化潜能的不同，干细胞可分为全能干细胞（totipotent stem cell）、多潜能干细胞（pluripotent stem cell）、多能干细胞（multipotent stem cell）、单能干细胞（也称专能干细胞，unipotent stem cell）。干细胞最终形成特化细胞类型的过程称为终末分化（terminal differentiation）。   全能干细胞具有分化形成完整生命体的潜能或特性。实际上，真正含义上的哺乳动物全能干细胞只有受精卵和卵裂早期的细胞（目前认为一般不超过 16 个细胞的卵裂球）。它们不仅可以分化形成三个胚层中的各种类型的细胞，最终产生子代个体，而且还能分化成为胚胎提供营养的包括胎盘组织（胎儿部分）在内的胚外组织。   多潜能干细胞通常是指在一定条件下，能分化产生三个胚层中各种类型的细胞并形成器官的一类干细胞，如胚胎干细胞和生殖嵴（genital ridge）干细胞。 参考文献： [1] 丁明孝 等. 细胞生物学[M]. 第5版. 北京: 高等教育出版社, 2...

【生物】为什么对动物细胞进行培养时通常需要添加血清？ 血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等。其中 血清中的蛋白质主要为白蛋白和球蛋白。在机体内都很有用。 氨基酸是细胞合成蛋白质的基本成分，且血清中含有必需氨基酸（即动物细胞不能合成的）。 血清含有胰岛素、生长激素等多种激素和多种已知生长因子（如表皮生长因子等） 还含有许多未知的促细胞生长因子、促贴附因子及其他活性物质，能促进细胞生长、增殖和贴附 因此一般需添加体积分数为 10%~20% 的血清（注意是体积分数不是质量分数）。

【生物】为什么动物细胞培养常用胰蛋白酶分散细胞而不是胃蛋白酶？（书上问题） 最适 pH 不同 胰蛋白酶的最适pH为8.0左右（弱碱性），与细胞培养液的生理pH（7.2~7.4）接近，能够高效分解细胞间连接蛋白。 胃蛋白酶的最适pH为1.5~2.0（强酸性），在培养液的中性环境中几乎无活性，无法有效消化细胞间物质。 切割位点的特异性 胰蛋白酶特异切割赖氨酸（Lys）和精氨酸（Arg）的羧基端肽键，此类氨基酸在细胞间黏附蛋白（如钙黏蛋白）中富集，可针对性破坏细胞连接。 胃蛋白酶切割疏水性/芳香族氨基酸（如苯丙氨酸、酪氨酸），这类位点在细胞间连接蛋白中较少，消化效率低。 以及，胰蛋白酶的作用靶点揭示了细胞间的主要成分为蛋白质类物质（书上另一个问题）。

【生物】所有植物都能利用植物组织培养技术吗？ 显然不，这个问题和植物细胞全能性、植物本身的性质有很大关系。 下面的列出了一些不适用植物组织培养技术或暂无较好培养方案的例子。 高等木本植物（如：红豆杉） 木本植物的组织分化程度高，尤其是成年个体的细胞脱分化能力弱（细胞难以逆转为未分化状态）。 次生代谢产物（如紫杉醇）的积累可能抑制愈伤组织形成，且木质化细胞（如导管、纤维）难以重新激活分裂能力。 技术现状：红豆杉可通过细胞悬浮培养生产药用成分，但完整植株的再生体系效率极低（成苗率常低于10%）。 古老裸子植物（如：银杏） 裸子植物的细胞全能性表达受限，其胚性愈伤组织诱导需要复杂激素组合（如高浓度 2,4–D 与 TDZ 协同作用），且易发生褐化死亡。 银杏叶片等外植体中酚类物质含量高，氧化后抑制细胞活性，需添加抗氧化剂（如活性炭、PVP）。 技术现状：银杏组培苗根系发育困难，移栽存活率低，难以规模化应用。 共生依赖性植物（如：天麻） 天麻为完全异养型兰科植物，种子萌发和营养生长依赖蜜环菌（Armillaria mellea）提供碳源，无菌培养中需模拟共生菌的代谢产物（如添...

【生物】愈伤组织和薄壁组织有什么区别？ 愈伤组织和薄壁组织在结构、功能和形成方式上存在明显区别。 愈伤组织（callus）是植物受伤后，伤口处的薄壁细胞或其他分裂能力较强的细胞重新恢复分裂能力，经过脱分化和无序分裂形成的异常、不定的细胞团。它是植物组织培养和伤口愈合中的常见结构。 薄壁组织（parenchyma）：是植物体中最基本、最广泛存在的组织类型，由结构简单、细胞壁薄、分化程度低的薄壁细胞组成，分布在叶肉、皮层、髓、果肉等部位，负责光合作用、贮藏、分泌、伤口愈合等功能。 愈伤组织 薄壁组织 来源 受伤部位的薄壁细胞等脱分化而来 植物体正常组织，由分生组织分化而来 结构 细胞排列无序，细胞壁薄，分裂活跃 细胞排列规则，细胞壁薄，有细胞间隙 功能 伤口愈合、组织培养再生 光合作用、贮藏、分泌、运输、一般伤口修复 分裂能力 强，易再生器官 弱，部分可脱分化 存在状态 异常状态，仅在伤口或组织培养出现 普遍存在，植物体基本组织之一 那么如何在显微镜下区分愈伤组织和薄壁组织呢？详见以下表格。 特性 愈伤组织 薄壁组织 ...

【生物】原生质体可能自发融合吗？   原生质体（protoplasts）在特定条件下可能发生自发融合（spontaneous fusion），但其发生概率极低且难以人为调控。这一过程的潜在机制源于原生质体因细胞壁被移除而直接暴露的细胞膜特性。当两个原生质体发生物理接触时，生物膜固有的流动性和分子间亲和性为其提供了理论上的融合基础，但在自然状态下这种膜融合事件具有显著的随机性。   导致自然融合受限的主要因素包含多重生物物理屏障。首先，原生质体表面携带的负电荷会引发静电排斥作用，显著降低细胞间的有效接触概率。其次，外界溶液环境对融合过程具有高度敏感性：离子强度、pH平衡与渗透压等参数需要形成精准的协同作用，而常规实验条件往往对这些参数产生抑制作用。此外，植物细胞与动物细胞的本质差异进一步限制了自然融合——植物原生质体缺乏跨膜融合蛋白等主动驱动机制，无法像动物细胞那样通过特化蛋白介导膜结构的主动整合。   尽管存在诸多限制，某些特殊条件可能微弱提升自然融合的可能性。例如在高密度原生质体悬浮液中，单位体积内细胞接触频率的增加会轻微放大融合事件的统计概率；若溶液中存在高浓度钙离子，则可通...

【生物】什么是芽孢？   1876年，科赫在研究炭疽芽孢杆菌（Bacillus anthracis）时，首先发现了细菌的芽孢。1877年，英国学者丁达尔（J. Tyndall）证明枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）有两种存在状态：一种是经过几分钟煮沸就可杀死的状态，另一种是煮沸几小时都不能使其死亡的状态。同年，德国学者科恩（F. Cohn）又在形态学上证明，芽孢杆菌属（Bacillus）和梭菌属（Clostridium）的耐热构造是其芽孢。   某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体，称为芽孢（endospore 或 spore，偶译“内生孢子”）。由于每一营养细胞内仅生成一个芽孢，故芽孢无繁殖功能。芽孢是整个生物界中抗逆性最强的生命体之一，在抗热、抗化学药物、抗辐射和抗静水压等方面，更是首屈一指。一般细菌的营养细胞不能经受 70℃ 以上的高温，可是，它们的芽孢却有惊人的耐高温能力。例如，肉毒梭菌（Clostridium botulinum）的芽孢在 100℃ 沸水中要经过 5.0～9.5 小时才能被杀死，至 ...

【生物】培养基需要定期维护吗？ 由于书本上发酵工程那一章的实验比较简单，所以并没有提到培养基的维护问题。 微生物在生长繁殖过程中，往往会产生能引起培养基 pH 改变的代谢物， 尤其是不少微生物具有很强的产酸能力（比如乳酸杆菌、醋酸杆菌）， 如果不适当调节培养基的 pH ，这些微生物的生长繁殖就会受到抑制甚至死亡 一般应加入缓冲液或者 \(\mathrm{CaCO_3}\) 使培养基 pH 稳定。 虽然后面的动物细胞工程那章写了培养动物细胞的液体培养基（培养液）需要定期更换。 但是它是严格配制出来的合成培养基（而且写在后面章节），可能会让人对产生误解，所以有了本文。

【生物】绝大多数微生物都能利用葡萄糖和只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素有什么关系？ 课本上原话是：“绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。” 那么它俩有什么关系呢？至少没什么直接关系。不过也并非没有任何关系。下面请看 ChatGPT 的表演。   微生物对普适性碳源（如葡萄糖）的广泛利用能力与对特定氮源（如尿素）分解利用的严格酶依赖性，反映了微生物代谢策略中基础代谢的保守性与环境适应过程中功能分化的协同演化规律。   葡萄糖作为典型易降解碳源，其代谢依赖于高度保守的糖酵解途径及磷酸戊糖途径，这些核心代谢模块广泛存在于绝大多数微生物中，为其快速获取能量及生物合成前体提供了基本代谢保障。相比之下，尿素作为环境中重要的有机氮矿化产物，其分解依赖脲酶催化的特异性水解反应，生成 \(\mathrm{NH_3}\) 和 \(\mathrm{CO}_2\)。   脲酶基因簇的系统发育分布具有明显的谱系关联性，主要存在于变形菌门、厚壁菌门的部分类群及部分古菌中，这种分布模式反映了脲酶功能与特定生态位的适应性关联：在氮源受限或富尿环境中，脲酶赋予微生物高效获取...

【生物】微生物计数（表格） 这里直接计数法并非完全不能区分死菌活菌，例如酵母菌可以用台盼蓝溶液染色 但不是所有的菌都有简单好用的染色方式，因此直接计数法在计数活菌上存在缺点。

【生物】平板划线法和稀释涂布平板法各有什么优缺点？ 一、概念 纯培养常用的平板划线法和选择培养常用的稀释涂布平板法都属于接种方法。 二、差异 虽然纯培养常用的是平板划线法，但是稀释涂布平板法也可以使用。 只不过稀释涂布平板法用于纯培养时十分依赖稀释程度，稀释过程较为麻烦，因此常用平板划线法。 选择培养其实也不是不能用平板划线法，只是适用范围很局限。 就好像平板划线法是把一袋米弄出几粒米粒，但是你去拿来把米和豆的混装袋子弄出几粒米和几粒豆子 正常情况下，你肯定是要么研究米的性质，要么研究豆子的性质， 要么研究这个混装袋子里有多少豆子对吧，你干嘛非得去找个混合袋子研究特定的谷物呢？ 研究对象一般都是明确且不多余的，除非你是研究米对豆子的影响之类的课题。

【生物】纯培养和选择培养有什么区别？ 纯培养 选择培养 目的 分离微生物以形成单菌落 从混合样本中筛选特定微生物 方法 常用平板划线法 选择性培养基（或特定抑制剂）+稀释涂布平板法 应用 微生物特性研究、分子生物学分析等 病原菌分离、抗生素耐药性筛查等 优点 精确获得单一微生物，适合深入研究 快速筛选，节省时间 缺点 过程繁琐，时间较长 可能不能完全去除其他微生物 表格中的优缺点确切的说是特点，两种培养方式的目的不同，没有可比性。 但是平板划线法和稀释涂布平板法都属于接种方法，具有可比性，详见下一篇。