细胞转化
细胞的物质交换与能量转化
能量转化：细胞在生长和增殖过程中需要 能量，通过细胞代谢将营养物质转化为 AT P 等 能 量 形 式 ， 供 给 细 胞 正 常 生 理 功 能 的需要。
应用：细胞培养技术在生物工程、医学、制药等 领域有着广泛的应用，如药物筛选、疫苗制备、 基因治疗等。
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药物对细胞物质交换的影响：药物可以影响细胞膜的通透性，从而影响细胞与 外界环境的物质交换，如药物的吸收、分布、代谢和排泄等过程。
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药物靶点：针对细胞物质交换和能 量转化的关键环节，开发新型药物 和治疗方案
细胞免疫疗法：利用细胞免疫系统的 物质交换和能量转化功能，激活免疫 细胞，治疗癌症和自身免疫性疾病
汇报人：XX
细胞能量代谢与调控的意义：维持细胞正常生理功能、适应环境变化、促进生物进化 等
细胞能量代谢与调控的研究进展：基因工程技术、蛋白质组学技术、代谢组学技术等
细胞代谢的相互联系： 细胞内的各种代谢途径 是相互联系的，它们共 同协作以维持细胞的正 常功能。
细胞代谢的调节：细胞 通过多种机制调节其代 谢过程，以适应不同的 生理需求和环境变化。
光合作用定义：植物通过光合作用 将光能转化为化学能的过程。
能量转化方式：光合作用中，光能 被转化为化学能，并储存在葡萄糖 中。
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光合作用过程：植物吸收光能，将 二氧化碳和水转化为葡萄糖，并释 放氧气。
能量转化意义：光合作用是地球上 最重要的能量转化过程之一，为生 物提供食物和氧气。
信息传递：细胞膜上的受体可以接收信号分子，将信号传递给细胞内部，影响细胞 代谢和功能。
能量转换：细胞膜参与细胞的能量代谢过程，如线粒体膜可以参与氧化磷酸化过程， 将 化 学 能 转 化 为 AT P 中 的 化 学 能 。
大肠杆菌感受态细胞的制备与转化
大肠杆菌感受态细胞的制备与转化1. 引言大肠杆菌（Escherichia coli）是一种常见的细菌，广泛应用于生物学研究和工业生产中。
其中，大肠杆菌感受态细胞的制备与转化是生物工程领域中的重要技术，对于基因工程、药物研发等方面具有广泛的应用价值。
2. 大肠杆菌感受态细胞的制备大肠杆菌感受态细胞的制备是通过基因工程手段将目标基因（外源基因）导入大肠杆菌细胞内，使其表达目标蛋白或产生目标产物。
通常情况下，制备大肠杆菌感受态细胞需要进行以下步骤：2.1 培养基的选择在进行大肠杆菌感受态细胞的制备过程中，需要选择适合的培养基。
常用的培养基包括LB培养基、SOB培养基等，这些培养基中含有适量的氨基酸、碳源等，能够满足大肠杆菌细胞的生长需求。
2.2 载体的构建在进行大肠杆菌感受态细胞的制备时，需要将目标基因导入大肠杆菌细胞内。
这一过程中，通常需要将目标基因插入至载体（如质粒）中，构建重组质粒。
2.3 转化大肠杆菌细胞转化是将重组质粒导入大肠杆菌细胞内的过程。
常用的转化方法包括热激转化、电穿孔法等。
通过这些方法，可以将构建好的重组质粒导入大肠杆菌细胞内。
3. 大肠杆菌感受态细胞的转化大肠杆菌感受态细胞的转化是基因工程中的一个重要步骤，该技术可以使外源DNA片段导入并稳定集成到大肠杆菌的染色体内。
3.1 转化方法大肠杆菌感受态细胞的转化有多种方法，如热激转化法、化学转化法和电穿孔法等。
这些方法都是通过改变细菌细胞膜通透性，使外源DNA片段能够进入细胞内。
3.2 转化效率的影响因素影响大肠杆菌感受态细胞转化效率的因素很多，包括DNA片段的长度、外源DNA的纯度、细胞复活时间、转化温度等。
在进行大肠杆菌感受态细胞的转化时，需要考虑这些因素，以提高转化效率。
4. 个人观点和理解大肠杆菌感受态细胞的制备与转化是生物工程中的重要技术，对于基因工程、蛋白表达等方面具有重要意义。
通过对该技术的深入了解和实践，可提高对基因工程的理解与实践能力。
感受态细胞的制备和转化
感受态细胞的制备和转化或者：设计好实验项⽬，如正、负对照（参考如下表格，按表格内容操作）3.细菌培养液，各加⽆菌⽔⾄150µL（不超过200µL）涂LB/ Amp/IPTG/X-Gal平板（此步骤的⽬的是计算转化率）；对其余各项，分别各取⼀半涂布于LB/ Amp平板上，余下的转化液置4℃冰箱保存。
倒置平板，37℃培养12-14⼩时。
⼀般来说，含有活性半乳糖苷酶的细菌⽐⽆活性酶的细菌⽣长慢，故过夜培养后可见到毫⽶⼤⼩的阳性⽩⾊菌落⽽阴性的兰⾊菌落只有针尖⼤⼩。
5. 将上述菌液摇匀后取100µl 涂布于含Amp的筛选平板上，正⾯向上放置半⼩时，待菌液完全被培养基吸收后倒置培养⽫，37℃培养16-24⼩时。
6. 计算转化率，统计每个培养⽫中的菌落数。
转化后在含抗⽣素的平板上长出的菌落即为转化⼦,根据此⽫中的菌落数可计算出转化⼦总数和转化频率,公式如下：转化⼦总数＝菌落数×稀释倍数×转化反应原液总体积／涂板菌液体积转化频率（转化⼦数／每mg质粒DNA）＝转化⼦总数／质粒DNA加⼊量(mg)感受态细胞总数＝对照组２菌落数×稀释倍数×菌液总体积／涂板菌液体积感受态细胞转化效率＝转化⼦总数／感受态细胞总数[注意] 本实验⽅法也适⽤于其它E.coli受体菌株的不同的质粒DNA的转化。
但它们的转化效率并不⼀定⼀样。
有的转化效率⾼,需将转化液进⾏多梯度稀释涂板才能得到单菌落平板,⽽有的转化效率低,涂板时必须将菌液浓缩(如离⼼),才能较准确的计算转化率。
第四节注意事项与提⽰1. 倒平板时应避免培养基温度过⾼，若温度过⾼，则加⼊的氨苄青霉素会失效，且培养基凝固后表⾯及⽫盖会形成⼤量冷凝⽔，易于造成污染及影响单菌落的形成。
若⽤⼿掌感受培养基觉得很烫但尚可忍受时，培养基温度即为55℃左右。
制备好的LB/Amp平板可于4℃冰箱储存2个⽉，时间过长氨苄青霉素将会失效。
质粒转化、细胞转染步骤
质粒转化、细胞转染步骤
转化是指将外源DNA（常以质粒作为载体）导入受体细
胞（如大肠杆菌），从而使其获得新的遗传特性。
具体步骤如下：首先将12ul的质粒DNA加入50ul感受态cell中，轻柔混合后进行冰浴30min。
接着向管中加入培养基，混匀后使细菌
恢复正常生长状态。
然后在42℃下热激90s，迅速冰浴2min，最后在37℃下震荡培养（﹤225rpm）1h，使细菌获得新的遗
传特性。
转染（n）是将含有目的基因的载体转移到真核细胞内的
过程。
在进行质粒转染时，需要先将6-well-plate中的每个孔
培养至60-70%的状态。
然后在接种时每个孔加入2.5×105个
/ml的细胞。
接下来，将2.5ug质粒DNA和200ul的opti-
MEM混合，再加入6ul的转染液进行混匀，并在室温下静置
15min。
待转染细胞换成1.3ml的opti-MEM培养基后，将转
染复合物（200ul）轻轻均匀滴入细胞培养基中，并十字形摇
晃6-well-plate以混匀转染复合物。
最后将6-well-plate放入37℃、CO2培养箱中进行培养。
细胞代谢与能量的转化
细胞代谢与能量的转化随着科技的发展，人类对于细胞代谢与能量转化的理解逐渐加深。
我们知道，每个细胞都需要能量来维持生命活动，而这些能量是从外部环境中获取的，并经过各种糖、脂肪和蛋白质的代谢途径，最终转化为大量的能量供细胞使用。
下面，我们将从细胞代谢和能量转化两个方面分别探讨。
一、细胞代谢从生物学的角度来看，细胞代谢是一个非常复杂的过程，包括营养物质的消化吸收、分解代谢、有机物的合成和物质转运等多个环节。
而这些过程主要是由细胞内各种相互协调的酶催化完成的。
其中，糖代谢、脂质代谢和蛋白质代谢是最为重要的三个代谢途径。
1.糖代谢糖代谢是指体内的糖类物质在细胞内被分解、合成和转化的过程。
它是细胞产生能量的主要途径之一。
在糖代谢过程中，碳水化合物被分解为葡萄糖，并在三磷酸腺苷（ATP）的作用下，进一步代谢为能量和水。
2.脂质代谢脂质代谢是指体内脂肪类物质在细胞内的分解、合成和转移过程。
这包括三个主要步骤：β氧化、乳酸分解和三酰甘油代谢。
在这些步骤中，脂肪类物质被分解为醋酸和ATP，并在体内被进一步合成为三酰甘油。
3.蛋白质代谢蛋白质代谢是指体内蛋白质类物质在细胞内的降解、合成和转移过程。
这个过程主要分为两个步骤：蛋白质分解和氨基酸代谢。
在分解过程中，蛋白质被降解为氨基酸，然后氨基酸进入体内的循环进行代谢。
二、能量转化能量转化是指体内的化学能、热能和机械能在细胞内的转化过程。
细胞经过代谢反应，将能量逐渐转化为ATP，进而维持细胞的各项生理活动。
其过程主要包括三个方面。
1.膜路传递膜路传递是指细胞中通过离子或小分子互相运动，形成化学梯度，从而产生 ATP 的过程。
膜路传递分为氧化磷酸化和光合磷酸化两大类。
前者是指细胞体内通过提供电子给线粒体呼吸链或异养细菌呼吸链上的氧化还原反应，使得酶促反应形成质子梯度，从而使ATP合成酶将ADP和无机磷酸结合，生成ATP。
后者是指通过光合作用，产生ATP。
2.细胞呼吸细胞呼吸是指细胞分解葡萄糖或其他有机物质，进一步合成成乙酰辅酶A，然后以乙酰辅酶A为底物，通过TCA循环分解产生二氧化碳，同时在呼吸链上形成质子梯度，从而合成ATP的过程。
感受态细胞制备与转化
Ⅰ、CaCl2法制备感受态细胞（大肠杆菌）①挑取37℃培养16-20h的单菌落（直径2-3mm）于含有100mlLB或SOB的500或1000ml 的三角瓶中，剧烈振荡培养3h至OD值为0.2-0.4（据文献大肠杆菌DH5α菌株培养物OD 值为0.2-0.4时，约含109个菌/ml；②转移菌体至无菌、一次性冰冷的50ml聚丙烯离心管内。
将离心管内培养物放置于冰上10min，以使其冷却至0℃；③将离心管内培养物4℃，4000rmp，10min以收集菌体；④弃去上清培养基，并颠转离心管放于一叠吸水纸上1min，吸取多余培养基；⑤用30ml冰冷MgCl2-CaCl2溶液（80mM MgCl2和20mM CaCl2）漩涡振荡重悬菌体沉淀，置于冰上10min；⑥将离心管内培养物4℃，4000rmp，10min以收集菌体；/⑦弃去上清培养基，并颠转离心管放于一叠吸水纸上1min，吸取多余培养基；⑧用2ml冰冷0.1MCaCl2溶液（2ml冰冷0.1MCaCl2/50ml原初培养物）漩涡振荡重悬菌体沉淀；⑨放于4℃冰箱14-20h。
获得的感受态细胞即可直接用于转化或添加甘油至终浓度10%（7:3,7是菌液，3是甘油），分装离心管内（150-200μl），存于-70℃。
感受态细胞的冻存制备①每4ml重悬细胞中添加140μlDMSO，轻摇混匀，冰上放置重悬物15min；②另外每管重悬物中再添加140μlDMSO，轻摇混匀，重新放于冰浴中；③迅速将重悬物分装于冷的、无菌小管内，将小管浸入液氮中瞬时冰冻感受态细胞，将小管存于-70℃冰箱。
Ⅱ、大肠杆菌转化①CaCl2法制备大肠杆菌感受态细胞Luria-Bertani（LB）培养基（1L）：胰蛋白胨（10g），酵母提取物（5g），NaCl（10g）pH7.5/NaOH，dH2O至1L，灭菌LB平板：LB培养基（500ml），Agar（7g），灭菌。
冷却55-65℃倒平板。
实验八 感受态细胞的制备与转化
实验八 大肠杆菌感受态细胞的
实验结果
实验报告
写明实验目的、实验原理、仪器、材料与试剂 详细列出实验步骤； 画出实验结果的示意图并做细胞的实验中要注意哪些 细节？
2. 影响感受态细胞转化效率的因素有哪些？
抗Amp
宿主细菌 含Amp培养基
影响转化率的因素
细胞生长状态和密度。 转化的质粒 DNA 的质量和浓度。 试剂的质量。 防止杂菌和其它外源 DNA 的污染。
实验仪器
超净工作台
台式高速冷冻离心机
恒温空气摇床
恒
温 培 养 箱
培 养 皿
实验试剂
❖ 大肠杆菌DH5α ❖ LB培养基， ❖ 0.1mol/LCaCl2溶液（预冷） ❖ 氨苄青霉素 ❖ pUC18质粒
制备与转化
实验目的
1.了解转化的概念及其在分子生物学研究中的意 义。
2.学习氯化钙法制备大肠杆菌感受态细胞的方法。 3.学习将外源质粒 DNA 转入受体菌细胞并筛选
转化体的方法。
实验原理
转化( Transformation )是将异源 DNA 分子引 入另一细胞品系，使受体细胞获得新的遗传性 状的一种手段，它是微生物遗传、分子遗传、 基因工程等研究的基本实验技术。
转化中的受体细胞
转化过程所用的受体细胞一般是限制性修饰 系统缺陷的变异株，即不含限制性内切酶和甲 基化酶的突变株，常用 RM 符号表示。
淋巴细胞的转化实验
［ ｓ ａ ｔ０ｂ ｃ／ ｏｍａ ｔｒ ｈ ｒ ｃ ｌｓａ ｄｍｅ ｏ ｅ ａａｅＰ ＭＣ ｉ ｐ ｒ ｈ ｒｌ ｌｏ ， ｓ ｅｌ ｓ ｈ ｒ ｈ ｌｇ ａ ｔ ｏ ｆ ｅｅｔ ｇｔｅ Ａｂｔ ｃ ｒ １ ｊ ｔ ｅＴ ｓｅ ｅｐ ｉ ｉ ｅ ｎ ｔ ｄｔ ｓｐ ｒｔ Ｂ ｅｉ ｅａ ｂｏ ｄ ａ ｌａ ｅ ｅ ． ｖ ｔ ｎ ｐ ｈ ｏ ｎ ｐ ｗ ｔ ｍｏ ｐ ｏｏ ｉ ｌ ｈ ｄｏ ｔｃ［ ｃ ｍｅ ｄ ｎ ｈ
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动物细胞电转步骤
Electroporation protocol
一、贴壁细胞准备：
1、电转前1-2天，将细胞转移至75cm2细胞培养瓶，至转化前细胞汇合度约50-70%。
此时细胞数约为2-10×106，而每次电转需约1-10×105个细胞。
2、12ml PBS缓慢冲洗细胞，吸出PBS，用0.4ml胰酶蛋白酶消化细胞，加入10ml 含血清的培养基，中和胰酶。
3、离心收集细胞，用PBS、HEPES 缓冲液(HEPES 缓冲液：10 mM Hepes；pH 7.3；
40 mM NaCl）或者无血清培养基等重悬细胞，使之密度为1-5m cell/ml。
二、电转化
1、设置电转程序：2.0KV，25uFD
2、将线性化的重组质粒加入电转杯，所需质粒根据细胞不同而定，一般起始浓度为10-50ug/ml
3、向电击杯中加入细胞，颠转电击杯使之混匀，细胞浓度和体积的使用参照下表
4、将电击杯放入电击槽中，脉冲电击一次。
5、将细胞转移至已含培养基的孔中
6、轻轻晃动孔板，混匀细胞，电转24-48h后，基因开始表达。
细胞的新陈代谢和能量转换
细胞的新陈代谢和能量转换细胞是生命的基本单位，它们通过新陈代谢过程维持着生命的正常运转。
新陈代谢是指细胞内化学反应的总和，包括能量转换、物质合成和分解等过程。
在这个过程中，能量的转换起着至关重要的作用。
细胞内能量的转换主要通过三种方式进行：糖酵解、细胞呼吸和光合作用。
糖酵解是一种无氧代谢过程，它将葡萄糖分解为乳酸或乙醇，同时产生少量的能量。
这种方式适用于缺氧环境下的细胞，比如肌肉细胞。
细胞呼吸是一种有氧代谢过程，它将有机物质（如葡萄糖）在氧气的参与下完全氧化，产生大量的能量和二氧化碳。
这种方式适用于大多数细胞，包括动物和植物细胞。
光合作用是一种只存在于植物细胞中的能量转换方式，它利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质（如葡萄糖）和氧气。
在这三种能量转换方式中，细胞呼吸是最为常见和高效的方式。
它主要发生在线粒体内，包括三个主要步骤：糖解、Krebs循环和氧化磷酸化。
糖解将葡萄糖分解为丙酮酸，同时产生少量的ATP和NADH。
Krebs循环将丙酮酸完全氧化为二氧化碳，同时产生更多的ATP和NADH。
氧化磷酸化是最后一个步骤，它利用NADH和氧气生成大量的ATP。
细胞呼吸过程中，每个葡萄糖分子最终可以产生约36个分子的ATP，这是一种高效的能量转换方式。
除了细胞呼吸，细胞内还存在其他一些能量转换过程。
例如，脂肪酸代谢可以将脂肪酸氧化为能量。
这种过程在长时间的运动或饥饿状态下特别重要，因为脂肪酸是身体储存的主要能量来源。
另外，蛋白质代谢也可以产生能量。
当身体缺乏碳水化合物供能时，蛋白质可以通过氨基酸的分解转化为葡萄糖，从而提供能量。
细胞内能量的转换不仅仅是为了维持生命的正常运转，还与许多生物学过程密切相关。
例如，细胞分裂过程中需要大量的能量来合成新的细胞组分。
细胞信号传导也需要能量来完成复杂的化学反应。
此外，细胞内膜的运输过程也需要能量来推动物质的跨膜转运。
细胞内能量的转换与细胞的生长、分化和功能密切相关。
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细胞转化
一,细胞转化的基本概念
细胞转化是细胞发生遗传性改变而导致细胞永生化的转变方式,由限定性细胞系转变成连续
性传代细胞系,获得了永生化
二,细胞转化与恶变的区别
转化:只是遗传特性,生长特性,生物学性状改变,但无致瘤性
恶变:是细胞癌性变,有致瘤性
三,细胞转化的方式
1.细胞自发转化:体外培养的细胞在无任何诱变剂存在的条件下,细胞自发出现的转化现象.
2.人工诱发转化(人工诱变):在体外培养的细胞中,常因化学,物理和生物等各种致癌因素的影
响,而使细发生转化,转化周期大大缩短,转化率高.
四,细胞转化的基本过程
1.诱发(Initiation)阶段
诱变剂直接接触细胞(6小时以上最高不超过24小时),诱变剂种类多如:物理因素:如放射线,
温度,电磁波,药物等化学因素:如甲基胆蒽,土醌80,7.12—二甲基苯醌(DMBA),3-甲基胆蒽,甲
基甲磺醌(MMS),乙基甲磺酸(EMS),乙基亚硝基脲(ENC),甲基硝基亚硝基胍类化合物等;生物因
素,如毒素,黄曲霉素,病毒SV40,EB病毒,多发瘤病毒(Polioma),逆转病毒等促癌剂(Promotor) :
如TPA
2.DNA的损伤与修复阶段
修复过程中发生修复错误,引起DNA结构的改变,细胞发生了遗传性改变.
3."转化灶"的产生
进入转化发展阶段的细胞仅是一小部分(大约5%左右),这些细胞称为癌前细胞(Precancerous
Cell),均散在未受损伤的细胞中,随着细胞的继续培养,那些未受损伤的正常细胞由于接触抑制
的限制而停止运动,细胞分裂消失,但那些散在的癌前细胞由于失去了接触抑制,加上生长繁
殖速度变快,而进行持续不断的分裂增殖,由于在局部癌前细胞的数量增多而堆积,呈厚厚的
多层排列,最后形成了明显可见的"转化灶"(Focus),常见有灰白细胞堆积中心点和放射排列的
灶