细胞周期同步化常用的方法
细胞周期同步化PPT课件
2021/3/7
CHENLI
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（1）.人工选择同步化
• 人工选择同步化：人为的将处于不同细胞 周期的细胞分离开，从而获得不同时期细 胞群体的方法。
• 人工选择同步化的方法：
（1）.有丝分裂选择法密
（2）度梯度离心法
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有丝分裂选择法（反复振摇法）
• 利用有丝分裂细胞变圆隆起，与培养皿的 附着性降低的特点。此法的特点是细胞不 受药物等的伤害，同步化程度高，放入 37℃环境中，收集的细胞即可同步分裂。 缺点是分裂细胞一般占1%-2 ％，分离的细 胞数量少。
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同步化方法
• 1.自然同步化 • 2.人工同步化 • （1）人工选择同步化 • （2）人工诱导同步化
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1.自然同步化
• 自然同步化在自然界中，细胞自然同步化 的现象在动、植物及粘菌中都有所发现， 它们不受人为条件的干扰，因而有可能在 接近自然的条件下进行观察。
• 缺点：自然同步化受到很多条件的限制。
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2.2 DNA分裂中期阻断法
• 某些药物可抑制微管的聚合，将细胞阻断 于有丝分裂中期。非平衡生长问题不十分 明显。但长时阻断释放后许多细胞不能恢 复正常的细胞周期。
• 中期阻断药物最常用者为秋水仙素或其衍 生物秋水仙酰胺。
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DNA分裂中期阻断法的优缺点
• 优点：操作简便，效率高 • 缺点：这些药物的毒性相对较大，若长时
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DNA合成阻断法优缺点
• 优点：同步化程度高，适用于任何培养体 系，可将几乎所有的细胞同步化。
nocodazole同步化方法
nocodazole同步化方法
nocodazole是一种微管解聚剂，常用于细胞周期研究中的细胞
同步化。
细胞同步化是指使细胞群体中的细胞几乎同时进入同一细
胞周期阶段的方法。
使用nocodazole进行细胞同步化的方法如下：
1. 处理细胞，将培养基中含有适当浓度的nocodazole的培养
基加入到细胞培养皿中，通常浓度为10-100 μM。
细胞在nocodazole的作用下会停留在有丝分裂中期，此时微管解聚，细胞
周期受阻。
2. 细胞采集，根据研究需要，可以选择适当的时间点收集细胞。
通常在nocodazole处理后6-18小时进行采集，以确保细胞大部分
处于有丝分裂中期。
3. 细胞处理，收集的细胞可以用于进一步的实验，如免疫荧光
染色、蛋白质组学分析等。
此时可以观察到细胞核处于分裂中期的
形态。
需要注意的是，nocodazole处理可能会对细胞产生毒性作用，
因此在使用过程中需要控制浓度和处理时间，以避免对细胞产生不
可逆的影响。
另外，nocodazole的使用也需要根据具体的研究目的
和细胞系进行优化，以获得最佳的同步效果。
总之，nocodazole是一种常用的细胞同步化方法，通过干扰微
管动力学来阻滞细胞周期，为细胞周期研究提供了重要的工具。
在
使用时需要注意控制处理条件，以确保同步效果和细胞的生存状态。
细胞同步化的方法和原理
细胞同步化的方法和原理细胞同步化是一种实验技术，用于使细胞在特定的时间点进入同一阶段，以便研究细胞周期中的特定过程。
细胞同步化有多种方法和原理，下面将详细介绍几种常用的细胞同步化方法。
1.药物处理法：药物可以通过抑制或促进细胞周期中的特定步骤来实现细胞同步化。
常用的细胞同步化药物包括阿霉素（thymidine）、奎宁（quinine）、羟基尿嘧啶（hydroxyurea）、科莫西定（colcemid）等。
这些药物可以通过不同的机制延长或缩短特定阶段的时间，从而使细胞同时进入同一阶段。
以阿霉素为例，它是一种嘌呤类物质，可抑制DNA合成过程。
将细胞在含有阿霉素的培养基中培养一段时间后，移除阿霉素，细胞会在短时间内同时进入S期。
这是因为细胞会在阿霉素的抑制下停滞在G1/S检查点，一旦移除阿霉素，细胞便立即进入S期完成DNA复制。
2.紫杉醇处理法：紫杉醇是一种微管相关的药物，可以抑制纺锤体的动态稳定，阻碍有丝分裂的进行。
在细胞同步化实验中，可以通过紫杉醇处理使细胞停滞在G2期，待紫杉醇去除后，细胞会几乎同时进入有丝分裂。
紫杉醇的作用机制是结合并稳定微管，抑制微管的动态重组过程，导致纺锤体无法形成或功能异常，从而阻碍有丝分裂过程的进行。
这种方法的优点是同步化效果好，适用范围广，但缺点是对细胞的影响较大，使用时需要谨慎操作。
3.温度敏感细胞株法：温度敏感细胞株是一种特殊的细胞系，其细胞周期的某个阶段对温度敏感。
通过调节培养温度，可以使细胞同时进入或阻碍特定阶段。
例如，一些温度敏感的蛋白质在非限制温度下正常工作，在限制温度下失去功能。
因此，将这些细胞株在限制温度下培养一段时间后，再将温度恢复到非限制温度，细胞便会同时进入同一阶段。
温度敏感细胞株同步化的原理是利用温度对特定蛋白质的影响，调控细胞周期的进程。
温度敏感蛋白质的功能通常与物种的生存和繁殖相关，因此这种方法适用于一些特定类型的细胞。
4.同步化电流冲击法：电流冲击法是一种通过施加短暂的电流刺激，使细胞进入特定阶段的方法。
细胞同步化的方法和原理
细胞同步化的方法和原理
细胞同步化是一种通过控制细胞周期，使大量细胞在相同时间点进入特定细胞周期阶段的方法。
主要应用于细胞生物学研究、细胞遗传学和细胞生理学等领域。
常用的细胞同步化方法包括药物处理法、放射线辐射法和营养限制法。
下面将详细介绍这些方法及其原理：
1. 药物处理法：通过给细胞添加特定的化学物质来控制细胞周期。
例如，使用细胞周期抑制剂（如阿霉素、异烟肼、氟乙酰胺等）可以阻止细胞进入或退出特定的细胞周期阶段，从而实现细胞同步化。
此外，还可以利用细胞周期促进剂（如脱氧胸腺嘧啶、多巴胺等）来促进细胞进入特定的细胞周期阶段。
2. 放射线辐射法：通过短暂暴露细胞于放射线（如X射线或紫外线），可引发DNA损伤和细胞凋亡等反应，从而导致细胞同步化。
在辐射后，生存的细胞会重新开始增殖，并在相同的时间点进入细胞周期特定阶段。
3. 营养限制法：通过控制细胞培养基的营养成分，如氨基酸、葡萄糖等，可以限制细胞的生长和增殖速度，从而实现细胞同步化。
在特定的营养条件下，细胞会在一定时间内停滞于同一个细胞周期阶段。
这些方法的原理是通过干扰细胞周期的正常进行，使大量细胞在特定的细胞周期阶段同时进入或停滞，以便研究某一特定阶段的细胞生理过程或细胞周期调控机制。
不同的方法适用于不同类型的细胞和
研究目标，选择合适的方法需要根据具体实验需求和细胞特性来确定。
细胞周期同步化
1) 有丝分裂选择法：使单层培养的细胞处于对 数增殖期，此时分裂活跃，分裂指数高,MI高。 有丝分裂细胞变圆隆起，与培养皿的附着性低， 此时轻轻振荡，M期细胞脱离器壁，悬浮于培养 液中，收集培养液，再加入新鲜培养液，依法继 续收集，这样每隔1h摇一次并收获一次，倾出 培养液贮存于2~4℃冰箱中保存可连续收集24h， 则可获得一定数量的中期细胞。其优点是，操作 简单，同步化程度高，细胞不受药物伤害，缺点 是获得的细胞数量较少。（分裂细胞约占1%～ 2%） 2）细胞沉降分离法：不同时期的细胞体积不同， 而细胞在给定离心场中沉降的速度与其半径的平 方成正比，因此可用离心的方法分离。其优点是 可用于任何悬浮培养的细胞，缺点是同步化程度 较低。
对数期的单层培细胞——震荡培养瓶—— 悬浮培养液——离心——培养——一定数量的分 裂期细胞
优点是细胞未经任何药物处理，细胞同步化效率高。 优点 缺点是分离的细胞数量少。 缺点
（2）另一个方法是密度梯度离心法。
如裂殖酵母，不同时期的细胞体积和质量 上差别显著。
优点是方法简单省时，效率高，成本低。缺点 缺点是对 优点 缺点 大多数种类的细胞并不适用。
细胞周期同步化
——0912402038陈禄芝
细胞周期同步化
借助某种实验手段(自然地或经人为地), 使细胞群体中处于细胞周期不同时相的细 胞停留在同一时相的现象。 细胞周期同步化分：自然同步化和人 工同步化。
自然同步化：是自然界存在的现象, 在 自然同步化 动、植物细胞都有发现。 1.多核类；如粘菌只进行核分裂，而 不发生胞质分裂，形成多核体。数量众多 的核处于同一细胞质中，进行同步化分裂， 使细胞核达108，体积达5~6cm。疟原虫也 具有类似的情况。 2.某些水生动物的受精卵； 3.增殖抑制解除后的同步分裂。
细胞周期同步化
细胞周期同步化借助某种实验手段(自然地或经人为地),使细胞群体中处于细胞周期不同时相的细胞停留在同一时相的现象。
细胞周期同步化分：自然同步化和人工同步化。
自然同步化：是自然界存在的现象, 在动、植物细胞都有发现。
它们不受人为条件的干扰, 因而有可能在接近自然的条件下进行观察, 但自然同步化的细胞群体受到诸多条件的限制, 对结果有很大的影响。
人工同步化：是利用细胞培养的方法, 用各种理化因素处理获得的同步化生长的细胞。
常用的细胞人工同步化的方法分为选择同步化、诱导同步化或者两者的结合。
同步化分类及方法（一）自然同步化1．多核体如粘菌只进行核分裂，而不发生胞质分裂，形成多核体。
数量众多的核处于同一细胞质中，进行同步化分裂，使细胞核达108，体积达5~6cm。
疟原虫也具有类似的情况。
2．某些水生动物的受精卵如海胆卵可以同时授精，最初的3次细胞分裂是同步的，再如大量海参卵受精后，前9次细胞分裂都是同步化进行的。
3．增殖抑制解除后的同步分裂如真菌的休眠孢子移入适宜环境后，它们一起发芽，同步分裂。
（二）人工同步化1．选择同步化1) 有丝分裂选择法：使单层培养的细胞处于对数增殖期，此时分裂活跃，分裂指数高,MI高。
有丝分裂细胞变圆隆起，与培养皿的附着性低，此时轻轻振荡，M期细胞脱离器壁，悬浮于培养液中，收集培养液，再加入新鲜培养液，依法继续收集，这样每隔1h摇一次并收获一次，倾出培养液贮存于2~4℃冰箱中保存可连续收集24h，则可获得一定数量的中期细胞。
其优点是，操作简单，同步化程度高，细胞不受药物伤害，缺点是获得的细胞数量较少。
（分裂细胞约占1%～2%）2）细胞沉降分离法：不同时期的细胞体积不同，而细胞在给定离心场中沉降的速度与其半径的平方成正比，因此可用离心的方法分离。
其优点是可用于任何悬浮培养的细胞，缺点是同步化程度较低。
2．诱导同步化1）DNA合成阴断法：选用DNA合成的抑制剂，可逆地抑制DNA合成，而不影响其他时期细胞的运转，最终可将细胞群阻断在S期或G/S交界处。
细胞周期同步化有哪些方法？
细胞周期同步化有哪些方法？在一般培养条件下，群体中的细胞处于不同的细胞周期时相之中。
为了研究某一时相细胞的代谢、增殖、基因表达或凋亡，故常需借助某种自然或人工的实验手段，使细胞群体中处于细胞周期不同时相的细胞停留在同一时相的现象，这就是细胞同步化技术。
由于细胞群体受到多种条件限制，对结果有很大影响，所以一般采用人工同步方法，下面就来介绍几种常用的方法。
M期同步化法01振荡收集法该法利用M期细胞变圆易脱落的特点，将生长旺盛的贴壁细胞按一定的时间间隔振荡，使M期细胞脱落，逐步收集培养基，并补充新的培养基。
按照此法继续收集，可得到一定数量的M期细胞。
优点：方法简单，同步化程度高且不受药物伤害，能够真实反应细胞周期状况；缺点：由于M期较短，得到的细胞很少，并且只适用于贴壁细胞。
02秋水仙素阻抑法秋水仙素可以抑制微管聚合，因而能有效地抑制细胞纺锤体的形成，将细胞阻断在细胞分裂中期。
此方法也比较简单，将细胞培养至指数生长期，加入秋水仙素，使培养基最终浓度为0.25~0.5μg/mL，作用6~7min，收集细胞800r/min离心5~10min，弃上清，沉于管底的细胞即为M期细胞。
注意：由于秋水仙素对细胞有一定毒性，用量较小或作用时间较短时细胞活性尚可恢复，而用量过大或时间过长则细胞不能存活，因此使用时应严格控制其剂量和作用时间。
03N2阻断法细胞培养至指数生长期后将培养瓶置于N2罐中并通适量CO2 ，约相当于罐中体积的5%。
关闭好N2罐，接上N2管子及压力表，缓缓向罐中充气一直到压力为80~90磅/英寸为止。
将N2装置放在37℃培养箱中10~16h(通常过夜)。
次日从培养箱中取出，然后缓缓将N2放出。
取出细胞在镜下观察同步化效果，用振荡法收集细胞于离心管中。
800r/min离心10min收集细胞。
优点：此方法较秋水仙素阻抑法好。
S期同步化法01胸腺嘧啶核苷（T dR）双阻断法胸腺嘧啶核苷（T dR）是一种DNA合成可逆抑制剂（阻断S期，去除后S期可继续进行）。
细胞同步化的处理方法
细胞同步化的处理方法细胞同步化是一种常用的实验手段，可以使细胞群体在同一时刻处于相同的细胞周期阶段，便于研究细胞周期调控机制、DNA合成等生命过程。
本文将介绍几种常用的细胞同步化方法及其优缺点，并详细讲解操作步骤。
一、药物同步化方法1.1 利用紫杉醇紫杉醇是一种微管蛋白抑制剂，能够阻止分裂中期和间期的细胞进入有丝分裂。
通过给予适量的紫杉醇，可使大部分细胞停滞在G2/M期。
操作步骤：（1）培养待处理的细胞至70%左右的密度。
（2）加入适量的紫杉醇（通常为100nM-500nM），并在37℃下孵育4-24小时。
（3）将药物去除，用PBS洗涤两次。
（4）根据需要进行后续实验。
优点：操作简单，不需要特殊设备；适用于多种类型的细胞。
缺点：药物浓度和处理时间需仔细控制，否则可能会导致细胞死亡或不同步。
1.2 利用阿霉素阿霉素是一种DNA合成抑制剂，可以使G1期和S期的细胞停滞在G1期。
通过给予适量的阿霉素，可使大部分细胞处于G1期。
操作步骤：（1）培养待处理的细胞至70%左右的密度。
（2）加入适量的阿霉素（通常为0.5μg/ml-2μg/ml），并在37℃下孵育16-24小时。
（3）将药物去除，用PBS洗涤两次。
（4）根据需要进行后续实验。
优点：适用于多种类型的细胞；可以较为彻底地将大部分细胞同步到G1期。
缺点：药物浓度和处理时间需仔细控制，否则可能会导致细胞死亡或不同步；对某些类型的细胞可能无效。
二、离心同步化方法离心同步化方法利用离心力将处于不同周期阶段的细胞分离，并使它们在相同条件下重新开始生长。
这种方法适用于较快生长、比较均匀的细胞系，如HEK293、HeLa等。
操作步骤：（1）将待处理的细胞培养至70%左右的密度。
（2）收集细胞，用PBS洗涤一次。
（3）加入离心管中，离心5-10分钟，将上清液去除。
（4）将沉淀的细胞用适量的培养基悬浮后重新培养。
（5）根据需要进行后续实验。
优点：不需要药物处理；对于某些类型的细胞可以得到较好的同步效果。
细胞周期同步化
优点是同步化效率高，几乎适合所有的 优点 体外培养的细胞体系。缺点 缺点是诱导过程 缺点 可造成细胞非均衡生长。 DNA抑制剂：TdR和羟基脲
分裂中期阻断法： 分裂中期阻断法：通过抑制微管聚合来 抑制细胞分裂器的形成，将细胞阻断在 细胞分裂中期。优点 优点是操作简便，效率 优点 高。缺点 缺点是这些药物的毒性相对较大， 缺点 若处理时间过长，所得到的细胞常常不 能恢复正常细胞周期运转。 在实际工作中，常常几种方法并用，以 获得数量多、同步效率高的细胞。
密度梯度离心法： 密度梯度离心法：根据不同时期的细胞 在体积和重量上存在差别进行分离。得 到处于不同时期的细胞。 优点是方法简单省时，效率高，成本低。 优点 缺点是对大多数种类的细胞并不适用。 缺点
药物诱导
DNA合成阻断法 合成阻断法——G1/S-TdR双阻断法： 合成阻断法 1、将过量的TdR加入细胞培养液，所有 、 S期的细胞立刻被抑制，其他细胞运行到 G1/S交界处被抑制。2、将TdR洗脱，解 、 除抑制，被抑制的细胞沿细胞周期运行。 3、在解除抑制的细胞到达G1期终点前， 、 第二次加入TdR并继续培养，所有的细胞 被抑制在G1/S交界处。4、将TdR洗脱， 、 加入新鲜培养液培养一定时间，可获得S 期和G2不同时间 胞分离开来，从而获 得不同时期的细胞群 体。
自然同步化 有丝分裂选择法 细胞周期同步化 人工选择同步化 密度梯度离心法 分裂中期阻断法 药物诱导 DNA合成阻断法 合成阻断法
自然同步化
自然界中已经存在一些细胞群体处于细 胞周期的同一时相 如有一种黏菌的变形体plasmodia，只进 行核分裂而不进行胞质分裂，结果形成 多核体结构。所有细胞核在同一细胞质 中进行同步分裂。 某些受精卵早期卵裂
人工选择同步化
细胞周期同步化
细胞周期同步化在细胞培养过程中,细胞多处于不同的细胞周期时相中,其中有少数细胞在进行有丝分裂活动,其余细胞分别处于G1、S与G2各期。
不同时相的细胞对药物干预存在不同反应,会影响实验的重复性,因此,需要获得周期一致性的细胞。
利用细胞同步化技术可使细胞大量的处于同一细胞时期,并可获得该时期大量的物质,如细胞中期时的染色体。
细胞周期同步化(synchronization)就是指为了研究某一时相细胞的代谢、增殖、基因表达或凋亡,借助某种自然或人为的实验手段,使细胞群体中处于细胞周期不同时相的细胞停留在同一时相( 除了G0期的细胞)的现象。
细胞同步化本质上包括用一定的方法获得一定数量的同步化细胞群与使细胞进入同步化生长的两层含义。
DNA 合成抑制法就是通过抑制DNA合成将细胞同步于同一时期的方法。
高浓度TdR(胸腺嘧啶核苷)双阻断法就是目前常用的抑制DNA 合成的同步化方法。
它可逆地抑制DNA 合成,而不影响其她时期细胞的转运,最终可将细胞群阻断在S 期或G1 /S 交界处。
其原理就是: TdＲ就是细胞DNA 合成不可缺少的前体,但向培养基中加入过量TdＲ,可形成过量的三磷酸腺苷,后者能反馈抑制其她核苷酸的磷酸化,从而抑制DNA 合成。
它将细胞同步于G1 /S期交界处,同步化程度高,适用于任何培养体系,可将几乎所有的细胞同步化,但就是容易产生非均衡生长,个别细胞体积增大。
TdＲ双阻断法因为简单易行且可逆,在肿瘤药理方面对细胞周期同步化的实验中得到了广泛的应用。
羟基脲、5-氟脱氧尿嘧啶、阿糖胞苷、氨甲蝶呤与高浓度ADR、GDR也属于DNA合成抑制剂,它们与TdR作用相似,均可通过抑制DNA 合成达到同步化的目的。
中期阻断法就是利用破坏微管的药物将细胞阻断在M期从而得到同一时期细胞的方法,常用的药物有秋水仙素等。
秋水仙素通过抑制微管的聚合,进而抑制有丝分裂装置的形成,将细胞阻断于有丝分裂中期然后再释放使细胞达到同步化。
2024届高三一轮复习生物：专题三 细胞的生命历程课件
进行减数分裂的细胞在分裂过程中核DNA和染色体的标记情况分析
由图可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂两次，但DNA 只复制一次，所以四个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA 链和一条利用原料合成的子链组成。
实现动物细胞周期同步化的三种方法: 1. DNA 合成阻断法: 在细胞处于快速生长期的培养液中，添加适量的 DNA合成抑制剂，可逆地抑制S期细胞 DNA 合成而不影响其他时期的细胞周期运转，最终将细胞群体阻断在G1/S 期交界处， 以达到细胞周期同步化的目的。 2. 秋水仙素阻断法: 在细胞处于快速生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素作用于有丝分裂前期。 可抑制纺锤体形成，使细胞周期被阻断是中 （M）期。 3. 血清饥饿法: 培养液中缺少血清或者低血清可以使细胞处于休止的G0期(G0期是指休眠细胞暂不分裂， 但在适当的刺激下可重新进入细胞周期)，使细胞周期停滞于G0/G1期，以实现细胞周期 同步化。
5、相关信息题
例 微核是真核生物细胞中的一种异常结构，其在植物细胞中的分布如图所示。
一般认为，微核可以由有丝分裂后期丧失着丝粒的染色体断片形成，也可以
由整条染色体形成。这些断片或染色体在分裂末期不能进入主核，当子细胞
进入下一次分裂周期时，它们便浓缩成主核之外的小核，即微核。下列有关
说法正确的是(
下列有关叙述错误的是
()
C
A．周期蛋白发挥作用的时间主要是分裂间期 B．抑制CDK1的活性可使细胞周期停滞在G2/M检验点 C．抑制cyclin E蛋白基因的表达，会促进细胞由G1期进入S期 D．蛋白激酶CDK2可能参与解旋酶和DNA聚合酶合成的调控
细胞周期同步化
人工选择同步化
有丝分裂选择法：对数期的单层培养细胞——细胞分裂活 跃，处于分裂期的细胞变圆，贴壁生长——振荡使细胞脱 落，悬浮到培养液中——收集培养液，离心——获得分裂 期细胞，从新培养，获得不同时相的细胞
优点是细胞未经过任何药物处理，能真实反映细胞周期状况， 细胞同步化效率高。缺点是分离的细胞数量少。
密度梯度离心法：根据不同时期的细胞在体积和重
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量上存在差别进行分离。得到处于不同时期的细胞。 优点是方法简单省时，效率高，成本低。缺点是对
02
大多数种类的细胞并不适用。
药物诱导
DNA合成阻断法——G1/S-TdR双阻断法：1、将过量的TdR加入 细胞培养液，所有S期的细胞立刻被抑制，其他细胞运行到G1/S 交界处被抑制。2、将TdR洗脱，解除抑制，被抑制的细胞沿细胞 周期运行。3、在解除抑制的细胞到达G1期终点前，第二次加入 TdR并继续培养，所有的细胞被抑制在G1/S交界处。4、将TdR洗 脱，加入新鲜培养液培养一定时间，可获得S期和G2不同时间点 的同步化细胞。
D N
章 A
抑 制 剂
节 ：
T dห้องสมุดไป่ตู้
一 R
和 羟 基 脲
优点是同 步化效率 高，几乎 适合所有 的体外培 养的细胞 体系。缺 点是诱导 过程可造 成细胞非 均衡生长。
在实际工作中，常常几种方法并用，以获得数 量多、同步效率高的细胞。
分裂中期阻断法：通过抑制微管聚合来抑制细 胞分裂器的形成，将细胞阻断在细胞分裂中期。 优点是操作简便，效率高。缺点是这些药物的 毒性相对较大，若处理时间过长，所得到的细 胞常常不能恢复正常细胞周期运转。
细胞培养的同步化名词解释
细胞培养的同步化名词解释细胞培养，作为一种重要的实验技术和研究工具，已经广泛应用于生物学、医学以及生物工程领域。
通过在培养基中提供适宜的养分和环境条件，可以使细胞在体外继续生长和分裂，从而为研究人员提供一种便捷的方法来研究细胞特性、生物学过程和疾病机制。
然而，细胞在培养过程中往往存在异步生长和多样性的问题，这就需要研究人员通过同步化方法来解决。
同步化，顾名思义，即使得细胞在培养过程中的生长和分裂步调达到一致，以便更好地进行实验和分析。
同步化方法旨在通过调控培养条件或使用特定的实验方案，使得细胞在特定的时间点进入到同一生理阶段，从而实现细胞的同步生长和分裂。
以下将对细胞同步化的几种常见方法进行解释。
1. 药物同步化：这是常见的细胞同步化方法之一。
通过选择合适的药物，如细胞周期阻滞剂或激动剂，可以使细胞在特定的细胞周期阶段停滞，然后通过药物撤离或冲洗来使细胞重新进入正常的生长周期。
这种方法虽然简单易行，但需要根据具体细胞类型和药物的特性进行优化，以确保同步效果和生存率的平衡。
2. 高温或低温暴露同步化：这种方法通常应用于昆虫细胞或鸟胚等具有相对复杂发育过程的细胞。
在早期的培养过程中，将培养器置于高温或低温条件下，以阻断细胞分裂的进行。
然后，将培养器迅速转移到适宜的温度下，细胞将会同步地开始生长和分裂，使其达到同步化状态。
这种方法需要仔细控制温度和处理时间，以免造成细胞死亡或异常。
3. 营养因子或生长因子处理同步化：细胞的生长和分裂过程往往受到多种营养因子和生长因子的调控。
通过适当调整培养基中这些因子的浓度和时间，可以达到细胞同步生长和分裂的效果。
例如，细胞周期特定的生长因子如细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂(CKI)或细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)激活剂，可以在细胞中实现周期特定的同步生长。
4. 光照控制同步化：这种方法通常用于植物细胞的同步化。
植物细胞对光周期非常敏感，通过调整培养条件中光照的强度、时间和周期，可以实现植物细胞的同步生长和分裂。
细胞周期同步化的方法及原理
细胞周期同步化的方法及原理细胞周期同步化是指将一个细胞群体的细胞周期同步调控，使其达到相同的细胞周期阶段，常用于研究细胞周期相关的生物学问题和药物活性评价。
一种常用的细胞周期同步化方法是断模式同步化法（danual synchronization）。
其原理是通过处理细胞群体，使细胞群体进入细胞周期的同一阶段。
具体步骤如下：1. 处理细胞：例如，可以使用DNA合成抑制剂（例如荧光素核苷）或温度敏感的DNA复制突变体来处理细胞，阻止细胞群体进入S期，从而使细胞群体在G1期同步化。
2. 处理时间控制：根据细胞类型和所需的同步化阶段，确定细胞处理的时间。
例如，如果需要同步化到G1期，处理时间可设置为长时间（通常为数小时）。
3. 细胞分离：通过适当的方法（例如机械或酶消化）将细胞群体分散为单个的细胞，使其可以进一步自由增殖。
4. 细胞培养：将细胞培养在含有适当培养基和生长条件的培养皿中，使其进一步增殖。
5. 细胞收获：在所需的时间点，收获同步化的细胞样品，以进行进一步的分析。
另一种常用的方法是双组分系统同步化法（double thymidine block）。
其原理是在细胞群体中使用连续两次胸腺嘧啶（thymidine）处理，以抑制DNA合成并导致细胞暂时停滞在S期。
具体步骤如下：1. 第一次胸腺嘧啶处理：将细胞培养在含有胸腺嘧啶的培养基中，阻止DNA合成，并使细胞停滞在S期。
2. 处理时间：根据细胞类型和所需的同步化阶段，确定第一次胸腺嘧啶处理的时间。
通常，处理时间为数小时。
3. 洗脱胸腺嘧啶：洗去胸腺嘧啶，使细胞可以进入下一个细胞周期阶段。
4. 第二次胸腺嘧啶处理：再次使用胸腺嘧啶处理细胞，使细胞再次停滞在S期。
5. 处理时间：根据细胞类型和所需的同步化阶段，确定第二次胸腺嘧啶处理的时间。
通常，处理时间为数小时。
6. 洗脱胸腺嘧啶：洗去胸腺嘧啶，使细胞可以进入下一个细胞周期阶段。
7. 细胞培养：将细胞培养在含有适当培养基和生长条件的培养皿中，使其进一步增殖。
人工细胞同步化的方法
人工细胞同步化的方法
人工细胞同步化的方法包括以下几种：
1. 针对某一特定生物过程的同步化方法：通过对细胞进行处理，使其在某一特定阶段同时进入相同的生理状态。
例如，可以利用细胞周期相关的药物，如细胞分裂抑制剂，来使所有细胞停留在同一细胞周期阶段。
2. 光周期控制法：利用外部光源来控制细胞的同步化。
例如，通过调节光照条件来控制光合作用的发生，从而使细胞在特定时刻进入相同的生理状态。
3. 化学诱导法：利用化学物质来诱导细胞同步化。
例如，可以利用化学物质来模拟体内的信号分子，从而诱导细胞在特定时刻进入相同的生理状态。
4. 激素刺激法：通过给细胞添加特定的激素或生长因子来控制细胞的同步化。
这些激素或生长因子可以通过模拟体内的生理过程，如细胞信号转导路径，来调控细胞的生理状态。
这些方法都可以用于人工细胞同步化，但具体选择哪种方法要根据研究目的和研究对象的特点来确定。
扩展-细胞周期的测定及其同步化
扩展：细胞周期的测定及其同步化一、细胞周期同步化：在同种细胞组成的一个细胞群体中，不同的细胞可能处于细胞周期的不同时相，人们可以通过人工选择或药物诱导来使整个细胞群体处于细胞周期的同一时相。
DNA合成阻断法：选用DNA合成抑制剂可逆地抑制S期细胞DNA合成，而不影响其他时期的细胞周期运转，最终可将细胞群体阻断在G1/S期交界处。
TdR双阻断法：第一次阻断时间应大于G2+M+G1期时间的总和，释放时间大于S期时间，而小于G2+M+G1期时间，这样才能使所有位于G1/S期的细胞通过S期，而又不使沿周期前进最快的细胞进入下一个S期。
例题：（2017年·全国卷Ⅲ）利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化。
以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。
回答下列问题：（1）DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，处于________期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的________期，以达到细胞周期同步化的目的。
（2）秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制____________，使细胞周期被阻断，即可实现细胞周期同步化。
经秋水仙素处理的细胞________（填“会”或“不会”）被阻断在间期。
（3）血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。
分裂间期的特点是____________________________________________（答出1点即可）。
1.（2016年·全国卷Ⅱ）某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。
若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述，错误的是（）A．随后细胞中的DNA复制发生障碍B．随后细胞中的RNA转录发生障碍C．该物质可将细胞周期阻断在分裂中期D．可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用2.（2018年4月·浙江卷）下表所示为实验测得离体培养的胡萝卜根尖细胞的细胞周期各阶段时间。
细胞同步化的方法和原理
细胞同步化的方法和原理细胞同步化是一种实验方法，利用这种方法可以使得许多细胞在某个生命周期阶段或特定的时间点上同时进入或经历特定的生理过程，以便进行研究。
细胞同步化的原理可以通过三个方面来了解：激发细胞进入特定生命周期阶段的外源性刺激、影响细胞周期的内源性调控网络以及细胞之间的相互通信。
首先，细胞同步化可以通过外源性刺激使细胞进入特定的生命周期阶段。
这些刺激可以是物理刺激、化学刺激或生物学刺激。
以物理刺激为例，光照是一种常用的物理刺激方法，可以使得细胞光合作用进入同步阶段。
化学刺激可以是药物介入，例如使用化学物质来诱导细胞进入特定的生命周期阶段，如细胞周期的化学物质处理可以使细胞进入同步的有丝分裂。
生物学刺激通常是指细胞与细胞之间的交互作用，如细胞因子的添加可以促使细胞进入某个特定的生命周期阶段。
其次，细胞同步化还可通过内源性调控网络来影响细胞周期的同步。
细胞周期是受多种内源性分子调控的复杂网络。
在细胞周期的不同阶段，细胞会经历一系列特定的事件，如DNA复制、有丝分裂以及细胞分裂等。
这些事件受到多种内源性调控因子的调控，包括细胞周期蛋白激酶、细胞周期素等。
通过干扰或改变这些内源性调控因子的活性或表达水平，可以影响细胞周期，从而达到细胞同步化的目的。
此外，细胞之间的相互通信也是细胞同步化的重要原理。
细胞通过细胞间的信号传导和相互作用来调控彼此的生命周期，从而协调整个细胞群体的细胞周期。
细胞间的信号可以是细胞因子、细胞间连接和细胞外基质等。
细胞因子作为一种重要的信号分子，可以通过细胞表面受体与靶细胞相互作用，触发一系列信号传导通路，从而影响细胞周期的进程。
细胞间连接和细胞外基质也可以通过细胞外物质和机械信号的传导来影响细胞周期。
细胞同步化方法的选择取决于研究目的和所研究的细胞类型。
常用的细胞同步化方法包括：1. 静止期撤除法：静止期撤除法通常用于使细胞从G0期或G1期进入细胞周期。
通过撤除细胞生长环境中的限制因素，如营养限制，催化剂添加等，可以使细胞从静止期重新进入生长状态。
双阻断法细胞周期同步化问题分析
为什么要“双阻断”才能实现细胞周期同步化？
S
S
S
S
G1
G1
G1
G1
G2
G2
G2
G2
M
M
M
M
A
B
C
D
第一次：在细胞处于对数生长期的培养基中加入过量TdR，S期细胞被抑制，其它细胞
继续运转并最后停在G1/S交界处。
不少于G2、M和G1期时间的总和
第二次：移去TdR，洗涤细胞并加入新鲜培养液、细胞又开始分裂，当释放时间_大_于__S_时， 所有细胞均脱离S期。再次加入过量TdR，细胞继续运转至G1/S交界处，被过量TdR抑 制而停止。 释放时间除了要求大于S期时长，还需要__不__大__于___G_2_、___M__和__G__1_期__时__间__的___总__和__
②A组的第二次检测统计结果是_细__胞__都__是__G_1_期__（__或__细__胞__都__是_G__1_/_S_交__界__）_______。
5. 研究人员为测定细胞周期时间长短，进行如下实验：用含3H-TdR（3H标记的胸腺 嘧啶脱氧核苷）的原料培养某动物细胞，数分钟至半小时后获得细胞群体甲；随后将 3H-TdR洗脱，转换至不含3H-TdR培养液并继续培养得到细胞群体乙。则细胞群体乙 ( B) A．所有细胞均被3H-TdR标记 B．最先进入M期的标记细胞是S期最晚期细胞 C．培养液缺乏氨基酸供应，细胞停在S期 D．培养液加秋水仙素，M期细胞比例减少
A.实验开始时细胞核中被标记的物质是DNA，标记的时期是M期 B.D点时标记细胞比例减少，表明最慢的标记细胞开始进入G2期 C.该细胞的细胞周期中S期占3小时 D.分裂期经历时间约为1h
3. 用含3H-TdR(标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)培养液培养海拉细胞适当时间，使所有细胞都
利用一定方法使细胞群体处于细胞周...
7．利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化．以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法．回答下列问题：（1）DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，处于分裂期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的分裂间期，以达到细胞周期同步化的目的．（2）秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，阻止染色体移向两极，使细胞周期被阻断，即可实现细胞周期同步化．经秋水仙素处理的细胞不会（填“会”或“不会”）被阻断在周期．（3）血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化，分裂间期的特点是DNA的复制和有关蛋白质的合成、细胞体积略有增大（答出1点即可）．分析有丝分裂不同时期的特点：（1）间期：进行DNA的复制和有关蛋白质的合成；（2）前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；（3）中期：染色体形态固定、数目清晰；（4）后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；（5）末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失．解答解：（1）DNA复制发生在细胞分裂间期；DNA合成被阻断后，分裂期不受影响，分裂间期受影响．（2）秋水仙素通过抑制纺锤丝的形成来使细胞中染色体数目加倍；经秋水仙素处理的细胞仍可继续进入下一个细胞周期，因此不会被阻断在周期．（3）分裂间期细胞的特点是DNA的复制和有关蛋白质的合成、细胞体积略有增大．故答案为：（1）分裂分裂间（2）纺锤体的形成，阻止染色体移向两极不会（3）DNA的复制和有关蛋白质的合成、细胞体积略有增大点评本题考查细胞有丝分裂的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力．。
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细胞周期同步化常用的方法
在一般培养条件下，群体中的细胞处于不同的细胞周期时相之中。
为了研究某一时相细胞的代谢、增殖、基因表达或凋亡，常需采取一些方法使细胞处于细胞周期的同一时相，这就是细胞同步化技术。
细胞同步化的方法有选择同步化和诱导同步化，其中，选择同步化常用的方法有有丝分裂选择法和细胞沉降分离法。
选用DNA合成抑制剂可逆地抑制S期细胞DNA合成而不影响其他细胞周期运转，最终可将细胞群体阻断在G1/S期交界处；一些抑制微管聚合的药物，因抑制有丝分裂装置的形成和功能行使，可将细胞阻断在有丝分裂中期，即使细胞同步于M期。
一、M期同步化方法
1．振荡收集法
该法利用M期细胞变圆易脱落的特点，将生长旺盛的贴壁细胞按一定的时间间隔振荡，使M期细胞脱落，逐步收集培养基，并补充新的培养基。
收集的细胞放4℃冰箱中保存，离心沉淀后即获得M期细胞。
2．秋水仙素阻抑法
（1）将细胞传代培养至指数生长期。
（2）加入秋水仙胺，使最终浓度为0.05－0.1μg/mL培养基，作用6－7 h。
如使用秋水仙素，使用浓度应加大5～10倍。
（3）振荡收集细胞，800 r/min离心5－10 min，弃上清，收集的沉淀细胞即为M期细胞。
加入一定量培养基将细胞接种到培养瓶中或直接进行离体实验。
由于秋水仙素或秋水仙胺对细胞有一定毒性，用量较小或作用时间较短细胞活性尚可恢复，而用量过大或时间过长则细胞不能存活，因此使用时应严格控制其剂量和作用时间。
3．N2阻断法此方法较秋水仙素阻抑法好
（1）将细胞传代培养至指数生长期。
（2）将培养瓶置于N2罐中通入适量CO2（约相当于罐中体积的5％）。
（3）关闭好N2罐，接上N2管子及压力表，缓缓向罐中充气一直到压力为80-90磅/英寸2为止。
（4）将N2装置放在37℃培养箱中10－16 h（通常过夜）。
次日从培养箱中取出，然后缓缓将N2放出（最好放出窗外）。
（5）取出细胞在镜下观察同步化效果，用振荡法收集细胞于离心管中。
（6）800 r/min离心10 min收集细胞。
二、S期同步化方法
胸腺嘧啶核苷（TdR）双阻断法：该法利用过量TdR能阻碍DNA合成的原理而设计，为了加强细胞同步化效果，常采用两次TdR阻断法，即双阻断法。
第1次阻断时间相当于G2、M 和G1期时间的总和或稍长，释放时间不短于S期时间，而小于G2+M+G1期时间，这样才能使所有位于G1/S期的细胞通过S期，而又不使沿周期前进最快的细胞进入下一个S期。
第2次阻断时间同第1次，再释放。
现以HeLa细胞为例加以说明（HeLa细胞周期时间为21 h，其中G1期为10 h，S期为7 h，G2期为3 h，M期为1 h）。
1．将细胞培养至指数生长期的早期。
2．加入含2 mmol/L TdR的培养基（2－2.5 mmol/L用于肿瘤细胞的同步化培养），作用16 h。
3．弃掉TdR培养基，用Hanks液洗2－3次，再换上新鲜培养基继续温浴9 h。
4．重新加入TdR培养基（浓度同上）进行第2次阻断，作用16 h。
5．再弃掉TdR培养基，Hanks液洗2－3次后换上普通培养基。
第2次TdR释放0 h时取样
则细胞处于G1/S期交界处；如2－7 h取样则为不同阶段的S期细胞。
注意：具体TdR作用和释放的时间应参考每一种待同步化细胞的细胞周期各时相测定的参考值，也可根据经验确定。
三、G1期和G2期细胞的获得
1．G2期细胞的获得
根据细胞周期测定的数值，采用TdR双阻断法使细胞同步在G1/S期交界处后，洗去TdR使细胞释放后继续培养。
其培养时间应大于S期时间而小于S+G2期时间。
然后先用振荡法使已进入M期的细胞脱落，弃去上清培养基；再用胰酶消化，加入新鲜培养基制成细胞悬液，离心收集细胞，即为G2期细胞。
2．G1期细胞的获得
（1）将用M期阻断法获得的细胞加入一定量的培养基，继续培养1－10 h即可获得各阶段的G1期细胞。
（2）用缺乏异亮氨酸的培养基培养细胞，培养时间超过一个细胞周期，即可获得中G1期细胞。
四、G0期细胞的获得
可采用血清饥饿法得到G0期细胞。
1．取处于对数生长期的细胞。
2．用含0.5％－1％小牛血清的培养基培养细胞48－72 h。
或用无血清的培养基培养24 h。
3．用0.1％－0.25％胰蛋白酶消化细胞可收获G0期细胞，可用3H-TdR掺入进行测量鉴定。