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浅谈实验技术对生物领域的影响 学生姓名： 指导老师： 班　　级： 重庆大学　学院 2011年5月18日 摘　要 现代物理学实验技术和方法进入生物学领域，从根本上改变了生物科学的实验技术和研究方法，使人们对生物现象和过程的认识焕然一新。在进行生物化学和分子生物学研究的同时，运用物理学的观点、概念、严谨的定量分析和思维方法，来研究生物系统中的能量转换途径、相互作用力的本质、信息的编码和转换等物理和物理化学过程，将最终揭示生命的本质，以及生命的起源之谜。 关键字：实验技术 生物 微波 1. 引言 1.1 问题的提出 生物是一门实验学科，实验技术和实验方法的发展是生物领域学科建立和发展的基础。分子及现代生物学技术已渗透到生命科学的各个领域，极大地推动了生命科学的发展，已成为生命科学各研究领域的必备工具。近年来，由于生物实验技术的巨大发展，使其不仅成为生物科学领域研究的主要手段，而且与农业、工业、医药、视频等各个方面的联系越来越密切。 2. 正文 本文以现代物理学实验技术之一——微波为例，简要介绍实验技术的发展推动的生物学及其相关领域的前进。 2.1 概述 微波是一种频率在300MHz至300GHz之间的电磁波。微波能够穿透到生物组织内部，使偶极分子和蛋白质的极性侧链以极高的频率振荡，增加分子的运动，并可导致热量的产生。微波还能够对氢键、疏水键和范德瓦尔斯键产生作用，使其重新分配，从而改变蛋白质的构象与活性[1]。 2.1.1微波对细胞遗传学的影响 从1958年开始，陆续有人报道关于微波辐射导致染色体异常的现象。一些研究证明，微波辐射可导致某些细胞染色体畸变，有丝分裂发生异常。用袋鼠脉络膜和骨髓细胞做实验，可见染色体断裂、等点断裂、双着丝点及染色体交换，有时候会出现染色体的部分失螺旋化[2]。这种失螺旋化在电离辐射性损害中从未见到过。用2450MHZ频率的连续波照射人体外周血淋巴细胞，也证明了上述现象的存在，同时还发现染色体畸变的程度与照射时间、功率密度有密切关系。 2.1.2微波对细胞膜的影响 当细胞受到微波照射后，局部温度升高，使液晶态转变为真液态，此时膜的屏障作用受到影响，流动性增大，极性基团松弛，通过静电作用和疏水键作用，结合在膜上的蛋白质发生位移和脱离[2]，从而引起膜结构破坏，造成对细胞的损伤。 2.1.3微波对酶活性的影响 在体内微波杀伤肿瘤细胞的作用，可能是由于溶酶体膜受损后酶释放到细胞质中引起的，或者可能是溶酶体活性增强使细胞自溶。细胞酶活性下降影响细胞代谢、生长，直至停止增殖。 2.2 微波实验技术的应用 微波在生物学、医学、农业科学等方面的研究和发展已越来越受到重视。 2.2.1微波低温杀菌 微波处理能造成微生物细胞壁的剥落或细胞膜的破坏，改变细胞膜的通透性，造成细胞内物质外渗[4]。用微波炉处理水果、蔬菜及茶叶等植物食品的研究发现，微波加工的产品中维生素Ｃ的含量高于常规加热方法。 2.2.2将手术刀刃与微波辐射结合在一起 由于微波能量具有加温和凝血的作用，以及在一定的程度上具有灭菌的作用[3]，故这种形式的手术刀特别适用于细血管分布很密的人体组织，例如眼睛和肝脏的手术过程。 2.2.3微波对细胞损伤效应 微波对细胞损伤效应的研究方面，细胞信号转导研究技术、芯片技术、激光共聚焦显微镜、原子力显微镜等新技术手段的应用，为更好地揭示其本质提供了技术保障。对细胞可能的靶部位———膜系统的深入研究，可能在微波对细胞损伤效应机制方面有所突破。 3. 结论 通过阐述微波的特性及微波技术在生物、医学上的应用，简单、直观地说明了实验技术和方法进入生物学领域，从根本上改变了生物科学的实验技术和研究方法，使人们对生物现象和过程的认识焕然一新。实验技术的革新对生物领域的发展具有非常重要的意义。 4. 参考文献 [1] 李晓蓉，陈章友，吴正娴.微波技术.科学出版社.2005-09 [2] 陆纯惠，黄醒亚，文希玲.微波杀生器研制进展(简报)[J].中国医学科学院学报.1981年02期 [3] 张兵.纤维光学、微波在治癌中的应用[J].激光杂志.1981年02期 [4] 孙星炯.微波抗炎作用的机制[J].神经损伤与功能重建.1981年01期 浅谈实验技术对生物领域的影响 第2页，共4页