1. 細胞培養(yǎng)室
o 要求:溫度一般恒定在 37℃,波動范圍不超過±0.5℃。
o 原因:人體及大多數(shù)哺乳動物細胞的正常生理溫度約為 37℃,在此溫度下細胞的各種酶促反應(yīng)、代謝活動以及基因表達等生理過程能夠正常進行。溫度偏離這個范圍,細胞的生長、增殖和代謝都會受到顯著影響,甚至導(dǎo)致細胞死亡。例如,在進行細胞的體外培養(yǎng)實驗時,如果溫度過高,細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子可能發(fā)生變性,影響細胞的正常功能;溫度過低則會使細胞代謝減緩,生長停滯。
2. 微生物培養(yǎng)室
o 要求:不同微生物的最適培養(yǎng)溫度有所差異。例如,大腸桿菌等常見細菌的培養(yǎng)溫度一般在 35 - 37℃;而酵母菌的培養(yǎng)溫度通常控制在 28 - 30℃;霉菌的培養(yǎng)溫度多為 25 - 28℃。
o 原因:微生物的生長和代謝依賴于其體內(nèi)的酶系統(tǒng),而每種酶都有其最適的作用溫度范圍。在最適溫度下,酶的活性最高,微生物的生長繁殖速度最快。偏離最適溫度,酶活性降低,微生物的生長速度減緩,甚至可能抑制某些微生物的生長。例如,將酵母菌培養(yǎng)在過高溫度下,會導(dǎo)致酵母細胞內(nèi)的酶失活,影響發(fā)酵過程中酒精的產(chǎn)生;培養(yǎng)在過低溫度下,酵母的發(fā)酵效率會大大降低。
3. 分子生物學(xué)實驗室
o 要求:對于進行 PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))等實驗的區(qū)域,溫度需嚴(yán)格按照實驗程序設(shè)定的溫度循環(huán)進行精確控制。例如,PCR 反應(yīng)的變性溫度一般在 94 - 98℃,退火溫度根據(jù)引物的特異性在 45 - 65℃之間,延伸溫度通常為 72℃左右。
o 原因:PCR 實驗通過不同溫度的循環(huán),實現(xiàn) DNA 的變性、引物退火和 DNA 聚合酶的延伸反應(yīng),每個步驟對溫度的精確性要求極高。變性溫度過低,DNA 雙鏈無法完全解開,導(dǎo)致引物無法與模板鏈有效結(jié)合;退火溫度不合適,引物與模板鏈的結(jié)合會出現(xiàn)錯配,影響擴增產(chǎn)物的特異性;延伸溫度不準(zhǔn)確則會影響 DNA 聚合酶的活性和反應(yīng)速度,進而影響擴增效率和產(chǎn)物的產(chǎn)量。