細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)

1細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第1頁(yè)課時(shí)安排第一章緒論2課時(shí)第二章細(xì)胞膜與細(xì)胞表面3課時(shí)第三章物質(zhì)跨膜運(yùn)輸與信號(hào)傳遞4課時(shí)第四章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)4課時(shí)第五章細(xì)胞能量轉(zhuǎn)換——線粒體和葉綠體3課時(shí)第六章細(xì)胞骨架與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)2課時(shí)第七章核糖體和蛋白質(zhì)合成1課時(shí)第八章細(xì)胞核2課時(shí)第九章細(xì)胞增殖及其調(diào)控2課時(shí)第十章細(xì)胞分化與腫瘤2課時(shí)第十一章細(xì)胞衰老與凋亡1課時(shí)總結(jié)1課時(shí)2細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第2頁(yè)第一章緒論（2課時(shí)）

細(xì)胞生物學(xué)研究?jī)?nèi)容和現(xiàn)實(shí)狀況

細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史

細(xì)胞基本知識(shí)概要

細(xì)胞生物學(xué)研究方法

3細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第3頁(yè)細(xì)胞生物學(xué)研究?jī)?nèi)容和現(xiàn)實(shí)狀況

細(xì)胞生物學(xué)是當(dāng)代生命科學(xué)主要基礎(chǔ)學(xué)科細(xì)胞生物學(xué)主要研究?jī)?nèi)容

當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究總趨勢(shì)與重點(diǎn)領(lǐng)域總趨勢(shì)：細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)(包含分子遺傳學(xué)與生物化學(xué))相互滲透與交融是總發(fā)展趨勢(shì)。重點(diǎn)領(lǐng)域：

染色體DNA與蛋白質(zhì)相互作用關(guān)系—主要是非組蛋白對(duì)基因組作用

細(xì)胞增殖、分化、凋亡相互關(guān)系及其調(diào)控

細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)研究

細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系組裝4細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第4頁(yè)細(xì)胞生物學(xué)

生命體是多層次、非線性、多側(cè)面復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系，而細(xì)胞是生命體結(jié)構(gòu)與生命活動(dòng)基本單位，有了細(xì)胞才有完整生命活動(dòng)。

細(xì)胞生物學(xué)是研究細(xì)胞基本生命活動(dòng)規(guī)律科學(xué)，它是在不一樣層次（顯微、亞顯微與分子水平）上以研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功效、細(xì)胞增殖、分化、衰老與凋亡、細(xì)胞信號(hào)傳遞、真核細(xì)胞基因表示與調(diào)控、細(xì)胞起源與進(jìn)化等為主要內(nèi)容。5細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第5頁(yè)細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史從研究?jī)?nèi)容來(lái)看細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展可分為三個(gè)層次，即：顯微水平、超微水平和分子水平。從時(shí)間縱軸來(lái)看細(xì)胞生物學(xué)歷史大致能夠劃分為四個(gè)主要階段：第一階段：從16世紀(jì)末-19世紀(jì)30年代，是細(xì)胞發(fā)覺(jué)及細(xì)胞知識(shí)積累階段。第二階段：從19世紀(jì)30-20世紀(jì)中期，細(xì)胞學(xué)說(shuō)形成后，主要進(jìn)行顯微形態(tài)研究。第三階段：從20世紀(jì)30年代-50年代，以細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)、核型等研究為主要內(nèi)容。第四階段：從20世紀(jì)50年代，J.Watson和H.CrickDNA雙螺旋模型提出到70年代分子克隆技術(shù)成熟到當(dāng)前，細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)結(jié)合愈來(lái)愈緊密，基因調(diào)控、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞分化和凋亡、腫瘤生物學(xué)等領(lǐng)域成為當(dāng)前主要研究?jī)?nèi)容。6細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第6頁(yè)主要內(nèi)容

細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功效、細(xì)胞主要生命活動(dòng)：

細(xì)胞核、染色體以及基因表示研究

生物膜與細(xì)胞器研究

細(xì)胞骨架體系研究

細(xì)胞增殖及其調(diào)控

細(xì)胞分化及其調(diào)控

細(xì)胞衰老與凋亡

細(xì)胞起源與進(jìn)化

細(xì)胞工程7細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第7頁(yè)美國(guó)科學(xué)情報(bào)研究所（ISI）1997年SCI（ScienceCitationIndex）收錄及引用論文檢索，全世界自然科學(xué)研究中論文發(fā)表最集中三個(gè)領(lǐng)域分別是：細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（signaltransduction）；細(xì)胞凋亡（cellapoptosis）；基因組與后基因組學(xué)研究（genomeandpost-genomicanalysis）。8細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第8頁(yè)

美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）在1988年底發(fā)表一份題為《什麼是當(dāng)今科研領(lǐng)域熱門話題？》（“Whatispopularinresearchtoday？”）調(diào)查匯報(bào)中指出，當(dāng)前全球研究最熱門是

三種疾?。?/p>

癌癥（cancer）

心血管病（cardiovasculardiseases）

愛(ài)滋病和肝炎等傳染病

（infectiousdiseases：AIDS，hepatitis）

五大研究方向：

細(xì)胞周期調(diào)控（cellcyclecontrol）；

細(xì)胞凋亡（cellapoptosis）；

細(xì)胞衰老（cellularsenescence）；

信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（signaltransduction）；

DNA損傷與修復(fù)（DNAdamageandrepair）9細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第9頁(yè)細(xì)胞發(fā)覺(jué)是和顯微鏡創(chuàng)造分不開(kāi)。1665英國(guó)人RobertHook用自己設(shè)計(jì)與制造顯微鏡（放大倍數(shù)為40-140倍)觀察了軟木（櫟樹(shù)皮)薄片，第一次描述了植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，并首次用拉丁文cellar（小室)這個(gè)詞來(lái)稱呼他所看到類似蜂巢極小封閉狀小室（實(shí)際上只是觀察到到纖維質(zhì)細(xì)胞壁)。

1680荷蘭人A.vanLeeuwenhoek成為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，一生中制作了200多臺(tái)顯微鏡和500多個(gè)鏡頭。他是第一個(gè)看到活細(xì)胞人，觀察過(guò)原生動(dòng)物、人類精子、鮭魚(yú)紅細(xì)胞、牙垢中細(xì)菌等等。10細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第10頁(yè)在1838－1839年，德國(guó)植物學(xué)家M.Schleidon和動(dòng)物學(xué)家T.Schwann在總結(jié)前人工作基礎(chǔ)上提出了細(xì)胞學(xué)說(shuō)?！凹?xì)胞學(xué)說(shuō)”基本內(nèi)容認(rèn)為細(xì)胞是有機(jī)體，一切動(dòng)植物都是由細(xì)胞發(fā)育而來(lái),并由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)物所組成；每個(gè)細(xì)胞作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立單位，現(xiàn)有它“自己”生命,又對(duì)與其它細(xì)胞共同組成整體生命有所助益；新細(xì)胞能夠經(jīng)過(guò)老細(xì)胞繁殖產(chǎn)生。11細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第11頁(yè)1680荷蘭人A.vanLeeuwenhoek成為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，一生中制作了200多臺(tái)顯微鏡和500多個(gè)鏡頭。他是第一個(gè)看到活細(xì)胞人，觀察過(guò)原生動(dòng)物、人類精子、鮭魚(yú)紅細(xì)胞、牙垢中細(xì)菌等等。

12細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第12頁(yè)13細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第13頁(yè)1.1831英國(guó)人RobertBrown發(fā)覺(jué)植物細(xì)胞核。2.1832德國(guó)人？C.J.Dumortier觀察了藻類細(xì)胞分裂，并認(rèn)為細(xì)胞起源于原來(lái)存在細(xì)胞。3.1835德國(guó)人H.vonMolh仔細(xì)觀察了植物細(xì)胞分裂，認(rèn)為是植物根和芽尖極易觀察到現(xiàn)象。4.1835法國(guó)人F.Dujardin觀察動(dòng)物活細(xì)胞時(shí)發(fā)覺(jué)“肉樣質(zhì)”（Sarcode)。5.1839捷克人J.E.Pukinye用prtoplasm這一術(shù)語(yǔ)描述細(xì)胞物質(zhì)，“Protoplast”為神學(xué)用語(yǔ)，指人類始祖亞當(dāng)。6.1841波蘭人R.Remak發(fā)覺(jué)雞胚血細(xì)胞直接分裂（無(wú)絲分裂）。7.1846德國(guó)人H.vonMohl研究了植物原生質(zhì)，發(fā)表了“identifiesprotoplasmasthesubstanceofcells”。14細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第14頁(yè)8.1848德國(guó)人W.Hofmeister描繪了鴨跖草Tradescantia花粉母細(xì)胞，明確表達(dá)出染色體，但他沒(méi)有認(rèn)識(shí)到之一主要性，40年后德國(guó)人H.vonWaldeyer因這一結(jié)構(gòu)可被堿性染料著色而定名為Chromosome。9.1861德國(guó)人M.Shultze認(rèn)為動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)肉樣質(zhì)和植物體內(nèi)原生質(zhì)含有一樣意義。他給細(xì)胞定義是："thecellisanaccumulationoflivingsubstanceorprotoplasmdefinitelydelimitedinspaceandpossessingacellmembraneandnucleus?！?0.1864德國(guó)人MaxSchultze觀察了植物胞間連絲。11.1865德國(guó)人J.vonSuchs發(fā)覺(jué)葉綠體。12.1866奧地利人G.Mendel發(fā)表了對(duì)豌豆雜交試驗(yàn)結(jié)果，提出遺傳分離規(guī)律和自由組合規(guī)律。15細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第15頁(yè)13.1868英國(guó)人T.H.Huxley在愛(ài)丁堡作題為“生命物質(zhì)基礎(chǔ)”（thephysicalbasisoflife）演講匯報(bào)時(shí)首次把原生質(zhì)概念介紹給了英國(guó)公眾。14.1871德國(guó)人F.Miescher從膿細(xì)胞中分離出核酸。15.1876德國(guó)人O.Hertwig發(fā)覺(jué)海膽受精現(xiàn)象，其論文題目為"observethefertilizationofaseaurchinegg"。16.1879德國(guó)人W.Flemming觀察了蠑螈細(xì)胞有絲分裂，于1882年提出了mitosis這一術(shù)語(yǔ)。以后德國(guó)人E.Strasburger(1876~80)在植物細(xì)胞中發(fā)覺(jué)有絲分裂，認(rèn)為有絲分裂實(shí)質(zhì)是核內(nèi)絲狀物（染色體)形成及其向兩個(gè)子細(xì)胞平均分配，動(dòng)植物受精實(shí)質(zhì)上是父本和母本配子核融合，并于1984提出了Prophase和Metaphase概念。17.1882德國(guó)人E.Strasburger提出細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）和核質(zhì)（nucleoplasm）概念。16細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第16頁(yè)

18.1883比利時(shí)人E.vanBeneden證實(shí)馬蛔蟲(chóng)Ascarismegalocephala配子染色體數(shù)目是體細(xì)胞二分之一，而且在受精過(guò)程中卵子和精子貢獻(xiàn)給合子染色體數(shù)目相等。19.1883比利時(shí)人E.vanBeneden和德國(guó)人T.Boveri發(fā)覺(jué)中心體。20.1884德國(guó)人O.Hertwig和E.Strasburger提出細(xì)胞核控制遺傳論斷。21.1886德國(guó)人A.Weismann提出種質(zhì)論。22.1890德國(guó)人RichardAltmann描述了線粒體染色方法，他推測(cè)線粒體就像細(xì)胞內(nèi)共生物，并認(rèn)為線粒體與能量代謝相關(guān)。他還于1889年提出了核酸概念。23.1892德國(guó)人T.Boveri和O.Hertwig研究了減數(shù)分裂本質(zhì)，并描述了染色體聯(lián)會(huì)現(xiàn)象。24.1898意大利人C.Golgi用銀染法觀察高爾基體。17細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第17頁(yè)25.1900孟德?tīng)栐?4年前發(fā)表遺傳法則被重新發(fā)覺(jué)。26.1905美國(guó)人ClarenceMcClungshowsthatfemalemammalshave2XchromosomesandthatmaleshaveanXandaY27.1908美國(guó)人T.H.Morgan以Drosophilamelanogaster為材料開(kāi)始著名遺傳學(xué)試驗(yàn)，19提出遺傳染色體理論，19發(fā)表"遺傳本質(zhì)"（PhysicalBasisofHeredity）。1926年發(fā)表"基因?qū)W說(shuō)"（TheTheoryoftheGene）28.1910德國(guó)人A.Kossel取得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，他首先分離出腺嘌呤、胸腺嘧啶和組氨酸。29.1935美國(guó)人W.M.Stanley首次得到煙草花葉病毒結(jié)晶體。

30.1940德國(guó)人G.A.Kausche和H.Ruska發(fā)表了世界第一張葉綠體電鏡照片。18細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第18頁(yè)31.1941美國(guó)人G.W.Beadle和E.L.Tatum提出一個(gè)基因一個(gè)酶概念。32.1944美國(guó)人O.Avery等人經(jīng)過(guò)微生物轉(zhuǎn)化試驗(yàn)證實(shí)DNA是遺傳物質(zhì)。33.1945美國(guó)K.R.Porter、A.Claude和E.F.Fullam發(fā)覺(jué)小鼠成纖維細(xì)胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。34.1949加拿大人M.Bar發(fā)覺(jué)巴氏小體。35.1951美國(guó)人JamesBonner發(fā)覺(jué)線粒體與細(xì)胞呼吸相關(guān)。

36.1953美國(guó)人J.D.Watson和英國(guó)人F.H.C.Crick提出DNA雙螺旋模型。37.1955比利時(shí)人C.deDuve發(fā)覺(jué)溶酶體和過(guò)氧化物酶體。19細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第19頁(yè)38.1955美國(guó)人VincentDuVigneaud因人工合成多肽而獲諾貝爾獎(jiǎng)。39.1957J.D.Robertson用超薄切片技術(shù)取得了清楚細(xì)胞膜照片，顯示暗-明-暗三層結(jié)構(gòu)。40.1959年，蔣有興（美籍華人）利用徐道覺(jué)創(chuàng)造低滲處理技術(shù)證實(shí)了人2n為46條，而不是48條。41.1961英國(guó)人P.Mitchell提出線粒體氧化磷酸化偶聯(lián)化學(xué)滲透學(xué)說(shuō)，獲1978年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。42.1961~64美國(guó)人M.W.Nirenberg破譯DNA遺傳密碼。43.1968瑞士人WernerArber從細(xì)菌中發(fā)覺(jué)DNA限制性內(nèi)切酶。44.1970美國(guó)人D.Baltimore、R.Dulbecco和H.Temin因?yàn)榘l(fā)覺(jué)在RNA腫瘤病毒中存在以RNA為模板，逆轉(zhuǎn)錄生成DNA逆轉(zhuǎn)錄酶而獲1975共享諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。20細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第20頁(yè)45.1971美國(guó)人DanielNathans和HamiltonSmith發(fā)展了核酸酶切技術(shù)。46.1973美國(guó)人S.Cohen和H.Boyer將外源基因拼接在質(zhì)粒中，并在大腸桿菌中表示，從而揭開(kāi)基因工程序幕。47.1975英國(guó)人F.Sanger設(shè)計(jì)出DNA測(cè)序雙脫氧法。于1980年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。另外Sanger還因?yàn)?953年測(cè)定了牛胰島素一級(jí)結(jié)構(gòu)而取得1958年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。48.1982美國(guó)人S.B.Prusiner發(fā)覺(jué)蛋白質(zhì)因子Prion，更新了醫(yī)學(xué)感染概念，于1997年獲諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。49.1983美國(guó)人K.B.Mullis創(chuàng)造PCR儀，1987年發(fā)表了“SpecificsynthesisofDNAinvitroviaapolymerase-catalyzedchainreaction”，于1993年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。21細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第21頁(yè)50.1984德國(guó)人G.J.F.Kohler、阿根廷人C.Milstein和丹麥科學(xué)家N.K.Jerne因?yàn)榘l(fā)展了單克隆抗體技術(shù)，完善了極微量蛋白質(zhì)檢測(cè)技術(shù)而分享了諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。51.1989美國(guó)人S.Altman和T.R.Cech因?yàn)榘l(fā)覺(jué)一些RNA含有酶功效（稱為核酶)而共享諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。Bishop和Varmus因?yàn)榘l(fā)覺(jué)正常細(xì)胞一樣帶有原癌基因而分享當(dāng)年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

52.1997多利羊在盧斯林研究所誕生，成為世紀(jì)末重大新聞。多利是IanWilmut領(lǐng)導(dǎo)研究小組克隆。

22細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第22頁(yè)圖1-9多利和邦妮圖片來(lái)自http://www.ri.bbsrc.ac.uk/23細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第23頁(yè)細(xì)胞基本知識(shí)概要細(xì)胞基本概念

細(xì)胞大小非細(xì)胞形態(tài)生命體——病毒及其與細(xì)胞關(guān)系原核細(xì)胞與真核細(xì)胞

圖植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞24細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第24頁(yè)各類細(xì)胞直徑比較25細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第25頁(yè)細(xì)胞是生命活動(dòng)基本單位一切有機(jī)體都由細(xì)胞組成，細(xì)胞是組成有機(jī)體基本單位。細(xì)胞含有獨(dú)立、有序自控代謝體系，細(xì)胞是代謝與功效基本單位。細(xì)胞是有機(jī)體生長(zhǎng)與發(fā)育基礎(chǔ)。細(xì)胞是遺傳基本單位，細(xì)胞含有遺傳全能性。沒(méi)有細(xì)胞就沒(méi)有完整生命。細(xì)胞基本概念26細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第26頁(yè)細(xì)胞基本共性全部細(xì)胞表面都有由磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白質(zhì)組成生物膜，即細(xì)胞膜。全部細(xì)胞都含有兩種核酸：即DNA與RNA作為遺傳信息復(fù)制與轉(zhuǎn)錄載體。作為蛋白質(zhì)合成機(jī)器─核糖體，毫無(wú)例外地存在于一切細(xì)胞內(nèi)。全部細(xì)胞增殖都以一分為二方式進(jìn)行分裂。

27細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第27頁(yè)病毒基本知識(shí)

病毒（virus）——核酸分子（DNA或RNA）與蛋白質(zhì)組成核酸-蛋白質(zhì)復(fù)合體；依據(jù)病毒核酸類型能夠?qū)⑵浞譃閮纱箢悾?/p>

DNA病毒與RNA病毒

病毒多樣性）

類病毒（viroid）——僅由感染性RNA組成；比如，馬鈴薯錘管類病毒

朊病毒（prion）——僅由感染性蛋白質(zhì)亞基組成；1982年S．B．Prusiner在患羊瘙癢病羊體內(nèi)發(fā)覺(jué)了一個(gè)蛋白質(zhì)因子，證實(shí)是羊瘙癢病致病因子，他將其命名為PRION。Prusiner所以項(xiàng)重大發(fā)覺(jué)而于1997年取得諾貝爾獎(jiǎng)。

對(duì)于蛋白質(zhì)感染因子引發(fā)疾病，當(dāng)前尚沒(méi)有有效治療辦法，據(jù)報(bào)道，自1996年以來(lái)，共有106人得了瘋牛病，其中僅有七人還活著。28細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第28頁(yè)29細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第29頁(yè)原核細(xì)胞與真核細(xì)胞遺傳結(jié)構(gòu)裝置和基因表示比較

30細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第30頁(yè)31細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第31頁(yè)32細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第32頁(yè)植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞比較

細(xì)胞壁

液泡

葉綠體

33細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第33頁(yè)病毒與細(xì)胞在起源與進(jìn)化中關(guān)系病毒是非細(xì)胞形態(tài)生命體，它主要生命活動(dòng)必須要在細(xì)胞內(nèi)實(shí)現(xiàn)。病毒與細(xì)胞在起源上關(guān)系，當(dāng)前存在3種主要觀點(diǎn)：

生物大分子→病毒→細(xì)胞 病毒

生物大分子細(xì)胞

生物大分子→細(xì)胞→病毒34細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第34頁(yè)細(xì)胞生物學(xué)研究方法

細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)觀察方法

細(xì)胞組分分析方法

細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞工程與顯微操作技術(shù)35細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第35頁(yè)細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)觀察方法

光學(xué)顯微鏡技術(shù)（lightmicroscopy）

電子顯微鏡技術(shù)(Electromicroscopy)

掃描探針顯微鏡（ScanningProbeMicroscope）

掃描遂道顯微鏡

(scanningtunnelingmicroscope)

36細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第36頁(yè)細(xì)胞組分分析方法

離心分離技術(shù)

細(xì)胞內(nèi)核酸、蛋白質(zhì)、酶、糖與脂類等顯示方法

特異蛋白抗原定位與定性

細(xì)胞內(nèi)特異核酸定位與定性

放射自顯影技術(shù)

定量細(xì)胞化學(xué)分析技術(shù)37細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第37頁(yè)細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞工程與顯微操作技術(shù)

細(xì)胞培養(yǎng)

細(xì)胞工程38細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第38頁(yè)一、光學(xué)顯微鏡技術(shù)（lightmicroscopy)

普通復(fù)式光學(xué)顯微鏡技術(shù)

熒光顯微鏡技術(shù)（FluorescenceMicroscopy）

激光共焦掃描顯微鏡技術(shù)（LaserConfocalMicroscopy）

相差顯微鏡（phase-contrastmicroscope）

微分干涉顯微鏡（differentialinterferencecontrastmicroscope,DIC）

錄像增差顯微鏡技術(shù)（video-enhancemicroscopy）39細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第39頁(yè)二、電子顯微鏡技術(shù)

電子顯微鏡基本知識(shí)

電鏡與光鏡比較

電鏡與光鏡光路圖比較

電子顯微鏡基本結(jié)構(gòu)

主要電鏡制樣技術(shù)

負(fù)染色技術(shù)

冰凍蝕刻技術(shù)

超薄切片技術(shù)

電鏡三維重構(gòu)技術(shù)

掃描電鏡（Scanningelectronmicroscope，SEM）SPM(Scanningprobemicroscope)40細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第40頁(yè)三、掃描遂道顯微鏡

ScanningProbeMicroscope,SPM(80年代發(fā)展起來(lái)檢測(cè)樣品微觀結(jié)構(gòu)儀器)包含：STM、AFM、磁力顯微鏡、摩擦力顯微鏡等原理：掃描探針與樣品接觸或到達(dá)很近距離時(shí)，即產(chǎn)生彼此間相互作用力，如量子力學(xué)中隧道效應(yīng)（隧道電流）、原子間作用力、磁力、摩擦力等，并在計(jì)算機(jī)顯示出來(lái)，從而反應(yīng)出樣品表面形貌信息、電特征或磁特征等。

裝置：掃描壓電陶瓷，迫近裝置，電子學(xué)反饋控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集、處理、顯示系統(tǒng)。

特點(diǎn)：（1）可對(duì)晶體或非晶體成像，無(wú)需復(fù)雜計(jì)算，且分辨本事高。（側(cè)分辨率為0.1～0.2nm，縱分辨率可達(dá)0.01nm）； （2）可實(shí)時(shí)得到樣品表面三維圖象，可測(cè)量厚度信息；（3）可在真空、大氣、液體等各種條件下工作；非破壞性測(cè)量。 （4）可連續(xù)成像，進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察

用途：納米生物學(xué)研究領(lǐng)域中主要工具,在原子水平上揭示樣本表面結(jié)構(gòu)。41細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第41頁(yè)普通復(fù)式光學(xué)顯微鏡技術(shù)光鏡樣本制作顯微鏡物象是否清楚不但決定于放大倍數(shù)，還與顯微鏡分辨力（resolution）相關(guān)。分辨率是指區(qū)分開(kāi)兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間最小距離n=介質(zhì)折射率；α=鏡口角（聚焦點(diǎn)對(duì)物鏡鏡口張角），N.A.=鏡口率（numericaperture）。42細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第42頁(yè)熒光顯微鏡技術(shù)（FluorescenceMicroscopy）

原理：

細(xì)胞中有些物質(zhì)，如葉綠素等，受紫外線照射后可發(fā)熒光；另有一些物質(zhì)本身雖不能發(fā)熒光，但假如用熒光染料或熒光抗體染色后，經(jīng)紫外線照射亦可發(fā)熒光，熒光顯微鏡可對(duì)這類物質(zhì)進(jìn)行定性和定量研究。光源為紫外光，波長(zhǎng)較短，分辨力高于普通顯微鏡。是當(dāng)前在光鏡水平用于特異蛋白質(zhì)等生物大分子定性定位最有力工具。

應(yīng)用

直接熒光標(biāo)識(shí)技術(shù)

間接免疫熒光標(biāo)識(shí)技術(shù)

43細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第43頁(yè)激光共焦掃描顯微鏡技術(shù)

（LaserScanningConfocalMicroscopy）

原理和應(yīng)用：激光共聚焦掃描顯微鏡（laserconfocalscanningmicroscope）用激光作掃描光源，逐點(diǎn)、逐行、逐面快速掃描成像，掃描激光與熒光搜集共用一個(gè)物鏡，物鏡焦點(diǎn)即掃描激光聚焦點(diǎn)，也是瞬時(shí)成像物點(diǎn)。因?yàn)榧す馐ㄩL(zhǎng)較短，光束很細(xì)，所以共焦激光掃描顯微鏡有較高分辨力，大約是普通光學(xué)顯微鏡3倍。系統(tǒng)經(jīng)一次調(diào)焦，掃描限制在樣品一個(gè)平面內(nèi)，調(diào)焦深度不一樣時(shí)，就能夠取得樣品不一樣深度層次圖像，這些圖像信息都儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)內(nèi)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)重新組合，就能顯示細(xì)胞樣品立體結(jié)構(gòu)，給出細(xì)胞內(nèi)各部分之間定量關(guān)系及各種結(jié)構(gòu)線度。

激光共聚焦掃描顯微鏡既能夠用于觀察細(xì)胞形態(tài)，也能夠用于細(xì)胞內(nèi)生化成份定量分析、光密度統(tǒng)計(jì)以及細(xì)胞形態(tài)定量。

優(yōu)點(diǎn)：

排除焦平面以外光干擾，增強(qiáng)圖像反差和提升分辨率(1.4—1.7)，可重構(gòu)樣品三維結(jié)構(gòu)。44細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第44頁(yè)

相差顯微鏡（phase-contrastmicroscope）將光程差或相位差轉(zhuǎn)換成振幅差，可用于觀察活細(xì)胞

微分干涉顯微鏡（differential-interferencemicroscope）

偏振光經(jīng)合成后，使樣品中厚度上微小區(qū)分轉(zhuǎn)化成 明暗區(qū)分，增加了樣品反差且含有立體感。適于研究活細(xì)胞中較大細(xì)胞器圖

錄像增差顯微鏡技術(shù)（video-enhancemicroscopy）

計(jì)算機(jī)輔助DIC顯微鏡可在高分辨率下研究活 細(xì)胞中顆粒及細(xì)胞器運(yùn)動(dòng)45細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第45頁(yè)電鏡與光鏡比較

顯微鏡分辨本事光源透鏡真空成像原理LMTEM200nm100nm0.1nm可見(jiàn)光（400-700）紫外光（約200nm)電子束（0.01-0.9）玻璃透鏡玻璃透鏡電磁透鏡不要求真空不要求真空要求真空1.33x10-5～1.33x10-3Pa利用樣品對(duì)光吸收形成明暗反差和顏色改變利用樣品對(duì)電子散射和透射形成明暗反差46細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第46頁(yè)主要電鏡制樣技術(shù)

超薄切片技術(shù)用于電鏡觀察樣本制備。通常以鋨酸和戊二醛固定樣品，以環(huán)氧樹(shù)脂包埋，以熱膨脹或螺旋推進(jìn)方式推進(jìn)樣品切片，切片厚度20-50。示意圖

負(fù)染色技術(shù)（Negativestaining）與金屬投影 染色背景，襯托出樣品精細(xì)結(jié)構(gòu)

冰凍蝕刻技術(shù)（Freezeetching）（技術(shù)示意圖） 冰凍斷裂與蝕刻復(fù)型：主要用來(lái)觀察膜斷裂面蛋白質(zhì)顆粒和膜表面結(jié)構(gòu)。

電鏡三維重構(gòu)技術(shù) 電子顯微術(shù)、電子衍射與計(jì)算機(jī)圖象處理相結(jié)合而形成含有主要應(yīng)用前景一門新技術(shù)。 電鏡三維重構(gòu)技術(shù)與X-射線晶體衍射技術(shù)及核磁共振分析技術(shù)相結(jié)合，是當(dāng)前結(jié)構(gòu)生物學(xué)（StructuralBiology）——主要碩士物大分子空間結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系主要試驗(yàn)伎倆。

47細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第47頁(yè)掃描電鏡

（scanningelectronmicroscope，SEM）

原理與應(yīng)用：

掃描電子顯微鏡于20世紀(jì)60年代問(wèn)世，用來(lái)觀察標(biāo)本表面結(jié)構(gòu)。工作原理是用一束極細(xì)電子束掃描樣品，在樣品表面激發(fā)出次級(jí)電子，次級(jí)電子多少與電子束入射角相關(guān)，也就是說(shuō)與樣品表面結(jié)構(gòu)相關(guān)，次級(jí)電子由探測(cè)體搜集，并在那里被閃爍器轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，再經(jīng)光電倍增管和放大器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)來(lái)控制熒光屏上電子束強(qiáng)度，顯示出與電子束同時(shí)掃描圖像。圖像為立體形象，反應(yīng)了標(biāo)本表面結(jié)構(gòu)。為了使標(biāo)本表面發(fā)射出次級(jí)電子，標(biāo)本在固定、脫水后，要噴涂上一層重金屬微粒，重金屬在電子束轟擊下發(fā)出次級(jí)電子信號(hào)。CO2臨界點(diǎn)干燥法預(yù)防引發(fā)樣品變形表面張力問(wèn)題。圖48細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第48頁(yè)人類血細(xì)胞SEM照片圖片來(lái)自/49細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第49頁(yè)一、離心分離技術(shù)

用途：

離心是研究如細(xì)胞核、線粒體、高爾基體、溶酶體和微體等細(xì)胞器，以及各種大分子基本伎倆。普通認(rèn)為，轉(zhuǎn)速為10000-25000r/min離心機(jī)稱為高速離心機(jī)；轉(zhuǎn)速超出25000r/min，離心力大于89Kｇ者稱為超速離心機(jī)。當(dāng)前超速離心機(jī)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)80000r/min，離心力超出500Kg。

差速離心（Differencialcentrifugation）：在密度均一介質(zhì)中由低速到高速逐層離心，用于分離不一樣大小細(xì)胞和細(xì)胞器。

密度梯度離心：用一定介質(zhì)在離心管內(nèi)形成一連續(xù)或不連續(xù)密度梯度，將細(xì)胞混懸液或勻漿置于介質(zhì)頂部，經(jīng)過(guò)重力或離心力場(chǎng)作用使細(xì)胞分層、分離。這類分離又可分為速度沉降和等密度沉降平衡兩種。密度梯度離心慣用介質(zhì)為氯化銫，蔗糖和多聚蔗糖。用于精細(xì)組分或生物大分子分離。50細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第50頁(yè)二、細(xì)胞內(nèi)核酸、蛋白質(zhì)、酶、糖與脂類等顯示方法

原理：利用一些顯色劑與所檢測(cè)物質(zhì)中一些特殊基團(tuán)特異性結(jié)合特征，經(jīng)過(guò)顯色劑在細(xì)胞中定位及顏色深淺來(lái)判斷某種物質(zhì)在細(xì)胞中分布和含量。1.金屬沉淀法：利用金屬化合物在反應(yīng)過(guò)程中生成有色沉淀，借以識(shí)別所檢驗(yàn)物質(zhì)或酶活性。如磷酸酶分解磷酸酯底物后，反應(yīng)產(chǎn)物最終生成CoS或PbS有色沉淀，而顯示出酶活性。2.偶氮偶聯(lián)法：酚類化合物與偶氮染料結(jié)合后能夠形成耐曬染料。3.Schiff反應(yīng)：細(xì)胞中醛基可使Schiff試劑中無(wú)色品紅變?yōu)榧t色。這種反應(yīng)通慣用于顯示糖和脫氧核糖核酸（Feulgen反應(yīng)）。51細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第51頁(yè)4.聯(lián)苯胺反應(yīng)：過(guò)氧化酶分解H202。產(chǎn)生新生氧，后者再將無(wú)色聯(lián)苯胺氧化成聯(lián)苯胺藍(lán)，進(jìn)而變成棕色化合物。5.普魯士藍(lán)反應(yīng)：三價(jià)鐵與酸性亞鐵氰化鉀作用，形成普魯士藍(lán)。6.Formazane反應(yīng)：顯示脫氫酶。7.“Nadi”反應(yīng)：顯示細(xì)胞色素氧化酶。8.脂溶染色法：借蘇丹染料溶于脂類而使脂類顯色。9.茚三酮反應(yīng)：顯示蛋白質(zhì)。52細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第52頁(yè)三、特異蛋白抗原定位與定性免疫熒光技術(shù)：依據(jù)免疫學(xué)原理，利用抗體同特定抗原專一結(jié)合，并標(biāo)上標(biāo)識(shí)熒光素，反抗原進(jìn)行定位測(cè)定技術(shù)。快速、靈敏、有特異性，但其分辨率有限。蛋白電泳(SDS與免疫印跡反應(yīng)(Western-Blot)免疫電鏡技術(shù)：能有效提升樣品分辨率，在超微結(jié)構(gòu)水平上研究特異蛋白抗原定位。免疫鐵蛋白技術(shù)免疫酶標(biāo)技術(shù)免疫膠體金技術(shù)

應(yīng)用：經(jīng)過(guò)對(duì)分泌蛋白定位，能夠確定某種蛋白分泌動(dòng)態(tài)；胞內(nèi)酶研究；膜蛋白定位與骨架蛋白定位等53細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第53頁(yè)四、細(xì)胞內(nèi)特異核酸定位與定性光鏡水平原位雜交技術(shù)（同位素標(biāo)識(shí)或熒光素標(biāo)識(shí)探針）電鏡水平原位雜交技術(shù)（生物素標(biāo)識(shí)探針與抗生物素抗體相連膠體金標(biāo)識(shí)結(jié)合）PCR技術(shù)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（polymerasechainreaction，PCR）

54細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第54頁(yè)五、放射自顯影技術(shù)

（radioautography；autoradiography)）原理及應(yīng)用：其原理是將放射性同位素（如14C和3H）標(biāo)識(shí)化合物導(dǎo)入生物體內(nèi)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，將標(biāo)本制成切片或涂片，涂上鹵化銀乳膠，經(jīng)一定時(shí)間放射性曝光，組織中放射性即可使乳膠感光。然后經(jīng)過(guò)顯影、定影處理顯示還原黑色銀顆粒，即可得知標(biāo)本中標(biāo)識(shí)物準(zhǔn)確位置和數(shù)量，放射自顯影切片還可再用染料染色，這么便可在顯微鏡下對(duì)標(biāo)識(shí)上放射性化合物進(jìn)行定位或相對(duì)定量測(cè)定。還可實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞內(nèi)生物大分子進(jìn)行動(dòng)態(tài)和追蹤研究。

圖55細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第55頁(yè)六．定量細(xì)胞化學(xué)分析技術(shù)

細(xì)胞顯微分光光度術(shù)（Microspectrophotometry）

利用細(xì)胞內(nèi)一些物質(zhì)對(duì)特異光譜吸收，測(cè)定這些物質(zhì) （如核酸與蛋白質(zhì)等）在細(xì)胞內(nèi)含量。 包含：

紫外光顯微分光光度測(cè)定法可見(jiàn)光顯微分光光度測(cè)定法

流式細(xì)胞儀（FlowCytometry）

主要應(yīng)用：用于定量測(cè)定細(xì)胞中DNA、RNA或某一特異蛋白含量； 測(cè)定細(xì)胞群體中不一樣時(shí)相細(xì)胞數(shù)量； 從細(xì)胞群體中分離一些特異染色細(xì)胞； 分離DNA含量不一樣中期染色體。

56細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第56頁(yè)一、細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)類型：原代培養(yǎng)細(xì)胞（primaryculturecell）繼代培養(yǎng)細(xì)胞（sub-culturecell）細(xì)胞株（cellstrain）正常二倍體，接觸抑制細(xì)胞系（cellline）亞二倍體，接觸抑制喪失植物細(xì)胞類型：

原生質(zhì)體培養(yǎng)（體細(xì)胞培養(yǎng)）單倍體細(xì)胞培養(yǎng)（花藥培養(yǎng)）

57細(xì)胞生物學(xué)學(xué)時(shí)第57頁(yè)二、細(xì)胞工程細(xì)胞融合（cellfusion）與細(xì)胞雜交（cellhybridization）技術(shù)單克隆抗體（monocloneantibody）技術(shù)圖細(xì)胞顯微操作技術(shù)（micromanipulationtechnique）顯微操作技術(shù)是指在高倍復(fù)式顯微鏡下，利用顯微操作器（micrcmanipulator）進(jìn)行細(xì)胞或早期胚胎操作一個(gè)方法。顯微操作技術(shù)包含細(xì)胞核移植、顯微注射、嵌合體技術(shù)、胚胎移植以及顯微切割等。細(xì)胞核移植技術(shù)已經(jīng)有幾十年歷史，Gordon等人