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  秋天里的公主 2010-07-02 00:00:00

  　　復(fù)習(xí)資料很多，下面的只是一部分 　　diyi章 緒論 　　細(xì)胞生物學(xué)從顯微水平、超微水平和分子水平等不同層次研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能及生活史。 　　細(xì)胞生物學(xué)由細(xì)胞學(xué)Cytology發(fā)展而來，Cytology是指對細(xì)胞形態(tài)（特別是染色體形態(tài)）的觀察。 　　在我國的基礎(chǔ)學(xué)科發(fā)展規(guī)劃中，細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)，神經(jīng)生物學(xué)和生態(tài)學(xué)并列為生命科學(xué)的四大基礎(chǔ)學(xué)科。 　　diyi章 緒論 　　本章內(nèi)容提要: 　　diyi節(jié) 細(xì)胞生物學(xué)研究的內(nèi)容與現(xiàn)狀 　　一、 細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科 　　二、細(xì)胞生物學(xué)的主要研究內(nèi)容 　　三、當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究的總趨勢與ZD領(lǐng)域 　　第二節(jié) 細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展簡史 　　附錄 細(xì)胞生物學(xué)參考書: 　　diyi節(jié) 細(xì)胞生物學(xué)研究的內(nèi)容與現(xiàn)狀 　　一、 細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科 　　生命體是多層次、非線性、多側(cè)面的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系，而細(xì)胞是生命體的結(jié)構(gòu)與生命活動(dòng)的基本單位，有了細(xì)胞才有完整的生命活動(dòng)。 　　細(xì)胞生物學(xué) 是研究細(xì)胞基本生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，它是在不同層次（顯微、亞顯微與分子水平）上以研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能、細(xì)胞增殖、分化、衰老與凋亡、細(xì) 胞信號傳遞、真核細(xì)胞基因表達(dá)與調(diào)控、細(xì)胞起源與進(jìn)化等為主要內(nèi)容。核心問題是將遺傳與發(fā)育在細(xì)胞水平上結(jié)合起來。 　　二、細(xì)胞生物學(xué)的主要研究內(nèi)容 　　1、細(xì)胞核、染色體以及基因表達(dá)的研究 　　2、生物膜與細(xì)胞器的研究 　　3、細(xì)胞骨架體系的研究 　　4、細(xì)胞增殖及其調(diào)控 　　5、細(xì)胞分化及其調(diào)控 　　6、細(xì)胞的衰老與凋亡 　　7、細(xì)胞的起源與進(jìn)化 　　8、細(xì)胞工程 　　三、當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究的總趨勢與ZD領(lǐng)域 　　1、細(xì)胞生物學(xué)研究的總趨勢 　　細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)(包括分子遺傳學(xué)與生物化學(xué)) 相互滲透與交融是總的發(fā)展趨勢； 　　當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究中的三大基本問題: 　?。?）、細(xì)胞內(nèi)基因組是如何在時(shí)間和空間上有序表達(dá)的？ 　　（2）、基因表達(dá)產(chǎn)物----主要是結(jié)構(gòu)蛋白、核酸、脂質(zhì)、多糖及其復(fù)合物，他們?nèi)绾沃鸺壯b備成能行使生命活動(dòng)的基本結(jié)構(gòu)體系及各種細(xì)胞器？ 　?。?）、基因表達(dá)產(chǎn)物----主要是大量活性因子與信號分子，他們是如何調(diào)節(jié)細(xì)胞Z重要的生命活動(dòng)過程的？ 　　2 、當(dāng)前細(xì)胞基本生命活動(dòng)研究中的重要領(lǐng)域: 　?。?）、染色體DNA與蛋白質(zhì)相互作用關(guān)系-----主要是非組蛋白對基因組的作用； 　?。?）、細(xì)胞增值、分化、凋亡的相互關(guān)系及其調(diào)控； 　?。?）、細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究； 　?。?）、細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的裝配。 　　3、細(xì)胞重大生命活動(dòng)的相互關(guān)系 　　第二節(jié) 細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展簡史 　　一、生物科學(xué)發(fā)展的三個(gè)階段: 　　1.形態(tài)描述生物學(xué)時(shí)期，19世紀(jì)以前； 　　2.實(shí)驗(yàn)生物學(xué)時(shí)期，20世紀(jì)前半世紀(jì)； 　　3.分子生物學(xué)時(shí)期，20世紀(jì)50-60年代至今。 　　二、細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展簡史 　　1. 細(xì)胞的發(fā)現(xiàn) 　　2. 細(xì)胞學(xué)說的建立其意義 　　細(xì)胞學(xué)說內(nèi)容:1） 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，并由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)物所構(gòu)成； 　　2） 每個(gè)細(xì)胞作為一個(gè)相對獨(dú)立的單位，既有它“自己的”生命，又對與其它細(xì)胞共同組成的整體的生命有所助益；3） 新的細(xì)胞可以通過老的細(xì)胞繁殖產(chǎn)生。 　　3. 細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期 　　1）原生質(zhì)理論的提出2）細(xì)胞分裂的研究3）重要細(xì)胞器的發(fā)現(xiàn) 　　4. 實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞學(xué)的分支及其發(fā)展 　　1）細(xì)胞遺傳學(xué)的發(fā)展 　　2）細(xì)胞生理學(xué)的研究 　　3）細(xì)胞化學(xué) 　　5. 細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科的形成與發(fā)展 　　三、細(xì)胞學(xué)說 　　Jean-Baptiste de Lamark （1744~1829)，獲得性遺傳理論的創(chuàng)始人，法國退伍陸軍中尉，50歲成為巴黎動(dòng)物學(xué)教授，1809年他認(rèn)為只有具有細(xì)胞的機(jī)體，才有生命。Charles Brisseau Milbel（1776~1854)，法國植物學(xué)家，1802年認(rèn)為植物的每一部分都有細(xì)胞存在， Henri Dutrochet （1776~1847），法國生理學(xué)家，1824年進(jìn)一步描述了細(xì)胞的原理， 　　Matthias Jacob Schleiden（1804~1881)，德國植物學(xué)教授，1838年發(fā)表“植物發(fā)生論”(Beitr?ge zur Phytogenesis)，認(rèn)為無論怎樣復(fù)雜的植物都有形形的細(xì)胞構(gòu)成。 　　Theodor Schwann（1810~1882)，德國解剖學(xué)教授，一開始就研究Schleiden的細(xì)胞形成學(xué)說，并于1838年提出了“細(xì)胞學(xué)說”（Cell Theory)這個(gè)術(shù)語；1939年發(fā)表了“關(guān)于動(dòng)植物結(jié)構(gòu)和生長一致性的顯微研究” 　　Schwann提出:有機(jī)體是由細(xì)胞構(gòu)成的；細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位。 　　1855 德國人R. Virchow 提出“一切細(xì)胞來源于細(xì)胞”（omnis cellula e cellula）的論斷；進(jìn)一步完善了細(xì)胞學(xué)說。 　　把細(xì)胞作為生命的一般單位，以及作為動(dòng)植物界生命現(xiàn)象的共同基礎(chǔ)的這種概念立即受到了普遍的接受。 　　恩格斯將細(xì)胞學(xué)說譽(yù)為19世紀(jì)的三大發(fā)現(xiàn)之一 　　第二章 細(xì)胞基本知識概要 　　本章內(nèi)容提要: 　　diyi節(jié) 細(xì)胞的基本概念 　　第二節(jié) 非細(xì)胞形態(tài)的生命體-------病毒及其與細(xì)胞的關(guān)系 　　第三節(jié) 原核細(xì)胞與古核細(xì)胞 　　第四節(jié) 真核細(xì)胞基本知識概要 　　diyi節(jié) 細(xì)胞的基本概念 　　一、細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位 　　1、一切有機(jī)體都由細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位； 　　2、細(xì)胞具有獨(dú)立的、有序的自控代謝體系，細(xì)胞是代謝與功能的基本單位 　　3、細(xì)胞是有機(jī)體生長與發(fā)育的基礎(chǔ) 　　4、細(xì)胞是遺傳的基本單位，細(xì)胞具有遺傳的全能性 　　5、沒有細(xì)胞就沒有完整的生命 　　二、細(xì)胞的基本共性 　　1.所有的細(xì)胞表面均有由磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白質(zhì)構(gòu)成的生物膜，即細(xì)胞膜。 　　2.所有的細(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)錄的載體。 　　3.作為蛋白質(zhì)合成的機(jī)器—核糖體，毫無例外地存在于一切細(xì)胞內(nèi)。 　　4.所有細(xì)胞的增殖都以一分為二的方式進(jìn)行分裂。 　　第二節(jié) 非細(xì)胞形態(tài)的生命體 —病毒及其與細(xì)胞的關(guān)系 　　一、病毒與細(xì)胞在起源與進(jìn)化中的關(guān)系 　　病毒是非細(xì)胞形態(tài)的生命體，它的主要生命活動(dòng)必須要在細(xì)胞內(nèi)實(shí)現(xiàn)。病毒與細(xì)胞在起源上的關(guān)系，目前存在3種主要觀點(diǎn): 　　1.生物大分子→病毒→細(xì)胞 病毒 　　2.生物大分子 細(xì)胞 　　3.生物大分子→細(xì)胞→病毒 　　現(xiàn)在來說，第二種觀點(diǎn)和第三種觀點(diǎn)比較容易接受，而且第三種觀點(diǎn)越來越有說服力。 　　認(rèn)為病毒是細(xì)胞演化的產(chǎn)物的觀點(diǎn)主要依據(jù)如下: 　　徹底的寄生性； 　　病毒核酸與哺乳動(dòng)物細(xì)胞DNA某些片斷的相似性； 　　病毒可以看成是核酸與蛋白質(zhì)形成的復(fù)合大分子。 　　第三節(jié) 原核細(xì)胞與古核細(xì)胞 　　一、Basic characteristics of Prokaryotic cell 　　1. 遺傳的信息量小，遺傳信息載體僅由一個(gè)環(huán)狀DNA或RNA構(gòu)成； 　　2. 細(xì)胞內(nèi)沒有分化為以膜為基礎(chǔ)的具有專門結(jié)構(gòu)與功能的細(xì)胞器和細(xì)胞核膜。 　　二、原核細(xì)胞的主要代表 　　1、支原體 　　為什么說支原體是一個(gè)細(xì)胞 　?。?）能在培養(yǎng)基上生長，具有典型的細(xì)胞膜； 　　（2）具有環(huán)狀的雙螺旋DNA作為遺傳信息量的載體； 　?。?）mRNA與核糖體結(jié)合形成多聚核糖體，指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成； 　?。?）以一分為二的方式分裂繁殖。 　　支原體是Z小、Z簡單的細(xì)胞。 　　2、細(xì)菌 　　1）、細(xì)菌的三種形態(tài):球狀、桿狀和螺旋狀 　　2)、細(xì)菌細(xì)胞的核區(qū)與基因組:細(xì)菌的核區(qū)實(shí)際主要由一個(gè)環(huán)狀的DNA分子組成；現(xiàn)在也可以把細(xì)菌的環(huán)狀DNA理解為細(xì)菌基因組。 　　3）、細(xì)菌細(xì)胞的表面結(jié)構(gòu): 　　A. 細(xì)胞膜:主要功能是選擇性的交換物質(zhì)----吸收營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物，并且有分泌與運(yùn)輸?shù)鞍椎淖饔谩?　　B. 細(xì)胞壁: 所有細(xì)菌的細(xì)胞壁的共同成分是肽聚糖，由乙酰氨基葡萄糖、乙酰胞壁酸與四五個(gè)氨基酸短肽聚合而成的多層網(wǎng)狀大分子結(jié)構(gòu)。 　　C. 細(xì)胞壁特化結(jié)構(gòu):a. 中膜體-----細(xì)胞膜內(nèi)陷而形成的；b. 莢膜-----是一層松散的粘液物質(zhì)，有一定程度的保護(hù)作用；c. 鞭毛-----細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官，與真核生物的鞭毛不同，它是由一種稱為鞭毛蛋白的彈性蛋白所構(gòu)成。 　　4）、細(xì)菌細(xì)胞的核糖體——部分附著在細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)，大部分游離于細(xì)胞質(zhì)中，與蛋白質(zhì)的合成密切相關(guān)。 　　5）、細(xì)菌細(xì)胞核外DNA------質(zhì)粒，是裸露環(huán)狀DNA，在遺傳工程研究中很重要。 　　6）、細(xì)菌細(xì)胞的內(nèi)生孢子，即芽孢，是細(xì)菌對不良環(huán)境或營養(yǎng)耗盡時(shí)的反應(yīng)。 　　3. 藍(lán)藻細(xì)胞:是Z簡單的自養(yǎng)植物類型之一。 　　基本特征:1）ZX質(zhì)------相當(dāng)于細(xì)菌的核區(qū)，是遺傳物質(zhì)DNA所在部位。 　　2）光合片層-----位于細(xì)胞質(zhì)部分，是同心環(huán)狀的膜片層結(jié)構(gòu)，上邊附著有藻膽蛋白體（包括藻藍(lán)蛋白，一藻藍(lán)蛋白和藻紅蛋白），能夠把光能傳遞給葉綠素a，進(jìn)行原始光和作用。 　　3）細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含物 　　4）細(xì)胞表面結(jié)構(gòu) 　　5）細(xì)胞分裂 　　四、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較 　　1、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞Z根本的區(qū)別 : 　?。?）、細(xì)胞膜系統(tǒng)的分化和演變。 細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)和職能的分工是真核細(xì)胞區(qū)別于原核細(xì)胞的重要標(biāo)志。 　?。?）、遺傳信息量與遺傳裝置的擴(kuò)增與復(fù)雜化。 遺傳信息重復(fù)序列與染色體多倍性的出現(xiàn)是真核細(xì)胞區(qū)別于原核細(xì)胞的另一重要標(biāo)志。 　?。?）、真核細(xì)胞內(nèi)，遺傳信息的轉(zhuǎn)錄與翻譯有嚴(yán)格的階段性和區(qū)域性，而在原核細(xì)胞內(nèi)則是轉(zhuǎn)錄與翻譯可以同時(shí)發(fā)生 　　五、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞基本特征的比較（p36) 　　六、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的遺傳結(jié)構(gòu)裝置和基因表達(dá)的比較(p37) 　　七、古細(xì)菌 　　古細(xì)菌（archaebacteria）與真核細(xì)胞曾在進(jìn)化上有過共同歷程 　　主要證據(jù) 　?。?）細(xì)胞壁的成分與真核細(xì)胞一樣，而非由含壁酸的肽聚糖構(gòu)成，因此YZ壁酸合成的鏈霉素， YZ肽聚糖前體合成的環(huán)絲氨酸，YZ肽聚糖合成的青霉素與萬古霉素等對真細(xì)菌類有強(qiáng)的YZ生長作用，而對古細(xì)菌與真核細(xì)胞卻無作用。 　?。?）DNA與基因結(jié)構(gòu):古細(xì)菌DNA中有重復(fù)序列的存在。此外，多數(shù)古核細(xì)胞的基因組中存在內(nèi)含子。 　?。?）有類核小體結(jié)構(gòu):古細(xì)菌具有組蛋白，而且能與DNA構(gòu)建成類似核小體結(jié)構(gòu)。 　?。?）有類似真核細(xì)胞的核糖體:多數(shù)古細(xì)菌類的核糖體較真細(xì)菌有增大趨勢，含有60種以上蛋白，介于真核細(xì)胞（70～84）與真細(xì)菌（55）之間?？股赝瑯硬荒躖Z古核細(xì)胞類的核糖體的蛋白質(zhì)合成。 　?。?）5S rRNA:根據(jù)對5S rRNA的分子進(jìn)化分析，認(rèn)為古細(xì)菌與真核生物同屬一類，而真細(xì)菌卻與之差距甚遠(yuǎn)。5S rRNA二級結(jié)構(gòu)的研究也說明很多古細(xì)菌與真核生物相似。 　　第四節(jié) 真核細(xì)胞基本知識概要 　　一、真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系 　　1.生物膜系統(tǒng):以脂質(zhì)及蛋白質(zhì)成分為基礎(chǔ)的生物膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)； 　　2.遺傳信息表達(dá)結(jié)構(gòu)系統(tǒng):以核酸（DNA或RNA）與蛋白質(zhì)為主要成分的遺傳信息表達(dá)系統(tǒng) 　　3.細(xì)胞骨架系統(tǒng):由特異蛋白分子裝配構(gòu)成的細(xì)胞骨架系統(tǒng)。 　　二、細(xì)胞的大小及其分析 　　各類細(xì)胞直徑的比較 　　三、植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的比較 　　植物細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu): 1. 細(xì)胞壁 2. 液泡 3. 葉綠體 　　第三章 細(xì)胞生物學(xué)研究方法 　　本章內(nèi)容提要： 　　diyi節(jié) 細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察方法 　　第二節(jié) 細(xì)胞組分的分析方法 　　第三節(jié) 細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞工程與顯微操作技術(shù) 　　diyi節(jié) 細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察方法 　　一、光學(xué)顯微鏡技術(shù) 　　（一）普通光學(xué)顯微鏡 　　? 1. 構(gòu)成： 　　? ①照明系統(tǒng) 　　? ②光學(xué)放大系統(tǒng) 　　? ③機(jī)械裝置 　　? 2. 原理：經(jīng)物鏡形成倒立實(shí)像，經(jīng)目鏡進(jìn)一步放大成像。 　　? 3. 分辨率：指分辨物體Z小間隔的能力。 　　（二）熒光顯微鏡 Fluorescence microscope 　　特點(diǎn)：光源為紫外線，波長較短，分辨力高于普通顯微鏡； 　　有兩個(gè)特殊的濾光片； 　　照明方式通常為落射式。 　　用于觀察能激發(fā)出熒光的結(jié)構(gòu)。用途：免疫熒光觀察、基因定位、疾病診斷。 　?。ㄈ┘す夤簿劢箳呙栾@微境 　　Laser confocal scanning microscope， LCSM 　　用激光作光源，逐點(diǎn)、逐行、逐面快速掃描。 　　能顯示細(xì)胞樣品的立體結(jié)構(gòu)。 　　分辨力是普通光學(xué)顯微鏡的3倍。 　　用途類似熒光顯微鏡，但能掃描不同層次，形成立體圖像。 　?。ㄋ模┫嗖铒@微鏡 　　? 把透過標(biāo)本的可見光的光程差變成振幅差，從而提高了各種結(jié)構(gòu)間的對比度，使各種結(jié)構(gòu)變得清晰可見。在構(gòu)造上，相差顯微鏡有不同于普通光學(xué)顯微鏡兩個(gè)特殊之處。 　　? 環(huán)形光闌（annular diaphragm）：位于光源與聚光器之間。 　　? 相位板（annular phaseplate）：物鏡中加了涂有氟化鎂的相位板，可將直射光或衍射光的相位推遲1/4λ。 　　原理 　　用途：觀察未經(jīng)染色的玻片標(biāo)本 　　（五）微分干涉差顯微鏡 Differential interference contrast microscope （DIC） 　　? 1952年，Nomarski發(fā)明，利用兩組平面偏振光的干涉，加強(qiáng)影像的明暗效果，能顯示結(jié)構(gòu)的三維立體投影。標(biāo)本可略厚一點(diǎn)，折射率差別更大，故影像的立體感更強(qiáng)。 　　二、電子顯微鏡 　　1、電子顯微鏡的基本知識 　　電鏡與光鏡的比較 　　顯微鏡 分辨本領(lǐng) 光源 透鏡 真空 成像原理 　　LM 200nm 可見光（400-700） 玻璃透鏡 不要求真空 利用樣品對光的吸收形成明暗反差和顏色變化 　　100nm 紫外光（約200nm) 玻璃透鏡 不要求真空 　　TEM 0.1nm 電子束（0.01-0.9） 電磁透鏡 要求真空 利用樣品對電子的散射和透射形成明暗反差 　　2、 原理 　　? 以電子束作光源，電磁場作透鏡。電子束的波長短，并且波長與加速電壓(通常50~120KV)的平方根成反比。 　　? 由電子照明系統(tǒng)、電磁透鏡成像系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等5部分構(gòu)成。 　　? 分辨力0.2nm，放大倍數(shù)可達(dá)百萬倍。 　　? 用于觀察超微結(jié)構(gòu)（ultrastructure），即小于0.2μm、光學(xué)顯微鏡下無法看清的結(jié)構(gòu)，又稱亞顯微結(jié)構(gòu)（submicroscopic structures）。 　　3、主要電鏡制樣技術(shù) 　　? 1）超薄切片 　　? 電子束穿透力很弱，用于電鏡觀察的標(biāo)本須制成厚度僅50nm的超薄切片，用超薄切片機(jī)（ultramicrotome）制作。 　　? 通常以鋨酸和戊二醛固定樣品，丙酮逐級脫水，環(huán)氧樹脂包埋，以熱膨脹或螺旋推進(jìn)的方式切片，重金屬（鈾、鉛）鹽染色。 　　? 2）負(fù)染技術(shù) 　　用重金屬鹽(如磷鎢酸)對鋪展在載網(wǎng)上的樣品染色；吸去染料，干燥后，樣品凹陷處鋪了一層重金屬鹽，而凸的出地方?jīng)]有染料沉積，從而出現(xiàn)負(fù)染效果，分辨力可達(dá)1.5nm左右。 　　3）冰凍蝕刻 freeze-etching 　　? 亦稱冰凍斷裂。標(biāo)本置于干冰或液氮中冰凍。然后斷開，升溫后，冰升華，暴露出了斷面結(jié)構(gòu)。向斷裂面上噴涂一層蒸汽碳和鉑。然后將組織溶掉，把碳和鉑的膜剝下來，此膜即為復(fù)膜（replica）。 　　三、掃描隧道顯微鏡 　　scanning tunneling microscope，STM 　　? 原理：根據(jù)隧道效應(yīng)而設(shè)計(jì)，當(dāng)原子尺度的針尖在不到一個(gè)納米的高度上掃描樣品時(shí)，此處電子云重疊，外加一電壓（2mV~2V），針尖與樣品之間形成隧道電流。電流強(qiáng)度與針尖和樣品間的距離有函數(shù)關(guān)系，將掃描過程中電流的變化轉(zhuǎn)換為圖像，即可顯示出原子水平的凹凸形態(tài)。 　　? 分辨率：橫向?yàn)?.1~0.2nm，縱向可達(dá)0.001nm。 　　? 用途：三態(tài)（固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)）物質(zhì)均可進(jìn)行觀察。 　　第二節(jié) 細(xì)胞組分的分析方法 　　一、離心分離技術(shù) 　　用途：于分離細(xì)胞器與生物大分子及其復(fù)合物 　　轉(zhuǎn)速為10~25kr/min的離心機(jī)稱為高速離心機(jī)。 　　轉(zhuǎn)速>25kr/min，離心力>89Kg者稱為超速離心機(jī)。 　　目前超速離心機(jī)的Z高轉(zhuǎn)速可達(dá)100000r/min，離心力超過500Kg。 　?。ㄒ唬┎钏匐x心 Differential centrifugation 　　? 特點(diǎn)： 　　– 介質(zhì)密度均一； 　　– 速度由低向高，逐級離心。 　　? 用途：分離大小相差懸殊的細(xì)胞和細(xì)胞器。 　　? 沉降順序：核——線粒體——溶酶體與過氧化物酶體——內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高基體——核蛋白體。 　　? 可將細(xì)胞器初步分離，常需進(jìn)一步通過密度梯離心再行分離純化。 　?。ǘ┟芏忍荻入x心 　　? 用介質(zhì)在離心管內(nèi)形成一連續(xù)或不連續(xù)的密度梯度，將細(xì)胞混懸液或勻漿置于介質(zhì)的頂部，通過離心力場的作用使細(xì)胞分層、分離。 　　? 類型：速度沉降（velocity sedimentation）、等密度沉降（isopycnic sedimentation）。 　　? 常用介質(zhì)：氯化銫、蔗糖、多聚蔗糖。 　　? 分離活細(xì)胞的介質(zhì)要求： 　　– 1）能產(chǎn)生密度梯度，且密度高時(shí)，粘度不高； 　　– 2）PH中性或易調(diào)為中性； 　　– 3）濃度大時(shí)滲透壓不大； 　　– 4）對細(xì)胞無毒。 　　二、 細(xì)胞內(nèi)核酸、蛋白質(zhì)、酶、糖與脂類等的顯示方法 　　?原理：利用一些顯色劑與所檢測物質(zhì)中一些 特殊基團(tuán)特異性結(jié)合的特征，通過顯 色劑在細(xì)胞中的定位及顏色的深淺來判斷某種物質(zhì)在細(xì)胞中的分布和含量。 　　Feulgen Staining 　　三、特異蛋白抗原的定位與定性 　　1、免疫熒光技術(shù)： 快速、靈敏、有特異性，但其分辨率有限 　　2、蛋白電泳(SDS-PAGE)與免疫印跡反應(yīng)(Western-Blot) 　　3、免疫電鏡技術(shù)： 　　?免疫鐵蛋白技術(shù) 　　?免疫酶標(biāo)技術(shù) 　　應(yīng)用：通過對分泌蛋白的定位，可以確定某種蛋白的分泌動(dòng)態(tài)；胞內(nèi)酶的研究；膜蛋白的定位與骨架蛋白的定位等 　　四、細(xì)胞內(nèi)特異核酸的定位與定性 　　?光鏡水平的原位雜交技術(shù)（同位素標(biāo)記或熒光素標(biāo)記的探針） 　　?電鏡水平的原位雜交技術(shù)（生物素標(biāo)記的探針與抗生物素抗體相連的膠體金標(biāo)記結(jié)合） 　　?PCR技術(shù) 　　五、放射自顯影技術(shù) 　　1、原理及應(yīng)用： 　　?利用同位素的放射自顯影，對細(xì)胞內(nèi)生物大分子進(jìn)行定性、定位與半定量研究； 　　?實(shí)現(xiàn)對細(xì)胞內(nèi)生物大分子進(jìn)行動(dòng)態(tài)和追蹤研究。 　　2、步驟： 　　?前體物摻入細(xì)胞（標(biāo)記：持續(xù)標(biāo)記和脈沖標(biāo)記） 　　———放射自顯影 　　六、定量細(xì)胞化學(xué)分析技術(shù) 　　1、顯微分光光度術(shù)（Microspectrophotometry） 　　?利用細(xì)胞內(nèi)某些物質(zhì)對特異光譜的吸收，測定這些物質(zhì)（如核酸與蛋白質(zhì)等）在細(xì)胞內(nèi)的含量。 　　包括： 紫外光顯微分光光度測定法 　　可見光顯微分光光度測定法 　　? 流式細(xì)胞儀（Flow Cytometry） 　　?主要應(yīng)用： 　　用于定量測定細(xì)胞中的DNA、RNA或某一特異蛋白的含量； 　　測定細(xì)胞群體中不同時(shí)相細(xì)胞的數(shù)量； 　　從細(xì)胞群體中分離某些特異染色的細(xì)胞； 　　分離DNA含量不同的中期染色體。 　　第三節(jié) 細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞工程與顯微操作技術(shù) 　　一、細(xì)胞的培養(yǎng) 　　1、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 　　（1） 類型：A 原代培養(yǎng)細(xì)胞（primary culture cell)---從機(jī)體取出后立即 培養(yǎng)的細(xì)胞。1-10代以內(nèi)的細(xì)胞培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)細(xì)胞。 　　B 繼代培養(yǎng)細(xì)胞（sub-culture cell）---適宜在體外培養(yǎng)條件下持續(xù)傳代培養(yǎng)的細(xì)胞稱為傳代培養(yǎng)細(xì)胞 　　(2) 細(xì)胞株（cell strain） 正常二倍體，接觸YZ.10~50代 　　(3) 細(xì)胞系（cell line） 亞二倍體或非整倍體，接觸YZ喪失，容易傳代培養(yǎng)。50代以后。 　　2、植物細(xì)胞 　?。?）、 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)） 　　3、非細(xì)胞體系（cell-free system）： 　　只來源于細(xì)胞，而不具有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，但包含了進(jìn)行正常生物學(xué)反應(yīng)所需的物質(zhì)組成體系。 　　二、細(xì)胞工程 　　1、細(xì)胞工程： 　　在細(xì)胞水平上有計(jì)劃的保存、改變和創(chuàng)造細(xì)胞遺傳物質(zhì)，以產(chǎn)生新的物種和品系，或大規(guī)模培養(yǎng)組織細(xì)胞以獲得生物產(chǎn)品。 　　其所使用的技術(shù)主要是：細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞分化的定向誘導(dǎo)、細(xì)胞融合與顯微注射。 　　2、細(xì)胞融合（cell fusion）與細(xì)胞雜交（cell hybridization）技術(shù) 　　? 用人工方法把同種或不同種的兩個(gè)或兩個(gè)以上的細(xì)胞，通過介導(dǎo)物作用，融合成一個(gè)細(xì)胞的技術(shù)。亦稱細(xì)胞雜交（cell hybridization） 　　? 同核融合細(xì)胞 　　? 異核融合細(xì)胞 　　3、單克隆抗體（monoclone antibody）技術(shù) 　　單克隆抗體技術(shù) 　　? 正常淋巴細(xì)胞（如小鼠脾細(xì)胞）具有分泌抗體的能力，但不能長期培養(yǎng)，瘤細(xì)胞（如瘤）可以在體外長期培養(yǎng)，但不分泌抗體。于是英國人Kohler和Milstein 1975將兩種細(xì)胞雜交而創(chuàng)立了單克隆抗體技術(shù)，獲1984年諾貝爾獎(jiǎng)。 　　第四章 細(xì)胞質(zhì)膜與細(xì)胞表面 　　diyi節(jié) 細(xì)胞質(zhì)膜與細(xì)胞表面特化結(jié)構(gòu) 　　第二節(jié) 細(xì)胞連接 　　第三節(jié) 細(xì)胞外被與細(xì)胞外基質(zhì) 　　diyi節(jié) 細(xì)胞質(zhì)膜與細(xì)胞表面特化結(jié)構(gòu) 　　? 細(xì)胞膜(cell membrane)又稱質(zhì)膜（plasma membrane），是指圍繞在細(xì)胞Z外層，由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成的生物膜。細(xì)胞膜只是真核細(xì)胞生物膜的一部分，真核細(xì)胞的生物膜（biomembrane）包括細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)（細(xì)胞器膜和核膜）和細(xì)胞膜（cell membrane）。 　　一、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型 　　1、結(jié)構(gòu)模型 　　1） 三明治質(zhì)膜結(jié)構(gòu)模型: E.Gorter和F．Grendel（1925）， 提出 “protein-lipid-protein”三夾板或三明治質(zhì)膜結(jié)構(gòu)模型，這一模型影響20年之久。 　　2） 單位膜模型(unit membrane model)：J.D.Robertson（1959年），提出單位膜模型，大膽的推斷所有的生物膜都是由蛋白質(zhì)-脂類-蛋白質(zhì)單位膜構(gòu)成，在電鏡下觀察，細(xì)胞膜顯示出 暗---亮----暗三條帶，兩側(cè)的暗帶的厚度約2nm， 推測是蛋白質(zhì)，中間的亮帶厚度約3.5nm，推測是脂雙層分子。整個(gè)膜的厚度約是7.5nm。 　　3） 流動(dòng)鑲嵌模型(fluid mosaic model)： S.J.Singer和G.Nicolson（1972），提出生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型(fluid mosaic model)，這種模型認(rèn)為細(xì)胞膜是由脂質(zhì)雙分子層組成，蛋白質(zhì)以不同的方式，鑲嵌，覆蓋或橫跨雙分子層。流動(dòng)鑲嵌模型強(qiáng)調(diào)了，a 膜的流動(dòng)性，b 膜蛋白分布的不對稱性。 　　4） 脂筏模型（lipid rafts model）： K.Simons et al(1997)，提出了脂筏模型（lipid rafts model）Functional rafts in Cell membranes. Nature 387:569-572。 　　2、生物膜結(jié)構(gòu) 　　目前對生物膜結(jié)構(gòu)的認(rèn)識可以歸納如下: 　　1）磷脂雙分子層是組成生物膜的基本結(jié)構(gòu)成分，尚未發(fā)現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)中起組織作用的蛋白； 　　2）蛋白分子以不同方式鑲嵌在脂雙層分子中或結(jié)合在其表面， 膜蛋白是賦予生物膜功能的主要決定者； 　　3）生物膜可以看成是蛋白質(zhì)在雙層脂分子的二維溶液。 　　二、生物膜的組成成分 　?。ㄒ唬⒛ぶ煞郑耗ぶ饕字?、糖脂和膽固醇三種類型。 　　? 1、磷脂：1）膜脂的基本成分（50％以上） 　　? 2）分為二類: a 甘油磷脂（磷脂酰膽堿、磷脂酰絲氨酸、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰肌醇） 　　? b 鞘磷脂 　　? 3) 主要特征：①具有一個(gè)極性頭和兩個(gè)非極性的尾(脂肪酸鏈) （心磷脂除外）； 　　? ②脂肪酸碳鏈為偶數(shù)，多數(shù)碳鏈由16，18或20個(gè)組成； 　　? ③既具有飽和脂肪酸(如軟脂酸)又有不飽和脂肪酸(如油酸)； 　　? 2、糖脂：糖脂普遍存在于原核和真核細(xì)胞的質(zhì)膜上（5％以下），神經(jīng)細(xì)胞糖脂含量較高； 　　? 3、膽固醇： 1）膽固醇存在于真核細(xì)胞膜上（30%以下），細(xì)菌質(zhì)膜不含有膽固醇，但某些細(xì)菌的膜脂中含有甘油脂等中性脂類。 　　? 2）膽固醇的作用： 　　? ① 調(diào)節(jié)膜的流動(dòng)性； 　　? ② 增加膜的穩(wěn)定性； 　　? ③ 降低水溶性物質(zhì)的通透性。 　?。ǘ?、膜脂的運(yùn)動(dòng)方式 　　? 1、側(cè)向運(yùn)動(dòng)： 沿膜平面的側(cè)向運(yùn)動(dòng)（基本運(yùn)動(dòng)方式） 　　? 2、自旋運(yùn)動(dòng)： 脂分子圍繞軸心的自旋運(yùn)動(dòng)； 　　? 3、 擺 動(dòng)： 脂分子尾部的擺動(dòng)； 　　? 4、 翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：雙層脂分子之間的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，發(fā)生頻率還不到脂分子側(cè)向交換頻率的 　　? 10－10。但在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，新合成的磷脂分子翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)發(fā)生頻率很高。? 　　? 1、定義：脂質(zhì)體是根據(jù)磷脂分子可在水相中形成穩(wěn)定的脂雙層膜的趨勢而制備的人工膜。 　　三、膜蛋白 　?。ǘ?、膜內(nèi)在蛋白與膜脂結(jié)合的方式 　　1、膜蛋白的跨膜結(jié)構(gòu)域與脂雙層分子的疏水核心的相互作用。 　　2、跨膜結(jié)構(gòu)域兩端攜帶正電荷的氨基酸殘基與磷脂分子帶 　　負(fù)電的極性頭形成離子鍵，或帶負(fù)電的氨基酸殘基通過Ca2+、Mg2+等陽離子與帶負(fù)電的磷脂極性頭相互作用。 　　3、某些膜蛋白在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)一側(cè)的半胱氨酸殘基上共價(jià)結(jié)合脂肪酸分子，插入脂雙層之間，進(jìn)一步加強(qiáng)膜蛋白與脂雙層的結(jié)合力，還有少數(shù)蛋白與糖脂共價(jià)結(jié)合。 　?。ㄈ?、去垢劑 　　1、定義：去垢劑是一端親水、另一端疏水的兩性小分子，是分離與研究膜蛋白的常用試劑。 　　四、膜的流動(dòng)性(sk) 　?。ㄒ唬⒛ぶ牧鲃?dòng)性 　　膜脂的流動(dòng)性主要由 　　1 脂分子本身的性質(zhì)決定的，脂肪酸鏈越短， 不飽和程度越高，膜脂的流動(dòng)性越大。 　　2 溫度對膜脂的運(yùn)動(dòng)有明顯的影響。 　　3 在細(xì)菌和動(dòng)物細(xì)胞中常通過增加不飽和脂肪酸的含量來調(diào)節(jié)膜脂的相變溫度以維持膜脂的流動(dòng)性。 　　4 在動(dòng)物細(xì)胞中，膽固醇對膜的流動(dòng)性起重要的雙向調(diào)節(jié)作用。 　　（二）、 膜蛋白的流動(dòng)? 　　熒光抗體免疫標(biāo)記實(shí)驗(yàn)?成斑現(xiàn)象(patching)或成帽現(xiàn)象(capping) ? 　?。ㄈ?、膜的流動(dòng)性受多種因素影響；細(xì)胞骨架不但影響膜蛋白的運(yùn)動(dòng)，也影響其周圍的膜脂的流動(dòng)。膜蛋白與膜脂分子的相互作用也是影響膜流動(dòng)性的重要因素 　　熒光抗體免疫標(biāo)記實(shí)驗(yàn) 　　（二）、膜脂與糖脂的不對稱性? 　　? 膜脂的不對稱性：指同一種膜脂分子在膜的脂雙層中呈不均勻分布； 　　? 糖脂的不對稱性：糖脂分子僅存在于質(zhì)膜的ES面，是完成其生理功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

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