细胞生物学第三章
医学细胞生物学-细胞连接
第三章：细胞微环境与细胞连接
2023/4/16
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细胞环境包括内环境（细胞内环境）和外 环境（细胞外环境）。
细胞对其环境的稳定性要求很高，其调节 通过细胞与细胞、细胞与环境之间的相互 作用来实现。
作用方式为通过细胞与细胞、细胞与细胞 外基质间的相互识别、黏着、连接和通讯 等…
临床案例
细胞粘着分子
细胞粘附分子的作用方式
1、钙粘着蛋白（钙粘素）
钙粘素(cadherin) ，其作用依赖于Ca2＋。至今已鉴定 出30种以上钙粘素，分布于不同的组织。 多为单次跨膜蛋白，介导同嗜性细胞粘着。
钙粘素的作用：
1．介导细胞连接。在成年脊椎动物，E-钙粘素是保持上皮
细胞相互粘合的主要CAM，是粘合带的主要构成成分。
细胞粘着分子
★大致分为四类：钙粘素、选择素、免疫 球蛋白超家族及整联蛋白家族。 细胞粘附分子都是跨膜糖蛋白，分子结构 由三部分组成：①胞外区，肽链的N端部 分，带有糖链，负责与配体的识别；② 跨膜区，多为一次跨膜；③胞质区，肽 链的C端部分，一般较小，或与质膜下的 骨架成分直接相连，或与胞内的化学信 号分子相连，以活化信号转导途径。
1.间隙连接(gap junction) 分布组织： 普遍存在与各种组织细胞中(成熟骨骼肌细胞和循环系统中
的血细胞除外),相邻膜间有2~4nm距离,故又名缝隙连接.
结构特点： 双方接触面积较大的盘状结构/连接子(Connexons)
许多6-8nm的六角形颗粒规则地排列在质膜上
每个六角形颗粒称为一个“连接小体”，是缝隙连接的结构单位
4、整联蛋白家族
整合素（integrin）专 门介导异嗜性黏着，其 作用依赖于Ca2＋/Mg2+。 介导细胞与细胞间的相 互作用及细胞与细胞外 基质间的相互作用。几 乎所有动植物细胞均表 达整合素。 异二聚体，可识别RGD 序列
细胞生物学第三章细胞生物学研究方法知识讲解
利用放射性标记技术研究生物大分子 在细胞内的合成动态
步骤
– 适宜的放射性前体分子标记机体或细胞 – 常规制片 – 暗室敷乳胶(核子乳胶3-10m) – 暗盒暴光或自显影 – 显影、定影、观察
与显微自显影区别
敷胶要单层晶体 暴光时间长
定量细胞化学分析技术
细胞显微分光光度术(Microspectrophotometry) 利用细胞内某些物质对特异光谱的吸收， 测定这些物质(如核酸与蛋白质等)在细胞 内的含量 包括： 紫外光显微分光光度测定法 可见光显微分光光度测定法 BACK
0.2 m
电子显微镜技术(Electro microscopy)
0.2nm
扫描探针显微镜(Scanning Probe Microscope)
3nm, 0.7nm
扫描遂道显微镜 (scanning tunneling microscope)
（侧0.1-0.2，纵0.001nm）
BACK
光学显微镜技术
自发荧光(叶绿素)、诱发荧光(酸性品红、甲基 绿、吖啶橙)
优点：
– 多种成分定位 – 只有激发荧光可成像，敏感度高 – 染色简便 – 标本呈彩色图像 – 固定细胞和活细胞
数字成像显微技术
图像后期处理，提高信/噪比、放大信号 摄像机和计算机 原理：摄取同一区域多幅图像，信号经
计算机放大、假信号减弱或消除
BACK
扫描遂道显微镜原理
量子力学中的隧道效应，即在低电压下，二电 极之间具很大阻抗，阻止电流通过(势叠)
当二电极间近到一定距离时，电极间产生了电 流(隧道电流)，且Iexp(-2Kd)，d为针尖与样品 间距离，K为常数，d转化为I的函数而被测定
扫描探针与样品接触或达到很近距离时，即产 生彼此间相互作用力，并在计算机显示出来，从 而反映出样品表面形貌信息、电特性或磁特性等
《细胞生物学》第三章 细胞基本特征
水 无机盐
单糖 脂肪酸 氨基酸 核苷酸
一、细胞的小分子物质
无机小分子
水 细胞中含量最大（70%），极性小分子， 游离水
良好溶剂，是细胞内生化反应的场所。 结合水
无机盐 以离子形式存在
种类
阳离子：Na+,K+,Ca2+,Fe2+,Mg2+等 阴离子：Cl-,SO42-,PO43-,HCO3-等
功能
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细胞的数目
成年人大约有２×１０１４个细胞，新生婴儿大 约有２×１０１２个细胞。
第三节 细胞的生命特征（自习）
一、新陈代谢是细胞的基本生命特征 二、细胞是生命生长、发育和繁殖的基础 三、遗传性是细胞的重要生命特征 四、细胞生命的进化
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在二级结构的基础上借氢键、酯键、离子 键、疏水键等再行折叠，即为三级结构。
4.蛋白质的四级结构(quaternary structure)
两条以上呈独立三级结构的肽链借氢键 等化学键相互形成更复杂的空间结构。
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蛋白质的四级结构
★蛋白质的一、二、三级结构都是单条多肽链的变化。只有一条多
a、维持细胞内外液的渗透压和PH值
b、与蛋白质或脂类结合，组成具有一定功能的结合蛋白质 （如血红蛋白）或脂（如磷脂）
3、氨基酸(amino acid)
共同结构
含有氨基的有机酸，差别 主要是R侧链的不同
碱性的氨基
酸性的羧基
主要功能 20种常见氨基酸参与合成蛋白质
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侧链
4、核苷酸 (nucleotide)
(一)核酸的种类
脱氧核糖核酸（DNA） 核 糖 核 酸（RNA）
细胞生物学第三章
线粒体是有氧呼吸的主要场所，负责合 成ATP，为细胞提供能量。此外，线粒 体还参与细胞分化、凋亡以及信号转导 等过程。
叶绿体
结构
叶绿体由双层膜、类囊体和基质三部分组成。类囊体是一种扁平的小囊状结构， 在类囊体薄膜上，有进行光合作用的色素和酶。基质中含有大量与光合作用有 关的酶。
功能
叶绿体是植物进行光合作用的场所，能将光能转化为化学能，合成有机物，并 释放氧气。
内质网
结构
内质网是由一层膜形成的扁平囊状结构，分为粗面内质网和 光面内质网两种类型。粗面内质网表面附有核糖体，参与蛋 白质的合成和加工。光面内质网表面没有核糖体附着，主要 参与脂类物质的合成。
功能
内质网是蛋白质的合成、加工和运输的场所，同时也是脂类 合成的重要基地。
高尔基体
结构
高尔基体是由扁平的囊和小泡形成的网状结构。在动物细胞中，高尔基体与分泌 物的形成有关；在植物细胞中，高尔基体与细胞壁的形成有关。
有丝分裂
有丝分裂的定义
有丝分裂是一种比较复杂的细胞分裂方式，特点是分裂过程中出现纺锤丝和染色体的周期性变化。
有丝分裂的过程
有丝分裂可以分为前期、中期、后期和末期四个阶段。在前期，染色体出现；在中期，染色体排列在赤道板上；在后 期，着丝点分裂，染色单体分开成为两组子染色体；在末期，细胞一分为二，形成两个子细胞。
减数分裂的特点
减数分裂是生殖细胞形成过程中 所特有的分裂方式，多见于高等 生物的繁殖过程中。
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糖类
与蛋白质结合形成糖蛋白， 参与细胞识别和信号转导。
细胞膜的功能
物质运输
细胞膜控制物质进出细胞， 包括主动运输、被动运输 和胞吞胞吐等方式。
细胞生物学——第三章 细胞的分子基础
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2.蛋白质的二级结构： 2.蛋白质的二级结构： 蛋白质的二级结构 在一级结构的基础上， 在一级结构的基础上，借氢键在氨基酸残 基之间连接，使多肽链成为螺旋 或折叠(β) 螺旋(α)或折叠 基之间连接，使多肽链成为螺旋 或折叠 的结构。（氢键） 。（氢键 的结构。（氢键）
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3.蛋白质的三级结构： 3.蛋白质的三级结构： 蛋白质的三级结构 在二级结构的基础上再行折叠。（氢 在二级结构的基础上再行折叠。（氢 。（ 酯键，离子键，疏水键） 键，酯键，离子键，疏水键）
DNA双螺旋结构模型 双螺旋结构模型
DNA的双链形成 的双链形成
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Watson和 Crick的DNA双螺旋结构模型 Watson和 Crick的DNA双螺旋结构模型 1.DNA分子是由两条相互平行方向相反的 分子是由两条相互平行方向相反的 多核苷酸链围绕着同一中心轴形成的双螺 旋结构。 旋结构。 2.两条长链的碱基在双螺旋内侧按碱基配对 两条长链的碱基在双螺旋内侧按碱基配对 原则（ 原则（A=T，G三C）以氢键相连。 ， 三 ）以氢键相连。 3.相邻碱基对旋转 °，间距 相邻碱基对旋转36° 间距0.34nm，一 相邻碱基对旋转 ， 个螺旋包含10个碱基旋转 °，螺距为 个碱基旋转360° 个螺旋包含 个碱基旋转 3.4nm。 。
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一、单糖 单糖的通式： 单糖的通式：（CH2O）n，其中n为正整数。 其中n为正整数。 单糖中最重要的是五碳糖和六碳糖。 单糖中最重要的是五碳糖和六碳糖。 五碳塘即戊糖，包括核糖（Ｃ 五碳塘即戊糖，包括核糖（Ｃ５Ｈ１０Ｏ５） 和脱氧核糖（Ｃ ）。核糖和脱 和脱氧核糖（Ｃ５Ｈ１０Ｏ４）。核糖和脱 氧核糖是核酸的主要组成成分。 氧核糖是核酸的主要组成成分。 二、双糖和多糖 由葡萄糖组成重复结构的简单多糖， 由葡萄糖组成重复结构的简单多糖，在 动物体内主要是糖原， 动物体内主要是糖原，在植物细胞中主要 是淀粉。它们可以储存能量。 是淀粉。它们可以储存能量。
细胞生物学学第3章PPT课件
4. 功能
桥粒对组织起支持作用；并抵抗外界的压力和张力。
黏着带和黏着斑对细胞起附着和支持作用。
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三、通讯连接(Communication Junction)
方式： ● 间隙连接 ● 化学突触 ● 胞间连丝
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（一）间隙连接(gap junction)
1. 概念
相邻细胞质膜间通过连接子形成一个间隙连接单位
5.脂筏模型：
膜蛋白的非极性区
磷脂
胆固醇
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二、细胞膜的生化组成
（一）膜脂 1. 成分
①磷脂 ②糖脂 ABO ③胆固醇和其余脂类
2. 运动方式
①测向运动 ③摆尾运动
②自旋运动 ④翻转运动
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3. 脂质体：
根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜 的趋势而制备的人工膜。
﹡类型： (a)磷脂分子团 (c)平面
1. 为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境 2. 选择性的物质运输 3. 细胞内外信号的跨膜传递 4. 为多种酶提供结合位点，进行能量转换 5. 介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接； 6. 参与形成细胞表面特化结构
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第三节 膜骨架
一、 膜骨架
质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结 构，它参与维持质膜的形状并协助质膜完成多种生 理功能。
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一、蛋白聚糖(Proteoglycan, PG)
1. 分布
所有结缔组织和细胞外基质及许多细胞表面
2. 结构：
由糖胺聚糖（GAGs)与核心蛋白的丝氨酸残 基共价连接形成的巨分子.
3. 功能:
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3. 糖胺聚糖 Glycosaminoglycans（GAGs）
每条氨基聚糖链由重复的二糖单位构成的长链 多糖 .二糖单位之一是氨基己糖(氨基葡萄糖或氨 基半乳糖)和糖醛酸。
细胞生物学 第三章细胞质膜
三、膜蛋白
（二）整合膜蛋白与膜脂的结合 方式
• 整合膜蛋白不同程度嵌入脂双 层的内部，为跨膜蛋白。
• 他们在结构上可分为：胞外结 构域、跨膜结构域和胞内结构 域。
①跨膜结构域与脂双层分子的疏 水核心相互作用；——为主
②跨膜结构域的两端通过离子键 与磷脂极性头部相互作用；
③某些膜蛋白通过在胞质一侧的 半胱氨酸残基与脂肪酸分子共 价结合。
一、细胞质膜的结构模型
• 代表性的模型。 • 1925年，Gorter和Grendel研
究红细胞后指出：质膜是 由双层脂质分子构成的。 • 1935年，Davson和Danielli 提出了第一个细胞膜模型： “蛋白质-脂质-蛋白质”三 明治式的结构。
一、细胞质膜的结构模型
• 1959年，Robertson通过 电镜观察到膜呈暗-明暗三层式结构（单位 膜），提出单位膜模型 （unit membrane model）：细胞膜是由 蛋白质-脂质-蛋白质的 单位膜组成。
的名称 s 细胞外表面（ES）；
细胞膜的外小叶 s 原生质表面（PS）；
细胞膜的内小叶； s 细胞外小叶断裂面
（EF）； s 原生质小叶断裂面
（PF）。 • 细胞内的膜系统的命
名也如此。
二、膜的不对称性
（二）膜脂的不对称性 • 指同一种膜脂分子在膜脂内
外两层（内小叶、外小叶） 中呈不均匀分布。 • 糖脂的分布为完全不对称性， 其糖侧链都在细胞外表面， 原生质表面则无。
• 目前对生物膜结构的认识： ①生物膜的基本结构成分是脂
分子，磷脂分子以疏水性尾 部相对，极性头端朝向水相 形成磷脂双分子层。 ②蛋白质镶嵌在磷脂双分子层 中或结合在其表面，生物膜 的特性与功能由蛋白质实现。 ③生物膜可以看成是蛋白质在 脂双分子层中的二维溶液。 ④在细胞生命活动中，生物膜 处于不断的动态变化中，如 内陷、出芽、融合等。
细胞生物学 第三章
图3-6
膜各个断面的名称
第一节
细胞膜
（1）膜脂的不对称性 膜脂的不对称性是指同一种膜脂分子在膜的脂双层中 呈不均匀分布。组成膜两个单层的膜脂种类不同。糖脂的 分布表现出完全不对称性，其糖侧链部都在质膜的ES面上， 所以糖脂仅存在质膜的细胞外小页中，糖脂的不对称分布 是完成其生理功能的结构基础。膜脂的不对称性有重要的 生理意义，有一些疾病，如镰刀状贫血病、未分化肿瘤细 胞等疾病都是质膜脂双层的不对称性发生紊乱造成的。 （2）膜蛋白的不对称性 膜蛋白的不对称性是指每种膜蛋白分子在细胞膜上都 有明确的方向性和分布的区域性。各种生物膜的特征及功 能主要由膜蛋白决定的，膜蛋白的不对称性是生物膜完成 复杂有序的各种生理功能在时间上与空间上的保证。
第三节 细胞连接
2.胞间连丝 胞间连丝是植物细胞特有的通讯连接。是由穿过细胞壁的质膜围 成的细胞质通道，直径约20～40nm。因此植物体细胞可看作是一个巨 大的合胞体。通道中有一由膜围成的筒状结构，称为连丝小管。连丝 小管由光面内质网特化而成，管的两端与内质网相连。连丝小管与胞 间连丝的质膜内衬之间，填充有一圈细胞质溶质。一些小分子可通过 细胞质溶质环在相邻细胞间传递（图3-13）。
第三节 细胞连接
1.桥粒和半桥粒
在锚定连接中，如果细胞是通过中间纤维锚定到骨架上，这种连接方式 称为桥粒(desmosome)。通常在易受牵拉的组织结构中，桥粒最为丰富，如 皮肤、口腔、食管等处复层鳞状上皮细胞易受撕拉和摩擦，其细胞间桥粒最 丰富。
图3-10 桥粒结构模式图
第三节 细胞连接
2.粘着带和粘着斑
第三节 细胞连接
一、封闭连接
封闭连接（occluding junction）是指在相邻细胞的质膜之间，只 有2nm或更小，甚至没有间隔。
《细胞生物学》考研习题解析(第三章 细胞生物学研究方法和技术)
第三章细胞生物学研究方法和技术一、名词解释荧光漂白恢复技术：即fluorescence photobleaching recovery，FPR或fluorescence recovery after photobleaching，FRAP。
首先利用亲脂性或亲水性的荧光分子，如荧光素、绿色荧光蛋白等与蛋白或脂质耦联，然后利用高能量的激光束照射被被标记的特定区域，使该区域标记分子的荧光发生不可逆淬灭而被漂白。
因非照射区域荧光标记分子的移动，使得漂白区域逐渐恢复荧光。
该技术可用于研究蛋白质的运动。
酵母双杂交技术：该技术用于研究蛋白质之间的相互作用。
放射自显影技术：利用放射性同位素（如3H、14C等）的电离辐射对乳胶（含AgBr 活AgCl）的感光作用，研究样本中放射性化合物在机体、组织和器官、细胞中的分布、定位、运动等生物学活动。
二、选择题1. 正常细胞培养的培养基中常需要加入血清，主要是因为血清中含有（）。
A 氨基酸；B 核酸；C 生长因子；D 维生素。
【答案及解析】C。
加入血清主要是为培养基增加生长因子。
2. 冰冻蚀刻技术主要用于（）。
A 电子显微镜；B 光学显微镜；C 原子力显微镜；D 激光共聚焦显微镜。
【答案及解析】A。
冰冻蚀刻技术属于电镜制样技术之一，另外还有超薄切片技术、负染色技术、电镜三维重构与低温电镜技术、扫描电镜技术等。
3. 建立分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞是通过下列哪种技术构建的？（）A 细胞融合；B 核移植；C 病毒转化；D 基因转移。
【答案及解析】A。
4. 关于光镜的使用下列哪项有误？（）A 观察标本时，应双眼同时睁开，双手并用；B 按照从低倍镜到高倍镜到油镜的顺序进行操作；C 使用油镜时，需要在标本上滴香柏油，将聚光器降至最低，光圈关至最小；D 使用油镜时，不可一边在目镜中观察，一边下降镜筒或上升载物台。
【答案及解析】C。
三、填空题1. 体外培养的细胞，不论原代还是传代细胞一般不保持体内原有的细胞形态。
第三章 细胞生物学研究方法
第三章细胞生物学研究方法一．名词解释1.福尔根反应：特异显示DNA分布的反应。
酸水解可除去RNA，仅保留DNA，冰出去DNA 上嘌呤脱氧核糖核苷键上的嘌呤，使脱氧核糖的醛基暴露。
所暴露的自由醛基与西夫试剂反应呈紫红色。
2.负染色：用重金属盐(如磷钨酸钠、醋酸铀等)对铺展在载网上的样品进行染色，使整个载网都铺上一层重金属盐，而有凸出颗粒的地方则没有染料沉积。
染色后，在电镜下观察时，被观察的对象为亮的，背景为暗的，反衬出样品中的生物大分子及其复合物的形态。
3.原位杂交：用标记的核酸探针通过分子杂交确定特意核苷酸序列在染色体上火细胞中的位置的方法。
4.原代培养：直接从动物体内获取细胞进行首次培养，称原代培养。
5.传代培养：原代培养的细胞在一个容器中增殖到一定的密度后，将细胞分散到多个容器中继续培养的方式称传代培养。
6.细胞株：从原代培养细胞群中筛选出的具有特定性质或标志的细胞群，一般可顺利地传40-50代次，它保持染色体二倍体的数量及接触抑制行为。
7．细胞系：从肿瘤组织培养建立的细胞群或培养过程中发生突变或转化的细胞，使其获得“不死性”特征，从而无限增殖，从正常组织或胚胎组织也可以建立细胞系，这是一个含有多个细胞谱系的混杂细胞群体。
8.探针：带有放射性同位素、生物素或其他活性物质标记的某种特定的DNA或RNA片段，用于核酸分子杂交技术以检出标本中待测核酸分子。
9.超薄切片：是一种主要的透射电子显微镜制样技术，利用超薄切片机将样品切成40-50nm 左右，穿透很弱的电子束才能透过。
其主要步骤为：固定、脱水、包埋、切片、染色。
二．填空1、细胞生物学常用的光镜有相差显微镜、微分干涉显微镜、和荧光显微镜。
2、利用超速离心机对细胞组分进行分级分离的常用方法有差速离心和密度梯度离心。
3、单克隆抗体技术是将B淋巴细胞与无限繁殖的肿瘤细胞杂交的技术。
4、对电镜观察的生物样品有_要求样品很薄和保持样品的精细结构5、贴壁生长的细胞具有三个特点：单侧生长、形态多变、接触抑制。
细胞生物学第三章
1、举例说明电子显微镜技术与细胞分子生物学技术的结合在现代细胞生物学研究中的应用。
超薄切片技术（固定包埋切片染色）：一般用于细胞超微结构观察负染色技术：观察亚细胞结构，甚至病毒，具有一定的背景清除效果冷冻蚀刻技术：形成断面，便于观察胞质中的细胞骨架纤维及其结合蛋白电镜三维重构技术：前提是能形成蛋白质衍射晶体易构建三维结构扫描电镜技术：通常在观察前镀一层金膜，立体感强但局限于观察物体表面2、光学显微镜技术有哪些新发展?它们各有哪些突出优点?为什么电子显微镜不能完全代替光学显微镜?相差微分干涉显微镜技术：观察活细胞成为可能，增加的光程差使图像立体感更强荧光显微技术：其特异性检测所需的观察物质，能排除其他环境干扰，精确定位激光扫描共焦显微镜技术：改变纵向分辨率，不同切面构成的图像，经叠加形成三维结构荧光共振能量转移技术：主要用于观测两种蛋白是否直接作用及作用的强弱不可取代的原因：观察非超微结构的需要，观察活细胞及其正常生理反应的需要，对一般实验的定性很适用3、为什么说细胞培养是细胞生物学研究的最基本的技术之一？细胞培养的理论依据是细胞全能性，是生命科学的研究基础，是细胞工程乃至基因工程的应用基础。
植物细胞的培养为植物育种开辟了一条崭新的途径；动物细胞培养为疫苗的生产、药物的研制与肿瘤防治提供全新的手段；特别是干细胞的培养与定向分化的技术的发展，有可能在体外构建组织甚至器官，由此建立组织工程，同时在细胞治疗及其基因治疗相结合的应用中显示出诱人的前景。
4、为什么说支原体可能是最小最简单的细胞存在形式?细胞生存与繁殖必须具备的结构装置：（1）细胞膜（2）DNA与RNA（3）核糖体10-20nm/每核糖体（4）酶100种-50nm，支原体>=0.1nm，因此，作为比支原体更小、更简单的细胞，又要维持细胞生命活动的基本要求，似乎是不可能存在。
5、为什么说病毒不是细胞？病毒是由一个核酸分子（DNA或RNA）和蛋白质外壳构成的，是非细胞形态的生命体，是最小、最简单的有机体。
【重庆医科大学】细胞生物学---第三章-细胞的分子基础和细胞的概述
第三节
原核细胞和真核细胞
一.原核细胞(prokaryotic cell)的基本结构 （一）支原体(mycoplasma)
（二）细菌(bacteria)
二.真核细胞(eukaryotic cell)的基本结构
真核细胞的基本结构
细胞膜 溶酶体 高尔基复合体 细胞膜 光 镜 下 细胞质 结 构 细胞核 电 镜 下 结 构 膜相结构 线粒体 过氧化氢体 内质网 核膜 核糖体 核仁 染色质 核基质
病毒在细胞内增殖（复制）
病毒侵入细胞，病毒核酸的侵染
病毒核酸的复制、转录与蛋白质的合
成
病毒的装配、成熟与释放
第二节
一.细胞的形态
二.细胞的大小
细胞的基本概念
1m=102cm=103mm=106um=109nm
最小、最简单的细胞-支原体（mycoplast)
体积很小，直径为0.1——0.3um 具有典型的细胞膜 一个环状的双螺旋DNA mRNA 核糖体 能合成700多种蛋白质 细胞分裂方式为一分为二 以上特征与非细胞形态的生命体——病毒是根 本不同的
非膜相结构
微丝 中等纤维 微管 中心粒 细胞质基质
原核细胞与真核细胞的比较
特征 原核细胞 细胞大小 较小（1~10µ m） 细胞核 无核仁和核膜 细胞器 无（除核糖体外） 核糖体 70S（50S+30S） 染色体 只有一条DNA， DNA裸露不与组蛋 白和酸性蛋白结合， 染色体为单数。 内膜系统 简单 细胞骨架 无 细胞壁 主要组分为肽聚糖 转录和翻译 出现在同一时间和 地点（细胞质中） 细胞分裂 无丝分裂 真核细胞 较大（10~100 µ m） 有核仁和核膜 有各种细胞器 80S（60S+40S） 有几条DNA，DNA与组 蛋白和酸性蛋白结合， 有若干对染色体。
第三章细胞生物学研究方法
第三章细胞生物学研究方法一、是非判断1．提高显微镜的分辨率，可通过缩短波长，或给标本染色。
2．光学显微镜和电子显微镜的差别在于后者的放大倍数远远大于前者，所以能看到更小的细胞结构。
3．亚显微结构就是超微结构。
4．电子显微镜的镜筒中是真空的，其目镜与光学显微镜的目镜也有很大区别。
5．在电子显微镜下观察细胞核时用碱性品红染色，染色质被染成红色。
6．为了使光学显微镜或电子显微镜标本的反差增大，可用化学染料对标本进行染色。
7．生物样品的电子显微镜分辨率通常是超薄切片厚度的十分之一，因而切得越薄，照片中的反差越强，分辨率也越高。
8．透射或扫描电子显微镜不能用于观察活细胞，而相差或倒置显微镜可以用于观察活细胞。
9．CsCl密度梯度离心法分离纯化样品时，样品要和CsCl混匀后分装，离心时，样品中不同组分的重力不同，停留在不同区带中。
10．用免疫荧光技术可显示与酶解过程有关的酶是否结合在微管上。
11．用带有标记的特定核酸分子作探针，测定与之互补的染色体DNA区段的位置，称为原位杂交。
12．Western blotting是体外分析RNA的技术。
13．进行流式细胞术时，所用的细胞需染色，而且还需对组织块中的细胞进行分散处理。
二、选择1．要观察肝组织中的细胞类型及排列，应先制备该组织的( )。
A．滴片B．切片 C．涂片 D．印片2．小鼠骨髓细胞染色体标本一般制备成细胞的( )。
A．滴片B．切片 C．涂片 D．印片3．观察血细胞的种类和形态一般制备成血液( )。
A．滴片D．切片 C．涂片 D．印片4．提高一般光学显微镜的分辨能力，常用的方法有( )。
A．利用高折射率的介质(如甘油) B．调节聚光镜，加红色滤光片C．用荧光抗体示踪D．将标本染色5．下列( )与显微镜能达到的分辨率无关。
A．光波波长B．物镜的放大倍数C．标本和透镜之间的物质的折射率D．透镜的数值孔径6．适于观察培养瓶中活细胞的显微镜是( )。
A．扫描电镜B．荧光显微镜C．相差显微镜D．倒置显微镜7．用于观察活细胞的显微镜是( )。
细胞生物学-第3章-细胞生物学研究方法(翟中和第四版)
基础上，添加 “环状光阑”和
“相差板”，将光程差或相位差， 转换成振幅差。 • 这是在构造上，相差显微镜不同于 普通光学显微镜两个特殊之处。
体外培养MDCK 细胞在普通（明视场）光学显微镜（A） 和相 差显微镜（B）下拍摄图像效果的比较
（二）相差显微镜和微分干涉显微镜
（一）普通复式光学显微镜——样品制备
甲醛
石蜡
5μm
（二）相差显微镜和微分干涉显微镜
相差显微镜
发明： 1934~1935 荷兰物理学家Zernike 设计和发明相差显微 镜，并获得诺贝尔奖。
原理：利用光线干涉的原理把透过标本的可见光的光程差变 成振幅差，表现为明与暗的对比，从而提高了各种结构之间 的对比度，使标本的各种结构变得更清晰。
（Байду номын сангаас）荧光显微镜——基本原理
特点： 1. 利用汞灯或氙灯作为荧光激 发光源，波长较短，分辨 率高于普通显微镜； 2 . 核心部件是滤光片系统及专 用物镜镜头； 3. 滤光片系统由激发滤光片和 阻断滤光片组成。 应用： 对细胞内生物大分子进行 定性、定位研究。
520~560nm的 绿色荧光透过
阻断滤光片
用超速离心技术分离细胞组分
组织匀浆
差速离心
密度梯度离心
分离出各组分
用途：于分离细胞器与生物大分子及其复合物 差速离心：分离密度不同的细胞组分
密度梯度离心：精细组分或生物大分子的分离
二、细胞成分的细胞化学显示方法
• 显色剂与细胞组分中特殊基团的结合 • 通过显色剂在细胞中的定位及颜色的深浅来判断蛋白质、 核酸、多糖和脂质在细胞中的分布和相对含量
福尔根反应 Feulgen stain
细胞生物学第三章 细胞基本结构
发生变化。如平滑肌细胞在体内呈梭形，而在离体 培养时则可成多角形。
草 履 虫
眼虫
钟形虫
植 物 气 孔 细 胞
植 物 薄 壁 细 胞
木 材 中 的 导 管
人 类 红 细 胞
巨 噬 细 胞
分裂中的链球菌
分裂中的大肠杆菌
The spore of Bacillus anthracis 炭疽杆菌胞子
二、支原体 mycoplasma
• 大小0.2~0.3μm，可通过滤菌器、无细胞壁。 • 细胞膜中胆固醇含量较多，约占36%，凡能作用
于胆固醇的物质（如二性霉素B、皂素等）均可 引起支原体膜的破坏而使支原体死亡。 • 基因组为环状双链DNA，分子量小，合成与代谢 很有限，肺炎支原体寄生于细胞表面。
体积百分比 54 22 9 6 6 1 1 1
二、细胞器
• 细胞器（organelle）：细胞内特定的功能结构域， 有两类，一类是膜围成的，构成内膜系统。另一 类细胞器是没有膜包围的。
• 主要细胞器有：①endoplasmic reticulum、②Golgi body；Golgi apparatus、③lysosome、④endosome （内涵体）、⑤mitochondrion、⑥chloroplast、⑦ peroxisome、⑧cytoskeleton、⑨centriole（中心 粒）、⑩ribosome。
发菜。
Cyanobacteria
原核细胞和真核细胞的区别
类别
原核细胞
真核细胞
细胞大小 较小（1μm～10μm）
较大（10μm～100μm ）
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细胞生物学第三章
• 倒置显微镜则是将相差显微镜的构 件颠倒装配，本末倒置而成的，并 装有恒温设备、闭路电视和缩时摄 象机，是能够完善适用于细胞培养 的观察监视系统。
• 微分干涉显微镜却是另一种不需染 色而可以直接观察活细胞精细结构 及动态变化的技术设备，其分辨率 比普通光镜要提高一个数量级。
请记 住 0.2μ !!! 这个数值就是显微
水平与亚（超）微水平的分界线。
• ∵显微镜的分辨力有一定的极限， ∴其放大率受分辨力制约而不可能无限 提高。 普通光镜放大率的经验界值： 有效放大倍数极限 ═ 物镜最大镜口率 ×1000
• 例： 普通显微镜的油镜镜口率为 1.25，故此台显微镜的最大有效放大倍 数为1250倍。
（二）电子显微镜
• 1.透射电镜 TEM transmission electron microscope , • 透射电镜的成像光路图，与光镜的基本类似。
只不过是以电子枪所发射的高速电子流代替了 照明光源，又以三组电磁线圈所构成的磁透镜 代替了玻璃制成的聚光镜、物镜和目镜。 第 一组磁透镜能将电子流聚集到样品上 （ 故称 为会聚镜），第二组磁透镜能使穿透过样品的 电子射线折射形成初级放大象（称为物镜）， 而第三组磁透镜则是通过第一、第二中间镜和 投影镜进行连续三次的再放大，最终投射到荧 光屏上，使电子图象转变成可见的光学图象。
• i.换用短波长的“照明光源”，来提高分 辨力。如： 紫外光显微镜、电子显微镜
• ii.应用特殊光学效应， 增强反差， 来提 高分辨能力。 如：相差显微镜、微分干 涉显微镜
细胞生物学第三章
• ⒉相差显微镜 phase contrast microscope
• 原理：光波的三个光学特性：（1）光波有波 长。 对于光波波长变化，肉眼觉察为颜色变化; （2）光波有振幅。 对于光波振幅变化（即振幅 差），肉眼觉察为明暗变化； （3）光波有相位 （ 相位是指某一时刻， 光在其前进路线上的位 置）。对于光相位的变化（即相位差），肉眼是 不能觉察的。
• 当光线穿过无色透明且非匀质的被检物体（如 活细胞），其波长和振幅都无明显变化，仅光相 位出现了一定程度的变化，此时观察会感觉反差 较小，对物体内部的结构难分辨，这就是普通光 镜不适宜用于观察活细胞的原因。
• 相差显微镜却是运用一些特殊装置，使通 过被检物体的光线分离成两组光波，并人 为地促使这两组光波之间微弱的相位差加 大，再经过光波干涉作用，使看不见的相 位差转变成可见的振幅差，从而造成反差 增强，便能够清晰看到被检物体及其内部 细微结构了。所以，相差显微镜下的样品 标本不需染色，即可以十分清晰地观察活 细胞及其内部结构的变化。
第三章 细胞生物学研究方法
• 一、细胞形态结构观察
• 〈一〉光学显微镜 • ⒈普通光镜的性能指标：放大率（放大倍
数），分辨力，清晰度、焦点深ห้องสมุดไป่ตู้，镜象亮度 • 分辨力（分辨率、分辨本领）：能分辨两个
物点之间最短距离的能力，通常是以分辨距离 来表示的，即分辨距离越小，则分辨力越高。
• 人肉眼分辨力测试，是规定在明视距离为25cm 所分辨的最短间距来表示，正常人肉眼分辨力的 极限值是0.1 mm毫米。显微镜的分辨力可按下 列公式来计算 :
细胞生物学第三章
3.荧光显微镜 fluorescence microscope
• 原理：以紫外光为光源，使被检材料中 的荧光物质激发出荧光，从而对细胞内 某些物质进行定性和定位分析。荧光现 象有两种：1.自发荧光—细胞内某些天 然荧光物质被紫外光照射所 激 发 的 荧 光， 例，叶绿素—血红色自发荧光； 2.诱发荧光—在细胞中加入某种不会使 细胞化学组分变性的荧光染料（ 荧光 素 ）， 与细胞内某种特定成分结合在 一起，经紫外光照射激发出荧光。
• 高级研究显微镜的油镜镜口率为1.4， 则此镜的最大有效放大倍数为1400倍。
• 如果放大倍数超过限度， 则视野中物象 会变模糊 ，细微结构反倒分辨不清 ，成 为了 无效放大。 由于物镜镜口率受入射 镜口角和介质折射率的限制， 不可能再 更进一步提高了。 所以科学家们从另外 两个途径来改进显微镜：
细胞生物学第三章
激光扫描共焦显微镜
Laser scanning confocal microscope
• 激光扫描共焦显微镜的物镜和聚光镜是 聚焦于同一焦点之上，故能排除焦平面 以外荧光的干扰，因此其分辨率比普通 荧光显微镜要提高1.4—1.7倍， 并还能 以“光学切片”方式去观察较厚样品之 中的内部精细结构。
• 例：荧光染料吖啶橙，可使RNA发 出红色荧光，而使DNA发出绿色荧 光。
• 结构特点：1 采用紫外光发生装置： 高压汞灯 + 激发装置 + 滤光装置
•
2 透镜由石英玻璃制成，
以便减少光通路上的紫外光损耗
•
3 目镜中要装压紫滤片
• 荧光显微镜目前在分子细胞生物学研究中应用 十分广泛，以荧光素标记各种探针进行基因定 位分析或对某些特定蛋白质进行定性定位检测 分析，灵敏清晰。在荧光显微镜下对样品可同 时采用两种以上荧光探针检测，依据其不同颜 色的荧光信号，我们能一次判断识别多个基因 （或蛋白）的位点，因此这是非常实用的研究 技术。例如，绿色荧光蛋白 GFP 可用于进行 活体观察。 此外， 由于在荧光标记检测实验 中， 易发生一些非检测目标出现假象的 “背 景噪音” 问题， 因而现可在荧光显微镜设备 上安装一套“数字成像处理系统”，即把图像 信息通过摄像机和电脑的图象数字化处理，使 信号反差得以放大增强，对假象削弱或消除， 从而明显提高检测的准确率和灵敏度。
• R=0.61 λ / N·A
（R是分辨距离，0.61是常数，λ是照明光波波长， N·A是显微镜物镜的镜口率—光学性能指标， 每个物镜的外壳上都标有其镜口率的数值）。
细胞生物学第三章
• ∵分辨距离R与镜口率N·A成反比关系
• ∴若把最大镜口率1.25（ 即油镜镜口 率）代入公式，可见， 最小分辨距离 ≈λ∕２ 。 由于可见光中最短波长（紫光）0.4μm （即400nm）， ∴普通光镜最大分辨 力的理论极限应为0.2μm。