细胞生物学研究方法细胞生物学
举例说明细胞生物学的研究方法的种类
举例说明细胞生物学的研究方法的种类细胞生物学是研究细胞结构、功能和生理过程的学科，它使用多种方法来进行研究。
下面列举了十种常见的细胞生物学研究方法。
1. 光学显微镜观察：光学显微镜是一种常用的工具，用于观察细胞的形态、结构和功能。
通过调节镜头和使用染色剂，可以更清晰地观察细胞的细节。
2. 电子显微镜观察：电子显微镜是一种高分辨率的显微镜，可以观察到更小的细胞结构，如细胞器、细胞膜等。
它可以提供细胞的高分辨率图像。
3. 细胞培养：细胞培养是将细胞从生物体中分离出来，在含有营养物质的培养基中进行培养的过程。
这种方法可以研究细胞的生长、增殖和功能。
4. 免疫细胞化学：免疫细胞化学是通过使用抗体来标记和检测特定蛋白质的方法。
这种方法可以帮助研究人员了解细胞内不同蛋白质的位置和功能。
5. 细胞分离和纯化：细胞分离和纯化是将特定类型的细胞从混合细胞群中分离出来的方法。
这种方法可以帮助研究人员研究特定细胞类型的功能和特性。
6. 分子生物学技术：分子生物学技术包括PCR、DNA测序、基因克隆等，可以帮助研究人员了解细胞的基因组、基因表达和遗传变异。
7. 蛋白质分析：蛋白质分析是研究细胞内蛋白质的种类、结构和功能的方法。
常用的蛋白质分析方法包括SDS-PAGE、Western blot 等。
8. 细胞生物物理学：细胞生物物理学是研究细胞力学、细胞形态学和细胞力学等方面的学科。
常用的方法包括细胞变形实验、细胞力学模拟等。
9. 高通量筛选：高通量筛选是一种通过自动化实验系统进行大规模筛选的方法。
它可以帮助研究人员快速筛选和鉴定特定分子对细胞的影响。
10. 生物信息学分析：生物信息学分析是利用计算机和统计学方法对细胞数据进行分析的方法。
它可以帮助研究人员从大量数据中提取有用的信息，揭示细胞的复杂性。
细胞生物学的研究方法
细胞生物学的研究方法
细胞生物学是研究细胞的结构、功能和生理过程的科学。
在细胞生物学的研究中，有许多常用的方法。
以下是其中一些常见的研究方法：
1. 细胞培养：将细胞从其天然环境中分离出来，并在实验室中以适当的培养基中培养细胞。
细胞培养使得研究人员能够对细胞进行控制和观察。
2. 显微镜观察：使用光学显微镜或电子显微镜观察细胞的形态、结构和运动。
光学显微镜可以用来观察活细胞，而电子显微镜则能够提供更高分辨率的细胞图像。
3. 免疫细胞化学：使用特异性抗体与细胞中的特定蛋白质结合，然后通过染色或荧光探针，观察并分析这些蛋白质在细胞中的分布和表达水平。
4. 分子生物学技术：包括PCR、DNA克隆、基因测序和蛋白质表达等技术，可以用于研究细胞中的基因和蛋白质。
5. 细胞色素分析：利用生物化学检测方法，测定细胞内特定生物分子的含量和代谢活性，以研究细胞功能和代谢过程。
6. 分离和纯化细胞器：通过细胞破碎和离心技术，将细胞内不同的细胞器分离和纯化出来，以研究它们的结构和功能。
7. 基因编辑技术：如CRISPR/Cas9，可以对细胞中的基因进行精确编辑和改变，以研究基因对细胞功能的影响。
8. 活体成像：利用荧光探针或标记的蛋白质，观察和记录活细胞的动态变化，如细胞分裂、运动和细胞内信号传导等。
以上只是细胞生物学研究中的一些常见方法，实际研究中可能还会使用其他特定的技术和方法，具体取决于研究的目的和需要。
细胞生物学 第二章细胞生物学研究方法
§1 细胞形态结构的观察方法
三、扫描隧道显微镜 （Scanning tunneling microscope，STM）
• 于1981年发明，发明者获 1986年度诺贝尔物理学奖。
• 特点： ①具有原子尺度的高分辨力，
侧（横）分辨率为0.1-0.2nm， 纵分辨率0.001nm； ②除在真空外，还可在空气、 液体等条件下观察； ③非破坏性测量：不受电子 束的轰击、破坏。
• 因此，可用已知的抗体检测未知的抗原。
• 但多数抗原-抗体结合后不出现可见反应，即不能检测 到二者的这种特异性结合。如何检测抗原-抗体发生了 结合反应？
• 用一种可见的标记物标记抗体，通过检测标记物的存
在与否判断抗原-抗体是否发生了结合反应——免疫标
记技术。
抗原
标记物
抗体
二、特异蛋白抗原的定位与定性
s 将二次电子收集并经一系列 的处理在荧光屏上成像。
s 这样，可以得到样品表面的 立体图像。
二、电子显微镜
• 扫描电镜的样品制备：
s 取材； s 固定； s 脱水； s 临界点干燥； s 喷镀； s 电镜观察。
• 分辨本领：较低，一般 在3nm。
• 放大倍数：几万倍。
二、电子显微镜
• 特点：成像具有立体 感。
• 可见光的波长400700nm。
• 光学显微镜的最大分辨 率为0.2μm。
一、光学显微镜
• 光镜样品制备： 石蜡包埋切片， 苏木精-伊红染色。
一、光学显微镜
（二）相差显微镜和微分 干涉显微镜
• 原理：利用显微镜中的 特殊装置，使光线通过 样品时波长和振幅发生 变化，以增大样品明暗 的反差。
• 用途：这两种显微镜可 用于观察未染色的活细 胞的细胞结构及其动态 变化。
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
细胞生物学的研究方法
细胞生物学的研究方法细胞生物学是研究生物体内细胞结构、功能和生理过程的科学。
细胞是生命的基本单位，它们构成了所有生物体的组织和器官。
细胞生物学的研究方法包括许多实验技术和技术工具，以便观察和理解细胞的结构和功能。
一种用于研究细胞结构的重要方法是光学显微镜。
使用光学显微镜可以观察细胞的形态、大小和内部结构。
通过显微镜观察细胞样本时，常使用特殊染色剂来突出显示细胞内的不同结构。
除了光学显微镜外，还有电子显微镜，它能够提供更高分辨率的图像，可以观察到更小的细胞结构，如细胞器和细胞膜。
除了显微镜技术，细胞生物学研究还经常使用细胞培养技术。
通过将细胞以培养物中的无菌条件下培养，可以进行各种实验，如细胞增殖、细胞分化和细胞信号传导等。
细胞培养技术也是生物医学研究的关键手段，可以用于体外药物筛选、细胞治疗等。
分子生物学技术在细胞生物学研究中也扮演着重要的角色。
PCR技术可以扩增DNA片段，从而方便进行基因克隆和表达分析。
蛋白质的表达和定位可以通过免疫荧光染色或原位杂交等技术进行观察。
另外，基因编辑技术如CRISPR/Cas9也为细胞生物学研究提供了新的手段，可以用于精确编辑细胞基因组，从而研究基因功能。
细胞生物学研究中，流式细胞仪也是不可或缺的工具。
流式细胞仪可以快速检测单个细胞的大小、形状、表面标记和内部分子表达等信息。
这对于研究那些需要分析大量细胞的生物学问题是特别有用的。
除了实验技术外，计算生物学和生物信息学也在细胞生物学研究中发挥了重要作用。
生物信息学技术可以用于分析大规模生物学数据，如基因组、转录组和蛋白质组等数据。
这些数据分析可以帮助研究者理解细胞内分子的互作关系、信号通路、基因调控等重要生物学过程。
细胞生物学的研究方法是不断发展和进步的，随着技术的不断更新，研究者可以更准确、全面地理解细胞的结构和功能。
通过综合运用这些方法，可以更深入地探索细胞的生物学特性，为生命科学领域的发展做出更大的贡献。
细胞生物学的研究方法及其应用
细胞生物学的研究方法及其应用细胞生物学是一门研究生物体最基本单位——细胞的科学，它的研究对象是细胞的形态、结构、功能及其相互作用等。
随着科技的发展，细胞生物学的研究手段也在不断更新，使我们对细胞的了解更加深入。
本文将介绍细胞生物学的几种研究方法及其应用。
一、细胞培养技术细胞培养技术是细胞生物学中比较基础的研究手段，它是将组织和细胞移植到含有营养物质和生长因子的培养基中进行培养和繁殖，使其在体外长期存活和生长。
通过细胞培养，研究人员可以从难以获得的生物材料中获得大量的细胞，进行多种实验和研究。
细胞培养技术在药物筛选、细胞变异、细菌感染等方面都有广泛的应用。
例如，在肿瘤治疗中，通过培养患者的肿瘤细胞，可以对其进行敏感性测试，筛选出最佳的治疗方案。
此外，还可以通过细胞培养的方法提取细胞内的 mRNA 或 DNA 进行一系列的分子生物学实验。
二、细胞分离技术细胞分离技术是指将复杂的细胞混合物中的不同类型的细胞分离出来，以便进一步研究。
细胞分离技术有多种方法，比较常用的有洗涤法、筛选法和离心法等。
细胞分离技术的应用十分广泛，如在干细胞移植中，为了避免移植的细胞类型过于复杂，需要先将干细胞分离出来。
此外，在癌症研究中，通过分离出癌细胞和正常细胞，可以更好地研究其生长机理和治疗方法。
三、光学显微镜技术光学显微镜技术是最基础的细胞观察手段，通过光学显微镜可以观察到细胞的形态、结构和运动等。
随着测量技术和计算机视觉的不断发展，现在研究人员可以对细胞及其内部结构进行三维成像和动态观察。
光学显微镜技术可用于对细胞的形态、生理学特征、代谢和运动等状态进行观察。
例如，在生长发育的研究中，光学显微镜可以被用来跟踪细胞分裂和发育过程的中间几个阶段，从而更好地理解细胞生长与分裂的机理。
四、电镜技术电镜技术是对细胞结构和形态的高级观察手段。
通过电镜技术可以观察细胞超微结构，如细胞核、内质网、线粒体和细胞膜等。
电子显微镜技术主要有透射电镜和扫描电镜两种。
细胞生物学细胞生物学研究方法
Methodology of Cell Biology
Cells are (relatively) small and complex. How do we study them?
第三章 细胞生物学研究方法
第一节 显微技术 • 一、光学显微镜
• 二、电子显微镜
• 三、显微操作技术 第二节 细胞分离与细胞培养 第三节 细胞及其组分的分析方法 第四节 细胞生物学研究常用的模式生物
antibodies for immunocytochemistry
Immunofluorescence staining for Golgi (blue) actin (green) histones (red)
颜色†
吸收 光谱 (nm)
发射 光谱 (nm)
Alexa Fluor 蓝色 350 — 405 紫色 — 430 绿色 — 488 蓝绿色 — 500 绿色 — 514 绿色 — 532 绿色 — 546 黄色 — 555 黄绿色 — 568 橙色 — 594 橙红色 — 610 红色 — 633 红色 — 647 红色 — 660 红色 — 680 红色 — 700 红色 — 750 红色
4. 绿色荧光蛋白
Fluorescence microscopy exploits special molecules called fluorophores（荧光团）
Fluorescent dyes/fluorophores absorb light (energy) of a specific color (wavelength)
收特定波长的短波光线，并发射 出比原来吸收波长更长的光。
照明方式通常为落射式
细胞生物学 第2章 细胞生物学研究方法
PRA在散发性浸润性乳腺导管癌中 的表达
王辛，赵彤，赵嘉佳，熊静波. 中华医学杂志 2010， 90（20）：1399-1402
（三）原位杂交技术
• 自学
三、 细胞分离技术
（一）离心分离技术
用离心力和沉降系数的差异进行分离、浓缩和提纯的方法。 是分离细胞器（如细胞核、线粒体、高尔基体）及各种大分子基
描电镜的有效放大倍率为0.2mm/10nm=20000X。
Scanning electron microscope（ SEM）
• 工作原理：是用一束极细的电子束扫描样品，在样品表面
激发出次级电子，次级电子的多少与样品表面结构有关，
次级电子由探测器收集，信号经放大用来调制荧光屏上电
子束的强度，显示出与电子束同步的扫描图像。
（四）暗视野显微镜 dark field microscope
• 用于观察活细胞等无色透明标 本 • 聚光镜中央有挡光片，照明光
线不直接进人物镜，只允许被
标本反射和衍射的光线进入物 镜，因而视野的背景是黑的， 物体的边缘是亮的。 • 可观察 4~200nm的微粒子，
分辨率比普通显微镜高50倍。
（五）相差显微镜
• dX/dt=[2r2 (ρp—ρM) /9η]· · g=s g
• 式中dX/dt为粒子的沉降速度，ρp:颗粒的密度；ρM：悬浮 介质的密度；η：介质粘度；r：为粒子的半径；g：为重 力加速度。 • S：沉降系数（sendimetation coefficient）， 与颗粒直 径、颗粒密度、介质密度、介质粘度有关； • S的单位：秒; • 习惯上把10-13s作为沉降系数的单位（svedberg unit）， 简称S（大写）
λ=光源波长，可见光0.5um N=介质折射率,空气为1,油为1.5 θ=物镜镜口张角的半角
细胞生物学研究方法
细胞生物学研究方法细胞生物学是研究细胞结构、功能和过程的科学学科，主要研究对象是细胞的组成、分裂、分化、代谢、运动、增殖和死亡等。
为了深入研究细胞相关问题，细胞生物学采用了多种研究方法。
第一，显微镜观察法。
显微镜是细胞生物学中最常用的工具之一。
通过显微镜观察，可以观察到细胞的形态、结构和各种细胞器的分布情况。
常用的显微镜有光学显微镜和电子显微镜。
光学显微镜适用于观察活细胞，电子显微镜适用于观察细胞内部细节，如细胞核、线粒体和内质网等。
第二，细胞培养法。
细胞培养是指将细胞在无菌条件下培养于含有营养物质的培养基中，使其持续生长和繁殖。
通过细胞培养，可以研究细胞的生长特性、分裂过程以及对外界刺激的反应。
常用的细胞培养方法有原代培养、细胞株培养和三维培养等。
第三，细胞分离和纯化法。
细胞分离和纯化是将不同类型的细胞从混合细胞群中分离出来，以便对某种细胞进行独立的研究。
常用的方法有细胞悬浮液经过离心分离、细胞表面标记技术以及细胞排序等。
第四，分子生物学技术。
分子生物学技术可以用于研究细胞的基因表达、代谢等分子机制。
其中，PCR技术可以复制DNA序列，用于检测细胞内特定基因的存在和表达水平。
原位杂交技术可以检测细胞内特定mRNA的定位和表达情况。
第五，蛋白质分析技术。
蛋白质分析技术主要用于研究细胞内蛋白质的分布、结构和功能。
常用的方法有蛋白质电泳、质谱分析、免疫印迹等。
第六，遗传学方法。
遗传学方法可以用于研究细胞的遗传特征和突变。
如基因敲除和基因敲入技术可以研究基因在细胞中的作用；细胞杂交技术可以研究细胞核酸的互补性和杂交情况。
细胞生物学研究方法的不断更新和发展，使我们对细胞的理解越来越深入。
这些方法的应用使得我们能够更好地揭示细胞的机制和功能，为解决许多重大疾病和生物学问题提供了有力的工具。
细胞生物学研究方法
细胞生物学研究方法细胞生物学是生物学的重要分支，它研究细胞的结构、功能和活动特征。
而现代细胞生物学的研究方法却是非常多样化的。
一、细胞培养技术细胞培养技术是现代细胞生物学最重要的实验手段之一。
它可以用来研究细胞的生长、分裂、分化和死亡等基本生物学过程，同时也可以用来筛选和测试新药物。
在细胞培养方面，流行的方法包括传统的水平指向法、悬浮式培养法、三维培养法等。
其中，三维培养法是比较新的技术，它可以用来模拟体内的三维环境，提高细胞培养的成功率。
二、显微镜技术显微镜是细胞生物学研究中必不可少的工具。
根据不同的研究目标，可以使用不同的显微镜。
光学显微镜用于观察细胞表面结构和细胞内分子分布，而电子显微镜用于观察细胞的内部结构和纳米级别的分子组成。
与传统显微镜相比，近年来兴起的超分辨率显微镜则更加革命性。
超分辨率显微镜可以在纳米级别下观察细胞内部的生物活动，这种技术又被称为“光学雷达”。
三、基因编辑技术基因编辑技术是一种能够修改基因的方法，它可以用于研究某些基因在细胞生物学中的作用。
最著名的一种基因编辑技术是CRISPR/Cas9，它可以精确地切割DNA序列，进而实现基因的精准编辑。
基因编辑技术的核心技术是分子生物学，分子生物学技术的快速发展促进了基因编辑技术的加速发展。
同时，这些技术也正在被用于战胜某些遗传疾病。
四、蛋白质组学技术蛋白质组学技术是一种研究细胞内蛋白质分布、结构和功能的技术。
目前，主要的蛋白质组学技术包括蛋白质电泳、蛋白质质谱和蛋白质芯片技术等。
在这些技术中，蛋白质质谱技术是一个较为常用的技术。
蛋白质质谱技术可以快速而准确地识别和定量细胞内蛋白质。
它可以被用作生物医学和生命科学的研究手段，推动蛋白质研究的发展。
总之，在现代细胞生物学研究中，许多方法都得到了迅速发展。
这些方法的应用广泛，它们推动着细胞生物学的不断前进。
未来，我们相信这些工具将继续提高我们对细胞结构、功能及疾病机制的认识。
细胞生物学研究方法
细胞生物学研究方法细胞生物学是研究细胞结构、功能和行为的科学学科。
细胞是生物体的基本组成单位，研究细胞生物学可以帮助我们揭示生物体内部的复杂机制，并对疾病的发生和治疗提供重要的指导。
在细胞生物学的研究中，有许多重要的实验方法和技术。
下面将介绍几种主要的细胞生物学研究方法。
1. 细胞培养：细胞培养是一种最基本的细胞生物学实验方法。
它通过在培养基中提供适当的营养物质和条件，使细胞在体外生长和繁殖。
细胞培养可以用于研究细胞的生理功能、生长和分化等过程。
2. 细胞染色：细胞染色是观察和研究细胞结构和组成的重要方法。
常用的细胞染色方法包括荧光染色、核酸染色、蛋白质染色等。
例如，核酸染色可以使用荧光染料如荧光素染色DNA，观察细胞的染色体结构和DNA复制过程。
3. 细胞分离与纯化：细胞分离与纯化是将混合细胞群体中的细胞单独分离出来并获得纯净的细胞群体的方法。
常用的细胞分离与纯化方法包括离心、差速离心、密度梯度离心等。
这些方法可以帮助研究者获得纯净的细胞样本，便于后续的分析和实验。
4. 细胞显微镜观察：细胞显微镜观察是研究细胞结构和功能的主要方法之一。
通过使用显微镜，研究者可以观察到细胞的内部结构和细胞器。
随着光学显微镜和电子显微镜技术的发展，观察细胞的分辨率和细节越来越高。
5. 免疫学技术：免疫学技术在细胞生物学研究中扮演了重要的角色。
常用的免疫学技术包括免疫组织化学、流式细胞术、免疫沉淀等。
这些技术可以用来检测和定量细胞表面标记物、细胞内蛋白质和核酸等，以研究细胞的功能和代谢过程。
6. 分子生物学技术：分子生物学技术是研究细胞基因表达和遗传信息的重要工具。
常用的分子生物学技术包括PCR、蛋白质电泳、蛋白质质谱等。
这些技术可以帮助研究者检测和分析细胞中的DNA、RNA和蛋白质等分子成分，以了解细胞基因表达和调控的机制。
7. 基因编辑技术：基因编辑技术如CRISPR-Cas9已经成为细胞生物学研究中的重要工具。
02细胞生物学第二章 细胞生物学研究方法
（四）暗视野显微镜 dark field microscope
• 聚光镜中央有挡光片，照明光线不直 接进人物镜，只允许被标本反射和衍 射 的光线进入物镜，因而视野的背景 是黑 的，物体的边缘是亮的。
• 可观察 4~200nm的微粒子，分辨率 比普通显微镜高50倍。
（五）相差显微镜
• 相差显微镜在结构上进行了特别设计，尤其是光学系统有很 大的不同， 可用于观察未染色的活细胞 .由P.ZEMIKE于1932年 发明,并因此获1953年诺贝尔物理奖.
透射电镜
—、光学显微镜 （一）普通光学显微镜 •1. 构成： • ①照明系统 • ②光学放大系统 • ③机械装置 •2. 原理：经物镜形成倒 立实像，经目镜进一步 放大成像。
透镜的像差 •球面像差 •慧形像差 •像散 •像场弯曲 •畸变 •色差
球差：由主轴上某一物点向光学系统发出的单色圆锥形光束，经该光学系 列折射后，若原光束不同孔径角的各光线，不能交于 主轴上的同一位置， 以至在主轴上的理想像平面处，形成一弥散 光斑（俗称模糊圈），则此光 学系统的成像误差称为球差。
A Yeast Cell
冰冻断裂与 冰冻蚀刻技术
（二）扫描电子显微镜
•20世纪60年代问世，用来观察标本表面结构。
• 分辨力为6~10nm ，由于人眼的分辨力 （区别荧光屏上距离 最近两个光点的能力 ）为0.2mm，扫描电 镜的有效放大倍率为 0.2mm/10nm=2000 0X。
• 工作原理：是用一束极细的电子束扫描样 品，在样品表面激发出次级电子，次级电子 的多少与样品表面结构有关，次级电子由探 测器收集，信号经放大用来调制荧光屏上电 子束的强度，显示出与电子束同步的扫描图 像。
• 紫外蓝光激发滤板：此滤板可使300～450nm范围内 的光通过。常用型号为ZB-2或ZB-3，外加BG-38。
细胞生物学研究方法总结
细胞生物学研究方法总结细胞生物学是研究细胞的结构、功能和活动的学科领域。
在细胞生物学研究中，科学家们使用了多种方法和技术来观察和探索细胞的奥秘。
本文将总结几种常见的细胞生物学研究方法，包括显微镜技术、细胞培养和基因编辑等。
一、显微镜技术显微镜技术是细胞生物学研究中最基础也是最常用的方法之一。
通过显微镜，科学家能够观察到细胞和细胞内各种结构的微观细节。
常见的显微镜技术包括：1. 光学显微镜：利用光线聚焦成像的原理，可以观察到细胞核、细胞质以及细胞膜等基本结构。
2. 电子显微镜：通过利用电子束的原理，将样品进行电子显微镜投射，可以观察到细胞内更细微的结构，如线粒体、高尔基体等。
3. 共聚焦激光显微镜：利用激光光源和经过滤波的探测器，可以在三维空间内重建出细胞内的结构和分子分布。
二、细胞培养细胞培养是研究细胞生物学的常用方法之一。
通过将人类或动植物组织中的细胞分离并生长在培养皿中，科学家可以观察到细胞在不同生长条件下的行为和反应。
常见的细胞培养技术包括：1. 原代细胞培养：从活体组织中分离出来的原代细胞，可以用于观察细胞的形态、增殖和代谢等。
2. 细胞系：将原代细胞进行传代培养并永久保存，形成细胞系，可用于长期的细胞研究。
3. 三维细胞培养：将细胞种植在具有三维结构的培养基中，如凝胶、支架等，模拟体内环境，有助于研究细胞的生长、分化和功能。
三、基因编辑基因编辑技术是近年来迅速发展的一种研究方法。
通过人工干预细胞的基因组，科学家们能够修改细胞的遗传信息，探索基因与细胞功能之间的关系。
常见的基因编辑技术包括：1. CRISPR-Cas9系统：通过引入特定的CRISPR RNA和Cas9蛋白质，可以实现对细胞基因组的定点突变和修复。
2. TALEN：利用转录激活样效应子核酸酶（TALEN）来剪切和编辑细胞基因组。
3. RNA干扰（RNAi）：通过引入特定的小分子RNA序列，可以靶向特定基因的mRNA分解，从而实现基因的沉默。
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。
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-3细胞生物学研究方法
02
Charged Plates
Fluorescence Activated Cell Sorting
添加标题
1
添加标题
2
+
添加标题
3
Single cells sorted into test tubes
添加标题
4
FALS Sensor
添加标题
5
Fluorescence detector
应用：胶体金粒子对蛋白质有很强的吸附功能，可以与葡萄球菌Ａ蛋白、免疫球蛋白、毒素、糖蛋白、酶、抗生素、激素、牛血清白蛋白多肽聚合物等结合，因而在基础研究和临床试验中成为非常有用的工具。
免疫胶体金标定(Immunogold labeling)
利用了胶体金颗粒具有高电子密度的特性，在蛋白质与金粒子结合处，在显微镜下可见黑褐色颗粒。因此，可以观察蛋白质的分布区域。
基本原理： 氯金酸(HAuCl4)在还原剂作用下，可聚合成一定大小的金颗粒，形成带负电的疏水胶状溶液。由于静电作用而成为稳定的胶体状态，故称胶体金。 胶体金标记：实质上是蛋白质等高分子被吸附到胶体金颗粒表面的过程。
吸附机理：因胶体金颗粒表面负电荷，与蛋白质的正电荷基团因静电吸附而形成牢固结合。用还原法可以方便地从氯金酸值被各种不同颜色的胶体金颗粒。
细胞培养
在体外模拟体内的生理环境，培养从机体中取出的细胞，并使之生存和生长的技术为细胞培养技术。培养中的细胞不受体内复杂环境的影响，人为改变培养条件(如物理、化学、生物等外界因素的变化)即可进一步观察细胞在单因素或多因素的影响下的生理功能变化。
人的细胞培养
细胞系: 原代培养物经首次传代成功后即为细胞系，有无限的传代能力。 细胞株: 通过原代培养或经过细胞克隆与选择而建立的、具有特异的性质或标记的细胞系，但是它们具有有限的传代能力。
细胞生物学常用研究方法
Southern杂交：是体外分析特异DNA序列的方法，操作时先用限制性内切酶将核DNA或线粒体DNA切成DNA片段，经凝胶电泳分离后，转移到醋酸纤维薄膜上，再用探针杂交,通过放射自显影，即可辨认出与探针互补的特殊核苷序列.将RNA转移到薄膜上,用探针杂交，则称为Northern杂交.RNAi技术: 是指在进化过程中高度保守的、由双链RNA（double-stranded RNA，dsRNA）诱发的、同源mRNA 高效特异性降解的现象.由于使用RNAi技术可以特异性剔除或关闭特定基因的表达,所以该技术已被广泛用于探索基因功能和传染性疾病及恶性肿瘤的基因治疗领域。
可以利用siRNA或siRNA表达载体快速、经济、简便的以序列特异方式剔除目的基因表达，所以现在已经成为探索基因功能的重要研究手段。
Southern杂交一般利用琼脂糖凝胶电泳分离经限制性内切酶消化的DNA片段，将胶上的DNA变性并在原位将单链DNA片段转移至尼龙膜或其他固相支持物上，经干烤或者紫外线照射固定，再与相对应结构的标记探针进行杂交,用放射自显影或酶反应显色，从而检测特定DNA分子的含量]。
扫描电镜技术：是用一束极细的电子束扫描样品，在样品表面激发出次级电子，次级电子的多少与样品表面结构有关，次级电子由探测器收集，信号经放大用来调制荧光屏上电子束的强度，显示出与电子束同步的扫描图像。
细胞显微分光光度计:用来描述薄膜、涂层厚度超过1微米的物件的光学性能的显微技术。
免疫荧光技术:将免疫学方法(抗原抗体特异结合)与荧光标记技术结合起来研究特异蛋白抗原在细胞内分布的方法.由于荧光素所发的荧光可在荧光显微镜下检出，从而可对抗原进行细胞定位。
电镜超薄切片技术：超薄切片是为电镜观察提供极薄的切片样品的专门技术。
用当代较好的超薄切片机，大多数生物材料，如果固定、包埋处理得合适，可以切成50-100微米的超薄切片。
Northern印迹杂交（Northern blot）。
细胞生物学及其研究方法
细胞生物学及其研究方法细胞是生命的基本单位，是构成生物体的组成部分。
细胞生物学是研究细胞的结构、功能及其在生物体中的作用的学科。
细胞生物学的研究方法主要包括显微术、分子生物学与遗传工程、细胞培养和细胞成像等。
显微术是研究细胞生物学的起点。
早在17世纪，荷兰科学家安东尼·范·莱文虽然没有能看到活细胞，但是用普通显微镜可以看到大量的组织细胞。
随着显微告诉的不断升级，人们可以越来越清晰的观察到细胞的变化。
后来，人们发现了两种新的显微方法：电子显微术和荧光显微术。
电子显微术是采用电子束代替了可见光束，可以提供比普通光学显微镜更高分辨率的细节，可以看到细胞更小的结构，如各种病毒、某些蛋白质和酶等细胞器，能够帮助细胞生物学家研究细胞结构的形态、成分及其内部组成。
而荧光显微术则是一种主要用于显示细胞中蛋白质、细胞器等分子的成像方法。
在荧光显微术中，将染色体、生物标记物标记上荧光染料，再用启动器在激发荧光染料后引诱波长，并从接收信号孔中分离荧光。
分子生物学和遗传工程是另外一个用于研究细胞生物学的方法。
分子生物学是指用分子方法研究细胞的生物学性质的学科。
近年来，分子生物学的发展极大地推动了生物化学和遗传工程的进步。
现在，分子生物学通过逆转录聚酰酶(RT-PCR)、互补DNA技术(reverse genetics)、DNA测序、GeneChip技术等方法，已经能够用细胞DNA的序列来推断细胞的含义、生命特征和进化历程等。
细胞培养是指在特定的药品、培养液、温度、湿度等条件下，培养细胞，并研究其生物学特性和遗传转录特性。
细胞培养在许多实验中是令人难以替代的手段，特别是细胞生物学和生物技术方面。
常常的，研究人员需要在特定的培养液中，进行细胞培养，并通过增减试剂、药品和调整细胞的生物环境，来探究细胞的各种生物学变化及分子内部组板。
----------最后，细胞成像是指通过显微镜、荧光显微镜等设备来获取细胞的图像。
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(二)相差显微镜(phase-contrast microscope,PCM)
由P．Zernike于1932年发明，并因此获1953年诺贝尔物理奖。 这种显微镜最大的特点是可以观察未经染色的标本和活细胞。
利用物体不同结构成分之间的折射率和厚度的差别，把通过物 体不同部分的光程差转变为振幅（光强度）的差别。P31
用于观察超微结构(ultrastructure),及小于0.2 μm ,光镜下无 法看清的结构.
光 镜 与 电 子 显 微 镜 透 射 电 镜 的 结 构
( )
3.制样技术:
1）超薄切片技术 :步骤:P36
• 电子束穿透力很弱, 超薄切片厚度仅50nm左右， 用超薄切片机（ultramicrotome）制作。 • 通常以锇酸和戊二醛固定样品，丙酮逐级脱水， 环氧树脂包埋，以热膨胀或螺旋推进的方式切片， 重金属（铀、铅）盐染色。
第一节 细胞形态结构的观察方法
光学显微镜 :以可见光为光源
电子显微镜:以电子束为光源
一、光学显微镜技术
（一）普通光学显微镜
1.结构:
①照明系统 :光源和聚光器 ②光学放大系统 :物镜和目镜
③机械装置 :用于固定材料和观察方便
双筒显微镜
单筒显微镜
2.原理:经物镜形成倒立实像,再经目镜进 一步放大成像。
环状光阑 装在聚光镜的下方，而与聚光镜组合为 一体——相衬聚光镜。它是由大小不同的环 形光阑装在一圆盘内，外面标有10X、20X、 40 X、100X等字样，与相对应倍数的物镜配 合使用。
原理图:
微分干涉显微镜 Differential interference contrast microscope （DIC）
在构造上，相差显微镜有不同于普通光学显微镜两个特殊之处： 1.环形光阑（annular diaphragm）位于光源与聚光器之间，作用 是使透过聚光器的光线形成空心光锥，焦聚到标本上。 2.相位板（annular phaseplate）在物镜中加了涂有氟化镁的相位 板，可将直射光或衍射光的相位推迟1/4λ
3.几个概念:
① 放大(率)倍数:显微镜最后形成的物体 放大像与被检物体的大小比例, 即像高比物 高。
②分辨力(resolving power):指显微镜（或人 的眼睛距目标25cm处）能分辨物体最小间 隔的能力。 ③数值孔径(镜口率)（Numeric Aperture） ： NA=ｎsin(α/2)
(三) 荧光显微镜 技术 (Fluorescence microscope)
1.荧光显微镜的特点: ①光源为紫外光，波长 较短，分辨力高于普通显 微镜
②照明方式通常为落射式，即光源通过物镜投射于样品上
③有两个特殊的滤光片，激发光滤片用以滤除可见光，目镜 和物镜之间的阻断滤片用于滤除紫外线，用以保护人目
制作光学镜头所用的玻璃折射率为1.65~1.78，所用介质的折 射率越接近玻璃的越好。 镜口角总是要小于180，所以sin(a/2)的最大值必然小于1 对 于干燥物镜来说，介质为空气，镜口率一般为0.05~0.95；油 镜头用香柏油为介质，镜口率可接近1.5。 普通光线的波长为400~700nm，因此普通显微镜的最大分辨 率数值不会小于0.2μm，人眼的分辨力是200μm ，所以一般 显微镜设计的最大放大倍数通常为1000倍。
LCSM照片，蓝色为细胞核，绿色为微管
(五)暗视野显微镜
• 聚光镜中央有挡光片，视野背景是黑 的，只允许被标本反射和衍射的光线 进入物镜，物体边缘是亮的。 • 可观察 4~200nm的微粒子，分辨率比 普通显微镜高50倍。
光路图
(六)倒置显微镜
倒置显微镜 inverse microscope
荧光标记:同一样品可以同时用两种以上的荧光素标记
荧光显微镜照片（微管呈绿色、DNA蓝色）
（四）、激光扫描共焦显微境
激光共聚焦扫描 显微镜光路图
激光扫描共焦显微镜的特点: 用激光作扫描光源，逐点、逐行、逐面快速扫描 成像 ，能显示细胞样品的立体结构 分辨率大约是普通光学显微镜的3倍 用途类似荧光显微镜,但能扫描不同层次,形成立 体图像 扫描的激光与荧光收集共用一个物镜，物镜的焦 点即扫描激光的聚焦点，也是瞬时成像的物点
莱卡超薄切片机
内质网透射电镜图
2）负染技术ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 用重金属盐(如磷钨 酸) 染色；吸去染料 干燥后，样品凹陷 处铺了一层重金属 盐，而凸的出地方 没有染料沉积，从 而出现负染效果， 分辨力可达1.5nm左 右。
Negative Stained Archaebacteria
当两束光通过光学系统时会发生相互干涉，如果相 位相同，干涉的结果是亮度增强，反之，就会相互 抵消变暗，这就是光波的干涉现象。 微分干涉显微镜是以平面偏振光为光源，光线经棱 镜折射后分成两束，在不同时间经过样品的相邻部 位，然后经过另一棱镜将这两束光汇合，从而样品 中厚度上的微小差别就会转化成明暗区别，增加了 样品反差，造成了标本的人为三维立体感，类似大 理石上的浮雕。 微分干涉显微镜适于研究活细胞中 较大的细胞器，如果接上录像装置可以记录活细胞 中的颗粒以及细胞器的运动。
• 光学显微镜的分辨力 R=0.61λ/N.A．
– 其中λ为入射光线波长； – N.A．为镜口率 ＝ｎsin(α/2)； – n=介质折射率；
– α=镜口角（样品对物镜镜口的张角） 。
表一、几种介质的折射率
介质 折射率
空气 1
水 1.33
香柏油 1.515
α 溴萘 1.66
4.显微镜的几个光学特点
• 物镜与照明系统颠倒；
• 用于观察培养的活细胞，
通常具有相差或 DIC 物
镜，有的还具有荧光装
置。
二、电子显微镜技术(electron microscope )
（一）、透射电子显微镜 (transmission electron microscope， TEM）
1932年Ruska发明
原理:(电子显微镜与光学显微镜的成像原理基本一样 ) 用电子束作光源，用电磁场作透镜 ,电子束的波长与发射 电子束的电压平方根成反比，也就是说电压越高波长越短. 分辨率0.2nm,放大倍数为数百万倍.