细生网络平台作业答案要点

思考题1

【1】细胞生物学的学科特点：

1.细胞生物学是从细胞的显微，亚显微和分子三个水平对细胞的各种生命活动开展研究的学科。

2.把结构和功能结合起来，并关注细胞间的相互关系，来了解生物体的生长，发育，分化，繁殖，运动，遗传，变异，衰老和死亡等基本生命现象的机制和规律。

3.是生命科学的重要分支学科。

【2】细胞学说的基本内容：

1.一切生物，从单细胞生物到高等动物和植物均由细胞组成。

2.细胞是生物形态结构和功能活动的基本单位。

3.一切细胞只能来自原来的细胞。

4.机体的一切病理现象都基于细胞的损伤。

【3】细胞生物学发展的主要阶段：

1.细胞的发现和细胞学说的创立：1665年英国人Hooke发现细胞。

2.光学显微镜下的细胞学研究：从19世纪中叶到20世纪初期，细胞研究的主要内容是应用固定和染色技术，在光学显微镜下观察细胞的形态结构和细胞的分裂活动。

3.实验细胞学阶段：从20世纪初期到20世纪中叶为实验细胞学阶段，细胞学的研究主要是采用多种实验手段对细胞的各种生化代谢和生理功能进行研究。

4.亚显微结构与分子水平的细胞生物学：1993年E.Ruska等人研制出第一台电子显微镜；电子显微镜的发明和20世纪中叶分子生物学的发展，标志着亚显微结构与分子水平相结合的细胞生物学的开端。

5.细胞生物学的发展趋势：我们相信，21世纪初期完成的包括人类在内的生物体基因组序列分析的工作，将引领细胞生物学的快速发展

【4】一切活细胞都从一个共同的祖先细胞进化而来的证据：

1.所有细胞都有相同的结构，组成和代谢特征。

2.在一切活细胞中组成核酸和蛋白质的化合物是一样的。

3.各种细胞的许多新陈代谢途径是保守的。

4.原核和真核细胞的生物膜具有相似性。

5.一切细胞内都有合成蛋白质的结构--核糖体。

想像地球上生命进化的很早时期，可否假设那个原始的祖先细胞是所形成的第一个仅有的细胞：

可以

【5】比较原核细胞和真核细胞的异同：

都有细胞膜，细胞质和遗传物质。真核生物比原核多一些细胞器和有核膜包被的细胞核。【6】以多细胞的形式生存的比较优越的原因：

真核细胞以失去细胞快速生长为代价而变得精巧复杂。由于其更加复杂的结构，它们可以通过分化进行功能的特化。一个生物中不同的细胞可以承担专门的功能且相互合作。随着这种复杂性的提高，多细胞生物能利用单细胞生物所不能利用的食物来源。

【7】原代培养，细胞株，细胞系：

1.原代培养：从机体取出后立即培养的细胞，此首次培养称之为原代培养。

2.细胞株：通过选择法或克隆形成法从原代培养物或细胞系中获得具有特殊性质或标志物称为细胞株。

3细胞系：细胞株中的细胞在传50代以后将会出现退化死亡，不再传代下去，但在培养的细胞中偶尔也会产生无休止增殖的变异细胞。

【8】讨论并比较电子显微镜和光学显微镜的优点及缺点：

光学显微镜：优点：纯光学放大，放大倍率较高，成像质量较好。缺点：无法观察到微细结构

电子显微镜：优点：放大及分辨率比光学显微镜高。缺点：电子对生物样品损伤极大，染料的保护则破坏了样品本身的形态；

电子显微镜的样品缺乏有效的tag（如光镜中的GFP）；电镜没办法看活动的样品；电镜是黑白的。

【9】电子显微镜和光学显微镜的主要差别：

（1）照明源不同:电镜所用的照明源是电子枪发出的电子流，而光镜的照明源是可见光(日光或灯光)。

（2）透镜不同:电镜中起放大作用的物镜是电磁透镜(能在中央部位产生磁场的环形电磁线圈)，而光镜的物镜则是玻璃磨制而成的光学透镜。

（3）成像原理不同:在电镜中，作用于被检样品的电子束经电磁透镜放大后打到荧光屏上

成像或作用于感光胶片成像。其电子浓淡的差别产生的机理是，电子束作用于被检样品时，入射电子与物质的原子发生碰撞产生散射，由于样品不同部位对电子有不同散射度，故样品电子像以浓淡呈现。而光镜中样品的物像以亮度差呈现，它是由被检样品的不同结构吸收光线多少的不同所造成的。

（4）分辨率：光学显微镜因为光的干涉与衍射作用，分辨率只能局限于02-05um之间。电子显微镜因为采用电子束作为光源，其分辨率可达到1-3nm之间，因此光学显微镜的组织观察属于微米级分析，电子显微镜的组织观测属于纳米级分析。

（5）景深：一般光学显微镜的景深在2-3um之间，因此对样品的表面光滑程度具有极高的要求，所以制样过程相对比较复杂。扫描电镜的精神则可高达几个毫米，因此对样品表面的光滑程度几何没有任何要求，样品制备比较简单，有些样品几何无需制样。体式显微镜虽然也具有比较大的景深，但其分辨率却非常的低。

放大倍数：光学显微镜有效放大倍数1000X。电子显微镜有效放大倍数。

（6）所用标本制备方式不同，电镜观察所用组织细胞标本的制备程序较复杂，技术难度和费用都较高，在取材、固定、脱水和包埋等环节上需要特殊的试剂和操作，最后还需将包埋好的组织块放人超薄切片机切成50～100nm厚的超薄标本片。而光镜观察的标本则一般置于载玻片上，如普通组织切片标本、细胞涂片标本、组织压片标本和细胞滴片标本。可达到1000,000X

（7）应用领域：光学显微镜主要用于光滑表面的微米级组织观察与测量，因为采用可见光作为光源因此不仅能观察样品表层组织而且在表层以下的一定范围内的组织同样也可被观察到，并且光学显微镜对于色彩的识别非常敏感和准确。电子显微镜主要用于纳米级的样品表面形貌观测，因为扫描电镜是依靠物理信号的强度来区分组织信息的，因此扫描电镜的图像都是黑白的，对于彩色图像的识别扫描电镜显得无能为力。扫描电镜不仅可以观察样品表面的组织形貌，通过使用EDS、WDS、EBSD等不同的附件设备，扫描电镜还可进一步扩展使用功能。通过使用EDS、WDS辅助设备，扫描电镜可以对微区化学成分进行分析，这一点在失效分析研究领域由为重要。使用EBSD，扫描电镜可以对材料的晶格取向进行研究。