细胞生物学第四版

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电子扫描断层成像技术显示细菌的 部分鞭毛及其复杂的基部结构(箭 头所指)(图3-15)
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扫描电镜原理示意图(A),扫描电 镜下可清晰地显示原生动物四膜虫 表面的纤毛和口器(B)(图3-16)
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三、扫描隧道显微镜
• 扫描隧道显微镜:一种利用隧道效应来探测微观世界物质 表面形貌的显微镜。
一、原核细胞 二、支原体—最小最简单的细胞 三、细菌和蓝藻—原核细胞的两个代表类群 四、古核细胞(古细菌)
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生物界的基本类群(图2-2)
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支原体(A)及其模式图(B) (图2-3)
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细菌的结构(图2-4)
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革兰氏阳性菌(A)与革兰氏阴性菌 (B)的细胞壁(图2-5)
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• 古核细胞在形态结构、遗传装置虽与原核细胞相似,但一些基本分子生物学特点又与真核细胞接近 。
• 真核细胞的结构可以概括为三大体系:(1)生物膜体系以及以生物膜为基础构建的各种独立的细 胞器;(2)遗传信息表达的结构体系;(3)细胞骨架体系。此外,细胞体积的守恒规律及其制约 因素的分析,细胞的形态结构和功能的相关性与一致性,动植物细胞的差异等均是真核细胞知识的 重要组成部分。
• 相差显微镜:一种将相位差转变成振幅差(明暗差)的显微 镜,可观察不染色的活细胞。
• 微分干涉显微镜:一种将样品厚度上的微小区别转化成明暗 区别相差显微镜。
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两束光波之间的相互干涉(图3-5)
• A:相位相同时 • B: 相位相反时
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两种不同类型的光学显微镜所拍摄的图 像比较(图3-6)
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第二章 细胞的统一性与多样性
第一节 细胞的基本特征 第二节 原核细胞与古核细胞 第三节 真核细胞 第四节 病毒—非细胞形态的生命体
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第一节 细胞的基本特征
一、细胞是生命活动的基本单位 二、细胞的基本共性
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人体由200多种不同的细胞组成 (图2-1)
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第二节 原核细胞与古核细胞
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第三章 细胞生物学研究方法
第一节 细胞形态结构的观察方法 第二节 细胞及其组分的分析方法 第三节 细胞培养与细胞工程 第四节 细胞及生物大分子的动态变化 第五节 模式生物与功能基因组的研究
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第一节 细胞形态结构的观察方法
一、光学显微镜 二、电子显微镜 三、扫描隧道显微镜
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几种显微镜可观察的样品大小(箭头之 间的范围)及其分辨能力(右侧箭头所 指位置)(图3-1)
1. 电子显微镜与光学显微镜的基本区别 2. 电子显微镜的分辨本领与有效放大倍数 3. 电子显微镜的基本构造
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电子显微镜的基本结构(A)和成像原 理(B)(图3-10)
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电子显微镜与普通光学显微镜的基本区 别(表3-1)
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(二)、主要电镜制样技术
1. 超薄切片技术:切片厚度一般仅为40~50nm 2. 负染色技术:用重金属盐对电镜样品进行染色的技术,使
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本章概要
• 细胞生物学是研究细胞生命活动基本规律的学科,它是现 代生命科学的基础学科之一。细胞生物学研究的主要方面 包括: ① 生物膜与细胞器;②细胞信号转导;③细胞骨 架体系;④细胞核、染色体及基因表达;⑤ 细胞增殖及 其调控;⑥细胞分化及干细胞;⑦ 细胞死亡;⑧细胞衰 老;⑨ 细胞工程;⑩细胞的起源与进化。
细胞生物学教学课件
第一章~~~~~~第七 章
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第一章 绪论
第一节 细胞生物学研究的内容与现状 第二节 细胞学与细胞生物学发展简史
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第一节 细胞生物学研究的内容与现状
一、现代生命科学中的一门重要的基础前沿学科 二、细胞生物学的主要研究内容
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细胞重大生命活动及其关系示意图(图11)
• 分辨率:能区分开两个质点间的最小距离 • 眼睛、光学显微镜和电子显微镜的分辨率分别为:0.2mm
、0.2μm和0.2nm
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一、光学显微镜
(一)、普通复式光学显微镜 (二)、相差显微镜和微分干涉显微镜 (三)、荧光显微镜 (四)、激光扫描共焦显微镜
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(一)、普通复式光学显微镜
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用密度梯度离心分离细胞组分示意 图(图3-18)
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二、细胞成分的细胞化学显示方法
• 为了测定蛋白质、核酸、多糖和脂质等细胞组分,通常利 用一些显色剂与所检测物质中一些特殊基团特异性结合 (反应)的特征,通过显色剂在细胞中的定位及颜色的深 浅来判断某种物质在细胞中的分布和相对含量。
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三、特异蛋白抗原的定位与定性
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病毒的基本类型(图2-14)
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病毒结构的示意图(图2-15)
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戊型肝炎病毒的冷冻电镜图片(图 2-16)
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在细胞核内增殖的腺病毒(图2-17 )
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病毒在细胞中的增殖过程(图2-18 )
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电镜超微切片下的山羊痘病毒(图2-19 )
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病毒的核酸类型及其代表科(表2-2 )
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(四)、激光扫描共焦显微镜
• 激光扫描共焦显微镜:用聚焦极好的激光束对样品单一景 深的层面进行快速扫描,从而获得“光学切片”效果的显 微镜。
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激光扫描共焦显微镜的原理图(图3-8 )
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荧光显微镜(A)和激光扫描共焦显微镜 (B)所观察图像的比较(图3-9)
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二、电子显微镜
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定殖于小鼠回肠末端的分节丝状菌 (图2-10)
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动物细胞(A)和植物细胞(B)模 式图(图2-11)
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第四节 病毒—非细胞形态的生命体
一、病毒的基本知识 二、病毒在细胞内增 三、病毒与细胞在起源于进化中的关系
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牛传染性鼻气管炎病毒的超微结构 (图2-12)
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类病毒的电镜照片(图2-13)
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第二节 细胞及其组分的分析方法
一、用超离心技术分离细胞组分 二、细胞成分的细胞化学显示方法 三、特异蛋白抗原的定位与定性 四、细胞内特异核酸的定位与定性 五、定量细胞化学分析与细胞分选技术
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一、用超离心技术分离细胞组分
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用差速离心法分离细胞匀浆中的各 种细胞组分(图3-17)
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第二节 细胞学与细胞生物学发展简史
一、细胞的发现 二、细胞学的建立及其意义 三、细胞学的经典时期 四、实验细胞学与细胞学的分支及其发展 五、细胞生物学学科的形成与发展
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重要概念与学说
• 原生质体 (protoplast ):去掉细胞壁的植物细胞或其 他去壁细胞。
• 细胞学说(cell theory ):生物科学的重要学说之一,包 括三个基本内容:所有生命体均由单个或多个细胞组成; 细胞是生命的结构基础和功能单位;细胞只能由原有细胞 分裂产生。
体外培养的MDCK细胞的图 像
• A: 普通显微镜所拍 • B:相差显微镜所拍
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(三)、荧光显微镜
• 由于荧光显微镜的暗视野为荧光信号提供了强反差背景, 非常微弱的荧光信号亦可得以分辨。
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荧光显微镜的基本原理及其应用(图37)
• A: 基本原理 • B:不同荧光素所需激发波长与所产生的荧光波长比较 • C:在有丝分裂中期中
细菌的复制、转录和翻译同时进行 (图2-6)
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蓝藻(图2-7)
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古细菌的细胞膜脂(图2-8)
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第三节 真核细胞
一、真核细胞的基本结构体系 二、细胞的大小及其影响因素 三、原核细胞与真核细胞的比较 四、植物细胞与动物细胞的比较
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细胞的大小及其调控(图2-9)
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原核细胞与真核细胞基本特征的比 较(表2-1)
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本章概要(二)
• 细菌与蓝藻是原核细胞的两个重要代表。原核细胞的共同特征:没有核膜、遗传信息载体仅仅是一 个裸露的环状DNA分子,除核糖体与细胞质膜及其特化结构外,几乎不存在其他复杂的细胞器。将 原核细胞与真核细胞进行比较,从进化与动态的观点分析,主要有两个基本差异:一是以生物膜系 统的分化与演变为基础,真核细胞形成了复杂的内膜系统,构建成各种具有独立功能的细胞器,双 层核膜将细胞分隔为细胞核与细胞质两个基本部分;二是遗传结构装置的扩增与基因表达方式的相 应变化。由于上述的根本差异,真核细胞的体积也相应增大,内部结构更趋复杂化,生命活动的时 间与空间的布局更为严格,细胞内部出现精密的网架结构——细胞骨架。
普通光学显微镜成像示意图(图3-2 )
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决定光学显微镜的分辨率的要素(图33)
D = 0.61 λ∕[N ·sin(α/2)]
• D: 分辨率 • λ:入射光的波长 • N:介质的折射率(1或1.5) • α:物镜的镜口角
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石蜡切片的制备程序(图3-4)
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(二)、相差显微镜和微分干涉显微镜
(一)、电子显微镜的基本知识 1. 电子显微镜与光学显微镜的基本区别 2. 电子显微镜的分辨本领与有效放大倍数 3. 电子显微镜的基本构造
(二)、主要电镜制样技术 1. 超薄切片技术 2. 负染色技术 冷冻蚀刻技术 4. 电镜三维重构与低温电镜技术 5. 扫描电镜技术
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(一)、电子显微镜的基本知识
• 病毒是非细胞形态的生命体,但所有的病毒,必须在细胞内才能表现它们的基本生命活动——复制 与增殖。病毒是最小、最简单的生命体,主要是由一个核酸分子(DNA或RNA)与蛋白质构成的复 合结构,类病毒仅由一条有感染性的RNA构成。病毒在细胞内的复制(增殖)过程大致可分为: 侵 染、脱衣壳、早基因复制与表达、晚基因复制、结构蛋白合成、装配与释放等过程。
• 本章回顾了细胞学与细胞生物学发展的简史,阐述了细胞 学说的建立及其重要意义,分析了细胞生物学学科形成的 基础与条件。细胞学与细胞生物学发展的历史大致可以划 分为以下几个阶段:① 细胞的发现;② 细胞学说的建立; ③ 细胞学的经典时期;④ 实验细胞学时期;⑤ 细胞生物 学学科的形成与发展。当今的细胞生物学是以细胞作为生 命活动的基本单位这一概念为出发点,在各层次上探索生 命现象的最基本、最核心问题的一门重要的学科。
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本章概要(一)
• 细胞是一切生命活动的基本单位,包括以下几个方面的涵义:(1)一切有机体都由细 胞构成,细胞是构成有机体的形态结构单位。构成多细胞生物体的细胞虽然是“社会 化”的细胞,但它们又保持着形态结构的独立性,每一个细胞具有自己完整的结构体 系。(2)细胞是有机体代谢与执行功能的基本单位,在细胞内的一切生化过程与试管 内的生化过程的根本不同点,是细胞有严格自动控制的代谢体系,并且有保证完成生 命过程有序性的独立的结构装置。(3)有机体的生长与发育是依靠细胞增殖、分化与 凋亡来实现的。细胞是研究有机体生长与发育的基础。(4)细胞是遗传的基本单位, 每一个细胞都具有遗传的全能性(除少数特化细胞)。构成各种生物机体的细胞的种 类繁多,结构与功能各异,但它们都具有基本共性:细胞膜,两种核酸(DNA与RNA ),蛋白质合成的机器——核糖体与一分为二的增殖方式,这些是细胞结构与生存不 可缺少的基础。种类繁多的细胞可以分为原核细胞与真核细胞两大类。近年认为原核 细胞并不是统一的一大类,建议将细胞划分为原核细胞、古核细胞与真核细胞三大类 。支原体是迄今发现的最小最简单的细胞,它已具备细胞的基本结构,并且有作为生 命活动基本单位存在的主要特征。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,似乎不大可能。
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几种固定剂对细胞不同成分的固定效果 的比较(表3-2)
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电镜超薄切片样本制备示意图(图3-11 )
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超薄切片技术显示的动物细胞超微结构 (图3-12)
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家蚕细小病毒负染色电镜照片(病毒直 径20nm)(图3-13)
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冰冻蚀刻技术示意图(图3-14)
• 冷冻断裂复型 : 样品组织冷冻后, 用刀口撞击,使 样品沿阻力最小 的面断裂(通常 在脂双层两小叶 之间发生断裂), 产生两个断裂面, 用金属喷镀获得 断裂面的投影复 制品,用于电子 显微镜分析。
得重金属盐沉积在样品周围,而样品不被染色,从而衬 托出样品的精细结构。 3. 冷冻蚀刻技术:样品经冷冻断裂后,在真空中短暂暴露, 使断裂面上的一层薄冰升华,暴露出蚀刻面,以便在电 子显微镜下进行观察。 4. 电镜三维重构与低温电镜技术 5. 扫描电镜技术:利用电子在样品表面扫描产生二次电子成 像的显微镜。
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