2022年细胞生物学笔记-第三章细胞生物学研究方法.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第三章 细胞生物学讨论方法如何学习细胞生物学？. 抽象思维与动态观点. 结构与功能统一的观点. 同一性 unity 和多样性 diversity 的问题. 细胞生物学的主要内容：结构与功能（动态特点）；细胞的生命活动；. 试验科学与试验技术 细胞真知源于试验室 What we know/How we know . 第三章 细胞生物学讨论方法细胞形状结构的观看方法细胞组分的分析方法细胞培育、细胞工程与显微操作技术第一节 细胞形状结构的观看方法光学显微镜技术 （light microscopy）名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共

2、 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 电子显微镜技术Electro microscopy 扫描探针显微镜（ Scanning Probe Microscope ）扫描遂道显微镜scanning tunneling microscope 其次节 细胞组分的分析方法 离心分别技术 细胞内核酸、蛋白质、酶、糖与脂类等的显示方法 特异蛋白抗原的定位与定性 细胞内特异核酸的定位与定性 放射自显影技术 定量细胞化学分析技术第三节 细胞培育、细胞工程与显微操作技术 细胞的培育细胞工程一、光学显微镜技术（一般复式光学显微镜技术light microscopy 荧光显微镜技术 （Fluor

3、escence Microscopy）名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 激光共焦扫描显微镜技术（Laser Confocal Microscopy）相差显微镜 （phase-contrast microscope）微分干涉显微镜（differential interference contrast microscope, DIC）录像增差显微镜技术（ video-enhance microscopy）二、电子显微镜技术电子显微镜的基本学问 电镜与光镜的比较 电镜与光镜光路图比较 电子显微镜的基本构造 主要电镜制样技

4、术 负染色技术 冰冻蚀刻技术 超薄切片技术 电镜三维重构技术 扫描电镜（Scanning electron microscope,SEM）SPMScanning probe microscope 三、 扫描遂道显微镜 Scanning Probe Microscope,SPM 80岁月进展起来的检测样品微观结构的仪器 包括： STM、AFM、磁力显微镜、摩擦力显微镜等原理：扫描探针与样品接触或达到很近距离时,互作用力,如即产生彼此间相量子力学中的隧道效应（隧道电流）、原子间作用力、磁 力、摩擦力等,名师归纳总结 并在运算机显示出来,从而反映出样品表面形貌信息、电第 3 页,共 10 页- -

5、- - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 特性或磁特性等；装置：扫描的压电陶瓷,靠近装置,电子学反馈掌握系统和数 据采集、处理、显示系统；特点：（ 1）可对晶体或非晶体成像,无需复杂运算,且辨论 本事高；（侧辨论率为 0.1 0.2nm,纵辨论率可达 0.01nm）；（2）可实时得到样品表面三维图象,可测量厚度信息；（3）可在真空、大气、液体等多种条件下工作；非破 坏性测量；（4）可连续成像,进行动态观看用途：纳米生物学讨论领域中的重要工具 样本表面的结构；, 在原子水平上揭示一般复式光学显微镜技术光镜样本制作辨论率是指区分开两个质点间的最小距离荧光显微镜技术 原理与

6、应用（Fluorescence Microscopy ）直接荧光标记技术 间接免疫荧光标记技术名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 在光镜水平用于特异蛋白质 等生物大分子的定性定位：如绿色荧光蛋白 GFP的应用激光共焦扫描显微镜技术（Laser Scanning Confocal Microscopy ）原理应用：排除焦平面以外光的干扰,增强 图像反差和提高辨论率 1.41.7,可重构样品的三维结构；相差显微镜（ phase-contrast microscope ）将光程差或相位差转换成振幅差,可用于观看活细胞微分干

7、涉显微镜（ differential-interference microscope）偏振光经合成后,使样品中厚度上的微小区分转化成 明暗区分,增加了样品反差且具有立体感；适于讨论 活细胞中较大的细胞器名师归纳总结 录像增差显微镜技术（video-enhance microscopy）第 5 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 运算机帮助的 DIC 显微镜可在高辨论率下讨论活细胞中的颗粒及细胞器的运动电镜与光镜的比较主要电镜制样技术超薄切片技术用于电镜观看的样本制备示意图负染色技术（ Negative staining ）与金属投影 染色

8、背景,衬托出样品的精细结构冰冻蚀刻技术（ Freeze etching ）（技术示意图）冰冻断裂与蚀刻复型：主要用来观看膜断裂面的蛋白 质颗粒和膜表面结构；快速冷冻深度蚀刻技术（quick freeze deep etching）电镜三维重构技术电子显微术、电子衍射与运算机图象处理相结合而形成的具有重要应用前景的一门新技术；电镜三维重构技术与X-射线晶体衍射技术及核磁共振分 析技 术相 结 合 , 是当 前结 构 生 物 学（ Structural Biology ）主要讨论生物大分子空间结构及其相互关系的主要实验手段；扫描电镜原理与应用：名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共

9、 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 电子 “ 探针 ” 扫描,激发样品表面放出二次电子,探测器收集二次 电子成象； CO 2临界点干燥法防止引起样品变形的表面张 力问题一、 离心分别技术用途：于分别细胞器与生物大分子及其复合物差速离心：分别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别二、细胞内核酸、蛋白质、酶、糖与脂类等的显示方法原理 ：利用一些显色剂与所检测物质中一些 特别基团特异性结合的特点,通过显 色剂在细胞中的定位及颜色的深浅来 判定某种物质在细胞中的分布和含量；Feulgen Staining 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,

10、共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 三、特异蛋白抗原的定位与定性免疫酶标技术免疫胶体金 免疫荧光技术：快速、灵敏、有特异性,但其辨论率有限（图）蛋白电泳 SDS-PAGE 与免疫印迹反应 Western-Blot 免疫电镜技术：免疫铁蛋白技术 技术应用：通过对分泌蛋白的定位, 可以确定某种蛋白的分泌动态；胞内酶的讨论；膜蛋白的定位与骨架蛋白的定位等 四、细胞内特异核酸的定位与定性 光镜水平的原位杂交技术（同位素标记或荧光素标记的探针）电镜水平的原位杂交技术（生物素标记的探针与抗生物素抗体相连的胶体金标记结合）PCR技术五、放射自显影技术 原理及应用：利用同位素的放射自

11、显影,对细胞内生物大分子进行 定性、定位与半定量讨论；实现对细胞内生物大分子进行动态和追踪讨论；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 步骤：前体物掺入细胞（标记：连续标记和脉冲标记） 放射自显影 六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取,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 流式细胞仪（ Flow Cytometry ）主要应用：用于定量测定细胞中的DNA、RNA或某一特

12、异蛋白的含量；测定细胞群体中不同时相细胞的数量；从细胞群体中分别某些特异染色的细胞；分别 DNA含量不同的中期染色体；一、细胞的培育动物细胞培育类型：原代培育细胞（primary culture cell）继代培育细胞（ sub-culture cell）细胞株（ cell strain） 正常二倍体,接触抑制细胞系（ cell line） 亚二倍体,接触抑制丢失植物细胞类型： 原生质体培育（体细胞培育）单倍体细胞培育（花药培育）名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 非细胞体系（ cell-free system）二、细胞工程细胞融合（ cell fusion ）与细胞杂交（ cell hybridization ）技术单克隆抗体（ monoclone antibody）技术图细胞拆合与显微操作技术物理法结合显微操作技术 图1、图 2 化学法结合离心技术制备核体（ karyoplast）和胞质体（ cytoplast）；其它技术遗传分析（ mutant, knock out, knock in）对细胞生命活动的讨论成为当今生命科学进展的瓶颈对细胞生命活动的讨论成为当今生命科学进展的瓶颈名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 10 页