第十三章细胞生物学研究方法PPT课件

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细胞生物学ppt课件完整版

细胞核与遗传信息表达
核被膜、核孔复合物和染色质
核被膜
双层膜结构，外层与内质网相连，内层与染色质相连，上有核孔，控制物质进出细胞核。
核孔复合物
染色质
细胞核中易被碱性染料染成深色的物质，主要是由DNA和蛋白质组成。在细胞分裂间期呈丝状交织在一起，形成网状结构。
由多种蛋白质构成的复杂结构，具有选择透过性，允许某些大分子物质如 RNA和蛋白质通过。
膜受体介导信号传导途径
G蛋白偶联受体介导的信号传导途径
当配体与G蛋白偶联受体结合后，激活G蛋白，进而激活或抑制下游效应器，产生生物学效应。如肾上腺素与β受体结合后，激活腺苷酸环化酶，产生cAMP，进而激活PKA等激酶产生生物学效应。
酶联型受体介导的信号传导途径
当配体与酶联型受体结合后，激活受体本身具有的酶活性，催化下游底物产生生物学效应。如胰岛素与胰岛素受体结合后，激活受体酪氨酸激酶活性，催化下游底物产生生物学效应。
有丝分裂意义
是细胞增殖的主要方式，确保遗传信息的准确传递，维持生物体的生长和发育。
减数分裂过程及意义
减数分裂过程
包括第一次减数分裂和第二次减数分裂，涉及同源染色体联会、交叉互换、分离等行为。
减数分裂意义
是生殖细胞形成过程中的特殊分裂方式，导致染色体数目减半，为遗传变异提供基础。
细胞分化类型和影响因素
03
细胞质基质与细胞器
细胞质基质组成及作用
组成：水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等。
01
为细胞内的生化反应提供场所；
03
02
作用
04
维持细胞形态；
参与细胞内物质运输；
05
06
与能量转换有关。

细胞生物学研究方法

2 暗视野显微镜暗视野显微镜是因为视野内不能直接看到照明光线 , 只能看到被检物体散射或衍射的光线。故视野内呈黑暗状态。由于被检物体表面散射的光亮 . 才使我们能够在黑暗的视野中观察到被检物体的外形和运动。普通显微镜的最高分辨力如上所述为 0.2微米 , 而暗视显微镜虽然对被检物体的细微构造分辨不清 , 但却可看到 0.004 微米以上的微粒子的存在。这是普通光学显微镜所不具有的特性。
6．扫描隧道显微镜(Scanning tunneling microscope, 简称 STM)。人类永远不会停止对微观世界的探索，在电子显微镜发明大约半个世纪后，1981年拜宁（Binning）等又发明了扫描隧道显微镜它的成象原理完全不同于光镜和电镜。。基于量子力学原理，研究者们发展出了一系列高分辨显微镜。这些发明为人类打开了通向微观世界的一扇又一扇大门，使人类真正进
那么电子束是怎么成象的呢?它和光学象的形成有何不同？在光学显微镜中，成象的反差度,即亮度差,是因被检物的不同结构吸收光线的强弱程度不同造成的。而电镜的成象原因是,入射电子与物质原子碰撞后产生散射,被检的不同部位有不同的散射度,这样就形成了电子象的浓淡.电子束的散射度是由物体的密度与厚之积,以及加速电压的大小决定的。
第三章
细胞生物学研究方法
观察（原版P143）
自1680年荷兰学者列文虎克(Leeuven hoek)用单显微镜(单透镜)第一次看到酵母活细胞以来, 人们一直在努力改革和发展观察手段，来研究细胞较深层次的形态和结构。今天人们已经有了具有原子尺度高分辨本领的扫描隧道显微镜。与此同时人们还创造了一系列对细胞组分和细胞生理活动进行详尽分析的方法和手段,它们揭示了各种细胞结构及生物大分子在细胞内的功能和作用。

《细胞生物学》ppt课件(2024)

叶绿体
主要功能是进行光合作用，将光能转化为化学能储存在有机物中。其结构包括外膜、内膜和类囊体，类囊体上附有大量与光合作用有关的色素和酶。
高尔基体
主要功能是参与蛋白质的加工、分类和包装，形成分泌泡或分泌颗粒，将其运输到细胞表面或分泌到细胞外。其结构包括扁平囊泡、大泡和小泡。
2024/1/30
核糖体
2024/1/30
01 02 03 04
推动医学发展
细胞生物学在医学领域有着广泛的应用，如研究疾病的发病机理、开发新的治疗方法和药物等。
探索生命起源与进化
通过研究细胞的起源、进化和多样性，可以深入了解生命的起源和进化过程，探索生命科学的奥秘。
6
02
细胞的基本结构与功能
Chapter
2024/1/30
能量代谢的调节机制
受到细胞内能量状态、激素水平、神经调节等多种因素的影响。
2024/1/30
14
细胞的信号传导与调控
信号传导的基本概念
信号传导的主要途径
信号传导是指细胞通过特定的信号分子和信号通路，将外界刺激转化为细胞内生物化学反应的过程。
包括G蛋白偶联受体信号通路、酶联受体信号通路、离子通道受体信号通路等。
7
细胞膜的结构与功能
2024/1/30
细胞膜的主要成分
01
脂质、蛋白质和糖类
细胞膜的结构特点
02
流动性、选择透过性
细胞膜的功能
03
物质运输、信息传递、能量转换、细胞识别等
8
细胞质的结构与功能
2024/1/30
细胞质的主要成分
水、无机盐、脂质、蛋白质、糖类等
细胞质的结构特点
胶态、不均一性

细胞生物学(电子版)PPT课件

包括原核细胞、真核细胞、病毒等所有生物细胞以及细胞器。
研究对象
细胞生物学的定义与研究对象
从17世纪列文虎克发现细胞到20世纪分子生物学的兴起，细胞生物学经历了漫长的发展历程。
随着现代科学技术的进步，细胞生物学已经从描述性学科向实验性学科转变，成为生命科学领域最活跃的分支之一。
细胞生物学的发展历史与现状
与细胞的有丝分裂密切相关，形成纺锤丝并牵引染色体分离
高尔基体
溶酶体
液泡
中心体
03
CHAPTER
细胞的代谢与能量转换
包括糖酵解、糖异生和三羧酸循环等过程，是细胞获取能量的主要途径。
糖代谢
脂代谢
蛋白质代谢
代谢调控
涉及脂肪酸的合成与分解，以及胆固醇的代谢等，与细胞膜的构成和信号传导密切相关。
包括蛋白质的合成与分解，以及氨基酸的代谢等，对细胞生长和分裂至关重要。
细胞生物学的研究涉及到生命科学领域的多个前沿问题，如细胞命运决定、细胞间通讯等。
02
CHAPTER
细胞的基本结构与功能
03
细胞膜的功能
物质运输、信息传递、能量转换等
01
细胞膜的主要成分
磷脂双分子层、蛋白质、糖类等
02
细胞膜的结构特点
流动性、选择透过性
细胞膜的结构与功能
细胞质的主要成分
水、无机盐、有机物等
光合作用
在叶绿体中，通过光合作用将光能转化为化学能，并储存于ATP和NADPH中，是植物细胞特有的能量转换方式。
1
2
3
细胞通过膜受体接收外界信号分子，如激素、神经递质等，进而引发细胞内一系列生化反应。
受体介导的信号传导
包括第二信使系统、蛋白激酶级联反应等，将膜受体的信号传递至细胞核内，调控基因表达。

医学细胞生物学PPT：细胞生物学研究方法

光的衍射效應使物鏡的焦點呈橢圓形(左)；當兩點間的距離大於衍射限度時，物鏡能夠呈現兩個像，如兩根微管的橫切面A；當兩點間的距離小於衍射限度時，物鏡不能夠呈現兩個像，如兩根微管的橫切面B。
Technology for Cell Biology
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細胞生物學研究方法
四、超分辨光學顯微技術
➢由光的衍射效應導致的光學顯微鏡解析度極限稱為阿貝極限(Abbe limit)。
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細胞生物學研究方法
冰凍蝕刻顯示昆蟲肌肉細胞中的蛋白纖維
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細胞生物學研究方法
三、納米顯微技術
納米尺度：1nm～100nm 生命是納米尺度的分子活動，細胞是納米組裝
機的集合體。掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡的解析度和可
進行單個分子操作。
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細胞生物學研究方法
三、納米顯微技術
2.原子力顯微鏡（atomic force microscope，AFM）
Technology for Cell Biology
針尖的曲率半徑通常為5-10nm
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細胞生物學研究方法
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細胞生物學研究方法
二、電子顯微鏡技術
(一)透射電子顯微鏡
透射電子顯微鏡標本製備過程： ⑴ 固定：雙重固定——鋨酸固定脂類，戊二醛固定蛋白。 ⑵ 脫水：含水標本干擾觀察 (50%-100%乙醇)。 ⑶ 包埋：環氧樹脂是常用包埋劑。
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细胞生物学研究方法(共165张PPT)

显微镜结构：
① 机械部分：镜座、镜柱、镜臂镜筒、调焦装置、载物台（物镜转换器）
② 照明部分：反光镜、聚光镜
③ 光学部分：目镜、物镜
放大倍数(magnification):最终成像的大小与原物体大小的比值。
总放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数
光学显微镜的最大放大倍数为1,000倍.
电子显微镜的最大放大倍数为 1,000,000.
荧光漂白恢复技术在细胞生物学中的应用
分析细胞内蛋白质运输、受体在细胞膜上的流动和大分子组装等细胞生物学过程。
是检测活体中生物大分子纳米级距离和纳米级距离变化的有力工具，可用于检测某一细胞中两个蛋白质分子是否存在直接的相互作用。
A)荧光漂白恢复技术 B) 相差显微镜技术 C) 微分干涉显微镜技术
两个特殊构件：环状光阑（annular diaphragm）：位于光源与聚光器之间。
相位板（annular phaseplate）：涂有光吸收物质和相位推迟物质。
用途：能观察无色、透明、活细胞中的结构。
微分干涉显微镜
Human Cheek Epithelial Cells
微分干涉显微镜
•原理：利用两组平面偏振光的干涉，加强影像的明暗效果，能显示结构的三维立体投影。
2 扫描电镜（Scanning electron Microscope SEM ）用于观察固体表面的形貌
1 透射电镜
超薄切片样品制备
电镜技术
超薄切片技术电镜负染色技术冷冻蚀刻电镜技术电镜三维重构技术
超薄切片(uitrathin section) 电子束穿透力很弱，用于电镜观察的标本须制成厚度仅50nm的超薄切片，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。

细胞生物学的研究技术和方法ppt课件

二、细胞生物学与医学（一）细胞生物学是现代医学的重要
基础理论（二）现代医学重要课题的研究将依
赖于细胞生物学的更深入的发展如肿瘤发生的机制、治疗
常见心律失常心电图诊断的误区诺如病毒感染的防控知识介绍责任那些事浅谈用人单位承担的社会保险法律责任和案例分析现代农业示范工程设施红地球葡萄栽培培训材料
为什么要把细胞单独作为一门学
科进行研究？
为什么要从三个层次来研究细胞？
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细胞内具有高度有序且为动态的结构体系：
一、形态结构观察（一）显微结构（microscopic structure ）
——光镜下所见的细胞结构 1、普通光镜
分辨力—显微镜或人眼在25cm 的明视距离处能够区分相近两点间最小距离的能力。
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（三）经典细胞学阶段 19世纪中叶—20世纪初叶
细胞核及其在分裂时的变化有丝分裂、减数分裂中心体、线粒体、高尔基复合体
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w.03.细胞生物学研究方法-幻灯片

图2-17 JEOL 扫描电子显微镜
优点：
（1）可观察较大，较厚的样品（2）景深大（景深——聚焦后能清晰看到物象的前后
距离范围），所以图像是十分逼真的三维立体形象（3）其放大倍数是从20~20万倍的连续变倍，，不须
重复多次对焦，故对观察研究很方便（4）样品可在样品室内做多方位的水平移动和转动，
再例：
comori法显示酸性磷（pi）酸酶（溶酶体标志酶）
（二）免疫细胞化学:
（immunocytochemistry）依据抗体能与对应的抗原自行相互识别结合的免疫学原理来检测特定蛋白质在细胞内的分布状况，首先将某种抗体联结上标记物（光镜观察用的标记物是荧光素or 酶，而电镜观察用的标记物是胶体金），再与组织or 细胞样品混合反应，随后在光镜or 电镜下检查标记物沉积的部位，即对抗原进行定位测定，如果标记物是荧光素时，则是在荧光显微镜下检查荧光信号部位，以显示抗原存在位置。
图2-1 尼康E-600 显微镜
人肉眼分辨力测试是规定在明视距离
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0.1mm(毫米)，显微镜的分
辨力可按下列公式来计算 R=0.61λ/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
（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。
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。
图2-2尼康E800 荧光DIC 显微镜
图2-3落射式照明原理

细胞生物学研究方法专题讲座讲解材料课件-PPT

II.荧光能量共振转移的条件
1.供体与受体间的距离 <10nm或=1-7nm
用于研究标记化合物在机体、组织和细胞中的分布、定位、排出以及合成、更新、作用机理、作用部位等等。
laser confocal scanning microscope, LCSM
sin α /2的最大于值必普然小通于1光；学显微镜的特殊之处:
Robert Hooke 用重金属盐(如磷钨酸)对铺展在载网上的样品染色；
• 4. 分辨力：最重要参数.
•
D=0.61λ/N．A．
– 其中λ为入射光线波长；N．A＝ｎsin(α/2
)，为镜口率 , n=介质折射率；α=镜口角（样品对物镜镜口的张角）。
•如何提高显微镜的分辨能力？
• 增加分辨率的二个必备条件: • 增大镜口率---有一定限度 • 缩短波长---为可靠办法
显微镜的发明打开了微观世界的大门
光学显微镜
透射电子显微镜
扫描电子显微镜
—、光学显微技术
• 普通复式光学显微镜 • 荧光显微镜 • 激光共聚焦扫描显微镜 • 暗视野显微镜 • 相差和微分干涉显微镜 • 倒置显微镜
（一）普通光学显微镜 Light microscopy
1.显微镜的发明
➢ 300多年前 Leeuwenhoek 世界上最早的显微镜
原理：介质密度梯度平缓，分离物按各自的沉降系数以不同的速度沉降而达到分离。
七、基因作图与人类基因组计划
常用介质：氯化铯、蔗糖、多聚蔗糖。
第一节细胞形态结构的观察方法
用重金属盐(如磷钨酸)对铺展在载网上的样品染色；
• 光学显微镜的几个光学特点：
– 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。

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二、电子显微镜技术 (Electro microscopy) 1.电子显微镜的基本知识 2.主要电镜制样技术（1）负染色技术（2）冰冻蚀刻技术（3）超薄切片技术（4）电镜三维重构技术 3.扫描电镜（Scanning electron microscope，SEM）三、扫描遂道显微镜 (scanning tunneling microscope )
Hela细胞（左）、CHO细胞（右）的培养
2.植物细胞（1）原生质体培养（体细胞培养）（2）单倍体细胞培养（花药培养） 3.非细胞体系（cell-free system）
二、细胞工程 1.细胞融合（cell fusion）与细胞杂交（cell hybridization）技术 2.单克隆抗体（monoclone antibody）技术
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
32
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人：XXXXXX 时间：XX年XX月XX日
第十三章细胞生物学研究方法
查阅已有知识
生物学研究模式生物不同物种享有共同分子机制
进行初步观察形成可验证的假说
设计对照试验收集资料解释结果
作出合理结论
Drosophila melanogaster
Caenorhabditis elegans
Arabidopsis thaliana
第一节细胞形态结构的观察方法一、光学显微镜技术（light microscopy） 1.普通复式光学显微镜技术（1）光镜样本制作（2）分辨率是指区分开两个质点间的最小距离 2.荧光显微镜技术（Fluorescence Microscopy）（1）直接荧光标记技术（2）间接免疫荧光标记技术（3）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
用于定量测定细胞中的DNA、RNA或某一特异蛋白的含量；测定细胞群体中不同时相细胞的数量；从细胞群体中分离某些特异染色的细胞；分离DNA含量不同的中期染色体。
第三节细胞培养、细胞工程与显微操作技术
一、细胞的培养 1.动物细胞培养（1）类型：原代培养细胞（primary culture cell）继代培养细胞（sub-culture cell）（2）细胞株（cell strain）正常二倍体，接触抑制（3）细胞系（cell line）亚二倍体，接触抑制丧失
3.细胞拆合与显微操作技术（1）物理法结合显微操作技术（2）化学法结合离心技术（3）制备核体（karyoplast）和胞质体（cytoplast）。 4.其它技术
遗传分析（mutant, knock out, knock in）对细胞生命活动的研究成为当今生命科学发展的瓶颈
写在最后
四、细胞内特异核酸的定位与定性 1.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 2.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。 3.PCR技术
五、放射自显影技术 1.原理及应用（1）利用同位素的放射自显影，对细胞内生物大分子进行定性、定位与半定量研究；（2）实现对细胞内生物大分子进行动态和追踪研究。 2.步骤：
3.激光共焦扫描显微镜技术（Laser Confocal Microscopy）排除焦平面以外光的干扰，增强图像反差和提高分辨率
(1.4—1.7)，可重构样品的三维结构。 4.相差显微镜（phase-contrast microscope） 5.微分干涉显微镜（differential interference contrast microscope, DIC） 6.录像增差显微镜技术（video-enhance microscopy）
电子显微镜的基本构造
第二节细胞组分的分析方法一、离心分离技术 1.用途：于分离细胞器与生物大分子及其复合物 2.差速离心：分离密度不同的细胞组分 3.密度梯度离心：精细组分或生物大分子的分离二、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殊基团特异性结合的特征，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含量。如Feulgen Staining。
三、特异蛋白抗原的定位与定性 1.免疫荧光技术：
快速、灵敏、有特异性，但其分辨率有限 2.蛋白电泳(SDS-PAGE)与免疫印迹反应(Western-Blot) 3.免疫电镜技术（1）免疫铁蛋白技术（2）免疫酶标技术（3）免疫胶体金技术
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；胞内酶的研究；膜蛋白的定位与骨架蛋白的定位等。
前体物掺入细胞（标记：持续标记和脉冲标记） ———放射自显影
六、定量细胞化学分析技术 1.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 2.流式细胞仪（Flow