第三章 细胞生物学研究方法(杨恬)
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第三章细胞生物学研究方法习题一、选择题1 正常细胞培养的培养基中长需加入血清,主要是因为血清中含有(C )A. 氨基酸B. 核酸C.生长因子D.维生素2 冷冻蚀刻技术主要用于(A )。
A.电子显微镜B. 光学显微镜C.原子力显微镜D.激光共聚焦显微镜3 建立分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞是通过下列哪种技术构建的?(A )A. 细胞融合B. 核移植C. 病毒转化D. 基因转移4 关于光镜的使用,下列哪项有误?(C )A. 观察标本时,应双眼同时睁开、双手并用B. 按照从低倍镜到高倍镜到油镜的顺序进行操作C. 使用油镜时,需要在标本上滴上香柏油,将聚光器降至最低,光圈全部开放。
5 为了实现细胞内某种蛋白质的亚细胞精细定位,可对该蛋白进行标记,下面哪种标记可行(C)A. GFP标记B. 免疫荧光标记C. 免疫电镜技术D. 荧光染料直接染色6 为了提高雌性乳牛出生的比例,可在体外将携带X染色体和Y染色体的镜子分离开,进行人工授精。
最好的分离方法使(A )A. 流式细胞分选术B. 离心技术C. 细胞电泳D. 层析7 为了观察病毒,可通过何种方法进行观察(B )A. 相差显微镜观察B. 负染色后用电镜观察C. 激光共聚焦显微镜观察D.以上都错8 以下哪些技术一般不用于分离活细胞?(CD )(可多选)A. 流式细胞技术B. 细胞电泳C. 超速离心D.差速离心9 某研究生为了研究一特定膜蛋白的胞质结构域的功能,需要制备和分离外翻的细胞膜泡,为了获得无污染的外翻膜泡,下列选项中,哪些是他在实验中有可能使用到的?(BD )(可多选)A. SDSB. 凝集素C.流式细胞仪D. 柱层析10 绿色荧光蛋白GFP(Green Fluorescent Protein)基因与目的基因融合后,转入细胞后可以(ABD )(可多选)A. 检测融合蛋白在细胞中的准确定位B. 检测目的基因所编码的蛋白在细胞中的含量C. 检测目的基因所编码的蛋白在细胞中的分子结构D. 检测目的蛋白质在细胞中的表达量E. 以上答案都不对二、填空题1 流式细胞仪可以定量测定细胞中的DNA,RNA或某种特异蛋白的含量及细胞群体中上述成分含量不同的细胞数量。
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》教学大纲一、课程基本信息课程名称:(中文):细胞生物学(英文):Cell Biology课程代码:09S5118B课程类别:专业核心课程适用专业:生物科学(检验与检测方向)课程学时:48课程学分:3先修课程:动物生物学、植物生物学、生物化学等选用教材:丁明孝、王喜忠、张传茂、陈建国主编,《细胞生物学》(第5版),北京:高等教育出版社,2020,5参考书目:1. 翟中和、王喜忠、丁明孝主编,《细胞生物学》(第4版),北京:高等教育出版社,2011,62. 王金发主编,《细胞生物学》,北京:科学出版社,2018,2二、课程简介《细胞生物学》课程是高等学校生物专业的必修课程,综合运用各种现代科学技术,从细胞水平,亚细胞水平和分子水平上全面系统地研究细胞生命活动规律的科学。
细胞生物学是生命科学中的一门重要前沿学科,作为四大基础学科之一,也是基础医学领域的重要基础学科,在现代生命科学领域中起着不可替代的重要作用。
通过学习该课程后,使学生掌握细胞生物学的基本理论、基本知识和基本技能,了解细胞的形态结构、功能与生命活动的基本规律以及该领域的最新发展动态,建立细胞生物学的知识脉络和体系,培养学生生物学的科学思想,从而使学生能够从细胞的角度去理解生命。
本课程总学分为3,共48学时,授课对象为生物科学(检验与检测方向)专业大三学生。
三、课程目标通过本课程的学习,使学生具备以下知识、技能和素养。
1.知识目标:能初步了解细胞间的相互关系和作用,理解生物有机体的生长、分化、遗传、变异、衰老、死亡等基本生命活动的规律;掌握遗传信息的贮存、复制、表达及其调控;认识细胞生物学与生物化学、遗传学、分子生物学、动物生物学等的联系。
2.能力目标:增强细胞生物学研究兴趣,善于对细胞生物学现象进行观察和思考,提高应用细胞生物学知识进行教育教学研究的能力;学会收集和分析细胞生物学问题,初步了解如何进行细胞生物学科学研究,为进一步的生命科学前沿知识的学习或从事生命科学教学科研相关研究奠定基础。
细胞生物学的研究方法细胞生物学的研究方法细胞是组成有机体的形态和功能的基本单位,自身又是由许多部分构成的。
所以关于细胞结构的研究不仅要知道它是由哪些部分构成的,而且要进一步搞清每个部分的组成。
相应地,关于功能不仅要知道细胞作为一个整体的功能,而且要了解各个部分在功能上的相互关系。
细胞生物学研究方法的发展生物学的一些基本研究方法——观察描述的方法、比较的方法和实验的方法等是在生物学发展进程中逐步形成的。
在生物学的发展史上,这些方法依次兴起,成为一定时期的主要研究手段。
现在,这些方法综合而成现代生物学研究方法体系。
细胞的大小差别很大,有的用肉眼就能看到,如鸵鸟卵黄直径可达5cm。
最小的枝原体仅有0.1 μm。
一般而言,真核细胞的体积要大于原核细胞,高等动物的卵细胞大于体细胞,这是因为卵细胞含有许多供胚胎发育使用的营养物质——卵黄,而使细胞的体积增长了许多倍。
对于大多数高等动物的细胞来说,其体积一般在20~30 μm之间,大多必需借助于光学显微镜才能被观察到。
细胞大多体积微小,计量单位一般用微米(mieron,μm)和纳米(nanometer、nm)等,超出人的视力极限,观察细胞必须用显微镜。
所以1677年列文〃虎克用自己制造的简单显微镜观察到动物的“精虫”时,并不知道这是一个细胞。
细胞一词是1665年罗伯特〃胡克在观察软木塞的切片时看到软木中含有一个个小室而以之命名的。
其实这些小室并不是活的结构,而是细胞壁所构成的空隙,但细胞这个名词就此被沿用下来。
在细胞学的启蒙时期,用简单显微镜虽然也观察到许多细小的物体——例如细菌、纤毛虫等,但目的主要是观察一些发育现象,例如蝴蝶的变态,精子和卵子的结构等。
直到1827年贝尔发现哺乳类的卵子,才开始对细胞本身进行认真的观察。
在这前后研制出的无色差物镜,引进洋红和苏木精作为使细胞核着色的染料以及切片机和切片技术的初创,都为对细胞进行更精细的观察创造了有利条件。
对于研究细胞起了巨大推动作用的是德国生物学家施莱登和施旺。
第三章细胞生物学研究方法习题一、选择题1 正常细胞培养的培养基中长需加入血清,主要是因为血清中含有(C )A. 氨基酸B. 核酸C.生长因子D.维生素2 冷冻蚀刻技术主要用于(A )。
A.电子显微镜B. 光学显微镜C.原子力显微镜D.激光共聚焦显微镜3 建立分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞是通过下列哪种技术构建的?(A )A. 细胞融合B. 核移植C. 病毒转化D. 基因转移4 关于光镜的使用,下列哪项有误?(C )A. 观察标本时,应双眼同时睁开、双手并用B. 按照从低倍镜到高倍镜到油镜的顺序进行操作C. 使用油镜时,需要在标本上滴上香柏油,将聚光器降至最低,光圈全部开放。
5 为了实现细胞内某种蛋白质的亚细胞精细定位,可对该蛋白进行标记,下面哪种标记可行(C)A. GFP标记B. 免疫荧光标记C. 免疫电镜技术D. 荧光染料直接染色6 为了提高雌性乳牛出生的比例,可在体外将携带X染色体和Y染色体的镜子分离开,进行人工授精。
最好的分离方法使(A )A. 流式细胞分选术B. 离心技术C. 细胞电泳D. 层析7 为了观察病毒,可通过何种方法进行观察(B )A. 相差显微镜观察B. 负染色后用电镜观察C. 激光共聚焦显微镜观察D.以上都错8 以下哪些技术一般不用于分离活细胞?(CD )(可多选)A. 流式细胞技术B. 细胞电泳C. 超速离心D.差速离心9 某研究生为了研究一特定膜蛋白的胞质结构域的功能,需要制备和分离外翻的细胞膜泡,为了获得无污染的外翻膜泡,下列选项中,哪些是他在实验中有可能使用到的?(BD )(可多选)A. SDSB. 凝集素C.流式细胞仪D. 柱层析10 绿色荧光蛋白GFP(Green Fluorescent Protein)基因与目的基因融合后,转入细胞后可以(ABD )(可多选)A. 检测融合蛋白在细胞中的准确定位B. 检测目的基因所编码的蛋白在细胞中的含量C. 检测目的基因所编码的蛋白在细胞中的分子结构D. 检测目的蛋白质在细胞中的表达量E. 以上答案都不对二、填空题1 流式细胞仪可以定量测定细胞中的DNA,RNA或某种特异蛋白的含量及细胞群体中上述成分含量不同的细胞数量。
名词解释:第三章细胞生物学研究方法非细胞体系:来源于细胞,而不具有完整的细胞结构,但包含了进行正常生物学反应所需的物质(如供能系统和酶反应体系等)组成的体系即为非细胞体系。
原位杂交:将标记的核酸探针与细胞或组织中的核酸进行杂交,称为原位杂交。
原位分析:在保持细胞结构的基础上,某些化学物质(显色剂)和细胞内某种成分发生化学反应,在细胞局部范围内形成有色沉淀物,从而对细胞化学成分进行定性或定位。
用于对某些细胞成分进行定性和定位研究。
放射自显影技术:利用放射性同位素的电离辐射对乳胶(含AgBr或AgCl)的感光作用,对细胞内生物大分子进行定性、定位与半定量研究的一种细胞化学技术。
第四章细胞质膜脂质体:脂质体是一种人工膜。
在水中,搅动后磷脂形成脂双层分子的球形脂质体,直径25~1000nm不等。
人工脂质体可用于:转基因、制备药物和研究生物膜的特性。
脂筏:在以甘油磷脂为主体的生物膜上,胆固醇、鞘磷脂等形成有序的脂相,如同漂浮在脂双分子层上的“脂筏”一样载着执行某些特定生物学功能的各种膜蛋白。
膜骨架:膜骨架是指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构,它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。
生物膜:质膜和内膜总称为生物膜。
细胞质膜是指围绕在细胞最外层,由脂质和蛋白质组成的生物膜,所以又称细胞膜。
围绕各种细胞器的膜,称为细胞内膜。
生物膜是细胞进行生命活动的重要物质基础。
第五章物质的跨膜运输水孔:即水通道,是内在膜蛋白的一个家族,在各种特异性组织细胞中提供了水分子快速跨膜运动的通道。
对水有高度特异性,只容许水而不容许离子或其他小分子溶质通过。
P-型离子泵:其原理与钠钾泵相似,每分解一个A TP分子,泵出2个Ca2+。
位于肌质网上的钙离子泵占肌质网膜蛋白质的90%。
V-型离子泵:存在于各类小泡膜上,水解A TP产生能量,但不发生自磷酸化,位于溶酶体膜、植物液泡膜上。
F-型离子泵:H+ 顺浓度梯度运动,利用质子动力势合成A TP,也叫A TP合酶,位于细菌质膜,线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜上。
细胞生物学实验课程教学大纲课程名称:细胞生物学Cell Biology课程编号:1313016215课程类别:专业课总学时数:68 实验时数:24学分:3.5开课单位:生命科学学院生物综合教研室适用专业:生物科学适用对象:本科(四年)一、课程的性质、类型、目的和任务细胞生物学是生物科学专业的一门专业课,它从细胞水平、亚细胞水平和分子水平三个不同层次上研究细胞的结构功能和生命活动的基本规律,位于分子生物学与个体生物学之间,同他们互相衔接,互相渗透。
因此,细胞生物学又是一门承上启下的学科。
细胞生物学实验课程教学以理论课教学为基础,理论与实践相结合,加深对所学知识的理解,对实验仪器要求较高,因此开设本课程的目的是使学生掌握细胞生物学实验设备的操作方法,使学生更加牢固地掌握基础知识,更重要的是培养学生的动手能力和科学研究能力,为学生学习生命科学中的其他相关课程作好基础准备。
同时也使学生具备观察和研究细胞结构与功能的基本方法,学会发现问题和解决问题的基本技能,为毕业后从事生物学相关的科研和教学工作奠定基础。
本课程的任务是通过实验教学,使学生初步掌握暗视野、相差、荧光显微镜使用;掌握细细胞膜渗透现象的原理、观察及影响因素;掌握荧光显微镜的使用方法;叶绿体分离、制片和观察;初步掌握利用细胞化学方法显示细胞内特定化学物质分布与定位的方法;掌握动、植细胞中高尔基体和线粒体的形态结构特征及分布规律;掌握光镜下观察细胞骨架的基本形态结构操作方法;掌握活体染色法的实验原理;液泡和线粒体的活体染色方法;掌握过碘酸雪夫反应显示细胞内糖原;细胞内过氧化物酶的显示方法和原理。
二、本课程与其它课程的联系与分工本课程宜从三年级第一学期开始,以确保学生学习本课程具有所需要的生物化学、微生物生物学、有机化学等基础。
三、课程内容及教学基本要求[1]表示“了解”;[2]表示“理解”或“熟悉”;[3]表示“掌握”;实验一、暗视野、相差、荧光显微镜使用三种特殊光学显微镜的原理和结构特点[2];三种特殊光镜的使用方法[3];实验二、细胞膜的渗透性实验细胞膜渗透性原理[1];渗透现象的观察[2];各种设置因素对细胞膜通透性的影响[2];实验三、叶绿体的分离和荧光观察叶绿体分离的一般原理和方法[1];自发荧光和次生荧光产生的原理[2];荧光显微镜的使用方法[2];叶绿体分离、制片和观察[3];实验四、细胞内特定化学物质的显示细胞内特定化学物质的显示的基本原理[1];利用细胞化学方法显示细胞内特定化学物质分布与定位的方法[2];实验五、高尔基体和线粒体的观察动、植细胞中高尔基体和线粒体的形态结构特征[2];高尔基体和线粒体不同类型细胞中的分布规律[2];实验六、植物细胞骨架的光学显微镜观察光镜下细胞骨架的基本形态结构[1];光镜下观察细胞骨架的基本形态结构操作方法[2] ;光镜的使用[2];实验七、活体染色法显示细胞器活体染色法的实验原理[2];液泡和线粒体(植物细胞还包括质体)的活体染色方法 [3];实验八、细胞中多糖和过氧化物酶的定位过碘酸雪夫反应(PAS)—显示细胞内糖原(参照照片和示教片) [2];细胞内过氧化物酶的显示[2];实验九、细胞的原代和继代培养原代细胞培养与继代细胞培养基本原理[1];原代培养与继代培养的基本操作过程[2];器材及液体的准备和无菌操作[3];实验十、培养细胞的形态观察和计数培养细胞的形态观察[1];培养细胞的计数及活细胞的鉴定[2];实验十一、细胞同步化阻断细胞于G1/S期交界处的TdR双阻断法[2]:机械振荡法收集M期同步化细胞[2]:四、实验方式与要求1.实验前,要求学生预习实验内容,掌握实验目的及设计思路,了解实验步骤。