细胞生物学--细胞教学课件

细胞生物学细胞生物学 细胞细胞二、光学显微镜下的细胞学研究二、光学显微镜下的细胞学研究 -19世纪中叶到世纪中叶到20世纪初期世纪初期 应用应用固定和染色技术固定和染色技术在光学显微镜下观察细胞在光学显微镜下观察细胞形形态结构态结构和和细胞的分裂细胞的分裂活动。活动。三、实验细胞学阶段三、实验细胞学阶段 -20世纪初期到世纪初期到20世纪中叶世纪中叶 采用多种实验手段对细胞的采用多种实验手段对细胞的生化代谢生化代谢和和生理功能生理功能进行研究。进行研究。细胞细胞核型核型、带型带型的研究的研究1、细胞遗传学细胞遗传学(cytogenetics)2、细胞生理学细胞生理学(cytophysiology)3、细胞化学细胞化学(cytochemistry)分支学科的建立和发展：分支学科的建立和发展：四、亚显微结构与分子水平的细胞生物学四、亚显微结构与分子水平的细胞生物学 -20世纪中叶电子显微镜的发明及分世纪中叶电子显微镜的发明及分子生物学的发展子生物学的发展-细胞亚显微结构的发现细胞亚显微结构的发现细胞生物学与分子生物学结合细胞生物学与分子生物学结合基因调控、信号转导、细胞分化和凋亡，基因调控、信号转导、细胞分化和凋亡，肿瘤生物学等领域成为当前的主流研究肿瘤生物学等领域成为当前的主流研究内容。内容。第二章第二章 细胞的概念与分子基础细胞的概念与分子基础第一节第一节 细胞的基本概念细胞的基本概念一、细胞是生命活动的基本单位一、细胞是生命活动的基本单位v细胞是构成细胞是构成细胞是构成细胞是构成有机体的基本单位有机体的基本单位有机体的基本单位有机体的基本单位；v细胞具有独立完整的代谢体系，是细胞具有独立完整的代谢体系，是细胞具有独立完整的代谢体系，是细胞具有独立完整的代谢体系，是代谢与功能的基代谢与功能的基代谢与功能的基代谢与功能的基本单位本单位本单位本单位；v细胞是有机体细胞是有机体细胞是有机体细胞是有机体生长与发育的基础生长与发育的基础生长与发育的基础生长与发育的基础；v细胞是细胞是细胞是细胞是遗传的基本单位遗传的基本单位遗传的基本单位遗传的基本单位，具有遗传的，具有遗传的，具有遗传的，具有遗传的全能性全能性全能性全能性；v没有细胞就没有完整的生命。没有细胞就没有完整的生命。没有细胞就没有完整的生命。没有细胞就没有完整的生命。原核细胞原核细胞特点特点：结构简单、体积小：结构简单、体积小主要代表主要代表：支原体、放线菌、细菌、蓝藻：支原体、放线菌、细菌、蓝藻真核细胞真核细胞特点：结构复杂、形态结构各异特点：结构复杂、形态结构各异特征特征特征特征 原核细胞原核细胞原核细胞原核细胞 真核细胞真核细胞真核细胞真核细胞核膜核膜核膜核膜/核仁核仁核仁核仁 无无 有有 重要细胞器重要细胞器重要细胞器重要细胞器 无（仅有核糖体无（仅有核糖体70S）有有细胞骨架细胞骨架细胞骨架细胞骨架 无无 有有DNADNA量（信息量）量（信息量）量（信息量）量（信息量）少少 大大DNADNA分子结构分子结构分子结构分子结构 环状环状 线状线状染色质或染色体染色质或染色体染色质或染色体染色质或染色体 仅一条仅一条DNA，且裸，且裸 有有2个以上个以上DNA分分 露，不与组蛋白结合，露，不与组蛋白结合，子，与组蛋白和部子，与组蛋白和部 但可与少量类组蛋白结合但可与少量类组蛋白结合 分酸性蛋白结合分酸性蛋白结合 基因结构特点基因结构特点基因结构特点基因结构特点 无内含子无内含子 有内含子有内含子 无大量的重复序列无大量的重复序列 有大量重复序列有大量重复序列 转录与翻译转录与翻译转录与翻译转录与翻译 同时进行（胞质内）同时进行（胞质内）核内转录，胞质内翻译核内转录，胞质内翻译 加工修饰加工修饰加工修饰加工修饰 无无 有有第三章第三章 细胞生物学的研究细胞生物学的研究方法和手段方法和手段 在在光学显微镜光学显微镜中，照明系统是中，照明系统是可见光可见光，使用的是，使用的是玻璃透镜玻璃透镜系统，系统，可直接通过目镜观察镜像可直接通过目镜观察镜像。在在电子显微镜电子显微镜中，照明系统为中，照明系统为电子束电子束，使用，使用电磁透镜电磁透镜，通过荧光，通过荧光屏观察样品的镜像。屏观察样品的镜像。光学显微镜：以光学显微镜：以可见光可见光（或紫外线）（或紫外线）为光源。为光源。电子显微镜：以电子显微镜：以电子束电子束为光源。为光源。一、光学显微镜一、光学显微镜 分辨率分辨率(resolution)R=0.61/sin 其中其中为入射光线波长；为入射光线波长；n=介质折射率；介质折射率；=样品对物镜镜口张角的半角样品对物镜镜口张角的半角分分辨辨率率显显微微镜镜或或人人眼眼在在25cm的的明明视视距距离离处处，能能分分辨辨被被检检物物体体微微细细结结构构最最小小间间隔隔的能力。的能力。人眼分辨率为人眼分辨率为0.07 0.1mm，光镜分辨率为光镜分辨率为0.2m最大放大倍数人眼最大放大倍数人眼/光镜分辨率光镜分辨率标本处理：常规固定、包埋、切片、染色标本处理：常规固定、包埋、切片、染色 比较高级的显微镜上都设有倾斜式的比较高级的显微镜上都设有倾斜式的双目镜筒。在物镜转换器上方装有四个棱双目镜筒。在物镜转换器上方装有四个棱镜，使经过物镜的光线平分为两路到达目镜，使经过物镜的光线平分为两路到达目镜，故双筒显微镜的亮度要比单筒者为镜，故双筒显微镜的亮度要比单筒者为暗暗。双筒显微镜的优点为同时用两眼观察，有双筒显微镜的优点为同时用两眼观察，有较强的立体感较强的立体感。1 1、普通光学显微镜、普通光学显微镜2、荧光显微镜、荧光显微镜（Fluorescence microscope）特特点点：光光源源为为紫紫紫紫外外外外线线线线，波波长长较较较较短短短短，分分辨辨力力高高高高于于普普通通显微镜。显微镜。用于观察能激发出荧光的结构。用于观察能激发出荧光的结构。用途：用途：免疫荧光观察免疫荧光观察免疫荧光观察免疫荧光观察、基因定位基因定位基因定位基因定位、疾病诊断疾病诊断疾病诊断疾病诊断。3、相差倒置显微镜、相差倒置显微镜 物镜与照明系统物镜与照明系统颠倒，前者在载物台颠倒，前者在载物台之下，后者在载物台之下，后者在载物台之上，用于观察培养之上，用于观察培养的活细胞，通常具有的活细胞，通常具有相差物镜，有的还具相差物镜，有的还具有荧光装置。有荧光装置。4.相差显微镜相差显微镜把透过标本的可见光的把透过标本的可见光的光程差变成振幅差，从光程差变成振幅差，从而提高了各种结构间的而提高了各种结构间的对比度，使各种结构变对比度，使各种结构变得清晰可见。得清晰可见。用途：观察未经染色的用途：观察未经染色的玻片标本玻片标本.5、激光共聚焦扫描显微境、激光共聚焦扫描显微境（Laser confocal scanning microscope,LCSMLCSM）用激光作光源，逐点、逐行、逐面快速扫描。用激光作光源，逐点、逐行、逐面快速扫描。能显示细胞样品的立体结构。能显示细胞样品的立体结构。分辨力是普通光学显微镜的分辨力是普通光学显微镜的3倍。倍。用途类似荧光显微镜，但能扫描不同层次，形成用途类似荧光显微镜，但能扫描不同层次，形成立体图像。立体图像。以以电子束电子束电子束电子束作光源，波长短。作光源，波长短。分辨率分辨率用用于于观观察察超超超超微微微微结结结结构构构构（ultrastructure），即即小小于于0.2m、光光学学显显微微镜镜下下无无法法看看清清的的结结构构，又又称称亚亚亚亚显微结构显微结构显微结构显微结构（submicroscopic structures）。）。1、透射电子显微镜、透射电子显微镜（transmission electron microscope,transmission electron microscope,TEMTEM）理论值理论值：0.002nm实际值实际值：0.1nm生物样品生物样品：2nm2、扫描电子显微镜、扫描电子显微镜第二节第二节 细胞的分离和培养细胞的分离和培养 一从组织中分离不同类型细胞一从组织中分离不同类型细胞一从组织中分离不同类型细胞一从组织中分离不同类型细胞1.制备单细胞悬液：机械方法制备单细胞悬液：机械方法 蛋白水解酶蛋白水解酶 EDTA 2.分离不同类型的细胞：离心分离不同类型的细胞：离心 FCM3.生化分析或细胞培养生化分析或细胞培养 流式细胞仪流式细胞仪(flowcytometer,(flowcytometer,FCM FCM FCM FCM)从多细胞悬液中分离目的细胞的精密仪器从多细胞悬液中分离目的细胞的精密仪器 样品处理样品处理：用带荧光的特异抗体标记待：用带荧光的特异抗体标记待分离的细胞分离的细胞分离速度分离速度：2万个细胞万个细胞/s分离纯度分离纯度：95%二细胞培养（二细胞培养（cell culture）1.1.概念概念:是指从活体组织分离出特定是指从活体组织分离出特定的细胞，在一定的条件下进行培养，的细胞，在一定的条件下进行培养，使之能够继续生存、生长以至增殖使之能够继续生存、生长以至增殖的一种方法的一种方法2.2.原代培养原代培养(primary culture)(primary culture)3.3.传代培养传代培养(secondary culture)(secondary culture)4.4.细胞系细胞系(cell line)(cell line)细胞培养基本条件细胞培养基本条件u 洁净环境洁净环境（无菌、无毒）（无菌、无毒）u 适宜的温度（适宜的温度（37）、CO2浓度（浓度（5%）u 适宜的适宜的pHu 营营 养、培养基养、培养基 （天然、合成：（天然、合成：DMEM、RPMI1640、TC199）u 促细胞生长物质促细胞生长物质 (血清、生长因子、生长素、激素血清、生长因子、生长素、激素)细胞培养过程细胞培养过程 取材取材酶消化、制备细胞悬液酶消化、制备细胞悬液接种培养接种培养传代传代、冻存、冻存6.6.细胞融合细胞融合(cell fusion)(cell fusion)通过培养和诱导，两个或多个细胞通过培养和诱导，两个或多个细胞合并成一个双核或多核细胞的过程称合并成一个双核或多核细胞的过程称为为细胞融合细胞融合（cell fusioncell fusion）。）。有性繁殖时发生的精卵结合是正常的细有性繁殖时发生的精卵结合是正常的细胞融合，即由两个配子融合形成一个新胞融合，即由两个配子融合形成一个新的二倍体。的二倍体。同核体：同核体：相同基因型的细胞融合而成。相同基因型的细胞融合而成。异核体：异核体：不同基因型的细胞融合而成。不同基因型的细胞融合而成。自发融合自发融合 诱发融合诱发融合诱导细胞融合的方法：诱导细胞融合的方法：生物方法生物方法（仙台病毒、副流感病毒等（仙台病毒、副流感病毒等）化学方法化学方法（聚乙二醇（聚乙二醇PEG）物理方法物理方法（电击和激光）。（电击和激光）。应应 用用 *基因定位基因定位 *细胞学研究细胞学研究 *单克隆抗体单克隆抗体第三节细胞组分的分级分离第三节细胞组分的分级分离 （cell frationation）目的：目的：用于研究细胞器和其他各种组分的用于研究细胞器和其他各种组分的化学性质和功能。化学性质和功能。方法：方法：1.1.匀浆匀浆将细胞破碎保留细胞器将细胞破碎保留细胞器 （超声、研磨、冻融、低渗）（超声、研磨、冻融、低渗）2.2.分级分离分级分离离心离心 3.3.分析分析了解化学组成及功能了解化学组成及功能原代培养原代培养是指直接从机体取下细胞、组织和器官后立即是指直接从机体取下细胞、组织和器官后立即进行培养。一般过程如图所示。进行培养。一般过程如图所示。传代培养传代培养：是指把增殖的原代培养的细：是指把增殖的原代培养的细胞从培养瓶中取出，以胞从培养瓶中取出，以1：2以上的比例以上的比例扩大培养。扩大培养。细胞系细胞系:从肿瘤组织培养建立的细胞群从肿瘤组织培养建立的细胞群或培养过程中发生突变或转化的细胞，或培养过程中发生突变或转化的细胞，可无限繁殖、传代。可无限繁殖、传代。干细胞干细胞（stem cell)具有多向分化潜能的细胞，产生一种以具有多向分化潜能的细胞，产生一种以上类型的细胞。上类型的细胞。n36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。西班牙n37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。拉罗什福科n38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。亚伯拉罕林肯n39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。美华纳n40、学而不思则罔，思而不学则殆。孔子xiexie!xiexie!谢谢！谢谢！