细胞生物学第2,3章课件

1、第二章 细胞基本知识概要细胞的基本概念原核细胞与真核细胞非细胞形态的生命体 病毒及其与细胞的关系第一节 细胞的基本概念细胞是生命活动的基本单位细胞概念的一些新思考细胞的基本共性为什么说细胞是生命活动的基本单位？1、一切有机体由细胞组成（基本单位）5、遗传的基本单位，具有遗传的全能性1996年7月5日，世界上第一只克隆羊“多利”在英国苏格兰卢斯林研究所的试验基地诞生。Dolly with her first born lamb 化学反应、能量利用、机械活动等2、多层次、非线性的复杂结构体系细胞具有高度组织性和复杂性细胞的基本共性所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌 蛋白质构成的生物膜，即细胞膜

2、。都含有两种核酸：即DNA与RNA，作为遗传信息复制与转录的载体。作为蛋白质合成的机器核糖体，毫无例外地 存在于一切细胞内。所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。第二节 原核细胞与真核细胞原核细胞（Prokaryotic cell）真核细胞（Eukaryotic cell）古细菌 （Archaebacteria）细菌（bacterium）分布最广、数量最多；分为：球菌、杆菌和螺旋菌（弧形菌）；直径0.55m之间。大肠杆菌霍乱弧菌 淋病球菌肉毒梭菌蓝藻又称蓝细菌（Cyanobacteria）光合作用类似于高等植物 ，不同于光合细菌。没有叶绿体，但有质膜内陷形成的捕光装置。体积大，直径10m左

3、右，颤藻可达70bm 。属单细胞生物，有些以丝状细胞群体存在，如：发菜。 真核细胞1、基本结构体系以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构系统以核酸（DNA或RNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统2、细胞的大小及其分析 各类细胞直径的比较3、细胞形态结构与功能的关系相关性与一致性植物气孔细胞巨噬细胞4、原核细胞与真核细胞的比较原核细胞与真核细胞基本特征的比较原核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较5、动物细胞与植物细胞的比较细胞壁液泡叶绿体古细菌 古细菌（archaebacteria） 与真核细胞曾在进化上有过共同历程 主要证据 进化系统树主要证据

4、（1）细胞壁成分与真核细胞相似，而非由含壁酸的肽聚糖构成，因此抑制壁酸合成的链霉素， 抑制肽聚糖前体合成的环丝氨酸，抑制肽聚糖合成的青霉素与万古霉素等对古细菌与真核细胞无作用。（2）DNA与基因结构：古细菌DNA中有重复序列的存在。多数古核细胞的基因组中存在内含子。（3）有类核小体结构：古细菌具有组蛋白，而且能与DNA构建成类似核小体结构。（4）有类似真核细胞的核糖体：多数古细菌类的核糖体较真细菌有增大趋势，含有60种以上蛋白，介于真核细胞（7084）与真细菌（55）之间。抗生素同样不能抑制古核细胞类的核糖体的蛋白质合成。（5）5S rRNA：根据对5S rRNA的分子进化分析，认为古细菌与真

5、核生物同属一类，而真细菌却与之差距甚远。5S rRNA二级结构的研究也说明很多古细菌与真核生物相似。 除上述各点外，根据DNA聚合酶分析，氨基酰tRNA合成酶的作用，起始氨基酰tRNA 与肽链延长因子等分析，也提供了以上类似依据，说明古细菌与真核生物在进化上的关系较真细菌类更为密切。进化树第三节 非细胞形态的生命体 病毒及其与细胞的关系病毒的基本知识病毒在细胞内增殖（复制）病毒与细胞在起源与进化中的关系病毒的基本知识病毒 (virus) 核酸分子（DNA或RNA）与蛋白质构成的核酸-蛋白质复合体类病毒 (viroid) 仅由感染性的RNA构成朊病毒 (prion) 仅由感染性的蛋白质亚基构成根

6、据病毒的核酸类型可以将其分为两大类：DNA病毒与RNA病毒病毒的多样性Viruses病毒在细胞内增殖（复制）1 病毒侵入细胞，病毒核酸的侵染2 病毒核酸的复制、转录与蛋白质的合成3 病毒的装配、成熟与释放病毒复制病毒与细胞在起源与进化中的关系 病毒是非细胞形态的生命体，它的主要生命活动必须要在细胞内实现。病毒与细胞在起源上的关系，目前存在3种主要观点：生物大分子病毒细胞 病毒生物大分子 细胞生物大分子 细胞 病毒第三章 细胞生物学研究方法形态结构的观察方法细胞组分的分析方法细胞培养、工程及显微操作技术附：模式生物及常用细胞系一 、光学显微镜技术 light microscopy（一）普通光学显

7、微镜1.分辨率 resolving power、放大倍数 2.显微结构 microscopic structures 在光学显微镜下能观察到的细胞结构。3.普通显微镜的组成（1）光学放大系统（2）照明系统（3）机械和支架系统（二）紫外显微镜光源：紫外线透镜：石英、荧石、硫酸锂要求：配置照相装置分辨率：0.1um（三）荧光显微镜技术 （Fluorescence Microscopy）1. 荧光 Fluorescence,用于研究蛋白质等生物大分子的有效工具2.荧光显微镜的原理（四）相差和微分干涉显微镜技术（五）激光共焦扫描显微镜技术（Laser Confocal Microscopy）原理应用

8、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。用途二、电子显微镜技术 Electro microscopy1、以电子束作光源，光路十分相似电镜与光镜光路图比较2、电子显微镜的基本构造（四部分）电子束照明系统（包括电子枪、聚光镜）成像系统（物镜、中间镜、投影 镜）, 真空系统记录系统（荧光屏、胶片）3、电镜观察样品的制备超薄切片技术4、透射电镜和扫描电镜酵母三、 扫描遂道显微镜Scanning Probe Microscope,SPM1.原理隧道效应 显微镜分辨本领光源透镜真空成像原理LMTEM200nm100nm0.1nm可见光（400-700） 紫

9、外光（约200nm)电子束（0.01-0.9）玻璃透镜玻璃透镜电磁透镜不要求真空不要求真空要求真空1.33x10-51.33x10-3Pa利用样品对光的吸收形成明暗反差和颜色变化利用样品对电子的散射和透射形成明暗反差光学显微镜和电子显微镜比较第二节 细胞组分的分析方法 一、超速离心密度梯度离心二、细胞内物质的显示方法福尔根（Feulgen）可以染DNA三、放射自显影技术四、分子杂交技术 原位杂交，此外，分子杂交技术还有Southern、Northern、Western 杂交技术分子杂交技术具有互补核苷酸序列的两条单链核苷酸分子片段，在适当条件下，通过氢键结合，形成DNA-DNA，DNA-RNA

10、或RNA-RNA杂交的双链分子。这种技术可用来测定单链分子核苷酸序列间是否具有互补关系。（一）原位杂交（in situ hybridization）用于检测染色体上的特殊DNA序列。最初是使用放射性DNA探针，后来又发明了免疫探针法。人类染色体端粒DNA的荧光原位杂交照片 （二）Southern杂交是体外分析特异DNA序列的方法，操作时先用限制性内切酶将核DNA或线粒体DNA切成DNA片段，经凝胶电泳分离后，转移到醋酸纤维薄膜上，再用探针杂交，通过放射自显影，即可辨认出与探针互补的特殊核苷序列。将RNA转移到薄膜上，用探针杂交，则称为Northern杂交。 第三节 细胞工程和分子生物学技术概念

11、：细胞工程一、细胞培养1、细胞培养的概念2、优点3、培养条件：营养、无菌、温度4、培养步骤：原代培养传代培养（细胞株细胞系）5、动物细胞的培养与植物细胞的培养群体培养（左）和克隆培养（右） 二、分子生物学方法1、基因工程技术： 基因克隆：是70年代发展起来的一项具有革命性的研究技术，可概括为分、切、连、转、选。 显微操作技术micromanipulation technique是在倒置显微镜下利用显微操作器进行细胞或早期胚胎操作的一种方法。包括细胞核移植、显微注射、嵌合体技术、胚胎移植以及显微切割等。克隆技术显微操作系统PCR原理 (1)基本原理是DNA 的半保留复制 (2)在一定条件下：缓冲

12、液，dNTP，DNA聚合酶，引物等 (3)体系温度的周期性变化，重复发生变性（94）、复性（退火40-60 ）和延伸（72 ）2、PCR技术聚合酶链式反应polymerase chain reaction 附表一、实验室中常用的几种细胞系细胞系名称细胞类型来源3T3成纤维细胞小鼠HeLa宫颈癌上皮细胞Henrietta Lacks BHK21成纤维细胞叙利亚仓鼠PtKl上皮细胞袋鼠L6成肌细胞大鼠PCI2嗜铬细胞大鼠SP2浆细胞小鼠SP20骨髓瘤浆细胞小鼠CHO卵巢细胞中国地鼠Henrietta Lacks, American black ,died of cancer of uterine cervix in 1951