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沈振国《细胞生物学》笔记和课后习题（含考研真题）详解试读：
第1章 绪 论
1.1 复习笔记
一、细胞生物学研究的对象和内容
1．细胞生物学是研究细胞生命活动基本规律的科学
细胞是所有生物体最基本的结构和功能单位，是由膜围成的能独立进行生长繁殖的原生质团。细胞生物学是研究细胞的结构、功能和生命活动基本规律的科学。
2．细胞生物学的研究对象（1）细胞遗传信息结构体系；（2）细胞膜结构体系；（3）细胞骨架结构体系。
3．细胞生物学在生命科学中的地位和与其他学科的关系
细胞生物学是现代生物学的基础学科。细胞生物学的蓬勃发展，有力地推动了其他学科的发展。但细胞生物学的进一步发展又必须以一些现代科学的分支学科作为基础，其他学科所取得的进展同样极大地推动了细胞生物学的发展。
二、细胞学与细胞生物学发展简史
1．细胞生物学的4个发展阶段（1）细胞的发现；（2）细胞学说的创立和细胞学的形成；（3）细胞学的发展和细胞生物学的兴起；（4）分子细胞生物学的出现和发展。
2．细胞的发现（1）英国Robert Hooke（1635～1703）发现细胞；（2）荷兰Antonie van Leeuwenhoek（1632～1723）发现原生动物；（3）法国Mirbel（1809）指出“植物由有膜的细胞性组织所组成”，并认为植物各种组织中的细胞具有独立性；（4）英国R．Brown1831年发现细胞核；（5）法国E．Dujardin1835年发现细胞内含物。
3．细胞学说的创立和细胞学的形成（1）细胞学说的创立
①1824年法国 H．Dutroehet主张“一切组织、一切动植物器官，实际上都是由形态不同的细胞所组成”；
②1838年德国M．J．Schleiden提出植物是由细胞组成的，植物胚由单个细胞发育而成；
③1839年德国T．Schwann提出细胞学说：所有生物体均由一个或多个细胞组成，细胞是生命的结构单位；
④1855年德国R．Virchow指出细胞只能通过一个已经存在的细胞分裂而来。（2）细胞学说的主要内容
①细胞是所有生物的结构和生命活动的单位；
②生物的特性取决于细胞的特性
③细胞只能通过细胞分裂而来，通过遗传物质维持细胞的连续性。
4．细胞学说的发展和细胞生物学的兴起（1）实验细胞学；（2）细胞遗传学；（3）电子显微镜的发明和使用。
5．分子细胞生物学的出现和发展（1）1953年Watson和Crick提出DNA双螺旋分子结构模型，奠定分子生物学的基础；（2）对DNA复制的研究；（3）人类基因组计划；（4）克隆技术；（5）扫描隧道电子显微镜。
6．现代细胞生物学
现代细胞生物学的基本特征就是把细胞的生命活动与亚细胞成分的分子结构变化紧密联系起来，从基因和蛋白质上解释细胞生命活动的规律。
1.2 课后习题详解
1．细胞生物学研究的基本内容有哪些？细胞生物学与其他学科的关系如何？
答：（1）细胞生物学研究的基本内容
细胞生物学的研究对象是细胞，是从细胞显微、亚显微和分子结构层次研究细胞的学科，具体包括以下领域等：
①细胞的结构与功能；
②细胞的增殖；
③细胞的分化；
④细胞的衰老与凋亡；
⑤细胞的信号传递；
⑥细胞的基因表达与调控；
⑥细胞的起源与进化；
⑦细胞间的相互关系。（2）细胞生物学与其他学科的关系
①细胞生物学是现代生物学的基础学科，脱离了细胞，现代生物学的所有分支学科及其相关学科都将失去基础；
②细胞生物学的蓬勃发展，推动了其他学科的发展；
③其他学科所取得的进展同样极大地推动了细胞生物学的发展，如DNA双螺旋结构模型的提出、基因核苷酸序列分析、DNA重组技术、酶分子活性基团的定位等，促使科学家们从分子水平上揭示生命活动现象的本质，促进了分子细胞生物学的兴起。
2．细胞学说的建立有何重要意义？
答：（1）细胞学说的建立及其主要内容
1855年，德国病理学家R．Virchow提出细胞学说，它包含了以下内容：
①细胞是所有生物的结构和生命活动的单位；
②生物的特性取决于细胞的特性，多细胞生物的每一个细胞即是一个活动单位，执行特定的功能；
③细胞只能通过细胞分裂而来，通过遗传物质维持细胞的连续性。（2）细胞学说建立的意义
①细胞学说极大的推动了生物学科的发展，生物学中的许多分支学科，如植物学、动物学、微生物学等，都要求从细胞中寻找阐明各自研究领域中生命现象的机制；
②细胞学说论证了整个生物界在结构上的统一性，以及在进化上的共同起源，为辩证唯物论提供了重要的自然科学依据。
3．细胞生物学发展历史可以分为几个阶段？各有什么主要特征？
答：（1）细胞生物学发展的阶段
①细胞的发现和细胞学说的建立阶段；
②细胞学的形成、发展和细胞生物学的兴起阶段；
③分子细胞生物学阶段。（2）细胞生物学各发展阶段的特点
①细胞的发现及细胞学说建立阶段：从显微层面上发现并观察了细胞的形态等特点；
②细胞学的形成、发展和细胞生物学的兴起阶段：对细胞的研究从简单观察转向为应用实验手段和分析方法；
③分子细胞生物学阶段：把细胞的生命活动与亚细胞成分的分子结构变化紧密联系起来，从基因和蛋白质上解释细胞生命活动的规律。
4．1953年Watson和Crick提出的DNA双螺旋分子结构模型对细胞生物学的发展有何意义？
答：（1）1953年,沃森和克里克共同提出了DNA 分子的双螺旋结构,标志着细胞生物学进入分子细胞生物学阶段；（2）DNA双螺旋分子结构模型解释了细胞遗传中遗传信息载体的本质；（3）DNA双螺旋分子结构的发现，为采用基因工程改造细胞奠定了基础。
5．试分析21世纪细胞生物学发展的主要趋势。
答：（1）细胞生物学的形成和发展与物理化学相关仪器、技术的发明与改进密不可分，因此与最先进、最前沿的仪器和技术相结合进行细胞生物学研究是其发展的一个趋势；（2）无论是对细胞结构与功能的深入研究，还是对细胞重大生命活动规律的探索，都需要用分子生物学的新概念与新方法，在分子水平上进行研究，因此细胞生物学与分子生物学相互渗透与总的交融是总的发展趋势之一；（3）细胞生物学与医学的交融不断加深，越来越多的细胞生物学科研成果被转化为医疗方法；（4）细胞生物学与物理学、化学等其他学科交流加强，跨学科研究不断深入，引发新的创新热点和研究方向。
1.3 名校考研真题详解
一、选择题
1．细胞学说创建时提出（ ）。[中国科学院2005研]
A．细胞由细胞膜、细胞核、细胞质组成
B．一切动植物都由细胞组成，细胞是一切动植物的基本单位
C．细胞只能来自细胞
D．生物个体发育的过程就是细胞不断增殖和分化的连续过程【答案】B【解析】（1）细胞学说创建时期是1838～1839年，那个时期只有简单的显微镜。（2）德国植物学家施莱登和动物学家施旺，共同提出了“细胞学说”：一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的基本单位。细胞学说的基本内容：①细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物构成；②每个细胞作为一个相对独立的单位，既有“它”自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命有所助益；③新的细胞可以通过已存在的细胞繁殖产生。
二、填空题
1．2001年诺贝尔医学奖和生理学奖授予了3位科学家，他们是在_________的研究上做出了杰出贡献。[南开大学2009年]【答案】细胞周期调控【解析】2001年，Leland Hartwell，Timothy Hunt和Paul Nurse因为发现细胞周期的关键调控因子而被授予当年的诺贝尔医学和生理学奖。
2．德国科学家哈拉尔德·楚尔·豪森因发现导致宫颈癌的_________、法国科学家弗朗索瓦丝·巴尔·西诺西和吕克·蒙塔尼因发现_________而分享了2008年度的诺贝尔生理学或医学奖。[中山大学2009年]【答案】乳突淋瘤病毒；人类免疫缺陷病毒【解析】德国科学家哈拉尔德·楚尔·豪森因发现人乳突淋瘤病毒引发子宫颈癌获2008年度的诺贝尔生理学或医学奖。两名法国科学家弗朗索瓦丝·巴尔-西诺西和吕克·蒙塔尼因发现人类免疫缺陷病毒获此殊荣。
三、名词解释题
细胞生物学。[吉林大学2004研]
答：细胞生物学是指在细胞水平上研究生物体生长、运动、遗传、变异、分化、衰老、死亡等生命现象的学科。它从细胞整体、亚细胞结构、分子三个不同水平出发，并将这三个不同层次的研究有机地结合起来，最终揭示生命的本质。
四、简答题
试述细胞生物学的主要研究内容以及当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域；并谈谈你对我国细胞生物学发展前景的认识。[郑州大学2004、2005、2006、2007、2008研]
答：（1）细胞生物学的主要研究内容：细胞核、染色体以及基因表达的研究；生物膜与细胞器的研究；细胞骨架体系的研究；细胞增殖及其调控；细胞分化及其调控；细胞衰老与凋亡；细胞起源与进化；细胞工程。（2）细胞生物学与分子生物学相互渗透与交融是总的发展趋势。（3）当前细胞生物研究的重要领域：染色体DNA与蛋白质相互作用关系；细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及其调控；细胞信号传导的研究；细胞结构体系的组装等。（4）我国生物学发展前景：此题可结合自己的认识自由发挥。
第2章 细胞基本知识概要
2.1 复习笔记
一、细胞的基本概念
1．细胞是生命的基本单位
细胞是由膜包围的、能独立进行繁殖的最小原生质团，是单细胞和多细胞有机体结构的基本单位，是生命活动的基本单位，是一切有机体的生长与发育的基础。
细胞的特点：（1）细胞是有机体结构的基本单位；（2）细胞是有机体生命活动的基本单位；（3）一切有机体的生长与发育都以细胞的增殖与分化为基础；（4）细胞具有遗传的全能性，是遗传的基本单位；每一种细胞都有发育为个体的潜力。
2．细胞的基本共性（1）细胞的化学组成
组成细胞的基本元素是碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙、钾、铁、钠、氯、镁等，其中碳、氢、氧、氮是构成四大类有机物的基本元素，其他元素也是生命所必需的。（2）细胞共同的基本特征
①有细胞膜与细胞内膜系统；
②有遗传信息的储存、复制与转录系统；
③有一套蛋白质合成的机器和运转系统；
④细胞增殖时遗传物质保持不变。
二、原核细胞
1．原核细胞的特征（1）没有核膜；（2）内部结构相对真核生物简单，没有膜围成的细胞器；（3）遗传信息仅为一个环状DNA分子；（4）进化地位较为原始；（5）可分为古细菌和真细菌两类。
2．几种典型原核生物（1）支原体
①支原体是目前发现最小、最简单的细胞；
②仅由细胞膜，细胞质（内含核糖体）和一条DNA组成。图2-1 支原体结构图（2）细菌
细菌可分为球菌、杆菌、螺旋菌三种，其特点是：
①细菌遗传物质的特点
a．细菌没有核膜，有类核，类核内有一个环状DNA分子；
b．DNA复制次数与细胞分裂次数不同步；
c．θ型DNA复制；
d．RNA转录与蛋白质翻译可以同时进行。
②细菌结构的特点
细菌细胞结构主要由细胞壁（部分细菌壁外还有荚膜、鞭毛等）、细胞膜、中膜体、细胞质等几部分构成。
a．细胞壁
第一，细菌细胞壁的共同成分是肽聚糖；
第二，革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌细胞壁的化学组成和结构不同；
第三，细胞壁对固定细胞外形、保护细胞免受外力损伤、防止低渗环境中细胞被胀破、调节物质的交换、协助鞭毛运动、抗原性决定、致病性以及对病毒（噬菌体）的敏感性均有关系。
b．荚膜
第一，荚膜是位于细胞壁外表面的一层松散的黏液物；
第二，荚膜的成分主要是由葡萄糖与葡萄糖醛酸组成的聚合物，也有的含多肽与脂质；
第三，荚膜的功能：保护作用、毒性作用、营养作用。
c．鞭毛
第一，鞭毛是细菌的运动器官；
第二，鞭毛由鞭毛蛋白组成。
d．细胞膜
第一，细菌细胞膜由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成，包围整个细胞质，紧贴细胞壁；
第二，细菌细胞膜的功能：选择性地吸收营养物质、与周围环境进行物质交换等。
e．中膜体
第一，中膜体是细菌能量代谢的中心，其作用类似于线粒体；
第二，中膜体可能起DNA复制的支点作用；
第三，细胞分裂时，先形成两个中膜体，然后核物质再一分为二。
f．细菌细胞质
第一，细菌细胞质呈不均匀的透明、胶状；
第二，内有核糖体、环状DNA、RNA、质粒、各种颗粒状储藏物质、酶和中间代谢物等。图2-2 细菌的模式图（3）蓝藻
蓝藻细胞的结构：外有细胞壁，壁内是原生质体，原生质体由中心质和周质组成。
①中心质：位于蓝藻原生质体中心，包括DNA，核糖体等；
②周质：位于中心质周围，又称色素质，含有由单位膜组成的片层，叶绿素、藻蓝素、藻红素等均集中于此，使藻体呈现蓝绿色或红色等。图2-3 蓝藻模式图
3．原核细胞与真核细胞的比较（1）功能与结构的比较
①原核和真核细胞都能独立完成基本生命活动；
②真核细胞内部分化形成了复杂的膜系统（细胞器）。（2）遗传信息与遗传装置的比较
真核细胞在遗传信息的复制、转录与翻译的装置和程序上相对复杂。原核细胞在遗传信息的复制、转录与翻译的装置和程序上相对简单。
具体差别在于：
①原核细胞的转录与翻译可不分区域地同时进行，真核细胞基因表达程序具有严格的时空性并在多个层次上进行调控；
②原核细胞的基因无多余和重复序列，用操纵子方式来进行基因表达的调控，真核细胞基因组内有内含子、增强子、正负调控元件、重复序列、无用序列与假基因等；
③原核细胞中只有一条主要的环状DNA分子，没有或仅有很少的蛋白质与之结合。真核细胞中，DNA为线状且与多种蛋白结合，形成核小体，再形成染色质（染色体）。（3）细胞骨架系统的比较
原核细胞没有细胞骨架系统，真核细胞有。（4）细胞增殖方式的比较
①相同点
遗传物质均等分配给子细胞；
②不同点
a．原核细胞没有细胞周期和阶段，称为无丝分裂；
b．真核细胞有细胞周期和和增殖过程中的严格阶段。
三、真核细胞
1．真核细胞的基本结构体系
真核细胞有三大基本结构系统：生物膜系统；遗传信息的储存与表达系统；细胞骨架系统。（1）生物膜系统
生物膜系统主要指由单位膜构成的细胞质膜和由单位膜围成的各种细胞器。
①生物膜系统的基本结构
单位膜：由磷脂双分子层构成膜基本网架，蛋白质、糖和其他成分有序地结合在一起，组成的一种生物活性界面。
②生物膜系统的功能
a．细胞质膜：物质交换与运输、能量转换、细胞识别、细胞运动与粘附、外界信号的接收与放大；
b．叶绿体与线粒体：供应细胞生命活动所需要的能量；
c．内质网：合成蛋白质、脂类、糖类等；
d．高尔基体：细胞合成物加工、包装与运输；
e．溶酶体：进行细胞内的消化作用。（2）遗传信息的储存与表达系统
①遗传信息的储存
a．遗传信息以三联体密码子的形式储存在双螺旋DNA分子中；
b．若干个密码子构成一个基因；
c．若干个基因及其调控序列构成一条DNA分子；
d． DNA分子与蛋白质有机结合组成核小体，若干个核小体及其连接组分构成染色质；
e．染色质是遗传物质的载体。
②遗传信息的表达
a．DNA转录为RNA；
b．RNA上的遗传信息翻译为蛋白质；
c．核糖体负责根据RNA上的遗传信息进行蛋白质合成。（3）细胞骨架系统
①基本结构
a．微管；
b．微丝；
c．中等纤维。
②功能
a．维持细胞形态；
b．细胞内部结构的排布；
c．大分子运输；
d．细胞运动；
e．细胞器位移；
f．细胞信息传递；
g．基因表达；
h．蛋白合成；
i．细胞分裂；
j．细胞分化。
2．真核细胞的大小及其分析（1）真核细胞的大小
①动植物细胞一般在10～100μm之间；
②高等动植物同一器官与组织的细胞大小类似。（2）决定真核细胞体积下限的因素
①必须有一条DNA分子链；
②必须有一套复制、转录、合成机构；
③必须有必需的能量转换系统。（3）决定细胞体积上限的因素
①细胞体积大到核不能控制的程度；
②物质传递与交流的速度。
3．真核细胞形态结构与功能的关系
真核细胞形态结构与功能相适应，如以下例子所示：（1）植物导管细胞
植物导管细胞呈长的管状，成熟时横壁溶解，使上下相连的两个细胞贯通起来，以加强和提高其运输能力。（2）花粉细胞
靠风传播的花粉一般比较小，比较轻，表面光滑，易于随风飘散。而靠昆虫或其他媒介传播的花粉大多比较大，表面很粗糙，易于粘附。（3）动物精细胞
精子细胞后端形成鞭毛，前端产生了顶体装置，为其运动与进入卵内提供保证。（4）哺乳动物红细胞
哺乳动物红细胞的扁圆外形有利于其在血管内快速运行，而体积小则相对表面积大，有利于提高气体交换效率。
4．植物细胞与动物细胞的比较（1）动物细胞的特点
①没有细胞壁；
②有结构复杂的细胞外被。（2）植物细胞的特点
①有细胞壁；
②有液泡；
③大部分含有叶绿体；
④没有中心体。图2-4 动物细胞模式图图2-5 植物细胞模式图
四．非细胞形态的生命体
病毒是非细胞形态的生命体，是迄今为止发现的最小、最简单的生命单位。
1．病毒的特点（1）多数病毒是核酸作为核心子与蛋白构成的复合体；（2）可分为RNA病毒和DNA病毒，单链病毒和双链病毒；（3）没有自身独立的代谢与能量转化系统，是一种寄生的半生命体。
2．病毒的增殖与装配过程（1）吸附；（2）与细胞表面受体结合；（3）进入细胞（胞吞/胞饮作用）；（4）壳体破裂释放核酸；（5）利用宿主细胞翻译蛋白并复制核酸；（6）子病毒装配，宿主细胞裂解。
3．病毒与细胞的关系
病毒是细胞演化的产物。
2.2 课后习题详解
1．你是如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一概念的？
答：（1）细胞是有机体结构的基本单位
除病毒以外的一切有机体都是由细胞构成，而病毒必须依靠细胞才能行使生命活动。（2）细胞是有机体生命活动的基本单位
在有机体一切代谢活动与执行功能的过程中，细胞表现为一个独立的、有序的、自动控制性很强的代谢体系。一切有机体的生命活动都是在细胞内或由细胞与细胞协同完成的。（3）一切有机体的生长与发育都以细胞的增殖与分化为基础
由细胞组成的有机体，其生长与发育都必须依靠细胞的分裂、细胞体积的增长、细胞的分化与凋亡来实现，没有细胞的存在和细胞的增殖与分化，就没有真正意义上的生命。（4）细胞具有遗传的全能性，是遗传的基本单位
每一种生物的每一个细胞，都包含着该生物全套的遗传信息，都有发育为个体的潜在能力。
2．为什么说病毒与细胞有着不可分割的联系？
答：（1）病毒是非细胞形态的生命体，它必须在细胞内完成增殖；（2）病毒既无产能酶系，又无自身的核糖体，不能生长，也不能进行分裂，只能借助于活细胞的合成代谢体系为其复制核酸和合成蛋白质；（3）有些病毒的核酸与哺乳动物细胞DNA某些片段的碱基序列十分相似，如病毒癌基因起源于细胞癌基因；（4）病毒可以看做是DNA与蛋白质或RNA与蛋白质形成的复合大分子，与细胞内核蛋白分子有相似之处。
3．现代细胞学说的基本内容是什么？
答：（1）细胞是有机体的基本单位，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成；（2）所有细胞在结构和组成上基本相似，DNA是细胞的主要遗传物质，RNA负责基因表达并传递基因信息，蛋白质行使主要生命活动功能；（3）细胞以分裂形式增殖；（4）生物的疾病是因为其细胞机能失常；（5）细胞是生物体结构和功能的基本单位；（6）生物体是通过细胞的活动来反映其功能的；（7）细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体生命起作用。
4．原核细胞与真核细胞在结构和生命活动的主要过程上有哪些相同点与不同点？
答：（1）原核细胞与真核细胞在结构和生命活动的主要过程上的相同点
①具有细胞膜
所有的细胞表面均有由磷脂双分子层构成，并镶嵌有多种蛋白质，在部分磷脂和蛋白质分子上还结合有寡糖链的一层生物膜，即细胞（质）膜。
②具有遗传信息的储存、复制与转录系统
所有细胞都含有脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。DNA储存着每种生物的全部遗传信息，RNA、在将遗传信息进行复制、转录和表达过程中起作用。
③有一套蛋白质合成的机器和运转系统
所有细胞都有合成蛋白质的核糖核蛋白体及蛋白质合成后的转运系统。
④细胞增殖时遗传物质保持不变
细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂，遗传物质在分裂前复制加倍，在分裂时均匀地分配到两个子细胞内。（2）原核细胞与真核细胞在结构和生命活动的主要过程上的不同点
①细胞膜系统不同
原核细胞除有一层细胞膜外，内部基本上没有膜系统的分化，真核细胞除细胞质膜外，内部分化形成了复杂的膜系统，核膜将核与质明显区分开来，细胞质内又分隔形成结构精细、功能专一的各种微细单位，我们称之为细胞器。
②遗传信息与遗传装置的不同
a．原核细胞基因转录与翻译可不分区域地同时进行，真核细胞基因表达程序具有严格的时空性；
b．原核细胞的基因结构简洁、有效，无多余和重复序列，用操纵子方式来进行基因表达的调控。真核细胞除了正常的结构和功能基因外，还有内含子、增强子、正负调控元件、重复序列、无用序列与假基因等等，为复杂而多层次的基因表达提供了更为复杂精细的调控机制；
c．每个原核细胞中只有一条主要的DNA分子，呈裸露环状。在真核细胞中，DNA由游离的裸露的环状分子转变为线状。与多种蛋白结合形成核小体，再组装成染色质（染色体）。（3）骨架系统的有无
原核细胞内没有骨架系统，真核细胞内有复杂的细胞骨架系统。（4）细胞增殖方式的比较
原核细胞的增殖没有明显的周期性，称无丝分裂或直接分裂。真核细胞的增殖过程出现明显的周期性，称为细胞周期。
5．解释下列名词：细胞、细胞质、细胞器、原核细胞、真核细胞、胞质溶胶、病毒、类病毒、生物膜系统。
答：（1）细胞：生物体基本的结构和功能单位，是由细胞膜围成的微小原生质团，以DNA为遗传物质，通过分裂增殖，可分为原核细胞和真核细胞两类。（2）细胞质：细胞中细胞质膜包围的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称，包括细胞质基质、细胞内膜系统、细胞骨架和细胞内含物等，其主要成分为核糖体、贮藏物、多种酶类和中间代谢物、各种营养物和大分子的单体等。（3）细胞器：散布在细胞质内具有一定形态和功能的微结构或微器官。真核细胞中的细胞器主要有：线粒体、内质网、中心体、叶绿体，高尔基体、核糖体等，它们具有特定功能，共同帮助细胞运转。（4）原核细胞：组成原核生物的细胞。这类细胞主要特征是没有以核膜为界的细胞核， 也没有核仁，只有拟核，原核细胞进化地位较低，包括支原体、细菌、蓝藻等。（5）真核细胞：指含有核膜包围的核的细胞，其进化上较原核细胞先进，具有细胞骨架系统、细胞内膜系统。由真核细胞构成的生物称为真核生物，包括大量的单细胞生物或原生生物，全部多细胞生物。（6）胞质溶胶：细胞质中膜结合细胞器外的流动部分，含有多种蛋白和酶以及参与生化反应的因子。胞质溶胶是蛋白质合成的的重要场所，同时还参与多种生化反应。（7）病毒：一类形体极其微小，结构十分简单，侵染特定活细胞的遗传因子。由一个核酸分子（DNA或者RNA）作为心子与蛋白构成，少数病毒外有一层包膜。病毒的增殖和生物活性必须在寄主细胞内进行。（8）类病毒：又称感染性RNA、病原RNA、壳病毒，是一种和病毒相似的感染性颗粒，类病毒是闭合环状单链RNA分子，无衣壳蛋白，包括马铃薯纺锤形块茎类病毒科等。（9）生物膜系统：指由单位膜构成的细胞质膜和由单位膜围成的各种细胞器，如线粒体、叶绿体、高尔基体、溶酶体等，存在于真核生物细胞质内。
2.3 名校考研真题详解
一、选择题
1．原核细胞和真核细胞相比，共有的基本特征中，哪一条描述是不正确的？（ ）[中国科学院2005研]
A．都有细胞膜
B．都有内质网
C．都有核糖体
D．都有两种核酸DNA和RNA【答案】B【解析】原核生物与真核生物的不同点为原核细胞当中没有细胞核以及各种细胞器，但有核糖体。
2．原核细胞遗传物质集中在细胞的一个或几个区域中，密度较低，与周围的细胞质无明确的界限，称作（ ）。[复旦大学2003研]
A．核质
B．核孔
C．核液
D．类核【答案】D【解析】原核细胞遗传物质为单条环状裸露DNA。原核细胞遗传物质载有该细胞所有的遗传信息，所有细胞的细胞核功能相似。原核细胞具有原始的核，没有核膜和核仁，结构简单，为了与真核细胞中典型的细胞核有所区别，称为核区，又称拟核或类核。
3．以下哪一种描述不属于细胞的基本特征？（ ）[中科院-中科大2007研]
A．细胞具有细胞核和线粒体
B．细胞拥有一套遗传机制及应用规则
C．细胞能够自行增殖
D．细胞能对刺激产生反应【答案】A
4．下列关于构成生物体的化学元素的叙述中，正确的是（ ）。[湖南大学2007研]
A．生物群落中，碳是以CO的形式在生产者、消费者和分解2者之间传递
B．体内血钠含量过低，会引起心肌的自动节律异常，甚至导致心律失常
C．落叶与正常叶相比Ca和Mg的含量基本不变
D．微量元素B能促进花粉的萌发和花粉管的伸长【答案】D
5．关于病毒的增殖，下列说法错误的是（ ）。[南京师范大学2008研]
A．必须在细胞内进行
B．病毒的核酸和病毒蛋白均在宿主细胞内合成
C．病毒是否侵染细胞主要取决于病毒表面的识别结构
D．存在以RNA为模板反转录为DNA的过程【答案】C
二、填空题
1．体外培养动物细胞生长特点________、________。[山东大学2006研]【答案】单层贴壁生长；接触抑制
2．________是非细胞形态的生命体，是迄今发现的最小、最简单的有机体。[郑州大学2007研]【答案】病毒【解析】支原体是目前发现的最小最简单的细胞。病毒不具备细胞结构，但是其生命活动依赖于细胞。
3．2007年国际十大科技新闻之一的“万能细胞”技术的核心内容是______________。[中山大学2009研]【答案】人体皮肤细胞改造成类似胚胎干细胞的万能细胞【解析】美日2科研小组于2007年11月20日同时发布各自的干细胞研究新成果：成功地利用人体皮肤细胞“仿制”出具备胚胎干细胞功能的干细胞，从而有望避开胚胎干细胞研究面临的伦理争议，并大大推动与干细胞有关的疾病疗法研究。对数以百万计寄希望于干细胞疗法的患者来说，该项突破是一个重大的科学里程碑。
4．细菌的中膜体是由______而成，可能的功能是______。[南京师范大学2004研]【答案】细胞膜内陷；起DNA复制的支点作用
三、判断题
1．由于细菌细胞中没有内膜系统，所以细菌质膜兼有内膜的许多功能，如具有线粒体的呼吸作用，具有内质网的分泌作用，具有核膜的保护遗传物质的作用。（ ）[中山大学2008研]【答案】错【解析】细菌质膜与真核细胞的内膜系统在功能上存在近似之处，这是进化的遗迹，但是它们在本质上是有区别的。
2．器官的大小主要取决于细胞的数量，与细胞数量呈正比，而与细胞大小无关。（ ）[中科院-中科大2005研]【答案】对
四、名词解释题
1.totipotency。[武汉大学2006研]
答：totipotency的中文译名是细胞全能性。细胞全能性是指细胞经分裂或分化后仍然具有完整有机体的潜能或特性，受精卵及早期胚胎细胞都是具有细胞全能性的细胞。
2.cell theory。[华中科技大学2006研]
答：cell theory的中文译名是细胞学说。其内容为：细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成，每个细胞作为一个相对独立的单位，既有自己的生命，又对其他细胞共同组成的整体的生命有所助益；新的细胞可通过老的细胞繁殖产生。
3.prokaryotic cell。[武汉大学2005研]
答：prokaryotic cell的中文译名是原核细胞。原核细胞没有典型的核结构，遗传物质没有被磷脂膜包裹。另外，原核细胞与真核细胞相比，还具有细胞体积小、遗传信息小、无细胞内膜系统等特点。原核细胞包括支原体、衣原体、细菌、蓝藻等。
五、简答题
1．为什么成熟的红细胞需要多种蛋白质？[中山大学2009研]
答：成熟的红细胞需要多种蛋白质是与成熟的红细胞的功能相关的。（1）成熟的红细胞具有血红蛋白，能够结合氧并将其运输到组织各处。（2）它还具有各种细胞骨架蛋白，细胞骨架起着维持红细胞形—态结构的作用。（3）在红细胞的质膜上还有多种膜蛋白，例如Cl/—HCO阴离子运输的载体蛋白等。因此，成熟的红细胞具有多种蛋3白质，是与它的功能相适应的。
2．写出下列细胞生物学的基本数据：（1）人红细胞的直径；（2）线粒体的大小；（3）微丝的直径；（4）脂双层的厚度；（5）培养的成纤维细胞的细胞周期的长短；（6）人的体细胞染色体的数目；（7）人的肝细胞线粒体的数目；（8）核小体的直径；（9）光学显微镜的分辨极限；（10）盖玻片的厚度。[上海交通大学2005研]
答：（1）7～8μm；（2）0.5～1μm；（3）7nm；（4）3～10nm；（5）18h；（6）46条；（7）约2000个；（8）11nm；（9）0.2μm；（10）0.17mm。
3．简述细胞的基本共性。[郑州大学2006、2008研]
答：构成各种生物机体的细胞种类繁多，形态结构与功能各异，但作为生命活动基本单位的所有细胞却又具有共同的基本点：（1）所有的细胞都有相似的化学组成。组成细胞的基本元素是C、H、O、N、P、S、K、Ca、Fe、Na、Cl、Mg。（2）脂-蛋白体系的膜结构。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，即细胞质膜。真核细胞还具有内膜系统。（3）DNA-RNA的遗传装置。所有的细胞都有两种核酸，即DNA和RNA，作为遗传信息复制与转录的载体。而非细胞形态生命的病毒只有一种核酸，DNA或者RNA。（4）核糖体存在于所有细胞中。核糖体存在于一切细胞中，是蛋白质合成的机器。（5）增殖方式都是一分为二。所有细胞的增殖都是一分为二式的，遗传物质在分裂前复制加倍，在分裂时均匀地分配到两个子细胞中去，这是生命繁衍的基础与保证。
六、论述题
1．细胞生物学研究成功的关键在于运用模式生物。试举出三种生物学上常用的模式生物，并逐一说明该模式生物在生物学研究中的用途和优势。[中科院-中科大2009研]
答：常用的模式生物有：（1）大肠杆菌。大肠杆菌是原核生物的代表，它的基因组信息量少而全，是研究原核生物的良好模式生物。除此之外，大肠杆菌还是良好的生物学研究工具，例如人们常用工程改良的大肠杆菌来大量扩增质粒和表达蛋白等等。（2）果蝇。果蝇是昆虫的代表。果蝇作为模式生物的优势在于其基因组信息全面，而且现有全面的针对果蝇的系统研究工具，全世界积累了大量果蝇品系，这些都对果蝇研究提供了便利。常用果蝇来进行基因和遗传研究。（3）小鼠。小鼠是哺乳动物的模式生物，与人的亲缘关系在各种模式生物中最近，因而也备受关注。但是因为其复杂性和较长的生长繁殖周期使得很多实验不能像在其他低等模式生物中那样快速展开并得到良好的结果，因此在小鼠身上的实验一般放在最后，在得到初步结果后再到小鼠身上验证。
2．原核细胞与真核细胞有何差异？[湖南大学2007研]
答：真核细胞和原核细胞差异十分明显，主要表现为以下方面：（1）原核细胞无真正的细胞核，遗传物质无核膜包被，而是散在分布或相对集中于细胞的一定区域，形成核区或拟核；而真核细胞具有完整的细胞核，遗传物质有核膜包被，还具有明显的核仁等构造；（2）原核遗传物质DNA分子一般仅有一条，而且不与蛋白质结合，呈裸露状态；真核细胞DNA常有多条，且要与蛋白质结合成染色质或染色体等构造。原核DNA分子还多为环状，而真核则是线性DNA分子；（3）原核细胞无内膜系统，缺乏线粒体、内质网、高尔基体和溶酶体等膜性细胞器；而真核细胞具有线粒体、内质网、高尔基体和溶酶体以及核膜等构成的发达的内膜系统；（4）原核细胞不存在细胞骨架系统，无微管、微丝、中等纤维等非膜性细胞器；而真核细胞具有由微管、微丝、中等纤维等构成的细胞骨架系统；（5）原核细胞基因表达的两个基本过程转录和翻译同时进行，而真核细胞中遗传信息的转录和翻译过程具有明显的阶段性和区域性，其转录在细胞核中进行，所合成的mRNA要离开细胞核，在细胞质中进行蛋白质合成（翻译）；（6）原核细胞增殖无明显周期性，以无丝分裂的方式进行；而真核细胞的增殖以有丝分裂方式进行，周期性很强；（7）原核细胞体积较小，而真核细胞体积较大；（8）原核细胞中有不少的病原微生物，而真核细胞则是构成人体和动物体的基本单位。
第3章 细胞生物学研究方法
3.1 复习笔记
一、细胞形态结构的观察方法
1．光学显微镜技术（1）普通复式光学显微镜技术
①普通复式光学显微镜的结构
a．光学系统
第一，物镜；
第二，目镜；
第三，照明装置（光源、聚光镜和光阑等）。
b．机械系统
机械系统主要设计目的是保证光学系统的准确配置和灵活调控。图3-1 Carl Zeiss光学显微镜1．透射光光源2．落射光光源3．调焦钮4．聚光镜5．载物台6．物镜7．目镜
②普通复式光学显微镜的原理
可见光光源所发出的光线经过集光器的作用聚焦于所观察样品的平面上。光线穿过样品进入物镜后，即在物镜的焦点平面形成一个倒置的实像。从该实像射过来的光线，经过目镜的放大到达眼球，最终在视网膜上形成一个直立的实像，如图3-2所示。图3-2 光学显微镜成像的光路图
③普通复式光学显微镜的分辨力
分辨力是指显微镜将物体放大成像后，能将物体相近两点分辨清楚的距离极限。这个距离越近，则分辨力越高，光学显微镜的最大分辨力约为0.2μm。
R（分辨力）＝0.612／（N·A）N·A＝η·sinθ；
λ：波长；
N·A：镜口率；
sinθ：透镜视锥半顶角的正弦（图3-3）；
η：介质的折射率；图3-3 物镜的镜口角（θ为视锥半顶角）
④普通复式光学显微镜的用途
a．细胞形态的观察和组织学研究；
b．观察线粒体、中心体、叶绿体、核仁等（这些结构称为显微结构）。
⑤普通复式光学显微镜的样品处理步骤
固定→脱水→包埋→切片→染色图3-4 切片机切片示意图（2）荧光显微镜技术
①荧光显微镜的结构
a．荧光显微镜的结构和普通光学显微镜基本相同；
b．采用汞灯或氙灯作为荧光激发光源；
c．滤色系统。图3-5 荧光显微镜光路图1．激发滤光片；2．分光镜；3．阻断滤光片
②荧光显微镜的原理
物质经过短波光照射后，就能发出可见的光线，这种发光现象叫做荧光现象。
③荧光的分类
a．自发荧光
细胞内含有的某些天然物质，经短波光照射后就能发光。
b．诱发荧光
人为地把荧光物质引入细胞产生的荧光。
④荧光显微镜相关性能参数
a．入射光波长；
b．激发光波长。
⑤荧光显微镜的用途
研究细胞内不同物质的分布与定位。（3）共聚焦激光扫描显微镜技术
①共聚焦激光扫描显微镜的结构
a．以激光作为荧光的激发光；
b．在某一瞬间通过照明小孔只用很小一部分光照明；
c．物镜的后焦面处有一个光阑，保证只有来自焦平面的光成像，而来自焦平面外的散射光则被小孔和裂缝挡住。
②共聚焦激光扫描显微镜的特点
a．成像清晰；
b．可得到光学切片；
c．可以构建样品的三维图像。图3-6 共聚焦激光扫描显微镜光路图（4）暗视野显微镜技术
①暗视野显微镜的原理
光线倾斜地照射在要观察的标本上，标本散射的光线投入物镜中，送到观察者的眼睛里。折射率很大的小颗粒可被观察得很清晰。
②暗视野显微镜的特点
a．没有样品存在时视野是黑的；
b．只能看到物体的存在和运动，不能辨清物体的细微结构。
③暗视野显微镜的用途
研究活细胞，如观察介质中的细菌、酵母和霉菌等。图3-7 暗视野显微镜光路图（5）相差显微镜技术
①相差显微镜的结构
和普通光学显微镜相比较，相差显微镜：
a．在聚光器的下方加入了一个环形光阑；
b．物镜中增加了相差板。
②相差显微镜的原理
同一种光通过不同物质后产生了相位差。相差板使相位差变成振幅差，产生明与暗的对比。
③相差显微镜的特点
可以观察到无色透明物体中的细节。
④相差显微镜的用途
常用于研究未经染色的活细胞以及细胞内一些大的细胞器在生活状态下的动态变化。图3-8 相差显微镜光路图E目镜1．吸光区2．半透明区3．透明环4．不透明区
2．电子显微镜技术（1）透射电子显微镜
①透射电子显微镜原理
a．使用电子束作为光源；
b．采用电磁透镜系统；
c．电子像的浓淡差异由被检物的不同部位对电子不同的散射度所造成。
②透射电子显微镜的特点
电子显微镜的特点:分辨率高。
③透射电子显微镜的应用
a．研究细胞内亚单位或细胞器的精细结构；
b．检查和发现病毒；
c．研究蛋白质（酶）、核酸（DNA和RNA）的分子结构、转录和翻译机制等；
d．细胞内代谢过程的追踪、细胞内大分子的超微定位等。（2）扫描电子显微镜
①扫描电子显微镜原理
a．电子枪发射出来的电子束被聚焦成极细（约5nm）的电子探针，在样品的表面扫描；
b．电子束扫到的地方可激发样品表面放出二次电子，二次电子的信息经探测器转变成光信号，再经放大后投射到荧光屏上；
c．样品产生二次电子越多的地方，荧光屏上相应的部位就越亮，得到一幅放大的立体图像。图3-9 扫描电子显微镜成像原理示意图
②扫描电子显微镜的特点
a．具有明显的真实感，可形成一个三维的立体图像；
b．放大范围广；
c．分辨率可达5nm左右；
d．样品制备简单，可观察较大、较厚的样品；
e．附加电子探针显微分析器可进行元素成分和含量的测定。
③扫描电子显微镜的用途
用于观察样品的表面结构及立体形态。
④扫描电子显微镜的样本制备
a．取材和固定；
b．临界点干燥法干燥样品；
c．样品表面镀上碳膜和金属膜。（3）主要电子显微镜技术
①超薄切片技术
透射电子显微镜下观察用的样品必须制备成超薄切片。
超薄切片步骤：
a．固定：用戊二醛和锇酸双重固定；
b．包埋：多用环氧树脂做包埋剂；
c．超薄切片：用钻石刀或玻璃刀切取40-50nm厚的切片；
d．染色：用重金属盐类对样品进行染色，以增加电子散射能力。
②负染色技术
a．负染色技术原理
用高密度的重金属物质做负染剂。负染剂一般沉积在样品的周围，使样品的背景呈电子不透明的黑色。有样品的凸出部位则没有或较少染料沉积，呈电子透明的白色。
b．负染色技术用途
适用于观察病毒、细菌、噬菌体、生物大分子或亚细胞碎片的结构亚单位或其三维结构。
③冰冻断裂和冰冻蚀刻电子显微镜技术
a．冰冻断裂和冰冻蚀刻制样步骤
第一，采用－196℃的低温将样品在极短的时间内冷冻；
第二，在真空蒸发仪中，用刀断裂冰冻的生物样品。可把生物膜从内部劈成两半；
第三、令样品表面的冰在真空中升华，出现凸凹不平状的断面；
第四、在断面喷镀碳、铂或金粒子，得到复型膜，可用于电子显微镜观察。
b．冰冻断裂和冰冻蚀刻用途
多用于生物膜的研究，可得到膜内部断面的图像。
④包埋-去包埋剂超薄切片电子显微镜技术
a．包埋-去包埋剂超薄切片电子显微镜原理
用高分子聚合物将样品浸透、包埋后进行超薄切片。用有机溶剂溶去包埋剂，只留无包埋剂的生物样品。样品干燥后，不需用重金属盐染色便可直接在电子显微镜下观察。
b．包埋-去包埋剂超薄切片电子显微镜用途
主要用于研究细胞骨架，可清晰地显示细胞核内骨架网络系统。
⑤金属投影法
a．金属投影法原理
把分散有样品的载网置于真空罩中，使铂或钯等金属受热蒸发。所产生的金属颗粒以一个倾斜的角度喷溅到样品表面。这样随着样品的起伏，各处的金属呈现不同的密度，形成一个反映样品立体形貌的像。
b．金属投影法用途
本身的大小即允许电子穿透的分散样品，如核糖体、病毒、蛋白质纤维和一些分离的生物大分子等的观察。
3．扫描隧道显微镜（1）扫描隧道显微镜的原理
①根据量子力学中的隧道效应设计；
②关键部位是一根直径为0.1nm的金属扫描探针；
③将探针逐步接近样品表面，加电压，从探针流向样品表面而形成隧道电流；
④当探针与样品距离变化时，隧道电流随之变化；
⑤控制针尖使针尖在样品表面扫描，可得到样品表面的形貌和电子态信息。（2）扫描隧道显微镜的特点
①可在真空、常压空气、甚至溶液中探测物质的结构，对生理状态下生物大分子和活细胞膜表面的结构也能进行研究，样品不会受到损伤而保持完好；
②可能利用隧道扫描显微镜进行生命过程的动力学研究；
③横向分辨率为0.1nm，纵向分辨率高于0.01nm，能直接观察到物质表面的原子结构；（3）扫描隧道显微镜的用途
DNA、蛋白质结构以及细胞膜表面结构等方面的研究。
二、细胞组分的分析方法
1．细胞的分离与纯化（1）从组织中获得单细胞悬液
①胚胎或新生动物的组织：用蛋白水解酶和EDTA处理后再轻度机械破坏；
②植物组织：酶解法。（2）分离不同类型的细胞
①沉降和离心法；
②利用细胞表面抗原和特异性抗体结合法；
③流式分选法，其步骤为：
a．荧光抗体标记细胞；
b．使细胞流束成为小水滴，每个小水滴只含有一个细胞；
c．含细胞的小水滴顺序通过仪器上的激光束，仪器测出荧光强度；
d．仪器使带有荧光的小水滴带电；
e．小水滴通过高压偏转板，带电的小水滴偏离原来的流动方向；
f．收集偏向的小水滴就可得到标记的特殊细胞。图3-10流式细胞分选计分选细胞的示意图
2．细胞器与生物大分子的分离（1）细胞器与生物大分子的分离步骤
在得到纯化的细胞群体后，用各种方法（如低渗、超声粉碎、强制过滤或研磨）使细胞崩解，将细胞的内含物释放出来，再通过离心法即可从细胞匀浆中分离细胞器或生物大分子。（2）离心法原理
①越小的颗粒需要越大的离心力才能沉降；2
②g＝1.11×10-5nr；
g—相对离心力；
n—转速（r／min）；
r—离心半径，为颗粒到转轴中心的距离（cm）。
③沉降系数（s）
单位离心场中当溶质分子的沉降速度与溶剂的阻力平衡时，其沉-13降速度为定值，此即沉降系数。习惯上把10s作为沉降系数的一个单位，简写成S。（2）分离细胞器与生物大分子的离心方法
①差速离心法
a．差速离心法原理
差速离心法是利用不同的离心速度所产生的不同离心力，将各种亚细胞组分和各种颗粒分别分离开的方法。
b．差速离心法特点
可以有效地分离大小上差别较大的颗粒，但分离大小相似的颗粒效果较差。
②密度梯度离心法
a．密度梯度离心法原理
使离心介质溶液形成密度梯度，经过一定时间的离心后，不同密度的颗粒分别集中在某一密度带中而得到分离。
b．密度梯度离心法的分类
根据溶液密度梯度是否连续可分为速率区带离心法和等密度梯度离心法。
c．密度梯度离心法中常用离心介质
第一、在在速率区带离心法中，常用梯度范围为5％～20％或10％～60％的蔗糖；
第二、在等密度区带离心法中常用铯盐。图3-11 差速离心结合密度梯度离心分离细胞组分的示意图
3．细胞内核酸、蛋白质、酶、糖与脂等的显示方法（1）核酸的显示方法
①采用孚尔根染色法可以观察DNA在细胞中的分布；
②采用Brachet反应可以观察RNA在细胞中的分布。（2）蛋白质的显示方法
①Millon反应使含有酪氨酸的蛋白质呈现粉红色或砖红色；
②Danielli双偶氮结合法使含有酪氨酸、色氨酸和组氨酸的蛋白质呈紫红色或红褐色。（3）酶的显示方法
酶的细胞化学定位主要是通过给予底物或其他方式，最终在反应部位形成电子致密的沉淀物，在光学显微镜和电子显微镜下得到显示。（4）脂类的显示方法
可用脂溶性的着色剂（如苏丹Ⅲ、苏丹黑、尼罗蓝等染料）使细胞中的脂滴着色。
4．特异蛋白抗原的定位与定性（1）免疫荧光技术
①免疫荧光技术原理
利用抗原和抗体结合的高度特异性，用荧光标记抗体对抗原进行定性、定位或定量测定。
②免疫荧光技术实验方法
a．提取和纯化抗原；
b．将抗原+佐剂注射入动物体内；
c．采集动物血液，析出血清，称为多克隆抗体；
d．测定血清效价，亲和力等；
e．纯化抗体；
f．制备细胞或组织切片标本；
g．切片用欲定位蛋白的抗体（一抗）进行孵育处理；
h．用带有荧光标记的抗-抗的抗（二抗）处理；
i．洗去未结合抗体；
j．荧光显微镜下观察。（2）免疫电子显微镜技术
①免疫铁蛋白技术
将抗体与铁蛋白用交联剂交联在一起，经免疫染色后在电镜下观察。
②免疫酶标技术
将抗体与辣根过氧化物酶（HRP）交联，HRP酶标记物经DAB（联苯胺）显色，锇酸处理后形成锇黑，可在电镜下观察。
③免疫胶体金技术
将抗体与金颗粒偶联。经免疫染色后，在电子显微镜下金颗粒所在部位即抗原位置。（3）单克隆抗体技术
①单克隆抗体技术的用途
可以长久地得到单一的单克隆抗体。
②制备单克隆抗体的方法
a．用抗原免疫小鼠，分离获得抗该抗原的小鼠B淋巴细胞；
b．将B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合；
c．在融合细胞中筛选出既能产生特殊抗体，又能在体外无限繁殖的杂种细胞。图3-12 单克隆抗体制备过程示意图（4）免疫印迹技术（western blotting）
①免疫印迹技术的用途
从混合蛋白质中检测特定的蛋白质是否存在。
②免疫印迹技术的实验方法
a．用聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质；
b．将电泳区带转移到硝酸纤维素滤膜上；
c．用抗蛋白抗原的第一抗体与之反应；
d．用与碱性磷酸酶或辣根过氧化物酶相连的抗第一抗体的第二抗体孵育；
e．用酶的对应底物进行显色反应。
5．细胞内特异核酸的定位与定性（1）核酸分子杂交的基本原理和特点
①DNA分子的变性、复性和碱基互补配对原则设计核酸单链作为探针；
②用带有放射性同位素标记的探针，与未知的核酸分子杂交；
③分子杂交可以发生在DNA与DNA之间，DNA与RNA直接或RNA与RNA之间；
④不同来源的两个单链核酸之间，互补碱基顺序越多，产生杂交分子的速度越快。（2）原位杂交技术
①原位杂交技术的用途
确定特殊核苷酸顺序在染色体上或在细胞中的位置。
②原位杂交技术的实验方法
a．用放射性同位素标记或荧光素标记核酸探针；
b．荧光探针与组织切片样品中的DNA或RNA杂交；
c．用显微放射自显影的方法或用荧光显微镜直接显示与探针杂交的核酸的存在部位。（3）Southem印迹技术
①Southem印迹技术的用途
可从细胞的总DNA分子中寻找目的基因及其所在位置。
②Southem印迹的实验方法
a．提取细胞的总DNA；
b．用限制性内切酶使总DNA被切成成千上万段大小不等的片断；
c．将消化后的DNA进行琼脂糖凝胶电泳；
d．用NaOH处理凝胶片，使凝胶中的双链DNA变性为单链DNA；
e．将凝胶电泳上分离开的DNA片段，转移到一张硝酸纤维素膜上；
f．放射性同位素标记的探针与NC膜上的目的基因杂交，形成杂种分子；
g．X射线曝光NC膜，透明底片上呈现相应的黑色条带；
h．得到目的基因在凝胶片上的位置及被该限制性内切酶切成多少片段。图3-13 用Southern印迹法检测目标DNA存在情况示意图
6．同位素技术（1）同位素技术的用途
研究生物大分子在细胞中的动态变化。（2）同位素技术的原理
①放射性同位素在衰变过程中，释放出带有能量的粒子和放射线；
②在细胞的代谢过程中，对放射性同位素与稳定性同位素的吸收与利用是一视同仁的；
③放射性同位素的存在可用仪器或放射自显影方法加以检测。（3）同位素标记技术的实验方法
①同位素标记的生物大分子的引入；3
a．研究 DNA合成时，一般采用H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷3H-TdR；33
b．研究RNA合成时采用H标记的尿嘧啶核苷（H-U）；35
c．研究蛋白分子的代谢时，可用S标记的氨基酸。
②细胞内同位素的检测方法。
a．液体闪烁计数法：可以确定样品中放射性前体的掺入量；
b．放射自显影法：放射性同位素所产生的放射性，使感光乳胶感光，可以确定放射性元素在细胞中的位置。
7．定量细胞化学分析技术（1）显微分光光度测量技术
①显微分光光度测量技术的原理
通过测量细胞内某些物质对光谱吸收的光谱特性、吸收峰的位置以及吸收光值等指标，以确定这些物质的性质、种类以及含量的方法，其基本原理是Beer-Lambert定律。
②显微分光光度测量技术的用途
测出每一个细胞或细胞某一部分结构内特定化学成分的含量。
③显微分光光度测量技术的分类
根据测量波长，显微分光光度测量技术可分为紫外显微分光光度测量法和可见光分光光度测量法。（2）X射线显微分析技术
①X射线显微分析技术的用途
研究样品形态结构、组成元素和细胞生理功能之间的关系。
②X射线显微分析技术的试验方法
a．分析电子显微镜法；
b．透射电子显微镜加X射线显微分析装置法；
c．扫描电子显微镜加X射线显微分析装置法。
三、组织与细胞培养及快速繁殖技术
1．组织和细胞培养技术（1）组织和细胞培养技术的目的
组织和细胞培养，是指在无菌条件下，将组织或细胞从体内分离出来，在模拟体内环境的条件下，让其生存和生长的一种方法。（2）动物组织和细胞培养
①动物组织和细胞培养的分类
a．器官培养：培养物保持全部或部分体内组织结构；
b．原代外植块培养：培养物为一小片组织；
c．细胞培养：不同类型的细胞群体中，纯化出某种类型的细胞，加以培养。
②动物细胞的接触抑制
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]