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第一篇概论1.1 细胞生物学概述1.1.1 选择题l.l.l.l A 型题1.利用现代技术和手段从分子、亚细胞和整体水平等不同层次上研究细胞生命活动及其基 本规律的科学称A 细胞遗传学 B 细胞生物学 C 细胞病理学 D 细胞生理学E细胞形态学2.细胞学说的创始人是A R.Hook B Schleiden and Schwann C R.BrownD W.Flemming E C.Darwin3.最早发现细胞并将其命名为“cell”的学者是A R.Hook B A.Leeuwenhoek C R.Brown D W.FlemmingE C.Darwin4.最早观察到活细胞的学者是A R.Hook B A.Leeuwenhook C R.Brown D W.FlemmingE C.Darwin5.在1858年首先提出“细胞来自细胞”这一著名论断的学者是A R.Hook B A.Leeuwenhook C Virchow D W.FlemmingE C.Darwin6.最早自制显微镜并用于观察细胞的学者是A Schleiden and Schwann B R.Hook and A.LeeuwenhookC Virchow D R.Brown E C.Darwin7.最早发现细胞的遗传物质DNA分子为双螺旋结构的学者是A Schleiden and Schwann B R.Hook and A.LeeuwenhookC Watson and Crick D R.Brown E C.Darwin8.在1933年底设计制造了世界上第一台电子显微镜(投射式)的学者是A.德国的鲁斯卡(Ruska)B.英国的马丁(Martin)C.比利时的马顿(Marton)D.德国的赫尔穆特(Helmut)E.德国的德里斯特(Driest)9.世界上第一台扫描电镜是由下列哪位科学家研制出来的A.英国的马丁 B.比利时的马顿C.德国的鲁斯卡D.德国的克诺尔(Knoll)E.德国的赫尔穆特10.在1944年首次证实DNA分子为细胞的遗传物质的学者是A.沃森B.克里克C.埃弗里(Avery)D.福尔根(Feulgen)E.摩尔根11.在1975年有人将小鼠脾细胞与骨髓瘤细胞进行融合获得能分泌单克隆抗体的杂交瘤,这种单克隆抗体制备技术的发明者是A.柯勒(Kohler)B.奥林斯(Olins)C.罗伯逊(Roberson)D.桑格(Sanger)E.尼伦伯格(Nirenberg)1.1.1.2 X 型题12.现代的细胞生物学在哪些层次上来研究细胞的生命活动A.分子水平B.亚细胞水平C.细胞整体水平D.组织水平13.活细胞的基本生命活动有A.生长发育B.分裂增殖C.遗传变异D.衰老与死亡14.19世纪自然科学的三大发现包括A.进化论B.细胞学说C.能量守恒定律D.重演率1.1.2填空题1.细胞生物学是从、和 等3个水平上研究细胞生命活动的科学。2.细胞是人体和其他生物体 与 的基本单位。3.1933年德国人Ruska设计制造了第一台 显微镜。4.1944年埃沃端(Avery)以微生物的 实验证实了 是遗传物质。5.细胞生物学的发展大致可分为、和 等几个阶段。6.1838年,和 提出了,认为细胞是一切动植物的基本单位。7.在我国基础科学发展规划中,、和 等被列为生命科学的四大基础学科。8.20世纪80年代以来,细胞生物学着重在 水平上探索细胞的生命活动规律,故又称为。1.1.3 名词解释1.cell biology 2.medical cell biology 3.molecular cell biology 4.cell theory1.1.4 问答题,1.细胞生物学的研究内容有哪些?2.细胞生物学的形成与发展经历了哪几个阶段?3.细胞生物学与医学的关系如何?参考答案1.1.1选择题LB 2,B 3.A 4.B 5.C 6.B 7.C 8.A 9.D 10.C 11.E 12,ABC13.ABCD 14.ABC1.1.2填空题1.细胞;亚细胞;分子2.结构;功能 3.(透射式)电子4.转化;DNA 5.细胞的发 现及细胞学说建立;经典细胞学阶段;实验细胞学阶段;细胞生物学及分子生物学阶段7.施 莱登(M.J.Schleiden);施旺(M.J.Schwann);细胞学说8.细胞生物学;分子生物学;神经生物学;生态学9.分子;分子细胞生物学1.1.3名词解释1.细胞生物学,利用现代技术和手段从整体水平、超微结构水平和分子水平等不同层次上 研究细胞生命活动及其基本规律的科学。其主要任务是搞清细胞内各部分的超微结构及分子 组成、各种结构的基本功能、结构与功能的关系,在此基础上阐明细胞的增殖与分化、生长 与代谢、遗传与变异、衰老与死亡等基本生命现象的本质和规律。2.医学细胞生物学,以人体细胞为主要研究对象,探索其生长、发育、增殖、分化、遗 传、变异、衰老、死亡以及细胞结构与功能的异常与人类疾病关系的学科。3.分子细胞生物学,主要从分子水平上来研究细胞的结构与功能以及各种生命活动规律的 学科。它代表了现代细胞生物学发展的主流和水平,是细胞生物学发展的最新阶段,故当今 的细胞生物学也常被称为分子细胞生物学。4.细胞学说,18381839年由德国植物学家施莱登(M.J.Schleiden)和动物学家施旺(M.J.Schwann)共同提出的关于一切植物、动物都是由细胞组成的,细胞来自细胞,细胞 是一切动植物的基本单位的著名理论。他们提出的论点分别是“细胞是构成植物的基本单 位”、“动植物都是细胞的集合体”。1.1.4 问答题 1.现代细胞生物学的研究内容十分广泛,主要包括细胞膜与胞内膜的结构与功能、各种细胞器的超微结构与功能、细胞核的结构与功能、染色体的结构与基因表达、细胞骨架 体系、细胞增殖及调控、细胞分化及调控、细胞的衰老与凋亡、细胞通讯与细胞社会学、细 胞的起源与进化以及细胞工程等方面。2.细胞生物学这门学科的形成和发展经历了以下几个阶段:细胞的发现;细胞学 说的建立;经典细胞学阶段(细胞学的经典时期);实验细胞学时期;细胞生物学阶段。3.细胞生物学与医学有着密切的关系。从这两门学科的发展历史上看,细胞生物学领 域的许多研究成果包括新理论、新技术、新方法对医学的发展起到巨大的推动作用。而且,医学上目前面临的许多基本问题都需要由细胞生物学予以阐明。在基础医学方面,细胞生物 学的研究成果揭示了多种人类疾病的发病机理,例如对正常细胞与肿瘤细胞的增殖规律、基 因表达等基本生物学特性的研究使得人们已初步阐明了某些肿瘤的发生机理,从而为抗癌药 物的研制和临床上设计合理的化疗与放疗方案提供了依据;溶酶体是细胞中的一种重要细胞 器,其结构功能以及与疾病的关系是细胞生物学的重要研究内容,人们发现,矽肺这种重要 的职业病是空气中的矽尘通过呼吸进入肺组织中的巨噬细胞后使溶酶体破裂,水解酶流入细 胞质导致巨噬细胞不断死亡的结果;动脉粥样硬化的发生则可能是动脉内皮细胞的结构与功 能异常所致。另外,细胞膜受体的发现及相关受体理论的产生是细胞生物学的重要研究成果,它使人们认识到某些疾病的发生是患者细胞膜上相应的受体缺如或数目减少的结果。在临床 医学方面,细胞生物学领域关于正常细胞与肿瘤细胞形态结构的比较研究,为临床上各种肿 瘤的确诊提供了依据。单克隆抗体制备技术及相应的单克隆抗体的产生是细胞生物学的一项 伟大成就,单抗的应用使得恶性肿瘤这类重大疾病的无创伤性早期诊断及药物的靶向治疗有 了新手段。再如,线粒体这种细胞器的结构与功能状态可作为细胞病变或损伤时的敏感指标 之一,是细胞病理学检查的重要内容。总之,细胞生物学与基础医学和临床医学有着密切的 关系,人类所面临的许多重大医学问题的解决,需要依赖细胞生物学研究的突破。1.2细胞生物学研究技术和方法1.2.1选择题1.2.1.1 A 型题1.小鼠骨髓细胞的染色体标本一般制备成A.切片B.涂片C.滴片D.压片E.装片2.人们需要观察立体感很强的细胞内的三度(维)空间的微细结构,需要下列哪项技术A.光镜技术 B.投射电镜 C.扫描电镜 D.超高压投射电镜E.免疫荧光镜技术3.利用核甘酸探针对玻片上的组织或细胞DNA分子上的某特定基因或核甘酸顺序进行探测 和定位的技术,称为A.放射自显影技术B.免疫荧光显微镜技术C.免疫电镜技术D.液相杂交技术E.原位杂交技术4.用荧光染料标记的抗体处理细胞后在荧光显微镜下对细胞中特殊分子进行定位属于A.放射自显影技术B.免疫荧光显微镜技术C.免疫电镜技术D.液相杂交技术E.原位杂交技术5.模拟体内的条件使细胞在体外生存、生长和繁殖的过程称为A.细胞培养B.原代培养C.传代培养D.细胞克隆E.细胞融合6.分离出单个细胞在适当的条件下使之增殖成均一的细胞群体称为A.细胞培养B.原代培养C.传代培养D.细胞克隆E.细胞融合7.目前对细胞表面形状能较好地观察,是由于有了A.放射自显影术 B.冰冻蚀刻技术C.细胞显微光谱分析技术D.细胞融合技术 E.X射线衍射技术8.在光学显微镜下所观察到的组织或细胞结构一般称为A.显微结构B.超微结构C.亚显微结构 D.分子结构 E.微细结构9.研究细胞的超微结构一般要利用下列哪种技术A.光学显微镜技术B.电子显微镜技术C.X射线衍射技术D.离心技术E.电泳技术10.关于光学显微镜,下列哪项有误A.是利用光线照明,将微小物体形成放大影像的仪器B.细菌和线粒体是光镜能清晰可见的最小物体C.由机械系统和光学系统两大部分构成D.可用于观察细胞的显微结构E.其分辨力由目镜决定11.关于光镜的使用,下列哪项有误A.用显微镜观察标本时,应双眼同睁,双手并用B.按从低倍镜到高倍镜再到油镜的顺序进行标本的观察C.使用油镜时,需在标本上滴上香柏油或石蜡油D.使用油镜时,需将聚光器降至最低,光圈关至最小E.使用油镜时,不可一边在目镜中观察,一边下降镜筒或上升载物台12.利用不同性质有机染料可对细胞中不同成分选择性染色,下列哪种结果有误A.碘液可使口腔上皮细胞的细胞质和细胞核呈深浅不同的棕黄色B.吉姆萨染液可使细胞核或染色体呈紫红色或桔红色C.甲基绿可使RNA分子呈蓝绿色 D.派洛宁可使RNA分子呈红色E.苏木精可使细胞内核酸呈蓝色13.适于观察细胞复杂网络如内质网膜系统、细胞骨架系统的三维结构的显微镜是A.普通光镜B.荧光显微镜C.相差显微镜D.暗视野显微镜E.共焦激光扫描显微镜14.关于共焦激光扫描显微镜,下列哪项有误A.以单色激光作为光源B.激光变成点光源后聚焦到标本成为点照明C.点光源激光束在标本的整个焦平面进行光点扫描后在荧光屏上成像D.图像信息要经电脑三维重建处理E.所用标本须经超薄切片15.关于超薄切片,下列哪项有误A.厚度在50lOOnm的切片称为超薄切片B.通过超薄切片可将一个细胞切成100200片C.制备超薄切片需使用专门的器械超薄切片机D.超薄切片常用玻璃制成的刀切成E.组织细胞样品被切片之前常需双重固定但无需包埋16.关于冷冻割断技术,下列哪项有误A.用该技术所制标本可在扫描电镜下观察细胞的内部构造B.生物样品在割断前须经固定和液氮的快速冷冻处理C.是电镜样品制备技术的一种 D.细胞经割断后可直接在扫描电镜下观察E.可获得细胞内各种细胞器的立体形貌17.关于冷冻蚀刻复型技术,下列哪项有误A.在冷冻割断技术的基础上发展而来B.其本质是将细胞断面的形貌印在复型膜上C.复型是将柏碳混合物喷到细胞断面上形成的一层膜D.观察时将覆有伯碳膜的细胞断面放人电镜E.在透射电镜下可获得细胞内部的高分辨率图像18.关于X射线衍射技术,下列哪项有误A.是测定生物大分子结构的一项适用技术B.其原理是利用X线的衍射效应来推断物质的分子结构C.X线是波长较短的电磁辐射,比电子的穿透力强D.该技术能检测较薄的含水标本E.可测定蛋白质结晶分子中原子的空间排布19.适于观察无色透明活细胞微细结构的光学显微镜是A.相差显微镜B.暗视野显微镜C.荧光显微镜D.偏振光显微镜E.普通显微镜20.主要用于观察活细胞中有规则的纤维结构如纺锤丝、染色体以及纤维丝等构造的光镜是A.荧光显微镜B.相差显微镜C.普通显微镜D.暗视野显微镜E.偏振光显微镜21.关于相差显微镜,下列哪项有误A.利用了光的衍射和干涉特性B.可使相位差变成振幅差C.所观察的标本要经固定处理D.一般使用高压汞灯作光源E.装有环形光阑、相位板和中心望远镜等特殊部件22.关于荧光显微镜;下列哪项有误A.其光源通常为高压汞灯或筑灯B.必需装备激发滤片和阻断滤片C.根据光化荧光的原理设计制造的D.可用于观察固定细胞和活细胞E.使用时应在较明亮的环境中进行23.光学显微镜的分辨率(最小分辨距离)可达A.0.1 u m B.0.2um C.0.3 u m D.0.4um E.0.5um24.关于电子显微镜,下列哪项有误A.组织或细胞观察前均需经超薄切片B.分为透射式和扫描式两大类C.分辨率可达0.2nm D.利用电子束作照明源 E.在荧光屏上成像25.关于光学显微镜的分辨率,下列哪项有误A.是光镜的主要性能指标B.也称为分辨本领C.指分辨出标本上两点间最小距离能力D.显微镜的分辨率由物镜决定E.与照明光的波长成正比26.分别使用光镜的低倍镜和高倍镜观察同一细胞标本相,可发现在低倍镜下A.相较小,视野较暗 B.相较小,视野较亮 C.相较大,视野较暗D.相较大,视野较亮 E.相及视野的亮度均不改变27.下列哪种显微镜需将标本进行超薄切片并经醋酸铀等染料染色后才能观察A.扫描式电子显微镜B.透射式电子显微镜C.扫描隧道显微镜D.荧光显微镜E.相差显微镜28.电子散射少、对样品损伤小、可用于观察活细胞的电子显微镜是A.普通透射电镜B.普通扫描电镜C超高压电镜D.扫描透射电镜E.分析扫描电镜29.关于透射式电镜,下列哪项叙述是错误的A.由德国科学家Ruska等发明 B.以电子束作为光源B.电子透过标本后在荧光屏上成像D.分辨率较高E.适于观察细胞的外观形貌30.关于扫描式电镜,下列哪项有误A.20世纪60年代才正式问世B.景深长,成像具有强烈立体感C.电子扫描标本使之产生二次电子,经收集放大后成像D.标本无需经超薄切片即可观察 E.适于观察细胞的内部构造31.关于扫描隧道显微镜(STM),下列哪项叙述错误A.STM是IBM苏黎世实验室的Binnig等人在1981年发明的B.为扫描探针显微镜的一种,具有高分辨本领 C.仅可在真空条件下工作D.依靠一极细的金属针尖在标本表面扫描来探测标本的形貌E.可直接观察到DNA、RNA和蛋白等生物大分子32.适于观察细胞表面及断面超微结构三维图像的仪器是A.普通光镜B.荧光显微镜、C.相差光镜D.扫描电镜E.透射电镜 33.关于原位杂交技术,下列哪项有误A.可探测某种基因在染色体上或细胞中的位置B.所用探针只能用放射性同位素标记C.可分为光镜原位杂交和电镜原位杂交两种D.杂交反应在载玻片上进行 E.是核酸分子杂交技术的一种34.关于放射自显影技术(autoradiography),下列哪项错误A.利用放射性同位素探测细胞内生物大分子动态变化的一种方法B.包括宏观自显影、光镜自显影和电镜自显影等3种类型C.具有灵敏度高和操作简便、无污染等优点D.自显影时常用的感光材料包括X光胶片和原子核乳胶等E.光镜自显影一般多用液体核子乳胶浸膜等方法进行1.2.1.2 X 型题35.物象在低倍镜(5X)下清晰可见,换高倍镜(45义)后看不见了,这是因为A.玻片放反了 B.高倍物镜故障C.物象不在视野正中央D.焦距没调好36.在普通光镜上可用于调节视野内光线强弱的装置有A.通光孔B.反光镜C.光圈D.聚光镜37.常用于观察细胞超微结构的仪器是A.荧光显微镜B.相差显微镜C.扫描电镜D.透射电镜38.普通光镜上决定放大倍数的部件有A.目镜B.物镜C.反光镜D.聚光镜39.普通光镜上的下列物镜中哪些不能浸在香柏油中使用A.5义物镜B.10X物镜C.40义物镜D.100X物镜40.制备石蜡组织切片不可缺少以下哪些环节A.低渗B.固定C.脱水D.包埋41.制备单克隆抗体所要涉及的细胞生物学技术有A.细胞融合B.细胞培养C.细胞克隆D.细胞低渗42.透射电镜所具有的特征有A.分辨率高B.放大倍数高C.成像立体感强D.标本须超薄43.扫描电镜的基本特征是A.可见细胞表面的三维形态B.成像立体感强C.标本须超薄D.标本表面喷镀金属膜44.利用超速离心机以差速离心法可从动物组织匀浆中分离出下列哪些细胞器A.细胞核B.线粒体C.溶酶体D.核糖体45.制备小鼠骨髓细胞染色体标本需要下列哪些物品A.离心机B.粗天平C.电泳仪D.培养箱46.细胞或组织培养基中应含有下列哪些成分A.无机盐B.氨基酸C.维生素D.小牛血清47.下列哪些物质能促进细胞之间发生融合A.灭活病毒B.植物血凝素(PHA)C.聚乙二醇(PEG)D.秋水仙素48.要得到一杂种细胞系,需要下列哪些细胞生物学技术A.细胞融合B.细胞培养C.细胞克隆D.细胞分离49.能将小块组织分离成单细胞悬液的物质有A.聚乙二醇(PEG)B.胰蛋白酶C.胶原酶D.乙二胺四乙酸(EDTA)50.电场诱导细胞融合的优点有A.操作简便B.无毒性C.融合率高D.融合细胞易存活51.流式细胞计(flow cytometer)或流式细胞分选计(flow cell sorter)能快速测定细胞下 列哪些参数A.DNA含量B.RNA含量C.蛋白质含量D.细胞体积52.姐妹染色单体互换(sister chromatid exchange,SCE)显示技术的用途有A.发现染色体的损伤B.判断细胞的增殖周期C.证明DNA的半保留复制D.发现突变的基因53.放射自显影技术中常用的放射性同位素(核素)有A.3H B.14C C.32P D.35S54.卡诺(carnoy)固定液一般由下列哪些种试剂按一定比例混合而成A.甲醇 B.甘油 C.甲醛 D.冰乙酸1.2.2填空题1.光学显微镜的分辨率可达到,其计算公式为 O2.在光镜下和电镜下所观察到的细胞结构分别称为 和 o3.适于观察活细胞的光镜有、和 等。4.细胞生物学研究中常用的光镜有、和 o5.电子显微镜按工作原理和用途的不同可分为 和 两类。6.细胞培养一般分为 和 两种情况。7.细胞组分的分级分离方法有、和 等。8.利用超速离心机对细胞组分进行分级分离的常用方法有 和 o9.常用于促进细胞融合的物质是 和 o10.普通离心机、高速离心机、超速离心机的转速一般分别为、和 o11.细胞不同组分在超速离心机中的沉降速率常用 表示,它与细胞组分的、和 有关O12.由小鼠骨髓瘤细胞与某一 B细胞融合后形成的 细胞克隆所产生的抗体称 o13.从组织中分离不同类型细胞的方法有、和 分选仪。14.人及动物细胞培养所用合成培养基中除含多种、和 外,一般还需加入 O15.细胞生物学研究中常用的真核细胞系有、和 等。16.两个不同类型细胞融合时先形成具有双核的,经有丝分裂后才形成 o17.单个细胞经有丝分裂形成的 称为一个 o18.在荧光显微镜中 光的照射下,经丫咤橙染色的细胞中,DNA发出 荧光,而RNA发出 荧光。19.透射电镜观察的组织细胞标本在超薄切片之前常用 和 双重固定。20.扫描电镜观察的组织细胞标本制备程序一般是、和 o1.2.3名词解释1.resolution 2.microscopic structure3.ultrastructure ultrastructure 4.freeze etching replica5.clone 6.cell line 7.cell culture8.primary culture 9.sub-culture10.contact inhibiton contact inhibitor111.cell-free system cell-free system 12.in situ hybridization1.2.4问答题1.电子显微镜与光学显微镜的重要区别是什么?2.如何将动物或人体组织细胞制备成可在透射电镜下观察的超薄切片标本?3.研究细胞的常用技术有哪些?4.试述细胞分离所用方法的基本原理?5.说明对细胞不同组分进行分离所用方法的基本原理?6.用什么方法追踪活细胞中蛋白质合成与分泌过程?包括哪几个步骤?参考答案1.2.1选择题1.C 2.D 3.E 4.B 5.A 6.D 7.B 8.A 9.B 10.E 11.D 12.C 13.E14.E 15.E 16.D 17.E 18.D 19.A 20.E 21.C 22.E 23.B 24.A 25.E26.B 27.B 28.C 29.E 30.E 31.C 32.D 33.B 34.C 35.ABCD 36.BCD37.CD 38.AB 39.ABC 40.BCD 41.ABC 42.ABD 43.ABD 44.ABCD 45.AB 46.ABCD47.AC 48.ABCD 49.BCD 50.ABCD 51.ABCD 52.AC 53.ABCD 54.AD1.2.2填空题1.0.2um;R=0.61 X/NA(NA=n sin a/2)2.显微结构;超(亚)微结构 3.相差 显微镜;暗视野显微镜;倒置显微镜4.普通显微镜;暗视野显微镜;相差显微镜;荧光显 微镜;倒置显微镜5.透射电镜;扫描电镜6.原代培养;传代培养7.超速离心法;层析法;电泳法8.差速离心法;密度梯度离心法9.灭活仙台病毒;聚乙二醇10.8 000r/min;8 00025 000r/min;25 00085 000r/min 11.沉降系数(S);大小;形状;密度12.杂交瘤;单克隆抗体13.离心沉淀;介质粘附;流式细胞14.氨基酸;维生素;无机盐;小牛血清 15.HeLa细胞系;3T3细胞系;CHO细胞系16.异核体;杂种细胞17.细胞群;克隆18.紫外光;绿色;红色19.戊二醛;四氧化钺20.固 定;脱水;干燥;镀膜1.2.3名词解释1.分辨率,也称分辨本领。指显微镜或人眼在25cm的明视距离处分辨或区分被检物体细微 结构的最小间隔,即两点间最小距离的能力。能够区分的两点间的距离越小,表示分辨率越 高。显微镜的分辨率由物镜所决定,与其镜口率和光线的波长直接相关。人眼的分辨率约为 100 Hm,而光镜的分辨率最高可达0.2 um,电镜的分辨率比光镜高1001 000倍,达2 0.2nm。2.显微结构,通过光学显微镜所观察到的样品的各种结构。如细胞的大小、外部形态以及 细胞核、线粒体、高尔基体、中心体等内部构成都属于显微结构。3.超微结构,也称为亚显微结构(submicroscopic structure)0指在电子显微镜下所观察 到的细胞结构,如细胞核、线粒体、高尔基体、中心体、核糖体、微管、微丝等细胞器的微 41冷冻蚀刻复型,扫描电镜样品制备技术的一种。其基本过程是先将组织或细胞标本进 行超低温冷冻(液氮中),然后在真空中割断样品再稍升温使冰升华完成蚀刻,此时细胞断面 出现被蚀刻后的浮雕效果,再将样本喷上金或铝和碳,最后将组织细胞溶解掉剩下能反映细 胞蚀刻面形貌的碳金属膜的复型。将该复型放入电镜下可观察到立体感强、分辨率高的细 胞断面各种微细结构的图像。5.克隆,在细胞生物学中,克隆指由单个细胞经有丝分裂形成的细胞群。通过细胞克隆 的方法可制备出生物学性状均一的细胞系。.6.细胞系,可在体外培养条件下连续传代(无限制地传代)的细胞群。其细胞的特点是染 色体数目明显改变,一般呈亚二倍体或非整倍体;失去一般体细胞具有的接触抑制的特性而 具有癌细胞的特点,容易传代培养。例如细胞生物学研究中常用的HeLa细胞系(由人宫颈 癌细胞培养而成)、CHO细胞系(由中国仓鼠卵巢细胞培养而成)、BHK-21细胞系(仓鼠AAJ 鼠肾成纤维细胞)和3T3细胞系(来源于小鼠胚胎细胞)。7.细胞培养,使离体细胞在实验室人工模拟机体内的条件下(如合适的温度、全面的营养 物质等)生长发育、分裂增殖的一项重要的细胞生物学研究技术。通过细胞培养可获得大量 细胞作为研究所需的材料,如细胞增殖周期及调控、细胞癌变机理与衰老、基因表达与控制 以及细胞杂交等多个方面的研究都离不开细胞培养。可分为原代培养和传代培养两个阶段或 两种类型。8.原代培养,指从机体组织中取材后接种到培养基中所进行的细胞培养,即直接取材于机 体组织的细胞培养。所形成的细胞称原代细胞,它是在体外培养任何一种体细胞所必须经历 的阶段和传代培养的基础。也就是说,任何动物和人体细胞的培养均需从原代细胞培养做起。一般来说,胎儿的肾、肺、卵巢、精巢、肌肉与肿瘤等组织的细胞较易培养,而神经细胞较 难培养。9.传代培养,简称传代,指当原代培养的细胞在培养瓶中生长、增殖到一定密度后,一分 为二或以其他比例分装或转移到2个以上的培养瓶中所进行的再培养。在培养过程中,要使 细胞能够在容积中正常地生长和繁殖需要经常进行培养细胞的传代,所以传代培养可多次进 行。适应在体外培养条件下持续传代培养的细胞称为传代细胞。传代累积的次数就是细胞的 代数。一般来讲,原代培养的细胞传至10代就不易传下去了,其生长出现停滞且大多数细 胞衰老死亡,只有极少数细胞能存活下来并继续传代4050次。在此过程中,细胞保持染 色体数目稳定和接触抑制行为。当细胞传至50代以后又会出现“危机”不能传下去了,但其 中少数发生突变,获得了癌变细胞特性,细胞有可能无限制地传下去,如HeLa细胞株。10.接触抑制,细胞培养过程中出现的一种有趣现象。在培养开始后,分散的细胞悬浮在培 养瓶中不久就会贴附在瓶壁上,原来呈圆形的细胞一经贴壁便会迅速铺展而变成多种形态,随即细胞开始分裂,贴壁生长形成致密的单层细胞。当细胞分裂、生长到表面相互接触时,就会停止增殖,维持相互接触的单层细胞状态直至衰老,这就是所谓的接触抑制。11.非细胞体系,包含有进行细胞内正常生物学过程所需的成分但不具有完整细胞结构的 体外实验反应体系。一般由活细胞经裂解破碎、超速离心除去某些成分后制备而来。非细胞 体系在研究探讨DNA复制、RNA转录、蛋白质合成、核膜及染色质的组装等细胞内生命活动 的基本过程和机理方面具有重要应用价值。12.原位杂交,利用放射性同位素或非放射性物质(如地高辛或生物素)标记的核酸探针与 玻片上的细胞核中或染色体上的某种核甘酸顺序或基因进行杂交以确定该基因座位的一种 重要技术。其基本程序是,先制备组织切片或染色体玻片标本和所需的核酸探针,再将玻片 加热使细胞核或染色体中的DNA变性成单链状态,滴加含有探针的缓冲液至玻片上在适当 的条件下进行杂交,最后用放射自显影或免疫显色、酶促显色反应显示目标基因或核酸顺序 所在位点。1.2.4问答题1.电子显微镜是以电子束为照明源,通过电子流对样品的透射或反射及电磁透镜的多 级放大后在荧光屏上成像的大型仪器,而光学显微镜则是利用可见光照明,将微小物体形成 放大影像的光学仪器。概括起来,电镜与光镜主要有以下几个方面的区别:照明源不同。电镜所用的照明源是电子枪发出的电子流,而光镜的照明源是可见光(日光或灯光),由于电 子流的波长远短于光波波长,故电镜的放大及分辨率显著地高于光镜。透镜不同。电镜中 起放大作用的物镜是电磁透镜(能在中央部位产生磁场的环形电磁线圈),而光镜的物镜则是 玻璃磨制而成的光学透镜。电镜中的电磁透镜共有三组,分别与光镜中聚光镜、物镜和目镜 的功能相当。成像原理不同。在电镜中,作用于被检样品的电子束经电磁透镜放大后打到 荧光屏上成像或作用于感光胶片成像。其电子浓淡的差别产生的机理是,电子束作用于被检 样品时,入射电子与物质的原子发生碰撞产生散射,由于样品不同部位对电子有不同散射度,故样品电子像以浓淡呈现。而光镜中样品的物像以亮度差呈现,它是由被检样品的不同结构 吸收光线多少的不同所造成的。所用标本制备方式不同,电镜观察所用组织细胞标本的制 备程序较复杂,技术难度和费用都较高,在取材、固定、脱水和包埋等环节上需要特殊的试 剂和操作,最后还需将包埋好的组织块放人超薄切片机切成50100nm厚的超薄标本片。而 光镜观察的标本则一般置于载玻片上,如普通组织切片标本、细胞涂片标本、组织压片标本 和细胞滴片标本等。2.一般来说,由于电子的穿透力很弱,只能透过极薄的物体,组织细胞必须经超薄切 片后才能放入透射电镜中观察细胞的超微结构。具体讲,透射电镜所用的标本一般要切成50lOOnm厚的薄片,即一个细胞要切成100200片。超薄切片的制备是电镜技术的一个 重要方面。它包括一系列复杂的处理过程和某些独特的技术环节:固定。这是电镜样品制 备的一个重要环节,其目的是使样品中细胞的形态结构及各种成分保持在生前状态而不发生 改变。固定要及时和彻底,为了达到良好的固定效果,组织的取材也很重要,尽量实施活体 取材,且整个取材操作最好在1分钟内完成。待固定的组织的体积要小,通常切成0.5mm 见方的小块,否则影响固定效果,获得所需组织材料后应立即投入固定液中。通常采用戊二 醛和四氧化钺对标本进行双重固定,其中戊二醛可在蛋白质分子之间形成共价键使它们交联 固定,而四氧化钺除了与蛋白质共价结合外,还对脂类物质在内的多种成分有良好的固定作 用。包埋,即先将固定和脱水处理后的标本放入液态的包埋剂(常用环氧树脂)中浸透,再 对包埋块加温使之聚合成含有待切标本的固体包埋块。超薄切片。将包埋块经适当修整后 放入超薄切片机中按操作程序用玻璃质地的切刀切成薄片。切下的薄片一般置于铜质的载网(相当于载玻片)上。染色。由于电子的波长单一,故细胞样品在电子束的照射下既不能产 生颜色的差别,也不易产生足够的明暗差别(反差),故载网上的超薄切片一般还需经重金属 盐染色,这种利用重金属来增加细胞某些成分的电子散射能力从而增大标本反差的染色称为 电子染色。常用的电子染色剂是醋酸铅和柠檬酸铀。位于铜网上的标本经铅或铀染色后即可 放入透射电镜中观察了。一般认为,利用超薄切片法可以观察到细胞中几乎所有的超微结构。3.目前用于细胞或细胞生物学研究的常用技术和手段有以下多种:观察细胞显微结 构的光学显微镜技术;探索细胞超微结构的电子显微镜技术;研究蛋白质和核酸等生物 大分子结构的X线衍射技术;用于分离细胞内不同形态大小细胞器的离心技术;用于 培养具有新性状细胞的细胞融合或杂交技术;使机体细胞能在体外长期生长繁殖的细胞培 养技术;能对不同类型细胞进行分类并测其体积、DNA含量等数据的流式细胞光度(分选)术;利用放射性同位素对细胞中的DNA、RNA或蛋白质进行示踪或定位的放射自显影技术;用于探测基因组中某种基因是否存在、是否表达以及拷贝数多少的核酸分子杂交技术;能将细胞中的特定蛋白质或核酸分子进行分离纯化的层析技术和电泳技术等。4.从多种细胞的悬液(如血液)分离不同细胞常用的方法有离心分离法、亲和分离法和 流式细胞术分离法等。离心法的原理是,不同种类的细胞,其大小、形态、密度、质量等物 理性质不同,在离心力的作用下,它们具有不同的沉降速率,从而得以分离。亲和法分离细 胞是利用一些细胞对玻璃或塑料具有较大的粘附力的特点。也可先将某种细胞的抗体结合到 塑料或其他载体表面形成亲和表面,再使含待分离细胞的细胞悬液接触亲和表面,使待分离 细胞与抗体结合而留在亲和表面,最后,利用轻微振荡的办法将被粘附的细胞回收起来。也 可用酶(如胶原酶)来消化分解基质(如胶原),回收已得以分离的细胞。流式细胞术是最精确 的细胞分离技术,其原理是,先将结合有荧光染料的抗体标记待分离细胞,再将细胞悬液注 人流式细胞计,在该仪器中,细胞悬液被加压后从小孔径的喷嘴喷出后又经超声振荡作用变 成含单个细胞的一连串液滴,当细胞经过激光束时根据其是否发荧光(即是否被荧光标记)而被充以负电荷或正电荷,最后当液滴通过强电场时,携带不同电荷的液滴分别朝不同方向 偏转进入不同的分选收集容器中,这样获得要分离的细胞。5.细胞内不同组分的分级分离的常用方法有超速离心法、层析法、电泳法等。超速离 心技术可将细胞匀浆中的不同细胞器或生物大分子进行有效分离。因为不同形态、大小和密 度的细胞器以及不同分子量的生物大分子在离心力作用下沉降速度各不相同。超速离心分离 法又分差速离心和密度梯度离心两种。差速离心是一种较为简便的分离法,常用于细胞核和 细胞器的分离,因为在密度均一的介质中,颗粒越大沉降越快,反之则沉降较慢。这种离心 方法只能将那些大小有显著差异的组分分开,而且所获得的分离组分往往不很纯。而密度梯 度离心则是较为精细的分离手段,这种离心方法的关键是先在离心管中制备出蔗糖或氯化钠 等介质的浓度梯度并将细胞匀浆装在最上层,在此条件下离心,细胞不同组分将以不同速率 沉降并形成不同沉降带。呈密度梯度的介质可以稳定沉淀成分、防止对流混合。层析法是分 离蛋白质的常用手段,其基本原理是不同的蛋白质分子其大小和所带电荷不同,当它们通过 某种介质(基质)而与其发生相互作用时,会被不同程度地滞留或吸附,这样便使不同类型的 蛋白质分子移动的快慢不同,从而得以分离。如根据蛋白质的大小、所带电荷或特殊的化学 基团选择不同的基质的层析,如凝胶过滤柱层析、离子交换树脂柱层析或亲和层析等更可有 效地分离不同的蛋白质。电泳法是分离蛋白质、核酸的有效方法,在细胞生物学研究领域有 着广泛的应用。其基本原理是,不同种类的蛋白质或核酸所携带的净电荷(正与负)的性质或 多少不同,它们在一定强度的电场中会按所带净电荷、分子的大小和形状以不同速度在电场 中移动,从而得以分离成不同的电泳带谱。6.追踪活细胞中某种蛋白质合成与分泌的过程一般采用同位素示踪技术。其基本步 骤是:将放射性同位素标记的氨基酸(如常用的3匕亮氨酸)加到细胞培养基中,在很短时 间内使这些与未标记的相应氨基酸化学性质相同的标记分子进入细胞(称脉冲标记);除去 培养液并洗涤细胞,再换以含未标记氨基酸的培养基培养细胞,已进入细胞的标记氨基酸将 被蛋白质合成系统作为原料加以利用,掺入到某种新合成的蛋白质中;每隔一定时间取出 一定数量的细胞(取样),利用电镜放射自显影技术探查被标记的特定蛋白质在不同时间所处 的位置。具体说,将每次取样所得的细胞经固定、包埋后制备成细胞的超薄切片,放到有支 持膜的载网上,涂上核乳胶,放到暗处曝光一段时间,即让细胞内带有放射性同位素的蛋白 质发射出的射线使核乳胶感光。然后将核乳胶显影、定影便得到电镜显微放射自显影的标本。在电镜下观察该标本中银粒的分布、相关蛋白质在细胞中的位置以及数量的多少。通过比较 不同时间细胞取样的电镜照片就可了解细胞中蛋白质合成及分泌的动态过程。1.3细胞的分子基础和细胞进化1.3.1 选择题1.3.1.1 A 型题1.由非细胞原始生命进化为细胞生物的转变中,首先出现的是A.细胞核B.细胞膜C.细胞器D.核膜 E.内质网2.在原核细胞中A.只有DNA,没有RNA B.只有RNA,没有DNA C.只有DNA,没有蛋白质D.只有RNA,没有蛋白质 E.既有DNA,也有RNA3.细胞中的下列化合物中,哪项属于生物大分子A.无机盐B.游离水C.过氧化氢酶D.胆固酵E.葡萄糖4.人体生命活动的基本结构与功能的单位是A.细胞膜B.细胞核C.细胞器D.细胞E.核糖体5.构成蛋白质分子和酶分子的基本单位是A.核甘酸B.脂肪酸C.氨基酸D.磷酸E.乳酸6.关于DNA分子,下列哪项叙述有误A.带有遗传信息B.具有双螺旋的空间结构C.由两条同方向的单核甘酸链互补结合而成D.在DNA分子上分布有众多的基因E.所含碱基位于螺旋结构的中央区域7.关于RNA,下列哪项叙述有误A.分为mRNA、tRNA和rRNA三种 B.均分布于细胞质或细胞器中B.是由DNA指导合成的多核甘酸链 D.与蛋白质的合成直接相关E.一般为线形8.关于mRNA,下列哪项叙述有误A.携带有相应基因的遗传信息B.是DNA转录的产物C.主要分布在细胞核中D.可直接指导蛋白质合成E.不同基因的mRNA分子量悬殊较大9.关于tRNA,下列哪项叙述有误A.能转运活化的氨基酸到核糖体上B.空间结构呈三叶草形C.分布在细胞质中和核糖体上D.分子上具有与mRNA上密码子对应的反密码子E.每种tRNA往往能
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