第3章细胞生物学研究方法
第3章 细胞生物学研究方法
本章主要内容 ·细胞形态结构的观察方法 ·细胞及其组分的分析方法 ·细胞培养与细胞工程 ·细胞及其生物大分子的动态变化 ·模式生物与功能基因组的研究
本章主要内容 • 细胞形态结构的观察方法 • 细胞及其组分的分析方法 • 细胞培养与细胞工程 • 细胞及其生物大分子的动态变化 • 模式生物与功能基因组的研究
第一节细胞形态结构的观察方法 直径 分辨率 病毒 20-200nm ·肉眼 0.2mm 支原体 0.1-0.3μm 。 光学显微镜0.2μm ·细菌 0.5-5.0μm ·电子显微镜0.2nm 。动植物细胞20-30μm ·扫描隧道显微镜 活细胞多是无色透明的 样品制备技术 1cm 1 mm 100μm10μm 1μm 100 nm 10 nm 1 nm 0.1nm 光学显微镜 y 电子显微镜 扫描隧道显微镜
第一节 细胞形态结构的观察方法 • 病毒 20-200 nm • 支原体 0.1-0.3 µm • 细菌 0.5-5.0 µm • 动植物细胞 20-30 µm • 活细胞多是无色透明的 • 肉眼 0.2 mm • 光学显微镜 0.2 µm • 电子显微镜 0.2 nm • 扫描隧道显微镜 • 样品制备技术 直径 分辨率
光学显微镜(light microscope) ·从细胞的发现、细胞学说的建立，直至今天光学 显微镜仍然是细胞生物学研究的重要工具。 光学显微镜的改进型很多
一、光学显微镜 (light microscope) • 从细胞的发现、细胞学说的建立，直至今天光学 显微镜仍然是细胞生物学研究的重要工具。 • 光学显微镜的改进型很多
(一)普通复式光学显微镜 —组成 ·由3部分组成： 一光学放大系统 (目镜与物镜) -照明系统（光源 和聚光镜) 一镜架及调节系统 w(《
（一）普通复式光学显微镜——组成 • 由3 部分组成： – 光学放大系统 （目镜与物镜） – 照明系统（光源 和聚光镜） – 镜架及调节系统
(一)普通复式光学显微镜 —成像 ·放大的倒立虚像 目镜 -经物镜形成倒立实像 一经目镜进一步放大成 虚像 物镜 样品 聚光镜 光源 放大的虚像
（一）普通复式光学显微镜——成像 • 放大的倒立虚像 – 经物镜形成倒立实像 – 经目镜进一步放大成 虚像
(一)普通复式光学显微镜 分辨率 ·分辨率：显微镜最重要的性能参数 。 分辨率是指能区分开两个质点间的最小距离 ·普通光学显微镜最大分辨率是怎麽得来的？ 物镜 0.61入 D N.Sin a/2 样品 介质
（一）普通复式光学显微镜——分辨率 • 分辨率：显微镜最重要的性能参数 • 分辨率是指能区分开两个质点间的最小距离 • 普通光学显微镜最大分辨率是怎麽得来的？
(一) 普通复式光学显微镜 样品制备 取材 固定 包埋 切片 染色 观察 movement of microtome arm specimen embedded in wax or resin fixed steel blade ribbon of sections ribbon of sections on glass slide,stained and mounted under a glass cover slip 000000 石蜡切片 H.E染色 50μm Figure 9-10,11a Molecular Biology of the Cell(Garland Science 2008)
（一）普通复式光学显微镜——样品制备 Figure 9-10, 11a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 石蜡切片 H.E染色
(二)相差显微镜和微分干涉显微镜 ·利用光线干涉的原理，将 个振幅 相位差转换成振幅差，实 现对非染色活细胞的观察 时间 一A.当两束光的相位相同时， 个振幅 相互干涉的结果使光波的振 幅增加 时间 -B.当两束光的相位相反时， B 则导致光波的振幅降低 初始光束 干涉光
（二）相差显微镜和微分干涉显微镜 • 利用光线干涉的原理，将 相位差转换成振幅差，实 现对非染色活细胞的观察 – A. 当两束光的相位相同时， 相互干涉的结果使光波的振 幅增加 – B. 当两束光的相位相反时， 则导致光波的振幅降低
(二)相差显微镜和微分干涉显微镜 。1 相差显微镜是在普通光学显微 成像 镜的基础上，添加“环状光 可见光 阑”和“相差板”，将光程 相差板 差或相位差，转换成振幅差 -衍射光 (被样品改变相位) 一物镜 一直射光 (没有改变相位) 一样品 聚光镜 环状光阑 体外培养MDCK细胞在普通（明视场）光学显微镜(A) 和相差显微镜(B)下拍摄图像效果的比较 光源
（二）相差显微镜和微分干涉显微镜 • 相差显微镜是在普通光学显微 镜的基础上，添加 “环状光 阑”和 “相差板”，将光程 差或相位差，转换成振幅差 体外培养MDCK 细胞在普通（明视场）光学显微镜（A） 和相 差显微镜（B）下拍摄图像效果的比较