细胞生物学1.pdf

细胞生物学 第一章 历史与展望 第一节 历史 • 细胞生物学研究细胞的结构、功能和生活史。分三个层次： • 1）显微水平，光学显微镜下可见的结构。 • 2）超微水平，电子显微镜下可见的结构。 • 3）分子水平，细胞结构的分子组成，及其在生命活动中的作用。 细胞生物学由细胞学（Cytology）发展而来 • 细胞生物学经历了四个主要发展阶段： • 1）1665-1830s，细胞发现，显微生物学。 • 2）1830s-1930s，细胞学说，细胞学诞生。 • 3）1930s-1970s，电镜技术应用， 细胞学发展为细胞生物学。 • 4）1970s 以来，分子细胞生物学时代。 一、显微镜的发明与细胞的发现 • 细胞生物学的变革和显微技术的改进息息相关。 • 1665 年英国人Robert Hooke 出版《显微图谱》。观察了软木，并首次用cells 来描述 “细胞”。 1680 年荷兰列文虎克(Leeuwenhoek) 他是第一个描述活细胞的科学家。观察过植物、原生动 物、水、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌、唾液、血液、精液等等。 1886 德国人Ernst Abbe 发明复消差显微镜，并改进了油浸物镜，至此普通光学显微镜技术 基本成熟。 1932 德国人M. Knoll 和E. A. F. Ruska 描述了一台最初的电子显微镜 1932 荷兰籍德国人F. Zernike 成功设计了相差显微镜，并因此获1953 年诺贝尔物理奖 1981 瑞士人G. Binnig 和H. RoherI 在BM 苏黎世实验中心发明了扫描隧道显微镜而与电镜 发明者Ruska 同获1986 年度的诺贝尔物理学奖 二、细胞学说 1838 年德国植物学家施莱登(Schleiden)发表“植物发生论” ，认为无论怎样复杂的植物都由 细胞构成。 1839 年德国动物学家施旺在他的论文《关于动植物结构和生长的一致性的显微研究》中指 出，动植物都是细胞的集合体。 施莱登和施旺提出的细胞理论（学说）内容被归纳为：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。 1855 德国人R. Virchow 对细胞学说做出了重要发展：他提出了“细胞来自细胞”这一名言。 细胞学说基本内容 1、生物体都是由细胞和细胞产物构成的 2、每一个细胞都是一个相对独立的结构和功能单位 3、新细胞都是来源于先前的细胞 三、细胞超微结构研究 • 1932 年德国人E. Ruska 和M. Knoll 发明透射电镜，人类视野进入超微领域 。 • 1939 年Siemens 公司生产商品电镜。 • 1940-50s 用电镜观察了各类细胞超微结构。并结合超速离心、电泳、无细胞体系等 分析技术研究这些结构的功能。细胞学发展为细胞生物学。 第二章 细胞生物学实验技术 第一节 显微技术 光学显微镜与电子显微镜 —、光学显微镜 （一）普通光学显微镜 • 1. 构成： • ①照明系统：光源和聚光器 • ②光学放大系统：物镜和目镜 • ③机械装置：用于固定材料和观察方便 • 2. 原理：经物镜形成倒立实像，经目镜放大成虚像。 • 3. 分辨率：指分辨物体最小间隔的能力。 （分辨力的大小决定于光的波长和镜口率以及介质的折射率） R=0.61 /N A R=0.61 /N A 光学显微镜的分辨率 RR==00..6611λ//NN．AA． N A sin /2 N A sin /2 （NN．AA．＝ｎssiinnα//22） n n 式中：nn=介质折射率；α=镜口角（标本对物镜镜口的张角），N.A.=镜口率。镜口角总是要 小于180˚，所以sina/2 的最大值必然小于1。 介质 空气 水 香柏油 α溴萘 折射率 1 1.33 1.515 1.66 显微镜的几个光学特点： 制作光