细胞生物学习题整合

4.细胞学说的主要内容有哪些？ 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所构成。

②每个细胞作为一个相对独立的单位，既有它“自己的”生命，又对与其它细胞共同组成的整体的生命有所助益。

③新的细胞可以通过老的细胞繁殖产生。

习题二 细胞生物学研究方法

一、选择题

1. 扫描隧道显微镜(scanning tunnelng microscope，STM)是IBM苏黎世实验室在1981年发明的一种能有效探测微观结构表面形貌的仪器。这一成果获1986年诺贝尔物理学奖。这一发明的科学家是 E

A．比宁(Binning) B．罗勒(Rohrer) C．格伯(Gerber) D．怀布尔(Weible) E．A+B+C+D 2. 在光学显微镜下所观察到的组织或细胞结构一般称为 A A．显微结构 B．超微结构 C亚显微结构 D．分子结构 3. 研究细胞的超微结构一般要利用下列哪种技术 B

A．光学显微镜技术 B．电子显微镜技术 C. x射线衍射技术 E.电泳技术 4. 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 E

A．普通光境 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 5. 光学显微镜的分辨率(最小分辨距离)可达 B

A．0.lμm B．0.2μm C．0.3μm D．0.4μm E．0.5μm 6. 关于扫描隧道显微镜(STM)，下列哪项叙述错误 C

A. STM是IBM苏黎世实验室的Binning等人在1981年发明的 C 仅可在真空条件下工作

B．为扫描探针显微镜的一种．具有高分辨本领 E．可直接观察到DNA、RNA和蛋白等生物大分子 D．依杯一极细的金属针尖在标本表面扫描来探测标本的形貌 7. 在普通光镜下可以观察到的细胞结构是B A．核孔 B．核仁 C.溶酶体 D．核糖体 E．微丝 二、填空题

1. 细胞生物学研究中常用的光镜有 普通显微镜 、 暗视野显微镜 、 相差显微镜 、 荧光显微镜 和 倒置显微镜 等。

2．电子显微镜按工作原理和用途的不同可分为 透射电镜 和 扫描电镜 两类。 3. 细胞培养一般分为 原代培养 和 传代培养 两种情况

4．细胞组分的分级分离方法有 超速离心法 、 层析法 和 电泳法 等

5．利用超速离心机对细胞组分进行分级分离的常用方法有 差速离心法 和 密度梯度离心法 。 6.．常用于促进细胞融合的物质是 灭火仙台病毒 和 聚乙二醇 。

7．普通离心机、高速离心机、超速离心机的转速一般分别为 ＜8000r／min 、 8000—25000r／min和 25000—85000r／min 。

8．由小鼠骨髓瘤细胞与某一B细胞融合后形成的 杂交瘤 细胞克隆所产生的抗体称 单克隆抗体 。

9. 人及动物细胞培养所用合成培养基中除含多种 氨基酸 、 维生素 和 无机盐 外，一般还需加入 小牛血清 。 10. 光学显微镜的分辨率(R)可达到 10. 0.2μm ，其计算公式为0.61λ。 αn sin211. 细胞生物学研究中常用的真核细胞系有 HeLa细胞系 、 BHK21细胞系 和 CHO细胞系 等。

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12. 两个不同类细胞融合时先形成具有双核的 异核体 ，经有丝分裂后才形成 杂种细胞 。 13. 单个细胞经有丝分裂形成的 细胞群 称为一个 克隆 。

14．透射电镜观察的组织细胞标本在超薄切片之前常用 戊二醛 和 四氧化锇 双重固定。 15．扫描电镜观察的组织细胞标本制备程序一般是 固定 、 脱水 、 干燥 和 镀膜 。 16. 适合于观察活细胞的光镜有 相差显微镜 、 暗视野显微镜 和 倒置显微镜 等 三、 名词解释

1．细胞系(cell line)：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(仓鼠幼鼠肾成纤维细胞)和3T3细胞系(来源于小鼠胚胎细胞).

2. 细胞培养(cell culture)：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。可分为原代培养相传代培养两个阶段或两种类型。

3. 原代培养(primary culture)：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相传代培养的基础。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。

4. 传代培养(sub-cuture)：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，只有权少数细胞能存活下来并继续传代40一50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。

5. 原位杂交(in situ hybridization)：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昔酸顺序或基因进行杂交以确定该基因位点的一种重要技术。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吱顺序所在位点。

6. 超薄切片技术：利用专门的切片机将细胞样品切割成透射电镜观察所需的30-70nm厚的薄片称为超薄切片（一个细胞可被切成100—200片）。

7. 负染技术：用重金属盐（如磷钨酸钠、醋酸铀等）对铺展在载网上的样品进行染色，使整个载网都铺上一层重金属盐，而有凸出颗粒的地方则没有染料沉积。这样在图像中背景是黑色的，而未被包埋的样品颗粒则透明光亮。这种染色即为负染色技术，也即只染背景而不染样品，与光学显微镜样品的染色正好相反。 8. 冷冻断裂和冷冻蚀刻技术：（1）快速冷冻 （2）低温真空断裂 （3）蚀刻：断裂显示出镶嵌在膜脂中的蛋白质颗粒，由于冰在真空中的升华可进一步增强“浮雕”的蚀刻效果 （4）复型：用铂、金等金属和碳分别进行倾斜和垂直喷镀，消化样品 （5）电镜观察：收集复型膜于载网上进行电镜观察。

9. 光学显微镜(light microscope)：简称光镜．是一种利用光线照明，将微小物体形成放大影像的精密光学仪器，由光学放大系统相机械系统两部分组成。光学放大系统由物镜、目镜和镜筒组成，其核心是物镜和目镜中的两组

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透镜。其放大成像的机理是先由物镜形成效大的实像。再由目镜进一步放大成虚像，最后在人眼中形成实像。光学显微镜是细胞生物学研究中的一种十分重要的工具，从虎克研制的第一台简陋的光镜起到现在已经经历了300多年的发展历史，其性能不断完善。现代的光学显微镜已成为包含普通显微镜、相差显微镜、暗视野显微镜、倒置显微镜及万能显微镜等多个系列的庞大家族。

10. 荧光显微镜(fluorescence microscope)：利用一定波长的紫外线作为激发光源照射被检标本，使标本中的荧光物质受激发后产生的荧光经放大成像系统成像，这种特殊的光镜就称为荧光显微镜。在其光学系统中照明光线要经过两组滤光片：第一组滤光片位于光源相标本之间，只透过能激发特殊荧光染料发出荧光的光线；第二组滤光片位予标本和目镜之间，仅能透过激发出来的荧光。荧光显微镜可用于观察检测细胞中能与荧光染料特异结合的特殊蛋白、核酸或低含量的分子．其标本染色简便、荧光图像色彩鲜亮，而且敏感度较高。

11. 相差显微镜(Phase contrast microscope)：利用相差装置将透过细胞标本不同区域(其密度不同)的光波的光程差变成振幅差，从而使细胞内的各种结构之间呈现出清晰可见的明暗对比的特殊光镜。在结构上，这种光镜比普通光镜多出2个部件(即相差装置)．其一是能使透过聚光器的光线形成空心光锥并聚焦到标本上的附加环形光阑，其二是位于物镜后焦面的相板(一种喷涂有相位膜和吸收膜的玻璃板)。相差显微镜对于活细胞结构与功能的研究具有重要价值。

12. 倒置显微镜(inverted microscope)：一种主要用于观察培养瓶或培养皿中的活细胞生长及分裂状态的特殊显微镜。与普通光镜相比，其光源、聚光镜和物镜的位置是倒置的，即光源在上，物镜在载物台的下方。另外，其聚光镜和物镜有较长的工作距离，以方便放置有一定厚度的培养瓶。研究用倒置显微镜还配有恒温装置、显微照相、电视摄像或电影投影装置，以便记录培养细胞生长、分裂及其他活动的动态过程。

暗视野显微镜(dark field microscope)：一种利用特殊的聚光器使照明光线斜射而不直接进入物镜，形成暗视野，那些经过标本散射的光线才能进入物镜放大，在黑暗的背景中呈现标本明亮的轮廓。实际上．在暗视野中看到的是标本的衍射光图像而并非物体本身，故不易分辨标本内部的微细结构。这种光镜适于观察活细胞或微粒的存在及运动状态，但不适合观察染色的标本

13. 电子显微镜(electron microscope)：简称电镜，是利用波长很短的电子束作为照明源，通过电子流对细胞样品的透设或反射及电磁透镜的多级放大而在荧光屏上成像的大型精密仪器。作为细胞超微结构观察研究的最重要工具，电镜在细胞生物学领域获得了广泛应用。电镜的放大倍数最大可达100万倍，其分辨率比光镜高100一1000倍，达2一o.2nm。现代电镜的类型较多，分透射电镜、扫描电镜、超高压电镜、分析电镜和扫描隧道电镜等。

14. 透射电子显微镜(transmission electron microscope，TEM)：简称透射电镜。是利用电子枪发出的高速电子束照射超薄的生物样品，收集透射电子流经电磁透镜的多级放大后成像的仪器。由于样品各部分对入射电子有不同的散射度，故可在荧光屏上形成不同电子密度(即浓淡差)的放大图像。这类电镜的放大倍数和分辨率可达较高水平。

15. 扫描电子显微镜(scanning electron microscope，SEM)：简称扫描电镜。是—种主要用于观察组织细胞表面或细胞内断面的电镜，其基本工作原理是从电子枪发出的电子束经电磁聚光镜汇聚成极细的电子探针，并在细胞样品表面逐点扫描，收集样品表面产生的二次电子再经转换、放大，最终在荧光屏同步扣描成像。扫描电镜具有景深大、图像立体感强、样品制各简单、无需超薄切片以及电子束对样品的损伤小等优点．但这种电镜的分辨率(约3nm)和放大倍数（几十万倍）不及透射电镜。

16. 分辨率〔resolution〕：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100μm，而光镜的分辨率最高可达0.2μm，电镜的分辨率比光镜高100一1000倍，达2—0．2nm。

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17. 显微结构(microscopic structure)：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局于显微结构。

18. 超微结构(ultrastructure)：也称为亚显微结构(submicroscopic structure)。指在电子显微镜下所观察到的细胞结构．如细跑核、线粒体、高尔基体、中心体、核糖体、微管、微丝等细胞器的微细结构等。

19. 共焦激光扫描显微镜(confocal laser scanning microscope，CLSM)：以单色激光作光源的一种特殊光学显微镜。其特点是：①物镜和聚光镜互相共焦点(即两者同时聚焦到一个点)，使得只有从标本焦面发出的光线聚焦成像，而焦面以外的漫射光不参加成份；②以单色激光作为点光源并聚焦到标本焦平面上进行光点扫描，最后在荧光屏上清晰成依；③改变焦平面，可获得细胞或原标本不同层次的图像，从而得到样品的三维图像。这种显微镜适于观察细胞内质网膜系统和细胞骨架系统等细胞内的复杂网络。

20. 流式细胞分选计(flow cell sorter)：也称为流式细胞计(flow cytometer)。是——种综合了激光、电脑、光学、流体力学和荧光细胞学等方面技术的高科技产品．主要由光学系统、电子控制系统和数据处理系统等部分组成。作为一种精密的细胞测量与分离仪器，它可同时测量细胞的多个相关参数如细胞体积、DNA的含量等，其测量速度可高达每秒钟5000个细胞，所分选出细胞的纯度可达99％。流式细胞计已成为细胞生物学研究的重要工具。 21. 克隆(clone)：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。 四、问答题

1.细胞生物学研究的方法有哪些？ 细胞生物学研究的方法很多,最常用的有显微技术,细胞培养技术和细胞工程技术等。 2.电子显微镜与光学显微镜的主要区别是什么?

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，将微小物体形成效大影像的光学仪器。 概括起来，电镜与光镜主要有以下几个方面的区别，

①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。

②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)，而光镜的物镑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、物境和目镜的功能相当。

③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。

④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入超薄切片机切成50一100nm厚的超薄标本片。而光镜观察的标本则一般置于载玻璃片上，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。

3．研究细胞的常用技术有哪些?

①观察细胞显微结构的光学显微镜技术； ②探索细胞超微结构的电子显微镜技术；

③研究蛋白质和核酸等生物大分子结构的x线伤射技术； ④用于分离细胞内不同形态大小细胞器的离心技术； ⑤用于培养具有新性状细胞的细胞融合或杂交技术；

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