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漫谈《细胞生物学》：

1. 细胞生物学发展史上的里程碑事件事件: 细胞的发现

1590年J. Janssen和Z. Janssen制作第一台复式显微镜。 1665年Robert Hooke出版《显微图谱》，观察了软木，并首次用cells来描述\细胞\。 A van Leeuwenhoek是第一个描述活细胞的科学家。

消色差显微镜出现，人们才对细胞的结构和功能有了新的认识。这些工作对细胞学说的诞生具有重要意义。

1831年R. Brown在兰科植物表皮细胞内发现了细胞核。

1836年GG. Valentin在动物神经细胞中发现了细胞核与核仁。

细胞学说

通常认为施莱登（MJ. Schleiden）和施旺（T.Schwann）正式提出了细胞学说。 1838年Schleiden发表\植物发生论\，认为细胞是构成植物的基本单位。

1839年Schwann发表了\关于动植物结构和生长一致性的显微研究\，指出动植物都是细胞的聚合物。

1855年R. Virchow提出著名论断；进一步完善了细胞学说。

Cell Theory是19世纪的重大发现之一，其 基本内容有三条：

①有机体是由细胞构成的；

②细胞是构成有机体的基本单位； ③新细胞来源于已存在细胞的分裂。

细胞超微结构研究

1932年E. Ruska和M. Knoll发明第一台透射电镜（TEM），人类视野进入超微领域。 1952年英国工程师Charles Oatley制造出了第一台扫描电镜（SEM）。

分子细胞生物学时代

1869年瑞士人F. Miescher从脓细胞中分离出核酸，但未引起重视。 1944年O. Avery等通过细菌转化试验，1952年M. Chase等通过噬菌体标记感染实验肯定了核酸与遗传的关系。

1952年Franklin拍摄到清晰的DNA晶体X-衍射照片 1953年，Watson 和Crick提出DNA双螺旋模型。 1958 年提出\中心法则\。 1961-1964年破译遗传密码。 1972年创建DNA体外重组。

1973年重组质粒，并在大肠杆菌中表达。

1990年，美国国立卫生研究院（NIH）进行了世界首例基因治疗。

2. 通过学习细胞学发展简史，你如何认识细胞学说的重要意义?

1. 推动产业革命，创造新的经济生长点（转基因动植物，基因武器等） 2. 推动医学革命，延长人类寿命（干细胞研究、基因改造人、抗癌婴儿） 3. 推动绿色革命，解决食品危机（转基因技术）

4. 创造新品种，改善生态环境（抗旱、抗寒、抗盐植物基因的发现，三废处理的基因工程） 5. 发展绿色能源，解决能源危机（生物能、植物光合作用、人工光解水）

细胞生物学的研究方法：

1. 分辨率概念及分辨率的调节

分辨率：区分邻近两个物点最小距离的能力。 分辨率（R）大小决定于光的波长（λ）、镜口率（N.A.）和介质折射率（n）。 R=0.61λ/N.A. （N.A.=n·sinα/2） 2.不同显微技术的适用性 ㈠光学显微镜

普通光学显微镜：对不同细胞组分进行选择性染色能显示出细胞中特殊部分如核或膜。 相差显微镜和微分干涉差显微镜：可直接从显微中观察未经固定和染色的活细胞。 细胞荧光技术（已被广泛利用）：用荧光显微镜可观察细胞中的荧光。 激光扫描共聚焦显微术 ㈡电子显微镜

透射电子显微镜：用于观察超微结构（小于0.2μm） 制样技术

超薄切片技术：超薄切片机

固定技术：固定剂（戊二醛和锇酸）

负染法和投影法：样品本身显浅色，立体的形象 复刻和冷冻蚀刻技术 扫描电子显微镜 与电镜相关的技术 扫描隧道电子显微镜 3.超薄切片技术的过程

一个一般大小的动物细胞要切成300片。

方法与步骤：锇酸和戊二醛固定样品----丙酮逐级脱水---环氧树脂包埋-----以热膨胀或机械伸缩的方式切片----重金属（铀，铅）盐染色． 4. 电子显微镜的染色方法

负染法是在将颗粒和纤维样品分散在具有亲水性支撑膜的载网上以后，滴加磷钨酸或醋酸双氧铀等染料，并随即吸去多余的染液。样

品干燥后残余染料将沉积在样品的周围以及样品的凹陷、空隙处，而样品本身反而呈浅色，故称为负染。

5.常用固定剂，包埋剂 固定剂：戊二醛、锇酸 包埋剂：环氧树脂 6. 原位杂交技术

用核酸探针确立特殊核苷酸序列在染色体上或在特殊类型细胞中的位置，这种方法称为原位杂交技术。

细胞膜和物质运输：

1. 质膜、内膜和生物膜的异同 细胞膜（质膜）：是指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋白质以非共价键结合形成的薄层结构。 内膜：形成各种细胞器的膜。 生物膜：质膜和内膜的总称。 2. 细胞膜的化学组成

细胞膜主要是有脂类和蛋白质（包括酶）组成。 脂类约占总量的50%（磷脂、胆固醇和糖脂）

蛋白质40%【外在蛋白（或外周蛋白）内在蛋白（或整合蛋白）】 糖类约占1%~10%（形成糖脂和糖蛋白） 3. 膜蛋白类型

镶在膜内外表面的称为外在蛋白

嵌入到膜内的蛋白或横跨全膜的蛋白称为内在蛋白 4. 流动镶嵌模型的特点

1). 细胞膜由流动的双脂层和嵌在其中的蛋白质组成。 2). 磷脂分子以疏水性尾部相对，极性头部朝向水相组成生 物膜骨架；

3). 蛋白质或嵌在双脂层表面，或嵌在其内部，或横跨整个 双脂层，表现出分布的不对称性。

5.膜结构不对称性的意义

膜的两侧具有不同的功能（需扩展） 6. 影响膜流动性的因素

影响膜流动的因素主要来自膜本身的组分，遗传因子及环境因子等。包括： 1. 胆固醇：胆固醇的含量增加会降低膜的流动性。

2. 脂肪酸链的饱和度：脂肪酸链所含双键越多越不饱和，使膜流动性增加。 3. 脂肪酸链的链长：长链脂肪酸相变温度高，膜流动性降低。

4. 卵磷脂/鞘磷脂：该比例高则膜流动性增加，是因为鞘磷脂粘度高于卵磷脂。 5.其他因素：膜蛋白和膜脂的结合方式、温度、酸碱度、离子强度等。 7. 用实验说明膜蛋白具有运动性

小鼠细胞（荧光抗体）和人细胞的诱导融合 8. 膜的流动性的生理意义

膜适宜的流动性是表现生物膜正常工作的必要条件。例如，通过膜的物质运输、细胞识别、细胞免疫、细胞分化以及激素的作用等等都与膜的流动性密切相关。 9. 被动运输、主动运输概念和特点

被动运输：凡是由高到低顺浓度梯度，只依靠高浓度物质的势能，而不消耗细胞代谢能（分解ATP）的经膜扩散的转运方式（简单扩散、通道扩散、易化扩散）。

①浓度梯度（或电化学梯度）扩散；②不需要提供能量；③没有膜蛋白协助。

主动运输：在转运过程中，除了需要借助膜上的载体蛋白外，还要消耗代谢能，才能驱动物质逆浓度转运的方式（钠钾泵、钙离子泵、质子泵、ABC转运器、协同运输）。 ①逆浓度梯度（逆化学梯度）运输；②需要能量；③都有载体蛋白。 10. 扩散和渗透的区别 扩散(diffusion)

是指物质沿着浓度梯度从半透性膜浓度高的一侧向低浓度一侧移动的过程，通常把这种过程

称为简单扩散。--溶质的相对运动 渗透(osmosis)

是指水分子以及溶剂通过半透性膜的扩散。--溶剂的相对运动 11. 促进扩散与简单扩散的异同

简单扩散

也叫自由扩散（free diffusion）----热运动 ①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散； ②不需要提供能量； ③没有膜蛋白协助。

?通透性P=KD/t （ K为分配系数， D为扩散系数，t为膜的厚度） 协助扩散

也称促进扩散（facilitated diffusion）。 ①转运速率高；

②运输速率同物质浓度成非线性关系； ③特异性；④饱和性。

?载体蛋白：离子载体、通道蛋白

12. Na+ --K+ 泵的的工作原理及其生物学意义

工作原理：对离子的转运循环依赖自磷酸化过程，所以叫做P-type离子泵。每个周期转出３个钠离子，转入２个钾离子。

1.在膜内侧3个Na+与酶结合，激活了ATP酶活性，使ATP分解，高能磷酸根与酶结合。 2.酶的磷酸化引起酶构象变化。

3.于是与Na+结合的部位转向膜外侧，这种磷酸化的酶对Na+的亲和力低，对K+的亲和力高。因而在膜外侧释放3个Na+ ，而与2个K+结合。 4. K +与磷酸化酶结合后触发酶去磷酸化，磷酸根很快 解离。

5. K +与去磷酸化酶的构象又恢复原状。

6.于是与K+结合的部位转向膜内侧，这种去磷酸化的构象与Na+的亲和力高，与K+的亲和力低，在膜内释放2个K+，而与3个Na+结合。 钠钾泵的作用：

①维持细胞的渗透性，保持细胞体积； ②维持低Na+高K+的细胞内环境； ③维持细胞的静息电位。

地高辛、乌本苷(ouabain)等强心剂抑制其活性；Mg2+和少量膜脂有助提高于其活性。 13. 受体介导的内吞作用的原理，并举例说明 在受体介导过程中，一些特定的大分子结合到特定的细胞表面受体这些受体所处的质膜部位称为有被小窝。结合于特定细胞表面受体的这些大分子经过有被小窝内化，有被小窝凹陷，并从膜上脱落下来形成小囊泡，称为有被小囊或有被小泡。

低密度脂蛋白、运铁蛋白、生长因子、胰岛素等蛋白质激素、糖蛋白等。 14. 受体介导的胞吞中，胞吞泡中的配体、受体和膜成分的去向 配体：①降解；②重新利用

受体：①重新回到质膜上进行再利用；②降解