02细胞生物学第二章 细胞生物学研究方法
细胞生物学的研究方法
细胞生物学的研究方法
细胞生物学是研究细胞的结构、功能和生理过程的科学。
在细胞生物学的研究中，有许多常用的方法。
以下是其中一些常见的研究方法：
1. 细胞培养：将细胞从其天然环境中分离出来，并在实验室中以适当的培养基中培养细胞。
细胞培养使得研究人员能够对细胞进行控制和观察。
2. 显微镜观察：使用光学显微镜或电子显微镜观察细胞的形态、结构和运动。
光学显微镜可以用来观察活细胞，而电子显微镜则能够提供更高分辨率的细胞图像。
3. 免疫细胞化学：使用特异性抗体与细胞中的特定蛋白质结合，然后通过染色或荧光探针，观察并分析这些蛋白质在细胞中的分布和表达水平。
4. 分子生物学技术：包括PCR、DNA克隆、基因测序和蛋白质表达等技术，可以用于研究细胞中的基因和蛋白质。
5. 细胞色素分析：利用生物化学检测方法，测定细胞内特定生物分子的含量和代谢活性，以研究细胞功能和代谢过程。
6. 分离和纯化细胞器：通过细胞破碎和离心技术，将细胞内不同的细胞器分离和纯化出来，以研究它们的结构和功能。
7. 基因编辑技术：如CRISPR/Cas9，可以对细胞中的基因进行精确编辑和改变，以研究基因对细胞功能的影响。
8. 活体成像：利用荧光探针或标记的蛋白质，观察和记录活细胞的动态变化，如细胞分裂、运动和细胞内信号传导等。
以上只是细胞生物学研究中的一些常见方法，实际研究中可能还会使用其他特定的技术和方法，具体取决于研究的目的和需要。
《细胞生物学》教学大纲
《细胞生物学》教学大纲第一章绪论第一节细胞生物学研究的内容和现状一、细胞生物学的定义二、细胞生物学的主要研究内容三、细胞生物学研究的总趋势与重点领域四、细胞重大生命活动的相互关系第二节细胞生物学发展简史一、显微镜的发明与发展二、细胞的发现与细胞学说的建立三、细胞生物学的发展第三节细胞生物学的实践意义以及与其他学科的关系一、医药方面二、农业方面三、细胞生物学与其他学科的关系四、细胞生物学主要参考书目第二章细胞生物学研究方法第一节显微技术—、光学显微镜二、电子显微镜三、扫描隧道显微镜四、显微操作技术第二节生物化学与分子生物学技术一、细胞化学技术二、免疫细胞化学三、显微光谱分析技术四、放射自显影术五、分子杂交技术六、PCR技术第三节细胞分离技术一、离心技术二、流式细胞术三、细胞电泳第四节细胞培养与细胞工程一、细胞培养二、细胞工程第三章细胞的基本结构第一节真核细胞一、质膜二、细胞核三、细胞质四、细胞的形状和大小第二节原核细胞与古核细胞一、细菌二、支原体三、衣原体和立克次氏体四、蓝藻五、古细菌六、细胞结构与生物系统第三节病毒与蛋白质感染因子一、病毒的形态和结构二、类病毒三、病毒的进化地位四、蛋白质感染因子第四节细胞的化学成分一、水与无机盐二、细胞的有机分子三、酶与生物催化剂第四章细胞质膜及其表面第一节质膜的化学组成一、膜脂二、膜蛋白第二节质膜的结构一、质膜结构的研究历史二、质膜的流动镶嵌模型三、脂筏四、细胞膜的功能第三节细胞表面的特化一、细胞外被二、膜骨架三、质膜的特化结构第五章物质跨膜运输第一节被动运输一、简单扩散二、协助扩散第二节主动运输一、钠钾泵二、钙离子泵三、质子泵四、ABC 转运器五、协同运输第三节膜泡运输一、吞噬作用二、胞饮作用三、外排作用四、穿胞运输五、胞内膜泡运输第六章细胞内膜系统与蛋白质分选第一节内质网一、形态与组成二、RER的功能三、ER的其它功能第二节高尔基体一、形态与组成二、功能区隔三、主要功能第三节溶酶体与过氧化物酶体一、溶酶体的结构二、溶酶体的功能三、溶酶体的发生四、溶酶体与疾病五、过氧化物酶体第四节蛋白质分选一、蛋白质分选信号二、蛋白质分选运输的途径第五节膜泡运输一、衣被类型二、衣被的形成三、膜泡运输的定向机制四、细胞的内吞与外排第七章线粒体与叶绿体第一节线粒体一、结构二、氧化磷酸化的分子基础三、氧化磷酸化的作用机理四、线粒体的半自主性五、线粒体的增殖第二节叶绿体一、形态与结构二、光合作用机理三、叶绿体的半自主性四、叶绿体的增殖第三节线粒体与叶绿体的蛋白质定向转运一、线粒体蛋白质的转运一、叶绿体体蛋白质的转运第八章细胞信号转导第一节细胞信号系统概述一、几个容易混淆的概念二、细胞信号分子三、受体四、蛋白激酶五、胞间通信的主要类型第二节胞内受体介导的信号传导第三节膜表面受体介导的信号转导一、离子通道型受体二、G蛋白耦联型受体三、酶耦联型受体第九章细胞骨架第一节微丝一、分子结构二、微丝结合蛋白三、肌肉的组成第二节微管一、分子结构二、微管结合蛋白三、分子发动机(Molecular motor)四、微管组织中心五、微管的功能第三节中间纤维一、类型二、结构三、IF的结合蛋白第十章细胞核与染色体第一节核被膜与核孔复合物一、核被膜是双层膜结构二、核孔是物质运输的通道三、通过核孔的物质运输与信号序列有关第二节染色体一、染色质的化学组成二、从DNA——到染色体三、异染色质和常染色质四、染色体结构第三节核仁一、核仁形态二、核仁周期三、核仁的功能四、核糖体第四节核基质一、核基质的组成二、核骨架的功能第十一章细胞周期及其调控第一节基本概念一、什么是细胞周期二、细胞周期时间的测定三、细胞同步化第二节有丝分裂一、细胞分裂的类型二、有丝分裂第三节减数分裂一、间期二、分裂期三、联会复合体第四节细胞周期调控一、研究背景二、CDK三、CKI四、Cyclin五、DNA复制当且仅当一次六、M期CDK的激活七、细胞周期检验点八、生长因子对细胞增殖的影响第十二章细胞分化第一节受精与胚胎发育一、精子和卵的结构二、受精三、精卵识别四、卵裂与胚胎发育第二节细胞分化的主要机制一、不对称分裂二、诱导机制三、细胞数量控制四、细胞行为五、细胞结构的变化第三节细胞的分化潜能一、全能性、多能性和单能性二、干细胞的特点三、胚胎干细胞四、再生第十三章细胞衰老、死亡与癌变第一节细胞衰老一、人体细胞的动态分类二、细胞衰老的特征三、细胞衰老的机理第二节细胞坏死与细胞凋亡一、细胞坏死二、细胞凋亡第三节细胞凋亡的分子机理一、凋亡相关的基因和蛋白二、Fas介导的细胞凋亡三、线粒体与细胞凋亡第四节肿瘤细胞一、癌细胞的主要特征二、肿瘤形成三、肿瘤的起源与演进第十四章细胞环境与互作第一节细胞连接一、封闭连接二、锚定连接三、通讯连接第二节细胞黏着分子一、钙粘素二、选择素三、免疫球蛋白超家族四、整合素五、透明质酸粘素第三节细胞外基质一、胶原（collagen）二、纤粘连蛋白（fibronectin，FN）三、层粘连蛋白（laminin，LN）四、氨基聚糖与蛋白聚糖五、弹性蛋白（elastin）六、细胞外基质的生物学作用。
细胞生物学知识点
第一章医学细胞生物学绪论名词解释：生物学，细胞生物学解答题：细胞对生命活动的意义，细胞的共同属性易考点：首次命名植物细胞的人，发现无丝分裂、减数分裂的事件，提出DNA 双螺旋模型第二章细胞生物学研究方法名词解释：分辨率，电子显微镜，酶细胞化学技术，流式细胞技术，细胞培养，细胞系，细胞株，细胞融合，干细胞解答题：细胞培养的基本条件，光学显微镜技术的原理易考点：分辨率的计算公式及各个字母代表的意思，光镜的分辨极限，暗视野显微镜观察的是细胞轮廓以及观察的范围，透射显微镜观察的是细胞内部的细微结构，扫描电子显微镜观察的是三维立体形貌。
第四章细胞膜名词解释：生物膜，细胞膜解答题：流动镶嵌模型，细胞膜的特性，耦联运输易考点：功能复杂的膜中所占蛋白质的比例大，三种膜蛋白的存在形式，影响膜脂流动性的因素，细胞膜的物质转运功能（选择题形式），糖萼的本质第六章内膜系统名词解释：内膜系统，细胞质解答题：信号假说的主要内容，高尔基复合体的功能，滑面内质网的功能，溶酶体的形成过程，溶酶体的功能易考点：内质网的标志酶，高尔基复合体的形态（形成面，成熟面），溶酶体的标志酶第七章线粒体名词解释：三羧酸循环，氧化磷酸化，底物水平磷酸化，呼吸链，分子伴侣，导肽解答题：描述线粒体的结构易考点：光镜下线粒体的结构，线粒体各部位的标志酶，呼吸链的复合体中每个复合体有哪些物质，线粒体疾病的特点，化学渗透学说主要知道氧化放能第八章细胞骨架名词解释：细胞骨架，中间纤维结合蛋白解答题：微管的体外装配，影响微管装配的因素，微管的功能（简单描述），微丝的组装过程，影响微丝组装的因素，微丝的功能，中间纤维结合蛋白的功能，中间纤维的组装的控制以及影响因素，中间纤维的功能第九章细胞核名词解释：核型，核纤层，细胞骨架，核基质，解答题：简述细胞核的基本结构，核孔复合体的结构，常染色质和异染色质的异同点，核仁的光镜和电镜结构。
易考点：核基质的功能，人体哪几号染色体上有核仁组织区。
细胞生物学名词解释
名词解释第二章细胞生物学研究方法1、显微镜分辨率（resolution/R）：指在人眼明视距离处，能清楚地分辨被检物体细微结构最小间隔的能力。
2、细胞培养（cell culture）：是将活体中分离的细胞或其他建系细胞，在体外模拟体内的生理环境的一定条件培养，使其能继续生存、生长甚至增殖的一种方法。
3、原代培养（primary culture）：指直接从生物体获取细胞进行培养。
4、传代培养（secondary culture）：指将适应了体外生长的原代细胞进行按1：2以上比例的连续扩大培养。
5、细胞融合（cell fusion）：在自发或人工诱导下，相同或不同基因型细胞之间相互融合的过程。
6、细胞株（cell strain）：当培养细胞具有某些特征与标志并能继续培养下去时称为细胞株。
7、细胞系（cell line）：原代培养细胞经传代成功后即成为细胞系。
8、差速离心：（differential centrifugation）：通过一系列递增速度的离心，即由低速到高速逐渐沉降分离，将不同大小颗粒分离的方法。
第三章细胞概述9、DNA双螺旋结构（DNA double helix）：一种核酸的构象，在该构象中，两条反向平行的多核甘酸链相互缠绕形成一个右手的双螺旋结构。
10、蛋白质一级结构（primary structure）：指一条或几条多肽链中氨基酸的种类、数量和排列顺序。
11、生物大分子（biomacromolecule）12、生物小分子（biomicromolecule）第四章细胞膜13、生物膜（biological membrane）：细胞膜和细胞内膜的合称。
14、单位膜（unit membrane）：生物膜有共同的结构特征，在透射电镜下表现为“二暗夹一明”的三层结构，故又称单位膜。
15、液态镶嵌模型（fluid mosaic model）：膜中脂质双层构成膜的连贯主体，它既具有晶体分子排列的有序性，又具有液体的流动性。
大学细胞生物学考研期末考试思维导图 第二章细胞生物学研究方法
限制性核酸内切酶
平切
疏水性
疏水层析
蛋白质的纯化与分析技术
PCR
RNA引物、DNA聚合酶、4种单核核苷酸、辅助因子
交错切
黏性末端
分子大小
SDS-PAGE
第一向：等电聚焦
电泳
连接酶
黏性末端-DNA聚合酶补齐末端-DNA连接酶
双向电泳
第二向：SDS-PAGE
照相系统
扫描电子显微镜
影像形成 （干涉效应）
照明系统 标本 透镜系统
分辨率
r=0.61λ/NA 清晰可见的最小物体：细菌和线粒体
固定
标本制备
包i）
大小和形状
凝胶过滤层析
质粒载体DNA
选择标记（ampr）
与某些分子特异结合
亲和层析
电荷
离子交换层析
层析
分子生物学方法
克隆位点
动物细胞
细胞系和细胞株
原代培养
细胞融合
无单克隆抗体
细胞培养
细胞生物学的研究方法
显微镜
荧光显微镜 电子显微镜 光学显微镜
荧光探针
免疫染色
间接免疫荧光
绿色荧光蛋白
研究活细胞内一些物质的动态行为
荧光抗体
荧光共振能量转移
青色荧光蛋白（供体） 黄色荧光蛋白（受体）
电子枪
透射电子显微镜
电磁透镜
电子束穿透样品成像
相差显微镜
观察未染色的标本
暗场显微镜
黑暗中观察
共聚焦显微镜
可获得样品高分辨率的三维信息
有效提高细胞的分子信息
直接免疫荧光
分离细胞器
世 分离细胞器和大分子
速度离心 等密度离心
离心分离
第二章细胞生物学研究方法
第二章细胞生物学研究方法1．举例（3～5个）说明研究方法的突破对细胞生物学发展的推动作用。
答：①细胞培养技术，…②离心分离技术，…③流式细胞分离技术，…④基因敲除技术，…⑤干细胞培养技术，…⑥……2．为什么说细胞培养是细胞生物学研究的最基本技术之一？3．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？答：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：①将放射性同位素标记的氨基酸(3H－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(称为脉冲标记)；②除去培养液并洗涤细胞，再换以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；③每隔一定时间取出一定数量的细胞，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。
通过比较不同时间细胞取样的电镜照片就可以了解细胞中蛋白质合成及分泌的动态过程。
4. 图2-3的解释。
答：两个儿童共同振动一根绳子产生的波动类似于光子光子和电子形成的波，以此说明物体的大小对波的干扰。
(a)两个儿童振动绳子产生的特征波长;(b)向绳子波中扔进一个球或一个物体，如果扔进物体的直径与绳子波长相近，就会干扰绳子波的移动;(3)如果扔进一个垒球或其他物体比绳子波长小得多，对绳子波的移动只有很小或没有干扰;(d)如果将绳子快速振动，波长就会大大缩短;(e)此时扔进垒球就会干扰绳子波的移动。
5．为什么电子显微镜需要真空系统(vacuum system)?答：由于电子在空气中行进的速度很慢，所以必须由真空系统保持电镜的真空度，否则，空气中的分子会阻挠电子束的发射而不能成像。
用两种类型的真空泵串连起来获得电子显微镜镜筒中的真空，当电子显微镜启动时，第一级旋转式真空泵(rotary pump)获得低真空，作为二级泵的预真空；第二级采用油扩散泵(oil diffusion pump)获得高真空。
《细胞生物学》教学大纲
《细胞生物学》教学大纲一、课程基本信息课程名称：（中文）：细胞生物学（英文）：Cell Biology课程代码：09S5118B课程类别：专业核心课程适用专业：生物科学（检验与检测方向）课程学时：48课程学分：3先修课程：动物生物学、植物生物学、生物化学等选用教材：丁明孝、王喜忠、张传茂、陈建国主编，《细胞生物学》（第5版），北京：高等教育出版社，2020，5参考书目：1. 翟中和、王喜忠、丁明孝主编，《细胞生物学》（第4版），北京：高等教育出版社，2011，62. 王金发主编，《细胞生物学》，北京：科学出版社，2018，2二、课程简介《细胞生物学》课程是高等学校生物专业的必修课程，综合运用各种现代科学技术，从细胞水平，亚细胞水平和分子水平上全面系统地研究细胞生命活动规律的科学。
细胞生物学是生命科学中的一门重要前沿学科，作为四大基础学科之一，也是基础医学领域的重要基础学科，在现代生命科学领域中起着不可替代的重要作用。
通过学习该课程后，使学生掌握细胞生物学的基本理论、基本知识和基本技能，了解细胞的形态结构、功能与生命活动的基本规律以及该领域的最新发展动态，建立细胞生物学的知识脉络和体系，培养学生生物学的科学思想，从而使学生能够从细胞的角度去理解生命。
本课程总学分为3，共48学时，授课对象为生物科学（检验与检测方向）专业大三学生。
三、课程目标通过本课程的学习，使学生具备以下知识、技能和素养。
1.知识目标：能初步了解细胞间的相互关系和作用，理解生物有机体的生长、分化、遗传、变异、衰老、死亡等基本生命活动的规律；掌握遗传信息的贮存、复制、表达及其调控；认识细胞生物学与生物化学、遗传学、分子生物学、动物生物学等的联系。
2.能力目标：增强细胞生物学研究兴趣，善于对细胞生物学现象进行观察和思考，提高应用细胞生物学知识进行教育教学研究的能力；学会收集和分析细胞生物学问题，初步了解如何进行细胞生物学科学研究，为进一步的生命科学前沿知识的学习或从事生命科学教学科研相关研究奠定基础。
丁明孝《细胞生物学》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解
目 录第一章 绪论1.1 复习笔记1.2 课后习题详解1.3 名校考研真题详解第二章 细胞生物学研究方法2.1 复习笔记2.2 课后习题详解2.3 名校考研真题详解第三章 细胞质膜3.1 复习笔记3.2 课后习题详解3.3 名校考研真题详解第四章 物质的跨膜运输4.1 复习笔记4.2 课后习题详解4.3 名校考研真题详解第五章 细胞质基质与内膜系统5.1 复习笔记5.2 课后习题详解5.3 名校考研真题详解第六章 蛋白质分选与膜泡运输6.1 复习笔记6.2 课后习题详解6.3 名校考研真题详解第七章 线粒体和叶绿体7.1 复习笔记7.2 课后习题详解7.3 名校考研真题详解第八章 细胞骨架8.1 复习笔记8.2 课后习题详解8.3 名校考研真题详解第九章 细胞核与染色质9.1 复习笔记9.2 课后习题详解9.3 名校考研真题详解第十章 核糖体10.1 复习笔记10.2 课后习题详解10.3 名校考研真题详解第十一章 细胞信号转导11.1 复习笔记11.2 课后习题详解11.3 名校考研真题详解第十二章 细胞周期与细胞分裂12.1 复习笔记12.2 课后习题详解12.3 名校考研真题详解第十三章 细胞增殖调控与癌细胞13.1 复习笔记13.2 课后习题详解13.3 名校考研真题详解第十四章 细胞分化与干细胞14.1 复习笔记14.2 课后习题详解14.3 名校考研真题详解第十五章 细胞衰老与细胞程序性死亡15.1 复习笔记15.2 课后习题详解15.3 名校考研真题详解第十六章 细胞的社会联系16.1 复习笔记16.2 课后习题详解16.3 名校考研真题详解第一章 绪论1.1 复习笔记【本章概述】本章为绪论部分，主要对细胞生物学的研究内容与现状、细胞学发展简史、原核细胞、古核细胞、真核细胞等内容做了简单的介绍，考点较细，需要理解掌握。
【重点难点归纳】一、细胞学与细胞生物学发展简史1生物科学3个阶段以及细胞的发现（1）三个阶段：形态描述阶段、实验室生物阶段、现代生物学阶段。
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（四）暗视野显微镜 dark field microscope
• 聚光镜中央有挡光片，照明光线不直 接进人物镜，只允许被标本反射和衍 射 的光线进入物镜，因而视野的背景 是黑 的，物体的边缘是亮的。
• 可观察 4~200nm的微粒子，分辨率 比普通显微镜高50倍。
（五）相差显微镜
• 相差显微镜在结构上进行了特别设计，尤其是光学系统有很 大的不同， 可用于观察未染色的活细胞 .由P.ZEMIKE于1932年 发明,并因此获1953年诺贝尔物理奖.
透射电镜
—、光学显微镜 （一）普通光学显微镜 •1. 构成： • ①照明系统 • ②光学放大系统 • ③机械装置 •2. 原理：经物镜形成倒 立实像，经目镜进一步 放大成像。
透镜的像差 •球面像差 •慧形像差 •像散 •像场弯曲 •畸变 •色差
球差：由主轴上某一物点向光学系统发出的单色圆锥形光束，经该光学系 列折射后，若原光束不同孔径角的各光线，不能交于 主轴上的同一位置， 以至在主轴上的理想像平面处，形成一弥散 光斑（俗称模糊圈），则此光 学系统的成像误差称为球差。
A Yeast Cell
冰冻断裂与 冰冻蚀刻技术
（二）扫描电子显微镜
•20世纪60年代问世，用来观察标本表面结构。
• 分辨力为6~10nm ，由于人眼的分辨力 （区别荧光屏上距离 最近两个光点的能力 ）为0.2mm，扫描电 镜的有效放大倍率为 0.2mm/10nm=2000 0X。
• 工作原理：是用一束极细的电子束扫描样 品，在样品表面激发出次级电子，次级电子 的多少与样品表面结构有关，次级电子由探 测器收集，信号经放大用来调制荧光屏上电 子束的强度，显示出与电子束同步的扫描图 像。
• 紫外蓝光激发滤板：此滤板可使300～450nm范围内 的光通过。常用型号为ZB-2或ZB-3，外加BG-38。
• 紫蓝光激发滤板：它可使350～490nm的光通过。常 用型号为QB24（BG12）。
• 最大吸收峰在500nm以上者的荧光素（如罗达明色素 ）可用蓝绿滤板（如B-7）激发。
压制滤板（阻断滤板）
二、电子显微镜
（一）透射电子显微镜 transmission electron microscope, TEM
1. 原理
• 以电子束作光源，电磁场作透镜。电子束的波长短，并且波长与加速电 压(通常50~120KV)的平方根成反比。 • 由电子照明系统、电磁透镜成像系统、真空系统、记录系统、电源系统 等5部分构成。 • 分辨力0.2nm，放大倍数可达百万倍。 • 用于观察超微结构（ultrastructure），即小于0.2µm、光学 显 微 镜 下 无 法 看 清 的 结 构 ， 又 称 亚 显 微 结 构 (submicroscopic structures)。
场曲：垂 于主轴的平面物体经光学系统所成的清晰 影像，若不在一垂直于主轴的像平面内，而在 以主 轴为对称的弯曲表面上，即最佳像面为一曲面，则 此光学系统的成像误差称为场曲。
畸变：被摄 物平面内的 主轴外直线， 经光学系统 成像后变为 曲线，则此 光学系统的 成像误差称 为畸变。
色差：由白色物点 向光学系统发出一 束白光，经该光学 系列折射后，组成 该束白光的红、橙、 黄、绿、青、蓝、 紫等各色光，不能 会聚于同一点，即 白色物点不能结成 白色像点，而结成 一彩色像斑的成像 误差，称为色差。
• 为了使标本表面发射出次级电子，标本在 固定、脱水后，要喷涂上一层重金属膜，重 金属在电子束的轰击下发出次级电子信号。
酵母
（三）扫描隧道显微镜
scanning tunneling microscope，STM
• 原理：根据隧道效应而设计，当原子尺度的针尖在不 到一个纳米的高度上扫描样品时，此处电子云重叠，外 加一电压（2mV~2V），针尖与样品之间形成隧道电流 。电流强度与针尖和样品间的距离有函数关系，将扫描 过程中电流的变化转换为图像，即可显示出原子水平的 凹凸形态。
（八）倒置显微镜 inverse microscope
• 物镜与照明系统 颠倒，前者在载物 台之下，后者在载 物台之上，用于观 察培养的活细胞， 通常具有相差物镜 ，有的还具有荧光 装置。
（九）当代显微镜 的发展趋势
• 采用组合方式，集 普通光镜加相差、 荧光、暗视野、 DIC、摄影装置于一 体。 • 自动化与电子化。
• 把透过标本的可见光的光程差变成振幅差，从而提高了各种 结构间的对比度，使各种结构变得清晰可见。在构造上，相差 显微镜有不同于普通光学显微镜两个特殊之处。
1. 环形光阑（annular diaphragm）：位于光源与聚光器之间。
2. 相位板（annular phaseplate ）：物镜中加了涂有氟化镁的相 位板，可将直射光或衍射光的相位推迟1/4λ。
• 用激光作光源，逐点、逐行、逐面快速扫描。 • 能显示细胞样品的立体结构。 • 分辨力是普通光学显微镜的3倍。 • 用途类似荧光显微镜，但能扫描不同层次，形成 立体图像。
laser confocal scanning microscope, LCSM
Confocal microscopy is primarily monochromatic, but by using two detection wavelengths we can image two fluorochromes in appropriate colours.
Indo-1 used to demonstrate calcium signalling in motile fiila 果蝇
red: Microtubules, Cy3 blue: DNA, DAPI
Courtesy of Dr. R. Hartig, MaxPlanckInstitute, Ladenburg, Germany
• 载物台是可以旋转。
（七）微分干涉差显微镜 Differential interference contrast microscope (DIC)
1952 年，Nomarski发 明，利 用两组平面偏振光的 干涉 ，加强影像的明暗效果 ，能显示结构的三维立体投 影 。标本可略厚一点 ，折射 率差别更 大 ， 故 影 像 的 立 体 感 更强。
3 紫外紫光压制滤板：能通过460nm以上波长的荧光（蓝到 红），可与BG-3组合，常用OG-11K470AK 490，
K510。
用于观察能 激发出荧光 的结构。用 途：免疫荧 光观察、基 因定位、疾 病诊断。
（三）激光共聚焦扫描显微境 Laser confocal scanning microscope, LCSM
• 分辨率：横向为0.1~0.2nm，纵向可达0.001nm。
• 压制滤板的作用是完全阻挡激发光通过，提供相应滤长范 围的荧光。与激发滤板相对应，常用以下3种压制滤板：
1 紫外光压制滤板：可通过可见光、阻挡紫外光通过。能与 UG-1或UG-5组合。常用GG-3K430或GG-6K460。
2 紫蓝光压制滤板：能通过510nm以上滤长的荧光（绿到红 ），能与BG-12组合。通常用OG-4K510或OG-1K530。
2）负染技术
• 用重金属盐(如 磷钨酸)对铺展 在载网上的样品 染色；吸去染料 ，干燥后，样品 凹陷处铺了一层 重金属盐，而凸 出的地方没有染 料沉积，从而出 现负染效果，分 辨力可达1.5nm 左右。
烟草rattle 病毒的负 染色
3）冰冻蚀刻 freezeetching
• 亦称冰冻断裂。标 本置于干冰或液氮中 冰冻。然后断开，升 温后，冰升华，暴露 出了断面结构。向断 裂面上喷涂一层蒸汽 碳和铂。然后将组织 溶掉，把碳和铂的膜 剥下来，此膜即为复 膜（replica）。
表二、不同光线的波长
可见光
紫外光 X 射线
波长（nm） 390~760 13~390 0.05~13
α 射线 0.005~1
电子束 0.1Kv 10Kv 0.123 0.0122
2、制样技术
• 1）超薄切片 • 电子束穿透力很弱，用于电镜观察的标本须制成 厚度仅50nm的超薄切片，用超薄切片机（ ultramicrotome）制作。 • 通常以锇酸和戊二醛固定样品，丙酮逐级脱水， 环氧树脂包埋，以热膨胀或螺旋推进的方式切片， 重金属（铀、铅）盐染色。
•
3. 分辨力：指分
辨物体最小间隔的能力。
• R=0.61λ/N．A．
- 其中λ为入射光线波 长；
- N．A．为镜口率(数 值孔径) ＝ｎsinα/2，
- n=介质折射率；α=镜 口角（样品对物镜镜口 的张角） 。
• 思考：如何提高显微镜的分辨能力？ -角孔径越大，进入物镜的光越多；介质的折射率越大，则数值孔径越大，这 些都可以使分辨率提高 - NA越大，分辨率越高，或者波长越短，分辨率越高 。
（二）荧光显微镜
• 工作原理：
-利用紫外线发生装置 (如汞)发出强烈的紫 外线光源，通过显微 固定的切片或活染的 细胞。
-•
特点：
光源为紫外线，波长 较短，显微镜有两个 特殊的滤光片；照明 方式通常为落射式。
激发滤板
• 紫外光激发滤板：此滤板可使400nm以下的紫外光 透过，阻挡400nm以上的可见光通过。常用型号为UG1或UG-5，外加一块BG-38，以除去红色尾波。
慧差：由位于主 轴外的某一轴外 物点，向光学系 统发出的单色圆 锥形光束，经该 光学系列折射后， 若在理想像平面 处不能结成清晰 点，而是结成拖 着明亮尾巴的慧 星形光斑，则此 光学系统的成像 误差称为慧差。
像散：由位于主 轴外的某一轴外 物点，向光学系 统发出的斜射单 色圆锥形光束， 经该光学系列折 射后，不能结成 一个清晰像点， 而只能结成一弥 散光斑，则此光 学系统的成像误 差称为像散。
Spirogyra crassa 水绵
Maximum projection green: Actin. Rhodamin, Label: Phalloidin. Actin red: Chloroplasts. Autofluorescenc e Image acquired with the Leica TCS SP2