细胞生物学教 http://www.cella.cn 源，如通过转基因的方法生产人类生长素、干扰素（每千克价值440亿美元）等昂 贵的药物：培育其有特殊功能的转基因动精物，如其有苏云金毒素的抗虫棉。在商 业目的的驱使下，大量的改造物种，开始了偏离自然进化规律的二次“创世纪”，由 此所密生的基因污染和伦理问颗将战来截突出 2.人类基因组大约10万个基因的作图和测序完成，进入以揭示基因功能为主 的后基因组计划， 人类遗传病的基因治 成为常规技术 动物克隆技术和人类干细胞定向分化技术取得突破，人工创建的组织，器官 将用于医学治疗的目的。 4.神经生物学、信息生物学、细胞生物学等学利科的发展，为实现人工智能奠定 了理论基础。 5.基因武器可能成为继核武器以后又一种足以令人类毁灭的武器。 6.生物芯片5（图1-4）技术广泛应用于科研、医疗、农业、食品、环境保护 司法鉴定等领域。成为与晶体管芯片一样重要的产业。 7.植物光合作用机理研究取得重大突破，人工光解水产生的氢气成为及化石燃 料之后主要的能源 8.计算机 网络系统为生物经济的遗传信息管理和交流提供了方便。 88 图1-4DNA芯片（图片来自htp:www.orml.go) e project)由美国 1987年启动 81993年加入 承担其中 的商业价 业都在积极地投入该项研究，如 术是通过微技术， 大信息量的检 片。 按照片上周化 字分 日 生物 划 为基因片、白花 组织 A生 花片 动基因花片y 人投资机构投入 20亿美 元以上的研究经费。世界各国也开始加 以基因芯片为核心的相关 径盟
细胞生物学教程 http://www.cella.cn 9 源，如通过转基因的方法生产人类生长素、干扰素（每千克价值 440 亿美元）等昂 贵的药物；培育具有特殊功能的转基因动植物，如具有苏云金毒素的抗虫棉。在商 业目的的驱使下，大量的改造物种，开始了偏离自然进化规律的二次“创世纪”，由 此所产生的基因污染和伦理问题将越来越突出。 2. 人类基因组4 大约 10 万个基因的作图和测序完成，进入以揭示基因功能为主 的后基因组计划，人类遗传病的基因治疗成为常规技术。 3. 动物克隆技术和人类干细胞定向分化技术取得突破，人工创建的组织，器官 将用于医学治疗的目的。 4. 神经生物学、信息生物学、细胞生物学等学科的发展，为实现人工智能奠定 了理论基础。 5. 基因武器可能成为继核武器以后又一种足以令人类毁灭的武器。 6. 生物芯片5 （图 1-4）技术广泛应用于科研、医疗、农业、食品、环境保护、 司法鉴定等领域。成为与晶体管芯片一样重要的产业。 7. 植物光合作用机理研究取得重大突破，人工光解水产生的氢气成为及化石燃 料之后主要的能源。 8. 计算机和网络系统为生物经济的遗传信息管理和交流提供了方便。 图 1-4 DNA 芯片(图片来自 http://www.ornl.gov) 4 人类基因组计划（Human genome project）由美国于 1987 年启动，我国于 1993 年加入该计划，承担其中 1%的任务，即人类 3 号染色体短臂上约 30Mb 的测序任务。2000 年 6 月 28 日人类基因组工作草图完成。由 于人类基因测序和基因专利可能会带来巨大的商业价值，各国政府和一些企业都在积极地投入该项研究，如 1997 年 AMGE 公司转让了一个与中枢神经疾病有关的基因而获利 3.92 亿美元。 5 生物芯片技术是通过缩微技术，根据分子间特异性地相互作用的原理，将生命科学领域中不连续的分析过程集 成于硅芯片或玻璃芯片表面的微型生物化学分析系统，以实现对细胞、蛋白质、基因及其它生物组分的准确、 快速、大信息量的检测。按照芯片上固化的生物材料的不同，可以将生物芯片划分为基因芯片、蛋白质芯片、 细胞芯片和组织芯片。目前，最成功的生物芯片形式是以基因序列为分析对象的“微阵列（microarray）”，也被 称为基因芯片（Gene chip)或 DNA 芯片（DNA chip)。1998 年 6 月美国宣布正式启动基因芯片计划，联合私 人投资机构投入了 20 亿美元以上的研究经费。世界各国也开始加大投入，以基因芯片为核心的相关产业正在 全球崛起，目前美国已有 8 家生物芯片公司股票上市，平均每年股票上涨 75％，据统计全球目前生物芯片工业 产值为 10 亿美元左右，预计今后 5 年之内，生物芯片的市场销售可达到 200 亿美元以上
细胞生物学教 http://www.cella.cn 附录细胞生物学参考书： . mpany 3. Gerald Karp.Cell and Molecular Biology:Concepts and Experiments 3. Wiley Sons,2002. 4.韩贻仁.分子细胞生物学科学出版社.2001年03月. 5.印莉萍，刘样林.分子细胞生物学实验技术.首都师范大学出版社2001年01 6.牛富文.医用分子细胞生物学，河南医科大学出版社1997年06月 8. 陈诗书。医学细胞与分 子生物学. 医科大学出版社.199年01月 9. 周建明。医学细胞与分子生物学 10.高文和.医学细胞生物学.天津大学社出版2000年09月. 11.左及.医学细胞生物学.上海医科大学出版社1999年06月. 12.余从年.医学细胞生物学导论.科学出版社.2000年07月. 13.郭葆玉.细胞分子生物学实验操作指南.安徽科学技术出版社1998年04月. 14干德耀细响生物学上海科学术出版补1998在 高等教有出版社1995年1月】 程中和.细胞生物学 汪堃仁 高等教育出版社2 000年8月 细胞生物学 二版).北京师范大学 出版社1998年11月 18.郑国铝.细胞生物学（第二版）.高等教育出版社1992年04月. 19.翟中和.细胞生物学动态，第一卷.北京师范大学出版社1997年03月 20.翟中和.细胞生物学动态，第二卷.北京师范大学出版社1998年10月. 21.翟中和.细胞生物学动态，第三卷.北京师范大学出版社1999年 22.辛华.细胞生物学实验.科学出版社.2001年02月. 23.刘鼎新.细胞生物学研究方法与技术（第二版）.北医、协和医大联合出版社1997 年05月 24.杨汉民.细胞生物学实验（第二版）.高等教育出版社1997年07月 10
细胞生物学教程 http://www.cella.cn 10 附录 细胞生物学参考书： 1. Bruce Alberts et al. Molecular Biology of the Cell 4th. Garland Science, 2002. 2. Harvey Lodish et al. Molecular Cell Biology 4th. W. H. Freeman and Company, 1999. 3. Gerald Karp. Cell and Molecular Biology: Concepts and Experiments 3rd. Wiley & Sons, 2002. 4. 韩贻仁. 分子细胞生物学科学出版社. 2001 年 03 月. 5. 印莉萍, 刘祥林. 分子细胞生物学实验技术. 首都师范大学出版社 2001 年 01 月. 6. 牛富文. 医用分子细胞生物学. 河南医科大学出版社 1997 年 06 月. 7. 罗深秋. 医用细胞生物学.军事医学科学出版社. 1998 年 08 月. 8. 陈诗书. 医学细胞与分子生物学. 上海医科大学出版社. 1999 年 01 月. 9. 周建明. 医学细胞与分子生物学. 上海医科大学出版社 1997 年 06 月. 10. 高文和. 医学细胞生物学. 天津大学.社出版 2000 年 09 月. 11. 左 及. 医学细胞生物学. 上海医科大学出版社 1999 年 06 月. 12. 余从年. 医学细胞生物学导论. 科学出版社. 2000 年 07 月. 13. 郭葆玉. 细胞分子生物学实验操作指南. 安徽科学技术出版社 1998 年 04 月. 14. 王德耀. 细胞生物学. 上海科学技术出版社. 1998 年. 15. 翟中和. 细胞生物学. 高等教育出版社 1995 年 1 月. 16. 翟中和. 细胞生物学. 高等教育出版社 2000 年 8 月. 17. 汪堃仁. 细胞生物学（第二版). 北京师范大学出版社 1998 年 11 月. 18. 郑国锠. 细胞生物学（第二版). 高等教育出版社 1992 年 04 月. 19. 翟中和. 细胞生物学动态，第一卷. 北京师范大学出版社 1997 年 03 月. 20. 翟中和. 细胞生物学动态，第二卷. 北京师范大学出版社 1998 年 10 月. 21. 翟中和. 细胞生物学动态，第三卷. 北京师范大学出版社 1999 年. 22. 辛 华. 细胞生物学实验. 科学出版社. 2001 年 02 月. 23. 刘鼎新. 细胞生物学研究方法与技术（第二版). 北医、协和医大联合出版社1997 年 05 月. 24. 杨汉民. 细胞生物学实验（第二版). 高等教育出版社 1997 年 07 月
细胞生物学教程 http://www.cella.cn 第二章细胞生物学实验技术 第一节显微技术 显微镜是观察细胞的主要工具。根据光源不同，可分为光学显微镜和电子显微 镜两大类。前者以可见光（紫外线显微镜以紫外光）为光源，后者则以电子束为光 一、光学显微镜 (一)、普通光学显微镜 普通生物显微镜由3部分构成，即：①照明系统，包括光源和聚光器：②光学 放大系统，由物镜和目镜组成，是显微镜的主体，为了消除球差和色差，目镜和物 镜都由复杂的透镜组构成：③机械装置，用于固定材料和观察方便（图21）。 4 图2-1尼康E-600显微镜 显微镜物象是否清楚不仅决定于放大倍数，还与显微镜的分辨力(resolution) 有关，分辨力是指显微镜（或人的眼睛距目标25Cm处）能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，用公式表示为：
细胞生物学教程 http://www.cella.cn 11 第二章 细胞生物学实验技术 第一节 显微技术 显微镜是观察细胞的主要工具。根据光源不同，可分为光学显微镜和电子显微 镜两大类。前者以可见光（紫外线显微镜以紫外光）为光源，后者则以电子束为光 源。 —、光学显微镜 （一）、普通光学显微镜 普通生物显微镜由 3 部分构成，即：①照明系统，包括光源和聚光器；②光学 放大系统，由物镜和目镜组成，是显微镜的主体，为了消除球差和色差，目镜和物 镜都由复杂的透镜组构成；③机械装置，用于固定材料和观察方便（图 2-1）。 图 2-1 尼康 E-600 显微镜 显微镜物象是否清楚不仅决定于放大倍数，还与显微镜的分辨力（resolution） 有关，分辨力是指显微镜（或人的眼睛距目标 25cm 处）能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，用公式表示为：
细胞生物学教 http://www.cella.cn R=0.61A/N.A.N.A.=n sina/2 式中：n=介质折射 勿镜镜口的张角) N.A.=镜口率 表21及中介质的折射率 介质空气 香柏油α溴萘 折射率11.331.5151.66 制作光学镜头所用的玻璃折射率为1.65~1.78，所用介质的折射率越接近玻璃 的越好。对于干燥物镜来说，介质为空气，镜口率一般为0.05~0.95：油镜头用香 柏油为介质， 镜口率可接近1.5 普通光线的波长为400-700nm,因此显微镜分辨力数值不会小于0.2μm,人 眼的分辨力是0.2mm,所以一般显微镜设计的最大放大倍数通常为1000X。 (二)、荧光显微镜 图2.2尼康E800带水DIC显微暗 细胞中有些物质，如叶绿素等，受紫外 虽不 荧光 但如果用荧光染料或 光抗体染 发荧光 便显微镜【图22,3，少就是对这类物质进行定性都定量研充的工具之。 12
细胞生物学教程 http://www.cella.cn 12 R=0.61λ /N．A． N．A．＝ｎsinα/2 式中：n=介质折射率；α=镜口角（标本对物镜镜口的张角），N.A.=镜口率 （numeric aperture）。镜口角总是要小于 180˚ ，所以 sina/2 的最大值必然小于 1。 表 2-1 及中介质的折射率 介质 空气 水 香柏油 α 溴萘 折射率 1 1.33 1.515 1.66 制作光学镜头所用的玻璃折射率为 1.65~1.78，所用介质的折射率越接近玻璃 的越好。对于干燥物镜来说，介质为空气，镜口率一般为 0.05~0.95；油镜头用香 柏油为介质，镜口率可接近 1.5。 普通光线的波长为 400~700nm，因此显微镜分辨力数值不会小于 0.2μm，人 眼的分辨力是 0.2mm，所以一般显微镜设计的最大放大倍数通常为 1000X。 （二）、荧光显微镜 图 2-2 尼康 E800 荧光 DIC 显微镜 细胞中有些物质，如叶绿素等，受紫外线照射后可发荧光；另有一些物质本身 虽不能发荧光，但如果用荧光染料或荧光抗体染色后，经紫外线照射亦可发荧光， 荧光显微镜（图 2-2，3，4）就是对这类物质进行定性和定量研究的工具之一
细胞生物学教程 http://www.cella.cn assing 20 and 560 nm biect 图23落射式照明原理 荧光显微镜和普通显微镜有以下的区别： 1.照明方式通常为落射式，即光源通过物镜投射于样品上（图2-3）： 光源为紫外光，波长较短，分辨力高于普通显微镜 有两个特殊的滤光片，光源前的用以滤除可见光，目镜和物镜之间的用于滤除 紫外线 ,用以保护人目 图2-4荧光显微镜照片（微管呈绿色、微丝红色、核蓝色），图片来自http://www.itg.uiuc.edu 13
细胞生物学教程 http://www.cella.cn 13 图 2-3 落射式照明原理 荧光显微镜和普通显微镜有以下的区别： 1. 照明方式通常为落射式，即光源通过物镜投射于样品上（图 2-3）； 2. 光源为紫外光，波长较短，分辨力高于普通显微镜； 3. 有两个特殊的滤光片，光源前的用以滤除可见光，目镜和物镜之间的用于滤除 紫外线，用以保护人目。 图 2-4 荧光显微镜照片（微管呈绿色、微丝红色、核蓝色），图片来自 http://www.itg.uiuc.edu