糖，氨基酸，生物堿的定性分析方法兩種，如何操作?有何現(xiàn)象?

【專家解說】：第一章 緒論細(xì)胞生物學(xué) 生命體是多層次、非線性、多側(cè)面的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系， 而細(xì)胞是生命體的結(jié)構(gòu)與生命活動的基本單位，有 了細(xì)胞才有完整的生命活動。 細(xì)胞生物學(xué)是研究細(xì)胞基本生命活動規(guī)律的科學(xué)，它 是在不同層次(顯微、亞顯微與分子水平)上以研究 細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能、細(xì)胞增殖、分化、衰老與凋亡、細(xì) 胞信號傳遞、真核細(xì)胞基因表達(dá)與調(diào)控、細(xì)胞起源與 進(jìn)化等為主要內(nèi)容。核心問題是將遺傳與發(fā)育在細(xì)胞 水平上結(jié)合起來。 細(xì)胞生物學(xué)的主要研究內(nèi)容 細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能、細(xì)胞重要生命活動: 細(xì)胞核、染色體以及基因表達(dá)的研究 生物膜與細(xì)胞器的研究 細(xì)胞骨架體系的研究 細(xì)胞增殖及其調(diào)控 細(xì)胞分化及其調(diào)控 細(xì)胞的衰老與凋亡 細(xì)胞的起源與進(jìn)化 細(xì)胞工程 當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究的總趨勢 細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)(包括分子遺傳學(xué)與 生物化學(xué)) 相互滲透與交融是總的發(fā)展趨勢。當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究的重點領(lǐng)域 染色體DNA與蛋白質(zhì)相互作用關(guān)系 -主要是非組蛋白對基因組的作用 細(xì)胞增殖、分化、凋亡的相互關(guān)系及其調(diào)控 細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究 細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的組裝 全世界自然科學(xué)研究中論文發(fā)表最集中的三個領(lǐng)域分別是: 細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)(signal transduction); 細(xì)胞凋亡(cell apoptosis); 基因組與后基因組學(xué)研究(genome and post-genomic analysis)。 目前全球研究最熱門的是三種疾病: 癌癥(cancer) 心血管病(cardiovascular diseases) 愛滋病和肝炎等傳染病 (infectious diseases:AIDS，hepatitis)五大研究方向: 細(xì)胞周期調(diào)控(cell cycle control); 細(xì)胞凋亡( cell apoptosis); 細(xì)胞衰老(cellular senescence); 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)(signal transduction); ?DNA的損傷與修復(fù)(DNA damage and repair) “細(xì)胞學(xué)說”的基本內(nèi)容 認(rèn)為細(xì)胞是有機(jī)體，一切動植物都是由細(xì)胞 發(fā)育而來,并由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)物所構(gòu)成; 每個細(xì)胞作為一個相對獨立的單位，既有它“自己的” 生命,又對與其它細(xì)胞共同組成的整體的生命有所助益; 新的細(xì)胞可以通過老的細(xì)胞繁殖產(chǎn)生。 第二章 細(xì)胞是生命活動的基本單位 一切有機(jī)體都由細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位 細(xì)胞具有獨立的、有序的自控代謝體系， 細(xì)胞是代謝與功能的基本單位 細(xì)胞是有機(jī)體生長與發(fā)育的基礎(chǔ) 細(xì)胞是遺傳的基本單位，細(xì)胞具有遺傳的全能性 沒有細(xì)胞就沒有完整的生命細(xì)胞概念的一些新思考 細(xì)胞是多層次非線性的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系 細(xì)胞具有高度復(fù)雜性和組織性 細(xì)胞是物質(zhì)(結(jié)構(gòu))、能量與信息過程精巧結(jié)合的綜合體 細(xì)胞完成各種化學(xué)反應(yīng); 細(xì)胞需要和利用能量; 細(xì)胞參與大量機(jī)械活動; 細(xì)胞對刺激作出反應(yīng); 細(xì)胞是高度有序的，具有自組裝能力與自組織體系。 細(xì)胞能進(jìn)行自我調(diào)控; 繁殖和傳留后代;細(xì)胞的基本共性 所有的細(xì)胞表面均有由磷脂雙分子層與鑲嵌 蛋白質(zhì)構(gòu)成的生物膜，即細(xì)胞膜。 所有的細(xì)胞都含有兩種核酸:即DNA與RNA 作為遺傳信息復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的載體。 作為蛋白質(zhì)合成的機(jī)器-核糖體，毫無例外地 存在于一切細(xì)胞內(nèi)。 所有細(xì)胞的增殖都以一分為二的方式進(jìn)行分裂。 病毒的基本知識 病毒(virus)--核酸分子(DNA或RNA)與蛋白質(zhì)構(gòu) 成的核酸-蛋白質(zhì)復(fù)合體; 根據(jù)病毒的核酸類型可以將其分為兩大類: ? DNA病毒與RNA病毒 ? 病毒的多樣性) 類病毒(viroid)--僅由感染性的RNA構(gòu)成; 朊病毒(prion) --僅由感染性的蛋白質(zhì)亞基構(gòu)成; 病毒在細(xì)胞內(nèi)增殖(復(fù)制) 病毒侵入細(xì)胞，病毒核酸的侵染 病毒核酸的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與蛋白質(zhì)的合成 病毒的裝配、成熟與釋放 病毒與細(xì)胞在起源與進(jìn)化中的關(guān)系 病毒是非細(xì)胞形態(tài)的生命體，它的主要生命活動必須要在細(xì)胞內(nèi)實現(xiàn)。病毒與細(xì)胞在起源上的關(guān)系，目前存在3種主要觀點:生物大分子→病毒-細(xì)胞病毒-生物大分子-細(xì)胞生物大分子→細(xì)胞→病毒 原核細(xì)胞 基本特點: 遺傳的信息量小，遺傳信息載體僅由一個環(huán)狀DNA構(gòu)成; 細(xì)胞內(nèi)沒有分化為以膜為基礎(chǔ)的具有專門結(jié)構(gòu)與功能 的細(xì)胞器和細(xì)胞核膜。主要代表: 支原體(mycoplast)--目前發(fā)現(xiàn)的最小最簡單的細(xì)胞; 細(xì)菌 藍(lán)藻又稱藍(lán)細(xì)菌(Cyanobacteria) 真核細(xì)胞 真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系 細(xì)胞的大小及其分析 原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較 真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系 以脂質(zhì)及蛋白質(zhì)成分為基礎(chǔ)的生物膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng); 以核酸(DNA或RNA)與蛋白質(zhì)為主要成分的遺傳信息表達(dá)系統(tǒng) 由特異蛋白分子裝配構(gòu)成的細(xì)胞骨架系統(tǒng)。 細(xì)胞的大小及其分析 各類細(xì)胞直徑的比較原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較 原核細(xì)胞與真核細(xì)胞基本特征的比較 原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的遺傳結(jié)構(gòu)裝置和基因表達(dá)的比較植物細(xì)胞與動物細(xì)胞的比較 細(xì)胞壁 液泡 葉綠體 古細(xì)菌 古細(xì)菌(archaebacteria)與真核細(xì)胞曾在進(jìn)化上有過共同歷程 主要證據(jù) 進(jìn)化系統(tǒng)樹主要證據(jù)(1)細(xì)胞壁的成分與真核細(xì)胞一樣，而非由含壁酸的肽聚糖構(gòu)成，因此抑制壁酸合成的鏈霉素， 抑制肽聚糖前體合成的環(huán)絲氨酸，抑制肽聚糖合成的青霉素與萬古霉素等對真細(xì)菌類有強的抑制生長作用，而對古細(xì)菌與真核細(xì)胞卻無作用。(2)DNA與基因結(jié)構(gòu):古細(xì)菌DNA中有重復(fù)序列的存在。此外，多數(shù)古核細(xì)胞的基因組中存在內(nèi)含子。(3)有類核小體結(jié)構(gòu):古細(xì)菌具有組蛋白，而且能與DNA構(gòu)建成類似核小體結(jié)構(gòu)。(4)有類似真核細(xì)胞的核糖體:多數(shù)古細(xì)菌類的核糖體較真細(xì)菌有增大趨勢，含有60種以上蛋白，介于真核細(xì)胞(70~84)與真細(xì)菌(55)之間。抗生素同樣不能抑制古核細(xì)胞類的核糖體的蛋白質(zhì)合成。(5)5S rRNA:根據(jù)對5S rRNA的分子進(jìn)化分析，認(rèn)為古細(xì)菌與真核生物同屬一類，而真細(xì)菌卻與之差距甚遠(yuǎn)。5S rRNA二級結(jié)構(gòu)的研究也說明很多古細(xì)菌與真核生物相似。 除上述各點外，根據(jù)DNA聚合酶分析，氨基酰tRNA合成酶的作用，起始氨基酰tRNA 與肽鏈延長因子等分析，也提供了以上類似依據(jù)，說明古細(xì)菌與真核生物在進(jìn)化上的關(guān)系較真細(xì)菌類更為密切。因此近年來，真核細(xì)胞起源于古細(xì)菌的觀點得到了加強。 第三章 細(xì)胞生物學(xué)研究方法如何學(xué)習(xí)細(xì)胞生物學(xué)? ? 抽象思維與動態(tài)觀點 ? 結(jié)構(gòu)與功能統(tǒng)一的觀點 ? 同一性(unity)和多樣性(diversity)的問題 ? 細(xì)胞生物學(xué)的主要內(nèi)容: 結(jié)構(gòu)與功能(動態(tài)特征); 細(xì)胞的生命活動 ; ? 實驗科學(xué)與實驗技術(shù)--細(xì)胞真知源于實驗室 --What we know//How we know. 第三章 細(xì)胞生物學(xué)研究方法 一、光學(xué)顯微鏡技術(shù)(light microscopy) 普通復(fù)式光學(xué)顯微鏡技術(shù) 熒光顯微鏡技術(shù)(Fluorescence Microscopy) 激光共焦掃描顯微鏡技術(shù)(Laser Confocal Microscopy) 相差顯微鏡(phase-contrast microscope) 微分干涉顯微鏡 (differential interference contrast microscope, DIC) 錄像增差顯微鏡技術(shù)(video-enhance microscopy)二、 電子顯微鏡技術(shù) 電子顯微鏡的基本知識 電鏡與光鏡的比較 電鏡與光鏡光路圖比較 電子顯微鏡的基本構(gòu)造 主要電鏡制樣技術(shù) 負(fù)染色技術(shù) 冰凍蝕刻技術(shù) 超薄切片技術(shù) 電鏡三維重構(gòu)技術(shù) 掃描電鏡 (Scanning electron microscope，SEM) SPM(Scanning probe microscope) 三、 掃描遂道顯微鏡 Scanning Probe Microscope,SPM (80年代發(fā)展起來的檢測樣品微觀結(jié)構(gòu)的儀器) 包括:STM、AFM、磁力顯微鏡、摩擦力顯微鏡等原理:掃描探針與樣品接觸或達(dá)到很近距離時，即產(chǎn)生彼此間相互作用力，如 量子力學(xué)中的隧道效應(yīng)(隧道電流)、原子間作用力、磁力、摩擦力等， 并在計算機(jī)顯示出來，從而反映出樣品表面形貌信息、電特性或磁特性等。 裝置:掃描的壓電陶瓷，逼近裝置，電子學(xué)反饋控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集、處理、顯示系統(tǒng)。特點:(1)可對晶體或非晶體成像，無需復(fù)雜計算，且分辨本領(lǐng)高。 (側(cè)分辨率為0.1~0.2nm，縱分辨率可達(dá)0.01nm); (2)可實時得到樣品表面三維圖象，可測量厚度信息; (3)可在真空、大氣、液體等多種條件下工作;非破壞性測量。 (4)可連續(xù)成像，進(jìn)行動態(tài)觀察用途:納米生物學(xué)研究領(lǐng)域中的重要工具,在原子水平上揭示樣本表面的結(jié)構(gòu)。 普通復(fù)式光學(xué)顯微鏡技術(shù) 光鏡樣本制作分辨率是指區(qū)分開兩個質(zhì)點間的最小距離 熒光顯微鏡技術(shù)(Fluorescence Microscopy)原理與應(yīng)用 直接熒光標(biāo)記技術(shù) 間接免疫熒光標(biāo)記技術(shù) 在光鏡水平用于特異蛋白質(zhì) 等生物大分子的定性定位: 如綠色熒光蛋白(GFP)的應(yīng)用 激光共焦掃描顯微鏡技術(shù)(Laser Scanning Confocal Microscopy)原理應(yīng)用: 排除焦平面以外光的干擾，增強 圖像反差和提高分辨率(1.4-1.7)， 可重構(gòu)樣品的三維結(jié)構(gòu)。 相差顯微鏡(phase-contrast microscope)將光程差或相位差轉(zhuǎn)換成振幅差，可用于觀察活細(xì)胞 微分干涉顯微鏡(differential-interference microscope) 偏振光經(jīng)合成后，使樣品中厚度上的微小區(qū)別轉(zhuǎn)化成 明暗區(qū)別，增加了樣品反差且具有立體感。適于研究 活細(xì)胞中較大的細(xì)胞器錄像增差顯微鏡技術(shù)(video-enhance microscopy) 計算機(jī)輔助的DIC顯微鏡可在高分辨率下研究活 細(xì)胞中的顆粒及細(xì)胞器的運動 電鏡與光鏡的比較主要電鏡制樣技術(shù) 超薄切片技術(shù) 用于電鏡觀察的樣本制備示意圖 負(fù)染色技術(shù)(Negative staining)與金屬投影 染色背景，襯托出樣品的精細(xì)結(jié)構(gòu) 冰凍蝕刻技術(shù)(Freeze etching) (技術(shù)示意圖) 冰凍斷裂與蝕刻復(fù)型:主要用來觀察膜斷裂面的蛋白質(zhì)顆粒 和膜表面結(jié)構(gòu)。 快速冷凍深度蝕刻技術(shù)(quick freeze deep etching) 電鏡三維重構(gòu)技術(shù) 電子顯微術(shù)、電子衍射與計算機(jī)圖象處理相結(jié)合而形成的 具有重要應(yīng)用前景的一門新技術(shù)。 電鏡三維重構(gòu)技術(shù)與X-射線晶體衍射技術(shù)及核磁共振 分析技術(shù)相結(jié)合，是當(dāng)前結(jié)構(gòu)生物學(xué)(Structural Biology) --主要研究生物大分子空間結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系的主要實驗手段。