冷凍刻蝕技術是什麼顯微鏡用的

『壹』 冷凍電子顯微鏡技術主要運用在哪方面

冷凍電子顯微鏡技術主要應用在單個蛋白質分子結構分析方面。

此外，中國科學院院士、浙江大學醫學部主任段樹民在接受浙江在線記者采訪時表示，未來，冷凍電子顯微鏡技術還將廣泛應用於細胞組織的超微結構解析，對解開生命活動的規律和機制等奧秘會產生更大影響。

據《新民晚報》報道，冷凍電鏡技術是將樣品快速降溫使其固定在玻璃態的冰中，在低溫下使用透射電子顯微鏡觀察樣品的成像技術。長期以來，電子顯微鏡只能做一些相對低解析度的結構解析工作，並且強大的電子束流會破壞蛋白、生物切片等對溫度敏感的樣品，而冷凍電鏡技術的出現使研究人員可以將運動著的生物大分子冷凍，並將過程機製成像。

那麼，這一技術將會應用在哪些領域呢？《新民晚報》介紹，冷凍電鏡技術的應用將推進重大疾病葯物的研發工作。標靶葯物因其副作用小、葯效更明顯，是未來醫葯界研究的主流，而靶向研究中最重要的工作就是分析小分子和蛋白質是如何結合在一起的，這就需要冷凍電鏡技術。

『貳』 細胞冰冷蝕刻實驗中為什麼冷凍的細胞樣品會在磷脂雙分子層處 斷開

細胞膜的主要成分是由磷脂雙分子層結構。在磷脂雙分子層結構中，還有部分的糖蛋白，所以細胞膜的主要成分就是磷脂和糖蛋白。
冰凍蝕刻技術是將組織細胞放在液氮中快速冷凍，然後用冰刀使樣品斷裂分割，利用金屬復型技術，就能在電鏡下觀察樣品斷裂表面的細胞膜或生物膜內部超微結構。冰凍蝕刻技術的研究結果為細胞膜的流動鑲嵌模型提供了有力的證據。
冷凍刻蝕技術的基本步驟是：首先將樣品在冷凍劑中急速冷凍，然後在真空中切斷，在切斷後的斷面上有細胞器，其間還有凍成冰的水分。稍加熱使冰升華(水分揮發)，使細胞器的膜結構暴露出來，斷面變得凹凸不平，好像「雕刻"一樣，故稱為冷凍刻蝕。

『叄』 顯微鏡的目鏡和物鏡的特點是什麼區別是什麼

將微小物體或物體的微細部分高倍放大，以便觀察的儀器或設備。它廣泛應用於工農業生產及科學研究。生物學和醫學工作者在業務中也經常使用顯微鏡。大致分為光學顯微鏡和電子顯微鏡。 光學顯微鏡 即以可見光為光源的顯微鏡。普通的光學顯微鏡在結構上可分為光學系統和機械裝置兩個部分。光學系統主要包括目鏡、物鏡、聚光器、光闌及光源等部分。機械裝置主要包括鏡筒、鏡柱、載物台、鏡座、粗細調節螺旋等部分（圖1 [光學顯微鏡]）。其基本光學原理如圖2[光學顯微鏡成像原理模式圖],圖中左邊小的凸透鏡代表短焦距的一組透鏡，稱物鏡。右邊大的凸透鏡代表長焦距的一組透鏡，稱目鏡。被觀察的物體(AB)放在物鏡焦點(f)稍外的地方。物體的光線通過物鏡後在目鏡焦點(f)稍內方形成一個倒立的放大實像(BA)。觀察者的眼睛通過目鏡將該實像(BA)進一步放大為一個倒立的虛像(BA)。 目鏡位於顯微鏡筒的上方，一般由兩個凸透鏡構成。它除了進一步擴大物鏡所形成的實像之外，也限制了眼睛所觀察的視野。按放大率分,常用目鏡有5倍、10倍和15倍三種。 物鏡一般位於顯微鏡筒的下方，接近所觀察的物體。由8～10片透鏡組成。其作用一是放大(給物體造成一個放大的實像）,二是保證像的質量,三是提高解析度。常用物鏡可按放大率分為低倍 (4×)、中倍(10×或20×)、高倍 (40×)和油浸物鏡(100×)。多個物鏡共同鑲在換鏡轉盤上，可以按需要轉動轉盤選擇不同倍數的物鏡。 顯微鏡的放大倍數為目鏡倍數乘物鏡倍數，如目鏡為10倍，物鏡為40倍,則放大倍數為40×10倍（放大400倍）。優良的顯微鏡可放大2000倍，可分辨相距1×10cm的兩點。 當白光通過凸透鏡時,波長較短的光（藍紫色）,其折射度大於長波長的光（紅橙色），因此，成像時在像周出現各色光譜圍繞,並且有一圈藍色或紅色的輝光,這種顏色上的缺陷稱為色差。由於光線進入（和離開）透鏡鏡面各部分的角度不同，從透鏡四周透過的光線與從透鏡中心透過的光線相比，其折射角度較大。因此，成像時在像周出現模糊而歪曲的影像。這種成像面彎曲的缺陷稱為球面差。一系列形狀、結構和距離不同的凸和凹透鏡組互相配合，便能最大限度地糾正色差和球面差，形成一個明亮、清晰而准確的影像。這就是目鏡或物鏡分別由一組透鏡構成的緣故。這種透鏡稱為平場消色差透鏡。 光線從一種介質（如空氣）投射到另一種較為緻密的介質(如玻璃)中時會彎向「法線」（與介質交界面垂直的一條線）,如圖3 [光線通過物鏡時的情況]中的BOA線。光線由緻密介質(玻璃)進到不緻密介質(空氣)中時會偏離「法線」，如AOB線(圖3a)當光線穿過聚光鏡玻璃(折射率為1.51)進入空氣時同樣會偏離,向外折射,因此進入物鏡的光量減少很多，像的分辨力也降低。使用100倍物鏡時,如果在物鏡和蓋玻片之間充以油液（折射率同樣為1.51）以隔絕空氣，則光線幾乎可以不折射地進入物鏡，這就增加了像的亮度和解析度。這種物鏡稱為油浸物鏡(圖3b)。 聚光器位於顯微鏡台的下方，可會聚來目光源的光線，將光量集中於標本，使標本受到光強適度的均勻照射。聚光器的下端裝有孔徑光闌（光圈）以控制光束的粗細。 普通光學顯微鏡的照明光源位於聚光器的下方，為特製的照度均勻的強光燈泡，並且配有可變電阻，可以改變光線的強度。 由於普通光學顯微鏡的光源光線自鏡體下方向上透射，通過聚光鏡、物鏡，達到目鏡，因此在醫學及生物學研究中必須將被觀察的樣品切成能透過光線的、厚約6m 的薄片，並且要進行染色以顯示不同的組織和細胞等細微結構。整個加工過程稱常規組織製片技術，包括選取適當的組織材料經甲醛（福爾馬林）液固定，逐級酒精脫水，石蠟包埋，用切片機將組織切成薄片裱在玻璃片上，再經蘇木素―伊紅染料著色，最後將組織玻片封固在光學樹脂膠內。制好的組織玻片可長期保存。 顯微鏡的目鏡和物鏡安裝在鏡筒的兩端，它們的距離是固定的。將組織玻片放在載物台上，旋轉粗調螺旋使載物台接近物鏡。組織切片進入物鏡第一焦平面，目鏡內即可見標本內的組織影像。然後用細調螺旋使目鏡內的影像清晰即可進行觀察。改換放大倍數時就要調換目鏡或物鏡。 醫學和生物學常使用的光學顯微鏡 有下列12種： 暗視野顯微鏡 在普通光學顯微鏡台下配一個暗視野聚光器（圖4）,來自下面光源的光線被拋物面聚光器反射，形成了橫過顯微鏡視野而不進入物鏡的強烈光束。因此視野是暗的，視野中直徑大於 0.3m的微粒將光線散射，其大小和形態可清楚看到。甚至可看到普通明視野顯微鏡中看不見的幾個毫微米的微粒。因此在某些細菌、細胞等活體檢查中常常使用。 實體顯微鏡 由雙筒目鏡和物鏡構成。放大率 7～80倍。利用側上方或下方顯微鏡燈照明。在目鏡內形成一個直立的放大實像，可以觀察未經加工的物體的立體形狀、顏色及表面微細結構,並能進行顯微解剖操作,也可以觀察生物機體的組織切片。 熒光顯微鏡 在短波長光波(紫外光或紫藍色光,波長250～400nm）照射下，某些物質吸收光能，受到激發並釋放出一種能量降級的較長的光波（藍、綠、黃或紅光，波長400～800nm），這種光稱熒光。某種物質在短光波照射下即可發生熒光，如組織內大部分脂質和蛋白質經照射均可發出淡藍色熒光，稱為自發性熒光。但大部分物質需要用熒光染料（如吖啶橙、異硫氰酸熒光素等）染色後，在短光波照射下才能發出熒光。熒光顯微鏡的光源為高壓汞燈，發出的紫外光源經過激發濾光片(此濾光片可通過對標本中熒光物質合宜的激發光)過濾後射向普勒姆氏分色鏡分色鏡將激發光向下反射,通過物鏡投射向經熒光染料染色的標本。染料被激發並釋放出熒光,通過物鏡,穿過分色鏡和目鏡即可進行觀察。目鏡下方安置有屏障濾片(只允許特定波長的熒光通過)以保護眼眼及降低視野暗度(圖4 [熒光顯微鏡光學原理])。熒光顯微鏡的特點是靈敏度高，在暗視野中低濃度熒光染色即可顯示出標本內樣品的存在，其對比約為可見光顯微鏡的 100倍。30年代熒光染色即已用於細菌、黴菌等微生物及細胞、纖維等的形態觀察和研究。如用抗酸菌熒光染色法可幫助在痰中找到結核桿菌。40年代創造了熒光染料標記蛋白質的技術，這種技術現已廣泛應用於免疫熒光抗體染色的常規技術中，可檢查和定位病毒、細菌、黴菌、原蟲、寄生蟲及動物和人的組織抗原與抗體，可用以探討病因及發病機理，如腎小球疾病的分類及診斷，乳頭瘤病毒與子宮頸癌的關系等。在醫學實驗研究及疾病診斷方面的用途日益廣泛。 偏光顯微鏡 從光源發出的光線通過空氣和普通玻璃時，在與光線垂直的平面內的各個方向以同一振幅進行振動並迅速向前方傳遞，這是光的波動性原理。空氣與普通玻璃為各向同性體，又稱單折射體。如果該光源的光通過一種各向異性體（又稱雙折射體）時，會將一束光線分為各只有一個振動平面的，而且振動方向互相垂直的兩束光線。這兩束光線的振動方向、速度、折光率和波長都不相同。這樣只有一個振動平面的光線稱偏振光。偏光顯微鏡即利用這一現象而設計。偏光顯微鏡內，在物鏡與目鏡間插入一個檢偏鏡片，光源與聚光器間鑲有起偏鏡片，圓形載物台可以作360°旋轉（圖5[偏光顯微鏡光學原理]）。起偏與檢偏鏡片處於正交檢偏位時，視野完全變黑。將被檢物體放在顯微鏡台上。若被檢物為單折射體，則旋轉鏡台，視野始終黑暗。若旋轉鏡台一周，視野內被檢物四明四暗，則說明被檢物是雙折射體。許多結晶物質（如痛風結節中的尿酸鹽結晶、尿結石、膽結石等），人體組織內的彈力纖維、膠原纖維、染色體和澱粉樣原纖維等都是雙折射體，可借偏振光顯微鏡術檢驗，進行定性和定量分析。 位相顯微鏡 又稱相差顯微鏡或相襯顯微鏡。普通光學顯微鏡之所以看不見未染色的組織、細胞和細菌、病毒等活機體的圖像，是因為通過樣品的光線變化差別（反差）很小。標本染色後改變了振幅（亮度）和波長（顏色），影響了反差而獲得圖像。但是染色會引起樣品變形，也可使有生命的機體死亡。要觀察不染色的新鮮組織、細胞或其他微小活體必須使用位相顯微鏡。位相顯微鏡的原理是兩個光波因位相差而互相干涉，出現光波強弱和反差的改變而成可見影像。點光源發出的光線可以表現為正弦波圖形(圖6a[位相顯微鏡])。兩個波峰間的距離為波長,波的振幅表示光的亮度(振幅大、亮度高)。設想同一光源發出的兩條光波,分別同時通過空氣及某種透明介質。在通過一定厚度的某種透明介質時，光波的速度就會降低，但是光的亮度未變。光波在通過該透明介質後比一直在空氣中前進的另一條光波遲滯了波長，因而兩條光波出現了位相的變化（位相差）。但人眼不能分辨這兩條平行光線的位相差。如果這兩條光波射到光屏的同一點上，而且一條光波比另一條光波遲滯了半個波長，即兩條光波因位相相反而互相干涉抵消則光線消失，或者相對振幅相互影響而光線減弱。如果一條光波雖然遲滯了一個波長,但兩條光波位相相同,則因波的疊加而光線增強。 位相顯微鏡的基本結構與普通光學顯微鏡相同。不同之處在於：①物鏡鏡頭上面，在物鏡第二焦平面裝有一塊圓盤狀的位相板（圖6b[位相顯微鏡]）。②聚光器下面，在聚光器第一焦平面裝有環形光束，光束上刻有狹窄的縫隙可通過環形強光(圖6c[位相顯微鏡])。如圖6d所示，環形光束 A點發出的光線經過聚光器後成為平行光線。光線通過載物台上的樣品時，因樣品內各個質點(如b點)的折射率不同而受到干涉，發生衍射,即分為未偏向波（實線）和偏向波(虛線)。未偏向波通過物鏡聚焦於位相板 A 點上成像，然後通過位相板，均勻地分布在標本像平面上成為背景。偏向波通過物鏡後從位相板 A點周圍通過位相板同樣聚焦在像平面的B上。換句話說，未偏向波和偏向波是分別通過位相板的不同部位。在位相板上不同的區域塗有不同的塗層，可以分別改變未偏向波或偏向波的速度和亮度，由此兩種光波出現了位相差，差了半個波長或一個波長，它們在像平面的合波就出現明暗對比，樣品內的各個細節也就能看得見。 總之，位相顯微鏡是利用樣品中質點折射率的不同或質點厚度的不等，產生光線的相位差，使新鮮標本不必染色就可以看到，而且能夠觀察到活細胞內線粒體及染色體等精細結構，還可以應用於黴菌、細菌、病毒等更微小活體的研究，進行標本形態、數量、活動及分裂、繁殖等生物學行為觀察，並可進行量度與比較。 倒置式顯微鏡 普通顯微鏡鏡的物鏡頭方向向下接近標本。倒置式顯微鏡的物鏡鏡頭則處於垂直向上的位置，因此目鏡和鏡筒的縱軸與物鏡的縱軸呈45度角。載物檯面積較大，在物鏡上方，載物台上方有一個長焦距聚光器和照明光源。物鏡和聚光器可裝配位相顯微鏡的附件。放大率16～80倍。組織培養瓶和培養皿可以直接放在載物台上，進行不染色新鮮標本及活體、細胞的形態、數量和動態觀察。可進行多孔微量生物化學及免疫反應平板的結果觀察。倒置式顯微鏡可換用普通亮視野光學鏡頭；可裝配偏振光、微分干涉差、熒光附件進行觀察。 微分干涉差顯微鏡(DIC) 又稱干擾或干涉顯微鏡。能看到和測定微小的位相變化，與位相顯微鏡相似，使無色透明的標本具有明暗和顏色的變化，從而增強反差。在普通光學顯微鏡的基本結構上安裝偏光和干涉部件，以及360°旋轉載物台它又利用偏振光的干涉原理。如圖7[微分干涉差顯微鏡光學原理]所示,在光源上方安置有起偏鏡片和光束分解棱鏡。從起偏鏡片出來的直線偏振光通過光束分解棱鏡後，分成互相垂直振動的兩條直線偏振光。兩條光線經聚光器折射後射向樣品。因樣品內各個質點的折射射率不同，部分光波的位相改變及因干涉而發生橫向偏移。兩條光線通過物鏡後經第二組光束分解棱鏡相合並，由檢偏鏡發生干涉。終末像的每一個點是由物體上同一點的兩個互相重疊的不同圖像構成的一種混合像，從而使肉眼得以辨識。 微分干涉差顯微鏡同樣可以觀察到在普通亮視野中看不見的無色透明物體,可以觀察細胞、細菌等活體,而且影像呈立體感，較位相顯微鏡的影像更細致、更逼真。可用它對活細胞的各個部位作更精細的研究。如果用白光照明，不同位相表現為各種顏色，轉動載物台，顏色會發生變化。單色光照明產生明暗反差，各種成分呈現不同的對比度。微分干涉差顯微鏡又可以作為一種高度精密的超微量光學天平來使用，用以估測的干物體的精確質量可以小到 1×克。當細胞中所含固體物質的濃度增加百分之一時，其折射率相應增加0.0018。細胞各相成分的折射率可以根據它與相關區域（懸浮液區）間位種的不同而估計，從而可進一步算出一個細胞中某些成分的乾燥重量。 攝影顯微鏡 現代高質量顯微鏡均可安裝顯微照相的各種附件，可以及時完整地保留科學資料。用於照相的顯微鏡要求光學系統和機件結構精密，鏡體堅固穩定。它裝配三目鏡筒，其中兩個45°角觀察用目鏡鏡筒和一個中央垂直鏡筒安裝 135照相機、曝光測量附件、照相目鏡及取景鏡頭，可以進行取景和調焦。聚光器能調節視場中心並配有孔徑光闌使視場照明均勻。鏡座有可調節視場光闌，有電壓表和電壓顯示燈。有可變電阻調節照明亮度。照明光源為6～12伏40～100瓦鹵素燈泡。80年代的自動曝光顯微照相裝置具有自動卷片，自動測光、自動控制曝光，測量和調整色溫以及倒易律失效的補償等各項功能，均用電子計算機自動控制，可以進行黑白感光片、彩色負片和彩色幻燈片的投照。 中央垂直鏡筒又可以安裝電視攝像裝置或16mm電影攝影機及控制裝置，可對活體標本進行定時定格或連續的攝影記錄。 萬能研究用攝影顯微鏡系統 集普通亮視野、暗視野、偏振光、熒光、位相、微分干涉差、顯微攝影等各項功能於一個系統中。還有電子計算機控制的低倍攝影自動聚焦、自動轉換物鏡、聚光器自動匹配、自動調整光源亮度等功能。機身安裝兩個135照相機,一個4×5英寸大版照相機。可另外安裝電視攝像和16mm電影攝影裝置，同樣具有自動卷片、自動測光、自動控制曝光、測量和調節色溫、倒易體失效補償等多項功能。 電子顯微鏡 光學顯微鏡的分辨本領由於所用光波的波長而受到限制。小於光波波長的物體因衍射而不能成像。最高級的光學顯微鏡的分辨本領的限度約 200nm(2000)。為了突破這一限度，可採用電子射線來代替光波。電子微粒以高速運動時，其行為類似光波的傳播過程。運動電子的波長隨其速度而定，在增壓達50萬伏時，其波長為0.001nm(0.01),即電子射線的波長約為可見光的十萬分之一,其分辨本領的極限約為4，其放大倍數比最高級的光學顯微鏡要高很多級。以電子射線為電子光源的顯微鏡稱為電子顯微鏡。現代醫學和生物學使用的電鏡解析度為5～10,即放大率為10～20萬倍。 由於標本厚薄不同，超薄切片機切出的很薄的標本，可用透射式電子顯微鏡觀察。不能切得很薄的標本可用掃描式電鏡進行觀察。 透射式電子顯微鏡(TEM) 是最常用的電子顯微鏡，由電子槍、電磁透鏡系統、熒光屏（或照相機）、鏡筒、鏡座、變壓器、穩壓裝置、高壓電纜、真空泵系統、操縱台等部分組成電子槍相當於光學顯微鏡中的光源,供應和加速從陰極熱鎢絲發射出來的電子束。電鏡所用的電壓一般在20～30萬伏特，才足以使電子槍里的電子以高速飛出。電子通過聚光透鏡，達到標本上，因為標本很薄，高速電子可以透過，並且由於標本各部分的厚度或密度不同，通過的電子就有疏密之分。電壓需要嚴格穩定才能使成像穩定，很小的電壓改變就會引起嚴重干擾。像的亮度可以通過電子槍來控制。 電磁透鏡組相當於光鏡中的聚光器、物鏡及目鏡系統。電子束通過各個電磁透鏡的圓形磁場的中心時可被會聚而產生像。電鏡的透鏡系統由4組電磁透鏡組成,包括聚光透鏡、物鏡、中間透鏡和投射透鏡(目鏡)。可改變聚光透鏡的電流使電子束對標本聚焦並提供「照明」。物鏡靠近標本的焦點上。通過物鏡、中間鏡和投射鏡的三級放大，能在一定的距離處得到高倍的放大像，最終形成的像投射到熒光屏上。在熒光屏部位可換用黑白膠片以製取相片底板。改變電磁線圈中的電流量從而使電磁透鏡調焦，並產生不同的放大率（圖8 [透射式電子顯微鏡]）。 為了盡量減少電鏡中電子與空氣分子相碰撞而產生散射的機會，鏡筒中的真空度要求很高，因此密封的鏡筒與真空泵相連。由於標本需置於真空的鏡筒內，因此不能檢查活材料。 光鏡主要利用可見光波作為光源，樣品染色後改變了光的波長(顏色)和振幅（亮度），影響了反差從而得到圖像。電鏡使用電子射線。電子束的穿透力不強，所以供電鏡檢查的標本必須切到薄至50～ 100nm厚度的切片。電鏡切片的製作步驟與光鏡切片類似，也是由固定、脫水、包埋、切片和染色等程序組成：首先從欲觀察的標本上取材,體積約1。通過戊二醛和四氧化鋨雙固定後，逐級酒精（或丙酮）脫水,環氧樹脂包埋,超薄切片機切片。在電鏡中像的形成是組織片各個部分對電子束的電子產生不同散射的結果，標本中緻密的地方(細節)散射強。可使用各種重金屬鹽染色以增加反差，常用的是醋酸鈾和枸櫞酸鉛復染。由於電子束穿不透玻璃，染好的薄膜切片放在小銅網格上作電鏡觀察。 冷凍蝕刻技術是50年代發明、後來經過改進的一種新的電鏡標本加工技術。其主要原理是把液氮內快速超低溫(-200℃)冷凍的生物標本放在真空冷凍裝置里斷裂，從而將不同部位的細胞器內部結構暴露出來，表現出高低不等的三維結構。在新形成的折斷面上噴鍍一層鉑金碳膜（復型）。將已鍍膜標本在強酸或強鹼性腐蝕溶液里消化，復型膜即漂浮、經打撈、清洗，放在小銅網上進行電鏡觀察和照相。冷凍蝕刻技術在細胞生物膜結構（如細胞膜、線粒體、內質網等）的研究上發揮了重大作用。 掃描式電子顯微鏡(SEM) 標本較厚的表面要產生一個電子光學圖像就要採用電子掃描法（圖9 [掃描電子顯微鏡結構示意圖]）。掃描電鏡的電子槍和電磁透鏡的結構原理類似透射電鏡。電子槍產生的大量電子通過三組電磁透鏡的連續會聚形成一條很細的電子射線（電子探針）。這條電子射線在電鏡筒內兩對偏轉線圈的作用下，順序在標本表面掃描。由於來自鋸齒波發生器的電流同時供應電鏡鏡筒內的和顯示管的兩組偏轉線圈，使得顯示器的電子射線在熒光屏上產生同步掃描。從標本上射出的電子經探測器收集，被視頻放大器放大並控制顯示管亮度。因此在熒光屏上掃描的亮度被標本表面相應點所產生的電子數量所控制，因而在熒光屏上顯示出標本的高倍放大像。通過控制兩套偏轉線圈的電流便可控制放大率的倍數。另外安裝有一個同樣的照相用同步掃描顯示管。 掃描電鏡標本製作中，既要脫水又要基本保持其自然狀態，因此使用標本的臨界冷凍乾燥技術：將組織表面清洗干凈，經戊二醛和四氧化鋨雙重固定，逐級丙酮脫水。由於乙酸戊酯與液化Co置換十分容易,因此首先用梯度乙酸戊酯置換丙酮。然後將標本放入密閉耐壓室內，導入液態Co，使之浸沒標本。很快Co將標本內乙酸戊酯完全置換出來，將後者排出耐壓室。同時耐壓室內的液態Co與迅速蒸發的氣態Co分子之間的互變達到動態平衡。使溫度逐漸上升,液態Co蒸發加快而密度相應降低。達到Co的臨界溫度31.1℃時,氣、液二相密度相同，二相的差異完全消失，即達到相的平衡，此時表面張力為零。使溫度繼續保持在稍高於臨界溫度的條件下，緩慢排出Co氣體,當Co排盡時,標本即已乾燥。取出乾燥好的標本，經真空噴鍍一層碳合金，或放入離子鍍膜機內鍍鉑和金，以增加標本的導電能力，加強反差和增強標本的穩定性。然後即可進行掃描電鏡觀察。 掃描電鏡具有解析度高、景深長、視野廣、顯示三維立體結構、便於觀察和標本制備簡單等許多優點，在生物學及醫學上應用愈來愈多，用以觀察和研究生物標本的表現形態和內部立體結構。掃描電鏡的分辨本領已達到70的水平，已可以直接觀察脫氧核糖核酸(DNA)的分子結構。

『肆』 冷凍電鏡是什麼為什麼能夠斬獲今年諾貝爾化學獎

在低溫下使用透射電子顯微鏡觀察樣品的顯微技術，就叫做冷凍電子顯微鏡技術，簡稱冷凍電鏡（cryo-electron micros， cryo-EM）。
冷凍電鏡是重要的結構生物學研究方法，它與另外兩種技術：X射線晶體學（X-ray crystallography）和核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）一起構成了高解析度結構生物學研究的基礎，在獲得生物大分子的結構並揭示其功能方面極為重要。
冷凍電鏡並不是這兩年才建立的。在蛋白質X射線晶體學誕生大約10多年以後的1968年， 作為里程碑式的電鏡三維重構方法，同樣在劍橋MRC分子生物學實驗室誕生，Aron Klug教授因此獲得了1982年的諾貝爾化學獎。另一些突破性的技術在上世紀70年代和80年代中葉誕生，主要是冷凍成像和蛋白快速冷凍技術。
快速冷凍可以使蛋白質和所在的水溶液環境迅速從溶液態轉變為玻璃態，玻璃態能使蛋白質結構保持其天然結構狀態，如果以緩慢溫和的方式冷凍，這個過程會形成晶體冰，生物分子的結構將被晶格力徹底損壞。

低劑量冷凍成像能夠保存樣品的高解析度結構信息，確保了從電鏡圖形中解析蛋白質結構的可能性。與此同時，2017諾貝爾化學獎得主Joachim Frank等，則在電鏡圖像處理演算法方面奠定和發展了這項技術的理論基礎。由此冷凍電鏡的雛形基本建立，總的思路為：樣品冷凍（保持蛋白溶液態結構）——冷凍成像（獲取二維投影圖像）——三維重構（從二維圖像通過計算得到三維密度圖）。

根據諾貝爾獎評委會的說法，這項技術使生物分子成像變得更加簡單，將生物化學帶入了一個新紀元。

『伍』 求細胞生物學選擇題，帶答案，越多越好！

400多道題夠你玩的！由於限制字數，發不全。你登錄這個網自己看吧！http://www.cellabc.cn/article.asp?id=31

這是部分題目

……
A、順面網狀結構（cis—Golgi network） B、中間膜囊（medial Golgi）
C、反面管網結構（trans—Golgi network） D、以上都有
216、存在於真核細胞的細胞膜上質子泵是（ A ）
A、P型質子泵 B、V型質子泵 C、H+ -ATP酶 D、三種都有
217、NO作為信號分子，它能使細胞內的（ B ）水平升高
A、cAMP B、cGMP C、Ca++ D、DG
218、細胞質中合成脂類的重要場所是（ B ）
A、 粗面內質網 B、 光面內質網 C、 高爾基體 D、 胞質溶膠
219、在疏鬆結締組織中主要存在的膠原是（ C ）
A、Ⅰ型膠原 B、Ⅱ型膠原 C、Ⅲ型膠原 D、Ⅳ型膠原
220、白細胞表面抗原CD45是一種（ C ）
A、受體酪氨酸激酶 B、受體絲氨酸/蘇氨酸激酶
C、受體酪氨酸磷酸酯酶 D、酪氨酸蛋白激酶聯系的受體
221、葉綠體DNA復制主要在（ C ）
A、S期 B、M期 C、G1期 D、G2期
222、線粒體DNA的復制主要發生在（ AD ）
A、S期 B、M期 C、G1期 D、G2期
223、關於核孔復合體的論述哪一個是不恰當的（ A ）
A、有核定位信號的蛋白進入細胞核不需要核孔復合體
B、介導蛋白質入核轉運，介導RNA、核糖核蛋白顆粒出核轉運
C、核蛋白通過核孔復合體由細胞質轉運核內需要能量
D、生物分子通過被動擴散和主動運輸進出核孔復合體
224、微管的踏車運動發生在（ A ）
A、正端的聚合率大於負端的解聚率 B、正端的聚合率小於負端的解聚率
C、正端的聚合率等於負端的解聚率 D、微絲既不聚合也不解聚，處於穩定狀態
225、溶酶體中的酶
A、在初級溶酶體中有活性 B、在次級溶酶體中有活性
C、在三級溶酶體中有活性 D、始終都保持著活性
226、現在認為指導分泌性蛋白到糙面內質網上合成的決定因素是（ A ）
A、N端的信號肽 B、信號識別顆粒 C、信號識別顆粒受體 D、三者都有
227、28SrRNA基因屬於（ A ）
A、 中度重復順序 B、 高度重復順序 C、 單一重復順序 D、 隨體DNA
228、DNA鹼基組成具下列特點（ C ）
A、 A=C B、 T=C C、 A+C=G+T D、 A+T=G+C
229、染色質纖維上非組蛋白的主要功能是（ B ）
A、組裝核小體 B、調控基因表達
C、組成異染色質 D、協助DNA捲曲成染色體
……
259、下列哪種分子屬於由極性的頭部和疏水尾部構成雙親媒性分子？（BCD）
A、蛋白聚糖 B、磷脂 C、糖脂 D、膽固醇
260、屬於膜相結構的細胞器有（BCD）
A、核糖體 B、線粒體
C、高爾基復合體 D、過氧物酶體
261、原核細胞與真核細胞共有的結構（AD）
A、核糖體 B、細胞骨架
C、線粒體 D、染色體
262、膜脂的流動性體現在（ BCD ）
A、烴煉的旋轉異構運動 B、側向擴散運動
B、翻轉運動 C、旋轉運動
263、下列物質通過簡單擴散的方式進出細胞的有（ BD ）
A、葡萄糖 B、H2O C、K+ D、CO2
264、Na+—K+泵的生理作用於有（ABC）
A、產生和維持膜電位 B、維持細胞內外離子濃度差
C、調節滲透壓 D、調節PH值
265、推動細胞周期由G2相向M相過度的驅動器為（ A ）
A、CDK1 B、CDK2 C、CDK3 D、CDK4
266、V—src的表達產物PP60mro是（ C ）
A、絲氨酸蛋白激酶 B、磷酸二酯酶 C、酪氨酸蛋白激酶 D、腺苷酸激酶
267、在實驗條件下能控制的逆轉癌細胞源自
A、 Rous肉瘤 B、 Burkitt 淋巴瘤 C、 畸胎瘤 D、 髓細胞瘤
268、氯黴素抑菌是因其
A、 抑制80S核糖體移位酶 B、 抑制RNA聚合酶
C、 引起密碼錯誤 D、 抑制原核70S核糖體肽基轉移酶
269、特化細胞的細胞核，其全能性（ B ）
A、已失去 B、仍保持
C、依據不同的細胞類型而定 D、以上都不對
270、受精卵能發育成一個完整的個體，這種能使後代細胞形成完整個體的潛能為（ C ）
A、單能性 B、多能性 C、全能性 D、發育性
271、中心粒和鞭毛（ D ）
A、都是9+2結構 B、都是9+0結構
C、前者是9+2結構，後者是9+0結構 D、前者是9+0結構，後者是9+2結構
272、紅細胞的核是在以下哪一發育階段逐漸變小和最後消失的（ C ）
A、幹細胞 B、幼紅細胞 C、網織紅細胞 D、成熟細胞
273、減數分裂中，Z-DNA和P-DNA是在（ D ）
A、S 期合成的 B、G2期合成的
C、細線期合成的 D、分別在偶線期和粗線期合成
……
374、由細胞外信號轉換為細胞內信使,從而使細胞對外界信號做出相應的反應,這是通過下列哪種機制完成的:（ A ）
A、信號轉導 B、cAMP C、第二信使 D、信號分子
375、哺乳類動物體內唯一能產生抗體免疫球蛋白分子的細胞是（ B ）
A、T淋巴細胞 B、B淋巴細胞 C、Tc細胞 D、Tm細胞
376、1999年諾貝爾醫學獎授予發現控制蛋白質在細胞內傳輸和定位信號的科學家是（ C ）
A、特霍夫特 B、艾哈邁德.澤維爾 C、甘特.布勞貝爾 D、羅伯特.芒德爾
378、由正常細胞轉化為癌細胞,細胞膜上最顯著的差異表現在（ A ）
A、接觸抑制喪失 B、分裂失控 C、糖蛋白活性增加 D、貼壁依賴性
379、光合磷酸化與氧化磷酸化作用機理的相似性表現在（ A ）
A、化學滲透假說 B、合成ATP數目 C、ATP的來源 D、自主性的細胞器
380、有些個體由於某種基因的缺陷,致使血膽固醇水平增高而誘發冠狀動脈疾病,其原因是（ B ）
A、膽固醇受體數量下降 B、低密度脂蛋白受體數量下降
C、低密度脂蛋白水平增高 D、由其他原因造成
381、造成膜電位外正內負與以下磷脂含量有一定關系
A、卵磷脂 B、磷脂乙醇胺 C、磷脂絲氨酸 D、鞘磷脂
382、細胞分裂後期，染色體向兩極移動的是和著絲粒微管有關（ AD ）
A、連接著絲粒一端不斷解聚 B、連接中心粒一端不斷解聚
C、兩端都解聚 D、完整著絲粒微管沿極微管滑動
383、造成矽肺病變的原因是（ A ）
A、溶酶體底物的積累 B、自噬作用不正常
C、自溶作用不正常 D、內消化作用不正常
384、Caspase家族的蛋白水解酶能特異的斷開（ B ）
A、半胱氨酸殘基後的肽鍵 B、天冬氨酸殘基後的肽鍵
C、天冬醯胺殘基後的肽鍵 D、絲氨酸殘基後的肽鍵
385、SRP在蛋白質合成中起以下作用（ B ）
A、信號肽受體 B、信號肽的識別因子 C、移位蛋白 D、信號肽的配體
386、動粒的成分是（ A ）
A、DNA+蛋白質 B、RNA+蛋白質 C、DNA+RNA D、DNA+RNA+蛋白質
387、G蛋白在細胞信息傳遞中的作用是（ B ）
A、受體 B、偶聯因子 C、GTP水解酶 D、腺苷酸環化酶
388、根據近年來的研究，蛋白質糖基化常有兩種連接方式，即N連接和O連接（ B ）
A、它們先後在rER和SER上形成 B、它們先後在rER和高爾基體上形成
C、它們先後在SER和高爾基體上形成 D、它們先後在rER和細胞質里形成
389、細胞色素c是一種凋亡蛋白酶活化因子，實際上就是（ B ）
A、Apaf1 B、Apaf2 C、Apaf3 D、Apaf4
390、對細胞衰老起決定作用的是（ B ）
A、細胞質 B、細胞核 C、細胞質和細胞核 D、外界環境
391、掃描電子顯微鏡可用於： ( D )
A、獲得細胞不同切面的圖象 B、觀察活細胞
B、定量分析細胞中的化學成份 D、 觀察細胞表面的立體形貌
392、建立分泌單克隆抗體的雜交瘤細胞是通過下列技術構建的： ( A )
A、細胞融合 B、核移植 C、病毒轉化 D、基因轉移
393、能抑制CDK活性的酶是： ( A )
A、Weel B、CAK C、cdc25 D、p21
394、細胞變形足(lamellipodia)的運動主要是通過什麼所引起： ( B )
A、微管的動態變化 B、肌動蛋白的裝卸 C、肌球蛋白絲的滑動 D、微絨毛的伸縮
395、線粒體呼吸鏈的酶復合物IV為： ( D )
A、NADH脫氫酶 B、琥珀酸脫氫酶 C、細胞色素C還原酶 D、細胞色素C氧化酶
396、不屬於蛋白酪氨酸激酶類型的受體是： ( C )
A、EGF受體 B、PDGF 受體 C、TGFβ受體 D、IGF-1受體
397、中心粒的復制發生在哪期： ( B )
A、G1 B、S C、G2 D、M
398、所有膜蛋白都具有方向性，其方向性在什麼部位中確定： ( C )
A、細胞質基質 B、高爾基體 C、內質網 D、質膜
399、微管蛋白在一定條件下，能裝配成微管，其管壁由幾根原纖維構成： ( C )
A、9 B、11 C、13 D、15
400、膜蛋白高度糖基化的細胞器是：( A )
A、溶酶體； B、高爾基休； C、過氧化物酶體； D、線粒體
401、中等纖維中的結蛋白主要存在於 （ A ）
A、肌細胞 B、上皮細胞 C、神經細胞 D、膠質細胞
402、下列那種蛋白在糙面內質網上合成 （ ）
A、actin B、spectrin C、酸性磷酸酶 D、酵母外激素a-因子
403、腎上腺素和胰高血糖素都能同G蛋白偶聯受體結合，並激活糖原的分解，因此腎上腺素和胰高血糖素必需（ B ）
A、具有非常相似的結構，並與相同的受體結合
B、同具有不同的配體結合位點但有相同功能的受體結合
C、同不同的受體結合並激活不同的第二信使
D、同鄉同的受體結合，但一個在細胞外，一個在細胞內
404、ras基因的哪一種突變很可能引起細胞的癌變（ ）
A、突變後的Ras蛋白不能水解GTP B、突變後的Ras蛋白不能結合GTP
C、突變後的Ras蛋白不能結合Grb2o或Sos D、突變後的Ras蛋白不能結合Raf
405、下列內容中除（ B ）以外，都是細胞學說的要點
A、所有生物都是由一個或多個細胞構成 B、細胞是生命的最簡單形式
C、細胞是生命的結構單元 D、細胞從初始細胞分化而來

『陸』 什麼是冷凍電鏡技術

冷凍電鏡技術，全稱是冷凍電子顯微鏡技術，是在低溫下使用透射電子顯微鏡觀察樣品的顯微技術

『柒』 光學和電子顯微鏡樣品制備的技術

透射電子顯微鏡製片技術
透射電子顯微鏡製片技術 其基本要求是：①盡可能保持材料的結構和某些化學成分生活時的狀態。②材料的厚度一般不宜超過1000埃。組織和細胞，必須製成薄切片，以獲得較好的解析度和足夠的反差。③採用各種手段，如電子染色、投影、負染色等來提高生物樣品散射電子的能力，以獲得反差較好的圖像。
樣品制備的方法隨生物材料的類型以及研究目的而各有不同。對生物組織和細胞等，一般多用超薄切片技術，將大尺寸材料製成適當大小的超薄切片，並且利用電子染色、細胞化學、免疫標記及放射自顯影等方法顯示各種超微結構、各種化學物質的部位及其變化。對生物大分子（蛋白質、核酸）、細菌、病毒和分離的細胞器等顆粒材料，常用投影、負染色等技術以提高反差，顯示顆粒的形態和微細結構。此外還有以冷凍固定為基礎的冷凍斷裂——冰凍蝕刻、冷凍置換、冷凍乾燥等技術。
掃描電子顯微鏡樣品制備技術
掃描電子顯微鏡樣品制備技術 掃描電鏡以觀察樣品的表面形態為主。掃描電鏡樣品的制備，必須滿足以下要求：①保持完好的組織和細胞形態。②充分暴露欲觀察的部位。③良好的導電性和較高的二次電子產額。④保持充分乾燥的狀態。
某些含水量低且不易變形的生物材料，可以不經固定和乾燥而在較低加速電壓下直接觀察，如動物毛發、昆蟲、植物種子、花粉等，但圖像質量差，而且觀察和拍攝照片時須盡可能迅速。對大多數的生物材料，則應首先採用化學或物理方法固定，脫水和乾燥，然後噴鍍碳與金屬以提高材料的導電性和二次電子產額。

『捌』 高一生物知識點匯總

高考生物復習必修1第1章至第6章
走進細胞
1細胞是生物體結構和功能的基本單位
2．生命系統的結構層次是 生物圈、生態系統、群落、種群、個體、 系統、器官、組織、細胞。
3原核細胞：分為細胞膜、細胞質、擬核（並不是真正的細胞核）
4真核細胞：分為細胞膜、細胞質、細胞核等
5科學家根據有無以核膜為界限的細胞核,將細胞分為原核細胞和真核細胞
原核細胞 真核細胞
細胞壁 較小（1-10微米） 較大（10-100微米）
核結構 沒有成形的細胞核，組成核的物質集中在擬核，無核膜、核仁 有成形的細胞核，組成核的物質集中在擬核，有核膜、核仁
細胞器 核糖體 多種細胞器
染色體 無染色體 有
種類 原核生物（細菌、放線菌、藍藻） 真核生物(植物、動物、真菌)
第二章、組成細胞的分子
第一節：細胞中的元素和化合物
一、組成生物體的化學元素
組成生物體的化學元素雖然大體相同，但是含量不同。根據組成生物體的化學元素，在生物體內含量的不同，可分為大量元素和微量元素。其中大量元素有C H O N P S K Ca Mg；微量元素有Fe Mn Zn Cu B Mo等
二、組成生物體的化學元素的重要作用
大量元素中，C H O N是構成細胞的基本元素，其中碳是最基本的元素；微量元素在生物體內的含量雖然極少，卻是維持正常生命活動不可缺少的。
三、生物界與非生物界的統一性和差異性
組成生物體的化學元素，在自然界中都可以找到，沒有一種是生物界所特有的。這個事實說明生物界與非生物界具有統一性；組成生物體的化學元素，在生物體內和在無機自然界中的含量相差很大。這個事實說明生物界與非生物界具有差異性。

四、構成細胞的化合物 P17
無機化合物
：葡萄糖、脫氧核糖、糖原等；
：卵磷脂、性激素、膽固醇等；
：胰島素、抗體、血紅蛋白等；
有機化合物 ： 、 。

第二節：蛋白質
蛋白質的基本組成單位是氨基酸，生物體中組成蛋白質的氨基酸大約有20種，在結構上都符合結構通式 。氨基酸分子間以肽鍵的方式互相結合。由兩個氨基酸分子縮合而成的化合物稱為二肽，由多個氨基酸分子縮合而成的化合物稱為多肽 ，其通常呈鏈狀結構，稱為肽鏈。一個蛋白質分子可能含有一條或幾條 肽鏈，通過盤曲、折疊形成復雜（特定）的空間結構。蛋白質分子結構具有多樣性的特點，其原因是：構成蛋白質的氨基酸種類不同數目成百上千、氨基酸排列順序千變萬化 、多肽鏈盤曲折疊的方式不同、多肽鏈形成的空間結構千差萬別。由於結構的多樣性，蛋白質在功能上也具有多樣性 的特點，其功能主要如下：（1）結構蛋白，如肌肉、載體蛋白、血紅蛋白；（2）信息傳遞，如胰島素（3）免疫功能，如抗體；（4）大多數酶是蛋白質如胃蛋白酶（5）細胞識別，如 細胞膜上的糖蛋白 。總而言之，一切生命活動都離不開蛋白質，蛋白質是生命活動的主要承擔者。
第三節：核 酸
核酸是遺傳信息的載體，是一切生物的遺傳物質，對於生物體的遺傳和變異、蛋白質的生物合成 有極其重要作用。核酸包括脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸 （RNA） 兩大類，基本組成單位是核苷酸，由一分子含氮鹼基 、一分子五碳糖和一分子磷酸 組成。組成核酸的鹼基有5 種，五碳糖有2 種，核苷酸有8種。
脫氧核糖核酸簡稱DNA ，主要存在於細胞核 中，細胞質中的線粒體和葉綠體也是它的載體。
核糖核酸簡稱RNA ，主要存在於細胞質中。對於有細胞結構的生物，其遺傳物質就是DNA；沒有細胞結構的病毒，有的遺傳物質是DNA如：噬菌體等；有的遺傳物質是RNA如：煙草花葉病毒等
第四節：細胞中的糖類和脂質
糖類分子都是由C、H、O三種元素組成。糖類是細胞的主要能源物質。
糖類可分為單糖、二糖和多糖等幾類。單糖是不能再水解的糖， 常見的有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脫氧核糖，其中葡萄糖 是細胞的重要能源物質，核糖和脫氧核糖一般不作為能源物質，它們是核酸的組成成分；二糖中蔗糖和麥芽糖是植物糖，乳糖、糖原是動物糖；多糖中糖原 是動物糖 ，澱粉和纖維素是植物糖 ，糖原和澱粉是細胞中重要的儲能物質。
脂質主要是由C H O 3種化學元素組成，有些還含有P （如磷脂） 。脂質包括脂肪、磷脂、和固醇、。脂肪是生物體內的儲能物質。 除此以外，脂肪還有保溫、緩沖、減壓的作用；磷脂是構成包括細胞膜在內的膜物質重要成分；固醇類物質主要包括膽固醇、性激素、維生素D等，這些物質對於生物體維持正常的生命活動，起著重要的調節作用。
多糖、蛋白質、核酸等都是生物大分子，組成它們的基本單位分別是單糖（葡萄糖）、氨基酸和核苷酸，這些基本單位稱為單體，這些生物大分子就稱為單體的多聚體，每一個單體都以若干個相連的碳原子構成的碳鏈為基本骨架，由許多單體連接成多聚體 。
第五節：細胞中的無機物
水是活細胞中含量最多的化合物。不同種類的生物體中，水的含量不同 ；不同的組織、器官中，水的含量也不同。
細胞中水的存在形式有自由水和結合水兩種，結合水與其他物質相結合，是細胞結構的重要組成成分，約佔4.5％；自由水以游離的形式存在，是細胞的良好溶劑，也可以直接參與生物化學反應，還可以運輸營養物質和廢物 。總而言之，各種生物體的一切生命活動都離不開水。
細胞內無機鹽大多數以離子狀態存在，其含量雖然很少 ，但卻有多方面的重要作用：有些無機鹽是細胞內某些復雜化合物的重要組成成分 ，如Fe是血紅蛋白的主要成分，Mg 是葉綠素分子必需的成分；許多無機鹽離子對於維持細胞和生物體的生命活動 有重要作用，如血液中鈣離子含量太低就會出現抽搐現象；無機鹽對於維持細胞的酸鹼平衡 也很重要。
細胞內有機物質的鑒定
糖類中的還原糖（葡萄糖、果糖）能與斐林試劑發生作用，生成磚紅色沉澱；
脂肪 可以被蘇丹Ⅳ染成橘黃色 ；蛋白質與雙縮脲試劑發生作用，產生紫色反應 。在還原糖的檢測中，斐林試劑甲液和乙液應等量混合均勻後再使用 ，並且要水裕加熱；在蛋白質的檢測中，在組織樣液中應先加入雙縮脲試劑A液1ml，再加入雙縮脲試劑B液 4滴，不需加熱。
甲基綠能使DNA呈現綠色，吡羅紅能使RNA呈現紅色，因此利用這兩種染色劑將細胞染色，可以顯示DNA和RNA在細胞中的分布。在此實驗中，鹽酸的作用是改變膜的通透性，加速色素進入細胞 。用人的口腔上皮細胞做實驗材料，此實驗的步驟是製片、水解、沖洗塗片、染色、觀察

第三章 細胞的基本結構
除了病毒等少數生物之外，所有的生物體都是由細胞構成的。細胞是生物體的結構和功能的基本單位。
病毒的化學成分為：DNA和蛋白質 或 RNA和蛋白質
一、真核細胞的結構和功能
（一）細胞壁 植物細胞在細胞膜的外面有一層細胞壁，其主要成分為纖維素和果膠，可用纖維素酶和果膠酶來除去。細胞壁作用為支持和保護。
（二）細胞膜
對細胞膜進行化學分析得知，細胞膜主要由脂質（磷脂）分子和蛋白質分子構成，其中脂質最多，約佔50％；此外，還有少量的糖類。在組成細胞膜的脂質中，磷脂最豐富。細胞膜的功能是將細胞與外界環境分隔開、控制物質進出細胞、進行細胞間的信息交流
（三）細胞質
在細胞膜以內，核膜以外的部分叫細胞質。活細胞的細胞質處於不斷流動的狀態， `細胞質主要包括細胞質基質和細胞器。
1、細胞質基質
細胞質基質含有水、無機鹽、脂質、糖類、氨基酸、核苷酸、多種酶，在細胞質中進行著多種化學反應。
2、細胞器
（1）線粒體
線粒體廣泛存在於細胞質基質中，它是有氧呼吸主要場所，被喻為「動力車間」。
光鏡下線粒體為橢球形，電鏡下觀察，它是由雙層膜構成的。外膜使它與周圍的細胞質基質分開，內膜 的某些部位向內折疊形成嵴，這種結構使線粒體內的膜面積 增加。在線粒體內有許多種與有氧呼吸有關的酶，還含有少量的DNA 。
（2）葉綠體
葉綠體是植物、葉肉、細胞特有的細胞器。葉綠體是綠色植物的光合作用細胞中，進行的細胞器，被稱為 「養料製造車間」 和「能量轉換站」 。在電鏡下可以看到葉綠體外面有雙層膜，內部含有幾個到幾十個由囊狀的結構堆疊成的基粒 ，其間充滿了基質 。這些囊狀結構被稱為類囊體，其上含有葉綠素。
（3）內質網
內質網是由單層膜連接而成的網狀結構，大大增加了細胞內的膜面積，內質網與細胞內蛋白質合成 和加工有關，也是脂質 合成的「車間」。
（4）核糖體
細胞中的核糖體是顆粒狀小體，它除了一部分附著在內質網上之外，還有一部分游離在 細胞質中。核糖體是細胞內合成蛋白質 的場所，被稱為「生產蛋白質的機器」。
（5）高爾基體
高爾基體本身不能合成蛋白質，但可以對蛋白質進行加工分類和包裝 ，植物細胞分裂過程中，高爾基體與細胞壁的形成有關。
（6）液泡
成熟的植物細胞都有液泡。液泡內有細胞液 ，其中含有糖類、無機鹽、色素、蛋白質等物質，它對細胞內的環境起著調節作用，可以使細胞保持一定的形狀，保持膨脹狀態。
(7)中心體
動物細胞和低等植物細胞中有中心體，每個中心體由兩個互相垂直排列的中心粒，及其周圍物質組成。動物細胞的中心體與有絲分裂有關。
（8）溶酶體
溶酶體是細胞內具有 單層膜 結構的細胞器，它含有多種水解酶 ，能分解多種物質。
（四）細胞核
每個真核細胞通常只有一個 細胞核，而有的細胞有兩個以上的細胞核，如人的
肌肉細胞，有的細胞卻沒有細胞核，如哺乳動物的紅細胞細胞。
1、結構
在電鏡下觀察經過固定、染色的有絲分裂間期的真核細胞可知其細胞核主要結構有。
核膜、核仁、染色質
核膜由雙層膜構成，膜上有核孔，是細胞核和細胞質之間物質交換和信息交流 的孔道。
核仁在不同種類的生物中，形態和數量不同，它在細胞分裂過程中周期性地消失和重現。核仁與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關。
染色質主要由DNA和蛋白質組成，能被鹼性染料染成深色 。在細胞有絲分裂間期，染色質呈絲狀，並交織成網；在分裂期染色質螺旋化化，縮短變粗，變成一條圓柱狀或桿狀的染色體，因此，染色質和染色體是細胞中同種物質在不同時期的兩種形態。
2、功能
細胞核是遺傳物質 和 的主要場所，是細胞 和細胞 的控制中心，因此，細胞核是細胞中最重要的部分。儲存、復制、代謝、遺傳
（五） 細胞的生物膜系統
在上述細胞結構和細胞器中，具有雙層膜有線粒體、葉綠體，具有單層膜的有內質網、高爾基體、溶酶體、液泡。它們都由生物膜構成，這些細胞器膜和細胞膜、核膜等結構，共同構成細胞的生物膜系統。
細胞的生物膜系統在細胞的生命活動中起著極其重要的作用。
首先，細胞膜不僅使細胞具有一個相對穩定的內環境，同時在細胞與環境之間進行物質運輸、能量轉換 和信息傳遞的過程中也起著決定性的作用。
第二，細胞的許多重要的化學反應都在生物膜上進行。
細胞內的廣闊的膜面積為酶提供了大量的附著位點，為各種化學反應的順利進行創造了有利條件。
第三，細胞內的生物膜把細胞分隔成一個個小的區室，這樣就使得細胞內能夠同時進行多種化學反應，而不會相互干擾，保證了細胞的生命活動高效、有序地進行。

第四章 細胞的物質輸入和輸出
1、「水分進出哺乳動物紅細胞的狀況」的三幅圖片（見課本P60）。
正常生活著的紅細胞內的血紅蛋白等有機物能夠透過細胞膜到膜外嗎？不會
根據現象判斷紅細胞的細胞膜相當於什麼膜？答：半透膜
當外界溶液的濃度低時，紅細胞一定會吸水而漲破嗎？答：不是
紅細胞吸水或失水的多少取決於什麼？答：兩邊溶液中水的相對含量的差值。
2、對於植物細胞來說水分要進出細胞必須要通過原生質層。原生質層相當於半透膜，植物細胞膜和液泡膜都是生物膜，（P61）他們具有與紅細胞的細胞膜基本相同的化學組成和結構。上述的事例與紅細胞的失水和吸水很相似。
3、紫色洋蔥鱗片葉細胞的質壁分離與復原
中央液泡大小 原生質層的位置 細胞大小
30%蔗糖溶液 變小（細胞失水） 原生質層脫離細胞壁 變小
清水 逐漸恢復原來大小（細胞吸水） 原生質層恢復原來位置 基本不變
4、在建立生物膜模型的過程中，實驗技術的進步起到了關鍵性的推動作用。如電子顯微鏡的誕生使人們終於看到了膜的存在；冰凍蝕刻技術和掃描電子顯微鏡技術使人們認識到膜的內外兩側並不對稱；熒游標記小鼠細胞與人細胞的融合實驗又證明了膜的流動性等。沒有這些技術的支持，人類的認識便不能發展。

5、闡述流動鑲嵌模型的基本內容 P68。

6、物質進出細胞的方式
運輸方式 運輸方向 是否需要載體 是否消耗能量 示例
自由擴散 高濃度到低濃度 否 否 P70記幾個例子
主動運輸 低濃度到高濃度 是 是
協助擴散 高濃度到低濃度 是 否

主動運輸的意義是保證活細胞按照生命活動需要，主動吸收營養物質，排出代謝廢物和有害物質。
第五章 細胞的能量供應和利用
1、美國科學家薩姆納通過實驗證實酶是一類具有催化作用的蛋白質，科學家切赫和奧特曼發現少數RNA也具有生物催化作用。總之，酶是活細胞產生的一類催化作用的有機物，胃蛋白酶、唾液澱粉酶等絕大多數的酶是蛋白質，少數的酶是RNA。不能說所有的蛋白質和RNA都是酶，只是具有催化作用的蛋白質或RNA，才稱為酶。酶的特性有 高效性、專一性 P79
2、進行有關的實驗和探究，學會控制自變數，觀察和檢測因變數的變化，以及設置對照組和重復實驗。
3、ATP中文名叫三磷酸腺苷，結構式簡寫A-p～p～p，幾乎所有生命活動的能量直接來自ATP的水解 ，由ADP合成ATP 所需能量，動物來自呼吸作用，植物來自光合作用和呼吸作用，ATP可在細胞器線粒體或葉綠體中和在細胞質基質中合成。在細胞內ATP含量很少，轉化很快，熟悉89頁圖。
4、構成生物體的活細胞，內部時刻進行著ATP與ADP的相互轉化，同時也就伴
隨有能量的釋放_和儲存_。故把ATP比喻成細胞內流通著的「通用貨幣」。
5、呼吸作用的本質是氧化分解有機物，釋放能量，不一定需要氧氣，
分為有氧呼吸和無氧呼吸93頁圖。，
6、有氧呼吸的反應式： ，
第一階段在細胞質基質 進行，原料是糖類等，產物是 丙酮酸 、氫 、 ATP ，第二階段在線粒體 進行，原料是丙酮酸和水 ，產物是 C02 、ATP 、氫 ，第三階段在線粒體進行，原料是 氫 和 氧 ，產物是 水、 ATP ，第一、二階段的共同產物是氫 、 ATP，三個階段的共同產物是 ATP 。1mol葡萄糖有氧呼吸產生能量 2870 KJ，可用於生命活動的有1161 KJ（ 38molATP），以熱能散失 1709 KJ，無氧呼吸產生的可利用能量是 61.08 KJ（ 2 molATP），1molATP水解後放出能量 30.54 KJ 。
7、寫出2條無氧呼吸反應式
C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量
C6H12O6 2C3H3O3＋能量
無氧呼吸的場所是細胞質基質，分 2個階段，第一個階段與 有氧 呼吸的相同，是由 葡萄糖分解為 丙酮酸 ，第二階段的反應是由丙酮酸分解成CO2和酒精 或轉化成 C3H3O3(乳酸) 。熟悉95頁圖。
8、光合作用的發現
年代 創新發
現人 創新實驗設計思路及現象 實驗結論
1771年 普里斯
特利 點燃的蠟燭與綠色植物放在密閉玻璃罩內，現象是__________ __
小鼠與綠色植物放在密閉的玻璃罩內，現象是________________
1864年 薩克斯 把綠色葉片放在暗處幾小時，目的是_________ _____，然後一半曝光，另一半遮光一段時間後，用碘蒸氣處理葉片， 發現____________
1880年 恩吉
爾曼 水綿 黑暗、沒有空氣
極細光束照射葉綠體→現象_______ __
好氧細菌 顯微鏡觀察 完全曝光→現象_________________
20世紀
30年代 魯賓
和卡門 實驗方法是______________________________
H218O，CO2→現象_____________________
H2O，C18O2→現象_____________________
9、葉綠體色素吸收 可見光，主要吸收紅橙光和 藍紫 光，（葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅橙光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光），光反應的場所是 葉綠體類囊體膜上 ，（因為所有色素和所有光反應的酶都在囊狀結構上），原料是 水,ADP、Pi ，動力是 光能 ，產物是 氧、氫和ATP ，暗反應場所是 葉綠體基質 ，原料是 CO2 ，動力是 ATP水解釋放的能量 ，產物是有機物（CH2O）和C5 ，光反應為暗反應提供 還原劑氫 和ATP（能量），CO2被還原前先要進行固定 ，C3化合物一部分 被還原為有機物 ，另一部分又變成 五碳化合物 。光合作用的總反應式：CO2+H2O （CH2O）+O2。自然界最基本的物質、能量代謝是光合作用 ，光合作用產生的氧氣來自 H20 ，有機物中的O來自 CO2 。光合作用的意義：1.製造有機物，固定太陽能，為其他生物提供物質和能量需要，2.製造氧氣，維持O2 與CO2的平衡，使好氧生物得以發展3.形成O3層，使生物由水生向陸生進化。熟悉103頁圖。
10、提高農作物產量的重要條件之一，是提高農作物對光能的利用率。要提高農作物的光能的利用率的方法有：
1）延長光合作用的時間 2）增加光合作用的面積
3）光照強弱的控制 4）必需礦質元素的供應 5）CO2的供應
CO2的含量很低時，綠色植物不能製造有機物，隨CO2的含量的提高，光合作用逐漸 提高 ；當CO2的含量提高到一定程度時，光合作用的強度不再隨CO2的含量的提高而 提高 。

11、請自行比較光合作用與呼吸作用。

第六章 細胞的生命歷程
細胞增殖 細胞增殖是生物的重要生命特徵。細胞以分裂方式增殖，通過它，單細胞生物能產生後代，多細胞生物則可以由一個 受精卵 經過 分裂 和 分化 ，最終發育為一個多細胞個體。在增殖過程中可以將復制的遺傳物質分配到兩個子 細胞中去，可見，細胞增殖是 生物體生長、發育、繁殖、遺傳 的基礎。
真核細胞的分裂方式有 有絲分裂 、無絲分裂和 減數分裂 。
一、有絲分裂
體細胞的有絲分裂具有細胞周期，它是指 連續分裂的細胞從一次分裂開始時開始，到下一次分裂 完成 時為此， 包括分裂間期 期和分裂期。
1、 分裂間期
分裂間期最大特徵是 DNA 分子的復制和有關蛋白質的合成 ，同時細胞有適度的增長 ，對於細胞分裂來說，它是整個周期中 為分裂期作準備的 階段。
2、 分裂期
（1）前期
最明顯的變化是 染色質絲螺旋纏繞，縮短變粗，成為染色體 ，此時每條染色體都含有兩條 染色單體，由一個著絲點相連，稱為 姐妹染色單體 。同時， 核仁 解體， 核摸消失，紡錘絲形成 紡錘體 。
（2）中期
染色體 清晰可見，每條染色體的著絲點都排列在細胞中央的 一個平面上，染色體的形態 比較穩定，數目 比較清晰，便於觀察。
（3）後期
每個 著絲點 一分為二， 姐妹染色單體隨之分離，形成兩條 子染色體 ，在 紡錘絲的 牽引下向細胞 兩極 運動。
（4）末期
染色體到達兩極後，逐漸變成絲狀的 染色質，同時 紡錘體 消失， 核仁 、核模重新出現，將染色質包圍起來，形成兩個新的 子細胞 ，然後細胞一分為二。
（5）動植物細胞有絲分裂比較
植物 動物
紡錘體形成方式 由細胞的兩極 由中心體
細胞一分為二方式
意義
二、 無絲分裂
無絲分裂比較簡單，一般是 細胞核 延長，從 核的中部 向內凹進，分裂為兩個 細胞核 ，接著整個細胞從中間分裂為兩個細胞。此過程中沒有出現紡錘絲和染色體 ，故名無絲分裂，如 蛙的紅細胞 的分裂。
二、 細胞的分化、癌變、衰老
一、細胞分化
細胞分化是指在 個體發育 中， 由一個或一種細胞增殖產生 的後代在 形態、 結構 和 生理功能上發生 穩定性 差異的過程。它是一種 持久性 的變化，發生在生物體的 整個生命過程 中，但在 胚胎 時期達到最大限度。經過細胞分化，生物體內會形成各種不同的 細胞 和 組織 ，這種穩定性的差異是 不可逆的 。
但科學研究證實，高度分化的植物細胞仍然具有發育成 完整植株 的能力，即保持著 全能性 。細胞全能性是指生物體的細胞具有使後代細胞形成 完整 個體的 潛能 的特性。生物體的每一個細胞都包含有該物種所特有的 全部的遺傳信息 ，都有發育成為 完整個體所必需的全部遺傳物質 。理論上，生物體的每一個活細胞都應該具有 全能性。在生物體的各種細胞中，受精卵的全能性最高。
通常情況下，生物體內細胞並沒有表現出全能性，而是分化成為不同的 細胞 、組織，這是基因在特定的時間和空間條件下基因的選擇性表達的結果。
二、細胞的癌變
在個體發育過程中，大多數細胞能夠正常分化。但是有些細胞在 致癌 因子的作用下，不能正常分化，而變成不受有機體控制的、 連續 進行分裂的 惡性增殖 細胞，這種細胞就是 癌細胞 ，這種細胞的產生與細胞的
直接相關。
癌細胞與正常細胞相比，具有以下特點：P126
（1） ；
（2） ；
（3） 。
由於細胞膜上的 糖蛋白 等物質減少，使得細胞彼此之間的 黏著性 減小，導致癌細胞容易在有機體內 分散 和 轉移 。
目前認為引起癌變的因子主要有三類：第一類物理致癌因子 ，如輻射致癌；第二類是 化學致癌因子，如砷、苯、煤焦油等；再一類是 病毒致癌因子 ，引起癌變的病毒叫做 致癌病毒 。另外，科學家已證實，癌細胞是由於 原癌基因 激活為 癌基因 而引起的。
三、 細胞的衰老
生物體內的細胞多數要經過未分化、 分裂 、 分化 和死亡這幾個階段。因此，細胞的衰老和死亡是一種 正常 的生命現象。衰老細胞具有的主要特徵有以下幾點：
（1） 細胞內的水分減少 ，結果使細胞 萎縮 ，體積變小， 細胞新陳代謝的速率減慢；
（2）衰老細胞內， 酶的活性減低 ，如人的頭發變白是由於黑色素細胞衰老時， 酪氨酸酶活性 的活性降低；（3）細胞內的色素會隨著細胞的衰老而積累，影響細胞的物質交流和信息傳遞等正常的生理功能，最終導致細胞死亡；（4）細胞膜通透性改變 ，物質運輸能力降低。四、細胞凋亡（apoptosis）與細胞壞死P123~124

『玖』 SEM、TEM、XRD、AES、STM、AFM的區別

SEM、TEM、XRD、AES、STM、AFM的區別主要是名稱不同、工作原理不同、作用不同、

一、名稱不同

1、SEM，英文全稱：Scanningelectronmicroscope，中文稱：掃描電子顯微鏡。

2、TEM，英文全稱：，中文稱：透射電子顯微鏡。

3、XRD，英文全稱：Diffractionofx－rays，中文稱：X射線衍射。

4、AES，英文全稱：AugerElectronSpectros，中文稱：俄歇電子能譜。

5、STM，英文全稱：ScanningTunnelingMicroscope，中文稱：掃描隧道顯微鏡。

6、AFM，英文全稱：AtomicForceMicroscope，中文稱：原子力顯微鏡。

二、工作原理不同

1．掃描電子顯微鏡的原理是用高能電子束對樣品進行掃描，產生各種各樣的物理信息。通過接收、放大和顯示這些信息，可以觀察到試樣的表面形貌。

2．透射電子顯微鏡的整體工作原理如下：電子槍發出的電子束經過冷凝器在透鏡的光軸在真空通道，通過冷凝器，它將收斂到一個薄，明亮而均勻的光斑，輻照樣品室的樣品。通過樣品的電子束攜帶著樣品內部的結構信息。通過樣品緻密部分的電子數量較少，而通過稀疏部分的電子數量較多。

物鏡會聚焦點和一次放大後，電子束進入第二中間透鏡和第一、第二投影透鏡進行綜合放大成像。最後，將放大後的電子圖像投影到觀察室的熒光屏上。屏幕將電子圖像轉換成可視圖像供用戶觀察。

3、x射線衍射（XRD）的基本原理：當一束單色X射線入射晶體，因為水晶是由原子規則排列成一個細胞，規則的原子之間的距離和入射X射線波長具有相同的數量級，因此通過不同的原子散射X射線相互干涉，更影響一些特殊方向的X射線衍射，衍射線的位置和強度的空間分布，晶體結構密切相關。

4．入射的電子束和材料的作用可以激發原子內部的電子形成空穴。從填充孔到內殼層的轉變所釋放的能量可能以x射線的形式釋放出來，產生特徵性的x射線，也可能激發原子核外的另一個電子成為自由電子，即俄歇電子。

5．掃描隧道顯微鏡的工作原理非常簡單。一個小電荷被放在探頭上，電流從探頭流出，穿過材料，到達下表面。當探針通過單個原子時，通過探針的電流發生變化，這些變化被記錄下來。

電流在流經一個原子時漲落，從而非常詳細地描繪出它的輪廓。經過多次流動後，人們可以通過繪制電流的波動得到構成網格的單個原子的美麗圖畫。

6．原子力顯微鏡的工作原理：當原子間的距離減小到一定程度時，原子間作用力迅速增大。因此，樣品表面的高度可以直接由微探針的力轉換而來，從而獲得樣品表面形貌的信息。

三、不同的功能

1．掃描電子顯微鏡（SEM）是介於透射電子顯微鏡和光學顯微鏡之間的一種微觀形貌觀察方法，可以直接利用樣品表面材料的材料性質進行微觀成像。

掃描電子顯微鏡具有高倍放大功能，可連續調節20000～200000倍。它有一個大的景深，一個大的視野，一個立體的形象，它可以直接觀察到各種樣品在不均勻表面上的細微結構。

樣品制備很簡單。目前，所有的掃描電鏡設備都配備了x射線能譜儀，可以同時觀察微觀組織和形貌，分析微區成分。因此，它是當今非常有用的科學研究工具。

2．透射電子顯微鏡在材料科學和生物學中有著廣泛的應用。由於電子容易散射或被物體吸收，穿透率低，樣品的密度和厚度會影響最終成像質量。必須制備超薄的薄片，通常為50～100nm。

所以當你用透射電子顯微鏡觀察樣品時，你必須把它處理得很薄。常用的方法有：超薄切片法、冷凍超薄切片法、冷凍蝕刻法、冷凍斷裂法等。對於液體樣品，通常掛在預處理過的銅線上觀察。

3X射線衍射檢測的重要手段的人們意識到自然，探索自然，尤其是在凝聚態物理、材料科學、生活、醫療、化工、地質、礦物學、環境科學、考古學、歷史、和許多其他領域發揮了積極作用，不斷拓展新領域、新方法層出不窮。

特別是隨著同步輻射源和自由電子激光的興起，x射線衍射的研究方法還在不斷擴展，如超高速x射線衍射、軟x射線顯微術、x射線吸收結構、共振非彈性x射線衍射、同步x射線層析顯微術等。這些新的X射線衍射檢測技術必將為各個學科注入新的活力。

4，俄歇電子在固體也經歷了頻繁的非彈性散射，可以逃避只是表面的固體表面原子層的俄歇電子，電子的能量通常是10～500電子伏特，他們的平均自由程很短，約5～20，所以俄歇電子能譜學調查是固體表面。

俄歇電子能譜通常採用電子束作為輻射源，可以進行聚焦和掃描。因此，俄歇電子能譜可用於表面微觀分析，並可直接從屏幕上獲得俄歇元素圖像。它是現代固體表面研究的有力工具，廣泛應用於各種材料的分析，催化、吸附、腐蝕、磨損等方面的研究。

5．當STM工作時，探頭將足夠接近樣品，以產生具有高度和空間限制的電子束。因此，STM具有很高的空間解析度，可以用於成像工作中的科學觀測。

STM在加工的過程中進行了表面上可以實時成像進行了表面形態，用於查找各種結構性缺陷和表面損傷，表面沉積和蝕刻方法建立或切斷電線，如消除缺陷，達到修復的目的，也可以用STM圖像檢查結果是好還是壞。

6．原子力顯微鏡的出現無疑促進了納米技術的發展。掃描探針顯微鏡，以原子力顯微鏡為代表，是一系列的顯微鏡，使用一個小探針來掃描樣品的表面，以提供高倍放大。Afm掃描可以提供各類樣品的表面狀態信息。

與傳統顯微鏡相比，原子力顯微鏡觀察樣品的表面的優勢高倍鏡下在大氣條件下，並且可以用於幾乎所有樣品（與某些表面光潔度要求）並可以獲得樣品表面的三維形貌圖像沒有任何其他的樣品制備。

掃描後的三維形貌圖像可進行粗糙度計算、厚度、步長、方框圖或粒度分析。