细胞生物学的研究方法

这是一篇关于细胞生物学的研究方法的思维导图，主要内容包括：模式生物与功能基因组的研究，细胞及生物大分子的动态变化，细胞培养和细胞工程，细胞及其成分的分析方法，细胞形态结构的观察方法。

细胞生物学的研究方法

• 细胞形态结构的观察方法
  • 概述
    • 肉眼的分辨率0.2mm 光学显微镜分辨率0.2µm 电子显微镜分辨率0.2nm
  • 光学显微镜
    • 普通复式光学显微镜
      • 可以直接用于观察单细胞生物或者体外培养细胞
      • 如果观察生物组织样品，通常需要对现观察的材料进行固定（甲醛）和包埋（石蜡）
    • 相差显微镜
      • 生物样品一经固定，失去活性
      • 活细胞显微结构的细节可以借助相差显微镜
    • 微分干涉显微镜
      • 更适用于研究活细胞，可用于观察活细胞中的颗粒及细胞器的运动
      • 录像增差显微镜：可以直接用来观察颗粒物质沿着微管运输的动态过程
    • 增强样品反差，实现对非染色活细胞的观察
    • 荧光显微镜
      • 对细胞内特异的蛋白质、核酸、糖类、脂质以及某些离子等组分进行定性定位
    • 激光扫描共焦显微镜
    • 超高分辨率显微术
      • 全内反射荧光显微术
      • 基于单分子成像技术的PALM/STORM方法
        • PALM只能用于观察外源蛋白的定位
        • STORM可以对多大4对内源性蛋白进行精确定位，时间长，活细胞中难实现
      • 4Π和STED显微术
      • 结构照明纤维术
  • 电子显微镜
    • 还不能用于观察活的生物样品，并且难以观察细胞的全貌
    • 基本知识
      • 电子显微镜与光学显微镜的基本区别
      • 电子显微镜的有效放大倍数和分辨本领
        • 实际分辨率受到生物制样技术本身的限制
      • 电子显微镜的基本构造
        • 电子束照明系统
        • 成像系统
        • 真空系统
        • 记录系统
    • 主要电镜制样技术
      • 超薄切片技术
        • 固定
        • 包埋
        • 切片
        • 染色
      • 负染色技术
      • 冷冻蚀刻技术
      • 电镜三维重构与低温电镜技术
        • 电子断层成像技术：研究蛋白质复合体的三维结构
      • 扫描电镜技术
        • 可以得到样品表面的立体图像信息
  • 扫描隧道显微镜：探测微观世界物质表面形貌
• 细胞及其成分的分析方法
  • 用超离心技术分离细胞组分
    • 差速离心
    • 密度
    • 速度（密度相近）
    • 等密度
  • 特意蛋白抗原的定位与定性
    • 免疫荧光技术
    • 免疫电镜技术
  • 细胞内特意核酸的定位与定性
    • 原位杂交
  • 细胞成分的分析与细胞分选技术
    • 流式细胞术
• 细胞培养和细胞工程
  • 细胞培养
    • 动物细胞培养
      • 原代培养与传代培养
      • 培养步骤
        • 剪碎
        • 消化
        • 分散
        • 培养：一般加一定量的小牛血清，利于贴壁生长与分裂
      • 培养现象
        • 细胞贴壁
          • 单层细胞培养
        • 传代次数
          • 有限细胞系
          • 永生细胞系
        • 细胞形态：一般不能保持体内原有细胞形态
          • 成纤维样细胞
          • 上皮样细胞
    • 植物细胞培养
      • 单倍体细胞培养
        • 花药
        • 孢子
      • 原生质体培养
  • 细胞工程
    • 细胞融合与单克隆抗体技术
      • 细胞融合
        • 动物：促融剂如PEG
        • 植物：先用纤维素酶去掉细胞壁，再用原生质体融合
      • 单抗制备
    • 显微操作技术与动物的克隆
      • 细胞拆合，形成核质杂交细胞
        • 物理法：显微操作仪操作，微吸管吸取细胞核
        • 化学法：细胞松弛素B处理细胞，排核现象
• 细胞及生物大分子的动态变化
  • 荧光漂白恢复技术
  • 酵母双杂交技术
  • 荧光共振能量转移技术
  • 放射自显影技术
• 模式生物与功能基因组的研究
  • 模式生物
    • 大肠杆菌（Escherichia coli）：作为原核生物，大肠杆菌在分子生物学和基因工程中发挥了重要作用，其基因组较小且易于操作。
    • 酵母（Saccharomyces cerevisiae 和 Schizosaccharomyces pombe）：酿酒酵母和裂殖酵母是研究真核细胞生物学的重要模式生物，尤其在细胞周期、DNA修复和信号转导等方面的研究中发挥了关键作用
    • 秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）：这种线虫是研究发育生物学和神经科学的经典模式生物，因其透明的身体、确定的细胞系谱以及快速的生命周期而受到青睐
    • 果蝇（Drosophila melanogaster）：果蝇是遗传学研究的先驱模式生物，因其短暂的生命周期、高繁殖率和丰富的遗传工具而被广泛使用
    • 斑马鱼（Danio rerio）：斑马鱼因其胚胎发育过程中透明的特点，被用于研究脊椎动物的发育过程和疾病模型
    • 小鼠（Mus musculus）：小鼠是研究哺乳动物生物学的主要模式生物，由于其与人类的生理和遗传相似性，在基因功能研究、疾病模型、药物筛选和生物医学研究中占据重要地位
    • 拟南芥（Arabidopsis thaliana）：在植物学研究中，拟南芥因其基因组小，繁殖快，易于遗传操作而被广泛使用
    • 水稻（Oryza sativa）：作为单子叶植物的代表，水稻在植物基因组学和农业生物学研究中也是一个重要的模式生物