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文档版细胞生物学
第1章绪论Introduction第一节细胞生物学概述
一．细胞生物学的概念与研究内容
（1）细胞生物学的概念细胞生物学（cellbiology）：
是从细胞的显微、亚显微和分子三个水平对细胞的各种生命活动开展研究的学科。
（2）细胞生物学的研究内容：
研究对象：
以细胞为研究对象，把细胞的结构和功能结合起来，关注细胞间的相互关系，了解生物体的生长、发育、分化、繁殖、运动、遗传、变异、衰老、死亡等基本生命现象的机制和规律。
第2节细胞生物学发展的几个主要阶段与发展趋势
1、细胞的发现与细胞学说的创立细胞的发现
1665年-英国-物理学家RobertHooke（胡克）-软木（栎树皮）-细胞（cell）
事实上真正首先发现活细胞的，还是荷兰生物学家雷文霍克（列文虎克）
（1）细胞学说（celltheory）的创立1.细胞学说的提出：
☆1838～1839年德国植物学家M.J.Schleiden和动物学家T.Schwann提出细胞学说（celltheory）：
一切生物从单细胞到高等动、植物都是由细胞组成；细胞是生物形态结构和功能活动的基本单位。
☆德国科学家R.Virchow对细胞学说进行了重要补充，明确提出论点：
“一切细胞只能来自原来的细胞”
2、光学显微镜下的细胞学研究从19世纪30—20世纪中期，细胞学说形成后，主要进行细胞显微形态的研究。
在光镜下观察：
细胞的形态结构、分裂活动（无丝分裂、有丝分裂、减数分裂）、受精现象等。
观察到几种重要的细胞器：
中心体、线粒体、染色体、高尔基体等。
3、实验细胞学阶段20世纪初叶—20世纪中叶主要特点：
☆采用了多种实验手段对细胞的生化代谢、生理功能进行研究。
四、亚显微结构与分子水平的细胞生物学1933年德国E．Ruska等人研制出第一台电子显微镜（electronmicr-oscopy）。
电子显微镜的发明和20世纪中叶分子生物学的发展，标志着亚显微结构与分子水平相结合的细胞生物学的开端。
（一）电子显微镜的应用使细胞学研究深入到亚显微水平
☆发现了过去在光镜下看不到的细胞器，如内质网、溶酶体等。
☆明确了过去在光镜下看到的高尔基体等细胞器及其微细结构。
随着电子显微镜技术的进展，对细胞的研究也逐步深入到结构与功能相结合的探索，即应用生物化学与生物物理学手段对分离出的细胞器进行化学组分分析。
20世纪70年代，随着超高压电子显微镜的出现，相继发现了细胞质（cytoplasm）中纵横交错的网状细胞骨架结构和细胞核基质内的网状核骨架结构。
第2章细胞的概念和分子基础细胞的基本概念一细胞的概念
①细胞是构成有机体的基本单位；②细胞具有独立完整的代谢体系，是代谢与功能的基本单位；
③细胞是有机体生长与发育的基础；④细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性；
⑤没有细胞就没有完整的生命。
细胞的分类早期细胞分为两大类：
原核细胞（prokaryoticcell）和真核细胞（eukaryoticcell）
近期原核生物分为二大类型：
古细菌（archaeobacteria）和真细菌（eubacteria）
所以细胞分为三大类型：
原核细胞、古核细胞、真核细胞
2、原核细胞结构简单★DNA为裸露的环状分子，无膜包裹，形成拟核环。
★细胞质中无膜性细胞器，含有核糖体（70S）
（1）体积小直径约为1到数个微米。
主要代表：
支原体、衣原体、细菌、蓝藻又称蓝细菌
1）支原体（mycoplasma）是最小最简单的细胞大小：
通常为0.1～0.3μm。
细胞膜：
由磷脂和蛋白质构成，没有细胞壁。
DNA：
呈环形双链，胞质内分散存在，指导约400种蛋白合成。
2）细菌原核细胞的典型代表细胞壁：
位于细菌外表面，主要成分为肽聚糖。
细胞膜：
由脂质和蛋白质组成，有时可内陷形成中间体。
细胞质：
DNA：
环状分子，很少有重复序列，无内含子。
质粒（plasmid）：
能够独立于基因组DNA以外，自我复制的环状结构。
核糖体：
大部分游离于细胞质中，小部分附着在细胞膜内表面。
70S细菌核糖体包括50S大亚基30S小亚基有的细菌还有夹膜、鞭毛、菌毛等特殊结构。
3）古细菌（archaebacteria）一类很特殊的细菌，多生活在极端环境中，如高温、高盐环境。
☆具有原核生物的某些特征：
无核膜及内膜系统；☆也有真核生物的特征：
以甲硫氨酸起始蛋白质的合成、核糖体对氯霉素不敏感、RNA聚合酶和真核细胞的相似、DNA具有内含子并结合组蛋白。
☆还具有既不同于原核细胞也不同于真核细胞的特征：
细胞膜中的脂类是不可皂化的；细胞壁不含肽聚糖，有的以蛋白质为主，有的含杂多糖，有的类似于肽聚糖，但都不含胞壁酸、D型氨基酸和二氨基庚二酸。
代表性古细菌：
极端嗜热菌（themophiles）：
能生长在90℃以上的高温环境。
极端嗜盐菌（extremehalophiles）：
生活在高盐度环境中，盐度可达25%，如死海和盐湖中。
极端嗜酸菌（acidophiles）：
能生活在pH值1以下的环境中，生活在火山地区的酸性热水中。
极端嗜碱菌（alkaliphiles）：
多数生活在盐碱湖或碱湖、碱池中，生活环境pH值可达11.5以上，最适pH值8～10。
3、真核细胞
（一）真核细胞的形态与大小
形态：
多种多样，常与细胞所处的部位及功能相关。
（细胞的形态多种多样：
球形、椭圆形、立方形、扁平形、梭形、星形、多角形等。
）大小：
差异很大，与细胞类型有关。
原核细胞直径平均：
1～10μm；真核细胞直径平均：
3～30μm；某些不同来源的细胞大小变化很大：
人卵细胞：
直径0.1mm；
鸵鸟卵细胞：
直径5cm;同类型细胞的体积一般是相近的，不依生物个体的大小而增大或缩小。
（2）真核细胞的基本结构光学显微镜下的三部结构：
细胞膜、细胞质、细胞核
电子显微镜下的两相结构膜相结构：
细胞膜、溶酶体、高尔基复合体、线粒体、过氧化氢体、内质网、核膜非膜相结构：
核糖体、核仁、染色质、核基质、微丝、微管、中等纤维、中心粒、细胞质基质
真核细胞的基本结构特点：
☆以脂质及蛋白质成分为基础的膜系统结构——生物膜系统（包括细胞膜、内质网、高尔基复合体、线粒体、溶酶体、过氧化氢体及核膜等。
）
☆以核酸-蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统结构——遗传信息表达结构系统（真核细胞储存信息的DNA是与蛋白质结合而存在，DNA与蛋白质结合与包装程度。
决定了DNA复制和遗传信息的表达。
遗传信息的流向是由DNA→RNA（mRNA）→蛋白质。
核糖体（ribosome）是合成蛋白质的机器。
）
☆由特异蛋白质分子构成的细胞骨架体系——细胞骨架系统。
（由一系列纤维蛋白组成的网状结构系统，包括细胞骨架与核骨架。
）
☆细胞质溶胶（细胞质中除细胞器和细胞骨架结构之外的区域，协助完成物质运输、能量传递、信息传递等细胞活动。
）
原核细胞与真核细胞的比较
特征
原核细胞
真核细胞
细胞大小
较小（1～10µm）
较大（10～100µm）
细胞核
无核仁和核膜
有核仁和核膜
细胞器
无（除核糖体外）
有各种细胞器
核糖体
70S（50S+30S）
80S（60S+40S）
染色体
只有一条DNA，DNA裸露不与组蛋白和酸性蛋白结合，染色体为单数。
有几条DNA，DNA与组蛋白和酸性蛋白结合，有若干对染色体。
内膜系统
简单
复杂
细胞骨架
无
有微管，微丝，中间纤维
细胞壁
主要组分为肽聚糖
主要组分为纤维素
转录和翻译
出现在同一时间和地点（细胞质中）
出现在不同时间和地点（转录在核内，翻译在细胞质中）
细胞分裂
无丝分裂
有丝分裂和减数分裂
4、病毒在生物界中，病毒（virus）是唯一非细胞形态的生命体。
特点★在活细胞内才能表现出它们的基本生命活动。
★在电子显微镜下才能看到。
结构:
核酸分子与蛋白质组成的核酸-蛋白质复合体；分类：
根据病毒的核酸类型可分两大类：
DNA病毒RNA病毒类病毒（viroid）:
仅由感染性的RNA构成；朊病毒（prion）:
仅由感染性的蛋白质亚基构成；
第二节细胞的分子基础
细胞是生物体的形态结构和功能的基本单位。
原生质（protoplasm）－构成细胞的物质。
组成原生质的化学元素有50多种。
组成原生质的基本元素：
水
C.H.O.N占90%；
S.P.Na.K.Ca.Cl.Mg.Fe占9%微量元素：
Cu.Zn.Mn.Mo.Co.Cr.Si.F.Br.I.Li.Ba等
无机盐
无机化合物
单糖
脂肪酸
有机化合物
生物小分子
细胞的成份
氨基酸
核苷酸
核酸
生物大分子
蛋白质
多糖
1、生物小分子
（一）水和无机盐是细胞内的无机化合物
1.水形式存在：
游离水，约占95％；结合水，通过氢键或其他键同蛋白质结合，约占4％～5％。
作用：
溶解无机物、调节温度、参加酶反应、参与物质代谢和形成细胞有序结构。
2.无机盐无机盐含量少，约占细胞总重的1％两大类：
阴离子：
主要的阴离子有Cl－、PO4－、HCO3－阳离子：
主要的阳离子有：
Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Mo2+
无机盐的生理功能：
（1）调节细胞渗透压，促使细胞吸水、排水
（2）调节pH值（3）酶的活化剂和功能因子（辅酶和辅基）（4）某些有机物的组份如磷酸（PO4－）、叶绿素（Mg）、血红素（Fe2＋）
（2）有机小分子是组成生物大分子的亚单位
有机小分子是分子量在100～1000碳化合物（单糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸）
1.单糖结构：
由碳、氢、氧三种元素组成，所以又称为碳水化合物功能：
糖是细胞的能源和多糖的亚基
2.脂肪酸结构：
有两个不同的部分组成一端是疏水性的长烃链另一端是亲水性的羧基（一COOH）
功能：
构成细胞膜的组分
氨基酸结构：
羧基氨基与同一个α碳原子连接
功能：
蛋白质的亚单位
3.核苷酸结构：
含氮环化物、五碳糖、磷酸基团功能：
核酸的亚单位。
2、生物大分子由有机小分子聚合而成，细胞内主要的大分子有核酸、蛋白质和多糖。
分子量10000～1000000
（一）核酸携带遗传信息
脱氧核糖核酸
核酸
核糖核酸
核 糖
1．核酸的化学组成
单核苷酸
含氮有机碱（碱基）
磷 酸
嘌呤：
AG
嘧啶：
TUC
戊 糖
脱氧核糖
一
碱基的化学组成
嘧啶（胞嘧啶C、胸腺嘧啶T）+嘌呤（鸟嘌呤G、腺嘌呤A）
三个部分连接方式：
1）碱基与戊糖第1’碳原子结合－糖苷键化合物－核苷
2）磷酸与核苷中的戊糖第5’碳原子结合－脂键化合物－核苷酸（脱氧核苷酸）
多核苷酸链的连接：
各个核苷酸中戊糖第5’碳原子（C-5’）的磷酸与另一个核苷酸戊糖第3’碳原子（C-3’）以磷酸二脂键相连，通过3’－5’磷酸二脂键首尾相接，构成多核苷酸链
DNA和RNA在化学组成上的异同
DNA
RNA
戊基
脱氧核糖
核糖
碱基
腺嘌呤A鸟嘌呤G
胞嘧啶C胸腺嘧啶T
腺嘌呤A鸟嘌呤G
胞嘧啶C尿嘧啶U
磷酸
磷酸
磷酸
核苷酸
脱氧腺苷酸dAMP脱氧鸟苷酸dGMP
脱氧胞苷酸dCMP脱氧胸苷酸dTMP
腺苷酸AMP鸟苷酸GMP
胞苷酸CMP尿苷酸UMP
2.DNA结构一级结构：
DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序。
二级结构：
Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构模型：
①DNA分子是由两条相互平行方向相反的多核苷酸链围绕着同一中心轴形成的双螺旋结构。
②两条长链的碱基在双螺旋内侧按碱基配对原则（A=T，G三C）以氢键相连。
③相邻碱基对旋转36°，间距0.34nm，一个螺旋包含10个碱基旋转360°，螺距为3.4nm。
④DNA双螺旋结构比较稳定。
⑤A-DNA（低湿度），B-DNA（高湿度）Z-DNA（左手螺旋）。
DNA的双螺旋结构易受环境因素特别是湿度所影响：
低湿度时呈A型——A-DNA高湿度时呈B型——B-DNA左手螺旋的DNA——Z-DNAZ-DNA：
磷酸骨架呈Z型曲折。
功能：
主要存在基因组中，具有控制功能区段，可能参与基因的调控，可能与基因重组有关。
DNA的功能：
DNA的主要功能是储存、复制和传递遗传信息。
DNA分子中只有四种核苷酸，但核苷酸的数量巨大，随机排列组合，决定了DNA分子的复杂性和多样性，也决定了遗传信息的多样性－生物种类的多样性。
遗传信息的复制：
DNA分子中所携带的遗传信息通过复制传递给子代细胞，复制是以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，新形成的子代DNA分子在碱基序列上与亲代DNA分子完全相同。
遗传信息的传递：
DNA分子所携带的遗传信息通过转录传递给RNA，再通过翻译合成蛋白质，决定细胞的生物学行为。
3.RNARNA分子以单链形式存在，在部分区域折叠并按碱基互补配对原则形成双链发夹结构。
（1）信使核糖核酸（messageRNA，mRNA）约占RNA总量的1%～5%mRNA指导特定蛋白质合成的过程称为翻译（translation）。
mRNA分子中每三个相邻的碱基组成一个密码子（codon），由密码子确定蛋白质中氨基酸的排列顺序。
原核细胞的mRNA为多顺反子（polycistron），即一分子RNA有时可携带几种蛋白质的遗传信息，能指导合成几种蛋白质。
真核细胞中的mRNA是单顺反子（monocistron），每分子RNA只携带一种蛋白质遗传信息，只能作为一种蛋白质合成的模板。
（2）核糖体RNA（ribosomeRNA，rRNA）rRNA是细胞内含量最多的RNA，占细胞总RNA的80%～90%
主要功能：
参与核糖体的形成。
原核生物核糖体（70S）大亚基：
50S小亚基：
30S
真核生物核糖体（80S）大亚基：
60S小亚基：
40S
⑶转移核糖核酸（transferRNA,tRNA）含量：
总RNA的5%~10%。
结构特点：
单链结构，部分折叠，整个分子结构呈三叶草形。
3’端有CCA三个碱基，与特定氨基酸结合。
反密码环上的三个碱基组成反密码子（anticodon），与mRNA上密码子互补结合，参与蛋白质合成。
功能：
转运特定的氨基酸，参与蛋白质合成。
（4）小核RNA（smallnuclearRNAsnRNA）组成：
长约70～300nt。
含量：
不及总RNA的1％，但其拷贝（copy）数多得惊人。
功能：
参与基因转录产物的加工（20多种），富含尿苷酸U-snRNA，与特异蛋白结合成剪接体U-snRNP。
（5）微小RNA（microRNA,miRNA）组成：
长约21～25nt的非编码RNA，具有发夹结构。
功能：
抑制靶基因的蛋白质合成或促进靶细胞的mRNA降解，从而参与细胞分化与发育的基因表达调控。
（5）piRNA（Piwi-interactingRNA）组成：
含29~30个核苷酸。
主要存在部位：
哺乳动物睾丸的生殖细胞中。
功能：
参与基因的表达调节，发挥RNA沉默（RNAsilencing）效应。
（6）核酶（ribozyme）具有酶活性的RNA分子。
功能：
核酶的底物是RNA分子，它们通过与序列特异性的靶RNA分子配对而发挥作用。
核酶（ribozyme）是一类有酶催化活性的RNA分子，具有自我剪切和催化功能，亦称RNA催化剂。
核酶是既能特异识别又能特异切割小分子RNA的核酸内切酶，核酶的底物为RNA分子，其特异性序列通过碱基配对识别并结合靶RNA，催化裂解靶RNA，抑制基因表达，特别是抑制某些有害基因表达。
核酶作用具有高度专一性。
4.蛋白质
（1）蛋白质表达遗传信息构成细胞的主要成分，约占细胞干重的50％
1.蛋白质的化学组成基本单位：
氨基酸（aminoacid）
一个氨基酸分子上的羧基与另一个氨基酸分子上的氨基经脱水缩合形成肽键，氨基酸通过肽键而连接成的化合物称为肽（peptide）。
蛋白质分子是由许多氨基酸分子通过肽键，依次缩合而形成的多肽链。
由相同或不同的各个氨基酸，按照一定的排列顺序，以特定的化学键方式连接，从而组成蛋白质的基本结构。
2.蛋白质的分子结构以独特的三维构象形式存在，蛋白质三维构象的形成主要由其氨基酸的顺序决定，是氨基酸组分间相互作用的结果。
（1）蛋白质的一级结构：
多肽链中氨基酸的种类，数目和排列顺序。
（主键：
肽键；副键：
二硫键）
（2）蛋白质的二级结构在一级结构的基础上，借氢键在氨基酸残基之间连接，使多肽链成为螺旋或折叠的结构。
有两种主要的折叠形式：
α-螺旋和β-片层（3）蛋白质的三级结构
不同侧链间相互作用形成的，相互作用的方式有氢键、离子键和疏水键等。
具有三级结构的蛋白即表现出生物学活性（4）蛋白质的四级结构
独立的三级结构的多肽链亚单位之间通过氢键等非共价键的相互作用，形成更为复杂的空间结构。
3.蛋白质的结构与功能之间的关系
蛋白质的功能取决于其结构（或构象），一级结构是蛋白质功能的基础，如果氨基酸的排列顺序发生变化，将会形成异常的蛋白质分子。
结构域（structuraldomains）是大分子蛋白质的结构组成单元，是构成蛋白质三级结构的基本单元。
☆组成一个结构域的氨基酸残基通常在40～350之间。
☆通常通过结构域去推断某些蛋白质的功能。
☆具有相同结构域的蛋白具有类似功能。
活细胞内蛋白质功能的发挥与其构象的改变密切相关。
如磷酸化与去磷酸化使蛋白质构象改变。
蛋白质的磷酸化与去磷酸左右其功能的发挥。
在活细胞内，蛋白质亚单位也只有组装成大的适当的超分子结构，如蛋白质复合物、酶复合物、核糖体、病毒颗粒等，才能更好地完成生命活动过程。
4.酶是一类特殊类型的蛋白质酶（enzyme）：
由生物体细胞产生的具有催化剂作用的蛋白质。
特点：
高催化效率、高度专一性、高度不稳定性
5.多糖简单而重复的单糖可聚合形成线形或分支状大分子糖类，短链称为寡糖，长链称为多糖。
存在于细胞表面和细胞间质中存在形式：
糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂和脂多糖。
糖蛋白：
糖蛋白是共价结合糖的蛋白质。
常见的连接方式：
N一糖肽键：
糖碳原子上的羟基与肽链的天冬酰胺残基上的酰胺基脱水
O一糖肽键：
糖碳原子上的羟基与肽链的氨基酸残基上的羟基脱水
糖脂（glycolipid）：
是含有糖类的脂质。
糖脂分为4类：
鞘糖脂、甘油糖脂、磷酸多萜醇衍生糖脂、类固醇衍生糖脂。
哺乳动物细胞中主要存在的是鞘糖脂。
糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂和脂多糖等复合糖主要存在于细胞膜表面和细胞间质中
功能：
复合糖中糖链结构的复杂性提供了大量的信息，糖链在构成细胞抗原、细胞识别、细胞黏附及信息传递中起重要作用。
如人类ABO血型抗原、免疫球蛋白等在发挥作用过程中均离不开其组成部分糖链的参与。
第3节细胞的起源与进化
1、原始细胞的形成
（一）地球上原始生命的诞生四个阶段：
1、从无机小分子形成有机小分子物质；2、从有机小分子形成生物大分子物质；3、从生命大分子物质组成多分子体系；4、从多分子体系演变为原始生命。
（二）原始细胞的形成1.多聚体的形成是原始细胞形成的关键步骤。
RNA的自我复制RNA指导蛋白质合成蛋白质催化RNA复制
2.膜的出现与原始细胞的诞生。
磷脂分子自发装配成膜结构
避免优质蛋白丢失
保持多核苷酸自我复制
2、原核细胞向真核细胞的演化一般认为，真核细胞是由原核细胞进化而来的。
原始真核细胞大约在15亿年前在地球上出现。
（1）分化起源说
内部结构分化
原核生物
真核生物
自然选择
（2）内共生起源说真核细胞是由原始厌氧菌的后代吞入了需氧菌逐步演化而来。
三、单细胞生物向多细胞生物的进化多细胞生物进化的早期由单细胞聚集成群体。
在多细胞机体内出现细胞的分工和协作。
细胞生物学的研究方法
第1节显微镜技术
人眼的分辨率约为：
100?
m动物细胞直径为：
10～20?
m
十七世纪70年代制造了第一台显微镜19世纪初制造分辨率更高的显微镜
显微镜的发明：
细胞学的诞生
光学显微镜：
细胞的显微结构
光源不同
电子显微镜：
细胞的亚显微结构
1、光学显微镜技术
（一）普通光学显微镜
1.组成光学部分：
目镜、物镜、照明部分机械部分：
镜筒、镜臂、载物台、镜座、物镜转换器和调焦装置等光源：
日光（可见光）分辨力：
是指人眼在25厘米的明视距离处，能分辨被检物体细微结构最小的间隔的能力人眼的分辨力：
100微米光镜的分辨率与物镜的镜口率、照明光线的波长有关。
0.6波长（λ）
分辨力（R）
=
镜口率（N.A.）
N.A是镜口率，又叫数值孔径：
镜口率（N.A.）=n·sin?
n:
物镜与盖玻片之间介质的折射率
Θ：
光线投射到接物镜上最大角度的半角
分辨力（R）=0.6?
/n·sin?
空气折射率：
1,水折射率：
1.33,香柏油折射率：
1.515
普通光线的波长为0.4~0.7?
m（要提高分辨率：
增大镜口率和缩短波长）
普通光学显微镜的最大分辨率：
0.2?
m
2、生物组织细胞的光学显微镜观察
固定：
生物组织在染色前必须固定，使大分子交联并保持在原有的位置上。
常用的固定液：
甲醛或戊二醛
——能使蛋白质的游离的氨基酸形成共价键，使相邻的蛋白质分子交联在一起
包埋（embedding）使组织形成硬块，便于切片。
常用的包埋剂：
石蜡、树脂
切片（section）切片厚度为1～10?
m。
染色（staining）增大反差。
（2）
细胞的天然物质－叶绿体（荧光分子）
荧光显微镜荧光分子（荧光染料）在吸收特定波长的光（激发光）后，可发射出波长更长的可见光（发射光）。
可用荧光分子染色或标记的细胞成分
荧光显微镜和普通显微镜有以下的区别：
1. 光源为紫外光，波长较短，分辨力高于普通显微镜；2. 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。
3.可以呈现强反差的彩色图象，检测灵敏度高
（3）相差显微镜原理：
利用光的衍射和干涉效果把透过标本不同区域的光波变成振幅差，使细胞内各种结构之间呈现清晰可见的明暗对比应用：
观察和研究培养的活细胞的微细结构和变化、活细胞的分裂和运动等。
（4）暗视野显微镜通过散光成像应用丁道尔（Tyndall）原理设计制造的
Tyndall原理：
当人眼处于暗处，一束光线射到尘埃上时，由于光的反射和衍射，使尘埃颗粒似乎变大而可辨认。
原理：
使光源从边缘斜射到标本上，标本遇光的散射光线投入物镜，背景是暗的，而标本的衍射光图像清晰明亮。
利用这种显微镜能见到小至4~200nm的微粒子，分辨率可比普通显微镜高50倍。
应用：
主要用来观察物体的轮廓，分辨不清内部的危险构造，适合观察未经染色、无色透明的物体的存在和运动以及活细胞的质膜、纤毛、细胞核等结构。
（5）显微电影摄影技术能记录细胞或细胞器的运动过程
显微电影摄影技术（microcinematography）或电视录像以一定时间间隔拍摄记录，再以正常速度放映，用这种方法可以准确记录细胞或细胞器的活动。
（六）共聚焦激光扫描显微镜可以提供清晰的彩色三维图象
应用：
进行连续的光学切片，通过电脑进行三维重建。
纤维、染色体、基因的排列等。
2、电子显微镜技术
（1）透射电镜（分辨率：
0.2~2纳米（nm），比光镜大100倍。
）
亚显微结构
使细胞生物学研究从显微结构
透射电镜与光镜成像原理不同：
电子束代替了光源（波长短）
电磁场透镜代替了透镜
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