细胞器种类繁多，个头又很小。有多小呢？一个细胞的直径在10微米左右，只有一根头发…

数量关系 · 排列组合与概率 · 分组分配 · 2025年 北京 练习题

细胞器种类繁多，个头又很小。有多小呢？一个细胞的直径在10微米左右，只有一根头发丝直径的约。①在如此狭小的空间内，细胞将多种不同的细胞器紧密而有序地组织起来，进行着复杂而忙碌的信息与物质传递，形成了一个功能完备的微观世界。②这些细胞器的尺寸往往在几十到几百纳米之间，且相互紧密排列。③用什么“看”细胞，当然是显微镜。④通过不同的物理原理，科学家开发了多种超分辨成像技术，如结构光照明显微镜、受激发射损耗显微镜和单分子定位显微镜等。这些技术通过不同的物理机制，突破了光学衍射极限，使得分辨率提升至几十纳米甚至更高。 荧光成像技术通过特异性染色标记，能够对不同的细胞器进行标记，这时，只需要正确区分这些标记，我们就能够对其进行成像。这个方法很快遇到一个问题：细胞里有30多种细胞器，如果采用特异性荧光染色，由于每种荧光的光谱很宽，会相互有串扰（信号混叠），因此无法对4种以上的细胞器进行准确区分。为了解决串扰问题，科学家采取了两种策略：一是利用一些光谱极窄的拉曼染料，实现了多种细胞器的标记与成像；二是在探测器上下功夫，通过探测器的光谱探测，让混叠在一起的荧光信号能够被准确区分开来，从而实现了6种细胞器的成像。然而，这两种方案也有各自的不足：拉曼染料一次只能关注一个通道，导致多细胞器成像需要的时间非常长，不适合研究多细胞器同时互作；而光谱解耦的探测器方式需要将光分到不同的探测通道，造成光子利用率低，能区分的细胞器少。 为了实现对多种细胞器的同时成像，研究团队另辟蹊径，偶然地找到了一种染料“中等生”——尼罗红。这种染料可以标记细胞内所有的膜结构，像线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、脂滴等。它的特异性不强，无法让人准确分辨，用它拍出来的图像往往是模模糊糊一大片。但对尼罗红的深入研究发现，它有一些非常特别的性质：尼罗红的发光特性会随着其所处环境的极性和脂质相态而变化。此外，尼罗红的荧光偏振特性也会因脂质膜的有序程度而发生变化：当细胞器中含有更多甘油磷脂时，尼罗红对偏振调制呈现了高速随机的分子转动，无法观察到偏振响应；而细胞器中排列致密的鞘磷脂与胆固醇，则能够限制其转动，让我们看到偏振响应，从而报告细胞器的物理“序性”。为了解决尼罗红拍照“模模糊糊”的问题，我们结合荧光结构光超分辨显微技术，实现了清晰的细胞器成像。接下来，利用它的上述特性，团队开发出一种名为“光谱偏振光学断层成像”（SPOT）的新技术。SPOT技术通过同时捕捉尼罗红的发光强度、光谱和偏振信息，构建出细胞器的“光学指纹”，实现了对细胞器形态、极性和相态的多维度解析。 我们引入了深度学习技术，进一步构建了一种神经网络模型，利用每种细胞器特异性荧光标记的图像作为训练数据，逐一教会AI如何根据尼罗红的“光学指纹”识别不同的细胞器。经过训练，AI模型可以 地区分出15种细胞器结构，包括线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、脂滴、核膜、细胞伪足等。更惊喜的是，这种AI模型具有强大的迁移学习能力，能够在不同细胞系、不同显微镜平台，甚至活体组织中保持高准确率，展现出极强的通用性和实用性。研究团队成功实现了在不同细胞有丝分裂周期、果蝇幼虫精巢等生物样品中的活细胞多细胞器超分辨动态互作网络解析。这一突破为研究活体组织中的细胞器功能、发育过程和疾病机制，提供了一种全新的研究范式和工具。这项研究的意义，更在于它为生命科学研究开辟了全新的维度，不仅让我们看见了生命的细节，更理解了生命的本质。未来，随着技术的不断完善和应用的拓展，我们有理由相信，人类将在这场“看见生命”的伟大征程中，走得更远，看得更清。 问题：某比赛规定累计积分最多的组（可并列）可以获得由赞助商赠送的金币，决赛前各组的累计积分分别为：A组547分、B组324分、C组634分。决赛环节仅C组获得了1000积分，其他组没有获得积分。若C组想让三组都获得金币，应分多少积分给B组？

图源：粉笔题库

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