細胞生物學-實驗指導

實驗一 普通光學顯微鏡的構(gòu)造和使用細胞形態(tài)觀察

目的要求

1．熟悉普通光學顯微鏡的結(jié)構(gòu)和用途。

2．掌握低倍鏡、高倍鏡的正確使用方法。

材料用具

學生領用：顯微鏡、纖維片、蛙血涂片、貓脊神經(jīng)節(jié)片、小腸上皮橫切片

實驗內(nèi)容

一、錄像：光學顯微鏡的構(gòu)造和使用。

二、顯微鏡的構(gòu)造和使用。

(一)顯微鏡的構(gòu)造：

光學顯微鏡簡稱光鏡，其作用是將微細結(jié)構(gòu)做適當?shù)姆糯螅�以便于觀察。因它是生物學、醫(yī)學、教學和科研的常用儀器，每個醫(yī)學生都必須熟悉它的結(jié)構(gòu)及其性能，掌握正確的操作要領。

普通光學顯微鏡種類很多，型號各不相同，無論外觀上存在著多大差異，但其基本結(jié)構(gòu)和功能大致是相同的，一般由機械部分和光學部分組成。(圖1—1)

  1．機械部分：

  (1)鏡座：是顯微鏡的底座，呈馬蹄型，用以支持和穩(wěn)定整個顯微鏡。

  (2)鏡柱：是垂直于鏡座上的短柱，起支持鏡臂和鏡臺的作用。

  (3)鏡臂：位于鏡柱上面的弓型部分，便于提取。

  (4)鏡筒：位于鏡臂前方的圓筒，上端裝有目鏡筒，下端連接物鏡轉(zhuǎn)換器，它以齒狀板與

調(diào)節(jié)器相接，可上下移動，調(diào)節(jié)焦距。

(5)傾斜關節(jié)：為鏡柱和鏡臂間的活動關節(jié)，可使鏡臂在90度范圍內(nèi)做任意傾斜，以便

觀察。但一般在使用時傾斜角不超過30度。

(6)調(diào)節(jié)器：在鏡臂上方(有的位于下方)裝有一大一小兩對齒輪，大的為粗調(diào)節(jié)器，小的

為細調(diào)節(jié)器；轉(zhuǎn)動它們可使鏡筒做上下移動便于調(diào)節(jié)焦距。轉(zhuǎn)動粗調(diào)節(jié)器可使鏡筒做較大

距離或較快速度的升降，通常在低倍鏡找物象時使用。轉(zhuǎn)動細調(diào)節(jié)器可使鏡筒做緩慢的升

降，常用它做精細的調(diào)節(jié)。從而得到清晰的物象。

(7)物鏡轉(zhuǎn)換器：位于鏡筒下端一個可旋轉(zhuǎn)的圓盤，一般裝有3個不同放大倍數(shù)的接物

鏡，旋轉(zhuǎn)它可以調(diào)換不同放大倍數(shù)的接物鏡，旋轉(zhuǎn)盤邊緣有一固定卡，當旋至物鏡和鏡筒成

直線時，就會發(fā)出“卡”的碰響聲，此時可調(diào)節(jié)焦距觀察玻片標本。

(8)鏡臺：又稱載物臺，是位于鏡臂下前方的一塊方形平板(有的為圓形)，用于承放玻片

標本，鏡臺中央有一圓形的通光孔，光線透過聚光鏡由此孔射向標本。

(9)推進器：位于鏡臺后方和側(cè)面邊緣，上方一側(cè)有兩個旋鈕，轉(zhuǎn)動它可以調(diào)節(jié)推進器，使標本做前、后、左、右移動以便全面觀察，有的顯微鏡無推進器，但裝有彈簧夾，標本推進器上有縱橫游標尺用以測定標本在視野中的位置。游標尺副標尺的一致點。如圖1—2所示�？梢姼睒顺叩牧泓c在主標尺的26—27之間，副標尺的6與主標尺的32一致，即6與主標尺上的一個分度線正對，此標尺所表示的數(shù)值即為26.6mm

2．光學部分：

(1)反光鏡：位于聚光器下方，鏡柱前方的一個圓形平凹兩面鏡。反光鏡可轉(zhuǎn)向各方，以便收集各方向的光源，并反射到聚光鏡上。

反光鏡分平面鏡和凹面鏡兩種：

平面鏡：聚光力弱，適合光線較強時用。

凹面鏡：聚光力強，適合光線較弱時用，因此實驗室常用凹面鏡。

(2)聚光器：位于鏡臺通光孔的下方，由聚光鏡和虹彩光圈組成。鏡柱的一側(cè)裝有螺旋，可調(diào)節(jié)聚光器的升降。上升時光線較強，下降時光較弱。

聚光鏡：由幾組透鏡組成，位于鏡臺下方，其作用是聚集光線，增強視野的亮度。

虹采光圈：又稱光闌，是由許多可活動的金屬薄片疊合而成的圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，圓環(huán)外側(cè)有一小柄，移動小柄可使光圈打開或關閉，以控制光線的強弱，使物象更清晰。

(3)物鏡：嵌裝在旋轉(zhuǎn)盤上，一般分低倍鏡、高倍鏡和油鏡三種。低倍鏡頭最短，油鏡頭最長，高鏡頭介于兩者之間。鏡頭上標有不同放大倍數(shù)的符號，一般低倍鏡頭為5X，高倍鏡頭為40X，油鏡頭為100X，數(shù)字愈大其代表的放大倍數(shù)也就愈大。

(4)目鏡：裝在鏡筒的上端，一般鏡箱中配有幾種不同放大倍數(shù)的目鏡頭，使用時可根據(jù)自己的需要，選擇合適的目鏡頭裝于鏡筒中。目鏡內(nèi)常裝有一根指針，以示觀察玻片標本的某一部分。

3．顯微鏡放大倍數(shù)的計算：

顯微鏡放大倍數(shù)二目鏡放大倍數(shù)X物鏡放大倍數(shù)，如：目鏡10X、物鏡40X，其放大倍數(shù)為10X40：400倍。

(二)顯微鏡的使用：

從鏡箱中取出顯微鏡時應右手握鏡臂，左手托鏡座。把顯微鏡放在身前稍左側(cè)的實驗桌上，座位高低要適宜，姿勢要端正，鏡座與桌邊距離約2寸。觀察顯微鏡標本時要學會兩手同用(一手轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)器，一手轉(zhuǎn)動推進器)，兩眼齊睜，左眼觀察目鏡標本。

1．低倍鏡的使用：

(1)先轉(zhuǎn)動粗調(diào)節(jié)器，使鏡筒上升或下降，再轉(zhuǎn)動物鏡轉(zhuǎn)換器，使低倍鏡頭對準鏡臺孔，當聽到輕微的碰響聲時，說明目鏡和物鏡已成直線。

(2)對光：打開光圈，旋轉(zhuǎn)聚光器的升降螺旋，使聚光器升到與鏡臺平齊，用左眼觀察目鏡，同時用反光鏡的凹面對向光源，直到視野內(nèi)光線明亮均勻為止。

(3)玻片標本的放置：將玻片標本有蓋玻片的一面向上置于載物臺上，玻片兩端用推進

器或彈簧夾夾住，然后移動玻片，使標本對準鏡臺孔。

(4)調(diào)節(jié)焦距：從側(cè)面注視低倍鏡的位置，使鏡筒緩慢下降，距標本0.5cm左右，用左眼觀察目鏡，使鏡筒上升，直至視野出現(xiàn)清晰物象為止。如物象不在視野內(nèi)，可稍移動玻片標本的位置(注意：玻片移動方向與物象移動方向正好相反)。

2．高倍鏡的使用：按上述同樣的操作程序，先在低倍鏡下找到物象，將要放大的部分移至視野中央，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)盤，調(diào)換高倍鏡頭，從側(cè)面注視物鏡，使高倍鏡頭對準通光孔，轉(zhuǎn)動細調(diào)節(jié)器，直到物象清晰為止。

如按上述操作程序找不到物象時可考慮以下原因并予以糾正：

(1)觀察標本不在視野內(nèi)，可調(diào)換低倍鏡重新將標本移到視野中心。

(2)標本是否放反，應有蓋玻片的一面向上方可找到物象。

(3)標本退色，應調(diào)節(jié)聚光器或光圈，以減少光的亮度。

在更換玻片標本時應先轉(zhuǎn)開高倍鏡取出玻片標本，然后再放置其它的標本。

3．油鏡的使用(油鏡的使用練習在實驗四進行)：先在低倍鏡下找到清晰物象后，再轉(zhuǎn)換高倍鏡觀察，并使觀察的物象位于視野中央，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)盤，使高倍鏡移向一側(cè)，在玻片標本觀察的部位上滴一滴香柏油，眼睛注視側(cè)面，使油鏡頭與香柏油接觸，左眼觀察時微微調(diào)節(jié)細調(diào)節(jié)器，直到視野中的物象清晰為止。

油鏡使用完畢，首先上升鏡筒，把油鏡頭移開，與高倍鏡平齊呈“八”字形，用擦鏡紙沾二甲苯少許把油鏡頭上的香柏油擦拭干凈，用綢布包好，送回鏡箱。

4．使用顯微鏡注意事項：

(1)取送顯微鏡時，不可單手斜提，前后擺動，以防部件滑脫著地損壞。

(2)下降鏡筒不宜用力過猛，速度過快，以免壓碎玻片標本，碰碎鏡頭。

(3)使用油鏡頭或觀察液體標本時，顯微鏡不宜傾斜，以防液體及標本流出。

(4)不可隨意取出目鏡，以免灰塵落人鏡筒，更不能拆卸任何部位的零件。

三、顯微鏡的使用練習及細胞形態(tài)觀察：

1．纖維片：取一張纖維交叉片，先用低倍鏡觀察，將玻片標本前、后、左、右慢慢移動找到交叉點，然后移至視野中央，轉(zhuǎn)高倍鏡觀察，判斷紅綠纖維的上下位置。

2．蛙血涂片：取制作好的蛙血涂片，置低倍鏡下觀察，選擇色澤清楚，細胞不重疊部分換高倍鏡觀察，可見蛙紅細胞呈橢圓形，中央有一染成蘭色的細胞核，細胞質(zhì)為粉紅色。視野內(nèi)有時可見到圓形的白細胞，其核的形狀不規(guī)則(照片1)。

    3．神經(jīng)節(jié)細胞：貓脊神經(jīng)節(jié)是脊髓兩側(cè)脊神經(jīng)背根上的一個膨大結(jié)構(gòu)，內(nèi)含許多神經(jīng)元

的胞體和平行排列的神經(jīng)纖維束(照片2)。

取貓脊神經(jīng)節(jié)橫切片，置低倍鏡下觀察，可見視野內(nèi)有許多大小不等的卵圓形細胞。轉(zhuǎn)

換高倍鏡下觀察，每個細胞的外圍有一層結(jié)締組織的被束，被束內(nèi)為細胞膜，但細胞膜界限

不明顯。中間大而圓的是細胞核，可見1—3個核仁。細胞膜與細胞核之間的均質(zhì)部分為細

胞質(zhì)，被束與胞體之間可見到一些衛(wèi)星細胞，核小呈圓形。

4。小腸上皮細胞：取小腸上皮橫切片，置低倍鏡下觀察，可見小腸腔周圍有許多指狀的

突起，即為絨毛。選擇一根典型的絨毛移至視野中央轉(zhuǎn)換高倍鏡觀察，小腸上皮為單層柱狀

上皮，由大量的柱狀細胞和一些杯狀細胞組成。柱狀細胞呈長柱狀，核呈橢圓形染色較深。

杯狀細胞鑲嵌在柱狀上皮細胞之間，形如高腳酒杯，杯口向著游離面，細胞核位于基底部附

近。細胞質(zhì)中有一個卵圓形的空腔，其中充滿粘液從杯口分泌到細胞表面，對小腸上皮起保護作用(照片3)。

作業(yè)與思考題

一、作業(yè)：

1．填寫普通光學顯微鏡各部件的結(jié)構(gòu)名稱。

二、思考題：

1．怎樣區(qū)別低倍鏡、高倍鏡和油鏡?

2．為什么在使用高倍鏡、油鏡時仍要從低倍鏡開始?

3．當視野出現(xiàn)窗柜或窗外景物時怎么辦?

4．經(jīng)過哪些步聚才能在低倍鏡下找到物象?

實驗二 細胞器及顯微測量

目的要求

1．掌握光學顯微鏡下高爾基體、線粒體、中心體形態(tài)結(jié)構(gòu)及分布。

2．學會目鏡測微器的使用。

材料用具

1．學生領用：顯微鏡、貓脊神經(jīng)節(jié)切片、蛙腎臟橫切片、蛙血涂片、目鏡測微尺、鏡臺測微尺。

2．實驗室公用：中性紅染液、詹納斯綠B染液、牙簽、鑷子、吸水紙、載玻片、蓋玻片。

實驗內(nèi)容

一、錄像：細胞的超微結(jié)構(gòu)。

二、細胞器的觀察：

(一)高爾基體的觀察

取貓脊神經(jīng)節(jié)切片，在低倍鏡下觀察，可見到許多大小不等、被染成黃色的圓形神經(jīng)節(jié)細胞。選擇神經(jīng)節(jié)細胞較多的部位，轉(zhuǎn)換高倍鏡仔細觀察。在高倍鏡下，可見到細胞中央有一圓形、空泡狀細胞核，有的核內(nèi)可見有1—2個發(fā)亮的呈淡黃色的核仁。在細胞核周圍的細胞質(zhì)中，散布著被染成棕褐色、呈細長彎曲的線狀、柱狀和網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)即是高爾基體(照片4)。

(二)線粒體的觀察

1．人口腔上皮細胞線粒體的活體染色及觀察。

(1)原理：線粒體是細胞內(nèi)一個重要的細胞器，是細胞進行呼吸作用的場所。細胞的各項活動所需要的能量，主要是通過線粒體的呼吸作用來提供的。詹納斯綠B，(Janus Green B)是線粒體的專一性活體染色劑。線粒體中細胞色素氧化酶使染料保持氧化狀態(tài)而呈藍綠色，而在周圍的細胞質(zhì)中染料被還原，成為無色狀態(tài)。中性紅則將細胞核染成淡紅色。

(2)方法：將清潔的載玻片平放在桌上，然后在載玻片的中央滴1滴中性紅染液、1滴詹納斯綠B染液，漱口后，用牙簽粗端刮取口腔粘膜上皮細胞，在載玻片上的染液中輕輕攪勻，染色4—5分鐘(注意：染色過程中，染液不能干，快干時，可再加兩種染液各1滴)。

(3)觀察：蓋上蓋玻片，用吸水紙吸去多余染液。高倍鏡下，可見在口腔上皮細胞的細胞質(zhì)中，散在分布一些染成亮綠色的粒狀或短棒狀顆粒，即為線粒體。

2．蛙腎臟切片線粒體的觀察

取蛙腎切片，依次在低、高倍鏡下進行觀察。注意觀察視野中許多圓形或橢圓形的腎小管，在腎小管細胞核的周圍有許多大小不等的藍色顆粒，即線粒體。各細胞中的線粒體，其形態(tài)、大小及數(shù)目不盡相同(照片5)。

(三)中心體的觀察

觀察馬蛔蟲子宮橫切片。在低倍鏡下，可以看到官腔內(nèi)有計多處于不同分裂時期的受精卵，外圍有一層厚的受精膜(注意不要誤以為是受精卵的細胞膜)，膜內(nèi)為大的圍卵腔。尋找其受精卵處于有絲分裂中期的細胞，然后換高倍鏡觀察。可見細胞兩極各有一個被染成深藍色的圓形粒狀小體(由于切片的關系，有的細胞只能在一極看到被染成藍色的小體或兩

極都看不到)，這就是中心體(內(nèi)有一對中心粒及其周圍的致密物質(zhì)——中心球)。在中心體的周圍，隱約可見纖細放射狀的星射線。星射線一部分參與形成細胞中的彷錘體(照片6)。

  三、顯微測量：

  在顯微鏡下測定標本的大小，常用顯微測微尺加以測量，顯微測微尺一般由目鏡測微尺和鏡臺測微尺組成。如圖2—1、2—2所示。

   目鏡測微是一塊放人目鏡的標尺，上面刻有50等份的刻度，而每一刻度(小格)的長度是隨物鏡放大倍數(shù)而改變。所以使用前應在所采用的放大部數(shù)的物鏡下用鏡臺測微尺加以標定后，才能代表其實際長度。因為鏡臺測微尺刻度的每格長度是已知的，其標定及測量方法如下：

1．將52667788.cn/yishi/鏡臺測微尺置于鏡臺中央，先在低倍鏡下找到鏡臺測微尺的刻度，每一大格為0.1mm；每一小格為0.01mm(即10um)。

2．將鏡臺測微尺裝入目鏡筒中，轉(zhuǎn)動目鏡筒或移動鏡臺測微尺，使兩標尺刻度平行。

3.轉(zhuǎn)換高倍鏡，在視野中使物鏡測微尺任一刻度線與目鏡測微尺的任一刻度重合為起點，沿兩標尺平行方向再找到另一重合刻度線為終點，記錄下兩重合線這一區(qū)段標尺各自的格數(shù)，即可算出目鏡測微尺每小格的長度。如低倍鏡下所標定的目鏡測微尺的全長為50格，相當于鏡臺測微尺的68格，便可求出目鏡測微尺每小格等于13.6um。其換算公式為：

   50:68=1:X   X=1.36(格)

   1.36*10(um)=13.6(um)

4．取下鏡臺測微尺，換上需要測量的標本，用目鏡測微尺的刻度來測量細胞的長度(格數(shù))所得的細胞長度(格數(shù))乘以每刻度的微米數(shù)(um)，即為細胞的實際長度。

作業(yè)與思考題

一、作業(yè)

l、記錄4個蛙血紅細胞的長短徑，并算出其平均值。

二、思考題

1、線粒體活體染色的原理是什么?

2、進行細胞測量時，在低倍鏡下標定目鏡測微尺的長度，轉(zhuǎn)換高倍鏡后是否需要重新標定。為什么?

[附錄]

詹納斯綠B染液的配制

將3滴詹納斯綠B飽和水溶液(溶解度為5．18％)，加到5m1無水乙醇中，再加1m1中性紅水溶液(中性紅10mg溶于150ml蒸餾水中)，并用黑紙包好于4C貯藏。

中性紅染液的配制

在5m1無水乙醇中，加20—30滴中性紅飽和水溶液(中性紅溶解度為5.64％)，即為中性紅染液。

實驗三  細胞的化學成分

目 的 要 求

1、掌握生物大分子在細胞內(nèi)的存在部位。

2、學習細胞內(nèi)化學成分的檢測方法。

材 料 用 具

1、材料：馬鈴薯、動物肝糖原切片、洋蔥鱗莖、蟾蜍、小鼠。

2、器材：顯微鏡、載玻片、蓋玻片、酒精燈、火柴、刀片、小燒杯、剪刀、鑷子、吸管；吸水紙。

3、試劑：革蘭氏碘液、乙醚、95％乙醇、甲基綠-派洛寧染液、2％過氧化氫、5％三氯醋酸液、聯(lián)苯胺混合液、1％番紅溶液、0.1％酸性固綠、0.1％堿性固綠、5％硫酸酮。

實 驗 內(nèi) 容

一、糖類的觀察

糖類是有機體生命活動能量的主要來源。

1、淀粉(starch)：淀粉有直鏈和支鏈之分，遇碘液顯藍色反應，加熱時藍色消失，冷卻時又重新出現(xiàn)。藍色的產(chǎn)生是由于直鏈淀粉遇碘形成不穩(wěn)定的化合物——碘化淀粉之故。

取一片馬鈴薯徒手切片放在載玻片上，加一滴革蘭氏碘液，可見標本立即染成藍色。蓋上蓋玻片，置于低倍鏡下觀察，可見在多角形的薄壁細胞中，有許多橢圓形藍色的顆粒，即淀粉粒。

2、糖原(glycogen)：又稱動物淀粉，是動物細胞內(nèi)貯藏能量的多糖類物質(zhì)。在肝臟中尤為豐富�？捎眠^碘酸雪夫試劑反應(Periodic Acid Schiff reaction，簡稱PAS反應)進行檢測。PAS反應是利用過碘酸將糖原氧化，把葡萄糖分子中2，3碳原子之間連接的鍵打開，將其上的乙二醇基變?yōu)槎�醛基，醛基與雪夫試劑反應形成紫紅色產(chǎn)物。

在光鏡下觀察肝糖原切片，可見肝細胞略呈多角形，中央有1～2個染成藍色圓形細胞核。在細胞質(zhì)中可見許多紫紅色的小顆粒，即為肝糖原。

二、細胞內(nèi)DNA和RNA的顯示

1、原理：利用DNA和RNA聚合程度的不同，對堿性染料有不同的親和力而進行選擇性染色。由于甲基綠分子上有兩個相對的正電荷，它對聚合程度高的DNA有強的親和力，DNA被染成藍色或綠色：而派洛寧分子上只有一個相對的正電荷，它僅和聚合程度低的RNA相結(jié)合，使RNA染成紅色。

2、方法

(1)洋蔥表皮細胞DNA、RNA的顯示

①撕取洋蔥表皮一小片，置于載玻片上。

②滴一滴甲基綠-派洛寧染液，藥品數(shù)據(jù)染色30～40分鐘。

③用吸管吸一滴蒸餾水沖洗，立即用吸水紙吸干(因派洛寧易脫色)。

④蓋上蓋玻片，鏡檢可見細胞質(zhì)和核仁呈淡紅色或紅色，表示RNA，而核質(zhì)呈藍色表示含有DNA。

(2)蟾蜍血涂片DNA、RNA的顯示

①涂片：將蟾蜍用乙醚麻醉后，打開胸腔，剪開心臟。取心臟血做血涂片，室溫晾干。

②固定：將晾干的涂片浸入95％乙醇中固定5分鐘，室溫晾干。

③染色和分化：在標本上滴數(shù)滴甲基綠-派洛寧染色液，染色5～l0分鐘，用蒸餾水沖洗，用吸水紙吸去玻片上多余水分(不要吸得過干)。

④觀察：光鏡下可見細胞核呈綠色，細胞質(zhì)呈淡紅色。

三、細胞內(nèi)酸性蛋白和堿性蛋白的顯示

1．原理：由于不同的蛋白質(zhì)分子所帶的堿性和酸性基團的數(shù)目不同，在不同的pH溶液中，整個蛋白質(zhì)所帶的凈電荷多少不同。如在生理條件下，整個蛋白質(zhì)所帶負電荷多，則為酸性蛋白質(zhì)；帶正電荷多，則為堿性蛋白質(zhì)。據(jù)此，可將標本經(jīng)三氯醋酸處理抽提掉核酸后，用帶負電荷的固綠堿性染液(pH8.2～8.5)染色，使在此pH環(huán)境中帶正電荷的堿性蛋白質(zhì)顯示出來。

2．方法

(1)取材和涂片：以破壞脊髓法處死蟾蜍，將其腹面向上放入蠟盤中，剪開胸腔，打開心包。小心將心臟剪一小口，取心臟血一滴滴在干凈載玻片一端，推片，室溫晾干。

(2)固定：將晾干的血涂片做好標記，于95％乙醇中浸泡5分鐘，室溫晾干。

(3)三氯醋酸處理：將已固定的血涂片浸在60℃的三氯醋酸溶液中處理30分鐘，清水沖洗(一定要反復沖凈玻片上殘留的三氯醋酸，這是染色成功的關鍵)。

(4)染色：取兩張三氯醋酸處理過的血涂片分別放入0.1％酸性固綠和0.l％堿性固綠中，分別染色5分鐘和15分鐘，水沖、晾干、鏡檢。

3．結(jié)果：顯微鏡下可見經(jīng)酸性固綠染色的片子因胞質(zhì)和核仁中有酸性蛋白分布被染成綠色，細胞核未著色；經(jīng)堿性固綠染色的片子，只有細胞核被染成綠色，這是堿性蛋白分布的部位。

四、細胞內(nèi)過氧化氫酶的顯示

1．原理：在生物體內(nèi)，細胞代謝過程會產(chǎn)生對機體有害的過氧化氫。存在于動植物組織中的過氧化氫酶，能使過氧化氫分解，生成水放出氧氣，對機體起保護作用。過氧化氫酶系還能把許多胺類氧化為有色化合物。若用聯(lián)苯胺混合液處理標本，細胞內(nèi)的

過氧化氫酶能把聯(lián)苯胺氧化為藍色或棕色產(chǎn)物(藍色為中間產(chǎn)物——聯(lián)苯胺藍不穩(wěn)定，可自然轉(zhuǎn)變?yōu)樽厣�的�?lián)苯胺腙)，(照片27)

2．方法

(1)馬鈴薯過氧化氫酶顯示；徒手切片，取一薄片置于載玻片上，滴加新配制的2％過氧化氫溶液，可見組織周圍立即放出大量氣泡，提示植物活組織中有過氧化氫酶存在。若將上述組織放入開水后，再重復上述實驗，觀察其結(jié)果與上面是否一致。

(2)小鼠骨髓細胞過氧化氫酶的顯示

①取小鼠1只，以頸椎錯位法將其處死，迅速剖開其后肢暴露出股骨，將股骨的一端剪斷，用注射器針頭吸出骨髓一滴滴到載玻片上，推片，室溫晾干。

②將涂片放入0.5％硫酸銅中浸30秒～1分鐘。

③取出涂片，直接放入聯(lián)苯胺混合液中反應3～6分鐘，清水沖洗。

④放入1％番紅水溶液中染1～2分鐘，清水沖洗，室溫晾干，鏡檢。

⑤觀察；涂片中可見一些細胞中有藍色顆粒，為過氧化氫酶所在位置。

(3) 蛙血細胞過氧化氫酶的顯示

①如以上實驗制作蛙血涂片，自然晾干。

②在片中先滴二兩滴聯(lián)苯胺混合染料，用牙簽側(cè)面將其攤平，再在染料邊緣迅速滴兩滴H₂O₂酶，用牙簽輕輕攤平、混勻，靜置3-5分鐘，清水沖洗，晾干，鏡檢。

③觀察；涂片中可見一些細胞中有藍色顆粒，為過氧化氫酶所在位置。

作業(yè)與思考題

一、作業(yè)：繪制細胞中過氧化氫酶、堿性蛋白和酸性蛋白、DNA和RNA的分布圖。

二、思考題：過氧化氫酶、DNA和RNA顯示方法的實驗原理各是什么?

【附錄】

生物繪圖的要求及方法

1、繪圖基本工具：鉛筆(HB、3H)、尺、橡皮、繪圖紙等。

2、生物繪圖必須真實，繪圖前應選擇優(yōu)良的、有代表性的標本，按照實物的形狀、各部分比例、位置及毗鄰關系進行描繪。

3、繪圖需按一定比例，布局整齊美觀，大小適中。圖的下方注明該圖名稱。

4、圖的注釋應從各部分結(jié)構(gòu)作出水平引線，結(jié)構(gòu)名稱寫于引線末端，書寫要整齊。

5、繪圖時先用軟鉛筆輕輕繪出輪廓，修改后再用硬筆以粗細均勻的線條繪出全圖。圖的明暗和立體感可用細圓點的疏密來表示，必要時可用彩色描出標本的顏色。

實驗四 細胞融合

目 的 要 求

了解聚乙醇(PEG)誘導的細胞融合的基本原理，掌握以PEG進行細胞融合的操作方法。

材 料 用 具

1．材料；HeLa細胞或雞紅細胞。

2．器材；顯微鏡、普通離心機、離心管、水浴箱、吸管、載玻片、蓋玻片等。

3．試劑：50％聚乙二醇(MW＝l000)，pH6.0；Hanks液，pH7.4；RPMl1640培養(yǎng)基；0.25％胰蛋白酶；磷酸鹽緩沖液(PBS)，0.2％亞甲基藍液等。

實 驗 內(nèi) 容

一、原理

細胞融合是20世紀60年代細胞學出現(xiàn)的一種新技術，現(xiàn)在已證明不僅是動物和植物的種內(nèi)、種間或?qū)匍g的體細胞，甚至動物和植物細胞之間也可相互融合，因此細胞融合技術對于研究不同細胞之間的相互作用，雜種細胞遺傳特性的變異，人類及動、植物的基因圖譜，以及為設計遺傳工程中的基因選擇，培育動植物新品種等方面都是相當有用的。目前其應用范圍已廣及生物學、醫(yī)學、農(nóng)業(yè)科學的許多分支學科。

細胞融合，就是兩個或兩個以上的細胞合并成為一個細胞的過程。在自然情況下，受精過程即屬這種情況。此外，如腫瘤細胞具有的多核細胞，發(fā)炎及壞死部位見到的多核細胞等，都已有大量文獻資料證明是由單核細胞融合而成�，F(xiàn)在所稱的細胞融合一般是指用人工方法使兩個或兩個以上體細胞合并在一起，它與兩個性細胞的結(jié)合(受精)不同，性細胞是單倍體，結(jié)合形成一種二倍體細胞；而體細胞融合可形成四倍體或多倍體細胞，由此形成的雜交細胞，其特性會有很大變化。

一般兩個細胞接觸并不發(fā)生融合現(xiàn)象，因為各自存在完整的細胞膜，但在特殊融合因子的誘導下，細胞膜發(fā)生一定的變化，就可使兩個或多個細胞發(fā)生融合，形成新的雜種細胞。在細胞融合實驗中，采用的融合因子一般可分為三類：病毒，化學品和生物提取物，近年來，發(fā)展了一種用高壓脈沖引起細胞融合的新穎技術，但常用的融合因子仍為仙臺病毒(HVJ)和聚乙二醇，以下介紹PEG誘導細胞融合的原理。

化學融合因子能引起細胞表面膜中磷脂的酰鍵及極性基團在結(jié)構(gòu)上發(fā)生重排。也有人認為是膜內(nèi)脂肪的羥鍵活動增加，或者是誘發(fā)膜內(nèi)顆粒積聚，在空氣和水的介面上使磷脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺單層的表面電位顯著降低�；瘜W藥品作為促融劑的優(yōu)點是易得、用法簡單，還可深入探討細胞融合的分子機制。PEG濃度在40％～60％，分子量為1000左右均能使細胞融合：目前有取代病毒類促融因子的趨向。

作業(yè)與思考題

一、作業(yè)：簡述細胞融合的基本原理和操作方法。

二、思考題：

1、何為細胞融合，細胞融合的意義何在?

2、通常融合因子有哪幾類，影響PEG因素是什么?

【附錄】

試劑配制

1、Hanks液

原液甲：

NaCI   160g  KCl  8g

MgS0₄·7H₂O 2g   MgCl₂·6H₂O 2g

溶于800ml蒸餾水，混勻后加入CaCl₂(無水)2.8g，加蒸餾水至1000ml。濾紙過濾，加入氯仿2ml，4℃保存。

原液乙：

Na₂HPO₄·12H₂0 3.04g

KH₂PO₄   1.2g

葡萄糖 20.0g

溶于800ml蒸餾水中，濾紙過濾，加入0.5％酚紅80ml，再加蒸餾水至1000ml，最后加入防腐劑氯仿2ml，置4℃?zhèn)溆谩?/P>

工作液：

甲乙兩液各1份，重蒸餾水18份，混勻分裝包扎好瓶口，經(jīng)6.81kg(15磅)高壓滅菌20～30分鐘，然后置4℃保存?zhèn)溆�，可�?個月，使用前以5％NaHCO₃調(diào)節(jié)pH7.4。

2、1％酚紅液

將1.0g酚紅置于研缽中，綬慢滴入0.1mo1／L的NaOH(0.4％)15ml，邊加邊磨，直至全部溶解，然后加入85ml重蒸餾水，顏色為深紅，經(jīng)粗濾紙過濾后使用，室溫保存。

3、50％PEG溶液(需現(xiàn)配現(xiàn)用)

稱取5gPEG(MW=1000)置試管中，在酒精燈上溶化，然后與預熱37℃的Hanks液混勻，即成50％PEG溶液，當pH6.0時融合效率最高。

實驗五  細胞分裂

目的要求

1.掌握細胞有絲分裂各期特點。

2.熟悉誠數(shù)分裂各期染色體變化的特點。

材料用具

學生領用：顯微鏡、馬蛔蟲子宮橫切片、紫露草花粉母細胞壓片。

實驗內(nèi)容

一、錄像：蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂。

二、動物細胞有絲分裂的觀察。

取馬蛔蟲子宮橫切片，置于低倍鏡下觀察，可見到馬蛔蟲子宮腔內(nèi)有許多近圓形的、處于不同分裂時期的受精卵細胞。在低倍鏡下找出前期、中期、后期、末期的細胞，轉(zhuǎn)換成高倍鏡仔細觀察。細胞有絲分裂各期的特點如下：

1、前期：細胞核膨大，染色質(zhì)逐漸螺旋化為絲狀的染色絲，其后進一步縮短變粗，形成一定形態(tài)和數(shù)目的染色體(這時的每條染色體由兩條染色單體組成，但在光鏡下，一般不易看清)，中心粒一分為二，每對中心粒放出星射線，形成星體，兩個早體移向細胞兩極，核仁、核膜逐漸消失(照片8)。

2、中期：每條染色體的兩條染色單體逐漸分開(但著絲粒仍未分離)。全部染體(2n=6)移向細胞中央的赤道面上，形成赤道板。在赤道板的兩面有許多紡錘絲連接細胞兩極和染色體動粒，但不易觀察到，此時染色體形態(tài)最典型。極面觀的中期細胞染色體排在赤道面上，呈花瓣狀(照片6)。  

3、后期：著絲粒縱裂為二。這時，每條染色體的兩條染色單體己完全分開，由于紡錘絲的牽引，分別向細胞兩極移動，形成了數(shù)目相等的兩約染色體(照片7)。

4、末期：染色體移至細胞兩極并解旋為染色質(zhì)，星體消失，核仁、核膜重新出現(xiàn)，細胞中部的細胞膜內(nèi)凹、最后橫縊，使細胞分裂為—二，形成兩個子細胞(照片8)。

三、植物細胞減數(shù)分裂的觀察 

取紫露草花粉母細胞壓片，在低倍鏡下尋找減數(shù)分裂的花粉母細胞，轉(zhuǎn)換高倍鏡，對照附后照片9～2l，觀察第—次減數(shù)分裂和第二次減數(shù)分裂各期以及前期I各個分期的細胞：

(一)第一次減數(shù)分裂

每個初級花粉母細胞經(jīng)過第——次減數(shù)分裂形成兩個次級花粉母細胞。減數(shù)分裂過程與有絲分裂相似，也可分為前、中、后、末期，不同的是前期1染色體發(fā)生了系列的特殊變化：  即同源染色體的聯(lián)會和交換。

  1、前期I：即第一次減數(shù)分裂前期。在減數(shù)分裂中，以前期I最有特征性，核的變化復雜，依染色體變化，又可分為—下列各期：

(1)細線期：減數(shù)分裂開始。本期細胞是一些細胞核較大而染色較淺的細胞群核內(nèi)出現(xiàn)細長的染色絲，繞成一團。在細絲的局部可見到念球狀的染色粒，核仁明顯(照片9)。

(2)偶線期：本期細胞核更大，同源染色體配對(聯(lián)會)。起初每對同源染色體在核的同一側(cè)開始配對，另一側(cè)仍散開未配對，這種圖象似花朵。配對的結(jié)果，染色體由n對變成n個二價體。這時染色體細長，看不清其數(shù)目(照片10)。

(3)粗線期：染色體縮短變粗。每個二價體含有4條染色單體，叫四分體。每條染色體的兩條染色單體互稱為姐妹染色單體。同源染色體的染色單體間互稱為非姐妹染色單體。非姐妹染色單體間的交換是在這時期完成，但在形態(tài)上難以見到(照片11)。

(4)雙線期：本期染色體縮得更短更粗，同源染色體開始分離，但沒有完全分開。由于非姐妹染色單體發(fā)生局部交換，可看到交叉現(xiàn)象，且交叉逐漸端化(向端部移動)(照片12)。

(5)終變期：染色體極粗短， 并向核的四周移動。交叉端化明顯，形成“O”、“V”、“8”等構(gòu)象。此時染色體最清楚，便于計數(shù)。核膜、核仁消失(照片13)。

2、中期I：二價體向細胞中部集中，排列于赤道面上。從赤道面觀可見到四分體排成一列(2n=12)；從極面觀可見到四分體排在一個平面上(照片14)。

3、后期I：細胞變長，同源染色體受兩極紡錘絲的作用，各自分離，即1個四分體分裂成2個二分體。二分體隨機地分為兩組，各移向細胞兩極，染色體數(shù)目減半(照片15)。

  3、末期I：到達兩極的染色體解旋、延長核膜重建，央出現(xiàn)細胞板，形成兩個次級花粉母細胞(照片16)。

(二)第二次減數(shù)分裂

次級花粉母細胞形成后，經(jīng)過短暫的間期，染色體不復制，就進入第二次減數(shù)分裂。第二次減數(shù)分裂仍分為前、中、后、末四期。次級花粉母細胞較小，往往兩兩相靠近。

1、前期II：每個二分體螺旋、縮短，但著絲粒仍連在一起，核膜消失(這一時期短暫，不易看到，可不必觀察)(照片17)。

2、中期II：本期細胞胞質(zhì)均勻，染色體。二分體排列在赤道面上， 赤道面觀可見二分體排成—列在細胞中央，極面觀可見二分體象花朵似地排在細胞中央(照片18)。

3、后期II：每個二分體著絲粒分開，形成兩個單分體。每一單分體各具有一著絲粒，故可稱為染色體，分別移向細胞兩極(照片19)。

4、末期II：每個細胞拉長， 中央形成細胞板。一個次級花粉母細胞形成兩個小孢子。即一個花粉母細胞經(jīng)兩次分裂形成四個小孢子——四分孢子(照20、21)。

作業(yè)與思考題

一、作業(yè)：繪制初級精母細胞(2n=4)減數(shù)分裂的中期I、后期I、中期II和后期II的模式圖。

二、思考題：

1、細胞有絲分裂各期的形態(tài)特征是什么?

2、減數(shù)分裂各期的主要特征是什么?

驗六  兔腎細胞基因基因組DNA的制備

目的要求

了解從動物細胞中提取高分子量基因組DNA的基本方法。

材料用具

1．學生領用：具塞離心管8只、微量加樣器1支、毛細吸管2支、培養(yǎng)皿1付、抽提液1瓶、試管架。

  2．實驗室公用：高速離心機、振蕩器、微量加樣器、冰酒精、NDP勻漿；

實驗內(nèi)容

一、錄像：細胞基因組DNA制備技術。

二、原理：DNA在生物體內(nèi)是與蛋白質(zhì)形成復合物的形式存在的，因此提取出脫氧核糖核蛋白復合物(DNP)后，必須將其蛋白質(zhì)除去。動物和植物組織的脫氧核糖核蛋白可溶于水或濃鹽溶液，而核糖蛋白則溶于低鹽溶液中，利用這一性質(zhì)將脫氧核糖核蛋白與核糖核蛋白以及其他雜質(zhì)分開分離得到脫氧核蛋白后，再進一步將蛋白質(zhì)等雜質(zhì)除去。

去蛋白的方法很多，我們用含辛醇或異戊醇的氯仿震蕩核蛋白溶液，使乳化，然后離心除去變性蛋白質(zhì)，此時蛋白質(zhì)疑膠停留在水相及氯仿中間，而DNA溶于上層水相。用兩倍體積95％冰乙醇將DNA沉淀析出。

  三、方法與步驟

(一)材料處理：取兔腎除去血水和結(jié)締組織，稱重后切成小塊搗碎。加入2倍體積(V／'V)0．1M氯化納0.05M、PH7.0檸檬酸納緩沖液(簡稱緩沖液)于組織搗碎機上打碎1分鐘。組織糜于3000轉(zhuǎn)／分離心15分鐘，將沉淀物用緩沖液洗滌2次，并用勻漿器研磨洗滌，每次如前離心。最后得到的沉淀物加6倍組織重的10％氯化鈉溶液，充分攪勻置冰箱中過液(最好放置24～48小時)。

(二)提取DNP：將冰箱中過夜的半透明粘稠狀液體，用滴管吸出，慢慢注入11倍體積的冰蒸餾水內(nèi)。這時有白色絲狀物——核蛋白析出，用玻璃棒攪起，待干后，將沉淀物再8倍組織重的10%氯化鈉溶液中，迅速攪拌以加速溶解。再研磨制成DNP勻漿，冰箱保存?zhèn)溆谩?

(三)提取DNA(去蛋白)：取500ulDNP勻漿加入抽提液600ul，劇烈振蕩5分鐘左右，6000轉(zhuǎn)／分離心15分鐘，使其分層。上層為含有DNA和DNA核蛋白的水相，下面為抽提液的有機溶劑層，變性蛋白凝膠介于兩層之間(圖6—1)。吸出上層，再用抽提液如前進行脫蛋白，直到界面處不再出現(xiàn)蛋白凝膠為止。最后吸出上清液并將其移入800ul冰乙醇中靜置5分鐘。以10000轉(zhuǎn)／分離心5分鐘，取沉淀物DNA去乙醇備用。

作業(yè)與思考題

一、作業(yè)：實驗報告(包括操作步驟、實驗結(jié)果與體會)。

二、思考題：

1．哪一步操作是本實驗成功的關鍵，應該如何操作?

2．影響DNA純度高低主要因素是什么?

[附錄]

介紹兩種較常采用的去蛋白方法：①用十二烷基硫酸鈉(SDS)等去污劑使蛋白質(zhì)變性，可以直接從生物材料中提取DNA。②苯酚法：用苯酚處理，然后離心分層，DNA或溶于上層水相中，或存在于中間殘留物中，蛋白質(zhì)變性后停留在酚層內(nèi)。由于苯酚能使蛋白質(zhì)迅速變性，因而抑制了核酸酶活性，并且操作過程比較緩和，可以得到較好的DNA標本

實驗七  DNA的瓊脂糖凝膠電泳

目的要求

了解DNA電泳的基本原理和方法。

材料用具

1，試劑：電泳液、瓊脂糖(上海東海制藥廠)、溴酚蘭——甘油溶液、溴乙淀、DNA樣品

2。器材：電泳槽、電泳儀、高壓鍋、微量加樣器、紫外分析儀。

實驗內(nèi)容

一、錄像：DNA的瓊脂糖凝膠電泳

    二、原理：凝膠電泳是研究核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的一項重要技術，也是DNA的限制性內(nèi)切酶切割片段分析、分離、純化的一種不可缺少的方法。經(jīng)瓊脂糖(agarose)凝膠為支持介質(zhì)的電泳已廣泛應用于核酸研究中，瓊脂糖凝膠電泳技術為DNA分子及其片段的分子量測定和DNA分子構(gòu)象的分析提供了重要手段。

DNA的電泳原理和蛋白質(zhì)的電泳原理基本相同。DNA分子在高于其等電點的PH溶液中帶負電荷，在電場中向正極移動。DNA分子在電場中通過凝膠介質(zhì)而泳動，除此電荷效應外，凝膠介質(zhì)還有分子篩效應，與分子大小和構(gòu)象有關。由于DNA分子或DNA片段的分子量存在差別，故電泳后呈現(xiàn)遷移位置的差異。

三、方法與步驟：1．瓊脂糖膠液的制備：稱取2克瓊脂糖，置于三角瓶中，加入100ml電泳液，瓶口扣小燒杯，置于家庭用小型高壓鍋內(nèi)，加熱冒出大量蒸汽時扣閥，維持8—10分鐘，瓊脂糖即可全部融化于電泳液中，取出搖勻，即成為2％瓊脂糖膠液。

2．凝膠板制備：當瓊脂糖膠液溫度降至55度左右時加溴化乙錠至終濃度為0.5ug/ml并搖勻，倒人凝膠架板，去除氣泡。在室溫下放置0.5—1小時，待膠液全部．凝結(jié)后，垂直撥出點樣梳，此時在膠的一端形成相互隔開的樣品槽(又稱加樣孔)。立即將瓊脂糖膠板放人注有電泳液的電泳槽中，以防止瓊脂凝膠中水分蒸發(fā)而造成裂縫。

3．加樣：將10ul的DNA溶液與預先點樣于膠皮上的2ul溴酚蘭——甘油溶液混勻，用微量加樣器將混合后的樣品小心地注入樣品槽內(nèi)(混合在樣品中的甘油可增加樣品液的比重，因此樣品可以自然平鋪于樣品槽中，不易擴散。由于溴酚蘭染料的存在，可直接觀察到加樣的情況，而且染料在電泳過程中可作為指示標志)。

4．電泳：連通電源線，打開電泳儀開關，調(diào)節(jié)電壓100V，電泳時間約20-30分鐘。電泳結(jié)束，關閉電源，戴上手套，取出凝膠置于紫外分析儀上，可見到橙紅色螢光條帶，放置時間超過4-6小時后，熒光減弱。因此，初步觀察結(jié)束后，應立即照像。

作業(yè)與思考題

一、作業(yè)：簡述DNA電泳的基本原理和操作方法。

二、思考題：

1．溴化乙錠與溴酚蘭在電泳過程中有什么作用?

2．本次實驗操作成敗的關鍵步驟在哪里?

[附錄]

L溴化乙錠染色原理及試劑配制：溴化乙錠(ethidiumbromide，EB)，溴化乙錠分子可插

入DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的兩個堿基之間，它和核酸形成一種熒光絡合物，在254nm波長紫外光

照射下，呈現(xiàn)橙黃色的熒光。稱取5毫克溴化乙錠，用無離子水溶解，定容到10毫升，取1毫升稀釋到1升，最終濃度為0.5微克／毫升。

2．溴酚蘭——甘油溶液(0.05％溴酚蘭--50％甘油溶液)：先配制0.1％溴酚蘭水溶液，

然后取1份0.1％溴酚蘭溶液與等體積的甘油混合即成。