植物凋亡细胞的形态学观察

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植物凋亡细胞的形态学观察

实验二植物凋亡细胞的形态学观察一、实验目的 1、掌握细胞凋亡的概念、生物学意义。

2、掌握细胞凋亡与细胞坏死的区别。

3、掌握诱导和观察细胞凋亡的方法。

二、实验原理（一）概念凋亡(apoptosis) 一词来自希腊语， apo 指分离， ptosis 指落下。

凋亡的原意是枯萎的树叶或花瓣自然凋落。

1972 年澳大利亚昆士兰大学的 kerr 等人在许多组织中发现了一种散在的自发的细胞死亡现象，认为这是一种不同于细胞坏死的细胞生理性死亡，并首次提出了细胞凋亡的新概念。

多细胞生物在发生、发展过程中，为了保持正常的生理机能，一部分的细胞发生自发性细胞死亡，这种细胞死亡是被细胞内一系列相关的分子所调控，并伴随有典型的形态学改变，这种现象被称为细胞凋亡。

细胞坏死是细胞受到化学因素（如强酸、强碱、有毒物质）、物理因素（如热、辐射）和生物因素（如病原体）等环境因素的伤害，引起细胞死亡的现象。

细胞凋亡和细胞坏死的区别区别细胞凋亡细胞坏死起因生理或病理性病理性变化或剧烈损伤范围少数散在细胞大片组织或成群细胞细胞膜保持完整破损染色质凝聚在核膜下呈半月

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状呈絮状细胞器无明显变化肿胀、内质网崩解细胞体积固缩变小肿胀变大凋亡小体有无基因组 DNA 有控降解，电泳图谱呈梯状随机降解，电泳图谱呈涂抹状蛋白质合成有无调节过程受基因调控被动进行（二）生物学意义①清除无用的、多余的细胞。

无用的细胞大多在发育早期阶段即发生凋亡。

如果发育过程中某些细胞产生过多，也会发生凋亡。

例如，人胚胎肢芽发育过程中指(趾) 间组织，通过细胞凋亡机制被清除而形成指(趾) 间隙。

②清除受损、突变或衰老的细胞。

受损不能修复的细胞通过凋亡而被清除。

受病毒感染的细胞通过凋亡使DNA发生降解，整合于其中的病毒 DNA也随之破坏，阻止了病毒复制。

（三）主要特征凋亡细胞的主要特征是：

①染色质聚集、分块、位于核膜上，胞质凝缩，最后核断裂，细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体；②凋亡小体内有结构完整的细胞器，还有凝缩的染色体，可被邻近细胞吞噬消化，因始终有膜封闭，没有内溶物释放，故不会引起炎症；③凋亡细胞中仍需要合成一些蛋白质，但是在坏死细胞中 ATP 和蛋白质合成受阻或终止；④核酸内切酶活化，导致染色质 DNA 在核小体连接部位断裂，形成约 200bp 整数倍的核酸片段，凝胶电泳图谱呈梯状；

⑤凋亡通常是生理性变化，而细胞坏死是病理性变化。

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三、实验试剂与器材 1、洋葱内表皮细胞 2、染色液（改良苯酚品红染液）：

原液 A：

取 3 克碱性品红溶于 100 毫升 70%酒精中，此液可以长期保存。

原液 B：

取 A 液 10 毫升加入 90 毫升 5%苯酚(即石炭酸)水溶液中(2 周内使用)。

原液 C：

取 B 液 55 毫升加入 6 毫升的冰醋酸和 6 毫升 38%的甲醛(可长期保存)。

染色液：

取 C 液 10-20 毫升，加入 90-80 毫升 45%醋酸和 1.5 克山梨醇。

3、 0.5M GaCl2

4、光学显微镜、电炉、剪刀、镊子、载玻片、盖玻片四、实验步骤 1、材料准备取新鲜洋葱室温下于清水中培养数小时，使其活化。

2、洋葱鳞茎内表皮细胞凋亡的诱导从培养好的洋葱鳞茎上切取 1 cm2 左右的内表皮，分成三组：

第一组是正对照，为正常细胞；第二组是试验组，取 10 片洋葱内表皮，于 0. 5 M CaCl2 中培养 10hr；第三组是负对照，

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为煮沸 5 min 的坏死细胞。

3、细胞凋亡的染色与观察上述三组材料采用改良苯酚品红染液染色， 20 min 后制片。

光学显微镜下观察细胞的形态变化。

五、思考题 1、简述细胞凋亡的概念和生物学意义。

2、细胞凋亡和和细胞坏死有什么区别？