电镜--细胞的超微结构及功能
内质网病变的超微结构观察
内质网病变的超微结构观察徐娇等摘要：电镜技术的应用使人们对细胞的超微结构有了更深入的了解。
各种细胞器的结构以及其病理状况时发生的改变为人们判断疾病的发生提供了直观科学的依据。
本文主要概述了投射电镜观察下内质网的各种超微病理变化。
关键词：电镜；内质网；病理变化20世纪30年代，德国的RUSKA第一次发现了电子显微镜，随后利用刚刚形成的电子显微镜技术第一次看到了烟草花叶病毒[1]。
随着电子显微镜技术的不断完善和发展，电镜的应用使人们对细胞的研究逐步深入到亚细胞结构，各种细胞器的结构也不断被人们认知。
同时，在医学科研和诊断疾病中做出了重要贡献。
例如，Gyorkey[2]等在2000例肿瘤诊断中8%要靠电镜帮助诊断。
Kuzela[3]等对49例肿瘤的诊断结果分析，11例电镜可进一步提供明确的诊断，占22%，纠正6%的错误诊断，确诊率28%。
国内周晓军[4]报道223例肿瘤电镜诊断，电镜确诊135例，占60%，纠正原病例诊断11例，占5%。
有诊断价值者占65%。
有由此可见，电镜技术在诊断疾病中的应用价值。
电镜分为扫描电镜和投射电镜。
由于其分辨率高，放大倍数大，而且使用较为方便，电镜已经成为研究细胞微观结构最有效的方法之一[5]。
本文所的总结的内质网超微结构变化主要通过投射电镜来观察。
1 内质网的超微结构及生理功能内质网（endoplasmic reticulum），ERKR. Porter、A. Claude 和EF. Fullam等人于1945年发现，是细胞质内由膜组成的一系列片状的囊腔和管状的腔，彼此相通形成一个隔离于细胞基质的管道系统，为细胞中的重要细胞器。
它实际上是一个连续的膜囊和膜管网，可分为粗面内质网（RER，Rough Endoplasmic Reticulum）和滑面内质网（SER，Smooth Endoplasmic Reticulum）两大部分。
粗面内质网上附着有大量核糖体，合成膜蛋白和分泌蛋白；滑面内质网上无核糖体。
心肌细胞透射电镜结构
心肌细胞透射电镜结构引言心肌细胞是构成心脏组织的基本单位，它们通过收缩和舒张来推动血液在体内循环。
了解心肌细胞的结构对于理解心脏的功能以及相关疾病的发生和治疗具有重要意义。
透射电镜是一种高分辨率显微镜，能够提供关于细胞超微结构的详细信息。
本文将深入探讨心肌细胞透射电镜结构。
心肌细胞概述心肌细胞是一种特殊类型的肌肉细胞，具有收缩能力。
它们呈长条形，并排列成纵横交错的网状结构，形成了心脏的收缩层。
心肌细胞外部结构肌节膜心肌细胞外部被一层称为肌节膜（sarcolemma）的质膜所包裹。
肌节膜具有高度可塑性，可以通过改变其通透性来调节离子和物质的进出。
横纹在透射电镜下观察，心肌细胞表面呈现出一系列明暗相间的横纹。
这些横纹由于心肌细胞内部排列有规律的肌丝结构所致。
心肌细胞内部结构肌原纤维心肌细胞内含有大量的肌原纤维。
肌原纤维是由许多重复单元组成的，每个单元称为肌节（sarcomere）。
肌节是心肌收缩和舒张的基本单位。
肌丝在透射电镜下观察，可以看到心肌细胞中排列着两种类型的肌丝：厚丝和薄丝。
厚丝由肌球蛋白（myosin）分子组成，而薄丝则由肌凝蛋白（actin）和其他辅助蛋白组成。
肌节线在每个肌节中，厚丝和薄丝之间存在着一系列称为肌节线（Z线）的结构。
肌节线起到支撑和定位厚丝和薄丝的作用。
肌球蛋白桥在透射电镜下观察，可以看到肌节中厚丝和薄丝之间存在着一系列称为肌球蛋白桥（crossbridge）的结构。
肌球蛋白桥是由肌球蛋白分子的头部和尾部组成的，它们能够与薄丝上的肌凝蛋白结合，从而实现心肌细胞的收缩。
肌线体心肌细胞内还存在着一种称为肌线体（sarcoplasmic reticulum）的结构。
肌线体是一种特殊的内质网，其中储存有钙离子。
钙离子在心肌细胞收缩过程中起到重要作用，它能够触发肌丝之间的相互滑动。
结论通过透射电镜观察心肌细胞结构，我们可以看到心肌细胞具有复杂而精致的超微结构。
了解这些结构对于理解心脏功能以及相关疾病具有重要意义。
电镜-图象分析
8．重视样品制备技术的精益求精。 9．可采用“普遍取样在先、分别选择在后”
的方法。即在大多数或全部尸活检标本术中 取材固定，待冰冻或石蜡切片观察后再作取 舍。
（二）肿瘤细胞电镜结构的一般特 征
1．多形性 不规则、数量增多、呈现核仁边集，一般认为核仁/
合成核蛋白体和核糖 核酸的场所。
核仁一般形态 图1 G颗粒部 F
纤维部 C无定性 部 ↑核基质伸入 核仁 图2 G颗粒部 F 纤维部 C无定性 部
核仁边集 代谢旺盛的细胞，核仁多，较大，靠近核膜分布 新生细胞、胚胎细胞、恶性肿瘤细胞。
细胞受刺激或代谢活跃 的表现
肿瘤、病毒、药物作用、 激素刺激等。也见正常 组织。
L 血管腔， 内皮细胞 质膜三层结构清晰
示小肠上皮细胞 间的细胞连接
图1、2 T紧密 连接 I中间连 接 D桥粒
G缝管连
接 F相嵌连接M微绒毛源自示桥粒、半桥粒、 自身桥粒
图1桥粒
P附
着板 F微丝 D
中间丝
图2半桥粒（↑） B基膜 E细胞质 D真皮（结缔组织）
图3 人胚羊膜细 胞内的自身桥粒
核比值超过0.25是恶性的一个标准。 2．去分化（低分化性） 3．S期细胞特征 4．分化混乱（双向性或多相性分化） 5．代谢不稳定 6．侵润 7、 其它
致谢
示多聚核蛋白体及单核 蛋白体
图1 ↑多聚核蛋白体
图2 众多单核蛋白体 （↑）
图3 ↑单核蛋白体 C 染色体
内 质 网 池 中 Russell´s body （ 取 自 ： 浆 细 胞 ）
图2 红白血病骨髓巨 噬细胞巨线粒体
管状嵴的线粒体
图1 嵴呈管状的线 粒体
电镜--细胞的超微结构及功能
结构：
由基体和鞭杆两部分构成。 中轴是由多束平行的微管形成的轴丝。 鞭杆中的微管为9+2结构。 基体的微管组成为9+0。
Cilia from an epithelial cell in cross section (TEM x199,500)
鞭毛和纤毛的超微结构示意图
细胞学术语
细胞质（cytoplasm）：质膜与核被膜之间 的原生质。 细胞器(organelle)：具有特定形态和功能 的显微或亚显微结构称为细胞器。 细胞质基质（cytoplasmic matrix）：细 胞质中除细胞器以外的部分。又称为或胞 质溶胶（cytosol），其体积约占细胞质的一 半。
染色体
细胞器 核糖体
内膜系统
细胞骨架 转录与翻译 细胞分裂
简单
无 出现在同一时间与地点 无丝分裂
复杂
微管、微丝、中间纤维等 时空上是分开的 有丝分裂和减数分裂
第二章
质膜及其表面结构
质膜（plasma membrane）
包在细胞外面的质膜又称细胞膜，围绕 各种细胞器的膜称为细胞内膜。
细胞膜和内膜在起源、结构和化学组成的等方 面具有相似性，故总称为生物膜（biomembrane）。 生物膜是细胞进行生命活动的重要物质基础。
七、质膜的特化结构
质膜常带有许多特化的附属结构，如：微 绒毛、褶皱、纤毛、鞭毛等等。 这些特化结构在细胞执行特定功能方面具 有重要作用。由于其结构细微，多数只能 在电镜下观察到。
质膜的特化结构
A
B
C
D
E
F
G
A 由糖蛋白组成的糖萼； B 微绒毛； C 胞饮作用的通道及小泡； D 皱褶； E 尖形变形虫； F 圆形变形虫； G 内褶
高一生物必修1实验题汇总
高一生物必修1实验题汇总本文档总结了高一生物必修1教材中的实验题，帮助学生更好地复和掌握实验内容。
实验1：用增菌环对接菌落计数法测定细菌的形态实验目的：通过增菌环对接菌落计数法，测定细菌的形态。
实验步骤：1. 准备所需试剂和设备。
2. 将接种环沾取细菌液进行培养。
3. 将含有细菌的培养基平板进行拓菌。
4. 使用菌落计数器进行计数和记录。
实验结果：根据菌落的数量和形态，分析并得出细菌的形态特征。
实验2：用电镜观察细胞的超微结构实验目的：通过电镜观察细胞的超微结构，了解细胞的组成和功能。
实验步骤：1. 准备所需试剂和设备。
2. 收集细胞样品。
3. 处理样品，使其适合观察。
4. 使用电镜观察和拍摄细胞的超微结构。
实验结果：根据观察到的细胞结构，描述并解释细胞的组成和功能。
实验3：通过显微镜观察细胞的结构实验目的：通过显微镜观察细胞的结构，了解细胞的基本组成。
实验步骤：1. 准备所需试剂和设备。
2. 制备细胞样品。
3. 使用显微镜观察细胞的结构。
4. 记录和绘制观察到的细胞结构。
实验结果：根据观察到的细胞结构，描述并解释细胞的基本组成。
实验4：酵母发酵和呼吸实验实验目的：通过酵母发酵和呼吸实验，了解生物的能量转化过程。
实验步骤：1. 准备所需试剂和设备。
2. 分别进行酵母发酵和呼吸实验。
3. 观察实验过程中的变化。
4. 记录数据并进行分析。
实验结果：根据实验数据，描述并解释酵母发酵和呼吸的过程及相关能量转化。
实验5：观察DNA的萃取和电泳实验实验目的：通过观察DNA的萃取和电泳实验，了解DNA的结构和分离技术。
实验步骤：1. 准备所需试剂和设备。
2. 萃取DNA样品。
3. 进行电泳实验。
4. 观察电泳结果。
实验结果：根据电泳结果，分析并解释DNA分离的原理及应用价值。
以上是高一生物必修1教材中的实验题汇总，希望对同学们的研究有所帮助。
细胞核超微结构(共142张PPT)
2022/10/14
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a、自溶酶体：由
初级溶酶体和自嗜 体融合而成。内含 衰老或损坏的细胞 器，如线粒体、内 质网、核糖体等。
2022/10/14
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b、异溶酶体：是初级溶酶体和异嗜体融合 而成。内含外源性异物，如细菌、衰老坏 死的细胞碎片几残断的纤维等。
2022/10/14
（三）、过氧体的来源与更新：目前不是很清
楚，但认为可能来源于滑面内质网、高尔基体 和粗面内质网等。
2022/10/14
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[中心体（centrosome）中心粒
中心体的结构：中心体为圆筒状小体，直径约 1、 内含外源性异物，如细菌、衰老坏死的细胞碎片几残断的纤维等。
它们的存在与否、含量以及形态，都与细胞的类型和生理状态有关。
。
2022/10/14
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2022/10/14
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初级溶酶体（又称原溶酶体）
是新形成的初级溶酶体，由单位膜包绕，大 小不一，直径约为25～50纳米，在电镜下， 为电子密度较高的致密小体。初级溶酶体内 仅含水解酶，而无作用底物。
2022/10/14
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2022/10/14
2022/10/14
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1、微管的形态结构
微管呈平直或弯曲状。其外经约为21～27 纳米，平均约25纳米，管壁平均厚度为5纳 米，其长度变化不定，约几个微米。
电镜下：微管壁是由13根直径为5纳米的细丝排列 而成，这些丝又是由直径5纳米的管蛋白分子串 成念珠状而构成。
2022/10/14
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个螺旋对称体。
2022/10/14
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大鼠小肠粘膜上皮细胞电镜超微结构
文章标题：探秘大鼠小肠粘膜上皮细胞的电镜超微结构一、引言在生物学研究领域中，电镜技术被广泛应用于观察细胞的微观结构。
本文将深入探讨大鼠小肠粘膜上皮细胞的电镜超微结构，从而帮助我们更深入地理解生物细胞的内部组织和功能。
二、大鼠小肠粘膜上皮细胞的形态特征1. 微绒毛大鼠小肠粘膜上皮细胞的特征之一就是其表面覆盖着许多微绒毛。
这些微绒毛起到增加细胞表面积的作用，有利于吸收和分泌。
2. 紧密连接在电镜下观察，可以看到大鼠小肠粘膜上皮细胞之间存在着紧密连接，这些连接结构有助于维持细胞间的紧密联系，防止物质的渗透和细胞的损伤。
3. 着丝粒和线粒体通过电镜观察，可以清晰地看到大鼠小肠粘膜上皮细胞内部含有大量的着丝粒和线粒体，这些细胞器对于细胞的代谢和能量供应起着重要的作用。
三、大鼠小肠粘膜上皮细胞的功能1. 吸收营养物质大鼠小肠粘膜上皮细胞通过其丰富的微绒毛和线粒体，能够高效地吸收肠腔中的营养物质，为机体提供所需的营养和能量。
2. 分泌消化酶大鼠小肠粘膜上皮细胞还具有分泌消化酶的功能，这些消化酶可以帮助机体更好地消化和吸收食物中的营养成分。
3. 维持肠道屏障功能紧密连接结构的存在可以帮助大鼠小肠粘膜上皮细胞维持肠道屏障功能，防止有害物质的渗透，保护机体免受外界环境的侵害。
四、个人理解与观点通过对大鼠小肠粘膜上皮细胞的电镜超微结构进行深入研究，我对细胞的微观结构和功能有了更深入的理解。
细胞作为生物体的基本组成单位，其结构和功能对于整个生物体的生存和发展至关重要。
电镜技术的应用使我们能够更加清晰地观察和理解细胞的微观结构，为生物学研究提供了重要的工具和方法。
总结回顾通过本文的阐述，我们对大鼠小肠粘膜上皮细胞的电镜超微结构有了更深入的认识。
通过电镜观察，我们可以清晰地看到细胞的微细结构和功能特征，这些特征对于维持生物体的正常生理功能至关重要。
电镜技术的应用也为细胞学研究提供了重要的工具和方法。
在文章的撰写过程中，我们逐步深入讨论了大鼠小肠粘膜上皮细胞的微观结构、功能特征和意义，希望可以帮助读者更加深入地理解细胞生物学的重要知识点。
电镜技术与细胞超微结构_三个实验报告
实验一载网的认识和样品支持膜的制备一、载网的认识识别铜网的正反面：正面光滑较亮；反面较粗糙，边框较亮，中间较暗。
二、福尔莫瓦支持膜的制备1．在水槽内盛满蒸馏水将已配好的福尔其瓦溶液倒入立式载玻缸或小烧杯中，另将若干新载玻片浸入装有0.02％中性皂液的载玻缸中。
2．取一载玻片，用白绸布擦净，使之光洁，然后手持载玻片一端，插入福尔莫瓦溶液中，再垂直匀速取出，在空气中稍晾片刻，使其形成一层膜。
用刀片在膜的四周各划一条刻痕，对膜哈气后，将载玻片有膜一端成45度角或垂直慢慢压入水中，使膜缓缓地被剥离并漂浮在水面上，取出裁玻片。
3.根据Formvar膜在水面上呈现的干涉色检查膜的厚度，选取厚度均匀的银灰色的膜。
淡黄色的较厚，浅红色的更厚都不能用。
颜色不均匀、有皱纹和尘埃或破损的不能用，弃去。
4. 将清洁的铜网排列在膜上，然后剪取一块比膜的面积稍大的滤纸片与有铜网的膜贴附，随着滤纸的吸湿逐步与膜、铜网阽附好后，边提边向上翻转离开水面，放置在有滤纸的平皿中，干燥后放于干燥器中保存备用。
实验二透射电镜生物样品的制备一、取材：（1）动物样品：用乙醚麻醉小白鼠进行活体解剖，取出所需组织器官放在预冷的载玻片上，立即滴加预冷的3%戊二醛固定液。
用锋利的刀片将组织先切成宽1mm，长3~4mm的小条，再切成1mm3的标准小块（肌肉组织应该保持截面积为1mm2的长条状），用牙签拨入盛有冷的3%戊二醛固定液的小瓶中。
（2）植物样品：从植株上取下试样立即放在预冷的载玻片上，并滴上数滴预冷的3%戊二醛固定液，用锋利刀片切取1mm宽，3~4mm长的小条，然后用牙签轻轻地拨入盛有冷的3%戊二醛固定液的小瓶中（小瓶置于冰盘中以保持0~4℃）, 叶片需盖紧瓶塞后用注射器或置于真空干燥器中抽气，直至样品沉落瓶底。
二、前固定：更换新鲜的3%戊二醛固定液，固定2～5小时或过夜，在0~4℃进行。
三、漂洗：用吸管吸出戊二醛固定液，加入0.1M的磷酸缓冲液漂洗三次，每次15~20分钟。
实验二 细胞的超微结构—透射电镜下的细胞器ppt课件
College of Life Science and Technology, XINJIANG Univercity
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一、实验目的
听取电子显微镜的有关介绍，了解透射电子显微镜 的基础知识。
观摩超薄切片技术演示，了解透射电镜样品制备方 法及过程。
观察生物电镜样品，在透射电镜下识别、掌握各种 细胞器的亚显微结构。
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三、实验用品
1．仪器：透射电镜，超薄切片机，玻璃刀制 刀机、铜网等。 2．材料：动植物样品超薄切片
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四、实验内容
1．观摩学习超薄切片的制备方法及基本过程。 2．学习在透射电镜下观察样品的超微结构。 3.观看透射电镜照片，了解各种不同生物体细 胞的内部结构。
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五、实验步骤
在老师的指导下学习超薄切片的制备方 法及基本过程，并用透射电镜观察动植物 样品。
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（三）透射电镜超薄切片制备方法及基本过程
超薄切片制备样品的基本过程分为取材、固 定、漂洗、脱水、渗透、聚合、切片染色等几 个环节。其中固定剂通常采用锇酸或戊二醛， 以树脂为包埋剂，用玻璃刀作超薄切片后，捞 取在铜网上，再用重金属染色法染色后即可制 成观察标本。
透射电镜超薄切片样品制备还需要做支持膜 的制作、玻璃刀的制作、包埋块的修正、切片 的特殊染色等过程。
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二、实验原理
电子显微镜是以短波长的电子束为照明源，用电磁 透镜成像，并与特定的机械装置、电子和高真空技术 相结合所构成的现代化大型精密电子光学仪器。 （一）透射电子显微镜的特点
透射电子显微镜简称透射电镜，是一种电子束透过 样品而直接成像的电镜。使用段波长的入射电子束与 样品作用后产生的透射电子（主要是散射电子）为信 号，通过电磁透镜将其聚焦成像，并经过多级放大后， 在荧光屏上显示出反映结构信息的电子图像。
实验二细胞的超微结构—透射电镜下的细胞器
实验二细胞的超微结构—透射电镜下的细胞器实验目的：通过使用透射电子显微镜观察和研究细胞的超微结构，了解细胞器的形态和组织，以及其在细胞功能中的作用。
实验原理：透射电子显微镜是一种利用电子束通过样品的原理进行显微观察的仪器。
相比传统光学显微镜，透射电子显微镜具有更高的分辨率和放大倍数。
实验步骤：1.准备样品：使用透射电子显微镜需要制备薄片样品。
将细胞或组织固定、切片和上染色剂等。
2.调整放大倍数：根据需要观察的细胞器，调整透射电子显微镜的放大倍数。
3.开始观察：将样品放入透射电子显微镜中，调整焦距和对比度，开始观察细胞超微结构。
4.记录结果：使用电子显微镜拍摄或记录所见到的细胞器的图像和形态。
根据观察结果，对细胞器的结构和功能进行分析和讨论。
实验结果：观察细胞的超微结构可以看到许多细胞器，如细胞核、线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体等。
细胞核是细胞的控制中心，一般位于细胞的中央。
在透射电镜下观察，可以看到核膜（由内核膜和外核膜组成）、核孔、核仁等结构。
核膜通过核孔与细胞质相连，核仁是RNA合成的地方。
线粒体是细胞的能量中心，通过细胞呼吸产生ATP。
在透射电镜下观察，线粒体呈棒状或梭形，内部含有许多内膜，并形成一系列被称为嵴（cristae）的褶层。
嵴上含有许多氧化酶，参与细胞呼吸。
内质网是细胞的重要细胞器之一，两个片层之间的空腔称为内质网腔。
内质网膜上覆盖着许多小颗粒，称为核糖体。
内质网分为粗面内质网和平滑内质网，前者存在核糖体，用于蛋白质合成，后者没有核糖体，参与脂质代谢和钙离子存储。
高尔基体是细胞的分泌细胞器，具有分泌蛋白质、糖蛋白质和磷脂等功能。
高尔基体由多个平面被膜囊构成，形成一系列被称为囊泡的结构。
在透射电镜下可以看到高尔基体具有一层由囊泡组成的堆叠结构。
溶酶体是细胞的消化系统，其内部含有多种水解酶。
溶酶体呈球状或椭圆形，在透射电镜下可以看到其内部含有酶泡。
溶酶体参与细胞内的废物降解和吞噬体的形成。
超微结构
一）超微结构：（电镜下）1）叶绿体由叶绿体膜(2层单位膜)、类囊体、基质（stroma）三部分构成2）结构特点；三种不同膜（外膜、内膜和类囊体膜）三种彼此分隔空隙（膜间隙、基质、类囊体腔）3）叶绿体膜(Chloroplast membrane) 或称外被(outer velope)两层单位膜组成，6~8nm/层（膜厚度）①外膜：通透性大，能通透：无机盐、核苷、蔗糖等多种物质；细胞质和膜间隙的功能屏障；②内膜：选择性通透，上分布有专门的转运载体，负责转运小分子；隔开膜间隙和基质其。
③膜间隙(intermembrane space)：10~20nm4）类囊体（thylakoid）①叶绿体基质中由单位膜封闭形成的扁平小囊—类囊体；（基粒类囊体和基质类囊体）②叶绿体内部组织的基本结构和功能单位（其上分布许多光合作用色素，是光合作用的光反应场所）；③类囊体结构特点：一般沿叶绿体长轴平行排列，某些部位园盘状的基粒类囊体堆积成柱形颗粒—基粒(grana)；连接相邻基粒—基质类囊体；基质类囊体使叶绿体内类囊体成为一完整、连续的封闭的膜囊。
④基粒类囊体(granum thylakoid)直径0.25~0.8μm，厚0.01μm5~30个基粒类囊体/基粒40~80个基粒/叶绿体中基质类囊体(stroma thylakoid)；A)贯穿在两个或以上没有发生重叠的类囊体，B)由基粒类囊体延伸出来的网状或片状结构；类囊体膜特点—光合膜：A）膜结构不对称；B）膜上分布不同的参与光和作用的色素复合体(如叶绿素蛋白复合体)，酶和电子传递载体蛋白及细胞色素。
5）叶绿体基质（stroma）①存在位置：内膜与类囊体之间无定形物质，为叶绿体基质；②基质的主要成分：A)可溶性蛋白，RuBP羧化酶（1，5—二磷酸核酮糖羧化酶）占可溶性蛋白的60%；B)DNA和RNA(rRNA)。
6）类囊体腔——储氢池（H+—池）二）叶绿体功能—光合作用(photosynthesis)：1）光合作用意义——能量源泉自然界将光能转化为化学能主要途径，地球上植物每年捕获太阳能，至少可转化产生4.2×1017焦耳自由能。
电镜技术与细胞超微结构 复习题
电镜技术与细胞超微结构复习题1.电子显微镜是一种什么仪器呢?从本质上讲，电镜是一种助视仪器。
人类认识自然界大部分信息来自眼睛。
但是正常人眼在明视距离25cm 时，只能将相距0.2mm的两个物体分辨，小于0.2mm的物体结构细节人眼分辨不清。
为了能看到生物结构更小的细节，科学家发明了各种助视仪器，不断提高人眼的分辨率，这些助视仪器有放大镜、望远镜、各种显微镜等。
2.电子显微镜科学主要包括三个方面的内容:1.各种电子显微镜的设计与制造；2.电子显微镜样品制备以及有关的各种设备；3.电子显微镜图像的处理、分析和解释。
在生物电子显微技术中，同样是研究和解决电子显微镜应用于生物学时这三方面的内容。
1932年他们把上述研究成果写成报告井公布于世，人们多把1932年定为“电镜诞生年”。
1939年Ruska等在德国Siemens公司，研制并生产了第一系列商品电镜，其分辨力为10nm，共生产了 40台。
1942年，M.Mullan在剑桥大学研制成功第一台扫描电镜实验室装置；电子显微镜的定义：它以电子束作为“光源”（电子束的波长比可见光的波长短得多，使电镜的分辨率大幅度提高），利用电磁透镜成象，并与一定的机械装置、电子和高真空技术相结合，所构成的现代化、综合性精密电子光学仪器。
一、透射式电子显微镜是一种电子束透过样品而直接成像的电镜，其电子束的加速电压一般为 50～l00kV，样品厚度1～100nm(一般为50nm左右)。
透射电子显微镜特点：1．分辨率极高点分辨率0.2～0.3nm，晶格分辨率0.1～0.2nm。
2.放大倍数高、变化范围广：几百倍至到几十万可调。
3．制样技术以超薄切片法为主，此外还有负染法、复型法等，样品制备比较复杂。
4．图象特点视场范围小，为二维结构平面图像。
5．应用范围广泛用于研究生物样品局部切面的超微结构，生物大分子结构以及冷冻蚀刻复型膜上的生物膜超微结构，非生物样品的纳米结构观察等。
二、扫描式电子显微镜概念电子束照射在样品上，产生二次电子等信息，而后再将二次电子等信息收集起来放大成像。
电子显微镜使用方法
五、电镜标本制作方法电镜标本用于观察组织细胞的超微结构。
扫描电镜用于细胞表面的观察，透射电镜用于细胞内部结构的观察。
现以透射电镜标本的制作为例作简要介绍：(一)取材标本的新鲜程度要求高于光镜标本，组织块小于lmm3。
(二)固定常用的固定液有2．5％戊二醛磷酸缓冲液和1％锇酸。
这些液体穿透力较强，能稳定和保存细胞内的结构。
固定温度应控制在0～4℃，固定时间1~2小时。
(三)冲洗冲洗液由0．2mol／L磷酸缓冲液(pH7.2)与双蒸水等量混合配成。
冲洗组织块2次．间隔15分钟。
(四)脱水脱水剂多采用浓度递增的酒精和丙酮，从50％70％90％酒精1/2 90％酒精+1/2 90％丙酮混合液90％丙酮(以上步骤均在0~4℃冰箱中进行) 100％丙酮，间隔10~15分钟。
(五)包埋包埋剂为环氧树脂618或812和固化剂十二碳烯基丁二酸酐(简称DD-SA)，加入适量增塑剂苯甲酸二丁酯(简称DDP)。
为了使反应速度增快，可加入加速剂2，4，6-三[(二甲氨基)甲基]苯酚(简称DMP-30)。
包埋剂配方：环氧树脂618或812 60％DDSA 40％DBP 3％DMP-30 1％上述试剂依次加入，边加边搅拌，全部加完后再充分搅拌10～15分钟，静置于35~40℃温箱内排出气泡。
包埋前组织块必须浸透，入无水丙酮加等体积包埋剂室温3小时，纯包埋剂37℃2小时。
包埋时先将纯包埋剂倒入胶囊或含硅胶的包埋槽内，置入组织块。
包埋后在60C温箱中烘2～3天后硬化成块，即可剥去胶囊或包埋槽。
(六)将组织块修成塔形，尖端面积为0.2mm×0.3mm左右，用超薄切片机切成50mm厚的超薄切片，再置于铜网上。
(七)染色常用的染液有1~2％醋酸铀和枸橼酸铅。
醋酸铀染色是在组织块进行脱水过程中进行的，而枸橼酸铅染色则多用于片染。
最后，将载有切片的铜网置于透射电镜内观察和摄影。
由于电镜电子束穿透能力的限制，必须把标本切成厚度小于0.1um以下的薄片才适用，这种薄片称为超薄切片。
电子显微技术在生物医学中的应用
电子显微技术在生物医学中的应用电子显微镜技术是医学生物学工作者深入研究机体的超微结构及其功能的有利手段之一。
所谓超微结构，一般指光学显微镜所不能分辨的组织、细胞的细微形态结构（亚显微结构）以及生物大分子的结构。
随着现代医学细胞超微结构及分子生物学等学科的迅速发展，电子显微镜技术也正向超高分辨率、生物分子及原子水平发展。
在形态学科，如解剖学、组织学、胚胎学、细胞学、病理学、微生物学、寄生虫学等等之中，电子显微镜技术已成为研究结构的常规方法。
在某些机能学科，如生理、生物化学、病理生理、药理等。
也应用电镜技术，探讨功能与结构的关系。
此外，在临床医学、环境保护科学以及中草药的研究等，电镜技术也起着重要作用。
自1931年发明第一台透射电子显微镜以来，经过半个多世纪的发展，透射电子显微镜（TEM）的分辨本领已达到 1.5～2Å，几乎能分辨所有的原子。
此后，相继出现了能直接观察样品表面立体结构的扫描电子显微镜（SEM），能进行活体观察的超高压电镜（HVEM），能在观察样品形态结构的同时进行微区化学成份及结构分析，灵敏度达到10-20g的分析电镜（AEM）和兼有扫描电镜。
透射电镜以及探针显微分析仪的多功能的扫描透射电子显微镜（STEM）等各种类型的电子显微镜。
电子显微镜技术的发展不仅表现在仪器本身性能的高度完善和种类的明显增多上，还突出地反映在与其相应的各种样品制备和应用技术上。
人们从常规的超薄切片技术开始，研究出了各种各样的技术方法，例如能增加样品反差的金属投影技术，能用透射电镜观察样品表面结构的复型技术，便于观察微小颗粒材料的负染色技术。
能暴露出样品内部结构的冷冻断裂和冷冻复型技术，能进行生物合成、转移定位研究的电镜放射自显影技术，利用抗原抗体相互作用特异性结合为基础的免疫电镜技术，利用特异的化学反应产生细胞化学产物（不溶性电子致密沉淀物）来识别和定位的电镜细胞化学技术。
用来分析各种不同组织细胞中存在的元素的微区成份分析技术。
电镜下中心粒的超微结构
电镜下中心粒的超微结构
微观粒子，又称为中心粒，可用电镜观察其超微结构。
电镜是一种微小物质形态结构的显微工具，由一台显微镜和一个显微镜头共同组成。
当细胞中的特定结构，包括中心粒，通过电镜观察时，它们实际上是通过电子探针扫描计算机技术来显示的。
电子显微镜是非常灵敏的，可以清楚地查看中心粒的构造和形状。
中心粒是一种圆形的粒子，其直径介于200-600纳米之间。
其表面构造被定义为一种特殊的超微结构，它由许多不同种类的小片、层状结构组成，如多面体、片状、杆状、管状等。
电镜下的中心粒具有许多不同的功能，主要由多种有机分子如蛋白质，核酸，糖类，脂类，硫酸盐和膳食纤维组成。
它们是有机物质，以及细胞各种特定有机复合物中的一种，有助于存储能量、吸收营养、转化氧化物，抵抗感染、促进细胞再生和适应不断变化的环境。
总之，电镜下观察中心粒可对其结构和功能有更深刻的了解。
因此，研究中心粒的超微结构和功能，对于了解细胞的基本机制，优化人体健康和防治疾病来说至关重要。
细胞膜结构和功能的研究方法
细胞膜结构和功能的研究方法细胞膜是细胞的外层结构，是细胞和外界进行交流的介质，具有重要的生物学功能。
细胞膜的结构和功能一直是生物学研究的关键点之一。
本文将介绍细胞膜结构和功能的研究方法，包括电镜、荧光显微镜、膜蛋白质体外表达和单细胞荧光成像技术。
一、电镜电镜（electron microscopy）是一种高分辨率的显微镜，能够突破光学显微镜的分辨率限制。
电镜可以直接观察细胞膜的超微结构和分子组成。
目前电镜分为传统电镜和冷冻电镜两种。
传统电镜需要对细胞样品进行化学固定和加工处理，这种方法虽然能够保留细胞样品的内部结构，但可能会对细胞膜的超微结构产生破坏。
冷冻电镜则可以避免细胞样品的固定和加工处理，将样品快速冷冻后进行观察。
冷冻电镜可以直接观察细胞膜的天然状态和生物分子的空间构型。
但是由于冷冻过程中产生的水晶冻伤可能会影响细胞膜的结构和分子组成。
二、荧光显微镜荧光显微镜（fluorescence microscopy) 可以根据分子的荧光特性直接观察活细胞和组织的生物分子分布和动态过程。
荧光显微镜可以帮助研究人员了解细胞膜的生物分子的分布和运动过程，包括膜蛋白、脂质、糖等。
荧光标记的分子需要特定的荧光染料，不同的荧光染料对不同的生物分子有选择性的染色。
对不同的荧光染料需要选择不同的激发光源和荧光滤波器，以获得最佳的荧光信号。
荧光显微镜的不足之处是分辨率较低，有限制的穿透深度和荧光信号可能会发生褪色，因此需要适当配合其他的方法使用。
三、膜蛋白质体外表达技术膜蛋白质体外表达技术（in vitro expression）是人工合成膜蛋白的一种方法，可以为研究细胞膜的蛋白质功能提供方便和可控性。
这种技术可以在没有细胞的环境下合成膜蛋白，并获得比较高纯度的蛋白质样品。
膜蛋白质体外表达技术通过特定的重构膜蛋白的矢量和表达体系进行合成。
合成的膜蛋白质可以用于各种生物学和生物化学的实验研究，包括蛋白质纯化和结构解析，功能研究等。
透射电镜线粒体形态
透射电镜线粒体形态透射电镜下的线粒体形态呈现出独特的结构和特征。
以下是关于透射电镜下线粒体形态的1000字描述：在透射电镜下，线粒体呈现出一种独特的双层膜结构。
这种结构由外至内可以分为两个主要部分：外膜和内膜。
外膜是线粒体的最外层，厚度约为5-6纳米，由磷脂蛋白质组成，且膜上有许多酶和载体蛋白，这使得线粒体具有较高的通透性。
内膜是线粒体的第二层，厚度约为3-4纳米，主要由磷脂和蛋白质组成。
内膜向线粒体内折叠形成线粒体内膜嵴，这些嵴可以增加线粒体内膜的表面积，有助于提高线粒体的代谢效率。
在透射电镜下，线粒体内膜呈现出清晰的嵴状结构，这些嵴状结构是线粒体进行有氧呼吸和产生能量的主要场所。
在线粒体内膜上，还可以观察到许多电子致密颗粒，这些颗粒被称为线粒体基质颗粒。
这些颗粒是线粒体内膜向内折叠形成的，是线粒体基质中酶复合体的组成部分，参与有氧呼吸的氧化过程。
在透射电镜下，线粒体基质呈现出一种致密的电子云状结构。
这是由于线粒体基质中含有大量的酶和辅助因子，这些物质在电子显微镜下呈现出电子致密性。
线粒体基质的主要功能是参与有氧呼吸的第三阶段，进行氧化磷酸化反应，产生ATP （腺嘌呤核苷三磷酸）等高能磷酸化合物。
此外，在透射电镜下，还可以观察到线粒体的其他特征。
例如，线粒体具有一个特殊的开口结构，称为线粒体大通道。
这种通道可以促进分子和离子在膜内外之间的交换。
此外，线粒体还具有一个双层膜结构，这种结构使其成为一个半自主细胞器，具有一定的遗传和代谢功能。
除了上述结构特征外，透射电镜还可以揭示线粒体的功能特点。
例如，线粒体在能量代谢过程中起着至关重要的作用。
它们通过氧化磷酸化过程产生ATP，为细胞的生物活动提供能量。
此外，线粒体还参与其他重要的代谢过程，如脂肪酸氧化、氨基酸合成等。
另外，透射电镜也常被用于研究线粒体的病理变化。
例如，在某些疾病中，如阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病，以及心肌梗死、肝炎等心血管和肝脏疾病中，可以观察到线粒体的形态和功能异常。
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线粒体的半自主性
60年代，线粒体基质中分离出DNA (mtDNA)➙具有 独立的遗传体系； 虽能合成蛋白质，但翻译体系都是由核基因编码， 在细胞质中合成后，再定向转运到线粒体； 线粒体的转录和翻译过程完全依赖于细胞核的遗传 装置，即线粒体的半自主性。
细胞色素氧化酶（3）、细胞色素bc1复合体（1）、 ATP酶（4）、核糖体小亚单位（1）。
中间纤维的结构
第七章 病毒的超微结构
病毒是一类非细胞形态的介于生命与非生 命形式之间的物质。 主要特征：
– 个体微小，必须用电镜才能看见； – 仅具有一种类型的核酸，或DNA或RNA，没有 含两种核酸的病毒； – 专营细胞内寄生生活； – 具有受体连结蛋白，与敏感细胞表面的病毒受 体连结，进而感染细胞。
线粒体的超微结构（2）
内膜 （inner membrane）：
– 含100种以上的多肽；
–通透性很低，仅允许不带电荷的小分子物质通 过，大分子和离子需要特殊的转运系统；
–氧化磷酸化的电子传递链位于内膜； –内膜向线粒体基质褶入形成嵴（cristae），扩 大内膜表面积（达5-10倍）；
– 标志酶为细胞色素C氧化酶。
7.流感病毒（丝状有被膜）
谢 谢！
1.病毒的结构
10-30nm之间。 结构简单，由核酸（DNA或RNA）芯和蛋白 质衣壳（capsid）所构成。 衣壳有保护病毒核酸不受酶消化的作用。
核酸和蛋白质的装配形式：
– 二十面体对称 – 螺旋对称 – 复合对称
2.脊髓灰质炎病毒
3.烟草花叶病毒
4.疱疹性口炎病毒
5.人类天花病毒
6.T4噬菌体
微管组织中心：
– 微管进行组装的区域； – 着丝粒、中心体、基体等。
微管的结构
A fluorescently stained image of cultured epithelial cells showing the nucleus (yellow) and microtubules (red)。
微管的功能
支架作用：确定膜性细胞器的位置； 细胞内运输： – 驱动蛋白（kinesin） – 动力蛋白（dyenin），两者均需ATP提供能 量。 形成纺锤体：细胞分裂中牵引染色体到达分裂 极。 形成一些特殊结构，如轴突、纤毛、鞭毛等。
（三）中间纤维(intermediate filament)
由肌动蛋白(actin)组成，直径约7nm； 分为3类：α分布于各种肌肉细胞中，β和γ分 布于肌细胞和非肌细胞中。 微丝、微丝结合蛋白、肌球蛋白（myosin） 三者构成化学机械系统，利用化学能产生机 械运动。 微丝确定细胞表面特征，使细胞能够运动和 收缩。
微丝的超微结构
肌肉的组成
肌肉➙肌原纤维➙ 粗肌丝和细肌丝； 细丝主要由肌动蛋 白、原肌球蛋白和 肌钙蛋白组成； 粗丝主要由肌球蛋 白组成。
培养的上皮细胞中的应力纤维（微丝红色、微管绿色）
概 述
细胞骨架（cytoskeleton）：是指真核细胞中 的蛋白纤维网络结构。 胞质骨架：
– 微丝 – 微管 – 中间纤维
广义：还包括核骨架（核纤层）和细胞外基质， 形成贯穿于细胞核、细胞质、细胞外的一体化 网络结构。
（一）微丝 microfilament
(TEM x190,920)
线粒体的功能
细胞能量代谢中心：三羧酸循环，氧化磷酸化和 脂肪酸氧化等重要的能量代谢过程均发生在线粒 体中； 合成ATP： –细胞所需能量的约95%由线粒体以ATP的方式提 供； –糖、脂肪和氨基酸彻底氧化，电子经过一系列 的传递，传至氧分子，逐级释放能量。 合成蛋白质：基质具有一套完整的转录和翻译体 系。
–线粒体有1000多种蛋白质。
线粒体的增殖-已有线粒体的分裂
1 2
3 1. 线粒体分裂 2. 狗心肌细胞线粒体 3. 新生鼠肝细胞线粒
四、溶酶体（lysosome）
溶酶体：单层膜围绕、内含多种酸性水解 酶类的囊泡状细胞器。
具有异质性，标志酶为酸性磷酸酶。 其主要功能是进行细胞内消化。
– 初级溶酶体（primary lysosome）
3.残体
后溶酶体； 已失去酶活性，仅留 未消化的残渣； 可通过外排作用排出 细胞，也可能留在细 胞内逐年增多，如肝 细胞中的脂褐质 。
五、过氧化物酶体 （peroxisome）
又称微体（microbody）； 直径约0.2~1.5um，通常为0.5um； 单层膜围绕而成 ； 共同特点是内含一至多种依赖黄素（flavin） 的氧化酶和过氧化氢酶（标志酶）。
人肝细胞过氧化物酶体
过氧化物酶体的功能
氧化酶将底物氧化后，生成过氧化氢。
RH2+O2→R+H2O2
过氧化氢酶又可以利用过氧化氢，将其它底物 （如醛、醇、酚）氧化。
R′H2+H2O2→R′+2H2O
参与脂肪酸的β氧化； 解毒作用 ：
– 饮入的酒精有1/4是在过氧化物酶体中氧化为乙醛
第六章 细胞骨架
电子显微镜教程
细胞的超微结构及功能
2005.3
三、线粒体 mitochondrion
线粒体的超微结构
可溶性ATP酶 位于线粒体嵴膜
线粒体内外膜的接触点
线粒体的超微结构（1）
通常分布在细胞功能旺盛的区域。
超微结构：分为外膜、内膜、膜间隙和基 质四部分。 外膜 (out membrane)：
–含40%的脂类和60%的蛋白质，具有孔蛋白 （porin）构成的亲水通道，1KD以下的分子可 自由通过。标志酶为单胺氧化酶。
线粒体的超微结构（3）
膜间隙(intermembrane space)：
–内外膜之间的腔隙，腔隙宽约6-8nm。 –标志酶为腺苷酸激酶。
基质（matrix）：
–内膜和嵴包围的空间。 –催化三羧酸循环，脂肪酸和丙酮酸氧化的酶类 均位于基质中， –标志酶为苹果酸脱氢酶。
Muscle Cell Mitochondrion
– 次级溶酶体（secondary lysosome）
– 残体（residual body）
1.初级溶酶体
•直径约0.2~0.5um，膜厚7.5nm； •含有多种水解酶，但没有活性；
•酸性水解酶，反应的最适PH值为5左右。
2.次级溶酶体
•正在进行或完成消化作用的溶酶体，即消化泡 ； •内含水解酶和相应的底物； •可分为异噬溶酶体和自噬溶酶体，前者消化的物质来自 外源，后者消化的物质来自细胞本身的各种组分。
直径10nm左右，介于微丝和微管之间。 最稳定的细胞骨架成分。 使细胞具有张力和抗剪切力，起支撑作用。 中间丝可分为五种，各由不同蛋白质构成。
角蛋白、结蛋白、胶质原纤维酸性蛋白、 波形纤维蛋白、神经纤丝蛋白 • 具有组织特异性，不同类型细胞含有不同IF。
• 细胞中通常含有一种中间纤维，少数细胞含有2种以上。 • 肿瘤细胞转移后仍保留源细胞的IF。
• A带（暗带）只有粗肌丝。 • I带（明带）：只含细肌丝。 • Z线：I带中央有一色深的线，每一细肌丝一端游离， 一端附于Z在线。
（二）微管（microtubule）
管状结构，直径22~25nm； 微管蛋白二聚体➙原纤维； 13 条原纤维形成微管。
– 微管蛋白二聚体由结构相似的α和β球蛋白构成。