《细胞生物学实验》教学大纲. - 兰州大学生命科学学院..doc

课程编号:课程名称: 选修类型: 实验学时: 总学分：1考核方式:开课时间:适合专业:《细胞生物学实验》教学大纲细胞生物学小实验 必修课 36实验操作+实验报告+考试第四学期生命学院全部专业细胞生物学实验（第三版）,王崇英、高清祥主编，2011,高等教育出版社一、 本课程的性质和任务本课程为生物学各专业的必修基础课之-一，主要从整体、显微、分子水平观察细 胞的基本形态结构，将课堂讲授的细胞生物学的基础知识、基本概念和基本理论与 实际相结合，同时进行一些相对简单的实验技术的操作，培养学生的相关实验操 作技能和初步独立进行科学研究的能力。

总体来说包含三个部分：光学显微镜的使用、细胞器的定位与观察及动植物细胞 染色体行为。

二、 教学要求与教学方法1. 学生动手观察为主，老师讲解注释为辅。

2. 实验从第二周开始，每次3学时，部分实舱整合在-•起完成。

3. 要求1人1组，独立完成。

4. 要求分期实验报告，并入最终成绩。

三、教学学时分配和安排周次 实验内容学时第1周 普通光学显微镜与高尔基体、中心体的观察 3 第2周液泡及线粒体的活体染色与观察3第3周相差显微镜与细胞核的活体观察3第4周荧光显微镜与叶绿体的活体观察3第5周细胞骨架一微管、微幺幺的荧光定位3第6周细胞的生死状态鉴定与细胞凋亡3第7周小鼠腹腔巨噬细胞吞噬功能检测3第8周小鼠睾丸染色体标本的制备3第9周植物根尖的压片及有税分裂过程观察3第10周植物花为的压片及减数分裂过程观察［3第11周植物花药的压片及减数分裂过程观察II3第12周报告基因的细胞水平观察，考试3实验一普通光学显微镜的原理与使用U|＞教学内容和要求［目的要求］理解普通光学显微镜的机械系统和光学系统的结构组成及其工作原理；熟练掌握普通光学显微镜的使用方法并进行实际操作；了解高尔基体、中心体的形态结构和分布特点。

［实验原理］普通正置显微镜的构造：机械部分、照明部分和光学放大。

［教学内容］了解普通光学显微镜的构造，掌握显微镜的使用方法和保养措施；观察和了解高尔基体、111心体的形态结构和分布特点。

［实验材料和用品］显微镜，玻片标本，香柏油，混合液，棉花。

实验二液泡及线粒体的活体染色与观察［目的要求］观察和了解活细胞内液泡和线粒体的形态结构与分布特点。

［实验原理］詹纳斯绿B (Janus green B)可专,性地对线粒体进行活染,这是由于线粒体内细胞色素氧化酶系的作用，使染料始终保持氧化状态(即有色状态)，呈蓝绿色。

中性红(neutral red)对液泡和溶酶体的染色具有专•性，将活细胞中的液泡和溶酶体染成红色。

［教学内容］用詹纳斯绿B对口腔细胞线粒体进行活染并观察；用中性红对植物根尖液泡活染并观察。

［实验材料和用品］植物根尖，显微镜，詹纳斯绿B,中性红染液。

实验三相差显微镜与细胞核的活体观察［目的要求］了解相差显微镜的成像原理，熟练掌握相差显微镜的操作，对同一视野下的活细胞进行普通及相差显微镜下的观察比较。

［实验原理］相差显微镜能观察到透明样品的细节，适用于对活体细胞生活状态下的生长、运动、增殖情况及细微结构的观察。

［教学内容］熟悉和差显微镜的结构和使用方法；用和差显微镜观察未染色的洋葱表皮细胞的细胞壁和细胞核特征。

［实验材料和用品］洋葱，相差显微镜。

实验四荧光显微镜与叶绿体的活体观察［目的要求］了解荧光显微镜的成像原理，熟练掌握荧光显微镜的操作。

在荧光显微镜下观察植物叶绿体的自发荧光。

［实验原理］荧光显微镜利用物质发出的荧光来成像。

细胞的有些物质成分不经过染色就能发出荧光，称为IH发荧光，如植物细胞的叶绿素。

［教学内容］熟悉荧光显微镜的结构和使用方法；用荧光显微镜观察绿色植物叶片的叶绿体分布和特征。

［实验材料和用品］植物叶片，荧光显微镜。

实验五细胞骨架一微管、微丝的荧光定位［目的要求］掌握微管的间接免疫荧光显微技术和微幺幺直接荧光标记定位的原理和方法；观察微管和微幼•在培养细胞中的形态及分布方式。

［实验原理］本实验采用人的微管蛋白单克隆抗体作为第一抗体与细胞内的微管蛋白结合，再使用FITC标记的山羊抗小鼠二抗与一抗结合，最终在荧光显微镜下即可观察到微管的存在状态。

鬼笔环肽(phalloidin) 与聚合的微幺幺具有强亲和力，可抑制微•丝的解聚，使微丝•保持稳定状态。

因此用荧光标记物标记的鬼笔环肽染色在荧光显微镜下可以清晰的显示细胞内微冬•的分布。

［教学内容］用抗体标记培养细胞的微管、用鬼笔环肽对微税进行染色，荧光显微镜下观察细胞骨架。

［实验材料和用品］细胞爬片，COa培养箱，倒置显微镜，荧光显微镜，微量加样器, 小鼠抗人tubulin的单克隆抗体，FITC标记的山羊抗小鼠的荧光二抗，鬼笔环肽。

实验六细胞的生死状态鉴定与细胞凋亡［目的要求］掌握鉴定细胞生活状态的不同染色方法及细胞的状态特征，了解凋亡细胞的形态学特征。

［实验原理］台盼蓝是一种阴离子型染料，不能透过完整的细胞膜，所以经台盼蓝染色后只能使死细胞着色，而活细胞不被着色。

叶嚏橙/漠化乙锭(AO/EB)双染法也可鉴别死活细胞。

A0能透过质膜完整的细胞，嵌入细胞核DNA,使之发出明亮的绿色荧光;EB仅能透过质膜受损的细胞, 嵌入核DNA,发橘红色荧光。

细胞凋亡时发生独特的形态变化，主要表现在：细胞体积缩小，染色质凝集并边缘化，细胞膜完整，但出现发泡现象，凋亡晚期可见膜泡从细胞表面脱落形成凋亡小体。

［教学内容］用不同染料对培养细胞进行染色，观察活细胞和死细胞的染色区别。

用经药物诱导发生凋亡的培养细胞进行形态学观察。

［实验材料和用品］HL-60细胞，普通显微镜，荧光显微镜，离心机，微量移液器, 台盼蓝、旷很橙、浪化乙锭染液。

实验七小鼠腹腔巨噬细胞吞噬功能检测［目的要求］掌握小鼠腹腔巨噬细胞体外吞噬异物能力的测定方法；观察机体的非特异性免疫现象；掌握小白鼠腹腔注射给药和小白鼠腹腔巨噬细胞分离方法。

［实验原理］侵入机体的病原微生物或其它异物能招引组织中的巨噬细胞，后者细胞膜凹陷伸出伪足包围异物，并发生胞吞作用形成吞噬泡，继而巨噬细胞质中的溶酶体与吞噬泡融合，消化分解异物。

［教学内容］首先给小鼠腹腔提前注射含有台盼蓝染料的淀粉肉汤，隔天再腹腔注射鸡红细胞作为异物颗粒，断椎脱臼处死小鼠并剪开腹腔吸取腹腔液进行吞噬观察。

［实验材料和用品］小鼠，1%鸡红细胞，6%淀粉肉汤，4%台盼蓝(Trypan blue),: 显微镜、注射器、滴管、剪刀、镶子。

实验八小鼠睾丸染色体标本的制备［目的要求］掌握动物生殖细胞减数分裂过程及各个时期形态特点，掌握小鼠睾丸减数分裂标本的制备过程。

［实验原理］睾丸是雄性生殖细胞发育和成熟的部位，是产生精子的器官。

睾丸内的曲细精管从外到内分布有精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞以及成熟的精子。

取睾丸将曲细精管内的细胞冲出后固定，然后制片染色，可以观察到动物生殖细胞减数分裂的不同时相。

［教学内容］断椎脱臼处死小鼠并剪开腹腔取睾丸，破碎离心制细胞悬液，滴片Giemsa染色后进行不同类型生殖细胞的观察，包括精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞和精子。

［实验材料和用品］雄性小鼠，Giemsa染液，显微镜，离心机，水浴锅，酒精灯。

实验九植物根尖的压片及有丝分裂过程观察［目的要求］学习并掌握常规压片法制备植物染色体标本的基本原理和方法；观察植物细胞有丝分裂过程，11染色体的形态特征及染色体动态行为变化。

［实验原理］有丝•分裂(mitosis)是高等真核生物细胞分裂的主要方式。

其特点是细胞通过有丝•分裂装置或纺锤体将遗传物质精确地等分到两个子细胞中去，以保证细胞在增殖的过程中保持遗传稳定。

传统上，人们将有丝分裂过程划分为前期、前中期、中期、后期、末期和胞质分裂6 个时期。

前5个时期是一个先后连续的核分裂过程，胞质分裂则相对独立。

［教学内容］取植物生长旺盛的分生组织，如根尖、茎尖、愈伤组织等，经过水解软化细胞壁后进行压片、或经过酶解和低渗处理制成细胞悬液进行滴片，在普通光学显微镜下观察细胞内的有丝分裂图像。

［实验材料和用品］青株根尖，混合酶液，卡宝品红染色液，显微镜。

实验十植物花药的压片及减数分裂过程观察［目的要求］掌握制备植物细胞减数分裂标本的压片技术；了解高等植物细胞减数分裂过程，观察染色体的动态变化；学会区分植物细胞减数分裂的各个不同时期。

［实验原理］减数分裂(meiosis)在遗传上具有重要意义，在分裂过程中包含有同源染色体的配对、交换、分离和非同源染色体的由组合，是生物遗传和变异的细胞学基础。

在适半的时候采集植物的花蕾，挤出花粉母细胞后直接染色并压片后制成减数分裂标本，在显微镜下观察可以看到花粉母细胞减数分裂的各个时期，研究染色体在形态和数量上的动态变化特点。

［教学内容］用百合花药切片.对减数分裂各个时期的形态特点进行讲解；采集不同植物的花蕾，挤出花粉母细胞进行固定和染色，显微镜下进行减数分裂各个时期的观察，掌握时期观察。

［实验材料和用品］百合花药切片，开花植物花蕾，卡宝品红颜色液，显微镜。

实验十一报告基因的细胞水平检测［目的要求］熟悉GUS报告基因的技术原理，了解其在细胞水平上的原位检测方法。

［实验原理］GUS基因存在于E cQ.等-些细菌的基因组内，编码昨葡糖醛酸酶, 以B-葡萄糖昔酸酯类物质作底物，其反应产物可用分光光度，荧光和组织化学的方法检测。

其中组织化学法催化的底物是X-gluc,产物为蓝色化合物，该方法可观察到外源基因在特定器官，组织，甚至单个细胞内的表达情况。

［教学内容］对GUS染色的技术原理进行讲解，对转基因材料进行GUS检测。

［实验材料和用品］转GUS基因材料，GUS染色液，显微镜。