细胞形态结构观察技术
细胞形态结构的观察与显微测量
实验一细胞形态结构的观察与显微测量一、实验目的：1．熟悉动物细胞、植物细胞的基本形态结构2．掌握临时装片的制作方法3．掌握显微测量的原理和方法4．掌握生物绘图的方法。
二、实验原理：细胞是生物体结构功能的基本单位，其形态与功能相适应。
不同类型的细胞具有不同的大小、形态和结构，以适应其功能。
通过制作临时装片，可以观察很多细胞的结构，并借助测微尺测量细胞直径，进而获得细胞的体积。
三、实验仪器、试剂及材料：仪器：光学显微镜（台/人），载玻片、盖玻片（4套/人）、测微尺剪刀（1把）、镊子（1把）、牙签（50根）、滴管（个/组）试剂：1%碘液、瑞特染液（如果观察血细胞，则需瑞特染液）材料：洋葱、红辣椒、紫色落葵（或紫罗兰）、血细胞悬液、口腔上皮细胞四、实验步骤：1．洋葱鳞茎表皮细胞的观察在载玻片中央滴一滴1%碘液用剪刀在洋葱鳞茎叶内表面画一个1mm2的方框用镊子撕下表皮在碘液中铺平盖上盖玻片用吸水纸吸去多余碘液（也可帮助排除气泡）显微镜下观察（同法制红辣椒表皮细胞装片）2．人口腔黏膜上皮细胞的观察在载玻片中央滴一滴1%碘液用牙签刮取上皮细胞在1%碘液中搅动分散细胞染色1分钟盖上盖玻片观察3．血细胞观察（见细胞生物学实验教程：第9页）在载玻片右端滴一滴血细胞稀释液用另一张载玻片以30~45度角（两玻片夹角）推移血液成均匀薄膜滴一滴瑞特染液染色3分钟自来水洗掉染液，晾干观察4．显微测量（1）原理：测微尺由目镜测微尺和镜台测微尺组成，目镜测微尺位于目镜内，为玻璃圆片，上有一条带刻度的直线，精确度较镜台测微尺的低；镜台测微尺是一块载玻片，中央圆形区域内有一带刻度的直线，精确度较目镜测微尺高。
（2）测量：A、将镜台测微尺放入载物台上，转动目镜，使二者平行。
选择一处让二者重合，然后向右侧寻找再次重合处，记下二者的数值，并按照目镜测微尺和镜台测微尺的精度关系换算目镜测微尺每小格实际代表的刻度值。
B、将镜台测微尺取下，换上洋葱表皮细胞、口腔黏膜上皮细胞、血细胞涂片，用目镜测微尺测量出其长度和宽度。
细胞生物学第三章细胞生物学研究方法知识讲解
利用放射性标记技术研究生物大分子 在细胞内的合成动态
步骤
– 适宜的放射性前体分子标记机体或细胞 – 常规制片 – 暗室敷乳胶(核子乳胶3-10m) – 暗盒暴光或自显影 – 显影、定影、观察
与显微自显影区别
敷胶要单层晶体 暴光时间长
定量细胞化学分析技术
细胞显微分光光度术(Microspectrophotometry) 利用细胞内某些物质对特异光谱的吸收， 测定这些物质(如核酸与蛋白质等)在细胞 内的含量 包括： 紫外光显微分光光度测定法 可见光显微分光光度测定法 BACK
0.2 m
电子显微镜技术(Electro microscopy)
0.2nm
扫描探针显微镜(Scanning Probe Microscope)
3nm, 0.7nm
扫描遂道显微镜 (scanning tunneling microscope)
（侧0.1-0.2，纵0.001nm）
BACK
光学显微镜技术
自发荧光(叶绿素)、诱发荧光(酸性品红、甲基 绿、吖啶橙)
优点：
– 多种成分定位 – 只有激发荧光可成像，敏感度高 – 染色简便 – 标本呈彩色图像 – 固定细胞和活细胞
数字成像显微技术
图像后期处理，提高信/噪比、放大信号 摄像机和计算机 原理：摄取同一区域多幅图像，信号经
计算机放大、假信号减弱或消除
BACK
扫描遂道显微镜原理
量子力学中的隧道效应，即在低电压下，二电 极之间具很大阻抗，阻止电流通过(势叠)
当二电极间近到一定距离时，电极间产生了电 流(隧道电流)，且Iexp(-2Kd)，d为针尖与样品 间距离，K为常数，d转化为I的函数而被测定
扫描探针与样品接触或达到很近距离时，即产 生彼此间相互作用力，并在计算机显示出来，从 而反映出样品表面形貌信息、电特性或磁特性等
实验一细胞形态结构的观察和普通光学显微镜的使用
实验一细胞形态结构的观察和普通光学显微镜的使用引言：细胞是生命的基本单位，具有复杂的结构和功能。
观察细胞的形态结构对于深入了解生命的本质和进行生物学研究至关重要。
本实验的主要目的是通过使用普通光学显微镜观察和学习细胞形态结构的观察方法。
一、实验方法1.收集样本：从鲜植物叶片中切取小型组织样本，并将其放入显微片中。
2.准备显微片：在显微片上滴加一滴蒸馏水，然后放置样本在蒸馏水上。
3.制备盖片：将一个玻璃盖片轻轻放置在样本上方。
4.准备显微镜：打开普通光学显微镜，并将显微镜调整到最佳聚焦状态。
5.放置显微片：将显微片放入显微镜的样本托盘中，并将其轻轻固定。
6.观察样本：通过调节目镜的焦距和光源的亮度，观察样本并记录所见。
7.绘制图表：根据观察结果，绘制细胞形态结构图表。
二、实验结果1.观察细胞膜：通过放大镜镜头观察细胞膜，可以看到细胞膜呈现出一个薄膜状的结构。
细胞膜起着维持细胞形态和保护细胞内部结构的作用。
2.观察细胞核：通过调整镜头的焦距和光源的亮度，可以清晰地观察到细胞核在细胞质中的位置。
细胞核通常呈圆形或卵圆形，具有较深的染色质和一个明亮的核仁。
3.观察细胞质：细胞质是细胞核周围的液体，其中包含着细胞器如线粒体、内质网、高尔基体等。
通过调整显微镜的焦距和光源的亮度，可以清楚地看到这些细胞器。
4.观察细胞壁：在观察植物细胞时，可以通过增加显微镜的放大倍数来观察到细胞壁。
细胞壁是细胞外的一个多层结构，可以提供细胞的支持和保护。
三、实验讨论1.细胞形态结构的观察需要适当的样本处理：使用新鲜的样本可以提供更清晰的显微观察结果，因此，在进行实验前最好收集到新鲜的细胞样本。
2.调整显微镜的焦距和光源亮度是关键：观察细胞结构需要将显微镜调整到最佳的聚焦状态，并调节光源的亮度，以确保能够看到细胞结构的细节。
3.多个角度观察样本可以提供更全面的结果：在实验中，可以从不同的角度观察样本，以获得更全面的细胞形态结构信息。
细胞形态结构的观察
细胞形态结构的观察细胞是生物体的基本结构和功能单位，细胞形态结构对于了解细胞的功能和机制至关重要。
通过观察细胞的形态结构，可以揭示细胞内各种器官的位置和组织，分析和解释细胞的活动和功能。
细胞形态结构的观察主要依靠光学显微镜和电子显微镜等仪器。
光学显微镜是一种常用的观察细胞的工具，它可以将细胞和细胞器放大约1000倍，使其能够清晰可见。
而电子显微镜（电镜）利用电子束而不是光束，可以将细胞放大到更高倍数，揭示更细微的结构。
首先，观察细胞的外部形态。
在光学显微镜下，通常先使用简单染色方法，如墨汁染色或甲醛固定染色，使细胞更容易观察。
细胞的外表观察可以看到细胞的形状、大小和胞质的分布。
细胞的形状可以是圆形、椭圆形或不规则形，大小则取决于细胞的种类和状态。
胞质的分布通常会有一些特殊的结构，如细胞质网、液泡、线粒体等，可以对细胞的功能进行初步推断。
其次，观察细胞内部结构。
在光学显微镜下，可以观察到一些细胞器的大致位置和形态。
例如，可以看到明显染色的细胞核，形状为椭圆形或圆形，核内有一个或多个核仁。
在细胞质中，还可以看到细胞质网的分布情况，通常呈现出较为均匀的薄膜状结构。
其他常见的细胞器如线粒体、高尔基体、液泡等，也可以通过光学显微镜初步观察到。
然而，光学显微镜的分辨率受限，对于更细微的细胞结构的观察不够清晰。
这时就需要使用电子显微镜进行观察。
电子显微镜的分辨率可以达到纳米级，可以观察到细胞内更细微的结构。
在电子显微镜下，细胞可以进一步放大和清晰显示。
例如，可以观察到细胞核的染色质细丝和核仁的结构，观察到细胞质网的具体形态和分布，观察到线粒体内膜的褶皱形态等。
细胞形态结构的观察不仅仅是为了揭示细胞的形状和结构，更重要的是为了理解细胞的功能和机制。
通过观察细胞形态结构，可以推测细胞内的器官和结构的功能。
例如，观察到大量线粒体的存在，可以推测该细胞需要大量能量供应，因为线粒体是能量的产生者；观察到细胞质网的发达，可以推测该细胞对物质的合成和运输需要较高的能力。
细胞形态学研究方法及应用
细胞形态学研究方法及应用细胞形态学是研究细胞形态、结构和功能的学科，是现代生物学领域中至关重要的一部分。
随着科学技术的不断进步，研究人员不断开发出各种先进的方法来更深入地了解细胞的结构和功能，并将这些方法应用于医学、生物学和生物工程等领域。
一、光学显微镜光学显微镜是最基本的细胞形态学研究工具之一。
通过透射或反射光学系统观察标本，可以清晰地观察到细胞的形态和结构。
近年来，随着荧光显微镜技术的发展，研究人员可以利用荧光标记技术观察细胞内特定分子的位置和运动，从而更深入地研究细胞功能。
二、电子显微镜电子显微镜是一种分辨率更高的显微镜，能够观察到细胞内部的超微结构，如细胞器、细胞核和细胞膜等。
透过电子束照射样品，利用电子透镜和电子探测器来获取高分辨率的图像。
电子显微镜为研究细胞的亚细胞结构提供了强大的工具，对于研究细胞器的功能和相互关系具有重要意义。
三、原位杂交技术原位杂交技术是一种用来检测细胞中特定DNA或RNA序列的方法。
通过将标记有荧光或放射性同位素的探针与待检测的细胞样品杂交，可以在细胞内直接观察到目标序列的位置和数量，从而研究基因表达和基因组结构的变化。
四、免疫组化技术免疫组化技术是利用抗体与特定蛋白质结合的原理，通过染色或荧光标记来检测细胞内特定蛋白质的存在和分布。
这种技术可以用来研究细胞的功能、细胞周期和细胞信号传导等重要生物学过程，也常用于临床诊断和治疗。
五、细胞流式仪细胞流式仪是一种高通量的细胞分析技术，可以快速准确地分析大量细胞的形态、大小、表面标记和内部结构等特征。
通过流式细胞仪，研究人员可以对细胞群体进行精细的表征和分选，从而深入研究细胞的功能和代谢状态。
细胞形态学研究方法的不断进步和应用拓展，为人类对细胞生物学的理解提供了强有力的支持。
这些方法的发展不仅推动了基础科学的进步，也为生物医学领域的诊断和治疗提供了新的思路和手段。
随着科学技术的不断发展，相信细胞形态学研究将在更广泛的领域发挥出更多的作用，为人类健康和生命科学的发展作出更大的贡献。
细胞形态观察实验报告
细胞形态观察实验报告
实验名称：细胞形态观察实验
实验目的：观察和描述细胞在不同条件下的形态变化，探究细胞结构与功能之间的关系。
实验材料：
1. 显微镜
2. 盖玻片和载玻片
3. 细胞样本（如洋葱鳞茎表皮细胞）
实验步骤：
1. 准备细胞样本：将洋葱鳞茎表皮取出，用剪刀剪成小块，并放入盖玻片上。
2. 加入适量的水：在盖玻片上滴加适量的水，使细胞样本湿润。
3. 盖上载玻片：将载玻片轻轻压在盖玻片上，使细胞样本被压扁并固定在载玻片上。
4. 准备显微镜：将显微镜放在平稳的桌面上，并打开光源，调节镜头至合适位置。
5. 定位细胞样本：将载玻片放在显微镜的载物台上，并通过调节显微镜的焦距，将细胞样本放在视野中心。
6. 观察细胞形态：通过物镜放大倍数的调节，观察细胞在显微镜视野中的形态特征，并使用目镜进行描述和记录。
实验结果：
在观察洋葱鳞茎表皮细胞时，可以发现细胞呈长方形或多边形的形状，细胞质呈现淡黄色透明，在细胞内可以看到圆形的细
胞核，以及有规律排列的染色体。
实验结论：
细胞的形态特征与其功能密切相关。
例如，洋葱鳞茎表皮细胞的长方形或多边形形状有利于细胞在组织中的紧密排列，增强了细胞层的结构性和保护性。
细胞核则承担着细胞的遗传信息的存储和传递任务。
细胞形态观察实验为我们了解细胞结构和功能提供了重要的参考和依据。
实验一、细胞形态结构的观察和普通光学显微镜的使用
DIC显微镜下的射电子显微镜
莱卡超薄切片机
JEM-1011透射电子显微镜
内质网透射电镜图（伪彩色） 内质网透射电镜图（伪彩色）
冰冻蚀刻电镜照片
10. 扫描电子显微镜
JEOL扫描电子显微镜 JEOL扫描电子显微镜
人类血细胞SEM照片
11. 显微操作技术
2. 显微镜的调节
瞳距调节
屈光度调节
调节
粗调松紧调节旋钮
聚光镜中心调节
②10X物 10X物 镜 ①标 本
③ 孔径 光栏 ⑤ 光轴中心调节 螺钉 ④ 聚光镜升降 旋钮 ③ 视场 光栏
孔径光栏调节
N.A聚=(0.6-0.8)N.A物 = 0 6 8
孔径光栏开度与图象
100%
70%
30%
孔径光栏的运用
四. 注意事项 1.低 高倍镜的使用。 1.低、高倍镜的使用。 2.合轴调节。 2.合轴调节。 合轴调节
五. 实验结果 1.描绘一个兔肝细胞的基本形态结构。 1.描绘一个兔肝细胞的基本形态结构。 描绘一个兔肝细胞的基本形态结构 2.熟练显微镜的调节。 2.熟练显微镜的调节。 熟练显微镜的调节
六. 思考题 比较真核细胞和原核细胞的形态结构及其区别。 比较真核细胞和原核细胞的形态结构及其区别。
实验一 细胞形态结构观察和光学显微镜的使用
一. 实验原理 细胞是生物体的基本结构单位。 细胞是生物体的基本结构单位。构成生物机体的细胞 是多种多样的。要对细胞进行研究， 是多种多样的。要对细胞进行研究，首先要从其形态结构 人手。所以，要借助显微镜的成像及放大原理， 人手。所以，要借助显微镜的成像及放大原理，在显微镜 才能观察到细胞的基本形态结构。 下，才能观察到细胞的基本形态结构。 二.试剂与器械 普通光学显微镜，兔肝细胞玻片标本， 普通光学显微镜，兔肝细胞玻片标本，草履虫玻片标 本。
实验一 细胞形态细胞器的显微结构的观察
2. 显微镜的调节
瞳距调节
屈光度调节
调节
粗调松紧调节旋钮
聚光镜中心调节
②10X物 镜
①标 本
④ 聚光镜升降 旋钮
③ 孔径 光栏
⑤ 光轴中心调节 螺钉
③ 视场 光栏
孔径光栏调节
N.A聚=(0.6-0.8)N.A物
孔径光栏开度与图象
100% 70% 30%
孔径光栏的运用
操作步骤如下:
(1）可变光栏的中心对准聚光镜的中心。如果可变光栏的水 平是固定的，则装配时已保证它与聚光镜合轴，不必调整;如果 可变光栏的水平位置可以移动，则应把可变光栏关到最小，使它 的中心孔对准聚光镜下方的透镜中心。
五、 实验步骤
(一)显微镜的使用 1. 观察前的准备工作
(1)观察者要养成显微镜镜检的工作习惯，观察时要双 眼同时睁开，一边观察一边进行记录或描绘。
(2)观察时所用的材料、药品和各种器具要预先准备好。 (3)显微镜在使用之前应检查一下它的各个部件是否完整
和正常，并对载物台、目镜、物镜以及聚光器上端透 镜进行必要的清洁工作。然后进行合轴调节。
(2) 兔肝细胞苏木精-伊红(H·E·)染色玻片标本的观察
先在干燥系物镜下观察肝小叶的概况，辨认肝细胞，然后用油镜仔细 观察肝细胞的显微结构。注意肝细胞的形状，细胞核和核仁的形状和数 量，细胞核和细胞质的染色区别等。
（二）观察标本
六、注意事项 1.低、高倍镜的使用。 2.合轴调节。
七、实验报告 1.描绘一个所观察细胞的基本形态结构。 2.绘图比较所观察到的不同的细胞形态与结构。 3.简述显微镜的主要结构和操作要领。 4.熟练显微镜的调节。
(2)载物台上放置观察标本，把聚光器上升到它上端透镜平 面稍低于载物台平面的高度，并将它的可变光栏开到最大，用低 倍物镜，进行调焦到能看见标本，可调反射镜使视野得到最亮和 最均匀 的照明，或把光栏关小，最亮的照明区正处在视野的中 央。
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固定
（固定剂，染色剂知识介绍） 固定剂的作用：穿透，固定，保形，防腐 固定剂的选择：P83
细胞内组分的差异染色。 染色剂的选择： Giemsa—染色体桃红色。 本书P84 Feulgen—DNA紫红色，细胞质绿色。鄂P141 吖啶橙—RNA红色，DNA亮绿色。本书P86 苏木精-伊红（HE)—细胞核蓝色，细胞质红色 本书P85 过碘酸席夫—细胞内含糖原区—紫红色。章P58 苏丹红III—细胞内含脂肪区—橘红色。章P59 鬼笔环肽—溦丝染色。章P59 免疫荧光法—溦管染色。章P60 联苯胺+H2O2—过氧化氢体染色。小章P37 詹纳斯绿B—活体细胞线粒体。小章P43
适用：记录细胞或细胞器连续动态变化过程 正常时态连续拍照 缩时逐格拍照 主要装备：倒置显微镜，16mm摄影机，自控 缩时启动拍摄装置。 原理：缩时间隔时间：目标物实际活动时间 X 1/24
影片排成后要求放镜时间
=3600秒 ／10秒
x 1／24=15秒
所以，每隔15秒摄取1张照片。
三、光镜下的固定细胞观察法（组胚，病理）
CCD 的三层结构：上：增光镜片、中：色块网格 下： 感应线路
由微型镜头、马赛克分色网格，及垫于最底层的电子 线路矩阵所组成
5.摄影操作： 胶片相机：p69-74(生物教研室，李相伟） 数码相机：p74-75(同上） CCD图像采集：（病理教研室，姚海涛 实验中心，刘君星）
二、缩时显微摄影术
2.LSCM的主要组成部分及工作原理 ①激光光源:氢离子激光,能同时 / 顺序 / 分别输出紫 外光和可见光
②照明针孔:使激光通过照明针孔后形成点光源, 点光源具有方向性强,发散小、亮度高等优点 ③光束分离器：可将样品经点光源照射所激发的 荧光与其它非信号光线分开，排除非信号光线 干扰，提高分辨率和清晰度。 ④物镜 ⑤焦平面：激光点光源照射标本样品，激发样品 发射荧光，形成焦点光斑，在焦平面处聚焦成 像。
3.荧光显微镜 P67图3-6 适用：观察细胞内天然的荧光物质，如维生 素、脂褐素、核黄素等，也可观察可与 荧光染料结合的细胞组分。 构造特点：与普通光镜比，区别在于用高压汞灯光 源，波长可激发荧光物质产生荧光；滤光片不同。 技巧：观察必须是自发荧光或经荧光染色的标本； 选用效果最好的滤光片；荧光标本易褪色，不能长 期保存，观察操作要迅速，作好记录；仪器的高压 汞灯光源启动后15分钟内不得关闭，关闭后，灯冷 却后方可再起动，否则寿命大减，长时间观察标本 时，需带护目镜。
4.暗视野显微镜 P64图3-5 适用：观察记录活细胞或细胞器的运动轨迹， 提高分辨率 构造特点：只有聚光器不同于普通显微镜，设 有一个中央遮光板使照明光线不能直射。 标本进入目镜，只许标本散射光进入目 镜 技巧：物镜的数值孔径必小于聚光器的数值孔 径；盖玻片，载玻片应清洁无痕；聚光 镜和载玻片之间加香柏油，保证效果。
=。显微摄影术p68
1.概念：显微摄影术是利用显微摄影装置拍摄 显微镜视野中的物象的技术。 2.技术类型： 胶卷相机摄像 （感光底片） 数码相机摄像 （电子数码设备） CCD图像采集 （同上） 三者前期操作一致，后期图像存储形式不 同。
3.感光原理： 1）胶片相机：显微摄影时，光线自标本片的 微小物件射入物镜后，造成一个倒立的放大实 像，经目镜进一步放大后，投射在底片上，使 底片感光而记录下显微镜视野中的物象。 2）数码相机与CCD图像采集原理相同，是以 数字形式用电子设备储存图像，通过数据线将 所拍摄图像传输到电脑上，也可将相机的存储 卡取出，通过读卡器将图像数据传输到电脑上。
第三章
细胞形态结构观察技术
一、活体细胞的观察和摄影技术
1.倒置显微镜：P60图3-3（提问光镜使用注意） 适用：观察贴壁生长的培养中细胞 构造特点：因物镜置于观察标本下方而得名 技巧：调弱光亮度，集光器稍远些， 增大光线反差，对正光轴； 摄影，使观察物稍偏远离焦点，照片 会更清晰。 底片选用正片，反差大
CCD工作方式之一： 当数字相机的快门开启，来自影像的光线 穿过这些马赛克，色块会让感光点的二氧化硅 材料释放电子（负电）与电洞（正电）。经由 外部加入电压，这些电子和电洞会被转移到另 一硅区暂存起来。电子数的多寡和曝光过程光 点所接受的光量成正比。
CCD IMAGE SENSOR外形
彩色CCD的组成结构分图
四、激光扫描共聚焦显微镜技术（实验中心）
1.概念和原理 P76
laster scanning confocal microscope LSCM 激光共聚焦显微镜是20世纪80年代以来发展起来的 一项细胞生物学和高分子材料科学领域的高科技分 析仪器。
其在传统光学显微镜基础上，利用激光作 为光源，经照明针孔可形成点光源照射荧光样品， 所产生的激发光斑被探测器针孔以共轭的形式接收 于同一焦平面上，可通过计算机控制显微镜移动， 以实现在同一焦平面（x-y)上的逐点扫描。计算机 以像点的方式在计算机屏幕上形成图像。 同时，也可沿z轴方向逐渐改变焦平面，完 成对样品厚片不同层面的扫描，进行类似CT断 层扫描的无损伤连续光学切片，经计算机三维重 建处理，可形成观察标本的三维结构图形。
2.相差显微镜 P62图3-4 适用：可增强活细胞同背底反差，帮助看清 细胞的轮廓和细胞内细微结构，如： 核仁、染色质、线粒体等。 构造特点：有两个附加构件： 相差接物镜：其光学系统中有一个光环透镜 相差聚光器：内有数个相位板，使用时与物 镜倍数一致 技巧：细胞培养瓶质地均匀透明较好，最好用塑 料瓶；观察摄影时，瓶壁要擦净；光轴对 正，照明度适宜，摸索试调至最佳
D图像传感器： CCD(charge copled device,感光耦合组件， 类似动物眼睛视网膜。 CCD的组成结构：可分成三部分 上层，聚光镜片（增光镜片） 中层，一个类似马赛克的网络（分色网络） 下层，一层电子线路矩阵（感应线路，是 可记录光线变化的半导体）