细胞生物学试验指导
细胞生物学实验指导

细胞生物学实验指导编者梁亦龙张继承生物信息学院2004年9月前言细胞是一切生物(包括人类)最基本的结构和功能单位。
生命科学中的各个学科领域,甚至非生命科学的许多学科领域中的学者们,越来越多地投入到对细胞生命现象的研究。
细胞是生命的载体,不理解细胞就不理解生命。
在现代生命科学教学中,不设置细胞生物学课,所培养出来的学生就称不上是完全的生命科学家。
在细胞生物学放学中,实验课不可或缺。
实验课的基本任务是,让学生学习细胞生物学基本技术,使他们具有一定的实验操作技能,并培养他们树立独立设计实验的思考观念和进行科研的基本素质。
我们借鉴兄弟院校的经验编写了这本《细胞生物学实验指导》•,供我院开设的各专业选用。
由于我们主客观条件所限,而且编写时间仓促,肯定会有不少缺点和错误,请提出批评意见,帮助我们不断改进教学。
编者梁亦龙2004年9月目录实验是规则与操作要求 (1)实验一细胞形态及大小的观测 (2)实验二相差和暗视野显微镜的原理、使用及标本观察 (5)实验三荧光显微镜原理及应用 (9)实验四电镜参观 (12)实验五植物细胞骨架的显示及光镜观察 (14)实验六人淋巴细胞染色体标本制作 (15)实验七人淋巴细胞姐妹染色体区分染色 (17)实验八碱性磷酸酶的显示 (19)实验九叶绿体的制备及其对染料的还原 (22)实验十人体细胞核型图的制作 (24)实验十一线粒体的分离及活性测定 (27)实验十二联会复合体的染色与观察 (32)实验十三细胞融合 (33)实验十四死、活细胞鉴别 (39)实验十五细胞固定染色法 (41)实验十六早熟染色体凝集(PCC) (43)实验十七细胞同步化 (46)实验十八动物染色体分带技术 (48)实验十九线粒体的显示 (50)实验二十植物愈伤组织培养以及再分化 (52)实验二十一肿瘤细胞培养实验步骤 (57)实验二十二细胞器的分离 (62)实验二十三石蜡切片的制作 (66)实验室规则与操作要求为获得较好的实验结果,避免发生差错与意外事故,特制定以下规则与要求,希望实验者能严格遵守。
细胞生物学实验指导(12生工)

细胞生物学实验教案实验一:特殊显微镜的使用及显微摄影术一、实验目的:1、掌握暗视野显微镜、相差显微镜的原理、构造及其使用方法。
2、掌握显微摄影装置及其操作技术,独立完成显微摄影全过程。
二、实验原理:暗视野显微镜应用丁达尔现象,装配暗示场聚光器,是入射光从聚光器斜向照明被检样品。
暗视野显微镜利用样品的散射光和放射光进行观察,只能观察物体的存在与运动而不能辨清其细微结构。
暗视场照明是照明光线仅照亮被检样品而不能进入物镜,使视场背景暗黑,样品明亮的照明方法。
相差显微镜利用被检物体的光程之差进行镜检,通过衍射和干涉现象,将肉眼看不到的相差,变为明暗的振幅差而能看到。
相差显微镜应用于生物学的主要价值,在于对透明的活体进行直接观察,无需采用是细胞致死的固定和染色的方法。
0lympus BH系列的BHS和BHT型显微镜有摄影装置,通过摄影装置,拍摄显微视场中被检样品。
三、实验仪器与试剂1、材料:洋葱鳞茎、人口腔细胞;2、器材:暗视场显微镜、相差显微镜、Olympus显微镜、活体生物样品、擦镜纸、消毒牙签、镊子、滴管、纱布、吸水纸、载玻片、盖玻片3、试剂:生理盐水(0.9%)、2%碘液、香柏油、二甲苯。
四、实验步骤与方法(一)口腔上皮细胞的制备及染色1、把载玻片和盖玻片擦拭干净;2、用滴管在载玻片的中央滴一滴生理盐水;3、用消毒牙签在自己漱净的口腔内壁轻轻地刮几下;4、把牙签上的碎屑放在生理盐水中轻涮几下;5、盖上盖玻片;6、在盖玻片的一侧滴一滴稀碘液;7、用吸水纸吸引,使染液浸润标本的全部。
(二)洋葱鳞茎内表皮装片制作1、把载玻片和盖玻片擦拭干净;2、用滴管在载玻片的中央滴一滴蒸馏水;3、用镊子撕取洋葱鳞茎内表皮置于蒸馏水中;4、盖上盖玻片;5、在盖玻片的一侧滴一滴稀碘液;6、用吸水纸吸引,使染液浸润标本的全部。
(三)分别用暗视场显微镜和相差显微镜观察(四)显微摄影的使用将装片置于显微摄影镜下,选一清晰的视野进行拍摄并打印出来。
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实验一动物细胞的传代培养一、实验目的1.熟悉细胞培养过程中的无菌操作技术。
2.了解细胞传代培养的基本方法和主要操作步骤二、实验原理细胞培养(cell culture)是指从机体内取出某种组织或细胞,模拟机体内的生理条件使其在体外生存、生长和繁殖的过程。
细胞的体外培养在细胞生物学和医学研究领域有着极为广泛的用途,这一技术已成为研究细胞生理、细胞增殖、细胞遗传、细胞癌变和细胞工程等课题的一项不可缺少的手段。
细胞培养技术的突出优点在于能为研究者提供大量的生物性状相同的细胞作为研究对象,便于人们在体外利用各种不同的方法从不同的角度研究细胞生命活动的规律。
另外,利用细胞培养技术还可使人们较为方便地研究各种物理、化学和生物因素对细胞结构和功能的影响。
细胞培养可分为原代培养和传代培养2种情况。
所谓原代培养(primary culture)是指直接从机体取出组织或细胞后所进行的首次培养。
而传代培养(subculture)是指当原代培养的细胞增殖到一定密度后,将其从原培养容器中取出,以1:2或其他比例转移到另一个或几个容器中所进行的再培养。
传代培养可简称传代。
在体外培养过程中,要使细胞能正常地生长、繁殖,需经常对其进行传代。
传代的累积次数就是细胞的代数。
在从事细胞培养工作时常常会接触到细胞系(cell line)和细胞株(cell strain)这两个容易混淆的概念。
一般认为,细胞系指通过原代培养并经传代后所形成的细胞群体,由于细胞系来源于原代培养,而原代培养物中所含的细胞种类较多,故一个细胞系往往由多个生物学性状不同的细胞群体所组成,而细胞株是利用单细胞分离培养法或克隆形成法从原代培养物或细胞系中选择出的细胞群体,一个细胞株往往具有特殊的生物学性状或标记并可持续存在。
细胞培养是一种程序复杂、条件较多且要求严格的实验性工作。
由于细胞在体外的生长、繁殖会受到温度、营养物质、酸碱度、渗透压及微生物等多种因素的显着影响,故细胞培养工作的各个环节如培养器皿清洗消毒、营养液配制和除菌、pH值调整、温度调节等操作都有严格的要求和规定,特别要注意无菌操作,这是细胞体外培养成败的关键。
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新鲜菠菜。
三、 试剂:
0.35 mol/L氯化钠,0.01%吖啶橙(acridine orange)。
实验方法:
1. 选取新鲜的嫩菠菜叶,洗净擦干后去除叶梗和粗脉,称30 g于 150 ml 0.35 mol/L氯化钠溶液中,装入组织捣碎机。
2. 利用组织捣碎机低速(5000r/min)匀浆3-5 min。
3. 分别在另外8种等渗溶液中进行同样实验(步骤同上)。
实验结果:
将观察到现象列入下表,对实验结果进行比较和分析。
不同低渗溶液下的溶血现象
试管编号 是否溶血 时间 结果分析
1. 10 ml 氯化钠 + 1 ml 稀释羊血
2. 10 ml 氯化铵 + 1 ml 稀释羊血
3. 10 ml 醋酸铵 + 1 ml 稀释羊血
实验结果:
描述并记录实验结果。
实验二 叶绿体的分离与荧光观察
叶绿体是植物细胞所特有的能量转换细胞器,光合作用就是在叶绿体中进行的。由于具有这一重要功能,所以它一直是细胞生物学、遗传学和分子生物学的重要研究对象。叶绿体是植物细胞中较大的一种细胞器,利用低速离心即可分离集中进行各种研究。
实验目的:
(一)原理
气孔复合体由一对保卫细胞(有的有副卫细胞)组成,组成气孔的保卫细胞对光、温度、湿度、CO2等环境因子以及一些植物激素非常敏感。保卫细胞接收信号后,经过胞内信号转导,保卫细胞渗透势变化引起保卫细胞吸水或失水,使气孔开放或关闭,而K+是调节保卫细胞渗透势的重要物质,因此气孔的运动伴随着K+的迁移,如在光下,K+大量进入保卫细胞,渗透势下降,细胞吸水,气孔张开,反之,气孔关闭。
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细胞生物学实验指导细胞生物学的发展总是依赖于技术和实验手段的进步,所以学习细胞生物学的技术和方法至关重要。
实验一普通显微镜及其使用(装片观察)一、目的要求:1、掌握显微镜的构造、油浸系的原理、使用方法、保护要点。
2、参观了解其他各类显微镜。
二、材料:普通光学显微镜及其他显微镜、细菌标本片、香柏油、二甲苯、擦镜纸。
三、方法和步骤:1、介绍普通光学显微镜的构造机械部分:镜座、镜臂、镜筒、转换器、载物台、调焦螺旋。
光学部分:接目镜、物镜、反光镜、聚光器。
2、油镜的原理及使用方法原理:油镜头的晶片细小,进入镜中的光线亦少,光线经聚光器,通过载玻片进油镜时,由于空气介质和玻璃介质的折射率不一样,光线因折射而损失,使视野更暗。
在载玻片和油镜之间加上和玻璃折光系数相同的香柏油,光线直接进入镜头,不发生折射,视野明亮,便于观察。
3、如何维护显微镜:机械部分的维护,光学部分的维护。
4、注意事项:(1)观察油镜载片时,先在载片上有菌影的地方滴1-2滴香柏油,然后放载物台中央,眼侧面看,慢慢降低油镜浸入香柏油中,镜头几乎接触标本。
再用左眼在接目镜观察,同时慢慢旋动粗螺旋提起镜筒至能模糊看到物象时,再转动微调螺旋,直至看清晰为止。
注意镜头离开油,就不能看清,重新按刚才的步骤进行。
(2)油镜使用过后,立即用擦镜纸擦拭镜头,如油渍己干,则可用香柏油粘二甲苯擦拭镜头,再用干净擦镜纸擦去二甲苯。
5、观察几种细菌标本片。
6、示教看相差显微镜和荧光显微镜。
四、作业及思考题:1、油镜的原理是什么?2、光线强弱如何调节?与哪些部件有关?实验二、细胞膜的渗透性实验目的了解细胞膜的渗透性及各类物质进入细胞的速度。
实验原理将红细胞放入数种等渗溶液中,由于红细胞对各种溶质的透性不同,有的溶质可以渗入,有的不能渗入,渗入的溶质能够提高红细胞的渗透压,所以促使水分进入细胞,引起溶血,由于溶质透入速度互不相同,因此溶血时间也不相同。
实验用品一、器材50ml烧杯,试管(1〜10cm) ,10ml移液管,试管架。
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《细胞生物学实验》指导一、实验课名称:细胞生物学实验Experiment of Cell Biology二、实验课性质:独立设课三、适用专业:生物技术和水产养殖四、采用教材及参考书:教材:安利国主编.细胞生物学实验教程.北京:科学出版社,2004参考书:1. 杨汉民主编.细胞生物学实验(第二版).北京:高等教育出版社,1997.72. 徐承水,党本元主编.现代细胞生物学技术.青岛:青岛海洋大学出版社,19953. 王金发主编.细胞生物学实验教程.北京:科学出版社,2003五、学时学分:课程总学时:36;课程总学分:1七、实验课考核方式:1.实验课考核成绩确定:本课程考核成绩由平时成绩(占30%)、实验报告成绩(占30%)和终期考核成绩(占40%)三部分构成。
2.平时成绩确定:由任课教师根据实验操作、问题回答和出勤情况确定,按A(优)、B (良)、C(及格)、D(不及格)四个等级评分。
3.实验报告成绩:本课程要求学生实验报告应包括以下内容:①实验目的及原理:简明;②方法与步骤:具体操作步骤、注意事项等;③结果:详细每一步的结果以及计算方法和计算结果;④分析与讨论:根据所学知识对结果进行分析讨论,阐明所得结果说明了什么问题;如果结果与理论不符,应说明可能的原因。
实验报告成绩由任课教师根据学生实验报告写作是否符合规范要求、试验结果及分析的具体情况给出。
每次报告均按A(优)、B(良)、C(及格)、D(不及格)四个等级评分,实验报告成绩为各次报告成绩的平均值。
4.终期考核成绩:实验课结束后进行笔试、口试或现场操作考核,按A(优)、B(良)、C(及格)、D(不及格)四个等级评分。
实验项目实验一、显微镜的技术参数及特殊光镜的演示实验一、要求:了解普通光镜及各种特殊光镜的构造、成像原理及应用;掌握正确的使用方法;理解显微镜的技术参数和特殊光镜的结构特点;掌握实验报告的写法。
二、实验内容:普通光学显微镜的结构及技术参数:由光学和机械两大系统构成。
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细胞生物学实验指导实验目录:实验一:特殊显微镜的原理及其使用实验二:电子显微镜的原理及使用实验三:细胞膜的渗透性实验四:细胞的凝集反应实验五:诱导细胞融合—聚乙二醇法实验六:线粒体和液泡系的超活染色与观察实验七:叶绿体的荧光原位观察实验八:细胞骨架的观察实验九:细胞中DNA、RNA的显示实验一特殊显微镜的原理及其使用I.暗视野显微镜的原理和使用一、实验目的1.了解暗视野显微镜观察活细胞的基本原理;2.了解暗视野显微镜的特殊组件和位置;3.掌握调节暗视野显微镜的基本步骤。
二、原理和结构特点在日常生活中,室内飞扬的微粒灰尘是不易被看见的,但在暗的房间中若有一束光线从门缝斜射进来,灰尘便粒粒可见了,这是光学上的丁达尔现象。
暗视野显微镜就是利用此原理设计的。
它的结构特点主要是使用中央遮光板或暗视野聚光器,常用的是抛物面聚光器,使光源的中央光束被阻挡.不能由下而上地通过标本进入物镜。
从而使光线改变途径,倾斜地照射在观察的标本上,标本遇光发生反射或散射,散射的光线投入物镜内,因而整个视野是黑暗的。
在暗视野中所观察到的是被检物体的衍射光图像.并非物体的本身,所以只能看到物体的存在和运动,不能辨清物体的细微结构。
但被检物体为非均质时,并大于1/2波长,则各级衍射光线同时进入物镜,在某种程度上可观察物体的构造。
一般暗视野显微镜虽看不清物体的细微结构,但却可分辨0.004μm以上的微粒的存在和运动,这是普通显微镜(最大的分辨力为0.2μm)所不具有的特性,可用以观察活细胞的结构和细胞内微粒的运动等。
三、仪器、材料与试剂(一)仪器具有暗视野聚光器的显微镜(二)材料牙垢微生物,洋葱内表皮细胞,载玻片,盖玻片,牙签,尖头镊子,滤纸条,指甲油,擦镜纸等。
(三)试剂生理盐水四、实验步骤1.样品制备:在一张无划痕、清洁的载玻片上滴一滴生理盐水,用牙签取牙垢或用镊子撕洋葱内表皮细胞与载玻片上的生理盐水混合均匀,盖上一片无划痕、清洁的盖玻片,用滤纸条吸取盖片四周多余的水分,用指甲油封片(或不封片)。
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细胞生物学实验指导实验一、显微镜的结构与使用方法一、实验目的1.认识显微镜的构造2.学会独立操作显微镜二、仪器和材料显微镜、擦镜纸、装片三、实验内容1.学生按编号把自己的显微镜取出,放在试验台上,在教师的指导下熟悉显微镜各部分的构造及用途,然后进行操作练习。
先用低倍镜进行对光联系,使视野明亮而均匀。
如果使用双筒目镜,还应学习目镜间距的调节。
在转换高倍物镜观察,此时应注意它的视野亮度与低倍物镜有无区别?并思考通过哪几种方法调节使得高倍物镜的视野达到要求的亮度。
2.取已制备好的装片进行观察:按低倍镜使用步骤和方法进行操作练习。
注意要使观察到的像向前移动时,玻片标本应向那个方向移动?欲使观察到的像向右移动时,拨片标本应向那个方向移动?3.观察制备好切片:细胞核、中心体、胞间连丝、有丝分裂、减数分裂、高尔基体等。
4.观察完毕后,按正规要求取下玻片,把显微镜收好。
四、作业绘制2-3中细胞结构实验二、Feulgen反应显示DNA(一)实验目的1.掌握临时制片法。
2.熟悉Feulgen反应的原理及操作步骤。
3.观察细胞中DNA的分布。
(二)实验原理Feulgen在1924年发明一种对DNA特异的组织化学染色反应,故称Feulgen反应。
DNA经酸(1mol/L HCl)水解后,DNA分子中的嘌呤和脱氧核糖连接的配糖键被打开,脱氧核糖的一端释放出醛基,并在原位与Schiff试剂反应形成特异性的紫红色产物。
该产物能特异地吸收峰值为550~570nm的光波。
并且在一定的浓度范围内,对550~570nm光波的吸收值与DNA 含量成正比关系,既符合化学计量学关系。
此法既可定位用于细胞或组织化学染色反应,观察DNA的分布,又可用显微分光光度计和图像分析仪对细胞或组织中DNA的含量进行定量分析。
紫红色的产生,是由于反应产物的分子内含有醌基,醌基是一个发色团,所以具有颜色。
对照组或采取不经盐酸处理,或预先用热三氯醋酸或DNA酶处理,抽提去细胞中的DNA而得到阴性反应。
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4、注意事项:
(1)观察油镜载片时,先在载片上有菌影的地方滴1-2滴香柏油,然后放载物台中央,眼侧面看,慢慢降低油镜浸入香柏油中,镜头几乎接触标本。再用左眼在接目镜观察,同时慢慢旋动粗螺旋提起镜筒至能模糊看到物象时,再转动微调螺旋,直至看清晰为止。注意镜头离开油,就不能看清,重新按刚才的步骤进行。
实验原理
将红细胞放入数种等渗溶液中,由于红细胞对各种溶质的透性不同,有的溶质可以渗入,有的不能渗入,渗入的溶质能够提高红细胞的渗透压,所以促使水分进入细胞,引起溶血,由于溶质透入速度互不相同,因此溶血时间也不相同。
实验用品
一、器材
50ml烧杯,试管(1~10cm), 10ml移液管,试管架。
二、材料
三、方法和步骤:
1、介绍普通光学显微镜的构造
机械部分:镜座、镜臂、镜筒、转换器、载物台、调焦螺旋。
光学部分:接目镜、物镜、反光镜、聚光器。
2、油镜的原理及使用方法
原理:油镜头的晶片细小,进入镜中的光线亦少,光线经聚光器,通过载玻片进油镜时,由于空气介质和玻璃介质的折射率不一样,光线因折射而损失,使视野更暗。在载玻片和油镜之间加上和玻璃折光系数相同的香柏油,光线直接进入镜头,不发生折射,视野明亮,便于观察。
(3)1%、1/5000詹纳斯绿B溶液
称取50mg詹纳斯绿B溶于5ml Ringer溶液中,稍加微热(30~40℃),使之溶解,用滤纸过滤后,即为1%原液。取1%原液l ml加入49ml Ringer溶液,即成1/5000工作液装入瓶中备用。最好现用现配,以保持它的充分氧化能力。
明的红色液体,此即稀释的羊血。
二、低渗溶液
取试管一支,加入10ml蒸馏水,再加入1ml稀释羊血,注意观察溶液颜色
的变化,有不透明的红色逐渐澄清,说明红细胞发生破裂造成100%红细胞溶血,使光线比较容易透过溶液。
三、羊红细胞的渗透性
1、取试管一支,加入0.17mol/L氯化钠10ml,再加入1ml稀释羊血,轻轻摇动,注意观察溶液颜色有无变化?有无溶血现象?为什么?
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细胞生物学的发展总是依赖于技术和实验手段的进步,所以学习细胞生物学的技术和方法至关重要。
实验一普通显微镜及其使用(装片观察)
一、目的要求:
1、掌握显微镜的构造、油浸系的原理、使用方法、保护要点。
2、参观了解其他各类显微镜。
二、材料:普通光学显微镜及其他显微镜、细菌标本片、香柏油、二甲苯、擦镜纸。
2、取试管一支,加入0.17mol/L氯化胺10ml,再加入1ml稀释羊血,轻轻摇动,注意观察溶液颜色有无变化?有无溶血现象?为什么?
3、分别在另外8种等渗溶液中进行同样实验。步骤同2。
实验结果
并对实验结果进行比较和分析。
实验三、线粒体和液泡系的超活染色与观察
活体染色是能使生活有机体的细胞或组织特异性着色但对活样品又没有毒害作用的一种活体染色方法,其目的是显示生活细胞内的某些结构,而不影响细胞的生命活动和产生任何物理、化学变化以致引起细胞的死亡。活体染色技术可用来研究生活状态下的细胞形态结构和生理、病理状态。
(2)油镜使用过后,立即用擦镜纸擦拭镜头,如油渍已干,则可用香柏油粘二甲苯擦拭镜头,再用干净擦镜纸擦去二甲苯。
5、观察几种细菌标本片。
6、示教看相差显微镜和荧光显微镜。
四、作业及思考题:
1、油镜的原理是什么?
2、光线强弱如何调节?与哪些部件有关?
实验二、细胞膜的渗透性
实验目的
了解细胞膜的渗透性及各类物质进入细胞的速度。
氯化钠0.85g (变温动物用0.65g)
氯化钾0.25g
氯化钾0.25g
氯化钙0.03g
蒸馏水100ml
(2)10%、1/3000中性红溶液:
称取0.5g中性红溶于50ml Ringer液,稍加热(30~40℃)使之很快溶解,用滤纸过滤,装入棕色瓶于暗处保存,否则易氧化沉淀,失去染色能力。临用前,取已配制的1%中性红溶液1ml,加入29ml Ringer溶液混匀,装入棕色瓶备用。
通常把活体染色分为体内活体染色与体外活体染色两类。体外活体染色又称超活染色,它是由活的动、植物分离出部分细胞或组织小块,以染料溶液浸染,染料被选择固定在活细胞的某种结构上而显色。活体染料之所以能固定、堆积在细胞内某些特殊的部分,主要是靠染料的“电化学”特性。碱性染料的胶粒表面带阳离子,酸性染料的胶粒表面带有阴离子,而被染的部分本身也是具有阴离子或阳离子,这样,它们彼此之间就发生了吸引作用。但并非任何染料均可用于活体染色,理论上应选择那些对细胞无毒性或毒性极小的染料,且使用时需要配成稀淡的溶液。一般说来,最为适用的是碱性染料,这可能是因为它具有溶解在类脂质(如卵磷脂、胆固醇等)的特性,易于被细胞吸收。詹纳斯绿B(Janus green B)和中性红(neutral red)两种碱性染料是活体染色剂中最重要的染料,对于线粒体和液泡系的染色分别具有专一性。
实验目的
1、观察动、植物活细胞内线粒体、液泡系的形态、数量与分布;
2、学习一些细胞器的超活染色技术。
实验原理
线粒体是细胞内一种重要细胞器,是细胞进行呼吸作用的场所。细胞的各项活动所需要的能量,主要是通过线粒体呼吸作用来提供的。活体染色是应用无毒或毒性较小的染色剂真实地显示活细胞内某些结构而又很少影响细胞生命活动的一种染色方法。詹纳斯绿B是线垃体的专一性活体染色剂。线粒体中细胞色素氧化酶使染料保持氧化状态(即有色状态)呈蓝绿色,而在周围的细胞质中染料被还原,成为无色状态。
中性红为弱碱性染料,对液泡系(即高尔基体)的染色有专一性,只将活细胞中的液泡系染成红色,细胞核与细胞质完全不着色,这可能是与液泡中某些蛋白质有关。
实验用品
1、器材
显微镜、恒温水浴锅、解剖盘、剪刀、镊子、双面刀片、解剖盘.载玻片、凹面载玻片、盖玻片、表面皿、吸管、牙签、吸水纸。
2、试剂
(1)Ringer溶液:
羊血。
三、试剂0.17mol/L氯化钠,0.17mol/L氯化胺,0.17mol/L醋酸胺,0.17mol/L硝酸钠,0.12mol/草酸胺,0.12mol/硫酸钠,0.32mol/葡萄糖,0.32mol/甘油,0.32mol/乙醇ml小烧杯一个,加1份羊血和10份0.17mol/L氯化钠,形成一种不透