生命科學導論實驗

生命科學導論實驗第1頁/共75頁基礎(chǔ)知識顯微鏡概述：

顯微鏡是觀察細胞的主要工具。根據(jù)光源不同，可分為光學顯微鏡和電子顯微鏡兩大類。前者以可見光（紫外線顯微鏡以紫外光）為光源，后者則以電子束為光源。1.光學顯微鏡普通生物顯微鏡由3部分構(gòu)成：①照明系統(tǒng)：包括光源和聚光器。②光學放大系統(tǒng)：由物鏡和目鏡組成，是顯微鏡的主體。③機械裝置：用于固定材料和觀察方便，包括鏡臺(載物臺)、調(diào)節(jié)器和、物鏡轉(zhuǎn)換器(旋轉(zhuǎn)器)等。

尼康E-600顯微鏡

第2頁/共75頁2.熒光顯微鏡

尼康E800熒光DIC顯微鏡

熒光顯微鏡照片（微管呈綠色、微絲紅色、核藍色）

第3頁/共75頁3.激光共聚焦掃描顯微鏡

LCSM照片藍色為細胞核，綠色為微管

第4頁/共75頁4.暗視野顯微鏡暗視野顯微鏡（darkfieldmicroscope）的聚光鏡中央有當光片，使照明光線不直接進人物鏡，只允許被標本反射和衍射的光線進入物鏡，因而視野的背景是黑的，物體的邊緣是亮的。利用這種顯微鏡能見到小至4-200nm的微粒子，分辨率可比普通顯微鏡高50倍。5.相差顯微鏡

一種介殼蟲的染色體

第5頁/共75頁6.偏光顯微鏡

偏光顯微鏡（polarizingmicroscope）用于檢測具有雙折射性的物質(zhì)，如纖維絲、紡錘體、膠原、染色體等等。7.微分干涉差顯微鏡

DIC顯微鏡其優(yōu)點是能顯示結(jié)構(gòu)的三維立體投影影像。與相差顯微鏡相比，其標本可略厚一點，折射率差別更大，故影像的立體感更強。

DIC顯微鏡下的硅藻（偽彩色）

第6頁/共75頁8.倒置顯微鏡

第7頁/共75頁9.透射電子顯微鏡

JEM-1011透射電子顯微鏡

萊卡超薄切片機

第8頁/共75頁內(nèi)質(zhì)網(wǎng)透射電鏡圖（偽彩色）

冰凍蝕刻電鏡照片

第9頁/共75頁10.掃描電子顯微鏡

JEOL掃描電子顯微鏡人類血細胞SEM照片

第10頁/共75頁11.顯微操作技術(shù)

尼康NT-88NE顯微操作/注射儀

第11頁/共75頁

在物鏡上，有鏡口率(N.A.)的標志，它反應(yīng)該鏡頭分辨力的大小，其數(shù)字越大，表示分辨率越高，各物鏡的鏡口率如下表：物鏡鏡口率(N.A.)工作距離(mm)10×0.255.4040×0.650.39100×1.300.11顯微鏡的總放大倍數(shù)等于目鏡和物鏡放大倍數(shù)的乘積，公式為:M=K1xK2

焦點深度:顯微鏡調(diào)焦到看清標本某一點時，不僅是這一物點，而且它的上下兩側(cè)也能看清楚兩側(cè)的厚度叫做焦點深度。看到標本的全厚度，必須調(diào)節(jié)螺旋仔細地從上到下進行觀察。第12頁/共75頁三、實驗程序

(一)顯微鏡的使用1.觀察前的準備工作

(1)觀察者要養(yǎng)成顯微鏡鏡檢的工作習慣，觀察時要雙眼同時睜開，一邊觀察一邊進行記錄或描繪。

(2)觀察時所用的材料、藥品和各種器具要預先準備好。

(3)顯微鏡在使用之前應(yīng)檢查一下它的各個部件是否完整和正常，并對載物臺、目鏡、物鏡以及聚光器上端透鏡進行必要的清潔工作。然后進行合軸調(diào)節(jié)。第13頁/共75頁瞳距調(diào)節(jié)2.顯微鏡的調(diào)節(jié)第14頁/共75頁屈光度調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)第15頁/共75頁粗調(diào)松緊調(diào)節(jié)旋鈕第16頁/共75頁聚光鏡中心調(diào)節(jié)⑤光軸中心調(diào)節(jié)螺釘③視場光欄③孔徑光欄②10X物鏡①標本④聚光鏡升降旋鈕第17頁/共75頁3.觀察操作：(1)低、高倍鏡的使用:先把低倍的物鏡用粗調(diào)焦螺旋下降至離蓋玻片0.5cm處，然后一邊觀察視野一邊上升物鏡，直至看到圖像，再將標本移到視野中心，用細調(diào)焦螺旋把物鏡調(diào)至最清晰處，若要用高倍鏡觀察時，把所要進一步放大觀察的部位移至視野中央，直接順時針轉(zhuǎn)換成高倍物鏡，然后用細調(diào)焦螺旋調(diào)焦，至看清物像。

第18頁/共75頁(2)兔肝細胞蘇木精-伊紅(H·E·)染色玻片標本的觀察先在干燥系物鏡下觀察肝小葉的概況，辨認肝細胞，然后用油鏡仔細觀察肝細胞的顯微結(jié)構(gòu)。注意肝細胞的形狀，細胞核和核仁的形狀和數(shù)量，細胞核和細胞質(zhì)的染色區(qū)別等。第19頁/共75頁(3)脂肪肝細胞標本觀察

細胞漿內(nèi)出現(xiàn)的脂滴超過生理范圍，或正常不出現(xiàn)脂滴的細胞中出現(xiàn)脂滴，即稱為脂肪變。肝臟是脂肪酸代謝的主要器官，肝脂肪變較常見，嚴重時幾乎所有的肝細胞均發(fā)生脂肪變，肝臟腫大，可有輕度壓痛及肝功能異常，稱為脂肪肝。

肝脂肪變時，肉眼可見肝臟均勻腫大，呈淡黃色，包膜緊張，邊緣較鈍，質(zhì)地略軟；切面呈淡黃色而稍隆起，包膜外翻，觸之油膩感。鏡下可見輕者肝細胞內(nèi)出現(xiàn)多少不等的小脂肪空泡，多分布在核的周圍；重者空泡大而多，散布在整個胞漿中，甚至融合成大空泡，將細胞核擠壓至一邊，與脂肪細胞相似。脂肪變多分布在肝小葉中央，可在其周邊，也可累及整個肝小葉，其分布常與病因有一定的關(guān)系。第20頁/共75頁正常肝臟肝小葉1.中央靜脈2.肝細胞索

3.肝血竇脂肪肝患者的肝臟（肝細胞漿中出現(xiàn)大量脂肪空泡）第21頁/共75頁

肝細胞脂肪變性1.肝細胞胞漿內(nèi)出現(xiàn)大小不等的脂肪空泡；2.右上角為餓酸染色的脂肪細胞,脂滴染成黑色。

第22頁/共75頁

肝脂肪變輕者，由于肝臟有很強的代償能力，一般不出現(xiàn)肝功障礙。但長期肝脂肪變可能引起肝纖維組織增生，甚至肝硬化。嚴重彌漫性肝脂肪變亦可引起肝功障礙，如妊娠高血壓綜合征發(fā)生嚴重肝脂肪變，臨床稱為脂肪肝，患者可能出現(xiàn)肝昏迷而死亡。

引起肝脂肪變的原因很多，如氯仿、四氯化碳、磷等化學毒物中毒，妊娠中毒、酒精中毒、饅性肝淤血、肥胖病、糖尿病、漫性消耗性疾病等。常見脂肪肝的病理類型及其病理變化為：

1.酒糟性脂肪肝

此型脂肪肝由嗜酒引起，嗜酒時間及飲酒量與隨后發(fā)生的肝損傷之問井無嚴格的平行關(guān)系。每天飲用酒精60g以上者均會出現(xiàn)脂肪肝，但在戒酒后幾周內(nèi)可完全恢復。但是，如果每天飲用酒精超過160g，則可出現(xiàn)脂肪肝炎。

第23頁/共75頁2.毒性脂肪肝

本病系化學物質(zhì)（毒物或藥物）引起的肝損傷。有些物質(zhì)本身或其代謝產(chǎn)物可通過物理化學途徑直接損傷肝細胞，稱為直接的絕對肝毒素。屬于此類的有四氯化碳、氯仿、磷等。有些物質(zhì)不是通過毒物本身損傷肝細胞，而只是使一定的物質(zhì)代謝過程失常，造成肝細胞脂肪變或壞死，稱為間接的絕對肝毒素。此類毒物主要為藥物，如細胞抑制劑（抗代謝藥物）、抗生素（四環(huán)素）、鎮(zhèn)痛劑（撲熱息痛）及抗風濕藥（保泰松）等。3.營養(yǎng)不良性脂肪肝

許多原因均可引起營養(yǎng)不良，如食物攝人不足、消化道嚴重疾病阻礙營養(yǎng)吸收、神經(jīng)性厭食等，均可導致營養(yǎng)不良。4.妊娠性脂肪肝

通常見于妊娠高血壓癥患者或妊娠末期的初產(chǎn)婦。第24頁/共75頁第25頁/共75頁小腸平滑肌肉瘤肝轉(zhuǎn)移

CT增強示肝內(nèi)多個圓形低密度灶，病灶中心見更低密度灶，為“牛眼征”（箭頭）。

肝細胞癌

CT平掃可見右肝內(nèi)葉有一類圓形稍高密度占位性病變（黑箭頭），邊緣光滑，密度不均，內(nèi)有不規(guī)則低密度區(qū)。下腔靜脈內(nèi)可見高密度影（白箭頭），有腹水形成（*號）。第26頁/共75頁四.思考題描繪一個脂肪肝細胞的基本形態(tài)結(jié)構(gòu)。第27頁/共75頁實驗二人類體細胞染色體組型分析一.實驗目的

1.通過對人類染色體組型進行分析，可以初步學會對染色體進行分析的方法.2.通過人體細胞染色體組型圖制備，熟悉人體細胞有絲分裂中期染色體的形態(tài)特征。二.實驗原理細胞分裂過程中，染色體的形態(tài)和結(jié)構(gòu)會發(fā)生一系列規(guī)律性變化，其中以中期染色體形態(tài)表現(xiàn)最為明顯和典型，它是由兩條相同的姐妹染色單體（sisterchromatid）構(gòu)成，彼此以著絲粒(centromere)相連。第28頁/共75頁

核型（karyotype）是指染色體組在有絲分裂中期的表型，包括染色體的數(shù)目、大小、形態(tài)特征等的總和。按照染色體的數(shù)目、大小和著絲粒位置、臂比、次縊痕、隨體等形態(tài)特征，對生物核內(nèi)的染色體進行配對、分組、歸類、編號等分析的過程稱為染色體核型分析（karyotypeanalysis）。染色體核型分析技術(shù)已在醫(yī)學上得到廣泛應(yīng)用，它可用來診斷由染色體異常引起的遺傳性疾病；同時，還可應(yīng)用于動植物的育種，研究物種間的親緣關(guān)系，探討物種進化機制，鑒定遠緣雜種，追蹤鑒別外源染色體或染色體片段等方面，因而具有十分重要的利用價值。將一個染色體組的全部染色體逐個按其特征繪制下來，再按長短、形態(tài)等特征排列起來的圖象稱為核型模式圖或染色體組型(idiogram)第29頁/共75頁

二000年六月二十六日，人類基因組草圖繪制完成。美國總統(tǒng)克林頓、英國首相布萊爾以及參與此項科研工作的一些研究結(jié)構(gòu)宣布這項對人類有重要意義的科研成果順利完成，同時他們將把這項科研成果免費向全世界公開。圖為在顯微鏡下看到的人類染色體。

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人類的體細胞的正常染色體組型(男性)如下圖所示：46條染色體，相互構(gòu)成23對，其中1號～22號是常染色體，還有1對是性染色體XY。依據(jù)染色體的大小和著絲粒的位置等特征，可以將這些染色體分為七組(見下頁表)。第31頁/共75頁第32頁/共75頁三.實驗材料

人類體細胞有絲分裂中期染色體放大照片，剪刀，鑷子，膠水。

四.實驗步驟1．計數(shù)：統(tǒng)計照片上人類(男性或女性)染色體的數(shù)目，然后，將每條染色體分別剪下。2．配對、分組：按照染色體的大小及著絲粒的位置(見表)，將所有染色體配對并分為7組。3．調(diào)整：仔細觀察各個染色體的特征，如果發(fā)現(xiàn)有排列順序不適當?shù)?，?yīng)該及時進行調(diào)整。4.染色體排列：染色體對從大到小，短臂向上、長臂向下，各染色體的著絲粒排在一條直線上。有特殊標記的染色體（如含有隨體的）以及性染色體等可單獨排列。5．粘貼：將以上各組染色體，按順序粘貼。第33頁/共75頁

著絲粒是染色體的最顯著特征，堿性染料染色著色淺，且表現(xiàn)縊縮，所以也叫主縊痕（primaryconstriction）。著絲粒連接兩個染色單體，并將染色單體分為兩臂，較長的稱為長臂（q），較短的稱為短臂（p）。根據(jù)著絲粒在染色體上所處的位置，可將染色體分為4種類型：中著絲粒染色體（metacentricchromosome），兩臂長度相等或大致相等；近中著絲粒染色體（submetacentricchromosome），細胞分裂后期移動時呈L型；近端著絲粒染色體（acrocentricchromosome），具有微小短臂，細胞分裂后期移動時呈棒形；端著絲粒染色體（telocentricchromosome），著絲粒位于染色體一端。第34頁/共75頁染色體畸變綜合癥染色體?。ㄈ旧w畸變綜合癥）先天性的染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)異常所引起的疾病。共有表型：智力低下，發(fā)育遲緩染色體病常染色體病性染色體病第35頁/共75頁一．常染色體病共有表型：①智力低下（先天性、非進行性）②生長發(fā)育遲緩③先天性心臟?、芷ぜy改變：通貫手、atd角增大、弓形紋多⑤五官、四肢畸形第36頁/共75頁（一）三體綜合癥１．先天愚型（21三體、Ｄown’s綜合癥）主要臨床表現(xiàn)：智力低下，生長發(fā)育遲緩，特殊面容、皮紋。核型：47,XX（XY）,+21-------------95%

---------5%

產(chǎn)生機理：母親的卵子形成過程中21

號染色體不分離嵌合型（46/47,+21）易位型第37頁/共75頁第38頁/共75頁第39頁/共75頁第40頁/共75頁2．13三體（Patau綜合癥）核型：47,XX(XY),+13-------------------80%

（高齡孕婦減數(shù)分裂中13號染色體不分離）-----20%嵌合型：46/47，+13易位型：多為羅伯遜易位如：t(13q14q)t(13q13q)第41頁/共75頁第42頁/共75頁第43頁/共75頁第44頁/共75頁3.18三體（Edward’s綜合癥）核型：47,XX（XY）,+18-----------80%

易位型、嵌合型-------------------20%（二）單體及部分單體綜合癥常染色體單體性——致死（死胎、流產(chǎn)）例：5p–綜合征

46,XX（XY）,del(5)(p15)第45頁/共75頁第46頁/共75頁第47頁/共75頁第48頁/共75頁第49頁/共75頁第50頁/共75頁第51頁/共75頁第52頁/共75頁二.性染色體異常綜合癥(一)性染色體與性別決定性別決定X染色體與X染色質(zhì)

Lyon假說:①女性的兩條X染色體中，只有一條有活性，另一條無活性，并在間期形成

X染色質(zhì)。第53頁/共75頁

X染色體數(shù)=X染色質(zhì)數(shù)+1②失活的X染色體可隨機地來自父親或母親，但一旦在胚胎早期細胞中決定以后，將延續(xù)于這個細胞的后裔中。例：抗血友病球蛋白與血友病A第54頁/共75頁（二）性染色體病

共有表型性發(fā)育不全或兩性畸形，有的患者只表現(xiàn)為生殖能力差，原發(fā)性閉經(jīng)，智力稍差等。1.Turner綜合癥（性腺發(fā)育不全）核型：45，X

部分為45,X/46,XX產(chǎn)生機理：母親卵子形成過程中X染色體不分離第55頁/共75頁第56頁/共75頁第57頁/共75頁第58頁/共75頁第59頁/共75頁2.Klinefelter綜合癥（先天性睪丸發(fā)育不全）核型：47,XXY-------------------------------80%

產(chǎn)生機理：雙親的配子形成過程中染色體不分離46,XX/47,XXY46,XY/47,XXY46,XX/46,XY--------20%第60頁/共75頁第61頁/共75頁第62頁/共75頁第63頁/共75頁第64頁/共75頁第65頁/共75頁第66頁/共75頁3.XYY綜合癥核型: