植物原生质体的分离实验(正式版)

1、当前文档修改密码： 8362839实验一 植物原生质体的分离和培养一教学目标： 了解植物原生质体作为细胞工程研究的重要意义， 了解原生质体活性鉴定的 原理。掌握分离和培养原生质体的技术、方法和原理。掌握细胞活性的检测 方法。掌握细胞计数的原理和方法。二重点： 掌握分离和培养原生质体的技术、方法和原理。掌握细胞活性的检测方法。掌 握细胞计数的原理和方法。三难点 ：分离和培养原生质体的技术。四授课方式与教学方法 ：讲解原理、实验操作示范或具体指导。 五教学内容 :实验原理植物原生质体 (protoplast) 是除去细胞壁后 为原生质所包围的“裸露细胞” , 是开展 基础研 究的理想材料。其中 ,

2、 酶解法分离原生质体是一个常用的技术 , 其原理是植物细胞壁 主要由纤维 素、半纤维素和果胶质组成 , 因而使用纤维素 酶、半纤维素酶和果胶酶能降解 细胞壁成分 , 除 去细胞壁 , 即可得到原生质体。 由于原生质体内 部与外界环境之间仅隔一层 薄薄的细胞膜 , 必须保持在渗透压平衡的溶液中才能保持其完整性 , 使原生质体分离后不致 膨胀破裂，渗透剂常用甘露醇或蔗糖，酶液还应含一定Ca2+来稳定原生质膜。其次,还应当考虑取材、 酶的种类和纯度、 酶液 的渗透压、 酶解时间及温度等因素对分离原生质 体的影 响。将原生质体接种在培养基上进行培养，细胞壁再生，细胞分裂和再生植株。测定原生质体的活性有

3、多种方法。荧光素双醋酸酯(FDA)染色是常用的一种方法，FAD本 身无荧光 ,无极性 , 可透过完整的原生质膜。 一旦进入原生质体后 ,由于受到酯酶分解而产生 具有荧光的极性物质荧光素。它不能自由出入原 生质膜,因此有活力的细胞能产生荧光 ,无 活力的原生质体不能分解 FAD无荧光产生。细胞计数一般用血细胞计数极，按白细胞计数法进行计数。从理论上讲， 植物体的任何一部分都可以通过酶解作用去除细胞壁而得到原生质体。但在实际操作中， 只有幼嫩的组织才能完成去壁的过程。所以， 为了制备健康的原生质体，一 般选用根尖、 茎尖、 嫩叶及对数生长期的愈伤组织为材料， 一旦细胞具有木质化或次生加厚 的外壁，

4、则不能被酶降解。因此，取材成为实验成功与否的首要问题。花期短的花瓣，由于其组织鲜嫩，又具有色素标记，是该实验中较好的材料。实验方法1把叶片（或花期短的花瓣）洗净，把表面水吸干。（2人一组）2. 撕去叶片背面的表皮，用 2ml离心管的盖打下1圆片。圆片扣压于 0.5ml酶液面上。让 去除下表皮的一面接触酶液，辅满一层。0.5ml酶液已放入2ml离心管中。（酶液：4%千维 素酶，2%果胶覆酶，PH5.8, 0.6mol/L甘露醇）。3. 2830C保温酶解26h （放培养箱中）；镜检叶肉细胞原生质体。用血球计数板计数。4. 600 rpm 离心5min,使原生质体沉降。吸除上面的酶液。5. 加0.

5、2 mol/L 的加氯化钙液0.5ml，轻轻吹打均匀。6. 用1mL注射器向离心管底部缓缓注入20%勺蔗糖溶液1ml,出现下部蔗糖液，上部原生质 体悬浮液以600rpm离心10 min，在两液相之间出现一条绿色带，便是纯净的原生质体。7. 用1mL注射器取出管底的杂质、下部蔗糖溶液和上部氯化钙液。少许原生质体于载片上，盖片观察其形态，检测纯度。&力口 MS培养液液1ml洗涤，轻轻混匀，600 rpm 离心5min,使原生质体沉降。吸除上面 的溶液。9.加MS培养液液0.5ml,轻轻混匀，用血球计数板计数细胞密度，FDA染色测定原生质体 的活性。10扣上盖子，在 26C下进行暗培养。观察

6、细胞壁的再生和细胞分裂。实验结果细胞计数板系一长方形厚玻片，常用的改良牛氏（Improved-Neubauer）计数板在中央横沟的两边各有一计数室， 两计数室结构完全相同。计数室较两边的盖玻片支柱低0.1毫米。因此，放上盖玻片时，计数板与其间距即计数室空间的高为0.1毫米（图8-1）。在低倍显微镜下可见计数室被双线划分成9个边长为1毫米的大方格。四角的大方格又各分为16个中方格，这是用来计数白细胞的。中央大方格被划分为25个中方格，每一中方格又划分成16个小方格（图8 2称2 5 X 1 6 =400小方格，也有的计数板为1 6 X 2 5=400格的，小方格面积一致）。中央大方格的四角及中心

7、5个中方格（16X25者则为四角上的中方格）为红细胞或血小板计数范围。疋血.10 mm1.0 mm匚侧面1.0 mm白A H0.25 mil币 | |图8-1血细胞计数板图8-2改良牛氏血细胞计数室"白”为计數白細胞皓大方榕细胞计数a 8-3计數室充液法先用试管稀释法制备禽类血细胞悬液：将禽类红细胞稀释液I、H分别置水浴锅中预热到4 14 2C,取I液1 mL于试管中，用吸血管加入新鲜鸡血（或肝素抗凝血）20霯，再 加入H液1 mL混匀，置该水浴锅中保温5 0 s左右，置室温， 即为待检的血细胞悬液。可用于充液计数。取干洁的计数板， 置于水平的显微镜载物台上，盖上盖玻片，使两侧各空出

8、少许。图8-卸计数血细胞前路线摇匀血细胞悬液，用滴管吸取，将滴管尖轻轻置于盖玻片边缘外, 让滴出的血细胞悬液凭毛细管作用吸入计数室内，刚好充满计数 室为宜（图8- 3）。静置2 min后计数，先用低倍镜观察，不均匀 则抛弃。计数时用虹彩、集光器、反光镜等调节入射光角度和强 度，认清 计数室位置。采用“由上至下，由左至右，顺序如弓” 的顺序，对压边线细胞采取“数上不数下，数左不数右”的原则 （图84）。依次计数并记录5个中方格中分别有多少个红细胞。注意事项1 计数板、盖玻片和测定管用清水冲洗，再用绸布或细布沾干。2 .充液前应充分混匀血细胞悬液，充液要连续、适量，充液后应待血细胞下沉后再计数。3

9、. 计数板、盖玻片、吸血管及测定管等用过后必须立即按要求洗涤干净。实验二、细胞膜的通透性观察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（110cm） , 10ml移液管，试管架。二、材料羊血。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/

10、草酸胺，0.12mol/ 硫酸钠，0.32mol/ 葡萄糖，0.32mol/ 甘油，0.32mol/ 乙醇，0.32mol/ 丙酮。 实验方法一、羊血细胞悬液取 50ml 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 1 00%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

11、颜色有无变化？有无溶血现象？为什么？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 细胞骨架的观察一、实验目的掌握用光学显微镜观察植物细胞骨架的原理 及方法，观察光学显微镜下细胞骨架的 网状 结构。二、实验原理植物细胞用适当浓度的 TritonX 100 处理 后，可破坏细胞内蛋白质， 但细胞骨架系统 的蛋 白质却保护完好。考马斯亮蓝R250(Coomassie brilliant blue R250)

12、是一种蛋白质染料，处理后 的材料用考马斯亮蓝 R250(考马斯亮蓝 R250)染色后，用光学显微镜观察， 可以见到一种网状 结构，即是细胞骨架结构。三、材料洋葱鳞叶四、试剂1)2 %考马斯亮蓝 R250染色液：称考马 斯亮蓝R2501g,溶于250ml无水乙醇中，加 冰醋 酸 35ml. 再加蒸馏至 500ml.(2)磷酸缓冲液 (pH 68)： 60mmolL 磷酸缓冲液，调至 pH6.8M 缓冲液(pH 7. 2)50mmol/L 咪唑，50mmol/L)氯化钾、0. 5mmo|/L 氯化镁、 1mmol/L 乙二醇 (a- 氨基乙基 ) 醚四乙酸、 0.1mmol/L 乙二胺四乙酸； 1

13、mmolL 巯基乙醇，调至 pH72。(4) 1%Trion X-100 :用M缓冲液配制。(5) 3%戊二醛：用磷酸缓冲液配制；(6) 中性树胶。仪器(请参看仪器图库 ) ：显微镜，烧杯，镊子。玻璃滴管，载玻片五、实验步骤1. 用镊子撕取洋葱鳞叶内侧的表皮若干片约1cm2大小若干片)，置于50mL烧杯中，加 入pH6.8 磷酸缓冲液，使其下沉；2. 吸去磷酸缓冲液，用 1%Triton X 100 处理 20min。3. 吸去Triton X 100,用M缓冲液洗3次，每次5min。4. 用 3%戊二醛固定 30min。5. 磷酸缓冲液 (pH 6 . 8) 洗 3 次，每次 5min。6.

14、0.2%考马斯亮蓝 R250染色10min。7. 蒸馏水洗 2 次，然后将样品置于载玻片上 ， 加盖玻片，于普通光学显微镜下观察。8. 如果染色效果好，则可依次用50乙 醇、 70%乙醇,95 乙醇、正丁醇、二甲苯处理样品, 各 5min, 然后将样品平展于载玻片上，加 一滴中性树胶，盖上盖玻片封片，制成永久切 片。六、实验报告描绘所观察到的洋葱鳞叶细胞骨架图。实验四、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

15、。 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。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

16、。 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（n eutral 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

17、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：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（

18、2） 10%、 1/3000 中性红溶液：称取0.5g中性红溶于50ml Rin ger液，稍加热（3040 C ）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 Rin ger溶液混匀，装入棕色瓶备用。（3）1%、1/5000詹纳斯绿B溶液称取50mg詹纳斯绿B溶于5ml Rin ger溶液中，稍加微热（3040 C ），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。实验

19、材料人口腔上皮细胞，小麦种子或黄豆幼根根尖。实验方法1 、人口腔粘膜上皮细胞线粒体的超活染色与观察清洁载玻片放在37 C恒温水浴锅的金属板上滴 2 滴 1/5000 詹纳斯绿 B 染液用牙签口腔颊粘膜处稍用力刮取上皮细胞刮下的粘液状物放大载玻片的染液滴中J染色 10l5min（ 注意不可使染液干燥，必要时可再加滴染液 ）J盖上盖玻片 ,显微镜下观察2、植物细胞液泡系的超活染色与观察取豆芽的根尖J用刀片纵切根尖放入中性红染液滴中，染色 510min 。J吸去染液，滴一滴 Ringer 液J盖上盖玻片进行镜检（镊子轻轻地下压盖玻片，使根尖压扁，利于观察）实验结果在高倍镜下， 先观察根尖部分的生长点

20、的细胞， 可见细胞质中散在很多大小不等的染 成玫瑰红色的圆形小泡， 这是初生的幼小液泡。然后，由生长点向延长区观察，在一些已分 化长大的细胞内，液泡的染色较浅，体积增大，数目变少。在成熟区细胞中，一般只有一个 淡红色的巨大液泡，占据细胞的绝大部分，将细胞核挤到细胞一侧贴近细胞壁处。实验报告（ 1） . 绘口腔上皮细胞示线粒体的形态与分布（ 2） . 绘蟾蜍胸骨剑突软骨细胞示液泡系的形态与分布实验五 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， 所以叶绿体一直是细胞生物学、 遗传学和分子生物学的重要研究对象。 叶 绿体

21、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1. 通过植物细胞叶绿体的分离 , 了解细胞器分离的一般原理和方法。2. 观察叶绿体的自发荧光和次生荧光 , 并熟悉荧光显微镜的使用方法。实验原理将组织匀浆后悬浮在等渗介质中进行差速离心，是分离细胞器的常用方法。 一个颗粒在离心场中的沉降速率取决于颗粒的大小、 形状和密度， 也同离心力以及悬浮介质的粘度有关。在一给定的离心场中， 同一时间内， 密度和大小不同的颗粒其沉降速率不同。 依次增加离心 力和离心时间， 就能够使非均一悬浮液中的颗粒按其大小、 密度先后分批沉降在离心管底部， 分批收集即可获得各种亚细胞组分。叶绿体

22、的分离应在等渗溶液 (0.35mol/L 氯化钠或 0.4mol/L 蔗糖溶液 )中进行 , 以免渗透 压的改变使叶绿体到损伤。 将匀浆液 1000r/min 的条件下离心 2min, 以去除其中的组织残渣 和未被破碎的完整细胞。 然后，在 3000r/min 的条件下离心 5min ，即可获得沉淀的叶绿体 (混 有部分细胞核)。分离过程最好在 05C的条件下进行；如果在室温下，要迅速分离和观察。利用荧光显微镜对可发荧光的物质进行检测时，将受到许多因素的影响，如温度、光、 淬灭剂等。因此在荧光观察时应抓紧时间 , 有必要时立即拍照。另外，在制作荧光显微标本 时最好使用无荧光载片、盖片和无荧光油

23、。实验用品一、器材1. 主要设备 : 普通离心机、组织捣碎机、粗天平、荧光显微镜。2小型器材：500ml烧杯2个,250ml量筒1个，滴管20支,10ml刻度离心管20支，试管 架 5 个，纱布若干，无荧光载片和盖片各 4 片。二、材料 新鲜菠菜。三、试剂 0.35mol/L氯化钠溶液，0.01%吖啶橙(acridine orange)。实验方法一、叶绿体的分离与观察1. 选取新鲜的嫩菠菜叶，洗净擦干后去除叶梗脉，称 30g 于 150ml 0.35mol/L NaCl 溶 液中，装入组织捣碎机。2. 利用组织捣碎机低速 (5000r/min) 匀桨 35min 。3. 将匀浆用 6 层纱布过

24、滤于 500ml 烧杯中。4. 取滤液4ml在1000r/min下离心2min。弃去沉淀。5. 将上清液在3000r/min下离心5min。弃去上清液，沉淀即不叶绿体(混有部分细胞核)。6. 将沉淀用 0.35mol/LNaCl 溶液悬浮、7. 取叶绿体悬液一滴滴于载玻片上， 加盖玻片后即可在普通光镜和荧光显微镜下观察。(1) 在普通光镜下观察。(2) 在荧光显微镜下观察叶绿体的直接荧光。(3) 在荧光显微镜下观察叶绿体的间接荧光：取叶绿体悬液一滴滴在无荧光载片上，再 滴加一滴 0.01%吖啶橙荧光染料 , 加盖片后即可在荧光显微镜下观察。二、菠菜叶手切片观察 用剔须刀片将新鲜的嫩菠菜叶切削出一斜面置于