实验二 细胞的超微结构—透射电镜下的细胞器

1、.实验二实验二 细胞的超微结构细胞的超微结构透射电镜透射电镜下的细胞器下的细胞器 College of Life Science and Technology, XINJIANG Univercity.一、实验目的一、实验目的l听取电子显微镜的有关介绍，了解透射电子显微镜听取电子显微镜的有关介绍，了解透射电子显微镜的基础知识。的基础知识。l观摩超薄切片技术演示，了解透射电镜样品制备方观摩超薄切片技术演示，了解透射电镜样品制备方法及过程。法及过程。l观察生物电镜样品，在透射电镜下识别、掌握各种观察生物电镜样品，在透射电镜下识别、掌握各种细胞器的亚显微结构。细胞器的亚显微结构。 .二、实验原理二、

2、实验原理 电子显微镜是以短波长的电子束为照明源，用电磁电子显微镜是以短波长的电子束为照明源，用电磁透镜成像，并与特定的机械装置、电子和高真空技术透镜成像，并与特定的机械装置、电子和高真空技术相结合所构成的现代化大型精密电子光学仪器。相结合所构成的现代化大型精密电子光学仪器。 （一）（一）透射电子显微镜的特点透射电子显微镜的特点 透射电子显微镜简称透射电镜，是一种电子束透透射电子显微镜简称透射电镜，是一种电子束透过样品而直接成像的电镜。使用段波长的入射电子束过样品而直接成像的电镜。使用段波长的入射电子束与样品作用后产生的透射电子（主要是散射电子）为与样品作用后产生的透射电子（主要是散射电子）为信

3、号，通过电磁透镜将其聚焦成像，并经过多级放大信号，通过电磁透镜将其聚焦成像，并经过多级放大后，在荧光屏上显示出反映结构信息的电子图像。后，在荧光屏上显示出反映结构信息的电子图像。. 透射电子显微镜的特点是分辨率高透射电子显微镜的特点是分辨率高，已接近或达，已接近或达到仪器的理论极限分辨率（点分辨率到仪器的理论极限分辨率（点分辨率0.20.2 0.3nm0.3nm，品，品格分辨率格分辨率0.10.1 0.2nm0.2nm）；放大倍率高，变换范围大，）；放大倍率高，变换范围大，可从几百倍到数十万倍（最高已达到可从几百倍到数十万倍（最高已达到8080万倍）；图万倍）；图像为二维结构平面图像，可以观察

4、非常薄的样品像为二维结构平面图像，可以观察非常薄的样品（样品厚度为（样品厚度为50 nm50 nm左右）；样品制备的超薄切片左右）；样品制备的超薄切片为主，操作比较复杂。为主，操作比较复杂。 透射电镜适用于样品内部显微结构及样品外形透射电镜适用于样品内部显微结构及样品外形（状）的观察，也可进行纳米样品粒径大小的测定。（状）的观察，也可进行纳米样品粒径大小的测定。.（二）（二）透射电子显微镜的结构及作用透射电子显微镜的结构及作用 透射电镜由电子光学系统、真空系统和供电系透射电镜由电子光学系统、真空系统和供电系统三大部分组成。统三大部分组成。 1 1电子光学系统：此系统包括电子枪，即电子电子光学系

5、统：此系统包括电子枪，即电子发射源。电子枪系由阴极、栅极、阳极三个电极组发射源。电子枪系由阴极、栅极、阳极三个电极组成的静电系统，经成的静电系统，经50120kV50120kV的电压加速，成为高速的电压加速，成为高速电子流投向聚光镜。聚光镜的作用是将电子枪中射电子流投向聚光镜。聚光镜的作用是将电子枪中射出的电子束聚焦，以最小的损耗递送到样品上。样出的电子束聚焦，以最小的损耗递送到样品上。样品室的作用是承载样品。样品室还有一个气锁装置，品室的作用是承载样品。样品室还有一个气锁装置，使在更换样品后数秒钟内即可恢复至正常工作的真使在更换样品后数秒钟内即可恢复至正常工作的真空状态。空状态。. 物镜是电

6、镜的关键部件，它决定了电镜的分辨能物镜是电镜的关键部件，它决定了电镜的分辨能力，对成像的质量起决定性作用。此外还有中间镜，力，对成像的质量起决定性作用。此外还有中间镜，结构和物镜类似，作用是将经物镜放大的电子像再结构和物镜类似，作用是将经物镜放大的电子像再作二级放大。位于中间镜之下的投影镜，是一个高作二级放大。位于中间镜之下的投影镜，是一个高倍率强透镜。此外就是成像的荧光屏和观察室以及倍率强透镜。此外就是成像的荧光屏和观察室以及照相装置。照相装置。. 2 2真空系统：电镜的镜筒空间部分是电子束的通道，真空系统：电镜的镜筒空间部分是电子束的通道，不许有任何游离的气体存在，工作时必须要保持绝不许有

7、任何游离的气体存在，工作时必须要保持绝对真空。真空系统通常包括机械泵、空气过滤器、对真空。真空系统通常包括机械泵、空气过滤器、油扩散泵及排气管道等部件。油扩散泵及排气管道等部件。 3 3供电系统：高性能的电镜供电系统包括安全系供电系统：高性能的电镜供电系统包括安全系统、总调压器、真空电源、透镜电源、高压电源及统、总调压器、真空电源、透镜电源、高压电源及辅助电源系统。辅助电源系统。.（三）透射电镜超薄切片制备方法及基本过程（三）透射电镜超薄切片制备方法及基本过程 超薄切片制备样品的基本过程分为取材、超薄切片制备样品的基本过程分为取材、固定、漂洗、脱水、渗透、聚合、切片染色等固定、漂洗、脱水、渗透

8、、聚合、切片染色等几个环节。其中固定剂通常采用锇酸或戊二醛，几个环节。其中固定剂通常采用锇酸或戊二醛，以树脂为包埋剂，用玻璃刀作超薄切片后，捞以树脂为包埋剂，用玻璃刀作超薄切片后，捞取在铜网上，再用重金属染色法染色后即可制取在铜网上，再用重金属染色法染色后即可制成观察标本。成观察标本。 透射电镜超薄切片样品制备还需要做支持透射电镜超薄切片样品制备还需要做支持膜的制作、玻璃刀的制作、包埋块的修正、切膜的制作、玻璃刀的制作、包埋块的修正、切片的特殊染色等过程。片的特殊染色等过程。.三、实验用品三、实验用品 1 1仪器：透射电镜，超薄切片机，玻璃刀制仪器：透射电镜，超薄切片机，玻璃刀制刀机、铜网等。

9、刀机、铜网等。 2 2材料：动植物样品超薄切片材料：动植物样品超薄切片.四、实验内容四、实验内容 1 1观摩学习超薄切片的制备方法及基本过程。观摩学习超薄切片的制备方法及基本过程。 2 2学习在透射电镜下观察样品的超微结构。学习在透射电镜下观察样品的超微结构。 3.3.观看透射电镜照片，了解各种不同生物体观看透射电镜照片，了解各种不同生物体细胞的内部结构。细胞的内部结构。 .五、实验步骤五、实验步骤 在老师的指导下学习超薄切片的制备方在老师的指导下学习超薄切片的制备方法及基本过程，并用透射电镜观察动植物法及基本过程，并用透射电镜观察动植物样品。样品。. 在透射电镜下，可以观察到各种动植物细胞亚

10、显在透射电镜下，可以观察到各种动植物细胞亚显微结构，如细胞膜、细胞核、线粒体、内质网、高微结构，如细胞膜、细胞核、线粒体、内质网、高尔基体、质体等细胞器的内部细微结构。尔基体、质体等细胞器的内部细微结构。六、实验结果六、实验结果.七、实验注意事项七、实验注意事项 1 1要注意制备超薄切片的主要环节。要注意制备超薄切片的主要环节。 2 2要注意区分细胞的显微结构和亚显微结构。要注意区分细胞的显微结构和亚显微结构。 3 3要注意正确使用放大率，仔细观察细胞内线粒要注意正确使用放大率，仔细观察细胞内线粒 体，内质网和高尔基体等结构。体，内质网和高尔基体等结构。.八、实验作业八、实验作业 1.1.比较

11、透射电镜与普通光镜的结构特点。比较透射电镜与普通光镜的结构特点。 2.2.简述透射电镜的工作原理。简述透射电镜的工作原理。 3.3.简述透射电镜观察的基本要领。简述透射电镜观察的基本要领。 4.4.石蜡切片技术和超薄切片技术在方法和基本石蜡切片技术和超薄切片技术在方法和基本过程上有什么区别？过程上有什么区别？【完】【完】.JEM-1011透射电子显微镜透射电子显微镜 .获得高分辨率的图像：获得高分辨率的图像：v使用电子枪发射出了波长极短的电子波使用电子枪发射出了波长极短的电子波v利用电磁透镜可对电子束进行聚焦、放大和成像利用电磁透镜可对电子束进行聚焦、放大和成像高速电子束高速电子束 透射样品透射样品.电能转变成光能电能转变成光能图像各处浓淡的不同真实反映图像各处浓淡的