細胞生物學(xué)實驗指導(dǎo)

前言

細胞是生物的基本構(gòu)成單位，細胞生物學(xué)是研究細胞結(jié)構(gòu)與功能的科學(xué)。生命科學(xué)的進展與對細胞的不斷深入研究是分不開的，所以細胞生物學(xué)是高校生命科學(xué)的主干課程之一。而作為實驗科學(xué)的細胞生物學(xué)除了理論教學(xué)之外還需開設(shè)實驗課程，以使學(xué)生掌握有關(guān)細胞生物學(xué)的基本研究手段和方法?？v觀細胞生物學(xué)的發(fā)展，如果沒有光學(xué)及電子顯微鏡的發(fā)明以及其他研究方法和手段的建立是很難想象的。細胞是那樣小那樣精巧，但卻包含了生命的全部信息。如何觀察細胞、培養(yǎng)細胞、從細胞中提取生命的信息，這是多么令人向往的工作。本書希望能引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)細胞生物學(xué)基本理論的同時，從觀察細胞開始，逐步掌握細胞生物學(xué)的基本實驗原理和方法。本書含兩個部分和一個附錄，為便于查找，書中各部分明確地指出它們之間的相互聯(lián)系。第一部分是細胞生物學(xué)實驗方法和技術(shù)介紹，包括光學(xué)顯微鏡、電子顯微術(shù)、定量細胞術(shù)、顯微攝影、放射性核素示蹤技術(shù)、細胞培養(yǎng)技術(shù)、凋亡細胞的識別、綠色熒光蛋白、反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈式反應(yīng)9項內(nèi)容；第二部分為學(xué)生實驗，共選擇了15項實驗，包括口腔上皮細胞的顯微鏡觀察、電鏡超薄切片、動物細胞培養(yǎng)、顯微攝影、定量細胞測量的樣品制作、小鼠骨髓染色體的制備與C帶染色、保護性膠顯影劑和硝酸銀染核仁組織區(qū)的一步染色法、細胞骨架觀察、HeLa細胞與雞紅細胞的融合實驗、小鼠巨噬細胞吞噬羊紅細胞實驗、著絲點蛋白的間接免疫熒光染色法、三尖杉酯堿誘導(dǎo)HL一60細胞凋亡的形態(tài)和生化特征觀察、利用脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染技術(shù)對Hel丑細胞中重組GFP進行觀察、利用RT-PCR技術(shù)檢測HeLa細胞中β-actin的表達、放射性核素示蹤技術(shù)及其應(yīng)用；附錄中簡明地列出各項實驗所需的實驗條件。本書是劉凌云教授等主編的《細胞生物學(xué)》的配套教材，是應(yīng)高教出版社的邀請而編寫的。實驗內(nèi)容主要根據(jù)北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院近20余年來開設(shè)細胞生物學(xué)實驗課程的經(jīng)驗編寫，也有一部分來自師生的科研成果。本書由多年來從事細胞生物學(xué)教學(xué)和科研的教師執(zhí)筆，柳惠圖教授審閱了全書，提出了許多寶貴意見。此外，任海云、姜國華、李艷平和北京鼎國生物技術(shù)發(fā)展中心周衛(wèi)東等同志為本書的編寫和實驗工作提供了很多幫助，在此一并表示感謝。本書可供大專院校生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)的教師和學(xué)生使用，也可供從事相關(guān)專業(yè)的教師和學(xué)生參考，各校在使用這本教材時可根據(jù)自身的條件進行實驗或示范，不必拘于本書實驗內(nèi)容，可自行增刪。由于編者的水平有限，本書難免存在缺點和錯誤，懇請使用本書的師生和讀者給予批評指正。

內(nèi)容概要

　　細胞生物學(xué)的發(fā)展總是依賴于技術(shù)和實驗手段的進步，所以學(xué)習(xí)細胞生物學(xué)的技術(shù)和方法至關(guān)重要?！都毎飳W(xué)實驗指導(dǎo)》分為兩大部分。第一部分介紹了細胞生物學(xué)基本的實驗原理和技術(shù)；第二部分安排了15項實驗。這兩部分內(nèi)容覆蓋了細胞生物學(xué)的基本研究方法。《細胞生物學(xué)實驗指導(dǎo)》特別設(shè)計了細胞培養(yǎng)的系列實驗，用熒光和同位素技術(shù)定量檢測細胞的實驗，細胞骨架觀察實驗；深入介紹了凋亡細胞識別、定量細胞術(shù)、綠色熒光蛋白技術(shù)和RT-PCR支術(shù)的原理及其在細胞生物學(xué)中應(yīng)用的具體方法?！都毎飳W(xué)實驗指導(dǎo)》實用性強，書后有14個附錄，為讀者查詢相關(guān)實驗數(shù)據(jù)提供了方便。

書籍目錄

第一部分 細胞生物學(xué)實驗方法和技術(shù)介紹第一章 光學(xué)顯微鏡一、明視野顯微鏡二、暗視野顯微鏡三、相差顯微鏡四、微分干涉差顯微鏡五、熒光顯微鏡六、偏光顯微鏡七、激光掃描共焦顯微鏡八、多光子熒光顯微鏡第二章 電子顯微術(shù)一、透射電子顯微術(shù)二、掃描電子顯微術(shù)三、電鏡x射線微區(qū)分析技術(shù)第三章 定量細胞術(shù)一、顯微鏡光度術(shù)二、流式細胞術(shù)三、圖像處理和分析技術(shù)第四章 顯微攝影一、顯微攝影裝置二、顯微攝影程序三、彩色顯微攝影四、熒光攝影第五章 放射性核素示蹤技術(shù)一、放射性核技術(shù)的核物理基礎(chǔ)知識二、生物學(xué)中放射性核素示蹤技術(shù)三、放射性樣品的測量儀器及方法四、放射性核素示蹤實驗中的放射衛(wèi)生防護第六章 細胞培養(yǎng)技術(shù)一、組織培養(yǎng)的概念二、組織培養(yǎng)簡史三、組織培養(yǎng)的基本條件四、培養(yǎng)方法五、培養(yǎng)細胞的生物學(xué)第七章 凋亡細胞的識別一、細胞凋亡與細胞壞死在形態(tài)學(xué)和生化特征方面的區(qū)別二、調(diào)亡細胞的分子作用機制簡介三、觀察凋亡細胞的方法四、研究細胞凋亡的生物學(xué)意義第八章 綠色熒光蛋白一、GFP的發(fā)現(xiàn)二、GFP的性質(zhì)三、GFP的發(fā)光機制與GFP突變蛋白四、GFP的優(yōu)點五、GFP的應(yīng)用前景六、存在的問題第九章 反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈式反應(yīng)一、逆轉(zhuǎn)錄酶二、反轉(zhuǎn)錄引物三、模板RNA四、反轉(zhuǎn)錄PCR（RT-PCR）的應(yīng)用五、存在的問題第二部分 學(xué)生實驗實驗1 口腔上皮細胞的顯微鏡觀察一、用熒光顯微鏡觀察口腔上皮細胞的線粒體和細胞核二、用相差顯微鏡觀察口腔上皮細胞三、用暗視野顯微鏡觀察牙垢中的微生物實驗2 電鏡超薄切片實驗3 動物細胞培養(yǎng)一、清洗與滅菌二、培養(yǎng)基的配制三、Hanks、D-Hanks液和消化液（胰酶液）的配制四、細胞傳代培養(yǎng)五、生長曲線的測定六、細胞凍存與復(fù)蘇七、原代培養(yǎng)八、新生牛血清的篩選九、幾種常用的細胞同步化方法實驗4 顯微攝影實驗5 定量細胞測量的樣品制作一、細胞DNA含量定量測量的樣品制作（Feulgen反應(yīng)——用于顯微鏡光度計和圖像分析儀的透射光測量）二、細胞DNA含量定量測量的樣品制作（PI熒光標記法——用于流式細胞儀的熒光測量）實驗6 小鼠骨髓染色體的制備與C帶染色一、小鼠骨髓染色體的制備二、染色體c帶的制備實驗7 保護性膠顯影劑和硝酸銀染核仁組織區(qū)的一步染色法實驗8 細胞骨架觀察一、考馬斯亮藍R250（CoomassieblueR250）染色法觀察微絲二、甲基羅丹明標記的鬼筆環(huán)肽染色法觀察微絲三、動物細胞微管觀察四、植物細胞微管觀察實驗9 HeLa細胞與雞紅細胞的融合實驗實驗10 小鼠巨噬細胞吞噬羊紅細胞實驗實驗11 著絲點蛋白的間接免疫熒光染色法實驗12 三尖杉酯堿誘導(dǎo)HL-60細胞凋亡的形態(tài)和生化特征觀察一、三尖杉酯堿誘導(dǎo)HL-60細胞凋亡的形態(tài)觀察二、三尖杉酯堿誘導(dǎo)HL-60細胞凋亡的生化特征觀察實驗13 利用脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染技術(shù)對HeLa細胞中重組GFP進行觀察實驗14 利用RT-PCR技術(shù)檢測HeLa細胞中β-actin的表達實驗15 放射性核素示蹤技術(shù)及其應(yīng)用一、放射性核素制劑的衰變校正計算二、幾何位置對測量的影響及外照射防護原則三、3H-TdR摻入細胞DNA的液閃測量四、3H-TdR摻入DNA的顯微放射自顯影觀察五、皮質(zhì)醇放射免疫分析附錄附錄1 顯微鏡物鏡、目鏡常用的一些符號說明附錄2 電鏡超薄切片緩沖液、固定液和染液的配制附錄3 動物細胞培養(yǎng)附錄4 顯微攝影和顯微放射自顯影用溶液的配制附錄5 常用熒光探針介紹附錄6 用于Feulgen反應(yīng)的試劑配制附錄7 磷酸緩沖鹽（Phosphate-bufferedSaline，PBS，pH7．4）溶液的配制和各種pH值Tris-HCI緩沖液的配制附錄8 用于染色體和C帶制備的溶液配制附錄9 用于細胞骨架觀察的溶液配制附錄10 用于動物細胞融合和吞噬實驗的試劑配制附錄11 防熒光褪色固片介質(zhì)、細胞粘貼和封片劑附錄12 對HeLa細胞中重組GFP進行觀察的試劑配制附錄13 利用RT-PCR技術(shù)對HeLa細胞中β-actin的表達進行檢測的試劑配制附錄14 放射性核素示蹤技術(shù)常用數(shù)據(jù)

章節(jié)摘錄

插圖：細胞調(diào)亡不僅存在于高等脊椎動物的生命過程中，而且也存在于兩棲類，例如蝌蚪變成青蛙時尾巴在甲狀腺素控制下的退化過程中；在低等無脊推動物中也發(fā)現(xiàn)細胞凋亡，例如線蟲具有的1090個細胞中，有131個將在發(fā)育過程中發(fā)生凋亡。細胞凋亡在高等動物胚胎發(fā)育、造血、免疫、腫瘤發(fā)生等方面，都起著非常重要的作用。例如當(dāng)胚胎發(fā)育至某個階段，特定區(qū)域的細胞（群）就發(fā)生凋亡，這些“多余”細胞的清除有利于器官的形態(tài)發(fā)生。人胚第4周鰓弓發(fā)生時共有6對弓動脈，至第6-8周，第1、2、5對發(fā)生編程性死亡，以改建成動脈干等結(jié)構(gòu)；脊髓背根運動神經(jīng)元開始時數(shù)目很多，當(dāng)所支配的肌肉發(fā)育相對恒定后，約一半運動神經(jīng)元相繼凋亡，多余神經(jīng)元被清除以利于神經(jīng)肌肉間匹配；再如肢體發(fā)生中，早期的手和足都存在指（趾）間蹼，只有當(dāng)某些多余細胞凋亡后，才能形成正常的指和趾。在形態(tài)發(fā)生過程中，人胚的尾芽和鰓將定期消亡；而畸胎瘤的形成可能是未徹底凋亡的殘留胚層結(jié)構(gòu)。免疫研究中發(fā)現(xiàn)，在正常免疫系統(tǒng)中，未成熟的胸腺細胞在其成熟的特定階段，是通過其表面的T細胞受體接受刺激而導(dǎo)致編程性死亡，從而使機體能夠清除自身應(yīng)答性淋巴細胞，產(chǎn)生免疫耐受；反之如果失去這種調(diào)節(jié)機制，就會發(fā)生自身免疫性疾病。細胞凋亡在維持器官、組織、細胞數(shù)目相對平衡方面發(fā)揮著重大作用。在正常的成年個體中，不論是緩慢增殖的細胞群體（如肝臟、腎上腺皮質(zhì)上皮）還是快速增殖的細胞群體（如小腸隱窩上皮及分化的精原細胞），由于存在細胞的編程性死亡，所以能維持細胞數(shù)目的相對平衡。

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《細胞生物學(xué)實驗指導(dǎo)》由高等教育出版社出版。

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