四种缘毛目纤毛虫的超微结构观察
季道德,宋微波
(中国海洋大学教育部海水养殖重点实验室,山东青岛266003)
摘 要: 为对相关研究提供基础性资料,应用透射电镜技术对4种缘毛目纤毛虫(双缘聚缩虫、羽状聚缩虫、共栖聚缩虫类似种和拟杯状伪钟虫)迄今不甚明了的部分超微结构进行了观察。结果表明:(1)在光镜下不同外观的表膜显示了基本相似的超微结构:均由3层单位膜(细胞膜和表膜泡内、外膜)构成,差别仅在于表膜泡的厚度有所不同。(2)大核均为致密性核,核内染色质呈团块状密集排布,核仁数目较少,为椭球状或球状;小核也为致密性结构,染色质呈不规则的凝聚态。(3)帚胚由双层的原生质膜和穿越双层膜并排列紧密的毛基体以及位于中心的肌丝组成。(4)柄内具众多均匀分布、平行于柄肌的微管;柄肌由双层膜包被,其内一侧为高度凝聚的肌丝,另一侧则分布有众多的线粒体。关键词: 缘毛目;纤毛虫;超微结构
中图法分类号: Q 959.11 文献标识码: A 文章编号: 1672 5174(2005) 02 199 07
超微结构较之细胞水平的特征常常更具有稳定性和保守性,因此常被用作纤毛虫分类尤其是高阶元间关系探讨的重要佐证[1]。缘毛目纤毛虫是一大类高度特化的原生动物,作为富营养化水体内的优势类群广泛存在于海、淡水的各种生境中[2 3]。该类群由于种类众多且形态变异性较大而在种类鉴定和种间区别上一直存在各种分歧与争议[4 5]。国际间迄今有关该类纤毛虫亚细胞水平的研究依然较少,在大部分类群中许多基本结构目前仍不甚明了
[6 7]
。本文通过对4个具
有柄的海洋种类的电镜观察,对其皮层、核器、帚胚、柄以及胞质内其他细胞器的结构进行了描述,以期为相关研究提供基础性资料。
1 材料和方法
研究选用了采自青岛近海的3种聚缩虫和1种伪钟虫:双缘聚缩虫(Zoothamnium dup licatum Kahl,1933)、羽状聚缩虫(Zoothamnium p lumula Kahl,1933)、共栖聚缩虫类似种(Zoothamnium https://www.doczj.com/doc/ff2366703.html, mune Kahl,1933)以及拟杯状伪钟虫(Pseudovorticella p ar acratera Ji et al .,2004)。样品由载玻片法采集,在实验室内进行分离,后经常规方法进行透射电镜标本的制备和观察
[1]
。各种类的鉴定参照文献[8 11],
名词主要参照文献[5]。
2 结果
2.1表膜结构 3种聚缩虫的表膜在光镜下外观非常相似,均属表面较光滑并具有致密环纹,而拟杯状伪钟虫的表膜具网状纹,网孔处表膜显著凸起(见图版13)。电镜下显示各个种的表膜结构基本相同:均由3层单位膜(细胞膜和表膜泡内、外膜)构成,差别仅在于表膜泡的厚度有所不同。
羽状聚缩虫的表膜起伏较平缓(见图版1 3),外层的细胞膜和表膜泡外膜排列紧密,总厚度约30nm (见图版5)。表膜泡环绕虫体,极可能不分室(构成低倍镜下的 环纹 ),厚度约200nm ,其内膜与一薄层(约20nm)致密的外原生质层相接(见图版4),其下为150~200nm 的纤丝状、与虫体纵轴平行排列的匀质原生质层(见图版5)。表膜泡间的原生质形成脊状突起,顶部有环绕虫体表面的泡间微管(图版4,无尾箭头),突起内部另有一表膜下微管(图版4,双箭头)。
共栖聚缩虫类似种的表膜虫体纵切面观与上种比,外轮廓起伏更显著,呈锯齿状(见图版6,7),并常有细菌粘附(见图版6 8,小箭头),表膜泡厚度为200~250nm,其结构与羽状聚缩虫相似,存在表膜下微管(见图版7,双箭头),但未见泡间微管,相应位置为相邻表膜泡内膜围成的管状腔(见图版7,无尾箭头)。
通讯作者:E mail:w song@https://www.doczj.com/doc/ff2366703.html,
基金项目:国家自然科学基金项目(40376045)资助
收稿日期:2004 09 13;修订日期:2004 12 10作者简介:季道德(1979 ),男,博士生。
第35卷 第2期 2005年3月
中国海洋大学学报
PERIODICAL OF OCEAN UNIVERSITY OF CHINA
35(2):199~205M ar.,2005
200中 国 海 洋 大 学 学 报2005年
201 2期季道德,等:四种缘毛目纤毛虫的超微结构观察
202中 国 海 洋 大 学 学 报2005年
图版说明
F igure leg ends
1.羽状聚缩虫整体纵切Vertical section of a whole z ooid of Zoothamnium p lumula标尺Scale bar:20 m Cy:胞咽Cy tophar ynx;
F V:食物泡Food vacuole;M a:大核M acronucleus;Ve:口前庭Vestibulum
2.羽状聚缩虫局部纵切,箭头标示核仁A po rtion of vertical section of Zoothamnium p lumula,ar row indicates nucleolus标尺Scale
bar:5 m M a:大核M acronucleus
3.羽状聚缩虫口围缘纵切,箭头标示胞质内的小泡Vertical section of the peristomial lip of Zoothamnium p lumula,arrows mark
small vacuoles in the cytoplasm标尺Scale bar:5 m PL:口围缘Peristomial lip
4.羽状聚缩虫皮层纵切,无尾箭头标示泡间微管,双箭头指示表膜下微管Vertical section o f co rtex of Zoothamnium plumula,ar
row heads denote microtubules between pellicular alveoluses,double arrow s show the sub pellicular microtubules标尺Scale bar:
0.5 m
5.羽状聚缩虫皮层纵切,大箭头标示表膜孔,小箭头标示排列紧密的细胞膜和表膜泡外膜V er tical section of cortex of Zootham
nium p lumula,large arrow notes the pellicular pore,small arrows indicate closely spaced cell membr ane and ecto membr ane of pellic ular alveo lus标尺Scale bar:0.5 m
6.共栖聚缩虫类似种皮层纵切,箭头指示体表粘附的细菌Vertical section of Zoothamnium https://www.doczj.com/doc/ff2366703.html,mune,arrow s mar k bacter ia at
taching on the pellicle标尺Scale bar:3 m
7.共栖聚缩虫类似种皮层纵切,小箭头指示体表粘附的细菌,大箭头显示线粒体内的管状嵴,双箭头指示表膜下微管,无尾箭
头标示相邻表膜泡内膜合围成的管状结构Vertical section of the cortex of Zoothamnium https://www.doczj.com/doc/ff2366703.html,mune,small arrows mark bacte ria attaching on the pellicle,large ar row indicates tube shaped cr istula in mitochondria,double arr ows show the sub pellicular micro tubules,arrowheads note the tubes formed by two closely arr anged pellicular alveoli标尺Scale bar:1.5 m
8.共栖聚缩虫类似种体部横切,大箭头显示线粒体内的管状嵴,小箭头显示体表细菌,双箭头表示表膜孔Cross section of the
body por tion of Zoothamnium https://www.doczj.com/doc/ff2366703.html,mune,to show the str ucture of cor tex,large arrow indicates tube shaped cristula in mitochon dr ia,small arr ow marks bacter ia on the surface,double arr ows note the pellicular pore标尺Scale bar:1.5 m
9.双缘聚缩虫皮层纵切,箭头标示皮层下致密纤维层Vertical section of Zoothamnium dup licatum,arrow s mar k dense fibrous lay er
under the cor tex标尺Scale bar:2 m M it:线粒体M itochondria
10.双缘聚缩虫皮层纵切,箭头标示反口纤毛环V er tical section of cortex of Zoothamnium dup licatum,ar row notes the abor al cil
iary w reath标尺Scale bar:1 m
11.双缘聚缩虫皮层纵切,大箭头指示表膜孔,小箭头标示表膜下微管,无尾箭头指示表膜泡内膜和外原生质层之间的空白区
域Vertical section of cortex of Zoothamnium dup licatum,lar ge arrow indicates the pellicular po re,small arr ows mark sub pelliclu ar microtubules,arrow head exhibits the blank ar ea between endo membrane of pellicular alv eolus and epiplasm标尺Scale bar:1 m 12.双缘聚缩虫皮层纵切,显示双缘聚缩虫皮层各部分,无尾箭头显示表膜泡内膜和外原生质层之间的空白区域Vertical section
of cor tex of Zoothamnium dup licatum,to show the detailed structur e,ar rowhead denotes the blank area between endo membrane of pellicular alv eolus and epiplasm标尺Scale bar:0.5 m Ec:表膜泡外膜ecto membr ane of pellicular alveolus;En:表膜泡内膜en do membrane of pellicular alveolus;Ep:外原生质Epiplasm
13.拟杯状伪钟虫在光镜下表膜形态Pellicle appearance of Pseudovorticella p ar acr ater a under light field microscope标尺Scale bar:
15 m
14.拟杯状伪钟虫皮层纵切,箭头显示破损的表膜泡V ertical section of cortex of Pseudovor ticella p aracr ater a,arrow s ex hibit bro
ken pellicular alv eolus标尺Scale bar:2 m M a:大核M acronucleus;M it:线粒体M itochondr ia
15.羽状聚缩虫大核,箭头显示核仁M acronucleus of Zoothamnium p lumula,arro ws show nucleoliM a:大核M acronucleus标尺
Scale bar:3 m
16.羽状聚缩虫内质,双箭头显示内质网Endoplasm of Zoothamnium p lumula,double arrows indicate endoplasmic reticulum标尺
Scale bar:1.5 m
17.羽状聚缩虫口区小膜横切,显示不同层面的纤毛结构Cross sect ion of oral peniculus of Zoothamnium p lumula,to ex hibit struc
ture of cilia at differ ent levels标尺Scale bar:0.5 m
18.拟杯状伪钟虫的大小核,箭头指示大核核膜,双箭头指示小核内不规则的染色质M acro and micronucleus of Pseudovor ticella
paracrater a,ar rows mark the membrane o f macr onucleus,double arrows indicate the irr egular shaped chromatin in micronucleus标尺Scale bar:2 m
19.箭头指示拟杯状伪钟虫的食物泡F ood vacuoles of Pseudovor ticella p ar acr ater a,Shown by arrow s标尺Scale bar:3 m
20.拟杯状伪钟虫口区纵切,箭头标示口围缘内密集排列的线粒体V ertical section of o ral ar ea of Pseudovor ticella p ar acr ater a,ar
rows denote the closely spaced mitochondria in peristomial lip标尺Scale bar:3 m
21.双缘聚缩虫帚胚纵切,大箭头指示帚胚内的毛基体,双箭头标示肌丝,小箭头显示柄内的微管V er tical section of the scopula
port ion of Zoothamnium dup licatum,large ar rows indicate kinetosomes,double ar rows mark myoneme,small ar rows show micro tubules标尺Scale bar:2 m
22.共栖聚缩虫类似种柄横切,大箭头指示柄肌内的线粒体,小箭头显示微管Cross section of the stalk of Zoothamnium https://www.doczj.com/doc/ff2366703.html,
mune,large ar rows indicate mitochondria in spasmoneme,small arrow s show microtubules M y:肌丝M yoneme标尺Scale bar:
2 m
双缘聚缩虫外原生质层(Ep)为内缘不清的电子致密层(厚约100~200nm)(见图版12)。表膜泡内膜(En)与外原生质层之间存在一薄层(约20nm)低电子密度区域(见图版11,12,无尾箭头)。反口纤毛环处的表膜下未见毛基体和表膜泡,似乎仅为单层膜构成(见图版10)。
以上3种聚缩虫均观察到表膜孔,其结构相同,均由3层单位膜内陷入原生质中形成,深约500nm(见图版5,11,大箭头;8,双箭头)。
拟杯状伪钟虫表膜泡发达(见图版14),厚度为600~800nm,表膜下结构似乎无明显的分层或微管结构。
2.2核器结构 3种聚缩虫的大核均为马蹄形,拟杯状伪钟虫大核呈 J型。各种的核均由连续的膜包被(见图版18,箭头)。染色质紧密排列为大小不一的团块状,染色深(见图版2,14,15,18);核仁球形或椭球形,染色较浅,稀疏散布(见图版2,15,箭头)。
小核仅在拟杯状伪钟虫中观测到,椭球形,也由核膜包被;小核的染色质排列紧密,呈不规则的分枝状(见图版18,双箭头)。
2.3帚胚及柄结构 帚胚是缘毛目纤毛虫所特有的结构,位于虫体反口端,其作用是分泌形成具有固着作用的柄,或直接固着于基质之上。
双缘聚缩虫的帚胚由多孔的双层膜(帚胚膜)、贯穿双层膜的众多毛基体和位于中央的粗大肌丝束组成(见图版21)。帚胚内毛基体直径约250nm,总长度约为1.5~ 2.5 m,其中位于细胞质内的部分约0.5~ 1.0 m,伸入柄内的部分约为1.0~1.5 m(见图版21,大箭头)。此外,柄内存在众多的与柄纵向平行的微管(见图版21,22,小箭头),均匀分布,直径大约100~ 150nm。
帚胚中央的肌丝束在虫体内沿表层分散,由皮层下经反口纤毛环,前行可到达口区附近。肌丝在柄内聚集形成柄肌,可下行至柄基部。柄肌由发达的双层膜包被(见图版22),断面观肌丝(M y)集于柄肌腔的一侧,另外一侧为染色较浅的匀质区域,内有散布的线粒体(见图版22,大箭头)。柄内除柄肌和外周排列的微管外,其余部分被均匀的低电子密度物质所填充。2.4其他结构 本观察同时涉及胞器以及部分细胞质内结构。
羽状聚缩虫的口区内小膜由3列平行的纤毛构成,横切面可见纤毛为典型的 9+2微管结构(见图版17)。
203
2期季道德,等:四种缘毛目纤毛虫的超微结构观察
各种的原生质内还可见线粒体、食物泡、内质网以
及众多小空泡等结构。线粒体椭球形,内嵴为不规则管状(见图版7,8,大箭头)。除柄肌外,线粒体散布于原生质各处,其中口围缘处最为密集(见图版20,箭头)。粗面内质网发达,层膜状,可见大量的核糖体附着(见图版16,双箭头)。食物泡(见图版1,FV)被单层膜包围,前期内容物为密集的杆状细菌(见图版19),后期为不规则的颗粒(见图版1)。此外,细胞质中可见众多的小泡,直径约100~600nm,可能为拟糖原(见图版3,箭头)。
3 讨论
在对缘毛类纤毛虫的现代分类学鉴定中,银线系统的类型和银线数目具有十分可靠的种间差异稳定性,因而是一重要的分类学特征。对应于超微结构,银染着色区(银线)为表膜泡间的原生质突起处,该突起即为 银线系的银浸着色基础。
本文的观察还表明,各种类的皮层结构在表膜区十分相似,而浅表原生质层则可呈现出种/属间差异:在3种聚缩虫的表膜下均存在一低电子密度的匀质层(见图版4,7,9),拟杯状伪钟虫则未见此结构。此外,在羽状聚缩虫存在泡间微管,其为单层微管,环绕虫体而被一外层的膜所包被(见图版4,无尾箭头)。此微管在其他种类则缺失。
此外,与前人的报道一致[12],在共栖聚缩虫类似种柄肌一侧存在众多的线粒体,此结构对应于光镜下绕行于肌丝上的颗粒,显然与运动有关。目前不明了的是,在多数聚缩虫中,光镜下不见明显的颗粒结构,此时的线粒体是以何种形式存在,有待于进一步研究。
致谢:本工作所用部分样品由本实验室博士研究生林晓凤采集,在此表示感谢!参考文献:
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204中 国 海 洋 大 学 学 报2005年
On the Ultrastructu re of Fou r Peritrichous Ciliates (Cilioph ora,Peritrichida)
JI Dao de,SONG Wei bo
(T he K ey Labor ator y of M ar icultur e,M ini stry of Education,Ocean U niversity of China,Qingdao 266003,China)
Abstract: The ultrastructure of four peritrichous ciliates,Zoothamnium dup licatum Kahl,1933,Z.p lumula Kahl,1933,https://www.doczj.com/doc/ff2366703.html,m une Kahl,1933and Pseudovorticella p ar acratera Ji et al .,2003,was observed via transmission electronic m icroscopy.T he results demonstrate that:(1)T he pellicles of different ap pearances under lig ht microscope have similar cortical structure:conspicuous pellicular alveolus (consisting of ecto and endo membrane)and the cell membrane;(2)in the macronucleus,the nucleoli are oval or global and the chromatin is agglomerated,w hile in the micronucleus the chromatin is irreg ularly shaped;(3)the scopula is composed of double layered plasm alemma w ith many kinetosomes and center positioned spasmoneme;(4)in the stalk,the spasmoneme extends to the basal part,w ith some mitochondria on one side and covered by dou ble layered plasmalemma.The microtubules are parallel to the spasmoneme and evenly arranged.Key words: Peritrichida;ciliate;ultrastructure
(上接188页)
Diagn ostical Analysis of an Extreme High Temperatu re
Weather Event in North China on 15July,2002
ZHANG Min
1,2
,FU Gang 2,GUO Jing tian
2
(1.M et eorolo gical Bureau of L iaocheng,L iaocheng 252000,China; 2.Depar tment of M arine M eteorology,Ocean U niv ersity of
China,Qingdao 266003,China)
Abstract: A ty pical extreme high temperature weather event w armer than 40?w as observed in a large area of north China at 06UTC 15July 2002.This event sig nificantly influenced people #s life,and attracted the new s media #s concern.In this paper,almost all available observational data are em ployed to document its evolutionary process and to investigate its mechanism.T he synoptic situations from low er level to upper level prior to and during the high temperature event are analyzed.Also,the spatial tem poral distributions of v ari ous variables are described.Through thermody nam ics equation,it is indicated that this extreme high temper ature w eather event w as mainly caused by the joint effects of the advection of potential temperature,the ver tical transportation of potential temperature and non adiabatic heating.
Key words: ex treme high temperature weather event;sy noptic situation;thermodynamics equation;solar
radiation
205
2期季道德,等:四种缘毛目纤毛虫的超微结构观察
阿尔茨海默病动物模型研究进展 发表时间：2019-09-23T09:21:11.433Z 来源：《医药前沿》2019年22期作者：朱恒延郭燕君（通讯作者） [导读] 阿尔茨海默病动物模型是研究人类阿尔茨海默病发病机制和寻求治疗方法的重要工具。 (嘉兴学院医学院浙江嘉兴 314001) 【摘要】阿尔茨海默病动物模型是研究人类阿尔茨海默病发病机制和寻求治疗方法的重要工具。本文在总结近年来最新研究成果的基础上系统阐述阿尔茨海默病研究中常用的动物模型，为AD的生物性特征和预防研究提供帮助。 【关键词】阿尔茨海默病; 动物模型; 研究进展 【中图分类号】R745 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2019）22-0010-02 Research progress of animal models of Alzheimer's disease Zhu Hengyan,Guo Yanjun (communications author) Medical College of Jiaxing University, Jiaxing, Zhejiang 314001, China 【Abstract】Animal model of Alzheimer's disease is an important tool for studying the pathogenesis of human alzheimer's disease and seeking for treatment. On the basis of summarizing the latest research achievements in recent years, this paper systematically describes the animal models commonly used in Alzheimer's disease research, providing help for the biological characteristics and prevention of AD. 【Key words】Alzheimer's disease; Animal model; Research progress 阿尔茨海默病是以进行性记忆缺失和痴呆为特征的神经退行性疾病。65岁前发病称早老性家族性痴呆；65岁后发病称迟发的老年性痴呆。典型病理变化为细胞外由β淀粉样蛋白(Amyloid-β，Aβ)形成的老年斑块，过度磷酸化的tau蛋白组成的神经元纤维缠结［1］。AD分为早发的家族性AD(Familial AD，FAD)和迟发的散发性 AD(Sporadic AD,SAD)。SAD发病机制主要与遗传和环境有关。胰岛素通路和能量代谢障碍、糖尿病，脑外伤，神经炎症反应以及Apo Eε4等位基因等都是AD的危险因素［2］。目前尚无有效安全的治疗AD的方法及药物。科学家们一直试图建立与AD发病机制接近的灵长类动物模型。本文着重探讨与AD相关的转基因动物模型和灵长类动物模型的现状及特点作一综述。 1.AD相关的转基因模型的特点 研究证实多数 FAD患者是由PSEN1突变所致［3］，PSEN1第4～12外显子之间是主要基因突变位点，近年来，研究者们建立了几种AD PSEN1基因突变的转基因模型，包括PSEN1(A246E)[4]、PSEN1(M146L)[4]、PSEN1(M146V)[4]、PSEN1(P264L)[4]、 PSEN1(P117L)[4]、PSEN1-YAC[4]等。研究者们发现携带人PSEN1突变的转基因AD小鼠不能模拟出FAD的典型特征，因此转入人PSEN1基因突变的同时加入PSEN2其他突变基因，用这种方法成功建立了十多种转基因AD小鼠，而且十多种AD转基因小鼠都能能表现出FAD部分神经病理学特征和行为学上的改变。目前AD转基因小鼠是研究阿尔茨海默病发病机理和治疗方面经典的动物模型，但是已知的这些PSEN1转基因模型小鼠同时不能模拟FAD的全部神经行为学和病理学特征。灵长类动物由于在生理结构和生物化学方面与人类高度相似。因此急需建立一种灵长类非人动物模型，探索这种模型是否能够更好的模拟FAD的多种神经行为学及病理学的特征。 2.FAD灵长类非人动物模型研究现状 近十几年来，随着转基因技术进步和灵长类动物转基因技术的发展，使得建立灵长类非人阿尔茨海默病转基因模型成为可能[5]。由于从发病机制上看FAD是由APP或PSEN1、PSEN2突变所致，专家们尝试将结合其他突变基因(PSEN2、APP和 MAPT) 和PSEN1突变来建立FAD转基因灵长类非人动物模型。上述方法在理论上能够模拟出FAD的发病原因和疾病特征，而且可以通过遗传保种，在建立模型动物群体方面表现出优势。但是灵长类非人阿尔茨海默病转基因动物模型面临严峻的问题：（1）转入AD致病基因的灵长类非人转基因动物通常需十几年才呈现AD特征性的神经病理学和行为学改变，灵长类动物模型效率低、成本高，尚未见成功模型报道；（2）短期难以开展对转基因的个体开展临床病理鉴定和行为学的评价。PSEN1在灵长类动物中非常保守。有关非人灵长类动物中AD基因突变是否与人类相似方面的研究较少。John J．Ely发现一只黑猩猩PSEN1突变[5]，其PSEN1突变的特征未知；与其他年龄及性别相匹配的未突变PSEN1黑猩猩相比，其是否出现神经退行性病理改变和行为学变化均不知道；其子代是否有PSEN1基因突变、行为学及病理变化是否出现等还没有报道。 目前AD尚未研制出安全有效的药物和方法，迫切需要能模拟AD经典病理变化的理想动物模型，以前建立在啮齿类的动物模型各有优缺点，不能全面体现AD的病例神经行为学方面的全部改变。目前被大家所认可的转基因动物模型也有待完善。利用基因筛选和基因修饰分子生物学技术建立AD灵长类非人动物模型意义重大，对于进一步明确发病机理，AD药物的治疗、开发和筛选，早期诊断有重要的应用价值和前景。 【参考文献】 [1] Grundke-Iqbal I,Iqbal K,Tung YC,et.al.Abnormal phosphorylation of the microtubule associated protein tau(tau) in Alzheimer cytoskeletal pathology.Proc Natl Acad Sci U S A 83(13):4913-4917. [2] Iqbal K,Grundke-Iqbal I.Alzheimer's disease,a multifactorial disorder seeking multitherapies.Alzheimers Dement 6(5):420-424. [3] Ballard C,Gauthier S,Corbett A,et al.Alzheimer’s disease[J].Lancet 2011,377(9770):1019-1031． [4] Wen P H,Shao X,Shao Z,et al.Overexpression of wild type but not an FAD mutant presenilin-1 promotes neurogenesis in the hippocampus of adult mice[J].Neurobiol Dis,2002,10(1):8-19． [5] Chan A W.Progress and prospects for genetic modification of nonhuman primate models in biomedical research[J].ILAR J,2013,54(2):211-223． [6] Joseph M.Erwin P RH J.One Gerontology:Advancing Understanding of Aging through Studies of Great Apes and Other Primates[M].Aging in Nonhuman Primates，Erwin Jm H P,Basel:Interdiscipl Top Gerontol,Karger,2002:31,1-21. 基金项目：浙江省科技计划项目(2017C37173);嘉兴学院南湖学院重点SRT资助项目(NH85178445)；2016年度浙江省教育技术研究规划课题(JB039)
观察植物细胞的基本结构 与动物细胞比较，植物细胞的体积一般比动物细胞的体积大，但是植物细胞也不能直接在显微镜下观察，需要经过处理制成装片和切片标本，才能观察。【活动目标】 1．练习制作植物细胞临时装片； 2．用显微镜观察植物细胞的形态和结构； 3．练习绘制植物细胞结构图。 【材料器具】 洋葱鳞片叶、番茄果实、水绵装片、衣藻装片、蚕豆下表皮装片、其他植物玻片；清水、碘液、显微镜、载玻片、盖玻片、刀片、镊子、解剖针、干净纱布、吸水纸。 【方法步骤】 1．制作和观察洋葱表皮细胞临时装片 (1)用干净纱布将载玻片、盖玻片擦拭干净。 (2)在载玻片中央滴一滴清水。 (3)取一块洋葱鳞片叶的内表皮，置于载玻片的清水中，展平，盖上盖玻片，制成临时装片。 (4)在低倍镜下观察，可以看到的结构有（）。 在视野中选择一个清楚的细胞绘图记录如下，注明细胞结构的名称。 2．制作番茄果肉细胞临时装片 (1)用干净纱布将载玻片、盖玻片擦拭干净。 (2)在载玻片中央滴一滴清水。 (3)用解剖针在切开的番茄果实中挑取少许成熟的果肉，将果肉均匀地涂抹在载玻片的清水中，盖上盖玻片。 (4)在低倍镜下观察，可以看到番茄果肉细胞的结构有（）。 选择1～2个细胞，绘图如下： 番茄果肉细胞(绘图) 《构成植物体的细胞》教学设计
课题：构成植物体的细胞 教材分析： 本课教材是北师大版《生物学》七年级上，第3章第1节《细胞的基本结构和功能 》中的内容，本节主要是介绍细胞的基本结构和功能方面的知识。要了解细胞这样小的结构，必须借助一定的工具，因此显微镜的使用也是本节学习的重点内容。本节内容的设计是让学生在熟悉显微镜的过程中认识不同类型的细胞，发现不同类型的细胞形态结构的共同特点和不同特点，在此基础上进一步了解细胞的功能。本教案是第三课时《构成植物体的细胞》的教学设计。 教学目标： 1.知识目标： （1）区别植物细胞的基本结构。 （2）说明制作临时装片的基本方法步骤。 2.能力目标： （1）尝试自己制作临时装片。 （2）运用显微镜观察生物细胞
综述骨膜的组织学特征和超微结构 宋守礼 朱盛修 骨膜通常指骨外膜Κ是覆盖在骨外表面的致密结缔组织膜Λ除骨的关节面、股骨颈、距骨的关节囊下区和某些籽骨表面外Κ骨的外表面都有骨膜Λ目前认为Κ骨膜不仅是一层:限制膜ΦΚ而且具有成骨作用Κ对骨的营养、生长或修复及感受痛觉都很重要Λ临床上Κ利用骨膜移植后能保留骨膜固有的成骨和成软骨的特性Κ已成功地治疗骨折延迟愈合或不愈合、骨和软骨缺损、气管软骨缺损、先天性腭裂和股骨头缺血性坏死等疾病Κ且骨膜移植有血运重建快、成骨量大和对供区创伤小等优点Κ引起了人们对骨膜的兴趣Κ加速了对骨膜组织的结构和成骨机制的研究Λ 一、骨膜的组织学特征 虽然骨膜的组织结构因解剖部位和年龄不同而有差别Κ传统上常将骨膜分为浅表的纤维层;fibrous layerΓ和深面的生发层;cam bium layerΓΚ二层并无截然分界Λ纤维层较厚Κ细胞成分少Κ主要为粗大的胶原纤维束Κ彼此交织成网Κ有些纤维穿入骨质Κ称sharpey 纤维或穿通纤维;perfo rating fiberΓΚ起固定骨膜和韧带的作用Λ生发层紧邻骨外表面Κ其纤维成分少Κ排列疏松Κ血管和细胞丰富Κ有成骨能力Κ故又称成骨层;o s2 teogenic layerΓΚ其细胞成分有骨祖细胞、成骨细胞、破骨细胞和血管内皮细胞Λ生发层的组织成分随年龄和机能活动而变化Λ在胚胎期和出生后的成长期内Κ生发层由数层细胞组成Κ其外层为成纤维细胞样骨祖细胞Κ内层为成骨细胞Κ二者皆有增殖能力Κ与骨膜成骨有关Λ成年后Κ骨处于改建缓慢的相对静止阶段Κ生发层变薄Κ骨祖细胞相对较少Κ不再排列成层Κ而是分散附着于骨的表面Κ继续参与终身缓慢进行的骨改建活动及骨折时的修复活动[1Κ2]Λ骨膜的纤维层剥离后Κ成骨细胞和破骨细胞仍能牢固地附着在骨面上[3]Λ 近年来Κ有作者根据骨膜的功能和解剖学基础提出骨膜分三层的观点Κ即浅表的纤维层、中间的血管性未分化区和深面的生发层[4Κ5]Λ中层组织疏松Κ主要的细胞成分是未分化细胞Κ它能为生发层和纤维层提供祖细胞Λ该层内还有少量单核细胞Κ在骨重建的局部调节中发挥作用Λ细胞外基质中胶原排列有序Κ适于发挥 作者单位Π100853 北京Κ解放军总医院骨科支持作用Κ并且和基质中非胶原成分共同发挥粘弹性作用Κ缓冲生发层内生理范围内的应力变化Λ中层疏松的特性亦有利于生发层在活跃的生长期中有效地转运营养物质和代谢产物Λ因此Κ中层除具有营养作用和供给祖细胞外Κ还是调节骨和周围软组织间相互作用的缓冲带[4]Λ骨膜受到应力作用后Κ通过中层的调节Κ其纤维弹性组织成分;fibroelastic componentΓ离开或靠近生发层Κ结果张力刺激骨膜成骨Κ压力诱导骨吸收Λ成长期的骨膜中层较厚Κ具有理想的结构Κ能迅速而敏感地对应力变化做出反应Κ启动骨表面的适应性重建活动[5]Λ 骨膜的三层结构随年龄发生明显变化Λ出生后Κ生发层的成骨细胞外形细长Μ中层较厚Κ分化差Κ血管极少Λ在快速成长期Κ生发层的成骨细胞呈立方形Μ中层的血管、未分化细胞和单核吞噬细胞发育达高峰Κ血管清晰可见Λ成年后Κ生发层细胞呈扁平的静息状态Μ中层结构开始退化Κ逐渐消失Κ骨膜对应力反应的敏感性随之下降[4]Κ骨膜附着于骨较牢固Κ一般不易剥离ΛSquier等[6]根据骨膜内细胞、纤维和基质的比例Κ提出另一种:三层分法ΦΛ第一层由紧邻骨表面的成骨细胞和其浅面的成纤维细胞样细胞组成的成骨细胞上层;sup ra-o steoblast layerΓ构成Κ后者可能是骨祖细胞Λ第二层为相对透明区Κ毛细血管丰富Κ可能代表传统的生发层Κ骨膜的大多数血管成分位于该层内Λ第三层由胶原纤维和大量成纤维细胞构成Κ相当于传统的纤维层Λ 骨膜除含有丰富的胶原纤维外是否含有弹性纤维Κ目前仍有争论ΛM urakam i和Em ery[7]认为骨膜中有弹性纤维Κ这些纤维由深层的骨祖细胞合成Λ弹性纤维沿骨纵轴平行排列Κ形成5～6层Κ其内侧部分包括在生发层内Κ外侧部分融入纤维层中Λ位于弹性纤维最内侧部分的细胞可能系未分化细胞Κ能分化为成骨细胞或成弹性纤维细胞ΛTonna[8]的电镜观察亦证明骨膜的两层均有弹性纤维Λ但Chong等[9]认为骨膜没有弹性纤维Κ其他作者发现的弹性纤维可能是网状纤维Λ 二、骨膜的超微结构 在光学显微镜下Κ骨膜的纤维层和生发层无明确的分界Μ在超微结构水平Κ两层间有清晰的界线[8]Λ在未 593 中华骨科杂志1996年6月第16卷第6期
基金项目:成都医学院“实验室开放基金课题”资助(S YSKF200748)。 作者简介:薛斌(1984-),男,成都医学院2005级临床本科班学生,研究方向:小鼠空间记忆障碍时效关系研究。△通讯作者:荣成(1980-),男,助教, 成都医学院基础医学实验技术中心科研秘书,研究方向:小鼠空间记忆障碍时效关系研究。 阿尔茨海默病动物模型建立方法的论述 薛 斌1 荣 成 张 晓2 杨 拯2 江红丽2 (1.成都医学院2005级临床本科甲班 2.成都医学院实验技术教研室) [摘 要]学习记忆能力障碍是老年性痴呆(Alzheimer ’s disease,AD)的主要临床症状和特征,而目前对阿尔茨海默病的发病机制有三种有影响力的学说。因此理想的阿尔茨海默病AD 动物模型,对研究该病的发病机制及治疗具有重要意义,本文就目前几种有影响力的AD 的动物模型研究现状作一综述。 [关键词]阿尔茨海默病 穹窿海马伞 胆碱能神经元 T au 蛋白 β-淀粉样肽 阿尔茨海默病(Alzh eimer ’s disease ,AD )是一种临床常见的中枢神经系统变性疾病,目前其发病机制有三种影响力的学说,如淀粉样蛋白学说、乙酰胆碱能学说、线粒体损伤学说。现关于AD 疾病的研究日益受到国内外学者的高度重视。其建立一个可靠的A D 动物模型是研究AD 的重要环节。有关AD 动物模型建立的方法较多,各有利弊,本文针对这几种学说的AD 动物模型的建立和新的动物模型的建立作一综述。 一、自然衰老认知障碍AD 动物模型 AD 是一个与年龄相关的疾病,衰老因素在AD 发病过程中扮演着重要角色,衰老所特有的病理生理变化及其它病变的影响,是用年轻动物制作的动物模型所不能替代的。通过行为筛选的方式,选择带有认知和记忆严重缺失的个体,它们的行为损害与老年人和A D 患者的认知损害相类似,同时还可出现某些相应的脑组织病理改变[1]。故是研究AD 较好的动物模型。但存在以下缺点:①老年动物神经系统的发病与A D 的发病机制过程不完全一致,因此神经化学方面的改变也是不同的。②体质差,易死亡,故不宜用于周期长的实验。③对药物的吸收代谢不佳。④价格昂贵。所以该模型的应用受到一定限制。 二、损害模型的AD 动物模型1.断开穹窿海马伞通路模型 早在1954年,Daitz 等人就采用横断穹窿海马伞系统来研究观察神经元的退化过程。后来人们为了进行AD 方面的研究,采取了真空抽吸、横断或电解等方法损毁单侧或双侧穹窿海马伞通路建立AD 模型[2-3]。此种方法主要是通过切断隔海马通路(如扣带束、背穹窿海马伞),破坏胆碱能及非胆碱能纤维传入,导致实验动物行为及神经化学方面的缺损,造成动物空间定向和记忆障碍及胆碱能神经元的丢失。1994年在此基础上,Jeltsch 等的实验研究结果表明,切断双侧穹窿海马伞通路造成的A D 模型在数月后其行为及神经化学的缺失也不能恢复[4]。该模型是建立在“AD 认知障碍的胆碱能假说”的基础上,基底前脑的胆碱能细胞发出轴突广泛地投射到新皮质和海马等高级脑区,这一投射与学习记忆和认知功能有着密切的联系。在任何一个环节阻断或损坏这一投射系统都可导致动物认知障碍和学习记忆能力的损害。其病理检查发现A D 患者基底前脑的胆碱能细胞出现严重溃变,其细胞丢失的程度和患者的认知能力成负相关关系[5]。如通过手术、化学或免疫切除的方式损伤基底前脑——海马胆碱能投射,来模拟AD 的前脑胆碱能系统的损害,可用于①研究前脑胆碱能系统选择性损害对AD 的记忆减退与认识障碍的临床症状的关系的研究;②拟胆碱药物治疗A D 的药物筛选、疗效评价和作用机制的研究;③胚胎基底前脑胆碱能细胞脑内移植治疗AD 的实验研究;④神经营养因子如N G F 等脑室投递治疗A D 的研究以及N GF 或其它神经营养因子基因修饰细胞脑内移植对A D 进行基因治疗的研究等。用此方法 建立A D 模型,周期短(约两周),但手术定位难以控制,很难避免手术区邻近组织的受损。故此方法基本不再运用。 2.慢性缺血痴呆模型 脑的供血不足可以导致脑损伤和一系列的临床症状,加拿大学者To r re 报告用老年动物慢性脑缺血模型引起的行为缺失和脑组织病理生理改变在许多方面与人类的老年期痴呆包括AD 相类似[6]。慢性缺血痴呆模型是通过结扎老年大鼠的双侧颈总动脉和一侧椎动脉或者一侧锁骨下动脉,造成脑的长期供血不足和相应的脑损害,这些脑损害与AD 的临床表现和病理改变有一定相似性[6]。其特点为:①脑组织长期供血不足;②只有老年动物长期缺血才出现恒定的行为损害和病理改变,年轻动物长期缺血造成的损伤是一过性的。基于该模型的制作机理和特点,考虑到临床上有不少AD 患者同时合并有脑血管型痴呆和脑供血不足,我认为这一模型适用于研究混合性老年期痴呆的发病机制和有关药物治疗的研究。 3.鹅膏蕈氨酸(Ibo tenic acid ,IBO )损害模型 IBO 是一种谷氨酸受体激动剂,具有强烈的神经兴奋毒性作用,通过与神经元胞体或树突上的N M DA 受体相结合导致神经元中毒性损伤而溃变。基于基底前脑神经元丢失在衰老和AD 有关的认知缺失中的重要作用,以谷氨酸类似物微量注射到基底前脑导致其神经元溃变和认知缺陷。制作A D 模型最常用的谷氨酸类似物主要有海仁酸(Kainic acid,K A)、IBO 和使君子氨酸(quisqualic ,Q U IS )。其中以IBO 最为首选,尽管IBO 和Q U I S 都能造成基底前脑胆碱能神经元溃变,但只有IBO 能恒定地损害动物学习记忆有关的行为执行。基底前脑细胞对K A 的敏感性较低,故用量较大,易引起动物死亡,并往往在导致基底胆脑细胞损害的同时引起其它部位神经元(如海马锥体细胞)的死亡[7-8]。 4.Okadaic acid 慢性损害AD 模型 Okadaic acid(O A)是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸化酶的特异性抑制剂,O A 的长期脑室投递可引起动物的记忆严重缺失,同时导致脑内A β淀粉样沉积斑块形成以及N F T 样磷酸化Tau 蛋白出现。O A 损害模型是利用O A 对丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸化酶的特异性抑制作用,以及它对蛋白激酶C (PK C )的激活作用。丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸化酶的抑制可以使T au 蛋白过磷酸化,导致N FT 的形成。同时,PK C 激活,丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸化酶的活性抑制,可剌激A β产生,进而引起A β的沉 积和老年斑的形成[9] 。由于O A 对蛋白磷酸化酶,丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸化酶的抑制作用和提高PK C 的活性,并能同时复制出AD 的二大分子标志有关的病理改变——老年斑和N F T ,该模型具有明显的优势主要适用于:①研究AD 发病的病理机制,A β和Tau 蛋白代谢异常与A D 病理的关系,以及A β和Tau 在AD 病变中的相互作用。②从另一角度验证现有AD 治疗方法 — 16—
血管壁的组成除毛细血管和毛细淋巴管以外，血管壁从管腔面向外一般依次内膜、中膜和外膜（图8－1）。血管壁内还有营养血管和神经分布。（1）内膜内膜（tunica intima）是管壁的最内层，由内皮和内皮下层组成，是三层中最薄的一层。1．内皮为衬贴于血管腔单层扁平上皮。内皮细胞长轴多与血液流动方向一致，细胞核居中，核所在部位略隆起，细胞基底面附着于基板上。电镜观察，可见内皮细胞腔面有稀疏而大小不一的胞质突起，表面覆以厚约30～60nm的细胞衣，相邻细胞间有紧密连接和缝隙连接及10～20nm的间隙。内皮细胞核淡染，以常染色质为主，核仁大而明显。在胞质内有发达的高尔基复合体、粗面内质网和滑面内质网。内皮细胞超微结构的主要特点是胞质中有丰富的吞饮小泡，或称质膜小泡（plasmalemmal vesicle），直径60～70nm（图8－2）。些小泡是由细胞游离面或基底面的细胞膜内凹形成，然后与细胞膜脱离，经细胞质移向对面，又与细胞膜融合，将小泡内所含物质放出，故小泡有向血管内外输物质的作用，细胞质内还可见成束的微丝和外包单位膜的杆状细胞器，长约3μm直径0.1～0.3μm，内有6～26条直径约15nm左右的平行细管，称Weibel-Palade小体（W-P小体）W-P小体是内皮细胞特有的细胞器，一般认为它是合成和储存与凝血有关的第Ⅷ因子相关抗原（factor Ⅷrelated antigen, F Ⅷ）的结构。内皮细胞作为血管的内衬，形成光滑面，便于血液流动。内皮细胞和基板构成通透性屏障，液体、气体和大分子物质可选择性地透过此屏障。微丝收缩功能，5－羟色胺、组胺和缓激肽可刺激微丝收缩，改变细胞间隙的宽度和细胞连接的紧密程度，影响和调节血管的通透性。血管内皮细胞具有复杂的酶系统，能合成与分泌多种生物活性物质，如除上述F Ⅷ外，还有组织纤维酶原活性物和前列环素、内皮素（有强烈缩血管作用，又称内皮细胞收缩因子），以及具有舒张血管作用的内皮细胞舒张因子。内皮细胞表面有血管紧张素转换酶，能使血浆中的血管紧张素Ⅰ变为血管紧张素Ⅱ，使血管收缩。内皮细胞还能降解5－羟色胺、组织胺和去甲肾上腺素等。2．内皮下层内皮下层（subendothelial layer）是位于内皮和内弹性膜之间的薄层结缔组织，内含少量胶原纤维、弹性纤维，有时有少许纵平行滑肌，有的动脉的内皮下层深面还有一层内弹性膜（internal elastic membrane），由弹性蛋白组成，膜上有许多小孔。在血管横切面上，因血管壁收缩，内弹性膜常呈波浪状（图8－5）。一般以内弹性膜作为动脉内膜与中膜的分界。 中膜（trnica media）位于内膜和外膜之间，其厚度及组成成分因血管种类而异。大动脉以弹性膜为主，间有少许平滑肌；中动脉主要由平滑肌组成。血管平滑肌纤维较内脏平滑肌纤维细，并常有分支。肌纤维间有中间连接和缝隙连接。许多学者认为，血管平滑肌是成纤维细胞的亚型，在中动脉发育中，平滑肌纤维可产生胶原纤维、弹性纤维和基质。在病理状况下，动脉中膜的平滑肌可移入内膜增生并产生结缔组织，使内膜增厚，是动脉硬化发生的重要病理过程。血管平滑肌可与内皮细胞形成肌内皮连接（myoendothelial junction），平滑肌可借助于这种连接，接受血液或内皮细胞的化学信息。近年研究表明，除已知的肾入球微动脉特化的平滑肌能产生肾素外，其它血管的平滑肌也具有分泌肾素和血管紧张素原的能力，与内皮细胞表面的血管紧张素转换酶共同构成肾外的血管肾素和血管紧张素系统。中膜的弹性纤维具有使扩
脑梗死小鼠凋亡神经元及脑血管内皮细胞超微结构的观察 李振光,伍期专,姚存姗 (北京医科大学第一医院神经生化室,北京 100034) 摘要:目的 观察脑梗死后不同时间点脑组织的病理变化,尤其是凋亡神经元及血管内皮细胞超微结构的改变。方法 采用经皮光化学脑梗死模型,氯代三苯基四氮唑(TTC )染色,光镜及透射电镜观察。结果 缺血24～48h ,脑组织及血管内皮细胞损伤最严重,缺血6h 至1个月均可见凋亡神经元,其中以48h 最多见。早期应用巴曲酶对缺血脑组织及血管内皮细胞有保护作用。结论 脑缺血后神经元在相当长的一段时间内均可发生凋亡。保护血管内皮细胞、抑制神经元凋亡对改善缺血脑组织的预后具有重要意义。关键词:脑梗塞;小鼠;细胞凋亡 中图分类号:R 743.33 文献标识码:A 文章编号:1009-0126(2000)02-0128-04 Long -term observation on ultrastructure of apoptosis of neuron and endothelial cells of cerebral vessels in mice with photochemically induced cerebral infarction LI Zhen -guang ,WU Qi -zhuan ,YAO Cun -shan (Labo rato ry of Neu rochemis try ,First Affiliated Hos pital ,Beijing M edical University ,Beijing 100034,China ) A bstract :Objective To investigate the cerebral pathological changes at different time points after brain in -farction ,especially the changes of the ultrastructure of apoptosis of neuron and vascular endothelium .Methods The transdermically photochemically induced cerebral infarction model was used .TTC (2,3,5-triphenyl -tetrazolium chloride )staining ,light and transmission electron microscopy were chosen to investigate the chang -es .Results The dama ge of brain tissue and vascular endothelium was most prominent from 24to 48hours af -ter brain infarction .The apoptosis of neuron could be found from 6hours to 1month after brain infarction ,and was found most frequently at 48hours .The administration of batr oxobin protected the brain tissue and endothe -lium at the early stage of cerebral ischemia .Conclusion The apoptosis of neuron could occur during a rather long period and the time window of inhibiting ischemic apoptosis is r elative long .The pathomorphism of isch -emic brain could be seriously influenced by endothelium .Key words :cerebral infarction ;mice ;apoptosis 收稿日期:1999-10-23 作者简介:李振光,男,1965年9月生,硕士,主治医师,现在山东省 文登中心医院神经生化临床应用重点实验室,山东威海,264400 近年来,许多研究结果表明,细胞凋亡参与了脑缺血后的再灌注损伤,特别在迟发性神经元死亡中发挥着重要的作用 〔1〕 。但对于局灶性脑梗死后神经 元凋亡的生化及形态学研究,目前多局限于对缺血后某一时间的研究,缺乏长时间的观察〔2,3〕 。血管内 皮是一重要的功能性界面,目前对脑梗死的研究多集中在神经元的损伤及血液成分的改变等方面,而 对于血栓形成的另一重要因素即血管因素的研究较少。目前,临床上已经对缺血早期应用溶栓药物持肯定态度,认为其机制,主要是作用于凝血系统,但其对缺血后神经元及血管内皮细胞形态学方面的作用和影响尚不清楚。我们在光化学脑梗死鼠模型的基础上,对脑缺血后凋亡神经元及血管内皮细胞超微结构的变化进行了长时间的动态观察,并以巴曲酶(batroxobin )为代表,研究溶栓药物的影响。 1 材料和方法 1.1 局灶性脑梗死动物模型的制备 在Watson
第二章：植物细胞和组织 第一节：植物细胞的基本结构和功能 一、植物细胞 植物体的结构，即由细胞构成组织，由同一或不同组织构成器官，由器官构成植物体。因此细胞是：构成植物体的形态结构和生命活动的基本单位。 （一）细胞学说 是由德国植物学家M. J. Schleiden. 和T. Schwann二人于1838—1839年间提出的。 （二）细胞的形态：细胞的大小，主要受到下列三因素控制： （1）细胞核的控制能力；（2）细胞表面积的限制；（3）细胞代谢速率的影响。 显微结构：光学显微镜下看到的结构（0.1毫米——0.2微米） 超微结构：电子显微镜下看到的结构（0.2微米——1.4埃）又称亚显微结构。 ：植物细胞的基本结构与各部分的功能： 生活的植物细胞的基本结构 : (1)原生质体：细胞膜﹑细胞质﹑细胞核。 (2)细胞壁：包围在原生质体的外围。 二、原生质体： 原生质体：一个细胞内分化了的原生质 。 原生质：构成细胞的生活物质的总称。 1．细胞膜（质膜）：生活细胞的原生质体表，都有一层由脂类和蛋白质等构成的具有选择透性的薄膜包围，它将细胞与外界分开，在植物细胞中它和它外围的细胞壁紧密相连。 功能：控制胞内外物质交换；稳定胞内环境；接受信息等。 细胞质：是质膜以内、细胞核以外的原生质。它由半透明的胞基质和分布其中的细胞器组成。它包括： （1）胞基质：细胞质中除了细胞内膜结构单位和非膜结构的实体以外，其余没有分化的均质的胶体部分。 （2）细胞器：细胞质内具有特定形态结构与功能的亚细胞结构。 根据是否具有生物膜及组成生物膜的单位膜层数，可将细胞器分为：具双层膜结构﹑单层膜结构和无膜结构三种类型。 （一）双层膜结构：
骨骼肌细胞的超微结构特点 肌肉和肌纤维周围均包有结缔组织，按其位置不同分为肌外膜、肌束膜和肌内膜。 包在整块肌肉外面的致密结缔组织，称肌外膜。 若干条肌纤维集成束，束的外周包有较厚的结缔组织，称肌束膜。 分布在每条肌纤维周围的少量结缔组织，称肌内膜。 骨骼肌纤维表面附有肌卫星细胞，肌纤维损伤后肌卫星细胞分化形成肌纤维。 （一）骨骼肌纤维的光镜结构 骨骼肌纤维呈长圆柱形，一条肌纤维内含多个细胞核，核呈扁椭圆形，位于肌膜下方； 肌浆内含大量肌原纤维，每条肌原纤维上都有明暗相间的横纹，后者由明带和暗带组成明带又称Ι带，其中部为Z线 暗带又称A带，其中部较浅的窄带称H带，H带中央为M线 * 肌节（sarcomere）为两条相邻Z线之间的一段肌原纤维，由?I带+A带+?I带组成；是骨骼肌收缩的基本结构单位 肌膜外有基膜紧贴，肌膜与基膜间有肌卫星细胞，肌纤维损伤后，肌卫星细胞分化形成肌纤维。 （二）骨骼肌纤维的超微结构 肌原纤维、横小管和肌浆网等是骨骼肌纤维最主要的超微结构。 1．肌原纤维（myofibril） 由粗、细两种肌丝（myofilament）规律排列组成。 粗肌丝位于肌节的暗带，中央固定在 M线上，两端游离。 细肌丝位于肌节两端，一端附于Z线，另一端伸至粗肌丝间，末端游离，止于H带外侧； Ι带仅有细肌丝；H带(A带中部) 仅有粗肌丝；H带两侧的A带既有粗肌丝，又有细肌丝； （1）粗肌丝的分子结构： 由肌球蛋白分子组成，肌球蛋白形似豆芽，分头和杆两部分，头部具有ATP酶活性。 （2）细肌丝的分子结构： 细肌丝由肌动蛋白、原肌球蛋白、肌原蛋白组成。 骨骼肌肌纤维的结构 骨骼肌由骨骼肌纤维组成。骨骼肌纤维呈长圆柱状，其大小因肌肉类型和生理活动的状况而不同，一般长度约3－－40mm，镫骨肌纤维最短，长约lmm；缝匠肌纤维长达125mm。肌纤维的宽度约为10－－100μm，加强体育锻练能使肌纤维体积增粗。
实验一植物细胞的基本结构 类型：演示性 指导教师：张景景 一、目的与要求 1.掌握植物细胞的基本结构。 2.熟悉光学显微镜的构造、性能和使用。 3.学习表皮制片法及绘制植物细胞图的基本技巧。 二、实验原理 通过制作表皮临时装片，使用光学显微镜观察植物细胞的基本结构。 三、仪器与材料 1.仪器、用品：显微镜、镊子、刀片、解剖针、培养皿、载玻片、盖玻片、蒸馏水、吸水纸、稀碘液 2.材料：洋葱鳞茎、番茄果 四、方法与步骤 1.光学显微镜的使用和注意事项。 （1）使用：①取、放显微镜； ②对光； ③放置标本与调节； ④低倍镜的使用； ⑤高倍镜的使用； ⑥油镜的使用； ⑦用毕复原和存放。 （2）注意事项：①正确操作，自觉保养。
②不用手触摸光学镜面，不擅自拆卸。 ③观察时先低倍镜，后高倍镜。 ④上升或下降时，注意镜头不接触盖玻片。 2.洋葱表皮细胞和番茄果肉的制作。 ①拭擦玻片； ②载玻片中央加水滴； ③材料放入水滴并展平； ④盖盖玻片：用镊子夹起盖玻片，使盖玻片一边先放下，接触到水，然后再轻轻放平，以免产生气泡。 ⑤吸去多余水分：观察临时装片时一定要加盖盖玻片，并将其四周溢出的水擦干。 ⑥显微镜下观察。 3.观察植物细胞的基本结构：细胞壁、细胞质、细胞核、液泡。 4.植物显微构造绘图技术。 ①要求：科学性、真实感、精美、文字标注清晰。 ②基本步骤：其构图包括位置、结构特点、大小、比例等。 勾画轮廓； 用清晰的线条和圆点完成全图； 标注：引线、结构名称、图的名称、放大倍数。 注意：必须使用铅笔。 五、实验报告 绘出洋葱鳞叶的内表皮细胞2-3个，并注明细胞各部分名称。 六、分析与讨论
细胞超微结构病理学 Virchow在19世纪中期所奠定的细胞病理学说，通过近代对细胞及其病变的超微结构以及结构与功能相结合的研究，已经获得了新的更广更深的基础，扩大和加深了对疾病的理解。 细胞是一个由细胞膜封闭的基本生命单元，内含一系列明确无误的互相分隔的反应腔室，这就是以细胞膜为界限的各种细胞器，是细胞代谢和细胞活力的形态支柱。 细胞内的这种严格分隔保证各种细胞器分别进行着无数的生化反应，行使各自的独特功能，维持细胞和机体的生命活动。细胞器的改变是各种病变的基本组成部分。 一、细胞核 细胞核(nucleus）是遗传信息的载体，细胞的调节中心，其形态随细胞所处的周期阶段而异，通常以间期核为准。 细胞核外被核膜。核膜由内外二层各厚约3nm的单位膜构成，中间为2～5nm宽的间隙（核周隙）；核膜上有直径约50nm的微孔，作为核浆与胞浆间交通的孔道，其数目因细胞类型和功能而异，多者可占全核表面积的25％；在肝细胞核据估算约有2000个核孔。 核浆主由染色质构成，其主要成分为DNA，并以与蛋白质相结合的形式存在，后者由组蛋白与非组蛋白组成。染色质的DNA现在已可用多种方法加以鉴定和定量测定。 核内较粗大浓缩的、碱性染料深染的团块状染色质为异染色质，呈细颗粒状弥散分布的、用普通染色法几乎不着色的染色质则为常染色质。一部分异染色质也可以上述两种状态存在。从生化角度看，异染色质不具遗传活性，相反，常染色质则大部分具遗传活性。 间期核的染色质模式还反映细胞的功能状态。一般而言，大而淡染的核（浓缩染色质少）提示细胞活性（如蛋白质和酶的合成）较高；小而深染的核（浓缩染色质较多）则提示细胞活性有限或降低。 （一）细胞损伤时核的改变 1、核大小的改变 核的大小通常反映着核的功能活性状态，功能旺盛时核增大，核浆淡染，核仁也相应增大和（或）增多。如果这种状态持续较久，则可出现多倍体核或形成多核巨细胞。多倍体核在正常情况下亦可见于某些功能旺盛的细胞，如肝细胞中可见约20％为多倍体核。在病理状态下，如晚期肝炎及实验性肝癌前期等均可见多倍体的肝细胞明显增多。 核的增大除见于功能旺盛外，也可见于细胞受损时，最常见的情况为细胞水肿。这主要是细胞能量匮乏或毒性损伤所致，是核膜钠泵衰竭导致水和电解质运输障碍的结果。这种核肿大又称为变性性核肿大。 相反，当细胞功能下降或细胞受损时，核的体积则变小，染色质变致密，如见于器官萎缩时。与此同时核仁也缩小。2．核形的改变 光学显微镜下，各种细胞大多具有各自形状独特的核，可为圆形、椭圆形、梭形、杆形、肾形、印戒形、空洞形以及奇形怪状的不规则形等。在电镜下由于切片极薄，切面可以多种多样，但均非核的全貌。核的多形性和深染特别多见于恶性肿瘤细胞，称为核的异型性（atypia）。 3.核结构的改变 细胞在衰亡及损伤过程中的重要表征之一是核的改变，主要表现为核膜和染色质的改变。 核浓缩（karyopyknosis）：染色质在核浆内聚集成致密浓染的大小不等的团块状，继而整个细胞核收缩变小，最后仅留下一致密的团块，是为核浓缩。这种浓缩的核最后还可再崩解为若干碎片（继发性核碎裂）而逐渐消失。 核碎裂(karyorrhexis)：染色质逐渐边集于核膜内层，形成较大的高电子密度的染色质团块。核膜起初尚保持完整，以后乃在多处发生断裂，核逐渐变小，最后裂解为若干致密浓染的碎片。 核溶解(karyolysis)：变致密的结成块状的染色质最后完全溶解消失,即核溶解。核溶解也可不经过核浓缩或核碎裂而一开始即独立进行。在这种情况下，受损的核很早就消失。 上述染色质边集（即光学显微镜下所谓的核膜浓染）、核浓缩、核碎裂、核溶解等核的结构改变为核和细胞不可复性损伤的标志，提示活体内细胞死亡（坏死）。 4.核内包含物（intranuclear inclusions） 在某些细胞损伤时可见核内出现各种不同的包含物，可为胞浆成分（线粒体、内质网断片、溶酶体、糖原颗粒、脂滴等），亦可为非细胞本身的异物，但最常见的还是前者。 这种胞浆性包含物可在两种情况下出现：①胞浆成分隔着核膜向核内膨突，以致在一定的切面上看来，似乎胞浆成分已进入核内，但实际上大多仍可见其周围有核膜包绕，其中的胞浆成分常呈变性性改变（如髓鞘样结构，膜碎裂等）。这
电镜技术与细胞超微结构复习题 1.电子显微镜是一种什么仪器呢? 从本质上讲，电镜是一种助视仪器。人类认识自然界大部分信息来自眼睛。但是正常人眼在明视距离25cm 时，只能将相距0.2mm的两个物体分辨，小于0.2mm的物体结构细节人眼分辨不清。为了能看到生物结构更小的细节，科学家发明了各种助视仪器，不断提高人眼的分辨率，这些助视仪器有放大镜、望远镜、各种显微镜等。 2.电子显微镜科学主要包括三个方面的内容: 1.各种电子显微镜的设计与制造； 2.电子显微镜样品制备以及有关的各种设备； 3.电子显微镜图像的处理、分析和解释。 在生物电子显微技术中，同样是研究和解决电子显微镜应用于生物学时这三方面的内容。 1932年他们把上述研究成果写成报告井公布于世，人们多把1932年定为“电镜诞生年”。 1939年Ruska等在德国Siemens公司，研制并生产了第一系列商品电镜，其分辨力为10nm，共生产了 40台。1942年，M.Mullan在剑桥大学研制成功第一台扫描电镜实验室装置； 电子显微镜的定义：它以电子束作为“光源”（电子束的波长比可见光的波长短得多，使电镜的分辨率大幅度提高），利用电磁透镜成象，并与一定的机械装置、电子和高真空技术相结合，所构成的现代化、综合性精密电子光学仪器。 一、透射式电子显微镜是一种电子束透过样品而直接成像的电镜，其电子束的加速电压一般为 50～ l00kV，样品厚度1～100nm(一般为50nm左右)。 透射电子显微镜特点： 1．分辨率极高点分辨率0.2～0.3nm，晶格分辨率0.1～0.2nm。 2.放大倍数高、变化范围广：几百倍至到几十万可调。 3．制样技术以超薄切片法为主，此外还有负染法、复型法等，样品制备比较复杂。 4．图象特点视场范围小，为二维结构平面图像。 5．应用范围广泛用于研究生物样品局部切面的超微结构，生物大分子结构以及冷冻蚀刻复型膜上的生物膜超微结构，非生物样品的纳米结构观察等。 二、扫描式电子显微镜 概念电子束照射在样品上，产生二次电子等信息，而后再将二次电子等信息收集起来放大成像。扫描电镜图像实为间接成像，其加速电压在1～30kV之间。 扫描电子显微镜特点： 1．分辨率较高一般为3～6nm，场发射式扫描电镜可达1～2nm；放大倍数一般为 20万倍，场发射式可达40万倍；放大倍率连续可调。 2．制样技术以样品表面观察法为主，此外还有冷冻割断内部结构观察法、高分辨样品制备法及管道铸型法等；可观察大而厚的样品，制备方法较为简单，样品的适应性较强。 3.图像特点景深长，图像层次丰富，立体感强，为三维结构图像。 4.应用范围广泛应用于生物样品表面及其断面立体形貌的观察，并具有多种分析功能。 三、分析型电镜 (一)概念为装有扫描附件、能谱仪(EDX)和波谱仪(WDX)的透射电镜。 (二)特点除具有透射电镜和扫描电镜性能以外，还可对样品微区内(几个um3)的元素，进行定性、定量 综合分析。 四、超高压电镜(HVEM) (一)概念为加速电压在500kV以上的透射电镜。目前世界上超高压电镜的最高加速电压为3000kV；世界 此类电镜数量较少。