泰山医学院 Taishan Medical University 细胞生物学 生物学与遗传学基本实验技术 主编刘京昇李永芳李效良 副主编赵静郭淼齐冰 编者（以姓氏笔划为序） 刘京昇刘锦华齐冰许风华 李永芳李效良宗传龙赵静 姜红霞郭淼常正尧 1
瓜泰山医学院 细胞生物学 前言 生物学是一门发展迅速的科学，当前，生物科学在理论研究和实验技术研究方面都取得 了重人进展。为适应现代生物科学的发展及教有改革的需要，根据普通生物学、细胞生物学、 医学遗传学课程教学大纲的要求，吸取过去多年生物学与遗传学实验的经验，在原有细胞生 物学与遗传学实验讲义的基础上，进行修订与改编，并补充了一些新的实验内容，形成现在 的实验教材。本教材可作为医学院校、综合院校本科、专科学生及相关专业研究生学习生物 学、细胞生物学、医学遗传学等相近课程的实验用教材 本教材共包括七章。第一章为生物的类群，包括植物、动物的主要类群和常用动物的解 剖和实验室解剖基础知识。第二章为细胞生物学部分，包括显微镜的结构和使用、细胞结构 的观察、细胞组分的分离、细胞分裂、细胞培养、细胞传代和保存、细胞融合等内容。第三 章为染色体制备与分析部分，包括大白鼠骨髓细胞染色体制备、人类外周血淋巴细胞染色体 的制备及核型分析、人类各种显带染色体的制备与分析、姐妹染色体互换技术等。第四章为 分子遗传学相关实验，包括人类基 因组DNA的提取、质粒DNA的提取、DNA的限制性内 切酶酶解片段的电泳分离、感受态大肠杆菌的制备和质粒分化等。第五章包括人类遗传性状 的特点、系谱分析和皮纹特征。第六章为分子细胞遗传学相关实验，介绍荧光原位杂交技术。 第七章为附录部分，附有实验研究中一些常用试剂的配制、生物学与遗传学相关学科数据库 及网址、人类染色体非显带核型和显带核型分析实验报告及照片资料。 本教材所选实验都是在多年实验的基础上经修改后精选出米的。因而实验中的步骤、力 法和时间更符合实际，实验结果明显、稳定。本教材涉及内容较广泛，包括群体水平、细胞 水平、染色体水平和分子水平等不同层次的实验。可供学习生物学、细胞生物学、遗传学等 相关课程的多种专业学生选用。每一实验均写明试剂配制方法、思考题，在教材附录中有常 用试剂和缓冲液配制及染色体分析照片资料等内容，使教材使用起来更方便更适用。 在本教材编写中得到了主管领导的关心和支持，也借鉴了兄弟院校的宝贵经验，一并表 示表心的感谢 因编者水平有限，教材中肯定存在许多缺点和错误，恳请同行专家和使用者不吝赐教。 编者 2007.6
风泰山医学院 细胞生物学 实验守则 进入生物实验室的学生必须认真学习并严格遵守如下实验守则 1.做好课前预习：实验课前，要认真阅读实验指导及与教材的有关内容，明确实验目的、 要求、实验原理和注意事项，了解实验内容、方法和步玀。 2.做好课前准备：每次实验课必须带实验指导、实验报告、铅笔、橡皮、尺子，以备 绘图使用。 3.进入实验室后，要对号入座，实验前要认真检查所用仪器、药品等是否完好、齐全 如有缺损，应及时向老师报告 实验中注意不准乱丢纸屑和污物，保持室内整洁 4,要注重培养良好的社会公德和严谨的科学作风。实验中要以严谨、认真的态度进行 实验操作，仔细观察，做好实验记录，同学之间要相互关心，相互帮助，密切协作，熟练掌 握生物学与遗传学基木操作技能。 5。要亚守实哈室纪律，应提前510分钟讲入实哈常，实验中不准大由暗修、说笑.不 得随意下位走动，不得无故迟到、早退。要保持良好的实验秩疗 6.要及时、认真完成实验报告，每份实验报告须写明年级、专业、班、所在实验室 学号等信息。 7.爱护标本、器材和仪器设备，对贵重精密仪器如显微镜等，应做到细心操作、精心 保管。如有损坏，应及时报告、主动登记，严格遵守损坏赔偿制度。节约实验材料、药品试 剂、水电，杜绝浪费现象。 8。实验结束后，实验用过的器材要清洗干净，应将实验仪器、用品等物放置整齐，突 面收拾干净，待实验总结完毕后方可离开实验室。值日生要认真做好室内清洁卫生。离开时 带走垃圾
泰山医学院 GO Taishan Medical University 细胞生物学 目录 第一章生物的类群 实验一动物界的主要类群 实验二植物的主要类群 实验三实验动物解剖基础知识 实验四家兔的解剖 实验五大白鼠的解剖 第二章细胞生物学相关实验 实验一光学显微镜的构造和使用 实验二细胞的基本形态与结构 实验三细胞器的观察 实验四细胞膜的通透性和细胞的吞噬活动 实验五细胞组分的分离和鉴定 实验六 细胞骨架的显示与观察 实验七 细胞的显微测量 实验八 细胞的有丝分裂 实验九减数分裂 实验十细胞原代培养 实验十一细胞传代培养 实验十二培养细胞的换液 实验十三细胞的保存 实验十四细胞的复苏 实验十五细胞计数 实验十六细胞生长曲线（计数法） 实验十七培养细胞的分裂指数和集落形成率的测定 实验十八培养细胞的形态观察 实验十九细胞融合 第三章染色体制备与分析 实验一大白鼠骨髓细胞染色体的制备及观察 实验二人类外周血淋巴细胞培养及染色体标本制备 实验三人类非显带染色体核型分析 实验四人类染色体G显带技术及G带核型分析 实验五人类性染色质标本的制备与观察 实验六绒毛细胞染色体标本的制备 实验七脆性X染色体标本的制备与观察 实验八羊水细胞培养及染色体制备 实验九人类外周血淋巴细胞姐妹染色单体(SCE)互换技术 实验十人类染色体C带技术 实验十一人类高分辨染色体的制备和观察 第四章分子遗传学相关实验 实验一利用TSL从全血中直接制备人类染色体DNA 实验二外周血基因组DNA的提取 4
泰山医学院 GYO Taishan Medical University 细胞生物学 实验三基因突变分析(PCR-SSCP) 实验四质粒DNA的提取 实验五DNA的限制性酶切和琼脂糖凝胶电泳 实验六DNA片段的回收与纯化 实验七大肠杆菌感受态细胞的制备及转化 第五章人类遗传性状及系谱分析 实验一人类某些遗传性状的观察 实验二遗传病的系谱分析 实验三人类皮肤纹理分析 第六章分子细胞遗传学相关实验 实验一荧光原位杂交技术 第七章附录 一、培养液和常用试剂配制 二、常用缓冲液配制 三、生物学与遗传学相关学科数据库网址 四、人类染色体非显带和G带核型分析报告 5
瓜泰山医学院 细胞生物学 第一章生物的类群 实验一动物界的主要类群 一、目的要求： 1.学握各门动物的主要特征及其进化趋势 2.了解各门动物及与医学有关的类群。 二、实验用品： 1.材料：各门代表动物及标本模型。 2.器材：显微镜、动物类群进化的电视录相片。 三、实验内容与方法 按照各类动物构造的简繁、从低等到高等，按门、纲分类依次观察无脊椎动物和脊索动 物各门及重要的纲，各门纲代表动物的标本和模型。 1.原生动物门(Protoz0):最原始、最简单、最低等的单细胞动物。每个原生动物都 是一个完整的有机体。原生动物能分布在海洋、陆地、空气中。 :要特征 )单细胞：2)具有各种功能的细胞器：3)体形微小，形态多样：4)具有 三种营养方式（自养、异养、腐生）：5)呼吸和排泄道过体表进行：6)生殖方式多样：7） 生活在液体环境或潮湿土壤中，分布广泛：8)许多种类以包囊的形式波过不良环境。 主要类群： 1)瓶毛纲(Aastigonhora》:运动器官为鞭毛。主要代表有：绿眼中（图1-1），有 眼点和叶绿体， 自养。寄生于人体的类群如利什曼原虫（黑热病原虫）等 钢(:运动器为伪足。主要代表有：大变形虫（图12），自由生 活，胞内消化。寄生生活的种类，如溶组织阿米巴（痢疾变形虫）（图1-3）等。 3)孢子虫纲(Sporozoa):无运动器，全部寄生。生活史复杂，出现孢子。主要代表： 间日疟原虫。 4)纤毛虫纲(Ciliata):运动器为纤毛，并兼有摄食功能。细胞结构复杂，有大小两 个细胞核。主要代表有：大草履虫（图1-4），自由生活于淡水中。寄生于人体种类如结肠小 袋纤毛虫。 翼毛 体 图11绿眼虫
风泰山医学院 细胞生物学 图12大变形虫 图1-3溶组织阿米巴（痢疾变形虫 图14大草履虫 图15腔肠动物的模式图 2.海绵动物门(Porifera)或多孔动物门：是最原始的多细胞动物，细胞间保持者相 对的独立性，尚无组织分化，生活于水中， 由体壁和体壁围绕的中央腔构成。体壁由内 外两层细胞和中间的中胶层(mes0glca)构成。呼吸、摄食、挂淮、生殖等生理机能都依 水沟系统中的水流来实现。没有运动能力。有性生殖，多雌雄同体。 3.腔肠动物门(Coelenterata):较原始的多细胞动物。辐射对称，体壁有内外胚层构 成，而胚层之间为中胶层，又称消化循环腔。网状神经系统。有组织分化。有刺细胞。原始 的网状神经系统。有世代交替。（图1-5） 主要类群 1)水鲍纲ydrozoa):绝大多数海产，少数生活在淡水中。常见种类有水螅(Hydra)(图 1-6)入、桃花水母(Craspedacusta)(图1-7) 2)钵水母纲(Scyphozoa)：海产。常见种类有：海月水母(Aurelia)、海蛰(Rhopilema) (图1-8) 3)珊瑚纲(Anthozoa):海产常见种类有：珊瑚、海葵等。（图1-9,10） 图1-6水地Hydra sp图1-7桃花水母(Craspedacusta)图1-8海蜇
瓜泰山医学院 细胞生物学 图1.9海装 图1-10册脚 4.扁形动物门(p1 atyhelminthes):身体高平，两侧对称。三怀层，有器官系统的分化 不完善消化系统，有口无肛门。 无体腔。出现原肾管的排泄系统。梯形神经系统，雌雄同体 根据扁形动物的形态特征和生活方式的不同，本门动物可以分为以下3个纲： 1)祸虫纲(Turbellaria):是扁形动物中最原始的类群，体表被纤毛，多数营白由生活， 消化系统发达，有口、咽和分支的肠管，无肛门，感受器和神经系统发达。代表动物：涡虫 (图1-11、12、) 图1-1涡虫 图1-12涡虫横切的模式图 2)吸虫纲(Trematoda):寄生，成体运动感受器、消化系统退化，附着器和生殖器发 达，雌雄同体，生活史复杂。代表动物：华枝察吸虫(Clonrehus sinensis),日本血吸虫（图 1-13)等。 3)绦虫纲(Cestoda):脊生，消化系统包括口和肠等全部退化消失，成虫一般作长带 状，由多数节片组成，前端特化为头节，有吸盘和钩等附着器官，除头节外，每一节片有 套发达的生殖系统。代表动物：猪带缘虫（图1-14）和牛带缘虫等。 5.线形动物门(Nemathelminthes):(图1-l5)。身体大多星圆柱形，细长，两端略尖， 故又称圆虫。假体腔。完全消化系统，有口和肛门。线虫的排泄器官为原肾细胞或排泄细胞。 有神经索。大多数为雌雄异体。发有分为卵、幼虫和成虫三个阶段。代表动物：蝈虫。 环节动物门(Annelida)】 (图 1-16)身体细长，两侧对称。身体分 有真体腔。出现刚毛和疣足形式的附肢。闭管式的循环系统。链状神经系统。后肾管型排泄 系统。代表动物如：近蚓（图1-17）， 图113日本血吸虫图114猪带绦虫头节图1-15线虫动物的模式图
风泰山医学院 细胞生物学 受精 图116：环节动物模式图 图117蚯蚓横切面 节肢动物门(Arthropoda):动物界中种类最多，分布最广。两侧对称，真体腔 身体由许多体节组成，一般分头(cephalon)、胸(thorax)腹(abdomen)或头、胸、尾(pygidium 三部分。每一体节通常具一对附肢。附肢又分成若干以关节连接的分节即肢节(podomere) 故名为“节肢动物”。节肢动物神经、推泄、循环系统较发达，感觉器官齐全，大多数节肢动 物都具有眼。眼有单眼或中眼、复眼之分。复眼由许多类似单眼的小眼体组成，能感受外界 物体的形状和运动，是真正的视觉器官。节肢动物的呼吸器官，因适应各种环境，可有各科 变化。水生类型用昆或书鳃呼吸。陆生类型用类似书鳃但内陷并有小孔与外界相通的书肺或 用分枝状的气管呼吸。有些类型用体面直接呼吸。节肢动物一般雌排异体，卵生。 主要类群有： 1)甲壳绑(Crustacea):大多数水生，用鳃呼吸，体一般分为头胸部和腹部，有2对 触角。头胸部具发达的甲 ,称头胸甲。低等种类体多细小，体节多，数日不定 般有胸 肢而无腹肢：高等种类体节少，数目恒定，20~21节，每节有1对附肢。27000多种。代表 动物：对虾（图1-18），中华绒鳌蟹（图1-19）。 图1-18对虾 图1-19中华绒螯蟹 2)多足纲Myriopoda:)体长形，分头和躯干二部， 般背腹扁平 头部有1对触角 多对单眼。口器由1对大颚及1~2对小颗组成。躯干部由许多体节组成，每节有1~2对前 足。用气管呼吸，挂泄为马氏管。多足类为陆生动物，柄息隐蔽，己知10000多种。代表动 物包括蜈蚣（图1-20）、马陆等。 图1-20蜈蚣 图1-21东亚钳蝴图1-22格式血厉鳞 3)蛛形纲(Arahnida):身体分成前体和后体。前体由6节组成，背面通常包以一块 硬的背甲，腹面有一块或多块腹板，或被附肢的基节遮住。后体部由12节组成，除蜗类以 9
瓜泰山医学院 细胞生物学 外，大多数的腹部不再分成明显的两部分，螨类的腹部与前体已合而为一。单眼不超过12 个。蜘埃的后体与前体之间通过腹柄而蛛、相连。后体通常无附肢。雌雄异体。全世界已知 约5万多种，绝大多数陆生，用书肺或气管呼吸，有的两者兼备。代表动物：钳蝎（图1-21）、 蜘蛛和蜱蜗（图1-22）等。 4)昆虫纲(ns©ca):是动物界最大的类群。体分头、胸、腹3部，分布范围很广。 代表动物有：蝇、蚊、飞蝗、蜜蜂、蟑螂等（图1-23,24） 图1-23蝇的构造 图124蝗虫模式图 8.软体动物门(Mous©s):(图1-25)多生活在海水、淡水或陆地上，左右对称，体 表常有石灰质外壳，身体柔软不分节，身体一般分为头、足和内脏团(viscerai mass))三部分， 多具外套膜，有发达的肉质腹足。完全消化系统。成体体腔退化。开管式循环。代表动物有： 河蚌。有些螺类如钉螺、扁卷螺是吸虫及姜片虫的中间宿主。主要包括双神经级、腹足邹 据足纲 瓣鳃纲和头足纲 消化 食 出水口 入水 足经节 肠生殖象 图1-25软体动物解剖的示意 9 棘皮动物门(Echinodermata):幼虫是两侧对称 成体是五辐射对称 中胚层形成 的内骨骼包在外表皮下面，并且常向外突形成棘，有独特的水管系。胚孔后米发育为肛门 在胚孔的相对一侧内、外胚层相贴形成口。完全消化系统。有3套各自独立的神经系统。代 表动物有：海星（图1-26）、海参等. 以上九门为无脊椎动物(invertebrates),其共同特征是：1)无脊索或脊椎2)如有神经 则呈条索状，位于消化道腹面。3)如有 循环系统则主要位于消化道背面 脊索动物门(Chordata):是动物界最高等的一门，形态结构复杂 主要特征： 1)幼时或终生具有脊索或类似脊索的构造，位于消化道背面，支持身体 2)背神经管，管状，位于脊索背面，是脊索动物的中枢神经系统。 3)鳃裂，在咽部侧壁，裂缝状，直接与外界相通 对照无脊椎动物和脊索动物的构造示意图（图127）进行理解和总结