细胞膜性质及细胞生理活动的观察

实验五　细胞膜性质及细胞生理活动的观察

细胞膜是双层脂镶嵌蛋白质结构，脂和蛋白质又能与糖分子结合为细胞表面的分枝状糖外被。目前认为细胞间的联系，细胞的生长和分化，免疫反应和肿瘤发生都与细胞表面的分枝状糖分子有关。通过实验加深对细胞膜性质及细胞生理活动的认识和理解。

A.细胞凝集反应

一、实验原理

凝集素（lectin）是一类含糖的（少数例外）并能与糖专一结合的蛋白质，它具有凝集细胞和刺激细胞分裂的作用。凝集素使细胞凝集是由于它与细胞表面的糖分子连接，在细胞间形成“桥”的结果，加入与凝集素互补的糖可以抑制细胞的凝集。

二、实验用品

（1）材料：马铃薯块茎、2%的兔血红细胞。

（2）器材和仪器：显微镜、粗天平、解剖器材、解剖盘、载玻片、滴管、离心管。

（3）试剂：PBS缓冲液（pH 7.2）。

三、实验内容

（1）称取马铃薯去皮块茎2g，加10ml　PBS缓冲液，浸泡2h，浸出的粗提液中含有可溶性马铃薯凝集素。

（2）用滴管吸取马铃薯凝集素和2%红细胞液各一滴，置载玻片上，充分混匀，静置20min后于低倍显微镜下观察血细胞凝集现象。

（3）以PBS液加2%血细胞液作对照实验。

（4）结果：滴加马铃薯凝集素的红细胞液在低倍镜下能观察到血细胞凝集现象；而对照实验中无血细胞凝集现象发生。

B.细胞膜的渗透性

一、实验原理

细胞通过细胞膜与周围环境有选择性地进行物质交换。物质交换通常有几种形式，水分子常以简单扩散的方式通过细胞膜。如果细胞内外存在着渗透压的差别时，水分子一般由渗透压低（水分子的密度高）的一侧，向渗透压高的一侧扩散，水分子很少会向渗透压低的一侧扩散。因此在高渗环境中，动物细胞失水而皱缩，而植物细胞由于有细胞壁的存在，细胞的细胞膜向细胞内皱缩产生质壁分离。在低渗环境中，动物细胞能吸水膨胀直至破裂。

二、实验用品

（1）材料：小鼠、洋葱鳞茎。

（2）器材和仪器：显微镜、载玻片、尖镊子、滴管、离心管、低速离心机。

（3）试剂：蒸馏水、0.9%NaCl溶液、10%NaCl溶液。

三、实验内容

1.小鼠红细胞的渗透性

（1）取小鼠1只，以颈椎脱臼法将其处死，将其腹面向上放入解剖盘中，剪开胸腔，小心将心脏剪一小口，用滴管取心脏血1ml，用0.15mol/L　NaCl溶液洗涤3次（每次洗涤后需1 000r/min，离心5min），最后配成50%的红细胞悬液。

（2）分别于编号1、2、3的载玻片中央，各滴小鼠红细胞悬液一滴。然后在编号1的载玻片上滴加蒸馏水、在编号2的载玻片上滴0.9%NaCl溶液、在编号3的载玻片上滴10%NaCl溶液各一滴，盖上盖玻片。5min后，在显微镜下观察，各载玻片上红细胞发生了什么变化？并将变化现象填入结果记录表中。

2.洋葱表皮细胞的渗透性（示植物细胞的质壁分离现象）

先用吸管滴一滴蒸馏水在干净的载玻片中央，然后用尖镊子在洋葱鳞茎内撕取表皮一小块，展开铺在载玻片上，勿使其折叠和皱缩，再用尖镊子夹取一盖玻片，并使其与载玻片成45°角徐徐放下。将此临时制片置低倍镜下观察，可见洋葱表皮是由许多长方形的细胞组成，细胞内有圆形的细胞核。换高倍镜观察，每个细胞的外边均有一层厚厚的细胞壁，细胞壁内侧紧贴细胞膜（但不能分辨），在细胞膜与细胞核之间是细胞质。正常细胞的细胞质紧靠着细胞壁内侧的细胞膜，并无质壁分离现象。

用吸管滴一滴10%NaCl溶液在盖玻片的一侧（不要直接滴在盖玻片上），随即用吸水纸在对侧的盖玻片边缘吸水，此时氯化钠溶液随之流入盖玻片下面，再用高倍镜观察洋葱表皮细胞，可以看到质壁分离现象。

C.细胞的吞噬活动——小鼠腹腔巨噬细胞吞噬活动的观察

一、实验原理

高等动物的某些细胞能对大分子物质或外来有害异物进行吞噬，然后再行“细胞内消化”。白细胞是机体防御系统中能游走的单位，分为粒细胞系、单核细胞系、淋巴细胞系3类，以粒细胞、单核细胞的吞噬活动较强，故称之为吞噬细胞。吞噬细胞主要靠吞噬来处理异物。吞噬细胞首先由于趋化作用而向异物游走，然后伸出伪足包围异物，并发生内吞作用形成吞噬泡将异物吞入细胞，继而溶酶体与吞噬泡融合消化异物。

本实验以注射淀粉肉汤的方法诱发小鼠体内的巨噬细胞数量增多，然后再向小鼠注射鸡红细胞，观察巨噬细胞吞噬鸡红细胞的过程。

二、实验用品

（1）材料：小鼠、1%鸡血细胞悬液。

（2）器材和仪器：显微镜、2ml注射器、载玻片、盖玻片、解剖器材、滴管、移液管。

（3）试剂：0.3%台盼蓝、6%淀粉肉汤。

三、实验内容

（1）实验前2天，每天向小鼠腹腔注射6%淀粉肉汤0.5～1ml（含0.3%台盼蓝，起标记作用），以刺激腹腔产生较多的巨噬细胞（此步由教师在实验前准备）。

（2）实验时，每组取1只经上述处理的小鼠，腹腔注射1%鸡血细胞悬液0.5～1ml，注射后轻揉小鼠腹部以使红细胞悬液分散均匀。

（3）25min后，用颈椎脱臼法处死小鼠，迅速剖开小鼠腹腔，用注射器抽取腹腔液，制成临时装片。

（4）镜检：先在低倍镜观察，再转高倍镜，可见到许多圆形或形状不规则的巨噬细胞，因未染色故不易见到细胞核，其细胞质中含有数量不等的蓝色圆形颗粒，这是吞入含台盼蓝的淀粉肉汤造成的。在细胞质中还可见到少量黄色椭圆形的有细胞核的鸡红细胞，慢慢移动玻片标本，仔细观察，可见到巨噬细胞吞噬鸡红细胞过程的不同阶段的情况：有的红细胞紧附在巨噬细胞表面；有的红细胞已部分被巨噬细胞吞入；有的巨噬细胞内已吞入了1个或多个红细胞形成吞噬泡。

四、作业与思考题

（1）用简图表示血细胞凝集原理。

（2）在给人输液时，为什么要用等渗溶液（0.9%NaCl溶液）？

（3）解释洋葱表皮细胞产生质壁分离的原因。

（4）画图记录细胞吞噬实验所见结果，小鼠巨噬细胞吞噬实验如何解释细胞内台盼蓝的着色？细胞吞噬活动对动物和人体有何意义？