实验九
植物细胞液泡系和线粒体染色
一.实验目的
1.学习并了解线粒体和液泡系超活染
色的基本原理、方法和注意事项；
2.学习如何观察动、植物活细胞内线粒体、
液泡系的形态、数量与分布。
3.学习并掌握线粒体和液泡系的超活染色
技术。
4.了解植物细胞液泡系的发育过程。
二.实验原理
活体染色是指对生活有机体的细胞或组织能着色但又无毒害的一种染色方法。它的目的是显示生活细胞内的某些结构，而不影响细胞的生命活动和产生任何物理、化学变化以致引起细胞的死亡。活染技术可用来研究生活状态下的细胞形态结构和生理、病理状态。
根据所用染色剂的性质和染色方法的不同，通常把活体染色分为体内活染与体外活染两类。体内活染是以胶体状的染料溶液注入动、植物体内，染料的胶粒固定、堆积在细胞内某些特殊结构里，达到易于识别的目的。体外活染又称超活染色，它是由活的动、植物分离出部分细胞或组织小块，以染料溶液浸染，染料被选择固定在活细胞的某种结构上而显色。
活体染料之所以能固定、堆积在细胞内某
些特殊的部分，主要是染料的“电化学”特性起重要作用。碱性染料的胶粒表面带阳离子，酸性燃料的胶粒表面带阴离子，而被染的部分本身也是具有阴离子或阳离子，这样，它们彼此之间就发生了吸引作用。但不是任何染料皆可以作为活体染色剂之用，应选择那些对细胞无毒性或毒性较小的染料，而且总是要配成稀淡的溶液来使用。一般是以碱性染料最为适用，可能因为它具有溶解在类脂质（如卵磷脂、胆固醇等）的特性，易于被细胞吸收。詹姆斯绿B（Janus green B）和中性红（neutral red）两种碱性染料是活体染
色剂中最重要的染料，对于线粒体和液泡系的染色各有专一性。
三.实验用品
1.器材
显微镜、恒温水浴锅、解剖盘、剪刀、镊子、双面刀片、载玻片、凹面载玻片、盖玻片、表面皿、吸管、牙签、吸水纸。
2.试剂
⑴Ringer 溶液
氯化钠0.85g（变温动物0.65g）氯化钾0.25g
氯化钠0.03g
蒸馏水100ml
⑵10%、1/3000中性红溶液
称取0.5中性红溶于50ml Ringer溶液，稍加热（30~40）使之很快溶解，用滤纸过滤，装入棕色瓶于暗处保存，否则易氧化沉淀，失去染色能力。临用前，取已配制的1%中性红溶液1ml，加
入29ml Ringer溶液混匀，装入棕色瓶备用。
⑶1%、1/5000詹姆斯绿B溶液
称取50mg詹姆斯绿B溶于5ml Ringer溶液中，稍加微热（30~40），使之溶解，用滤纸过滤后，
即为1%原液。取1%原液1ml加入49ml Ringer溶液，即成1/5000工作液装入瓶中备用。最好现用现配，以保持它的充分氧化能力。
四.材料
1.人口腔上皮细胞
2.洋葱鳞茎内表皮细胞
3.蟾蜍胸骨剑突软骨细胞
4.小麦或黄豆幼根根尖
五.实验步骤
1.线粒体的超活染色与观察
线粒体是细胞进行呼吸作用的场所，其形态数量虽不同物种、不同组织器官和不同的生理状态而发生变化。
詹姆斯绿B是毒性较小的碱性染料，可专一性地对线粒体进行超活染色，这是由于线粒体内的细胞色素氧化酶系的作用，使染料始终保持氧化状态（即有色状态），呈蓝绿色；而线粒体周围的细胞质中，这些染料被还原为无色的色基（即无色状态）。
1）人口腔粘膜上皮细胞线粒体的超活染色观察
⑴取清洁载玻片放在37℃恒温水浴锅的金属板上，滴2滴1/5000詹纳斯绿B染液。
⑵实验者用牙签宽头在自己口腔颊粘膜处稍用力刮取上皮细胞，将刮下的粘液状物放入载玻片的染液滴中，染色10～15min（注意不可使染液干燥，必要时可再加滴染液），盖上盖玻片，用吸水纸吸去四周溢出的染液，臵显微镜下观察。
⑶在低倍镜下，选择平展的口腔上皮细胞，换高倍镜或油镜进行观察。可见扁平状上皮细胞的核周围胞质中，分布着一些被染成蓝绿色的颗粒状或短棒状的结构，即线粒体。
2）植物细胞线粒体的活体染色（洋葱鳞茎表皮细胞）
⑴用吸管吸取1/5000詹纳斯绿B染液，滴一滴在干净的载波片上，然后用镊子撕取洋葱鳞茎内表皮一小块，臵于染液中，染色10～15min。
⑵吸去染液，加一滴Ringer 液，注意使洋葱内表皮展平，盖上盖片，显微镜观察。
⑶在高倍镜下，可见表皮细胞中央被一大液泡所占据，细胞核被挤至旁边，在其周围有线粒体被染成蓝绿色，呈颗粒状或线条状。仔细观察细胞质中线粒体的形态、数目和分布。
2．液泡系的超活染色与观察
中性红为弱碱性.染料，对液泡系（即高尔集体）的染色有专一性，只将活细胞中的液泡系染成红色，细胞核与细胞质完全不着色，这可能是与液泡中某些蛋白质有关。
1）蟾蜍胸骨剑突软骨细胞的液泡系中性红染色观察
软骨细胞能分泌软骨粘蛋白和胶原纤维等，因而粗面内质网和高尔集体都发达，用中性红超活染色后，可明显地显示出液泡系。
①将蟾蜍处死，剪取胸骨剑突最薄的部
分一小块，放入载玻片上的1/3000中性
红染液滴中，染色5~10min。
②用吸管吸去染液，滴加Ringer液，盖
上盖玻片进行观察。
③在高倍镜下，可见软骨细胞为椭圆形，细胞核及核仁清楚易见，在细胞核的上
方胞质中，有许多被染成玫瑰红色大小
不一的泡状体，这一特定区域叫“高尔
基区”，即液泡系。
2）小麦根尖细胞液泡系的中性红染色观察
①实验前，把小麦种子或黄豆培养在培养皿内潮湿的滤纸上，使其发芽，胚根生长到1以上。
②用双面刀片把出生的小麦或黄豆幼苗根尖（约1~2cm长）小心切一纵切面，放入载玻片上的1/3000中性红染液滴中，染色5~10min。
③吸去染液，滴一滴Ringer液，盖上盖玻片，并用镊子轻轻地下压盖玻片，使根尖压扁，利于观察。
④在高倍镜下，现观察根尖部分的生长点的细胞，可见细胞质中散在很多大小不等的染成玫瑰红色的圆形小泡，这是初生的幼小液泡。然后，有生长点向延长区观察，在一些已分化长大的细胞内，液泡的染色较浅，体积增大，数目变少。在成熟区细胞中，一般只有一个淡红色的巨大液泡，占据细胞的绝大部分，将细胞核挤到细胞一侧贴近细胞壁处。
六.实验作业
1.讲述线粒体和液泡系的活体着色原理。
2.绘口腔上皮细胞示线粒体形态与分布。
3.绘蟾蜍胸骨剑突软骨细胞示液泡系形态布。
七.思考题
1.用一种活体染色剂对细胞进行超活染色，为什么不能同时观察到线粒体、液
泡系等多种细胞器？
2.小麦或黄豆根尖经中性红超活染色后，为什么看到生长点的细胞中液泡多，而
且染色深，延长区细胞中液泡数量变少，染色浅？
3.高等动物和高等植物细胞中的液泡系（高尔基体）分布上有何不同？