实验一 普通光学显微镜的构造和使用

时间:2024.3.23

实验一   普通光学显微镜的构造和使用

一、目的要求

1.掌握普通光学显微镜的基本构造、使用方法、保护要点。

2.掌握普通光学显微镜油浸系的原理。

3.使用油镜观察几种细菌的基本形态。

二、显微镜的基本构造

显微镜由机械装置光学系统两大部分组成(图1-1)。

光学显微镜的构造(图1-1)

1. 物镜转换器 2. 接物镜  3.游标卡尺  4.载物台  5.聚光器  6. 彩虹光阑   7.光源     8. 镜座   9. 电源开关    10. 光源滑动变阻器   11. 粗调螺旋   12. 微调螺旋  13. 镜臂 14.镜筒  15.目镜  16.标本移动螺旋

1.机械装置

镜座(base)和镜臂(arm)镜座位于显微镜底部,呈马蹄形,它支持全镜。镜臂有固定式和活动式两种,活动式的镜臂可改变角度。镜臂支持镜筒。

镜筒(body tube)是由金属制成的圆筒,上接目镜,下接转换器。镜筒有单筒和双筒两种,单筒又可分为直立式和后倾式两种。而双筒则都是倾斜式的,倾斜式镜筒倾斜45°。双筒中的一个目镜有屈光度调节装置,以备在两眼视力不同的情况下调节使用。

转换器(no sepiece)为两个金属碟所合成的一个转盘,其上装3—4个物镜,可使每个物镜通过镜筒与目镜构成一个放大系统。

载物台(stage)又称镜台,为方形或圆形的盘,用以载放被检物体,中心有一个通光孔。在载物台上有的装有两个金属压夹称标本夹,用以固定标本;有的装有标本推动器,将标本固定后,能向前后左右推动。有的推动器上还有刻度,能确定标本的位置,便于找到变换的视野。

调焦装置 是调节物镜和标本间距离的机件,有粗动螺旋(coarse adjustment)即粗调节器和微动螺旋(fine adjustment)即细调节器,利用它们使镜筒或镜台上下移动,当物体在物镜和目镜焦点上时,则得到清晰的图像。

2.光学系统

物镜(objective)物镜安装在镜筒下端的转换器上,因接近被观察的物体,故又称接物镜。其作用是将物体作第一次放大,是决定成像质量和分辨能力的重要部件。物镜上通常标有数值孔径、放大倍数、镜筒长度、焦距等主要参数。如:NA0.30;10×;160/0.17;16mm。其中“NA0.30”表示数值孔径(numerical aperture,简写为NA),“10×”表示放大倍数,“160/0.17”分别表示镜筒长度和所需盖玻片厚度(mm),16mm表示焦距。

目镜(ocular lens)装于镜筒上端,由两块透镜组成。 镜把物镜造成的像再次放大,不增加分辨力,上面一般标有7×、10×、15×等放大倍数,可根据需要选用。一般可按与物镜放大倍数的乘积为物镜数值孔径的500—700倍,最大也不能超过1000倍的选择。目镜的放大倍数过大,反而影响观察效果。

聚光器(condenser)光源射出的光线通过聚光器汇聚成光锥照射标本,增强照明度和造成适宜的光锥角度,提高物镜的分辨力。聚光器由聚光镜和虹彩光圈(iris diaphragm)组成,聚光镜由透镜组成,其数值孔径可大于1,当使用大于1的聚光镜时,需在聚光镜和载玻片之间加香柏油,否则只能达到1.0。虹彩光圈由簿金属片组成,中心形成圆孔,推动把手可随意调整透进光的强弱。调节聚光镜的高度和虹彩光圈的大小,可得到适当的光照和清晰的图像。

光源(light source)较新式的显微镜其光源通常是安装在显微镜的镜座内,通过按钮开关来控制;老式的显微镜大多是采用附着在镜臂上的反光镜,反光镜是一个两面镜子,一面是平面,另一面是凹面。在使用低倍和高倍镜观察时,用平面反光镜;使用油镜或光线弱时可用凹面反光镜。

滤光片(filter)可见光是各种颜色的光组成的,不同颜色的光线波长不同。如只需某一波长的光线时,就要用滤光片。选用适当的滤光片,可以提高分辨力,增加影像的反差和清晰度。滤光片有紫、青、蓝、绿、黄、橙、红等各种颜色的,分别透过不同波长的可见光,可根据标本本身的颜色,在聚光器下加相应的滤光片。

三、油镜物镜的基本原理

微生物学研究用的显微镜的物镜通常有低倍物镜(16mm,10×)、高倍物镜(4mm,40—45×)和油镜(1.8 mm,95—100×)三种。油镜通常标有黑圈或红圈,也有的以“OI(oil immer-sion)字样表示,它是三者中放大倍数最大的。根据使用不同放大倍数的目镜,可使被检物体放大1000—2 000多倍。从图Ⅲ-3中可看出油镜的焦距和工作距离(标本在焦点上看得最清晰时,物镜与样品之间的距离)最短,光圈则开得最大,因此,在使用油镜观察时,镜头离标本十分近,需特别小心。

使用时,油镜与其他物镜的不同是载玻片与物镜之间不是隔一层空气,而是隔一层油质,称为油浸系。这种油常选用香柏油,因香柏油的折射率n=1.52,与玻璃相同。当光线通过载玻片后,可直接通过香柏油进入物镜而不发生折射。如果玻片与物镜之间的介质为空气,则称为干燥系,当光线通过玻片后,受到折射发生散射现象,进入物镜的光线显然减少,这样就减低了视野的照明度(图1-2)。

(图1-1)

利用油镜不但能增加照明度,更主要的是能增加数值孔径,因为显微镜的放大效能是由其数值孔径决定的。所谓数值孔径,即光线投射到物镜上的最大角度(称为镜口角)的一半正弦,乘上玻片与物镜间介质的折射率所得的乘积,可用下列公式表示:

NA=n·sinα

式中 NA=数值孔径;n=介质折射率;α=最大入射角的半数,即镜口角的半数。 

因此,光线投射到物镜的角度愈大,显微镜的效能就愈大(图Ⅲ-5),该角度的大小决定于物镜的直径和焦距。同时,α的理论限度为90°,sin90°=1,故以空气为介质时(n=1),数值孔径不能超过1,如以香柏油为介质时,则n增大,其数值孔径也随之增大。如光线入射角为120°,其半数的正弦为sin60°=0.87,则:

以空气为介质时:

NA=1×0.87=0.87

以水为介质时:

NA=1.33×0.87=1.15

以香柏油为介质时:

NA=1.52×0.87=1.32

显微镜的分辨力是指显微镜能够辨别两点之间最小距离的能力。它与物镜的数值孔径成正比,与光波长度成反比。因此,物镜的数值孔径愈大,光波波长越短,则显微镜的分辨力愈大,被检物体的细微结构也愈能明晰地区别出来。因此,一个高的分辨力意味着一个小的可分辨距离,这两个因素是成反比关系的,通常有人把分辨力说成是多少微米或纳米,这实际上是把分辨力和最小分辨距离混淆起来了。显微镜的分辨力是用可分辨的最小距离来表示的。

      

式中λ=光波波长。

我们肉眼所能感受的光波平均长度为0.55μm,假如数值孔径为0.65的高倍物镜,它能辨别两点之间的距离为0.42μm。而在0.42μm以下的两点之间的距离就分辨不出,即使用倍数更大的目镜,使显微镜的总放大率增加,也仍然分辨不出。只有改用数值孔径更大的物镜,增加其分辨力才行。例如用数值孔径为1.25的油镜时,能辨别两点之间的

        

因此,我们可以看出,假如采用放大率为40倍的高倍物镜(NA=0.65),和放大率为24倍的目镜,虽然总放大率为960倍,但其分辨的最小距离只有0.42μm。假如采用放大率为90倍的油镜(NA=1.25),和放大率为9倍的目镜,虽然总的放大率为810倍,但却能分辨出0.22μm间的距离。

四、器材

显微镜、香柏油、乙醇-乙醚混合液、擦镜纸、吸水纸等。

细菌三种形态的染色标本。

五、操作步骤

1.观察前的准备

(1)1、显微镜从显微镜柜或镜箱内拿出时,要用右手紧握镜臂,左手托住镜座,平稳地将显微镜搬运到实验桌上。

(2)  将显微镜放在自己身体的左前方,离桌子边缘约10cm左右,右侧可放记录本或绘图纸。

(3)  调节光照:不带光源的显微镜,可利用灯光或自然光通过反光镜来调节光照,光线较强的天然光源宜用平面镜;光线较弱的天然光源或人工光源宜用凹面镜,但不能用直射阳光,直射阳光会影响物像的清晰并刺激眼睛。将10×物镜转入光孔,将聚光器上的虹彩光圈打开到最大位置,用左眼观察目镜中视野的亮度,转动反光镜,使视野的光照达到最明亮最均匀为止。自带光源的显微镜,可通过调节电流旋钮来调节光照强弱。凡检查染色标本时,光线应强;检查未染色标本时,光线不宜太强。可通过扩大或缩小光圈、升降聚光器、旋转反光镜调节光线。

2.低倍镜观察

镜检任何标本都要养成必须先用低倍镜观察的习惯。因为低倍镜视野较大,易于发现目标和确定检查的位置。

将标本片放置在载物台上,用标本夹夹住,移动推动器,使被观察的标本处在物镜正下方,转动粗调节旋钮,使物镜调至接近标本处,用目镜观察并同时用粗调节旋钮慢慢下降载物台,直至物像出现,再用细调节旋钮使物像清晰为止。用推动器移动标本片,找到合适的目的像并将它移到视野中央进行观察。

3.高倍镜观察

在低倍物镜观察的基础上转换高倍物镜。较好的显微镜,低倍、高倍镜头是同焦的,在转换物镜时要从侧面观察,避免镜头与玻片相撞。然后从目镜观察,调节光照,使亮度适中,缓慢调节粗调节旋钮,慢慢下降载物台直至物像出现,再用细调节旋钮调至物像清晰为止,找到需观察的部位,并移至视野中央进行观察,并准备用油镜观察。

4.油镜观察

(1)用粗调节器将镜筒提起约2cm,将油镜转至正下方。

(2)在玻片标本的镜检部位滴上一滴香柏油。

(3)从侧面注视,用粗调节器将镜筒小心地降下,使油镜浸在香柏油中,其镜头几乎与标本相接,应特别注意不能压在标本上,更不可用力过猛,否则不仅压碎玻片,也会损坏镜头。

(4)从接目镜内观察,进一步调节光线,使光线明亮,再用粗调节器将镜筒徐徐上升,直至视野出现物像为止,然后用细调节器校正焦距。如油镜已离开油面而仍未见物像,必须再从侧面观察,将油镜降下,重复操作至物像看清为止。

5. 观察完后复原

下降载物台,将油镜头转出,先用擦镜纸擦去镜头上的油,再用擦镜纸蘸少许乙醚乙醇混合液擦去镜头上残留油迹,最后再用擦镜纸擦拭2—3下即可,(注意向一个方向擦拭)。

将各部分还原,转动物镜转换器,使物镜头不与载物台通光孔相对,而是成八字形位置,再将载物台下降至最低,降下聚光器,反光镜与聚光器垂直,最后用柔软纱布清洁载物台等机械部分,然后将显微镜放回柜内或镜箱中。

六、注意事项

1.学生使用显微镜固定镜号、位置,填写使用卡,本学期一直使用本台显微镜。2.不准擅自拆卸显微镜的任何部件,以免损坏

3.镜面只能用擦镜纸擦,不能用手指或粗布,以保证光洁度。

4.观察标本时,必须依次用低、高倍镜,最后用油镜。当目视接目镜时,特别在使用油镜时,切不可使用粗调节器,以免压碎玻片或损伤镜面。

5.观察时,两眼睁开,养成两眼能够轮换观察的习惯,以免眼睛疲劳,并且能够在左眼观察时,右眼注视绘图。 

6.拿显微镜时,一定要右手拿镜臂,左手托镜座,不可单手拿,更不可倾斜拿。                                         

七、实验报告

1.油镜与普通物镜在使用方法上有何不同?应特别注意些什么?

2.使用油镜时,为什么必须用香柏油?

3.镜检标本时,为什么先用低倍镜观察,而不是直接用高倍镜或油镜观察?

4.绘出细菌的几种基本形态。


第二篇:实验一 普通光学显微镜的使用与生物绘图


实验一 普通光学显微镜的使用与生物绘图

【目的要求】

1. 了解显微镜的构造和各部分的性能,学习并掌握正确的使用技术和保养措施;

2. 学会制作临时装片、徒手切片的方法。

3.学会绘制生物图。

【材料和用品】

显微镜、微藻培养液

【实验内容与方法】

(一)普通光学显微镜的基本构造、使用方法及保护

1、显微镜的基本结构

显微镜构造很复杂,种类很多,但基本结构是由机械和光学两大部分构成,现分述如下:

1.1 机械部分它是为光学部分服务的部件,包括以下六部分:

(1) 镜 座:显微镜最下面呈马蹄形或圆形的部分,起稳定和支持显微镜作用。

(2) 镜 柱:直立于镜座上的短柱,支持显微镜的其它部分。

(3) 镜 臂:弯曲成马蹄形的部分,便于手持,下端与镜柱相连接的地方有一个倾斜关

节,可使镜臂倾斜,便于观察。

(4) 载物台:自镜臂下端向前伸出,放置标本用的平台,其中央有一个园孔,叫通光孔。台

上有一移动器(老式的左右各有一个压片夹),用以固定和移动标本。

(5) 镜 筒:和镜臂上方连接的园筒部分。有的显微镜镜筒内有一抽管,可适当抽长,一般

长度是160-170mm。镜筒上端装有目镜,下端有一个可转动的园盘,叫物镜转

换器(或叫物镜旋转盘),其上装有2-4 个物镜。

(6) 调焦器:为镜壁上两种可转动的螺旋,一大一小,能使镜筒上下移动,调节焦距。大的

叫粗调焦器,升降镜筒较快,用于低倍镜对焦;小的叫细调焦器,升降镜筒较

慢。

1.2 光学部分由接目镜、接物镜、反光镜、聚光器等四部件组成。

(1) 接目镜:装于镜筒上方,由两组透镜构成,接目镜的作用是把接物镜所形成的倒立实像

再放大成为一个虚像。接目镜上刻有5×,8×,10×,15×,25×等符号,表示放大倍数。 我们所观察到的标本的物像,其放大倍数是接物镜和接目镜放大倍数的乘积。如接物镜 是10×,接目镜是8×,其物像的放大倍数是10×8=80 倍。可在接目镜内两个透镜间的 光栏上可装一根剪短的毛发,做为指针,用以指示要观察的材料。

(2) 接物镜:装在镜筒下端物镜转换器的孔中,一般的显微镜有 2-4 个接物镜镜头,每个镜 头都是由一系列的复式透镜组成的,其上也有放大倍数记号,有4×,10×,40×及100×。 4×及10×接物镜是低倍镜,40×是高倍镜,100×是油镜。低倍镜常用于搜索观察对象及 观察标本全貌,高倍镜则用于观察标本某部分或较细微的结构,油镜则常用于观察微生 物或动植物更细微的结构。

(3) 聚光器(集光器):位于载物台(通光孔)下方,由两块或数块镜组成,它能将反光镜 反射来的光线集中以射入接物镜和接目镜,有的聚光器可升降,便于调光,集光器下有 一可伸缩的园形光圈,叫虹彩光圈,可调集光器口径的大小和照射面,以调节光线强弱 (有的显微镜只有遮光极而无集光器)。光线过强时,可缩小虹彩光圈。

(4) 反光镜:是显微镜观察时获得光源的装置,位于显微镜镜座中央,一面为平面镜,一面 为凹面镜。转动反光镜,可使外面光线通过集光器照射到标本上。使用时,光线强用平 面镜,光线弱用凹面镜。

2、显微镜的使用方法

(1)取好光源(调光)

用显微镜观察标本前,先要取好光源。首先把显微镜放在自己左肩一侧台前,镜座距桌 边约两寸,镜臂朝自己,镜筒朝外。用手转动物镜转换器,使低倍接物镜和镜筒成一直线, 正对通光孔。用左眼从接目镜向下注视,同时用手拨动反光镜,让镜面对着光源,当看到圆 形镜界(视野)呈现光亮而均匀的时候即调好光了,如视野阴暗不明,则需再调节反光镜和 集光器,直到视野明亮均匀为止。

若为自带电源,则在使用前打开电源开关,逐步调节光亮度旋钮,直至亮度合适为止。

(2) 观察

将要观察的玻片标本放在载物台通光孔的中央,玻片标本两端用压片夹夹紧,再用手沿 顺时针方向旋转粗调节器,把镜筒徐徐降到物镜头差不多接近玻片标本(约半厘米)为止(从 侧面观察下降镜筒)。然后左眼观察,边观察边用调节器将镜筒徐徐上升(逆时针方向旋转 粗调节器)直到发现物象,观察清晰为止。如果观察部分不在视野中心,可移动玻片标本到 视野中心,再上下转动粗调节器至物象清晰为止。

如果要观察视野内某部分更细微的结构,则需要用高倍镜观察,首先要把观察的部分移 至视野中心,然后移动物镜转换器换上高倍镜(使正对通光孔)(使用镜头转化器,不要直 接扳动镜头),再用粗调节器徐徐将镜筒距离调整,至视野中出现物象,然后用细调节器调 节到看清物象止。如光线太弱,可放大虹彩光圈的口径或调节光亮度旋钮。

高倍镜下观察的标本,如果放大倍数还不够,可用油镜,换用前,同样要先在高倍镜下 观察,把要观察的部分放在视野的正中央。观察到清晰的物象之后,在盖玻片上表面的中央 滴一小滴香柏油,再换上油镜头,使油镜头与香柏油接触,然后由目镜观察。一边观察,一 边用手稍移动细调节器(切忌用粗调节器)以看清物象。用油镜观察完毕后,转开油镜,必 须用擦镜纸点二甲苯擦去镜头上的香柏油。下降镜筒,直立反光镜,使光学部件的光线不再 对在一条直线上。

应当了解的是,在显微镜中观察到的物象是倒象,因此移动玻片时,应注意移动方向。 如果要使物象左移动就要向右移动玻片,同样要使物象向前移动,就要向后移动玻片。 观察结束后,降下载物台,取掉载玻片,光源调至最弱后关闭电源(为防止下次打开 电源时因电流过大烧毁照明灯泡,请在关闭电源前一定将光源亮度调至最暗)。

3、显微镜的保养

(1) 取送显微镜时,必须右手握住镜臂,左手托住镜座,轻拿轻放。

(2) 显微镜的使用,一定要按实验指导写的方法和步骤,认真仔细去做,不然,容易损坏标 本和镜头,又达不到看清物象的目的。

(3) 观察标本时,一定要先用低倍镜观察,再用高倍镜,低倍镜能看清,就不必用高倍镜。

(4) 不能用硬纸擦透镜,必须用干净的擦镜纸或细软纱布,朝一个方向擦试透镜,以免损坏 镜头。

(5) 不要随便转动粗细调节器,以免机器损伤,调节失灵。

(6) 载物台要保持清洁、干净,不要让水或其他液体(酸、碱或其他化学药品等)流到台上, 以免生锈或腐蚀。

(7) 避免阳光直接照射,要防潮湿、防灰尘,经常保持镜体和镜体箱的干燥和清洁。

4、显微镜的类型

(1) 光学显微镜 主要有普通光学显微镜、体视显微镜、暗视野显微镜、倒置显微镜、荧光 显微镜、相差显微镜等,另外按目镜筒数可分单筒(目)和双筒显微镜,按使用人数可 分单人、双人和多人用显微镜等。

(2) 电子显微镜 主要有扫描电子显微镜、透射电子显微镜、扫描隧道电子显微镜等。

(二)微藻细胞临时装片制作及形态、结构的观察

擦净载玻片和盖玻片,即将浸洗过的玻片用纱布擦干,擦盖玻片时,应十分小心。在载 玻片中央加一滴藻细胞培养液,将盖玻片压好制成标本片(盖玻片一端要先接触载玻片, 然后将另一端轻轻放下,不要产生气泡),将标本片置于镜台上,先练习低倍镜的使用,然

后再换高倍镜观察,绘出藻细胞形态图。

(三)生物绘图

1、生物绘图的要求

(1) 具有高度的科学性,不得有科学性错误。形态结构要准确,比例要正确,要求真实感, 立体感,精美而美观。

(2) 图面要力求整洁,铅笔要保持尖锐,尽量少用橡皮。

(3) 绘图大小要适宜,位置略偏左,右边留着注图。

(4) 绘图的线条要光滑、匀称,点点要大小一致。

(5) 绘图要完善,字体用正楷,大小要均匀,不能潦草。注图线用直尺画出,间隔要均匀, 且一般多向右边引出,图注部分接近时可用折线,但注图线之间不能交叉,图注要尽量 排列整齐。

(6) 绘图完成后在绘图纸上方要写明实验名称、班级、姓名、时间,在图的下方注明图名及 放大倍数。

2、生物绘图的方法

生物绘图的方法有多种,最常见的是点点衬阴法和线条衬阴法。点点衬阴法即将图形画 出后,用铅笔点出圆点,以表示明暗和深浅,给予立体感。在暗处点要密,明处要疏,但要 求点要均匀,点点要从明处点起,一行行交互着点,物体上的斑纹描出再点点衬阴。线条衬 阴法又称涂抹阴影法,是依靠线条的疏密来表示阴暗和深浅。点点衬阴法要求不能用涂抹阴 影的方法以代替点点。

3、生物绘图的步骤

(1) 绘图前认真的观察标本,搞清实物标本的结构特点,切忌抄书或平空想象。

(2) 用 HB 铅笔轻轻将图轮廓画出,作为草图要掌握好比例和位置。

(3) 在草图的基础上绘详图,此时要用 2H 和3H 铅笔,线条要流畅,点要匀称,点线不要 重复描绘。

(4) 按注图要求绘图,写上图名及班级、姓名、放大倍数等。

【实验报告】

按实验目的的要求完成实验内容和实验报告,报告要求:

1. 写出使用普通光学显微镜的注意事项。

2. 按生物绘图的要求准确绘出藻细胞形态并标注其基本结构。

实验二 细胞的形态与结构观察

【目的与要求】

1. 掌握植物临时装片、植物生活细胞的基本结构及其特点。

2. 掌握徒手切片的制作方法

【材料和用品】

洋葱鳞茎、西红柿老熟果实、蚕豆叶、菠菜、生物显微镜、镊子、解剖针、刀片、载玻片、盖玻片、蒸馏水、吸水纸、蒸馏水、碘液(碘、碘化钾)

【实验内容与方法】

(一)制作临时装片

用手或镊子将洋葱鳞叶表皮或新鲜蚕豆叶下表皮撕下剪成约 3 ~ 5 毫米的小片。在载玻片上滴一滴水,将剪好的表皮浸入水滴内(注意表皮的外面应朝上),并用解剖针挑平,再加盖玻片。加盖玻片的方法是先从一边接触水滴,另一边用针顶住慢慢放下,以免产生气泡。如盖玻片内的水未充满,可用滴管吸水从盖玻片的一侧滴入;如果水太多浸出盖玻片外,可用吸水纸将多余的水吸去,这样装好的片子就可以进行镜检。

(二)徒手切片法

1.将植物材料切成 0.5cm 见方, 1-2cm 长的长方条。如果是叶片,则把叶片切成 0.5cm 宽的窄条,夹在胡萝卜 ( 或萝卜或通草 ) 等长方条的切口内。

2.取上述一个长方条用左手的拇指和食指拿着,使长方条上端露出 1-2mm 高,并以无名指顶住材料。用右手拿着刀片的一端。

3.把材料上端和刀刃先蘸些水,并使材料成直立方向,刀片成水平方向,自外向内把材料上端切去少许,使切口成光滑的断面,并在切口蘸水,接着按同法把材料切成极薄的薄片(愈薄愈好)。

切时要用臂力,不要用腕力及指力,刀片切割方向由左前方向右后方拉切;拉切的速度宜较快,不要中途停顿。把切下的切片用小镊子或解剖针拨入表面皿的清水中,切时材料的切面经常蘸水,起润滑作用。

4.初切时必须反复练习,并多切一些,从中选取最好的薄片进行装片观察。

5.如需染色,可把薄片放入盛有染色液的表面皿内,染色约 1 分钟,轻轻取出放入另一盛清水的表面皿内漂洗,之后,即可装片观察。

也可以在载玻片上直接染色,即先把薄片放在载玻片上,滴一滴染色液。约 1 分钟,倾去染色液,再滴几滴清水,稍微摇动,再把清水倾去,然后再滴一滴清水,盖上盖玻片,

便可镜检。

(三)植物生活细胞的观察

1.表皮细胞的结构

(1)细胞壁

(2)细胞质

(3)细胞核

(4)液泡

2.果肉离散细胞的观察

用解剖针挑取已经成熟透之西红柿果肉少许(以临近果皮的部分为好),放在载玻片上,加一滴蒸馏水,用针将果肉细胞拔均,越分散越好,加上盖玻片,在低倍镜下观察,可以看到圆形的或卵圆形的离散细胞。

实验三 动物组织和植物组织的观察

【目的与要求】

1.了解动物四大类组织的结构特点及其与功能的关系。

2.了解各种组织的形态特征,理解植物组织的形态结构和生理机能的辩证关系。

【材料和用品】

单层扁平上皮切片、复层鳞状上皮切片、疏松结缔组织切片、软骨组织切片、骨骼肌纵切片、滑肌细胞分离装片、心肌切片、脊髓制片、玉米根尖纵切片、棉花戏横切片、刺槐及松木材的分离材料、梨、女贞叶、南瓜茎纵切片、松针叶横切片、桔皮、显微镜、镊子、解剖针、保安刀片、载玻片、盖玻片、蒸馏水、滴管。

【实验内容与方法】

(一)动物基本组织的观察

1、上皮组织

(1)单层扁平上皮 取用AgNO3染色的猫肠系膜平铺片,置显微镜下观察。观察标本最薄的地方。棕黄色的背景为不规则形或多边形的上皮细胞,大小相近。相邻细胞之间被黑色波浪形的线条。上皮细胞排列紧密,细胞核扁圆形,无色或淡黄色,位于细胞中央。

(2)复层鳞状上皮 取猫食道横切片,观察到的是复层扁平上皮的垂直切面。在低倍镜下找到靠管腔的上皮部位,然后换高倍镜观察。复层扁平上皮由多层细胞构成,各层细胞形状不一。上皮与深面结缔组织的交界起伏不平,两者之间隔以基膜。可观察到基底层的细胞

为低柱状,细胞核染色较深,呈卵圆形,胞质少,细胞界限不清楚。此层以上的细胞渐为多角形,接近表层细胞由数层扁平细胞组成。细胞核小,呈梭形。

2、结缔组织

(1)疏松结缔组织 取动物皮下疏松结缔组织平铺片,先在低倍镜下选择最薄、纤维分布均匀处观察,然后换高倍镜观察。疏松结缔组织由细胞、纤维和基质所组成。细胞散在交错成网的纤维中,纤维主要为成束的胶原纤维和单根的弹性纤维。

(2)软骨组织 取透明软骨切片,软骨基质染成相同均匀的颜色,其中有许多圆形或卵圆形的小窝,称之为陷窝。陷窝内有软骨细胞,细胞核染成深色。

3、肌肉组织

(1)骨骼肌(横纹肌) 取骨骼肌纵切片。低倍镜下横纹肌细胞呈长柱状,在细胞间有染色较淡的结缔组织,并可见成纤维细胞核。高倍镜下,可见横纹肌细胞内有很多纵行的肌原纤维,其上有明暗相间的横纹。每一肌纤维内有许多位于细胞边缘的细胞核。

(2)平滑肌 取平滑肌细胞分离装片标本。平滑肌细胞为长梭形,染成红色,细胞核长圆形,位于细胞中央,细胞无横纹。

(3)心肌 取心肌切片。在纵切面上,心肌细胞彼此以分支相连,核卵圆形,位于心肌细胞中央。调暗光线,可见心肌细胞的横纹,但不及骨骼肌的明显。在心肌细胞及其分支上,可见到染色较深的横线,即闰盘。

4、神经组织

观察脊髓制片,找到多角形的神经细胞。在高倍镜下可看到细胞体部有一个大而圆的细胞核,着色浅,内有内1-2个核仁。细胞体向外突出部分称为胞突。由于突起在制片时已被切断,故难以辨别轴突和树突。

(二)、植物组织的观察

1、分生组织

注意根尖(或茎尖)分生组织细胞的特点是:细胞小、壁薄、原生质丰富、细胞核大并位于细胞的中央,没有液泡或公有分散的小液泡,细胞排列紧密。想想看,分生组织有哪几类?

2、薄壁组织

可以看到表皮以内的皮层部分和茎最中心的髓部都是由薄壁细胞构成的基本组织,它们的共同结构特点是:细胞体积较大,多为等直径球形、椭圆形或多面体(纵切为长术状的细胞),细胞壁薄、胞间隙较大。

薄壁组织根据它们的结构和机能的不同又分为同化组织、分为贮藏组织、贮水组织和通气组织等。实验材料能见到几种?

(三)、用镊子撕取女贞叶的下表皮,制成临时装片,置显微镜下观察,可见表皮是一层排列紧密、没有细胞间隙的细胞,表皮细胞外壁增厚,外表常被有角质层、蜡质层、毛等附属物。在表皮细胞中,可见成对的肾形的保卫细胞分布其中(这些肾形的细胞有叶绿体和细胞核),两个肾形的保卫细胞之间留下的小孔称为气孔。

4、输导组织

观察南瓜茎纵切片中心的导管、筛管和伴胞,木质部有下列五种类型的导管:

1)环纹导管:导管管口直径较小,增厚的次生壁部分呈环状。

2)螺纹导管:管径稍大,增厚部分呈螺旋状,现出螺旋纹理。

3)梯纹导管:管径较大,增厚部分较多,连成梯状。

4)网纹导管:

5)孔纹导管:增厚部分几乎布满整个壁,不增厚部分即为纹孔。

在木质部的两侧都有韧皮部,可找到筛管和伴胞。筛管是由许多活细胞连接而成的长管, 横壁上有许多小孔,称筛孔。有筛孔的横壁叫筛板。筛管旁边的狭长形小细胞为伴胞。

5、机械组织

1)用镊子取少许木材分离材料,制成临时装片,观察纤维细胞,是一些两头尖长、细长、细胞腔狭长已死的厚壁细胞。

2)观察示范的棉茎厚角组织和梨的石细胞,可见棉茎表皮内方的厚角组织细胞仅在细胞的角上加厚。梨的石细胞为一些等直径、细胞腔很小、壁上有许多孔道的厚壁细胞。

6、树脂道等

观察松针叶切片内的树脂道,由裂生的细胞间隙组成,贯穿于植物体中,管边的外围为产生树脂的上皮细胞所包围。

观察桔皮油囊为大型的椭圆形腔隙,腔隙四周可见到部分损坏溶解的细胞,腔内有浅黄色的挥发油。

【实验报告】

1、绘几个基本组织的细胞。

2、绘部分表皮,示气孔及保卫细胞。

3、绘南瓜茎的导管及筛管图,并注明各部分名称。

实验四 原生动物的显微观察

【目的要求】

1. 通过对眼虫、变形虫、大草履虫等的观察,了解原生动物的主要特征。

2. 学习研究微型生物的基本方法。

【材料和用品】

眼虫培养液、变形虫培养液、大草履虫培养液。

【实验内容】

利用叶绿素能溶于有机溶剂的特性,用丙酮将叶绿素从叶中提取出来,再运用一些简单 的物理和化学方法鉴定叶绿素的理化性质。

1.眼虫

取眼虫培养液 1 滴制成临时装片,在低倍镜下观察。眼虫呈纺缍形,前端钝圆,后端尖 锐。眼虫借鞭毛的摆动能快速游动,有时会变成圆球形在原地转动。若游动过快,可用吸水 纸吸去部分水分,使其固定。在其前端一侧有1 红色眼点。加I2-KI 溶液将其杀死,可以看 清前端有胞口、胞咽和储蓄泡,储蓄泡周围有1 至多个伸缩泡。体内有多个载色体。细胞核 位于细胞中央。使视野变暗,可以看到从胞口伸出的1 根鞭毛。

2.变形虫

用吸管从材料培养液底都的泥沙里面或从培养液中吸取 1 滴水液,做成临时装片,用低 倍镜观察。变形虫虫体较小,且几乎透明,在镜下呈极浅的蓝色(应将光线调暗些),故应 仔细留意视野中的小亮点,看它是否缓慢移动。

找到 1 个变形虫后,将其移至视野中央,换高倍镜观察,注意要随变形虫的运动而随时 移动载玻片,以保持其在视野中。变形虫的质膜极薄,显微镜下不能明确区分。细胞质可清 楚地区分为2 部分,靠近质膜的部分,薄而透明,无颗粒,为外质;中央部分较暗,具颗粒, 为内质。在内质中央有1 个呈扁圆形,较内质略为稠密的结构,为细胞核。变形虫体内可看 到一些大小不同的食物泡和伸缩泡。伸缩泡是1 个清晰透明的圆形泡,时隐时现(注意它的 作用)。注意变形虫的运动和伪足形成的过程。

3.大草履虫

滴 1 滴草履虫培养液制成临时装片,在低倍镜下观察,可见许多形似草鞋的草履虫。若 其游动太快,可用吸水纸在盖玻片一侧吸去一些水,等静止后,再行观察。

首先分辨出草履虫的前、后端,前端较圆后端较尖。

选择1 个比较清晰而不太活动的草履虫,将光线调暗一些观察,可见虫体长满纤毛,并

时时摆动。在虫体的前端稍后,有一斜向后直达体中部的口沟,口沟后端有胞口,其下连一 短管为胞咽。

虫体最外为表膜,有弹性,当虫体穿过棉纤维时,体形可以改变。表膜以内是透明的外 质,外质内有椭圆形的刺丝泡。外质以内是颗粒状的内质,里面有食物泡,前后有2 个伸缩 泡,当伸缩泡缩小时,可见其周围有6-7 个放射状的长形小管--收集管。请注意前、后伸缩 泡之间及伸缩泡与收集管之间的收缩规律。它们有何功能?

草履虫有 2 个细胞核,位于内质里,小核不易看到,在盖玻片一边滴1 滴5%的冰醋酸, 另一边用吸水纸吸水,过2~3min 后,在光线充足的情况下,用低倍镜即可见到肾形的大 核,换高倍镜,在大核凹处可见有一点状的结构,即为小核。

【实验报告】

1.绘眼虫的形态结构图并注明各部分的名称。

2.绘草履虫的形态结构图并注明各部分的名称。

实验五 洋葱根尖有丝分裂染色体标本制备及观察

【目的要求】

1、初步学会对植物组织、细胞的固定、离析和压片方法,

2、了解有丝分裂的全过程及其染色体的动态变化情况,

3、掌握有丝分裂各时期的特征。

【实验原理】

有丝分裂是细胞均等增殖的过程,是体细胞分裂的主要方式。在有丝分裂过程中,细胞 内每条染色体都能复制一份,然后分配到子细胞中,因此两个子细胞与母细胞所含的染色体 在数目、形态和性质上均是相同的,在各种生长旺盛的植物组织中均存在着有丝分裂。

【材料和用品】

(一)材料

洋葱根尖

(二)用品

显微镜,载玻片,盖玻片,玻璃皿,剪刀,镊子

15%HCl(质量分数)和95%酒精(体积分数)的混合液(1:1)、0.01g/mL 龙胆紫溶液

【实验内容与方法】

1、洋葱根尖的培养

在实验课前 3~4 天,取洋葱一个,放在广口瓶上。瓶内装满清水,让洋葱的底部接触 到瓶内的水面。把这个装置放在温暖的地方,注意经常换水,使洋葱的底部总是接触到水。 待根长5 cm 时,可取生长健壮的根尖制片观察。

2、装片的制作

(1) 解离 下午2 时是洋葱有丝分裂的高峰期,可在此时剪取洋葱的根尖2 mm~3 mm,立 即放入含15%HCl 和95%酒精的混合液(1:1)的玻璃皿中,在室温下解离3 min~5 min 后取出根尖。

(2) 漂洗 待根尖酥软后,用镊子取出,放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10 min.

(3) 染色 把洋葱根尖放进盛有0.01g/mL 龙胆紫溶液的玻璃皿中,染色3 min~5 min。

(4) 制片 用镊子将这段洋葱根取出来,放在载玻片上,加一滴清水,并且用镊子尖把洋葱 根尖弄碎,盖上盖玻片,用拇指垂直轻压盖波片,以使细胞分散开。

3、洋葱根尖细胞有丝分裂的观察

(1) 低倍镜观察:把制作成的洋葱根尖装片先放在低倍镜下观察,慢慢移动装片,要求找到 分生巨细胞,它的特点是:细胞呈正方形,排列紧密,有的细胞正在分裂。

(2) 高倍镜观察:找到分生区细胞后,把低倍镜移走,换上高倍镜,用微调螺旋和反光镜把 视野调整清晰,直到看清细胞物像为止。

(3) 仔细观察,可先找出处于细胞分裂期中期的细胞,然后再找出前期、后期、末期的细胞。

注意观察各个时期细胞内染色体变化的特点。

(4) 在一个视野里,往往不容易找全有丝分裂过程中各个时期的细胞。如果是这样,可以慢 慢地移动装片,从邻近的分生区细胞中寻找。

六、实验要求

绘出所观察到的有丝分裂图像,并注明时期

实验六 鲫鱼的解剖

【目的要求】

1. 学习鱼类分类的测量、记载和描述方法;

2. 了解硬骨鱼的结构特点;

3. 认识鱼类的各种鳞片、体型、口型和鳍式的书写方法;

4. 学习鲫鱼解剖的常规操作。

【实验用品】

活鲫鱼;供观察鳞片、体型、口型、鳍式以及测量、描述用的鱼类标本;解剖盘;实验器材:解剖刀、白色解剖盘、解剖剪、镊子、 HB 铅笔、 2H 或 3H 铅笔、绘图橡皮、测量工具(直尺、圆规)、大头针、脱脂棉、解剖镜或放大镜。

【实验内容与方法】

1、外形观察

鲤鱼体呈纺垂形,略为侧扁。头的最前端为口,口两侧各有一对口须,口上有一对鼻 孔。头后两例有宽扁的鳃盖,鳃即位于其内。背鳍一个,最前端有一硬刺。尾鳍两叶相等为 正形尾。臀鳍的前端亦有一硬刺,腹鳍已向前移位于胸鳍之后。躯干两侧有侧线,位于皮肤 下。肛门开口于臀鳍的基部,泄殖孔紧接其后。

2、皮肤及鳞片的观察

用手抚摸鲤鱼的体表,是否光滑?鲤鱼的体表被以一层上皮组织,并由其分泌大量粘液, 在游泳时可以减少鱼身和水的摩擦。在表皮之下覆盖着一层鳞片,鳞片彼此呈整齐覆瓦状排 列。取一鳞片置显微镜下面观察,可见它大致呈圆形,中间有很多同心圆的环纹(露于体表 之部分上有很多色素)。环纹可用作鉴定年龄的依据,这种鳞片叫圆鳞。再取一被侧线穿过 的侧线鳞置于显微镜下观察,即可见有一管道由其中穿过。

3、内脏器官观察

取一条鲤鱼放在解剖盘里,用解剖剪由肛门向前沿腹中线至胸鳍纵形剪开,使鱼体右 侧向下,再从肛门向背方剪到脊柱,沿脊柱向前至鳃盖后缘剪去一例的体壁,使内脏全部露 出(注意揭开左侧体壁前先将体腔膜与体壁分开,以使内脏器官与体壁分开时不致被损坏)。 用棉花拭净器官周围的血迹及组织液,置于盛水的解剖盘内观察。

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