普通生物学实验讲义报告

普通生物学实验(动物、植物)

实验一( 1)

普通光学显微镜及其使用

一、实 验 目 的

了解普通光学显微镜的构造及其原理，并熟练掌握其操作方法。

二、实 验 用 品 普通复式光学显微镜、载玻片、盖玻片、滤纸、擦镜纸。

三、实验原理和方法 普通光学显微镜从构造上可分光学、机械和电子三大系统。 1、显微镜的光学系统

光学系统通常由物镜、目镜、聚光器和光阑组成。

1) 、物镜 (objective) 显微镜的质量主要取决于物镜。

如 4、10、20、40和 100 等。

物镜在使用时，前透镜与盖片之间浸满液体。依充添的浸液的不同，主要可分为油浸系 (oil immersion) 和水浸系 (water immersion) 等类别。最常用的浸没液为香柏油 (cederoil) ，其折射

率为 1.515 ，与玻片的折射率相近，且不易干涸。使用水浸物镜时加用水，其折射率

1.33 。 油浸物镜外壳上刻有： “oil ”、“ oel ”、“imm”和“ HI ”等字样，水浸物镜刻有 “W 或“Water

字样；油、水浸两用物镜则刻上“ oil+w ”字样；甘油浸没物镜刻有“ Glyc ”或“ Glyz ”等字样。

2) 、目镜 (eyepiece ， ocular)

目镜作为影像和肉眼间的放大镜，将物镜映来的影像做第二次放大。同时，目镜作为物镜的 补偿，把物镜残留下的像差给予进一步校正，以提高造像质量。目镜作为投影器，把放大的影像 投射在摄影暗箱的焦平面上。

目镜通常由两片 ( 组 ) 正透镜组成，上面的透镜叫接目或眼透镜 (eye — lens) ，它决定倍数和

成像的优劣； 下面的透镜叫会聚透镜 (collectivelens) 或场镜 (fieldpiece) ，它使视野边缘的成 像光线向内折射，进入眼透镜中，使物体的影像均匀明亮。上下透镜的中点，或场镜下面设有用 金属制造的光阑叫做视野光阑或场光阑 (field stop) 。场镜或物镜在这个光阑面造像，在光阑上

可装入各种目镜测微计、十字线玻片和指针等。由眼透镜射出的成像光线基本上为平行光束，并

在目镜之上约 10m m 处交叉，此交叉点称作出射光瞳。

3) 聚光器 (condensers)

聚光器等聚光系统，使来自光源的光线放大，并聚成光束，透过载片照明样品，射入物镜。 聚光器由聚光镜和孔径光阑

(aperture diaphragm) 构成。聚光镜属正透镜系统，由一至数片透镜 组成，具会聚作用，把照明光线会聚放大，射向被检样品，进入物镜。孔径光阑位于聚光镜下方， 光阑的孔径可变，以改变照明光束的直径，调节进光量。孔径光阑的开度，即聚光器数值孔径， 左右显微镜的成像质量。物镜的有效数值孔径，其中涵容聚光器的数值孔径，即 : 物镜的有效数值孔径=物镜数值孔径+聚光器

物镜种类繁多， 性能相差悬殊。 物镜的放大倍数用数字表示，

a. 干燥系(drysystem) 物镜

镜检时，物镜与盖片间，不添加任何液体。如 用时不

加用任何浸液，只以空气为介质，其折射率为 亦低。 b. 浸没系(immers ion system) 物镜

4X 、10X 、20 x 和40 x 物镜都属干燥系，使 1 ，所以干燥系物镜的数值孔径小，分辨率

数值孔径/。

2、显微镜的照明

普通光学显微镜，普遍采用中心亮视野透射照明法。照明光源：照明光源以钨丝灯和卤钨灯为多。卤钨灯优于钨丝灯，为显微镜的主要光源。

3、光路及成像

显微镜的光路或光程(1ight path) 即光源照明的通路。光路始于光源灯，光源装在镜座后方的灯室(1amp housing) 内。光源灯丝(S) 发出的色光，由聚光透镜集光成束或光锥，经镜座中的视场光阑(L) ，投向反光镜，呈现45 °折射向上，入射孔径光阑，光源灯丝在此平面处第一次成像(S1) 。透过聚光镜使光线放大、聚集，透射、照明载物台的样品，视场光阑在此平面处第一次成像(L1) ，即在样品聚焦的同时，可见清晰的、缩小的视场光阑的影像。成像光束继而进入物镜，在物镜的后焦面(rearfocal plane) 的平面处，光源灯丝第二次成像(S2) 。成像光束经转折进入目镜，在目镜的场光阑平面处，视场光阑第二次成像(L2) 。最终，成像光束从目镜眼透镜射出，

在目镜的出射光瞳处，光源灯丝第三次成像(S3) 。视场光阑的第三次成像(L3) 在人眼的视网膜上。在成像系统中，一个位置的改变，会引起整个成像关系的改变，光源灯前后位置的稍许位移将导致光源成像位置的变动。4、放大率(magnification)显微镜最后形成的物体放大影像，对被检物体的大小比例称为放大率，即像高比物高。放大倍数以长度计算，而不是以面积或体积计算。

某些显微镜为适应不同需要，镜筒内装有倍数不同的附加透镜系统。在专用的显微摄影装置

中，附有摄影透镜(photographic lens) 。显微摄影总放大率的计算，除目镜、物镜的放大率外，摄影透镜的放大率亦要计算在内。

显微镜的总放大率(Mt)应为；Mt = Mobx Mex Mph

Mob物镜放大率Me目镜放大率Mph：摄影透镜放大率

5、显微镜的使用

正确、合理地使用显微镜，是做好镜检和显微摄影的前提。

1) 光路合轴调整

照明光束应与显微镜的光轴合一，使光源均匀地照明视场。镜检和摄影前，光路要合轴调整，使照明光束与显微镜的光轴于同一轴线上。光路系统中的目镜、物镜和视场光阑位置固定，勿需调整，仅聚光器可调。因此，光路的合轴实为聚光器和光源灯的调中。

a. 聚光器的调中聚光器的调中步骤如下：

(1) 转动聚光器升降旋钮，把聚光器升至最高位置。

(2) 接通光源灯的电源开关。

(3) 将制片标本放在载物台上，用4X 或低倍物镜对样品聚焦。

(4) 缩小视场光阑，在视场中可见边缘模糊的视场光阑图像。

(5) 微降聚光器，至视场光阑的图像清晰聚焦止。

(6) 用聚光器两个调中的螺杆推动聚光器，使缩小的视场光阑的图像，调至视场中心。

(7) 开放视场光阑，使多角形的周边与视场边缘相接。

(8) 反复缩放视场光阑，确认光阑中心和边缘与视场完全重合。

(9) 使聚光器回复顶点位置。在视场中，通过观察视场光阑影像的相对移动，使聚光器调中，达到光轴合一。

2) 光阑及其使用显微镜有两种光阑：视场光阑和孔径光阑。视场光阑控制照明光束，限定视场大小。孔径光阑通过光阑的放缩，限定，聚光镜的孔径大小。两者皆为可变光阑(irisdiaphragm) ，正确调节和使用光阑，是保证镜检和摄影质量的重要环节。

四、思考题

1 ．物镜的种类各具何种特点?

2 ．目镜在显微镜的成像上起何作用?

3 ．聚光器的构成及其作用?

4 ．如何进行光路合轴调节?

5．物镜和目镜的选用及其组合的原则?

实验一( 2) 细胞的形态与结构

一、实验目的和要求

1、学习并掌握显微镜的正确使用方法。

2、了解真核细胞的各种形态和基本结构。

3、学习临时装片标本的制作方法。

4、了解植物细胞中贮藏的内含物种类及其特性。

二、实验原理

细胞是构成植物体的基本单位，也是植物生命活动的基本单位。根据细胞的结构和生命活动的方式，可以把构成生物有机体的细胞分为两类，即原核细胞和真核细胞。原核细胞内没有典型的细胞核，也没有分化出以膜为基础的具有特定结构和功能的细胞器；而真核细胞的DNA主要集

中在由核膜包被的细胞核中，并分化出多种以膜为基础的细胞器。高等植物核绝大多数低等植物均由真核细胞构成。

植物细胞通常很小，其直径一般在20~50卩m之间，因而要借助显微镜才能观察到。但也有

少数植物细胞，如苎麻(Boehmeria nivea) 的纤维细胞长可达550mm，用肉眼即可看到。尽管不

同植物细胞在形态、大小上有一定差异，但它们的基本结构是一致的。

三、实验材料和用品

实验材料：1、洋葱鲜鳞茎。

2、新鲜菠菜。

3、马铃薯块茎。

4、新鲜花生米或菜豆种子。实验器材：显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、剪刀、吸管、尖头镊子、刀片等实验试

剂：

1、碘－碘化钾溶液：

取3g 碘化钾溶于100ml 蒸馏水中，再加入1g 碘，溶解后即可使用。此液应放在棕色试剂瓶中，暗处保

存。

2、苏丹III 染液：

、先将0.1g苏丹川或W溶解在50ml丙酮中，再加入70%酒精50ml。

四、实验内容

1 、以洋葱鳞茎的表皮为材料，在光镜下观察植物细胞的基本组成和结构。

2、菠菜叶肉细胞中叶绿体的观察。

3、蚕豆表皮细胞气孔的观察。

4、运用特异性染色方法鉴定植物细胞中主要的内含物。

五、实验方法和步骤

1、物细胞结构的观察

1) 洋葱鳞片叶表皮细胞临时装片标本的制作与观察

a. 取一洗净的载玻片，用纱布擦干，于玻片中央滴一滴蒸馏水，用尖头镊子从洋葱肉质鳞片叶内表皮撕下一小块表皮，铺在

水滴上，用解剖针轻轻将其压入水中，使之展平。

b. 用镊子夹住洗净擦干的盖玻片的一边，使另一边接触水滴的边缘，然后慢慢地放下，以便驱走盖玻片下的空气，不致产生

气泡。

c. 用吸水纸吸去盖玻片周围的水，于显微镜下观察。

d. 在低倍下，可见洋葱表皮细胞略呈长方形，排列紧密，每个细胞内有一圆形或扁圆形的细胞核。

e. 在盖玻片的一侧滴上一滴碘－碘化钾溶液，滴在盖玻片边缘的载玻片上，然后用吸水纸一侧将盖玻片下的水分吸去，把染

料引入盖玻片与载玻片之间，对材料进行染色观察。

注意：1. 撕表皮时不要把表皮撕得过大，如撕下的表皮面积大于盖玻片，要将表皮放在有水的载玻片上，用刀片切成小块，便于观察。

2. 撕表皮时动作要迅速，勿将撕下的表皮在空气中暴露时间过久，以免使生活细胞由于失水而受到损伤。

3. 撕开的一面最好朝上放在载玻片上，以利于染色和进行组织化学实验的观察。

4. 撕下的表皮一定要平铺在有水的载玻片上，如发生褶皱或重叠要用解剖针将其铺平，以免影响观察效果。

2). 菠菜叶肉细胞叶绿体的观察取一新鲜菠菜叶片，用镊子撕去一小块下表皮，用小刀轻轻刮取一点叶肉细胞，制作菠菜叶肉细胞临时装片标本。将所制标本先置低倍镜下观察，然后再转高倍镜，注意叶肉细胞内叶绿体的形态、数目。

3) . 气孔的观察取新鲜蚕豆叶片，用刀片在叶的背面轻轻划一个小方块，用镊子从切口处夹住表皮，并向切开的方向撕下表皮，放在载玻片上的水滴中，用镊子展平，盖上盖玻片，在显微镜下观察，先在低倍镜下找出比较薄的部位，然后换至高倍镜下观察。注意观察气孔的形态及类型。

4) . 植物细胞的内含物在细胞代谢活动中，常常有一些代谢产物以不同形式贮存在液泡、细胞质或细胞器中，其中有些物质，

如淀粉、脂肪、蛋白质等可以通过特殊的显色方法显示出来。

取马铃薯(Solanum tuberosum) 块茎切成两半，用解剖刀在切开的块茎表面轻轻刮一下，将附着在刀口附近的浑浊汁液放在载玻片上，用碘－碘化钾染色，然后盖上盖玻片，在显微镜下观察。

取一粒菜豆(Phaweolus vulgaris) 种子，剥去种皮，用刀片对含有丰富贮藏物质的肥厚子叶做徒手切片，选取较薄的切片放在载玻片上，用碘－碘化钾染色，盖上盖玻片后在显微镜下观察。其中被染成金黄色的颗粒是糊粉粒，这是蛋白质的一种贮藏形式。

取花生(Arachis hypogaea) 种子，做徒手切片，选取较薄的切片放在载玻片上，用苏丹III 染色，然后盖上盖玻片在显微镜下观察。细胞内的脂肪被染成红色。

六、实验报告

1、绘制洋葱表皮细胞及细胞核。

2、绘图表示菠菜叶绿体的形态。

3、绘制蚕豆表皮的气孔。

4、制造临时装片应该注意些什么问题？

附植物科学绘图基本方法

植物绘图是通过绘图的方式，来表现植物的一些重要形态解剖特征的常用方法。通过绘图，有助于对植物结构及其特征的认识和理解，是学习植物生物学必须掌握的技能，也是从事植物形态解剖以及分类学研究必备的常用技能之一。

一、绘图的基本要求

为保证所绘制的植物图示的形象与科学，应该注意以下几点：

⑴科学性和准确性绘植物图不同于一般的美术创作，它必须具有高度的科学性和准确性。这就要求我们必须认真观察要画的对象（切片或标本等），学习与之有关的文字记载及描述，正确理解了各部分的特征，然后还要选出正常的典型材料，才能在绘图时保证形态结构的准确性。

⑵点、线要清晰流畅线条要一笔画出，粗细均匀、光滑清晰，接头处无分叉和重线条痕迹，切忌重复描绘。植物图一般用圆点衬阴，表示明暗和颜色的深浅，给予立体感。点要圆而整齐，大小均匀，根据需要灵活掌握疏密变化，不能用涂抹阴影的方法代替圆点。

⑶比例要正确绘图是要安植物各器官、组织以及细胞等各部构造原有比例绘出，绘放大的

解剖图或形态图时，最好要注明放大的倍数，如15总0等，也可以用单位短线表示出长度，如“侦' 等（倍数一般以长度的比例为准）。

⑷突出主要特征植物学绘图中允许重点描绘植物的主要形态特征，而其他部分可仅绘出轮

廓，以表示其完整性。

⑸图纸及版面要保持整洁绘图完成后，图纸及版面要整洁清晰。

⑹准确的标注图注一律用正楷书写，应尽量详细，并要求用水平的直线引出，最好在图的右侧，必须整齐一致。作为实验报告，图及图注一律要求用铅笔，通常用2H或3H铅笔，不要用

钢笔、有色水笔或圆珠笔。实验题目写在绘图报告纸的上方，图题和所用植物材料的名称和部位写在图的下方。

二、绘图的一般步骤绘制植物图常常要运用多种测量、描绘的仪器用具，以达到描绘精确的目的。但对一个普通的植物学工作者或