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。物镜种类繁多，性能相差悬殊。物镜的放大倍数用数字表示，如4、10、20、40和100等。
a．干燥系(drysystem)物镜
镜检时，物镜与盖片间，不添加任何液体。如4×、10×、20×和40×物镜都属干燥系，使用时不加用任何浸液，只以空气为介质，其折射率为1，所以干燥系物镜的数值孔径小，分辨率亦低。
b．浸没系(immersionsystem)物镜
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10mm处交叉，此交叉点称作出射光瞳。 3）聚光器(condensers)
1
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＝Mob×Me×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。
2
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。
3
植物细胞通常很小，其直径一般在20~50μm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Ⅲ或Ⅳ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
4
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：
5
普通生物学实验讲义
