第一部分微观生物世界.doc

第一部分 微观生物世界基础知识 生命的存在具有多层次性。从宏观角度在个体水平上千姿万态的动植物强烈表现出的生命多样性使整个大自然显得生机盎然、绚丽多彩。然而，随着显微镜的发明和显微技术的发展当人们进入生命的显微世界后不仅看到了肉眼所不能观察到的形形色色单细胞生物和低等多细胞生物而且越来越深刻地认识到所有宏观生物都是多细胞生物，细胞是除病毒以外所有生命体结构与生命活动的基本单位，同时，细胞自身又是多层次的复杂结构体系。生物细胞可分为原核细胞和真核细胞两大类。原核细胞由细胞膜细胞质和核物质等部分组成，不具有典型的细胞核结构及多种细胞器如细菌细胞。真核细胞由原核细胞进化而来，其内部结构与机能更复杂和多层次化。在结构上，真核细胞突出表现为以膜系统的分化为基础，形成了有膜包围的典型细胞核和结构与功能更专一的多种细胞器，如线粒体高尔基体、内质网、溶酶体叶绿体及液泡等。并已构成真核生物的真核细胞种类繁多形态各异其形态的多样性又与机能密切联系。 在显微镜下观察生命世界使人们进一步认识到生命的多样性、层次性和整体性进一步认识细胞的结构，以及形态结构与机能的关系。实验认知实验一 显微镜的使用及观察动植物细胞实验二 一滴池塘水中的微生物及常见细菌真菌实验三 环境微生物的检测实验一 显微镜的使用及观察动植物细胞一、实验目的：了解普通光学显微镜的构造和各部分的性能，学习并掌握正确的使用方法及维护方法；了解真核细胞的各种形态，及形态与机能的关系；理解细胞是生命体结构与生命活动的基本单位，学习临时装片方法、某些细胞器的活体染色方法和细菌的一般染色方法；了解真核细胞与原核细胞动物细胞与植物细胞结构的异同点。三、实验材料 新鲜菠菜叶、洋葱鳞茎、颤藻和池塘水；酿酒酵母菌悬液枯草芽抱杆菌斜面、金黄色葡萄球菌斜面、放线菌培养物、根霉培养物和平菇斜面；生霉的面包或馒头橘皮。各种动植物组织器官切片标本、细菌三型制片标本、青霉素制片标本及酵母菌制片标本。四、实验器材与试剂 （一）器材 普通光学显微镜、放大镜、解剖器械、接种环、载玻片、盖被片、吸水纸、擦镜纸和酒精灯。 （二）试剂 醋酸洋红染液、0.1稀碘液、0.1碱性湖蓝、中性红詹纳斯绿染液、乳酸石炭酸棉蓝染色液、石炭酸复红染色液、0.1美蓝染色液乙醇、香柏油、二甲苯和0.85生理盐水。五、实验操作 （一）真核细胞形态的观察（示范） 显微镜下观察各种动植物组织器官切片标本，了解不同组织细胞的形态特征以及与其功能的关系。 人血涂片观察成熟的红细胞、各类白细胞形态。人的成熟红细胞呈何形态与其携带和的机能有何联系。 平滑肌切片动物肌细胞有何生理机能平滑肌细胞形态如何。 小肠横切片观察小肠壁内表面单层柱状上皮细胞形态结构特征，该特征与其吸收机能有何联系。 小白鼠精子涂片小鼠精子形态与其运动机能有关吗。 兔脊髓横切片观察脊髓灰质前角运动神经元试述神经元胞突适应接受刺激和传导神经冲动的形态特征。 小白菜下表皮平铺片观察表皮细胞的形态及表皮上两个肾形保卫细胞围成的气孔，想想它们的形态与叶片表皮机能的关系。（二）植物细胞的结构 洋葱鳞片表皮细胞临时装片标本的制备与观察 （1）临时装片的制备取一干净载玻片，滴一滴碘液在玻片中央。用尖头镊子从洋葱肉质鳞片内表面撕下小块膜质表皮平铺在载玻片的碘液滴上，用解剖针将其轻轻压人液滴中使之展开盖上盖玻片（操作同上）。用吸水纸吸去盖玻片周围多余的碘液。 （）观察将制备好的装片标本置显微镜下观察。先用低倍镜观察可见许多长柱状细胞排列整齐彼此相连。选择其中一个较典型的细胞移至视野中央再转高倍镜观察。 在高倍镜下可见细胞最外面为一层棕黄色较厚的结构即细胞壁。细胞壁以内是着色较浅、近于透明的细胞质。细胞质内有一个或几个、或大或小的透明的液泡在细胞中央或靠近细胞壁有一个椭圆形细胞核。调节细调螺旋，可见核内有一个染成棕黄色、折光较强的核仁。细胞质外围有一薄层细胞质膜但在光镜下不易分辨。 菠菜叶肉细胞叶绿体的观察取新鲜菠菜叶片用镊子撕去一小块下表皮用小刀轻轻刮取表皮以内的叶肉细胞置于载玻片的水滴中，分散均匀盖上盖玻片制成菠菜叶肉细胞临时装片标本。将所制标本装片置显微镜下先用低倍镜再转高倍镜观察注意叶肉细胞内叶绿体的形态和数日。 （三）原核细胞的结构 制备临时装片取新鲜颤藻用解剖针挑少许丝状体置载玻片上的水滴中使藻丝分散后用吸水纸将水吸去再加一滴 的碱性湖蓝 溶液染色 ；盖上盖玻片 2 观察将所制装片置低倍镜下观察。可见颤藻的藻丝由单列细胞组成细胞呈短圆柱状或盘状藻丝顶端细胞呈帽状。选择其中较清晰的细胞转高倍镜观察、可清楚地看到细胞内呈深蓝色的中央体在细胞壁以内中央体四周未着色的是周质。实验二 一滴池塘水中的微小生物及常见细菌真菌一滴池塘水中含有众多的微小生命而它们大多因个体微小而无法用肉眼判明正身必须借助显微镜才能观察清楚。镜下可见塘水中微小生物种类繁多或单细胞植物和动物或低等多细胞生物。它们是水生生物的重要组分，也是池塘生态系统统食物链的重要一环（一）制备临时装片 用滴管吸取他池塘水一滴于载玻片中央慢慢盖下什制成临时装片置显微镜卜观察。（二池水中的微型藻类植物 小球藻为淡水中最常见的单细胞藻类。在低倍视野中它们像绿色的小点单独或群聚成团、换高倍镜观察小球藻为圆形或略椭圆形细胞内有一杯形载色体。 衣藻也是常见单细胞藻类。 先低倍镜后高倍镜观察可见有些细呈卵形椭圆形或呈圆形细胞壁较厚胞内也存在载色体。与小球藻最大的不同是其体前端有两根鞭毛能游动此即为衣藻。 3硅藻在显微镜的低倍视野中还可以看到一类形状比较特殊的单细胞藻类硅藻它们的形状多样有圆形，新月形弓形或其他形状但细胞壁是由两个瓣片套合而成转高倍镜观察可见瓣面上有花纹。硅藻在海水尤其是淡水中分布普遍是鱼类和很多其他水生动物的食料硅藻死亡后其细胞壁形成的硅藻土有多种工业用途。 （三）池水中的微小动物（图） 绿眼虫眼虫是单细胞生物。在低倍镜下观察可看到许多绿色游动的小虫子它们常呈现出一种蠕动，这就是眼虫。选择一个游动缓慢的眼虫移至高倍镜下观察可见眼虫的前端钝圆后端尖削。虫体前端有一个红色的眼点细胞内有许多绿色的椭圆形小体叶绿体所以身体呈绿色绿眼虫的名称即缘于这两个特征。将光线调节暗些，可看见虫体的前端有一根鞭毛在不停地摆动从而带动身体运动。 喇叭虫在低倍镜下移动装片寻找单细胞动物喇叭虫。其虫体可伸缩，伸展时体呈喇叭形。体表具成行的纤毛口围有一圈口缘小膜带顺时针旋至口旁。多数种类大核呈念珠状或长棒状，小核多个极小。 钟虫继续在低倍镜下寻找钟虫。钟虫形似倒置的钟，钟口即口缘有纤毛纤毛不停地快速摆动，虫体其他部分无纤毛。反口端有一柄，以柄附于水草或其他物体上轻触载玻片可见柄能伸缩。钟虫也是单细胞动物。 大草履虫在低倍视野中，还可以看到较眼虫稍大的单细胞动物大草履虫。由于草履虫一般运动迅速为限制草履虫的游动以便观察，有必要重新做一张装片。将少许棉花撕松铺在载玻片上滴一滴池塘水，盖好盖玻片，在低倍镜下观察。如果还不能拦阻草履虫则将吸水纸放在盖玻片的一侧吸去部分水（注意不要吸干）再进行观察。在低倍镜下可见虫体酷似倒置的草鞋底。将光线调暗一些，可看到虫体满覆纤毛，时时在摆动。 轮虫轮虫是体型极小的多细胞动物。在低倍镜下观察可见虫体前端轮盘状沿轮盘边缘丛生着纤毛纤毛不停地摆动使虫体运动。身体中部即躯干部膨大其内主要是内脏。躯干部向后渐削细为足部。调节标本移动器，将轮虫的足部移至视野中央，可见足末端细细的趾附着于玻片或其他物体上。（四）常见的细菌和真菌 细菌属原核生物，一般直径在1左右，需借助显微镜来观察细菌形态干差万别但基本形态可分为球状、杆状和螺旋状三种（图4）。丝状原核生物放线菌由分支发达的菌丝组成根据菌丝的形态和功能又可分为营养菌丝（基内菌丝、基质菌丝）、气生菌丝和孢子丝三种。霉菌酵母菌以及蘑菇等均是真菌，属真核生物。霉菌菌体由菌丝构成菌丝管状直径约在固体培养基上部分菌丝伸入培养基内吸收养料称为营养菌丝另一部分则向空 中生长称为气生菌丝有的气生菌丝发育到一定阶段，分化为繁殖苗丝（图5）。酵母菌是一类单细胞的真核微生物一般呈卵圆形圆形圆柱形或柠檬形（图6）。大小约（15）*（530），最长可达100。蘑菇是大型真菌（图7）。 （一）细菌类 观察细菌三型制片标本先在低倍镜下找到待观察的样品区域并用标本移动器将其移至视野中央然后将侧低倍镜移开待观察的样品区域滴一香柏油在用油镜观察、注意识别细菌的球状杆状和螺旋状三种形态在细菌细胞中可以观察到明显的细胞核吗）观察完毕清洁油镜头 活菌形态观察（示范）取两块载玻各滴一滴生理盐水用牙签分别挑取少量枯草芽泡杆菌和金黄色葡萄球菌培养物涂匀盖上盖玻片用相差显微镜观察。 采用印片法观察放线菌形态 （）取样用解剖刀将平板上的菌连同培养基切下一小块菌面朝上放在一载玻片上 （）印迹取另一洁净载玻片置酒精灯火焰上微热后，盖在菌上轻按压使培养物（气丝孢子丝或孢子）粘附（“印”）在该载玻片的中央 （）固定取下已印迹载玻片有印迹的一面朝上通过微火次固定此时用手摸载破片反面，以不烫手为宜。 （4）染色将印迹载玻片置水平位置滴加石炭酸复红染液覆盖印迹染色约（）水洗倾去印迹载玻片上的染液，斜置载玻片用自来水的细水流从载玻片上端流下（水流不得直接冲在印迹上），直至从载玻片上流下的水无染液颜色为止。 （）干燥印迹载玻片自然晾干或用吸水纸轻轻吸干（注意不要擦掉印迹）。 （）观察待载玻片完全干燥后依次在低倍镜、高倍镜下观察并将典型部位移至视野中央再用油镜观察。可见菌丝分为营养菌丝和气生菌丝，气生菌丝进一步分化产生孢子丝和孢子气生菌丝在上层，色暗基内菌丝在下层，较透明。观察完毕清洁油镜头。（二）真菌类 霉菌 （1）取青霉菌制片标本在低倍镜下观察其形态特征。 （）用放大镜观察生霉的面包或馒头和橘皮上霉菌的自然生长情况，可见有一些青灰色的细毛状物此为青霉的菌丝体；白色绒毛状的则为匍枝根霉（面包霉）的菌丝体。 （）染色镜检取两块载玻片各滴加一滴乳酸石炭酸棉蓝染色液用解剖针分别从两种霉斑边缘处挑取少量菌丝先于乙醇中浸一下再分别放在两块载玻片上的染液中，用解剖针将菌丝分开。盖上盖玻片置低倍镜下观察，必要时换高倍镜观查。注意比较青霉和根霉的形态特征。 酵母菌 （1）取酵母菌制片标本观察酵母菌形态及芽细胞。 （）观察酵母细胞在载玻片中央加 - 滴美蓝染色液用接种环取少许酵母菌悬液于染液中混匀盖上盖玻片。染色 后镜检。先用低倍镜再用高倍镜观察注意酵母茵的形态和出芽情况（酵母菌可行出芽生殖）。此外，用美蓝染色液还可以区分细胞的死活。其中染上蓝色的为死细胞无色的为活细胞。 蘑菇 在蘑菇的生长过程中，耍经历行营养机能的营养菌丝和行有性繁殖的繁殖体（也是由菌丝构成的）两个阶段。 （1）营养菌丝观察从平菇斜面挑取少量菌丝置于载玻片中央盖上盖玻片观察菌丝的结构。 （）繁殖体外部形态观察蘑菇的食用部分为其成熟后进行有性繁殖的繁殖体包括菌盖、菌褶、菌柄、菌环和菌托等主要部分。 七、思考题1、 如何正确使用普通光学显微镜观察生物标本？使用时应注意什么？2、 试述各类细胞的形态结构与其机能的密切联系。3、 植物细胞和动物细胞的结构有何区别，真核细胞和原核细胞的结构有何不同？4、 根据观察，你认为绿眼虫是动物还是植物？或亦彼亦此？说明理由，你认为动物和植物有共同的祖先吗？5、 比较细菌、酵母菌和霉菌形态上的异同。6、 试比较用油镜和相差显微镜观察细菌的优缺点。实验三 环境微生物的检测一、基础知识 在我们周围的环境中存在着种类繁多、数量庞大的微生物。土壤、江河湖海、尘埃空气、谷种物体的表面以及人和动物体的口腔呼吸道消化道等都存在着各种微生物。由于它们体积微小人们用肉眼无法观察到它们个体的存在。但是只要稍加留意我们就可在发霉的面包朽木上看到某些微生物群体。这些现象表明自然界只要有微生物可以利用的物质和环境条件，微生物就可在其上生长繁殖。据此我们在实验室里就可以用培养基来培养微生物。 培养基是用人工配制的、适合微生物生长繁殖或产生代谢产物用的混合养料：其中含有微生 物所需要的六大营养要素碳源氮源、无机盐、生长因子气体和水分。此外银据不同微生 物的要求在配制培养基时还需用酸液或碱液调节至适宜的。配制好的培养基必须进行灭菌所谓灭菌是指采用强烈的物理或化学因素使物体内外的所有微生物丧失其生长繁殖能力的措施。经过灭菌后的物体是无菌的。消毒是与灭菌完全不同的概念它是指用较温和的理化因素 死物体表面和内部病原微生物物一种常用的卫生措施。 灭菌的方法较多广泛使用的是高温灭菌其中最常用的是高压蒸汽灭菌法。此法是把待灭菌的物品放在一个可密闭的加压蒸汽灭菌锅中进行的。在的蒸汽压力下温度可达、一般只要维持 就可杀死一切微生物的营养体和它们的各种抱子。微生物的接种技术是生物科学研究中的一项最基本操作技术。为了确保纯种不被杂菌污染在整个接种过程中必须进行严格的无菌操作。在实验过程中必须牢固树立无菌概念经常保持实验台及周围环境的清洁严格无菌操作，避免杂菌的污染，这是保证实验成功的必要条件。如将微生物接种到适合其生长的固体培养基表面在适宜的温度下（一般细茵；霉菌等培养一段时间（一般 ）后，少量分散的菌体或抱子就可生长繁殖成肉眼可见的细胞群体此即菌落。如平板上的菌落是由单个细胞（或单个池子）生长繁殖而成的就是一个纯种细胞群或克隆；若培养后大量菌落聚集在一起形成的为菌苔。不同种的微生物可形成大小、形态各异的菌落，根据微生物菌落形态的不同，可初步鉴别出四大类微生物：细菌、放线菌酵母菌和霉菌。 细菌的菌落呈圆形较小而薄、透明或不透明、质地“细腻”有的具色泽，有的边缘不整齐有的表面湿润光滑有的表面干燥有皱褶。此外细菌常因分解含氮化合物而产生臭味。 酵母菌的菌落通常比细菌菌落大，圆形厚不透明、色素单一多为乳白少数为橙或红色，酵母菌因普遍能发酵含碳有机物产醇故菌落多伴有酒香味。放线菌菌落小而致密或坚硬或呈粉状。不少放线菌还产生特殊的土腥味。霉菌菌落大而疏松或大而紧密，气生菌丝会发育形成具一定形状构造和色泽的子实器官，所以菌落表面往往有肉眼可见的构造和颜色。二 实验目的 了解周围环境中微生物的分布情况。 2 懂得无菌操作在微生物实验中的重要性。 了解四大类微生物的茵落特征。 三、实验材料 人体表和空气中的微生物。 四、实验器材与试剂 （一）器材 恒温培养箱、无菌平皿、电炉、酒精灯、无菌棉签和记号笔。 （二）试剂 牛肉膏蛋白胴琼脂培养基、酵母膏葡萄糖培养基、高氏一号培养基和查氏培养基。 五、实验操作 （一）融化培养基 将装有无菌培养基的三角瓶置水中煮沸，待培养基融化后取出，当冷却至405“左右时进行下一步。 （二）倒平板 有持皿法和叠皿法，操作要点如下： 持皿法 （）将无菌培养皿叠放在酒精灯左侧，以便拿取。（2）点燃酒精灯。 （）酒精灯旁，左手握三角瓶底部，倾斜三角瓶，右手旋松棉塞，用右手小指与小尾鱼际（即小指边缘）夹住棉塞并将其拔出（切勿将棉塞放在桌上），随之将瓶口周缘在火焰上过一下（不可灼烧，以防爆裂），以杀死可能沾在瓶口的杂菌。然后将三角瓶从左手换至右手（用拇指、食指和中指拿住三角瓶的底部）。操作中瓶口应保持在离火焰 。处，瓶口始终向着火焰，以防空气中微生物的污染。左手拿起一套平皿，用无名指和小指托住皿底，用中指和拇指夹住皿盖，食指于皿盖上为支点，在火焰旁，打开皿盖，让三角瓶伸入，随后倒人培养基。一般倒人 左右培养基即可铺满整个皿底。盖上皿盖，且水平位置待凝。然后将三角瓶移至左手，瓶口再次过火并塞紧瓶盖。 2叠皿法 此法适于在超净工作台上操作，基本步骤同持皿法。不同之处是左手不必持皿，而是将平皿叠放在酒精灯的左侧并靠近火焰。按上述方法用右手拿三角瓶，左手打开最上面的皿盖，倒入培养基，盖上皿盖后即移至水平位置待凝。再依次倒下面的平皿。操作中瓶口始终向着火焰，以防空气中微生物的污染。（三）贴标签待培养基完全凝固后，在皿底贴上标签，注明检测类型、组别及日期等（也可用记号笔书写在皿底） （四）检测方法 环境中微生物种类多样，检测方法也各异，现选几种列举如下； 空气检测实验室空气中微生物时，只要打开无菌平板的皿盖，让其