普通生物学实验教材(修改版)

普通生物学实验指

导

刘佩勇谢崇洁编

（第二版）

东北大学理学院生物技术研究所

目录

_2

实验一显微镜的结构和使用方法..........................5

附1显微镜的种类.....................................10

附2生物绘图法.......................................17

附3临时装片和徒手切片法..............................19

实验二细胞的基本结构（动植物细胞的的区别）和细胞器…•…23

实验三植物的组织.....................................28

实验四动物的组织.....................................32

实验五植物营养器官的结构.............................38

实验六植物生殖器官的结构.............................48

实验七原核细胞类群、真核菌类（酵母和霉菌）和地衣.....55

实验八植物类群（藻类、苔辞、蕨类、裸子植物）.........60

实验九无脊椎动物类群................................64

附4动物解剖的基本知识..............................69

实验十蟾赊解剖.......................................73

实验H**一*家兔的解剖....................................81

附5石蜡切片的制作...................................90

主要参考书目............................................95

绪论

一、实验课的教学目的与意义

1.通过实验课的学习，使学生加深、巩固和验证课堂教学中讲授的理论知识。

2.掌握有关生物学实验与科研的基本技术，培养独立工作能力。

3.开发学生智力，培养学生独立思考及解决问题的能力。

4.培养学生严肃认真的科学态度与严谨求实的工作作风。

二、实验室规则

1.实验前必须预习实验指导，了解实验的目的意义、内容、要求、材料及

方法步骤，并将个人的实验用具（笔、纸、讲义、器械等）准备好。

2.上实验课提前5分钟进实验室，按指定位子就座，穿白大褂，实验中不

得大声喧哗，应保持安静，不得无故早退，缺席必须请假。

3.与实验无关的物品一律不得带入实验室，应保持实验室整洁，不准随地

吐痰及乱扔杂物，书包、衣物放在指定位置。实验结束后，个人须清理实验用

具，清理桌面，并按组轮流打扫实验室卫生。

4.爱护实验室一切仪器、设备、标本、教具等，不得自行拆卸，如有损坏物品

或仪器故障要及时向指导教师报告，对损坏严重及有意损坏者要适当令其赔偿。

5.注意实验室安全，使用酸、碱及有腐蚀性药品须小心，以防灼伤，使用酒精

灯和电炉要注意防火，使用解剖器具，如手术刀等，也要小心，以防刺伤，处死动

物，如蟾蛛，也要按指导教师的方法去做。实验结束后水源、电源要关闭，最

后离开实验的人要负责关窗、锁门。

三、实验课进行的方式及对学生的要求

1.学生进入实验室，应首先注意黑板上对当次实验的提示，实验前应认真

听取指导教师讲解实验重点、难点。

2.每个学生在实验中要尽量自己动手，独立完成，不依赖别人，以培养学生

2

独立工作能力，只有经努力仍不明白时才请教指导教师。

3.在完成实验内容的前提下，鼓励同学们积极思考、设计相关小实验。

4.认真完成实验报告，文字简明扼要，格式规范，绘图务求精细、准确，

应按时完成实验报告，并交给指导教师批改。实验报告须妥善保存。

5.每次实验课开始前10分钟，老师向同学们讲述上次实验报告中的错误

和问题。每次实验结束前10分钟总结当堂实验。

四、实验课学生个人自备物品

1.实验指导1册，实验笔记本1个。

2.实验报告用绘图纸（16开）、毛笔1支。

3.绘图用具：HB及2H或3H绘图铅笔各1支，橡皮、直尺和铅笔刀等。

4.解剖器械（刀、剪、镶子、针等）。

其它实验用仪器、用具等由实验室统一提供。

五、实验报告的书写要求

实验报告是该次实验的观察、比较和结果的真实记载，是科学的记录。实验

报告的形式可根据实验内容的不同而大体分为文字描述、绘图及列表等三种形式。

（-）文字描述

文字描述是将观察所得或实验结果客观地加以描述，有时还需作进一步的分

析和讨论。在这一过程中，要抓住主要问题，表达准确，条理清楚，简明。

（―）绘图

绘图是普通生物学实验报告的一种重要形式，它是将所、观察标本的形态结

构通过绘图的方式加以表达。绘图的基本要求如下：

1.应按所观察到的实物如实描绘，图的大小要适当，注意各部的比例和毗

邻关系。如绘显微镜下的实物标本，则应把实验报告纸放在显微镜右侧，纸下不

要垫纸张或书本。

2.应使用HB和2H的铅笔，绘图时以HB淡线勾出轮廓，修正后再用2H明晰

3

的线条绘出，不要用重复的线条。

3.图中的明暗对比应以铅笔垂直打出的小困点的疏密来表示，绝不能用铅

笔涂成暗影。

4.图绘好后，还需注明标题和各部名称。注字的引线应与报告纸上下边平

行，长短适当，末端对齐，引线之间不能相互交叉，注字要正楷或仿宋体书写于

引线的末端。

4

实验一显微镜的结构和使用方法

一、目的与要求

（-）了解一般光学显微镜的基本构造及其功能。

（二）掌握光学显微镜的使用方法及一般保养方法。

二、材料与用具

尼康双目生物显微镜、载玻片、盖玻片、镶子、镜头纸、油瓶、蒸储水、芹

菜、马铃薯、洋葱、棉花、带须根的大蒜。

三、实验操作与观察

（一）光学显微镜的结构（示意图见图1）

一般光学显微镜的结构包括两大部分：机械部分和光学部分。

图1光学显微镜各部分结构示意图

5

1.机械部分：用于装置与调节光学部分。包括以下结构：

（1）底座：用以稳定与支持显微镜。

（2）镜臂：拿取显微镜时手握此臂。

（3）双目镜筒座：用于固定自镜镜筒使其上倾45°,其上还有视距滑板，可

调节两目镜间的距离，使其与观察者眼间距对应。

（4）物镜转换器：其上具有四个镜孔，可装置不同放大倍数的物镜（4x,

10x,40x,100x）,转动转换器可更换不同放大倍数的物镜。

（5）载物台：用于放置标本，中央有一镜台孔，台上有一活动夹，可夹固玻

片标本。台下右后侧有推进器，包括横向调节钮和纵向调节钮，可前、后、左、

右移动玻片标本，移动距离可由标尺显示。

（6）调节器：位于镜臂下方两侧，主要用于调节焦距。包括有：

①粗调焦手轮，可使载物台做较大幅度升降，使用低倍镜时可使用粗调焦手

轮迅速找到物象；

②微调焦手轮，可使载物台做微小升降，用于精细地调节焦距，使物象清晰；

③松紧调节环，用于调节粗调焦手轮的松紧程度。

（7）聚光镜调焦手轮：调节聚光镜位置上下移动。

（8）亮度控制钮/电源开关：打开显微镜电源，并调节视野亮度。

2.光学部分：包括产生物象的光学系统（目镜、物镜）和照明光学系统（聚

光镜、集光镜等）。

（1）目镜：一般光学显微镜均有2-3对放大率不同的目镜，上面分别标有5

X、10X、16X,可根据观察时的不同要求，更换放大率不同的目镜。目镜下方

有视度圈，用以调节双目同焦。

（2）物镜：一般光学显微镜均有3-4个不同放大率的物镜，最常用的有

4x、

10x（低倍镜）、40x（高倍镜）和100x（油镜）。

观察时实际计算放大倍数是以目镜放大倍数乘以物镜放大倍数得到，如：目

镜放大倍数为10倍（10x）,物镜放大倍数为40倍（40x）,此时实际观察到的

放大倍数就是10x40倍，即400倍，可记作400xo

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（3）聚光镜：位于载物台下，由一到数块透镜组成，用于将光线聚集在被视

标本上。聚光镜具有升降调节手轮，可调节光亮度和均匀度。下降聚光镜，明亮

度降低；反之，则增高。但它的作用不仅限于简单地控制视野的亮度，而且还能

够使图象的分辨率、反差和焦深等处在最佳状态。聚光透镜有可变光栏，即光圈，

由一套金属薄片组成，光圈连有一操纵杆，推动此杆可以缩小或扩大光圈孔径，

调节亮度。注意不要将光圈开得过大，否则易使额外的光线进入视场从而减弱成

象的质量。

（4）光源：电光源，由6V15W鸨卤灯为照明光源，在镜臂基部左侧有电源开

关（亮度调节钮），可调节光源亮度。

（二）显微镜的使用

显微镜的使用主要包括两个方面，一是光度调节，另一是焦距的调节。下面

说明具体使用步骤。

1.取镜和放置

将显微镜从镜箱中取出时，需右手握住镜臂，左手平托镜座，保持镜体直立。

放置在桌上时，动作要轻，一般放在座位的偏左侧，距桌边5-6厘米处。

2.低倍镜的使用方法

观察任何标本都必须先用低倍镜观察，因为低倍镜视野范围大，容易发现观

察目标，确定观察部位。操作步骤如下：

（1）用10x物镜对焦调粗调焦手轮降低载物台，转动物镜转换器，使低倍镜

对准镜台孔。

（2）光亮度调节打开电源开关，调节光源亮度，同时调节聚光镜的位置等，

直到整个视野中得到均匀、明亮的光度为止。

在以上光度调节中，要体会调节不同结构对光亮度的作用。

（3）标本的安放将制成的玻片标本置专镜台上，用推进器夹紧，调节推近器

使标本对准台孔。

（4）焦距的调节：转动粗调焦手轮，从侧面观察将镜台上玻片标本调至物镜

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下约5毫米处，然后从目镜向下观察，左手调粗调焦手轮使镜台缓慢下降，右手

调

节推进器寻找观察标本的物象，找到物象后调微调手轮，直到看清物象为止。如

一次找不到的话，重复以上步骤。

（5）瞳距的调节：通过向内或向外滑动镜筒盖板，使左、右目镜中的图象合

并成一。

（6）视度的调节：

①旋转视度圈，使其下端面与刻线（沟槽）对齐，此时是零视度位置。

②将转换器旋至40x物镜，调节调焦旋钮，对标本准确调焦。

③转换至4x和10x物镜，不动调焦旋钮，旋转目镜视度圈，使每个目镜中的

图象分别调节清楚。重复上述步骤两次，正确调节视度。

3.高倍镜的使用方法

（1）用低倍镜找到标本并调节清晰后，将欲放大的观察部位用推进器调到视

野中央。

（2）转动物镜转换器，将高倍镜转到镜台中央对准镜台孔，用微调焦手轮慢

慢调节焦距，直到物象清晰为止。此时可用限位手轮固定此位置。

（3）从低倍镜换到高倍镜观察时，视野变小、变暗、此时可调节扩大光亮度。

4.油镜的使用方法

（1）用低倍镜及高倍镜均找好观察部位并将此部位调到视野中心后，用粗

动手轮将镜台向下调离物镜，在观察部位的标本玻片上滴加一滴镜油。

（2）转动物镜转换器，使油镜对准镜台孔。

（3）从侧面观察，将镜台向上调节至镜台上标本玻片的油滴与油镜头接触为

止。

（4）从目镜中观察，用微调手轮缓缓调节焦距至物象清晰为止。使用油镜

观察时一般也要适当扩大光亮度。

（5）用油镜观察结束后，先用小片镜头纸将镜头上的泊擦去，再以蘸有清洁剂

（乙醛：乙醇=7：3）的擦镜纸反复将镜头上的油擦干净，最后用干镜头纸擦试。

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5.显微镜使用的练习

用载玻片加一滴蒸储水，撕少许棉花纤维放上后将盖玻片压好制成标本。将

标本放置于镜台上，先练习低倍镜的使用，然后再换高倍镜练习，直到熟练掌握

低、高倍镜的使用方法为止。

（三）显微镜使用及保存的注意事项

1.取显微镜时必须右手握镜臂，左手托镜座，严禁单手提镜，匆使镜体倾斜，

防止目镜从镜简中滑出或碰撞显微镜。

2.将镜台向上调节时，须从侧面观察，以防压碎标本玻片或损坏物镜镜头。

3.一般情况下观察标本均要加盖盖玻片，切忌水、洒精或其它药品浸损镜头

或镜台。

4.观察标本时，必须按低倍镜-高倍镜-油镜的顺序进行。

5.在更换标本、转换高、低倍镜或油镜时，须将镜台略向下调，以免损坏标

本或镜头。不可在高倍镜下取换制片，否则容易损坏镜头，也可能碰坏制片。转

换物镜镜头时，应转动物镜转换器，切忌直接搬动镜头。

6.显微镜各部要保持清洁，光学部分必须用镜头纸擦试，绝对禁止用其它物

品擦试。其它部分可用纱布轻轻擦试。

7.观察、绘图时应双眼同时张开，以便在观察的同时绘图。

8.使用显微镜时一定严格按规程操作，遇到问题，如机件不灵，千万不可用

力转动，切忌任意拆修，应立即报告指导教师。

9.使用完毕要将显微镜擦试干净，恢复原状，转动物镜转换器，将4、物镜

转到光路上，使镜台调至接近物镜。

10.关闭光圈、电源，适当下降聚光镜，将塑料罩罩好，及时收回镜箱。

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附1显微镜的种类

显微镜是一种精密的光学仪器，是观察、研究和记录组织形态、细胞结构的

重要工具之一。因此，生物专业的学生必须正确掌握和熟练使用常规显微镜，并

学会最基本的维护和保养方法。

一般而言，显微镜可依光源和透镜系统的不同，而分为光学显微镜和电子显微镜。

光学显微镜简单的说，它是利用光线为光源，经过光学(玻璃)透镜聚焦后，使

物体形成物像，以便观察，有简单显微镜和复式显微镜之分。电子显微镜是利用

波长极短的电子束为光源，经电磁透镜聚焦，使极小的物体成像。

一、光学显微镜

光学显微镜(Lightmicroscope),一般简称为LM。是利用光学原理，把人眼所

不

能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器。

1、光学显微镜的发展历史

早在公元前一世纪，人们就已发现通过球形透明物体去观察微小物体时，可

以使其放大成像。后来逐渐对球形玻璃表面能使物体放大成像的规律有了认识。

1590年，荷兰和意大利的眼镜制造者已经造出类似显微镜的放大仪器。1610

年前后，意大利的伽利略和德国的开普勒在研究望远镜的同时，改变物镜和目镜

之间的距离，得出合理的显微镜光路结构，当时的光学工匠遂纷纷从事显微镜的

制造、推广和改进。

17世纪中叶，英国的胡克和荷兰的列文胡克，都对显微镜的发展作出了卓越

的贡献。1665年前后，胡克在显微镜中加入粗动和微动调焦机构、照明系统和承

载标本片的工作台。这些部件经过不断改进，成为现代显微镜的基本组成部分。

1673~1677年期间，列文胡克制成单组元放大镜式的高倍显微镜，其中九台保存

至今。胡克和列文胡克利用自制的显微镜，在动、植物机体微观结构的研究方面

取得了杰出的成就。

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19世纪，高质量消色差浸液物镜的出现，使显微镜观察微细结构的能力大为

提高。1827年阿米奇第一个采用了浸液物镜。19世纪70年代，德国人阿贝

奠定了显微镜成像的古典理论基础。这些都促进了显微镜制造和显微观察技术的

迅速发展，并为19世纪后半叶包括科赫、巴斯德等在内的生物学家和医学家发

现细菌和微生物提供了有力的工具。

在显微镜本身结构发展的同时，显微观察技术也在不断创新：1850年出现

了偏光显微术；1893年出现了干涉显微术；1935年荷兰物理学家泽尔尼克创

造了相衬显微术，他为此在1953年获得了诺贝尔物理学奖。

古典的光学显微镜只是光学元件和精密机械元件的组合，它以人眼作为接收

器来观察放大的像。后来在显微镜中加入了摄影装置，以感光胶片作为可以记录

和存储的接收器。现代又普遍采用光电元件、电视摄象管和电荷耦合器等作为显

微镜的接收器，配以微型电子计算机后构成完整的图象信息采集和处理系统。

依光学显微镜成像的过程和构造的复杂性，可分为简单和复式显微镜二大

类。简单显微镜即放大镜，放置于物体和肉眼之间，使微小物体放大成虚像。复式

显微镜由两组透镜或透镜系统组成。第一组透镜（即物镜）形成物体的放大像，

第二组透镜（即目镜）放大第一组透镜形成的像。

复式显微镜因功用和使用目的之不同，又可分为立体（解剖）显微镜和普通光

学显微镜。

（1）立体（解剖）显微镜

立体显微镜主要是用来观察不透明的物体或生物标本之外部形态，抑或运用

在工业线和部分生物医学技术上。此种显微镜因受光源、景深和其它成像因子的

影响，放大倍率在60倍以下，解像效果较佳。

（2）普通（或一般）光学显微镜

普通光学显微镜是一般人印象中的显微镜，主要是用来观察透或近乎透明的

材料（物体或生物标本）。此种显微镜观察用的材料，除较简单的低等生物（如细菌、

真菌和大部分藻类等等）外，大都需用经过事先的处理和切成薄片，制作成临时或

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永久切片后，才可以在显微镜下观察。普通光学显微镜使用的光源可穿透标本，

故常用于观察生物体的器官组织结构或生物细胞的内部构造。

（3）几种特殊类型的光学显微镜

①暗视场显微镜

使用特殊的暗视场聚光镜使照明光线偏移而不进入物镜，只有样品的散射光

进入物镜。因而在暗背景上得到亮的像，与暗视场照明相反，照明的光线直接到

达成像平面的，称明视场照明。

暗视场显微镜主要用于观察结构和折射率变化有关的物体，如硅藻、放射虫

类、细菌等具有规律结构的单细胞生物以及细胞中的线状结构，如鞭毛、纤维等。

用暗视场显微镜还可观察到物镜分辨极限以下的质点，但不适用于观察染色的标

本。

②相差显微镜

相差显微镜（phasecontrastmicroscope）由P.Zernike于1932年发明，

并因此获1953年诺贝尔物理奖。这种显微镜最大的特点是可以观察未经染色的标

本和活细胞。

利用物体不同结构成分之间的折射率和厚度的差别，把通过物体不同部分的

光程差转变为振幅（光强度）的差别，经过带有环状光阑的聚光镜和带有相位片

的相差物镜实现观测的显微镜。提高了各种结构间的对比度，使各种结构变得清

晰可见。主要用于观察活细胞或不染色的组织切片，有时也可用于观察缺少反差

的染色样品。

③干涉显微镜

采用通过样品内和样品外的相干光束产生干涉的方法，把相位差（或光程差）

转换为振幅（光强度）变化的显微镜，根据干涉图形可分辨出样品中的结构，并

可测定样品中一定区域内的相位差或光程差。由于分开光束的方法不同，有不同

类型的干涉显微镜，以及用于测定非均匀样品的积分显微镜干涉仪。干涉显微镜

主要用于测定活的或未固定的相互分散的细胞或组织的厚度或折射率。

④荧光显微镜

用激发光照射样品，根据样品产生的荧光进行观察的显微镜（图2e人口腔上

皮细胞显微摄影图像）。生物学、医学中应用的荧光有自发荧光、诱发荧光（包括

酶或化学诱发）、荧光着色、免疫荧光等。荧光显微镜激发光照射的方式，有透射

和落射两种。

⑤倒置显微镜

倒置显微镜的结构组成与普通显微镜一样，所不同的只是它的物镜与照明系

统的位置颠倒过来。前者置于载物台之下，而后者在载物台的上方。集光器与载

物台之间的工作距离提高，可以放置培养皿、培养瓶等容器，直接对培养的细

胞进行照明和观察（图2）。

图2倒置显微镜结构示意图

二、电子显微镜

电子显微镜（Electronmicroscopy）,一般简称为EM,是根据电子光学原理，

用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜，使物质的细微结构在非常高的放大倍

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数下成像的仪器。依成像的过程和构造的复杂性，可分为扫描式和穿透式电子显

微镜等二大类。

电子显微镜的分辨能力以它所能分辨的相邻两点的最小间距来表示。20世纪

70年代，透射式电子显微镜的分辨率约为0.3纳米（人眼的分辨本领约为0.1毫

米）。现在电子显微镜最大放大倍率超过300万倍，而光学显微镜的最大放大倍率

约为2000倍，所以通过电子显微镜就能直接观察到某些重金属的原子和晶体中排

列整齐的原子点阵。

20世纪20年代法国科学家德布罗意发现电子流也具有波动性，其波长与能量有确

定关系，能量越大波长越短，比如电子学1000伏特的电场加速后其波长是0.388

埃，用10万伏电场加速后波长只有0.0387埃，于是科学家们就想到是否可以用

电子束来代替光波？这是电子显微镜即将诞生的一个先兆。

用电子束来制造显微镜，关键是找到能使电子束聚焦的透镜，光学透镜是无

法会聚电子束的。

1926年，德国科学家蒲许提出了关于电子在磁场中运动的理论。他指出：“具

有轴对称性的磁场对电子束来说起着透镜的作用。”这样，蒲许就从理论上解决

了电子显微镜的透镜问题，因为电子束来说，磁场显示出透镜的作用，所以称为

“磁透镜”。

德国柏林工科大学的年轻研究员卢斯卡，1932年制作了第一台电子显微镜

——它是一台经过改进的阴极射线示波器，成功地得到了铜网的放大像——第一

次由电子束形成的图像，加速电压为7万，最初放大率仅为12倍。尽管放大率微

不足道，但它却证实了使用电子束和电子透镜可形成与光学像相同的电子像。

经过不断地改进，1933年卢斯卡制成了二级放大的电子显微镜，获得了金属

箔和纤维的1万倍的放大像。

到了二十世纪40年代，美国的希尔用消像散器补偿电子透镜的旋转不对称性，

使电子显微镜的分辨本领有了新的突破，逐步达到了现代水平。在中国，1958年

研制成功透射式电子显微镜，其分辨本领为3纳米，1979年又制成分辨本领为0.3

纳米的大型电子显微镜。

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1937年应西门子公司的邀请，卢斯理建立了超显微镜学实验室。1939年西门

子公司制造出分辨本领达到30埃的世界上最早的实用电子显微镜，并投入批量生

产。

电子显微镜的出现使人类的洞察能力提高了好几百倍，不仅看到了病毒，而

且看见了一些大分子，即使经过特殊制备的某些类型材料样品里的原子，也能够

被看到。

但是，受电子显微镜本身的设计原理和现代加工技术手段的限制，目前它的

分辨本领已经接近极限。要进一步研究比原子尺度更小的微观世界必须要有概念

和原理上的根本突破。

1978年，一种新的物理探测系统——“扫描隧道显微镜已被德国学者宾尼格和瑞士

学者罗雷尔系统地论证了，并于1982年制造成功。这种新型的显微镜，放大倍

数可达3亿倍，电子显微镜的分辨本领虽已远胜于光学显微镜，但电子显微镜

因需在真空条件下工作，所以很难观察活的生物，而且电子束的照射也会使生物

样品受到辐照损伤。其他的问题，如电子枪亮度和电子透镜质量的提高等问题也

有待继续研究。

电子显微镜由镜筒、真空系统和电源柜三部分组成。镜筒主要有电子枪、电子透

镜、样品架、荧光屏和照相机构等部件，这些部件通常是自上而下地装配成一个柱

体；真空系统由机械真空泵、扩散泵和真空阀门等构成，并通过抽气管道与镜筒相联

接；电源柜由高压发生器、励磁电流稳流器和各种调节控制单元组成。

电子显微镜按结构和用途可分为透射式电子显微镜、扫描式电子显微镜、扫

描隧道显微镜等。

透射式电子显微镜常用于观察那些用普通显微镜所不能分辨的细微物质结

构。在光学显微镜下无法看清小于0.2Mm的细微结构，这些结构称为亚显微结构

(submicroscopicstructures)或超微结构(ultramicroscopicstructures；

ultrastructures)o要想看清这些结构，就必须选择波长更短的光源，以提高显微镜

的分辨率。1932年Ruska发明了以电子束为光源的透射电子显微镜(transmission

electronmicroscope,TEM),电子束的波长要比可见光和紫外光短得多，并且电子

束的波长与发射电子束的电压平方根成反比，也就是说电压越高波长越短。目前

15

TEM的分辨力可达0.2nmo

扫描式电子显微镜(scanningelectronmicroscope,SEM),于20世纪60年代

问世，用来观察标本的表面结构。其工作原理是用一束极细的电子束扫描样品，

在样品表面激发出次级电子，次级电子的多少与电子束入射角有关，也就是说与

样品的表面结构有关，次级电子由探测体收集，并在那里被闪烁器转变为光信号，

再经光电倍增管和放大器转变为电信号来控制荧光屏上电子束的强度，显示出与

电子束同步的扫描图像。图像为立体形象，反映了标本的表面结构。为了使标本

表面发射出次级电子，标本在固定、脱水后，要喷涂上一层重金属微粒，重金属

在电子束的轰击下发出次级电子信号。

目前扫描电镜的分辨力为6-10nnb人眼能够区别荧光屏上两个相距0.2mm的

光点，则扫描电镜的最大有效放大倍率为0.2mm/10nm=20000Xo

扫描隧道显微镜(scanningtunnelingmicroscope,STM)采用了全新的工作原理，

由Binnig等1981年发明，根据量子力学原理中的隧道效应而设计。它利用一种电

子隧道现象，将样品本身作为一具电极，另一个电极是一根非常尖锐的探针，把

探针移近样品，并在两者之间加上电压，当探针和样品表面相距只有数十埃时，

由于隧道效应在探针与样品表面之间就会产生隧穿电流，并保持不变，若表面有

微小起伏，那怕只有原子大小的起伏，也将使穿电流发生成千上万倍的变化，这

种携带原子结构的信息，输入电子计算机，经过处理即可在荧光屏上显示出一幅

物体的三维图象。扫描隧道显微镜的分辨率很高，横向为0.1-0.2nm,纵向可达

O.OOlnmo它的优点是三态(固态、液态和气态)物质均可进行观察，而普通电镜

只能观察制作好的固体标本。利用扫描隧道显微镜直接观察生物大分子，如DNA、

RNA和蛋白质等分子的原子布阵，和某些生物结构，如生物膜、细胞壁等的原子

排

列。

鉴于卢斯卡发明电子显微镜的，宾尼格、罗雷尔设计制造扫描隧道显微镜的业绩，

瑞典皇家科学院决定，将1986年诺贝尔物理奖授予他们三人。

但在生物教学中，应用最广泛的是一般光学显微镜，下面仅以尼康双目生物显微

镜为例，介绍一般光学显微镜的结构和使用方法。

16

附2生物绘图法

一、目的与要求

（-）了解生物绘图的要求。

（二）初步掌握生物绘图的基本方法。

二、材料与用具

HB及2H铅笔或3H绘图铅笔、橡皮、直尺、绘图纸、铅笔刀、各种细胞标

本玻

片、双目生物显微镜。

三、实验操作与观察

（一）生物绘图的要求

1.生物绘图首先要具有高度的科学性，不得有科学性错误。形态结构要准确，

比例要正确，要有真实感，立体感，精细而美观。

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.图注要完善，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

方要注明图名及放大倍数。

（二）生物绘图的方法

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。点点衬阴

法即将图形画出后，用铅笔点也圆点，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，点点衬阴法要求不能用涂抹阴影的方法以代替点点，

此点初学者尤要注意。

（三）生物绘图的步骤

1.绘图前要认真观察标本，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.按注图要求注图，写上图名及班级、姓名等。

（四）生物绘图方法的练习

取制成的细胞玻片标本，在显微镜下细心观察，按生物绘图的要求及方法，

绘制细胞图。

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附3临时装片和徒手切片法

显微标本即为装载于载玻片上的，用于显微镜观察的标本材料。它是生物教

学与科研中认识微观世界的必要手段和常用方法。由于生物世界的广博及多样性，

生物标本制备的方法很多，再辅以各种染色手段，使该方法己成为一项独立的专

门技术。本课程仅向同学们简单介绍临时装片法和徒手切片法。

实验用具及材料：

双面刀片、镶子、毛笔、小培养皿、滴管、小烧杯、新鲜植物叶片或幼嫩的

植物根茎（如芹菜、马铃薯或胡萝卜）、50%、60%,70%各级乙醇、1%番红染液（70%

乙醇配制）80%>90%、95%及无水乙醇、固绿染液（95%乙醇配制）、二甲苯、树胶。

一、临时装片法

对于某些新鲜而柔嫩的材料。不用刀切，仅经简单处理即可进行观察的方法。

这种方法制成的标本，可以保持材料的生活状态和天然的色彩，一般多作为临时

观察使用。常用的方法有以下几种：

（-）涂片法：

主要用于血液、精液、尿、痰、微生物等无固定组织结构的样品。取一干净

载玻片，将一滴待观察样品滴在载玻片左侧，用另一干净载玻片的窄边接触样品。

此时液态样品沿两载玻片接触处展成一细线，迅速将上边载玻片以45度角向右侧

推动，即在第一张载玻片上形成一薄层样品膜，可自然风干待用。

（二）铺片法：

主要用于动、植物组织的表皮层观察。可活体取待观察的动、植物组织，用

尖头镶撕去一小块表皮，迅速平铺在载玻片的水滴上（也可用染剂），用盖玻片

盖上，避免气泡，除去多余水分，即可观察。

植物材料临时装片的制作方法：

1.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

19

分小心。

2.用玻璃滴管吸水，滴一滴在载玻片的中央。用镜子或毛笔挑选小而薄的材

料，放置于载玻片上的水滴中。

3.加盖片：右手持慑子，轻轻夹住盖玻片，使盖玻片边缘与材料左边水滴的

边缘接触，然后慢慢向下落，放平盖玻片。这样可使盖玻片下的空气逐渐被水挤

掉，以免产生气泡。如果盖玻片下的水分过多，则材料和盖玻片容易浮动，影响

观察，可用吸水纸条从盖玻片的侧面吸去一部分水。

如果水未充满盖玻片时，容易产生气泡，可从盖玻片的一侧再滴清水将气泡

驱走，即可进行观察。

（三）压片法：

一些较幼嫩、柔软的材料可将其置于载玻片上，加染液一滴，再盖上盖玻片，

用拇指垂直用力挤压，使组织散成一薄片，再进行观察。如植物根尖观察染色体，

花粉观察发育阶段等。

（四）整装片法：

一些个体微小的原生动物或藻类，如水蝗、线虫、四膜虫、衣藻、团藻等，

可整体将其置于载玻片的水滴中，盖上盖玻片观察。

以上仅是临时观察所用玻片标本的制作方法，如形态良好，有保存的必要，

则应将盖玻片揭开，用化学试剂进行固定、洗涤、染色、脱水、透明、封藏步骤，

才可制成永久标本。

二、徒手切片法

用光学显微镜观察的样品必须是透明的薄片，因此，要先把观察的材料制成

透明的切片后，才能在显微镜下观察。

徒手切片方法是观察植物内部构造的方法，徒手切片的重要工具是双面刀片，

每次用后必须擦净，注意保护，以免生锈。徒手切片过程如下：

（一）材料的选择:

20

一般选用软硬适度的植物根，茎或叶等，材料不宜太硬也不太软。切较软的

材料时，可用马铃薯块茎、胡萝卡根或肥皂将欲切的材料夹住一起进行切片。有

些叶片亦可卷成筒状再进行切片。

欲切之材料，应先截成适当的段块，并削平切面，一般截面的大小以不超过3

-5平方毫米为宜。长度2-3厘米，较便于手持并进行切片。

（二）徒手切片的方法和步骤：

1.切片前，在小培养皿中盛以清水，准备好毛笔，滴管和刀片等用具和欲

切的材料。

2.切片时用左手的三个指头拿住材料，并使材料稍突出在手指之上，以免

刀口损伤手指。右手持双面刀片，把刀刃放在经过削平的平面上，轻轻压住它，

刀口向内，且与材料断面平行，然后以均匀的力量和平稳的动作，自左前方向右

后方滑行切片，注意要用整个手臂向后拉（手腕不必用力）。切片时动作要敏

捷，材料要一次切下（整个过程中应用清水湿润材料和刀面，使之滑润，否则材

料容易破损）。如此连续动作，切下许多薄片后，就用湿毛笔将这些薄片轻轻移

入己盛水的培养皿中备用。徒手作片时最重要的是切下一小片平而薄的组织，而

并不要求切下一个完整的切片。

3.用毛笔挑选最薄而透明的切片，取出放在载玻片上，制成临时装片观察；

如标本有保留价值，则可再进行以下处理，制成永久标本。

（1）将切片移入小烧杯中，经50%、60%、70%各级乙醇中进行脱水及固

定，每级5分钟，然后进入1为番红染液中（用70%乙醇溶液配制）中30分钟。

（2）继续移入80%、90%、95%各级乙醇脱水，每级五分钟。再进入1招固

绿染液（用95用乙醇配制）染色30秒钟，再入95%乙醇中洗去浮色，最后进入

无水乙醇脱水5分钟。

（3）切片置于无水乙醇：甲苯=1：1的溶液中5分钟，再移入纯二甲苯中5

分

钟，此时组织切片呈透明状态。

（4）将切片置于载片中央，加一滴树胶，盖上盖玻片封片，待干燥后即可使

用。

21

四、作业

绘一种细胞图

五、思考题

1、光学显微镜与电子显微镜有什么区别？

2、最常用的生物绘图法是哪一种？具体绘图步骤是什么？

3、临时装片法与徒手切片法在实验材料上有什么区别？

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实验二细胞的基本结构（动植物细胞的的区别）和细胞器

一、实验目的与要求

（-）了解真核细胞的基本结构及动物细胞与植物细胞之间的主要区别。

（二）了解并识别各种细胞器的结构。

二、实验材料与用具

载玻片、盖玻片、滴管、毛笔、培养皿、吸水纸、镜头纸、双目生物显微镜、

牙签、蒸储水、0.1%甲基蓝、洋葱鳞叶、蟾蛛脊神经节镀银法制片（高尔基体）、

大白鼠胰腺铁砚苏木精染色制片（线粒体）、马蛔虫子宫制片（中心体）。

三、实验操作与观察

（-）动物细胞与植物细胞的区别（示意图见图3、图3，）

1.洋葱鳞茎表皮细胞

（1）制作临时装片

用小镜子从洋葱鳞茎内表皮表面撕取一小块表皮，铺在加有一滴蒸储水的载

玻片上，并用解剖针轻轻展平，然后加上盖玻片制成临时装片。将制成的玻片标

本放在显微镜下观察。

（2）观察细胞结构

低倍镜下可见洋葱表皮细胞呈扁砖状，排列紧密，没有细胞间隙。细胞内有

一卵圆形细胞核，核内有1-2个核仁。在不染色的生活细胞中，细胞核为折光性

很强的卵圆形或圆形球体，在低倍镜下就能看到。由于细胞核沉没在细胞质中，

因而在成熟细胞中，它总是位于细胞的边缘。但有时也会发现有的细胞核位于细

胞的中央。在观察过程中，有时会看到有的表皮细胞中看不到细胞核。选择一个

清楚的细胞，转换至高倍镜下观察，调节微调焦手轮可见细胞壁为双层结构，实

23

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图3电镜下的根尖幼小细胞的图解

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图3，动物细胞模式图

24

际上为三层，即两侧为相邻两个细胞的细胞壁，中间是粘连两个细胞的中胶层（胞

间层），还可见含有微粒的细胞质，液泡，细胞核及核仁。

（3）染色

为更清晰地观察细胞，可将细胞用0.1招甲基蓝染色，把染液滴在盖玻片一侧，

从另一侧用小片吸水纸吸引，将染液引到标本上，1-2分钟后细胞核可被染成蓝

色（图4）。

2.人口腔上皮细胞

（1）制作临时装片

用牙签粗的一端，放在自己口腔里，轻轻在口腔颊内刮几下（注意不要用力

过猛）。将刮下的白色粘性物薄而均匀地涂在载玻片，加一滴0.9%氯化纳溶液,

然后加盖玻片，在低倍镜下观察。

（2）观察细胞形态

口腔上皮细胞常数个连在一起。由于口腔上皮细胞薄而透明，因此光线需要

暗些。找到口腔上皮细胞后，将其放在视野中心，再转换高倍镜观察。口腔上皮

细胞呈扁平多边形，试辨认细胞膜、细胞核、细胞质。若观察不清楚时，可用0.1%

甲基蓝染液染色，方法同前。如此，可将细胞染成浅蓝色，核染色较深。注意染

液不可加得太多，以免妨碍观察（图5）。

图4洋葱表皮细胞图5人口腔上皮细胞

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（―）细胞器的结构

1.高尔基体

取蟾蛛脊神经节镀银法制片，在低倍镜下可见淡黄色神经细胞中央有一发亮

浅黄色圆形细胞核，换高倍镜可在细胞核周围看到深棕色的卷曲、间断的网状结

构，这便是高尔基体（图6）,在没有看到细胞核的细胞中，高尔基体则散存于细

胞中。

2.线粒体

取大白鼠膜腺的铁用凡苏木精染色制片，在低倍镜下观察可见许多立方形细胞，

细胞界线不清楚，细胞核呈浅蓝色，选择较清楚的细胞，换油镜观察，在细胞质

中有深蓝色弯曲线状物或颗粒状物，即为线粒体（图7）。

图6高尔基体（蟾蛛脊神经节细胞）图7线粒体（大白鼠胰腺）

3.中心体

中心体包括中心球及中心粒，取马蛔虫子宫制片，在低倍镜上观察可见有许

多分裂图象，在有丝分裂中期，细胞长轴两极各有一个不着色的球形透明部分，

即中心球；换高倍镜可见中心球内部有深蓝色的中心粒，在中心球外周有星芒状

放射丝为星丝。注意有时因切的片子不正，中心粒只能在一极，或两极均看不见

（图8）o

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染色体

纺锤丝

中心粒

中心球

星丝

图8中心体（蛙胚细胞）图9分生组织细胞

四、作业

绘洋葱表皮细胞和口腔上皮细胞图。

五、思考题

1、细胞的基本结构包括那几个部分？

2、植物细胞与动物细胞在结构上的区别。

3、细胞中三种重要细胞器高尔基体、线粒体、中心体的主要功能有哪些?

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实验三植物的组织

一、目的与要求

了解植物各类组织的结构及功能。

二、材料与用具

洋葱根尖纵切、向日葵老茎横切、梨树叶横切制片、马铃薯块茎、鸭趾草叶

片或玉簪叶片、芹菜叶柄、木棒茎横切、南瓜茎横切、松叶横切制片、刀片、载

玻片、盖玻片、镜头纸、显微镜。

三、实验操作与观察

（-）分生组织（图9,见上页）

分生组织具有细胞分裂的能力，它们位于植物体生长的部位，如根尖、茎尖

和束中形成层。

取洋葱根尖纵切制片观察，根尖的下部为原生和初生分生组织，它们共同构

成了根尖的分生区。分生组织细胞分裂能力强，细胞体积小，多为等直径多面体

形状，细胞核大，原生质浓厚。

取向日葵老茎横切制片观察，其束间形成层为次生分生组织，次生分生组织

是由已成熟的薄壁细胞经生理及结构上的变化后，又重新具有分裂能力的组织，

它与根、茎的加粗和重新形成保护组织有关。

（二）薄壁组织（图10）

薄壁组织的特点是：细胞较大，壁薄，原生质体中有大液泡，一般均有发达

的细胞间隙，具有同化、贮藏、通气、吸收等多种功能。取梨树叶横切制片观察

（也可将芹菜叶柄做横切徒手切片观察），可见表皮下的栅栏组织和海绵组织，

它们具有丰富的叶绿体，是薄壁组织中最重要的一类一同化组织，其功能为同

化作用。取马铃薯块茎作徒手切片观察其淀粉贮藏细胞，也属薄壁组织，功能为

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贮藏。

（三）保护组织（图11）

表皮为初生保护组织，一般有一层细胞，排列紧密而无间隙，细胞外壁多具

角质层。取鸭趾草或玉替叶片撕下表皮制成临时装片观察，可以看到两种形态不

同的细胞，一种是不规则的普通的表皮细胞，有细胞核，无叶绿体，另一种是成

对的肾形保卫细胞，有明显的叶绿体，也有细胞核。取木槿茎横切制片观察外层

周皮。由木栓层、木栓形成层和栓内层构成，周皮为次生保护组织。

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图10薄壁组织图11表皮细胞（保护组织）

（四）输导组织（示意图见图12、图13,见下页）

输导组织的功能是运输水分、有机物质，输导组织的细胞往往集在一起与其

它组织共同组成维管束。取南瓜茎纵切制片观察，在染成红色的木质部可见具有

各种螺纹的导管，导管主要用于输导水分和矿物质。在被染成绿色的韧皮部可见

长形的筛管，筛管细胞相连处形成筛板，筛板上有许多筛孔，筛管旁有小形长细

胞为伴胞，筛管作用为运输营养物质。

（五）机械组织和分泌组织（图14、图15、图16,见下页）

机械组织的作用主要是支持，它使植物有机体及其器官更具坚固性和稳定性,

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导管的类笈iMT与件立

图12导管的不同类型图13筛管与筛胞

是植物的骨架。分两大类：

1.厚角组织：在细胞壁角隅处有纤维素增厚的活细胞，常成片存在，也可连

续成圆筒状，分布在幼茎和叶柄表皮内的棱角处。取梨树叶横切制片观察，在叶

维管束下方有厚角组织，细胞壁角上加厚，以支持叶片。可徒手切芹菜叶柄，制

成临时装片，在显微镜下观察其厚角组织存在部位。注意其纤维素堆积在厚角细

胞的内侧。

2.厚壁组织：一般都具有加厚的木质化壁，成熟后原生质体解体而成死细胞。

其中一类细胞的形态细长，称纤维：而近于等径形的、方形的和多角形的木质化

异常加厚的一类细胞可称石细胞。

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图14厚角组织结构示意图图15纤维结构示意图

30

3.分泌结构：取松叶横切制片观察，表皮下有几层厚壁细胞，为厚壁组织。

松叶内还可见树脂道，为分泌组织细胞构成。

1、表皮2、气孔3、皮下层4,内皮层5、福皮部

6、木质部7、转输组织8、粒曷道9、叶肉绢以

图16松针叶横切片（示树脂道）

四、作业

绘南瓜茎纵切图，示导管、筛管和伴胞。

五、思考题

1、植物的组织分类。

2、植物分生组织的主要特点。

3、植物组织中导管和筛管的区别。

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实验四动物的组织

一、目的与要求

了解动物四类基本组织的形态结构、基本特征和功能。

二、材料与用具

蛙肠系膜伸展片、蛙肝脏切片、蛙小肠横切片、兔气管横切片、猫食道横切

片、猫膀胱纵切片、平滑肌的分离装片、横纹肌纵切片，脊推动物心肌纵切片。

小白鼠或大白鼠皮下疏松结缔组织伸展片、脂肪组织切片、硬骨纵和横磨片、兔

气管横切片、兔脊髓横切片、兔脊神经节纵切片、蛙坐骨神经纵切片、兔交感神

经纵切片。显微镜、采血针（或用注射针头）、载玻片、滴管、脱脂棉花、吸水

纸、75%酒精、瑞氏（Wright）染液。

三、实验操作及观察

（一）上皮组织（图17,见下页）：

1.单层上皮：

（1）单层扁平上皮：取用AgNOs染色的蛙肠系膜伸展片，放在低倍镜下观察，

选择标本最薄处，可见多角形的上皮细胞被黑色波浪形的线条所分开，由于Ag+

只

染在细胞间的组织液上，所以细胞界限十分清楚。单层扁平上皮细胞彼此紧密相

联，细胞内有1个或2个不明显的核。

（2）单层柱状上皮：取蛙小肠横切片，放低倍镜下观察，可见肠壁由几层组

织构成，在肠腔最表面的一层即为上皮。换高倍显微镜观察，此上皮细胞的高度

为宽度的2-3倍，椭圆形的细胞核，位于细胞的基部，在柱状细胞的基部有一层非

细胞结构的基膜，上皮细胞以基膜与下面的结缔组织相连。

（3）单层立方上皮：在示范镜下观察蛙肝脏切片，可见肝脏细胞的形状为立

方形或矮柱状，圆形的核，位于细胞的中央。

(4)假复层上皮：在示范镜下观察兔气管横切片，可见上皮细胞的形状，由

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于彼此间挤压，变得很不规则，细胞的一端都与基膜相联，而另一端，有的细胞

达到游离缘，有的达不到游离缘，所以细胞核的位置不在同一高度上，从外形上

看，好象由多层细胞组成。

2.复层上皮：

（1）复层鳞状上皮：取猫食道横切片，在低倍显微镜下找到靠管腔的上皮部

位，然后换高倍镜观察，可见上皮由多层形状不同的细胞所组成。食道表面的一

层细胞呈扁平状，稍内层的细胞呈多角形，与基膜相连的一层细胞呈方形。

（2）变移上皮：在示范镜下观察猫膀脱收缩时的纵切片，上皮由多层细胞组

成，表层的细胞近圆形，中间层细胞呈倒梨形，基层的细胞呈方形或柱状。

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