普通生物学实验整理全套.doc
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1、普通生物学实验内容提要本书共编入20个实验,包括显微镜的使用、细胞、动植物组织、个体解剖以及制片、标本的制作等方面的内容,能帮助学生印证理论,学习和训练基本实验技能。实验后附有思考题,能启发和开阔学生的思路,培养综合与分析问题的能力。本书适合我院本科、基地班及大专生物工程专业学生作为普通生物学实验教材,也可供有关专业人员和中学教师参考。目 录实验 一 显微镜的构造和使用实验 二 生物绘图技术实验 三 细胞的形态与结构实验 四 细胞的有丝分裂实验 五 植物组织实验 六 植物组织制片技术实验 七 叶绿体的制备及其对染料的还原作用实验 八 植物根的形态与结构实验 九 植物茎的形态与结构实验 十 植物
2、叶的形态与结构实验十一 植物的繁殖器官实验十二 植物腊叶标本的制作实验十三 动物组织(一)实验十四 动物组织(二)实验十五 ABO血型鉴定实验十六 人体动脉血压的测量实验十七 血细胞的计数实验十八 原索动物及脊椎动物类群(一)鱼类实验十九 脊椎动物鸟类实验二十 脊椎动物类群(二)哺乳类实验一 显微镜的构造和使用一、目的要求 了解普通光学显微镜的构造和各部分的性能,学习本掌握正确的使用技术二、材料和用品 生物切片标本;显微镜;二甲苯、香柏油三、方法和步骤(一)、了解显微镜的构造和性能 光学显微镜是研究生物学的常用工具,由一组光学放大系统和支持及调节它的机械系统组成,有的还带有光源部分。其结构见图
3、1。图1 显微镜的结构1、机械系统(1)、镜座和镜柱 镜座是显微镜底部的沉重部分,它使显微镜重心较低,以使之不致倾倒。其上直立的短柱部分为镜柱,支持镜臂和镜台。(2)、镜台 又名载物台,是放置玻片标本的平板。其中央有一圆孔,称镜台孔,以便从下方来的光线由此通过。镜台上有压片夹用以固定标本。较好的显微镜装有标本移动器(或称推进尺),既可固定载玻片又可转动螺旋前后左右移动标本。有的标本移动器上还带有标尺,可利用标尺上的刻度寻找所要观察的标本位置。(3)、镜臂 为镜柱之上弯曲的部分,以便于持握,有些老式显微镜的镜臂与镜柱之间有一个能活动的倾斜关节,可使镜身向前后倾斜,便于观察。新式显微镜的镜筒已是倾
4、斜的,而且能转动,没有倾斜关节。(4)、镜筒 为镜臂上端的圆筒部分。其顶端安置目镜,下端连接镜头和转换器。由物镜到目镜的光线便由此通过。(5)、镜头转换器 是镜筒下端一个可旋转的圆盘。其上可装置数个接物镜,以便观察时换用不同倍数的物镜。(6)、调焦螺旋 有粗调节器和细调节器,能使镜筒或镜台升降,调节物镜和观察材料间的距离,以求得清晰的图像。粗调节器升降镜筒的距离较大,约为50毫米,主要用于寻找目的物。由低倍镜观察标本时,用粗调节器调焦距。细调节器升降的幅度较小,约为1.82.2毫米,能精确地对准焦点,取得更清晰的物象。使用时,一般拧动不超过一圈。由低倍镜转高倍镜观察时,则用细调节器调焦。调焦螺
5、旋是显微镜上的一个重要装置,因为对不准焦距就看不清被观察的物体。2、光学系统光学系统包括照明系统和成像系统。前者由反光镜、聚光器和虹彩光圈组成。后者由接物镜和接目镜组成。(1)、反光镜 为一圆形的平、凹双面镜,位于显微镜的下方,接受外来光线本将光线反射到聚光器。平面镜反光较弱,用于光线较强的情况下。凹面镜的方向可以任意转动调节,便于收集来自任何方向的光线,以选择适合的镜面和适当的角度。(2)、聚光器 在载物台的下面,由二、三块凹透镜组成。作用是聚集来自反光镜的光线,使光线增强,射入镜筒中,并使整个物镜所包括的视野均匀受光,提高物镜的鉴别能力。聚光器可以升降,其上还附有光圈,以调节进入物镜的光线
6、。所以在使用高倍镜时,必须配以聚光器。(3)、虹彩光圈(可变光阑)位于聚光器下面,由许多金属片组成。推动操纵光圈的调节杆,就可调节光圈的大小,合上行的光线的强弱适宜,便于观察。(4)、接物镜(物镜)由数组透镜组成,可放大物体。透镜的直径越小,放大倍数越高。每架显微镜均备有几个倍数不同的目镜,其上放大40倍(40)以下的叫低倍镜,一般为10倍(10);放大40倍(40)以上的叫高倍镜子;放大100(100)倍以上的叫油镜。物镜不同的目镜,是显微镜取得物象的主要部件,其作用为聚集来自任何一点的光比重和利用入射光对被观察的物体做第一放大的造像。每个物镜上通常标有表示物镜主要性能的参数。如10倍物镜上
7、标有10/0.25和160/0.17,10为物镜的放大倍数(即10);0.25为数值孔径(N.A);160为镜筒长度(160毫米);0.17为所要求的盖玻片厚度(称为镜口角)的一半正弦值和玻片与物镜间介质的折射北的乘积,可用以下公式表示:NAn sin式中,n介质折射率最大入射角的半数,即镜孔角的半数。因此,光线投射到物镜的角度愈大,显微镜的效能就越大,该角度的大小决定于物镜的直径和焦距。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。它与接物镜的数值孔径成正比,与光波长度成反比,因此,接物镜的数值孔径愈大,光波长度愈短,则显微镜的分辨力愈大,被检物体的细微结构也愈能区别。 一个高的分
8、辨力意味着一个小的分辨距离,二者成反比关系。能辨别两点之间的最小距离 人们肉眼所能感受的光波平均长度为0.55微米,假如用数值孔径为0.65的接物镜(高倍镜),它可分辨的两点之间最小距离为0.42微米,而在0.42微米以下的两点距离就分辨不出,即便使用倍数更高的接目镜,增加显微镜的总放大率,也仍然分辨不出。只有改用数值孔径更大的接物镜,增加其分辨力才行。所以,显微镜的放大倍数与其分辨力是有区别的。油镜头的焦距短,镜口角小,因而其NA愈高,光波就愈短,则所能辨析的物体愈小。另外,滴香柏油作为介质使用时,物镜与载玻片之间仅隔一层油性物质(其他的物镜与载玻片之间隔着一层空气)。由于香柏油的折射率等于
9、1.52,与玻璃相同,所以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,可使视野光线充足。相反,玻片与物镜之间的介质为空气时,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,影响分辨力。(5)、接目镜(目镜) 是一个金属的圆筒,上端装有一块较小的透镜,下端装有一块较大的透镜,其作用是将物镜所放大和鉴别了物象进行再放大。目镜内可附加指针和测微尺。每架显微镜常备有几个倍数不同的目镜,其上也刻有5、10、12.5等放大倍数,显微镜的放大倍数即是所用的目镜纺锭倍数跟所用物镜的放大倍数的乘积。(二)、了解显微镜的成像原理光学显微镜是利用光学的成像原理
10、,观察生物体的结构。首先利用反光镜将可见光反射到聚光器中,把光线汇聚成束,穿过生物制片(观察),进入到物镜的透镜上。因此所观察的制片都要很薄(一般为810微米),光线才能够穿透制片,经过物镜将制片上的结构放大为倒立的实像。这一倒立的实像经过目镜的放大,映入眼球被成为放大的倒立的虚像。(三)、显微镜的使用方法1、安放显微镜打开镜箱,右手紧握镜臂,左手平托镜座,轻放桌上使镜臂正对自己的左胸,距离桌子边缘几厘米处。2、检查 检查各部分部件是否完好,镜身、镜头必须清洁。3、对光显微镜的光源一般用天然光源,也可用日光灯或显微镜灯,但不能用直射日光。因直射日光影响图像的清晰,损坏光源装置和镜头,而且刺伤眼
11、睛。对光时,首先将光圈的孔径调至最大,将升到最高点,再将低倍镜对准镜台孔,镜头离载物台约有1厘米。这时,一面把反光镜转向光源,一面用左眼(两眼睁开)从目镜中观察,宜用平面镜;光线过弱时,宜用凹面镜。对好光后不要再移动显微镜,否则有需要重新对光。此外,在镜检全过程中,根据所需光线的强弱,还可通过扩大或缩小光圈、升降聚光器和旋转反光镜以调节之。4、调焦光线对好后,就可将制片放在载物台上,有盖片的一面朝上,被检物体对准圆孔正中,用压夹压紧,或用标本移动器卡紧,开始调焦。先用低倍镜观察,因为低倍数视野范围较大,易于全面地观察材料和寻找材料中需要重点观察的部分。转动粗调节器,使镜筒缓缓下降,这时必须由侧
12、面仔细观察,右眼也要睁开。这样,不仅便于绘图,而且眼睛也不易疲劳。同时转动粗调节器,使镜筒缓缓上升(注意:拧动调节器的方向,切勿弄错,以免物镜与载玻片碰撞,否则,既压碎玻片又损坏镜头),直至看清标本物像。然后,再轻轻转动细调节器,以便得到更清晰的物像。5、低倍镜观察低倍镜下调焦距找物像时,若被检物体不在中央,可用标本移动器略微移动玻片,使物像恰好位于视野中央。若光线不适,可拨动虹彩光圈的操纵杆,调节光线,使物像最清晰为止。6、高倍镜观察推动转换器,将高倍接物镜头转至镜筒正下方(转换时切勿动调节器)。这时,只要将细调节器向反时针方向轻轻转动,就可看清楚目的物。注意:此时不可用粗调节器,否则会压碎
13、玻片本损伤镜头。由于显微镜所观察的生物材料是立体的,故在观察时必须随时转动细调节器,才能了解不同光学平面的情况。在高倍镜下,将制片中的被检物按从上到下,从左到右的顺序移动,观察一遍。再换成低倍镜本又转高倍镜反复观察几次,以熟练高倍镜的使用。用高倍镜观察完后,若有必要,可再换用油镜头观察。7、油镜观察用粗调节器将镜筒拉起约1.52厘米,将油镜头转至镜筒下方。滴加一滴香柏油于载玻片相接触,但注意不能相碰,以免压碎玻片和损伤镜头。然后从目镜中观察,首先调节光圈与聚光器,使光亮适当加大,用粗调节器极其缓慢地提升镜筒至出现物像为止。再用细调节器调至物像清晰。如果镜头已提升出香柏油面而未见物像时,应按上述
14、过程重复操作。使用完毕,取下载玻片,用擦镜纸擦去镜头上的香柏油,再去擦镜纸沾取少量二甲苯擦镜头,然后用干净擦镜纸擦去镜头上残留的二甲苯。二甲苯用量不宜过多,擦拭时间应短。8、复原显微镜使用完毕,先将镜筒升高,取下玻片,擦净载物台和物镜,将各部分还原,反光镜垂直于镜座,本转动镜头转换器,将物镜从镜台孔挪开,成八字形,并将镜筒降至最低处,同时把聚光镜降下,扶下镜身,装镜入箱。(四)、示范实验室常用的几种显微镜1、双目生物显微镜2、双目立体显微镜(双目解剖显微镜)3、摄影生物显微镜四、作业与思考1、了解显微镜的结构,熟悉各部分名称和用途2、如何正确使用显微镜观察生物标本?使用时应注意什么?3、镜检玻
15、片标本时,为什么要先用低倍镜观察,而不能直接用高倍镜或油镜观察?4、如何正确使用油镜?图2 双子叶植物叶的结构实验二 生物绘图技术一、目的要求1、了解生物绘图的主要技法。2、学会生物绘图的基本技术。二、材料与用品蚕豆叶下表皮玻片标本;显微镜、铅笔、橡皮、小刀、直尺、绘图纸。三、方法与步骤(一)、了解生物绘图的主要技法生物绘图的技法可概括为“线”、“点”、“涂”、“染”四个字。根据我们的实验要求主要是“线”和“点”的技法。1、线在黑白墨线图中,通常估计约有70%左右是运用线条来表现物体的轮廓、特征、层次和明暗的,所以运用线条对生物绘图是很重要的。生物绘图对线条的要求是:. 线条均匀,一般不可时粗
16、时细。. 圆润而光滑,线条边缘不能毛糙不整。. 行笔要流畅,不能中间顿促凝滞。常用的线条可分以下几种类型:(1)长线 指延长而连贯的线条,用它主要表现物体的外围轮廓、主要的脉纹、大型的皱褶等部位,长线的操作要点是:. 图纸下面垫以塑料板或玻璃台板,务必使纸面平整,以免造成线条中途停顿或不匀,影响长线连续光滑的效果。. 用力须均匀,可以一笔绘成的线条,力求一气呵成,防止线条粗细不均。. 运笔时必须顺着手势,由左下角向右上方做较大幅度的运动,方能顺利地绘成较长的线条。. 由多段线条连接完成的长线条,衔接必须准确无勿,防止错位或首尾衔接粗细不匀。为使线条衔接准确,可执笔先稍离纸面,顺着原来线段末端的
17、方向,以接线的动作,空笔试接几次,待手势动作有了把握后,再将线段接上。(2)短线 指运笔起落频繁,线段短促的线条,主要用于表现细部特征,如网状的脉纹、鳞片、细胞壁、纤毛等。生物绘图中,短线比较容易掌握,但往往会造成画面杂乱、轻率毛糙结局,一般下笔时不可先重后轻,造成粗细不匀或拖尾现象,应用力均匀地从头移动的尾再挪开笔尖。(3)曲线 指运笔时随着物体的转折,方向多变,弯曲不直的线条。用于勾画物体的形态轮廓,表现内部构造,区分各部分的界线,以及表现毛发、脉纹、鳞甲等等。与直线相比较,描绘曲线就比较自由,它可以根据各种生物体的不同形态,作相应的变换,给人以灵活机动、生动自然的感觉。运用好曲线,主要有
18、三条原则:. 变而不乱 曲线具有弯曲多变、描画自由等特点。在运用曲线表现结构时,应随时注意从变化中找规律,从繁杂中抓主流,线道数要适宜,不可信手勾画,造成画面零乱不堪 结果。. 曲而得体 以弯曲的线条描绘物体,并非可以随心所欲,必须按照所观察的结构上每条线的弯曲和运笔方向准确无误。观察不细,曲线的弯度不当,不仅使画面形象失真,还可能导致科学性的差错。. 粗中有细 生物绘图中的用线,一般要求均匀一致,但根据物体结构的要求也有例外。例如,表现毛发、褶纹等就需根据其自然形态,自基部向尖端逐渐细小,这样就可避免用线生硬呆板,使物体描绘更加逼真。2、点用点来表现物体和其结构,也是生物科学绘图中的主要技法
19、之一,需要认真研究和练习。由于用点描绘的生物图画具有独到的韵味和对物体结构不同质量感的表现能力,所以在生物绘图中,已被普遍应用。点主要用来衬阴影,以表现细腻、光滑、柔软、肥厚、肉质和半透明等物质特点,有时也用点来表现色块和斑纹。点的一般要求是:(1)点形圆滑光洁 指组成画面的每个小点必须成圆形,周遍界线清晰,边缘不毛不缺,切忌“钉头鼠尾”和边缘过于凸凹的点子出现,这就要求使用的铅笔尖而圆滑,打点时必须垂直上下,不可倾斜打点。(2)排列匀称协调 衬阴影时,由明部到暗部的过渡要渐变,即点子是由全无到稀疏再到浓密的有计划的进行布点,每一个点子也不能重叠。(3)大小疏密适宜 点子的大小和密度须适宜。暗
20、处和明处的点子可适当有大小变化,但又不能明显地相差太多,更不可在同一明暗阶层中夹入过于粗大的点子,点子的不可盲目地一处浓,一处稀,或有堆积现象。下面介绍几种点的作用和特点:精密点 指点子的面积较大,且点与点之间的距离较近,一般用来表现背光、凹陷或色彩浓重的部位,故一般粗点是伴随紧密的排列而出现的。细疏点 与粗密点相反,细小稀疏的点子,主要用来表现受光或划色彩淡的部分。连续点 点与点之间按照一定的方向,均匀地连接成线即为连续点,它主要用来取代线条的作用,以显示物体珠轮廓和各部分之间的边界线。自由点 即点与点之间的排列没有一定的格式和纹样,操作比较自由。这种点适宜表现明暗渐次转变成具有花纹斑点的各
21、种物体。(二)、起稿在绘图之前,必须对被画的对象(如动物、植物的各个组织、器官等)作细心的观察,对其外部形成、内部构造和其各部分的位置关系、比例、附属物等特征,有完整的感性认识。同时要把政党的、一般的结构与偶然的、人为的一些“结构”区分开。然后选那些有代表性的典型的部位起稿。起稿就是构图、勾画轮廓,可根据所观察对象的需要,把必须在画幅上表现的内容适当地组织起来,构成一个协调完整的画面,给人以层次清楚,美观大方的感觉。所画对象的主要部分,应尽可能安排在图幅的主要位置,一般应尽可能把图画大一些,如画细胞图,为了清楚地表现细胞内部结构,所画细胞不宜过多,只画1-2个即可。如画轮廓图或图解图,也不一定
22、把全部切面画出,只画1/61/8部分即可。起稿时落笔要轻,线条要简洁,要求尽可能少改不擦。一般用HB铅笔或芯质较硬的4-5H铅笔。画好后,要再与显微镜下实物对照,检查是否有遗漏或错误。(三)、定稿对图稿进行全面的检核和审定,经修正或补充,便可定稿。画面完成后,及时将各个结构部位作简明图注。图中所有文字应尽量按印刷字体的规格,认真书写。一般以仿宋字体、黑体、楷体为宜,并用平行的短线指出相应的结构位置。四、作业与思考1、在生物绘图中如何正确运用点和线。2、生物绘图有哪些基本步骤。实验三 细胞的形态与结构一、目的要求1、了解真核细胞的各种形态和基本结构,以及动物细胞与植物细胞结构的异同点。2、了解原
23、核细胞的结构及其与真核细胞结构的主要不同点。3、学习临时装片标本的制作方法。二、材料与用品洋葱头、菠菜、颤藻(或念珠藻)、各种形成细胞和细胞核的切片标本、黄豆根尖细胞高尔基体切片标本、洋葱鳞叶表皮细胞线粒体标本片、兔脊神经节镀银法切片标本、兔肝细胞线粒体苏木精染色片标本、蛙胚囊胚细胞铁苏木精染色切片标本。显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、解剖针、消毒牙签、小刀、吸水纸、拭镜纸。0.1摩尔/升稀碘液、蒸馏水、醋酸洋红染液、0.9%生理盐水、0.1%碱性湖蓝BB溶液、香柏油、二甲苯。三、方法与步骤(一)、细胞形态的观察(示范)显微镜下观察各种形态细胞的标本片。(二)、细胞核形态的观察(示范)高倍镜下观
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