21植物学实验指导手册.docx

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21植物学实验指导手册

《植物学》实验指导手册

目录

实验一显微镜的构造与使用及植物细胞的基本结构观察1

实验二植物种子结构观察及种子营养成分的鉴定8

实验一显微镜的构造与使用及植物细胞的基本结构观察

一、实验目的

　　1、学会熟练使用显微镜。

　　2、学会制作临时玻片标本。

　　3、观察植物细胞，掌握细胞结构图的绘制方法。

二、仪器和用具：

　　显微镜、擦镜纸、镊子、解剖针、盖玻片、载玻片、刀片、吸水纸、纱布

三、实验药品：

蒸馏水、1%碘-碘化钾溶液（先用3g碘化钾溶于100ml蒸馏水中，再加入1g碘，溶解后即可使用。

保存于棕色瓶中）、蔗糖溶液0.3g/ml、二甲苯

四、实验材料：

　　洋葱（Allinmcepa）或蒜（A.satium），番茄（Solanumlycopersicum）

五、实验方法和步骤：

（一）显微镜的基本构造

　　显微镜的种类很多，一般可分为光学显微镜和电子显微镜两大类。

应用最普遍、最广泛的是光学显微镜，也是植物学实验和研究的基本仪器，必须要训练掌握。

光学显微镜的构造可分为机械装置和光学系统两部分。

1、显微镜的机械装置

显微镜的机械装置由金属或塑料制成，其作用是固定和调节光学系统、放置及移动标本。

（1）镜座：

为显微镜的底座，有马蹄形和长方形，支持整个镜体，使显微镜保持平衡。

（2）镜柱：

是在镜座后方中部直立向上的部分，支持镜臂及以上部分。

　（3）镜臂：

全形弯曲，为携取显微镜时执手之用。

有的显微镜的镜臂下端有倾斜关节，借此可使镜臂及其以上部分在90度范围内倾斜，以利观察，但通常不超过30度。

新型显微镜具有倾斜镜筒，是固定的，无倾斜关节。

　（4）载物台：

也叫工作台或镜台，方形或圆形，为放置标本之用。

载物台有固定式和移动式两种。

固定式载物台：

载物台上有两个金属压夹，用作固定玻片标本。

有的载物台上装有玻片移动器，可固定和移动标本之用。

载物台中央有一通光孔，反射镜反射上来的光线，通过通光孔而透到标本上。

移动式载物台：

装有旋钮，可前后左右移动。

移动式载物台上装有纵横游标尺，可用来测量标本大小或或被检部分作标记，便于再次观察。

（5）镜筒：

是由金属制成的圆筒。

其上端放置目镜，下端连接物镜转换器及物镜，后侧有齿刻与镜臂相连，通过调焦螺旋可使镜筒上下升降（有的类型镜筒是固定的）。

镜筒有直筒式和斜筒式两种，直筒式的目镜和物镜的中心在同一直线上；斜筒式的目镜和物镜的中心线互成45度角，在镜筒的转折处有棱镜，使光线转折45度角。

　　（6）物镜转换器：

由两片凹面向上的金属圆盘组成。

下盘有3-4个物镜螺旋口，用于安装物镜，转动下盘可以方便地更换观察使用的物镜。

转换物镜时，应旋转物镜转换器下盘，切勿直接推动物镜，以免损坏显微镜。

转换器上金属圆盘的后侧中央装有弹性卡夹，旋转下盘时，使弹性卡夹对准所需物镜后上方的槽线处，就能保证目镜与物镜的光轴合在一起。

　　（7）调焦装置：

为了得到清晰的图像，必须调节物镜与标本之间的距离，使物镜的焦点对准标本，这一操作叫调焦。

在显微镜的镜臂上装有大小螺旋各一对。

大的叫粗动调焦螺旋每旋转一周可使镜筒升降20毫米；小的微动调焦螺旋，每旋转一周可使镜筒升降0.1毫米或更小。

由于显微镜型号的不同，调焦有不同方式。

较新型的显微镜，借助调焦螺旋，使载物台升降进行调焦。

　　2、显微镜的光学系统

（1）物镜：

安装在镜筒下端的物镜转换器下方，因为它靠近被视物体，故又称接物镜。

物镜是决定显微镜性能如分辨力的最重要的构件。

物镜的作用是将标本第一次放大成倒像。

一台显微镜备有数个物镜，每个物镜由数片不同球面半径的透镜组成。

物镜下端的透镜口径越小，镜筒越长，其放大倍数越高；否则反之。

　　物镜有低倍物镜和高倍物镜，其放大倍数一般刻在物镜的镜筒上，例如4×、8×、10×、40×、45×、65×、90×、100×，分别表示4倍、8倍、10倍……。

其中40-65倍叫高倍物镜，90或100倍的称为油浸物镜（使用时需在标本和物镜之间加入折射率大于1，而与玻璃折射率相近的液体，如香柏油作为介质）。

（2）目镜：

安装在镜筒上端，因为它靠近观察者的眼睛，又称接目镜。

目镜的作用是将由物镜放大的实像进一步放大成一个倒立的虚像，其作用相当于一个放大镜。

但它并不增加显微镜的分辨力。

根据需要，目镜内也可安装测微尺，用以测量所观察物体的大小。

　　一般显微镜备有几个放大倍数不同的目镜，其放大倍数刻在目镜边框上，如5×、10×、15×等。

显微镜的总放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数

　　（3）聚光镜：

安装在载物台下方支架上，主要由聚光镜和可变光阑组成。

聚光镜作用是会聚由反射镜反射来的光线，增加标本的照明。

可变光阑位于聚光镜下方，又称光圈，由十余片金属薄片组成，中心部分形成圆孔。

推动可变光阑把手，可调节圆孔大小，以调节光线的强弱。

升降聚光器，也可调节照明强度。

在可变光阑下面，还有一个圆形的滤光片架，可根据镜检需要放置滤光片。

　　构造简单的显微镜，没有聚光器装置而是一个转盘光阑。

它是一个金属圆盘，其上有大小不同的圆孔。

使用时，旋转转盘光阑，选用合适的圆孔，即可调节视野光照强弱。

　　（4）反射镜：

又叫反光镜。

安装在聚光器或转盘下方，其作用是把光源投射来的光向上反射到聚光器直到标本等。

它可以朝任意方向旋转以对准光源。

反射镜通常一面是平面镜，另一面是凹面镜。

没有聚光器的显微镜，使用低物镜时用平面镜，使用高倍物镜时则用凹面镜，因凹面镜也会有聚光作用。

有聚光器的显微镜，一般用平面镜，如果室内光线弱时，则可使用凹面镜。

有的类型是使用可调的电光源，无反光镜。

（二）显微镜的使用方法：

　　显微镜是精密仪器，必须熟悉其构造及各部件的作用，才能掌握正确的使用方法，做到既懂得维护仪器，又敢于放手工作。

只有这样，才能充分发挥显微镜的性能，延长显微镜的寿命，提高工作效率。

显微镜的正确使用方法如下：

　　1、取用和放置：

使用时首先从镜箱中取出显微镜，必须一手握持镜臂，一手托住镜座，保持镜身直立，切不可用一只手倾斜提携，防止摔落目镜。

要轻取轻放，放时使镜臂朝向自己，距桌边沿5-10厘米处。

要求桌子平衡，桌面清洁，避免直射阳光。

　　2、对光：

通常用自然光，如阴天或光线较弱时可用日光灯作光源。

新型的显微镜使用电光源。

　　对光必须在低倍物镜下进行。

先提高镜筒或下降载物台，随后旋转物镜转换器，将低倍物镜对准通光孔，当听到轻微的“嘀”声响，拇指也有所感觉时，即表明物镜已转到正确的位置上。

然后把可变光阑或转盘光阑的孔径调至最大，接着用左眼（要求右眼同时睁开）从目镜中观察，同时转动反光镜，使之朝向光源，直至整个视野明亮均匀而不剌眼为止。

对光后不再移动显微镜的位置，否则要重新对光。

　　3、放置玻片标本：

将待镜检的玻片标本放置在载物台上，使其中材料正对通光孔中央。

再用弹簧压片夹在玻片的两端，防止玻片标本移动。

若为玻片移动器，则将玻片标本卡入玻片移动器，然后调节玻片移动器，将材料移至正对通光孔中央的位置。

　　4、低倍物镜观察：

用显微镜观察标本时，应先用低倍物镜找到物像。

因为低倍物镜观察范围大，较易找到物像，且易能找到需作精细观察的部位。

不同的类型的显微镜调焦观察方法有所不同。

方法A：

（1）转动粗调螺旋，用眼从侧面观望，使镜筒下降，直到低倍物镜距标本0.5厘米左右为度。

（2）用左眼从目镜中观察，右眼自然睁开，用手慢慢转动粗调螺旋，使镜筒渐渐上升，直到视野内的物像清晰为止。

此后改用微调螺旋，稍加调节焦距，使物像最清晰。

　　（3）用手前后左右轻轻移动玻片或调节玻片移动器，便可找到欲观察的部分。

要注意视野中的物像为倒像，移动玻片时应向相反方向移动。

方法B：

（1）慢而轻地转动粗调焦螺旋，使载物台上升，直到感觉转动有点阻力时，停止转动！

（2）用左眼从目镜中观察，右眼自然睁开。

慢而轻地转动细调焦螺旋，直到看到清晰的物象为止。

（3）调节玻片移动器，便可找到欲观察的部分。

要注意视野中的物像为倒像，移动玻片时应向相反方向移动。

5、高倍观察：

在低倍观察基础上，若放大倍数不够，可进行高倍观察。

其方法如下：

（1）将欲观察的部分，移至低倍镜视野正中央，物像要清晰。

（2）旋转物镜转换器，使高倍物镜移到正确的位置上，随后稍为调节细动调焦螺旋（不能用粗调螺旋），即可使物像清晰。

这是由于物镜的同高调焦。

如果显微镜不能同高调焦，或开始使用某一种显微镜，对其性能尚不熟悉时，可按下述方法操作：

在完成低倍观察后，稍微调高镜筒，把高倍物镜转换至工作位置上，然后从旁观察，小心地慢慢升高物镜寻找目标。

这样可防止物镜与标本相碰或沾上临时玻片旁的水或化学药品而损坏镜头。

　　（3）轻轻移动玻片标本或调节玻片移动器，找到欲仔细观察的部位。

　　使用高倍物镜时，由于物镜与标本之间距离很近，因此要特别仔细，也不能用粗调螺旋，而只能用微调螺旋。

　　6、换片：

观察完毕，如需换用另一玻片标片时，将物镜转回低倍，取出玻片，再换新片，稍加调焦，即可观察。

千万不可在高倍物镜下换片，以防损坏镜头。

　　7、还原：

显微镜使用结束后，升高镜筒（或降低载物台），取下玻片标本，清洁显微镜，把物镜转离通光孔呈“八”字形，再下降镜筒至适当高度。

如有玻片移动器，也要移适当位置，使物镜不会碰到。

最后，将显微镜放回箱内，锁上箱门。

（三）显微镜使用及保养注意事项

　　1、显微镜是精密仪器，使用时必须按照操作规程，做到细心和耐心，切勿操之过急，动作过猛，以防操作失误而损坏构件。

　　2、不要用手触摸光学玻璃部分，同时防止剧烈碰撞而损坏构件。

　　3、使用前要清洁镜身和透镜，观察时一定要加盖玻片，同时不要让玻片上的水流到载物台上，更不要让酸、碱及其他化学药品接触显微镜，不要让显微镜在阳光下曝晒。

　　4、使用微螺旋时，如遇到不能继续向同一方向转动而到达极限时，不能蛮转，应向相反方向退转，并转动粗调焦螺旋，然后再用微调螺旋进行细调。

　　5、使用时不要自行拆卸和安装，更不要随便卸下镜头，也不能在不同显微镜之间随便调换目镜或物镜。

　　6、目镜功物镜如有不洁时，要用擦镜纸作直线方向揩拭，切勿用手指或手帕及棉布涂擦。

目镜或物镜如沾有油污，可先用擦镜纸沾上少许二甲苯（或无水乙醇和乙醚1∶1）擦拭干净，再用干净擦镜纸揩拭一遍。

　　7、观察时如果视野中出现外界景物的倒影时，可慢慢下降聚光器至景物倒影消失为止，或改用凹面反射镜。

　　8、观察时坐姿要端正，双目并开，可两眼轮换观察以减轻疲劳。

如需要绘图，一般用左眼观察标本，右眼看图纸，这样有利于提高工作效率。

　　9、显微镜用后，用擦镜纸清洁镜头，将各部分转回原处，并使低倍接物镜转至中央，或者将两个物镜跨于透孔的两侧，再下降镜筒，使物镜几乎接触载物台为止。

再盖好绸布或纱布，把显微镜放回箱内。

（四）临时装片制作

　　用显微镜观察植物标本，观察的材料要求很薄而且透明。

有些植物材料，其厚度不大，易透光，因此不必切片可直接制成装片；有的材料则需切成很薄的薄片。

不论是切片或装片标本，有供临时观察的临时片和可长期保存的永久片两种。

临时装片制作如下：

　　临时装片标本制作（以表皮细胞为例）：

（1）取已洁净过的载玻片和盖玻片。

（2）用滴管吸取蒸馏水一滴于载玻片中央。

　　（3）用镊子撕取洋葱叶（或其他植物叶片）内表皮一小片，立即放入载玻片的水滴中，材料不可过大（绝不能超出盖玻片的范围），也不要使材料重叠，皱缩，可用镊子或解剖针仔细展平。

　　（4）用镊子取盖玻片，使盖玻片的一侧先接触载玻片的和水滴，然后再慢慢放下盖玻片，以防止产生气泡。

如仍有气泡，可用镊子或解剖针将盖玻片稍为提高，然后再放下。

切忌用手指揿压盖玻片。

　　（5）加上盖玻片后，如发现盖玻片或材料在水滴上浮动，可用吸水纸从盖玻片一侧吸去部分水，使盖玻片紧贴载玻片为度；如发现水不能布满盖玻片下方，则水太少，可用滴管在盖玻片边缘注入少许水，使水布满盖玻片下方为止。

最后用吸水纸或纱布揩干盖玻片四周的水，装片即告完成。

（五）植物细胞基本结构的观察

　　1、制作临时玻片标本：

　　取洋葱鳞叶小块，在鳞叶凹面中部用刀片轻划一方形小口，以镊子撕下切口处表皮，按临时玻片标本制作法做成临时装片标本。

　　2、观察：

　　将临时玻片标本置于载物台上，按显微镜的使用程序，先进行低倍观察。

可见洋葱表皮有许多呈长方形、排列紧密的一层细胞所组成。

每个细胞的周围有明显的界线，即是细胞壁。

细胞壁以内为原生质体。

在细胞中还可看到一个折光较强的球状结构，它是细胞核。

移动装片，观察细胞形状，找出比较清楚的细胞移至视野中央。

然后从盖玻片的一侧加入1-2滴I-KI染液，同时用吸水纸从盖玻片的另一侧将清水吸去，使染液充分浸透材料，再转换高倍物镜，转致力微调螺旋，辨明以下各部结构：

（1）细胞壁：

它是在显微镜下最易识别的结构，包围在植物细胞原生质体的最外面。

由于细胞壁是无色透明的，故观察时上面与下面的平壁不易看见，而只能看到侧壁。

在I-KI染液作用下略呈淡黄色。

若选用较老鳞叶，在侧壁上还可观察到凹陷区域，这是纹孔。

相邻细胞的纹孔通常成对存在。

（2）细胞核：

一般为扁圆球形小体，其位置偏于细胞边缘薄层细胞质中（取材较老）或位于细胞中央。

与细胞质接触处一薄膜为核膜，但难以辨明。

核膜内透明的胶体为核质，I-KI染色后呈淡黄色。

核质内有1-3个较亮的小球形体，这是核仁。

　　（3）细胞质：

细胞膜以内，细胞核以外的物质，在幼嫩细胞中较稠密，在较老细胞中，由于液泡的增大，细胞质被挤压到紧贴细胞壁呈一薄层环绕液泡。

细胞质为无色透明，I-KI染色后呈淡黄色。

注意细胞的角隅处要仔细观察，把光线适当调暗，反复调节微调螺旋，有可能区分出细胞质与液泡间的界面一般较难辨明。

同时在细胞质中有时可见到白色体。

　　（4）液泡：

常可见大的液泡居于细胞中央，液泡内充满细胞液。

若取鳞茎中较嫩的鳞叶，可见到细胞中常有几个液泡，细胞质呈丝状穿过相邻液泡与细胞核相连。

由于液泡中的细胞液是无色的，而细胞质中有大小不等的颗粒，故两者之间衬托出一明显的界面为液炮膜。

生物学绘图技术

　　生物学绘图，有其特定的方法和要求，不同于美术写生画。

所绘的图，大小比例要如实，不准作艺术上夸张。

绘图要用专用的硬铅笔（2H或3H），铅笔要削得尖而先端圆滑。

　　绘图时用粗细均匀的线条和圆点来描成图像。

细胞结构的各部分轮廓用线条表示，细胞生活部分的颜色深浅或折光率的差别，用密集程度不同的圆点来表示，不得涂抹阴影。

打圆点时铅笔要垂直，不然圆点变为蝌蚪状。

　　绘图步骤如下：

　　1、在洋葱表皮细胞标本上，选取物像清晰，典型的细胞，按其比例将轮廓轻描于图纸上，定比例时要在图的右侧留有注释文字的位置。

　　2、轻轻描绘出细胞间交接处的轮廓。

　　3、绘出细胞内各组成部分轮廓。

　4、用清晰、连续均匀的线条的圆点完成全图，颜色深的部分用密点，颜色浅的部分用疏点表示，细胞壁用双线表示。

　　5、在图的右侧用铅笔注明各部名称，引线要平行，不要互相交叉，文字要整齐。

在图的正下方写上图的名称。

六、思考题

光镜下一般看不见细胞膜，在本次实验中应采取怎样的处理方法才能观察到植物细胞的细胞膜？

实验二植物种子结构观察及种子营养成分的鉴定

一、实验目的和要求：

　　1、熟练掌握种子结构的观察方法。

　　2、通过各类种子的形态和结构观察，理解掌握种子的结构。

　　3、掌握种子中主要营养物质的鉴定方法。

二、仪器和用具：

　　显微镜、放大镜、擦镜纸、镊子、解剖针、培养皿、刀片、吸水纸、纱布

三、实验药品：

　　碘化钾液、苏丹III、蒸馏水

四、实验材料：

　　小麦、玉米、蚕豆、大豆、桂圆（或龙眼）、银杏（白果）

五、实验方法和步骤：

（一）单子叶植物有胚乳种子----玉米（小麦）种子（果实）结构的观察

　　1、玉米（小麦）浸泡

　　实验前1天将玉米粒放入有水的培养皿中浸泡

　　2、观察

（1）种脐

用镊子将果柄和果皮从果柄处剥掉，在果柄下可见到一块黑色组织即为种脐。

（2）观察玉米纵切面

将玉米纵切，观察果皮和种皮，种皮内大部分为胚乳，切面基部乳白色为胚，滴

加碘液，胚乳变蓝紫色，胚变黄色。

胚的结构的观察：

（放大镜、显微镜观察）

子叶：

胚紧贴胚乳处，可见一盾状子叶

胚轴---与子叶相连

胚芽----胚轴上端，胚芽外鞘状结构为胚芽鞘。

胚根---胚轴下端，胚根外鞘状结构为胚根鞘。

（二）双子叶植物无胚乳种子----蚕豆种子结构的观察

1、蚕豆浸泡

　　实验前1天将蚕豆放入有水的培养皿中浸泡（24小时以上）。

　　2、观察

　　⑴种脐

株柄着生处脱落形成的痕迹---种脐（种子一端有黑色的眉状疤痕，为种脐）

⑵种孔

用手指拿住种子的两个较宽面上的近种脐处，进行挤压，可见种脐的一端附近冒

出细小的水泡。

⑶尝试找到合点及种脊。

⑷胚的观察：

找到胚根、胚芽、胚轴和子叶。

有无胚乳？

（三）特殊种子---桂圆种子结构的观察

区分果皮，种皮。

（四）裸子植物种子----银杏种子结构的观察

注意分辨种皮

（五）利用徒手切片法鉴定种子中的储存物质

1、淀粉的鉴定

取小麦或玉米或水稻种子，在水中浸泡，种子泡软时做徒手切片，从中挑选薄的切片制成临时装片，并用碘液染色，在显微镜下观察，可看到染成蓝色的淀粉粒（注意淀粉粒的脐点、轮纹）。

2、蛋白质（糊粉粒）的鉴定

取泡软的大豆种子子叶（其他豆类、蓖麻种子或禾谷类种子），做徒手切片，制成临时装片，碘液染色，显微观察可看到被染成黄色的圆球状小颗粒，即为储存蛋白质的糊粉粒。

3、脂肪和油滴鉴定

取花生种子的子叶（蓖麻、核桃、向日葵等）做徒手切片，制成临时装片，用苏丹III染色后用显微镜观察，可以看到被染成橘红色的圆球状油滴。

用苏丹III染色后的花生切片，再用碘液复染，在显微镜下观察到上述三种储存物质。

判断被染成蓝色的、浅黄色的、橘红色的物质。

六、思考题

1、通过以上种子结构的观察，归纳出种子结构的特征。

2、绘出蚕豆种子的剖面图，标明种脐、种孔、合点及胚的各部分。

3、为何说全麦面包比白面包营养价值高？