高中生物新课程教材显微镜观察实验分析

高中生物新课程教材显微镜观察实验分析江苏省沭阳高级中学（223600）陈卫东本文发表于《实验教学与仪器》2012年11期一、概念：显微镜观察实验就是指在实验过程中，由于所要观察的对象比较小，必须借助于显微镜才能完成的实验。二、新课程显微镜观察类实验内容：三、实验操作需要注意问题：1．注意取材：由于在实验过程中需要借助于显微镜观察，因此对实验材料都要有以下一些要求：首先是容易取材，最好是身边常见的材料；其次是材料要容易制片；第三是材料要容易观察，尽量不选用干扰大的材料；第四是选材要适合所要实验的对象等。序号实验名称使用的目的或作用1使用高倍显微镜观察几种细胞观察不同细胞结构和形态2检测生物组织中的脂肪观察细胞中的脂肪颗粒3观察DNA和RNA在细胞中的分布观察细胞中的DNA和RNA分布4体验制备细胞膜的方法观察细胞变化5用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体观察叶绿体和线粒体6植物细胞的吸水和失水观察细胞的质壁分离和复原过程7观察根尖分生组织细胞的有丝分裂观察植物根尖细胞有丝分裂各时期8观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片观察蝗虫精母细胞减数分裂各时期9低温诱导植物染色体数目的变化观察植物细胞中染色体数目的变化10培养液中酵母菌种群数量的变化观察酵母菌数量11土壤中小动物类群丰富度的研究使用低倍镜观察土壤中体型小的动物12鉴别细胞死活（为课后练习实验）观察细胞死活序号实验名称常选用材料1使用高倍显微镜观察几种细胞尽可能选用不同类型的细胞2检测生物组织中的脂肪脂肪含量高且容易制作切片的种子3观察DNA和RNA在细胞中的分布人口腔上皮细胞或其他动物细胞4体验制备细胞膜的方法哺乳动物红细胞5用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体观察叶绿体常选用新鲜藓类的叶或菠菜叶下2．材料处理：显微镜观察要求细胞要是单层或单个才能观察清楚，有的颜色太浅不容易观察，而有的实验过程要求细胞始终保持活性，因此在实验过程中要根据不同材料，不同的观察对象，做不同的材料处理，如切片、撕取、浸泡、染色、解离、保持生活状态等。检测生物组织中的脂肪时，需要对花生或大豆等实验材料先浸泡后切片，然后利用苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）进行染色，观察到的细胞中的脂肪颗粒呈橘黄色（苏丹Ⅳ则呈红色）；观察DNA和RNA在细胞中的分布实验则先需用盐酸溶液浸泡处理，再利用甲基绿和吡罗红混合染液染色，观察到的现象是RNA被染成红色而DNA被染成绿色；体验制备细胞膜的方法实验则要用清水处理哺乳动物红细胞，在显微镜下观察被清水胀破的红细胞的形态；用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体实验要求对藓类的叶直接观察，菠菜叶则要求撕取下表皮（要带少量叶肉），利用口腔上皮细胞观察线粒体则需利用活性染色剂健那绿对线粒体染色，在显微镜下可以观察到蓝绿色的线粒体；植物细胞的吸水和失水实验要撕取紫皮洋葱外表皮做成装片，在实验过程中要使细胞始终保持生活状态；观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验和低温诱导植物染色体数目的变化实验都要对实验材料（根尖分生区）解离并用龙胆紫染液（或醋酸洋红液）染色并压片使细胞分散开，能观察到被染成深紫色（或紫色）的染色体；鉴别细胞死活则需要用台盼蓝染液染色，在显微镜下看到活细胞不能被染色，而死细胞则会被染成蓝色。3．注意显微镜操作要求：显微镜的使用是高中学生必须掌握的实验技能之一，如果学生不能熟练掌握使用显微镜，势必会影响生物学的学习。因此，教师有必要花大力气帮助每位学生学习、掌握这一必要的技能。在操作过程中要注意指导学生如何正确使用高倍显微镜对光→放置装片→调试低倍镜观察→移动装片→转动转换器→换至高倍镜→调节细准焦螺表皮（带少量叶肉）；观察线粒体选用人口腔上皮细胞6植物细胞的吸水和失水紫色洋葱外表皮细胞7观察根尖分生组织细胞的有丝分裂洋葱、大葱或蒜根尖分生区细胞8观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片蝗虫精巢固定装片9低温诱导植物染色体数目的变化洋葱、大葱或蒜根尖分生区细胞10培养液中酵母菌种群数量的变化酵母菌细胞11土壤中小动物类群丰富度的研究土壤中体型小的动物12鉴别细胞死活无特别要求旋→调节光圈（或反光镜）→观察。显微镜使用后要注意保养，将显微镜擦拭干净，并将各镜头、反光镜归位，放置回原处保存等。四、拓展和延伸：课本上的实验我们需要认真的理解和领会，但是也要注意从全新的、应用的角度去重新分析已做过的每一个实验，从中提取出真正要掌握的重要内容。主要包括两部分内容：一是每个实验的设计思想、设计思路；二是每个实验中最基本的实验方法和技术（如显微镜、切片、临时装片的制作等）。在知识掌握的同时，还要注意拓展和延伸，使得自己的知识运用能力得到进一步提升。2009年江苏高考题30题就是一个考查显微镜观察的实验题：回答下列与细胞有关的实验问题。（1）下列4项实验中，需保持细胞生理活性的有(填序号)。①观察叶绿体和原生质的流动②观察洋葱鳞片叶内表皮细胞中DNA的分布③探究酵母菌的呼吸方式④红细胞中血红蛋白的提取和分离（2）按下面步骤进行质壁分离实验。步骤一：在洁净的载玻片中央加一滴清水，取一片藓类小叶，盖上盖玻片。步骤二：从盖玻片一侧滴入0.3g/mL的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。这样重复几次，使盖玻片下面的藓类小叶浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中。步骤三：在显微镜下观察，结果如图所示。①图中A、B处的颜色分别是。②如果上述实验步骤二中从盖玻片的一侧滴入的是加有伊红（植物细胞不吸收的红色染料）的0.39／mL的蔗糖溶液，则在显微镜下观察到A、B处颜色分别是。③如果将步骤二中浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中的藓类小叶的装片，放在80℃条件下处理一段时间（装片中的藓类小叶保持在0.3g/mL的蔗糖溶液中）。在显微镜下清晰地观察到细胞结构后，为更准确地判断A处颜色，对显微镜的操作方法是、。如果A处呈绿色，可能的原因是。这是一个以质壁分离及复原实验为基础的实验的考查，但这个实验显然是作了一定的拓展和延伸：第（1）个问题就是一个小综合性的问题，考查了4个实验；步骤三的②考查就比较深入，究竟你对这个实验理解没理解，理解了很容易，没理解做不出；步骤三的③考查了显微镜的操作，又考查了叶绿体膜的特性，以及温度对膜的影响等，考查的知识面明显加宽了。答案：（1）①③（2）①无色、绿色②红色、绿色③改变光圈大小；调节反光镜（电光源亮度）；高温下细胞膜、叶绿体膜失去选择透过性，叶绿素等色素进入A处。2011年江苏学业水平测试40题则也是一个考查显微镜观察的实验题：为了观察植物细胞质壁分离和复原的现象。某同学设计并进行了如下实验：材料用具：洋葱；刀片，镊子，滴管，载玻片，盖玻片，吸水纸，显微镜；质量浓度为0.075g/mL的胭脂红溶液（胭脂红是一种水溶性的大分子食用色素，呈红色），清水等。方法步骤：请回答下列问题：（1）图中步骤B用显微镜观察的目的是。（2）假如该同学发现植物细胞质壁分离后不能复原，可能的原因有、，导致细胞过度失水而死亡。（3）该同学在步骤D观察到了质壁分离现象，其结果应为下图中的（填序号）。判断的理由有__________。这也是一个考查质壁分离的实验题，但与课本内容相比，则利用了逆向思维的方法。通常我们质壁分离及复原实验都是用液泡中有颜色的材料，但在这个实验中却用到了白皮洋葱作实验材料。而将外界溶液改成了有颜色的胭脂红溶液，通过外界溶液进入细胞壁内的情况来考查质壁分离的情况，同样现象会非常明显。参考答案：（1）观察到的现象与后续质壁分离的现象形成对比（2）胭脂红溶液浓度过大、质壁分离时间过长（3）①、胭脂红不能透过生物膜，但可以透过细胞壁，故在原生质层和细胞壁之间为红色，原生质层为无色通过这个题目还能给我们的启示是有时思考问题我们不妨也采用逆向思维的方法，也许能对我们解题或解决问题提供更好的帮助。