显微镜实验台 · MicroLab

认识显微镜

光学显微镜由光学部分和机械部分组成。光学部分有目镜、物镜、反光镜（或光源）；机械部分有镜座、镜柱、镜臂、镜筒、转换器、载物台、准焦螺旋等。

把鼠标移到显微镜的任何部位上，会显示它的名称和作用。打开分解视图可以看到镜筒与物镜是怎样连接的。

放大倍数 = 目镜倍数 × 物镜倍数

物镜有螺纹，越长倍数越大；目镜没有螺纹，越长倍数越小。物镜上的色环表示倍数：红 4×、黄 10×、蓝 40×、白 100×（油镜）。

规范操作

按课本的步骤使用显微镜，下方的检查表会逐项打勾，违规操作会记录在数据坞里。

一、取镜和安放：右手握镜臂，左手托镜座，放在实验台上略偏左的地方。

二、对光：转动转换器使低倍物镜对准通光孔；把较大的光圈对准通光孔；左眼注视目镜，转动反光镜，直到看到明亮的圆形视野。

三、观察：把玻片放在载物台上，标本正对通光孔中心，用压片夹压住。转动粗准焦螺旋使镜筒缓缓下降，眼睛从侧面看着物镜，直到物镜接近玻片；然后左眼看目镜，反向转动粗准焦螺旋使镜筒缓缓上升，直到看清物像，再略微转动细准焦螺旋使物像更清晰。

成像特点

在载玻片上写一个小小的“e”，放在显微镜下，看到的却是“ə”——上下、左右都颠倒了。显微镜成的是倒像，相当于把玻片在纸面上旋转 180°。

这一课视野里的拖动方式设为“推玻片”：你的手向哪边推玻片，物像就向相反的方向移动。

物像偏左上方 → 把玻片向左上方移动，物像才会回到中央

换成“上”字装片再试一次，并把视野中的像和三维场景中的玻片对照。

低倍换高倍

高倍镜下视野范围小，所以必须先在低倍镜下找到目标，把它移到视野中央，再转动转换器换上高倍物镜。

换上高倍镜后：

· 视野变小、变暗：开大光圈或换用凹面镜；· 景深变浅：只能转动细准焦螺旋，粗准焦螺旋一格就可能压碎玻片；· 看到的细胞数目变少，细胞变大。

视野直径 = 视场数 ÷ 物镜倍数 亮度 ∝ (NA ÷ 物镜倍数)²

目标细胞已用虚线圈出。数据坞的“成像参数”表比较了四个物镜。

判断污点位置

视野中有一个污点。它可能在目镜、物镜或玻片上。

· 转动目镜：污点跟着转 → 在目镜上；· 移动玻片：污点跟着动 → 在玻片上；· 两者都不动，换物镜后污点消失 → 在物镜上。

先观察，再在数据坞中回答。可以按“换一个污点”多练几次。

植物细胞

撕下洋葱鳞片叶内表皮，展平在清水中，盖上盖玻片。未染色时细胞几乎透明，只看得清细胞壁——试着把光圈调小，透明的结构会显出轮廓。

点桌上的碘液，在盖玻片一侧滴加，再点吸水纸在另一侧吸引（引流法），碘液会逐渐流过标本：细胞核被染成深棕色，核仁也清楚可见。

植物细胞的基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、液泡。洋葱表皮细胞有一个很大的中央液泡，细胞核常被挤到细胞边缘。

在 40× 下转动细准焦螺旋：细胞约 25 µm 厚，焦平面在上表面、中间、下表面时看到的结构不同。

动物细胞

用消毒牙签在口腔内侧壁轻刮，涂在滴有生理盐水的载玻片上（用清水细胞会吸水涨破），盖上盖玻片。

口腔上皮细胞扁平、形状不规则，常成团重叠，边缘有褶皱；细胞核小而居中。它们很薄，不染色几乎看不见，用亚甲蓝染色后细胞核呈深蓝色。细胞表面常附着口腔细菌。

和洋葱表皮细胞比较：动物细胞没有细胞壁和大液泡，形状不固定。

草履虫

从草履虫培养液的表层吸一滴（表层氧气多，草履虫多），放几丝棉花纤维限制它们的运动，盖上盖玻片。

草履虫是单细胞生物，身体像倒置的草鞋，长约 200 µm。表面密布纤毛，靠纤毛摆动旋转着前进；碰到障碍会后退、转向再前进。

在 10× 下可以看到：口沟、食物泡（随胞质流动）、两个伸缩泡（收集管呈放射状，规律地收缩排出多余的水）、大核与小核。

它们游得很快——放棉纤维、用低倍镜跟踪。

叶片与叶绿体

黑藻的小叶只有一两层细胞，可以直接制片观察。细胞里的叶绿体呈扁平的椭球形，围绕中央液泡沿细胞边缘流动——这是细胞质的流动（胞质环流）。用叶绿体作为参照，可以判断流动的方向。

换上蚕豆叶下表皮玻片：表皮细胞像拼图一样彼此嵌合；成对的半月形保卫细胞围成气孔，保卫细胞里有叶绿体，普通表皮细胞没有。

叶片横切玻片中可以看到上下表皮、栅栏组织、海绵组织和叶脉。

质壁分离与复原

紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡含花青素，便于观察原生质层的位置。

在盖玻片一侧滴加 0.3 g/mL 蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引。外界溶液浓度高于细胞液，细胞失水，原生质层（细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质）与细胞壁逐渐分离——先从角隅处开始；液泡变小，紫色变深。

再用同样的方法滴加清水，细胞吸水，发生质壁分离复原。

原生质层的伸缩性 > 细胞壁的伸缩性

数据坞记录了视野中细胞的平均原生质体面积随时间的变化。

有丝分裂

洋葱根尖经过解离（盐酸 + 酒精，使细胞分离）→ 漂洗 → 染色（甲紫溶液，使染色体着色）→ 制片（压片使细胞分散）。

先在低倍镜下找到分生区：细胞呈正方形、排列紧密、许多细胞正在分裂；根冠和伸长区的细胞形态不同。

换高倍镜后，点击一个细胞，判断它处于哪个时期：间期、前期、中期、后期、末期。数据坞会统计各期细胞数并计算分裂指数。

各时期细胞数之比 ≈ 各时期所占时间之比

注意：解离后细胞已经死亡，看到的是静止的细胞，不能观察到一个细胞连续分裂的过程。

血涂片与油镜

人血涂片（瑞氏染色）中最多的是红细胞：两面凹的圆盘，中央较薄而颜色淡，没有细胞核。白细胞数量少、有细胞核：中性粒细胞的核分 2~5 叶，淋巴细胞的核大而圆，单核细胞最大、核呈肾形，嗜酸性粒细胞含橘红色颗粒。血小板很小，没有细胞核。

100× 物镜是油镜：数值孔径 1.25，必须在盖玻片上滴一滴香柏油，否则光线在玻璃与空气界面发生折射和全反射，图像模糊。油镜的工作距离只有 0.15 mm。

换成蛙血涂片对比：蛙的红细胞呈椭圆形，有细胞核。

测微尺

目镜测微尺装在目镜里，刻度随目镜放大，实际代表的长度随物镜倍数而变，必须先标定。台微尺是一张刻有精确刻度的玻片：1 mm 分 100 格，每格 10 µm。

转动目镜使两尺平行，移动台微尺使两尺的 0 刻度对齐，再向右找到两尺刻度再次重合的地方：

目镜每格长度 = 台微尺格数 × 10 µm ÷ 目镜格数

把读数填在数据坞中并标定。之后换上细胞玻片（不要换物镜），在视野中拖出线段测量细胞长度。

血球计数板

血球计数板的计数室是 1 mm × 1 mm 的方格，深 0.1 mm，分为 25 个中方格、每个中方格 16 个小方格。

先盖盖玻片，再在盖玻片边缘滴加酵母菌培养液，让它自行渗入。稍等片刻，待酵母菌沉降到计数室底部再计数。

数四角和中央 5 个中方格（共 80 个小方格）中的酵母菌。点击酵母菌即可计数。压在方格线上的细胞，计上不计下、计左不计右；出芽的酵母，芽体达到母细胞一半大小时才算两个。

每 mL 酵母数 = 80 小格中的数目 ÷ 80 × 400 × 10⁴ × 稀释倍数

明场、暗场与相差

活细胞大多是透明的，只改变光的相位，不改变亮度，在明场下很难看清。

· 明场：缩小孔径光阑，对比度提高，但分辨率下降；稍微离焦，透明结构会出现亮边或暗边。· 暗场：遮住直射光，只让被标本散射的光进入物镜——黑色背景上，细胞轮廓和微小颗粒发亮。· 相差：利用相位板把光程差转换为明暗差，透明细胞清楚地显现，边缘带有亮晕。

分辨率 d = λ ÷ (NA物 + NA聚)

换上硅藻、草履虫等玻片，比较三种方法。

自由观察

全部玻片和功能都已开放：从玻片盘里取任意玻片，使用任意物镜、目镜、照明方式和试剂。

小技巧：

· 视野中滚轮 = 细准焦，Shift + 滚轮 = 粗准焦；· 方向键移动玻片，数字键 1~4 换物镜；· V 放大目镜视野，S 侧面观察物镜；· 打开结构标注后悬停视野中的结构可显示名称。