顯微鏡實驗台 · MicroLab

認識顯微鏡

光學顯微鏡由光學部分和機械部分組成。光學部分有目鏡、物鏡、反光鏡（或光源）；機械部分有鏡座、鏡柱、鏡臂、鏡筒、旋轉盤、載物台、調節輪等。

把滑鼠移到顯微鏡的任何部位上，會顯示它的名稱和作用。開啟分解視圖可以看到鏡筒與物鏡是怎樣連接的。

放大倍數 = 目鏡倍數 × 物鏡倍數

物鏡有螺紋，越長倍數越大；目鏡沒有螺紋，越長倍數越小。物鏡上的色環表示倍數：紅 4×、黃 10×、藍 40×、白 100×（油鏡）。

規範操作

按課本的步驟使用顯微鏡，下方的檢查表會逐項打勾，違規操作會記錄在數據塢裡。

一、取鏡和安放：右手握鏡臂，左手托鏡座，放在實驗台上略偏左的地方。

二、對光：轉動旋轉盤使低倍物鏡對準通光孔；把較大的光圈對準通光孔；左眼注視目鏡，轉動反光鏡，直到看到明亮的圓形視野。

三、觀察：把玻片放在載物台上，標本正對通光孔中心，用壓片夾壓住。轉動粗調節輪使鏡筒緩緩下降，眼睛從側面看著物鏡，直到物鏡接近玻片；然後左眼看目鏡，反向轉動粗調節輪使鏡筒緩緩上升，直到看清物像，再略微轉動細調節輪使物像更清晰。

成像特點

在載玻片上寫一個小小的「e」，放在顯微鏡下，看到的卻是「ə」——上下、左右都顛倒了。顯微鏡成的是倒像，相當於把玻片在紙面上旋轉 180°。

這一課視野裡的拖曳方式設為「推玻片」：你的手向哪邊推玻片，物像就向相反的方向移動。

物像偏左上方 → 把玻片向左上方移動，物像才會回到中央

換成「上」字裝片再試一次，並把視野中的像和三維場景中的玻片對照。

低倍換高倍

高倍鏡下視野範圍小，所以必須先在低倍鏡下找到目標，把它移到視野中央，再轉動旋轉盤換上高倍物鏡。

換上高倍鏡後：

· 視野變小、變暗：開大光圈或換用凹面鏡；· 景深變淺：只能轉動細準焦螺旋，粗準焦螺旋一格就可能壓碎玻片；· 看到的細胞數目變少，細胞變大。

視野直徑 = 視場數 ÷ 物鏡倍數 亮度 ∝ (NA ÷ 物鏡倍數)²

目標細胞已用虛線圈出。資料塢的「成像參數」表比較了四個物鏡。

判斷污點位置

視野中有一個污點。它可能在目鏡、物鏡或玻片上。

· 轉動目鏡：污點跟著轉 → 在目鏡上；· 移動玻片：污點跟著動 → 在玻片上；· 兩者都不動，換物鏡後污點消失 → 在物鏡上。

先觀察，再在數據塢中回答。可以按「換一個污點」多練幾次。

植物細胞

撕下洋蔥鱗片葉內表皮，展平在清水中，蓋上蓋玻片。未染色時細胞幾乎透明，只看得清細胞壁——試著把光圈調小，透明的結構會顯出輪廓。

點桌上的碘液，在蓋玻片一側滴加，再點吸水紙在另一側吸引（引流法），碘液會逐漸流過標本：細胞核被染成深棕色，核仁也清楚可見。

植物細胞的基本結構：細胞壁、細胞膜、細胞質、細胞核、液泡。洋蔥表皮細胞有一個很大的中央液泡，細胞核常被擠到細胞邊緣。

在 40× 下轉動細準焦螺旋：細胞約 25 µm 厚，焦平面在上表面、中間、下表面時看到的結構不同。

動物細胞

用消毒牙籤在口腔內側壁輕刮，塗在滴有生理鹽水的載玻片上（用清水細胞會吸水漲破），蓋上蓋玻片。

口腔上皮細胞扁平、形狀不規則，常成團重疊，邊緣有褶皺；細胞核小而居中。它們很薄，不染色幾乎看不見，用亞甲藍染色後細胞核呈深藍色。細胞表面常附著口腔細菌。

和洋蔥表皮細胞比較：動物細胞沒有細胞壁和大液泡，形狀不固定。

草履蟲

從草履蟲培養液的表層吸一滴（表層氧氣多，草履蟲多），放幾絲棉花纖維限制牠們的運動，蓋上蓋玻片。

草履蟲是單細胞生物，身體像倒置的草鞋，長約 200 µm。表面密布纖毛，靠纖毛擺動旋轉著前進；碰到障礙會後退、轉向再前進。

在 10× 下可以看到：口溝、食泡（隨胞質流動）、兩個伸縮泡（收集管呈放射狀，規律地收縮排出多餘的水）、大核與小核。

牠們游得很快——放棉纖維、用低倍鏡追蹤。

葉片與葉綠體

黑藻的小葉只有一兩層細胞，可以直接製片觀察。細胞裡的葉綠體呈扁平的橢球形，圍繞中央液泡沿細胞邊緣流動——這是細胞質的流動（胞質環流）。用葉綠體作為參照，可以判斷流動的方向。

換上蠶豆葉下表皮玻片：表皮細胞像拼圖一樣彼此嵌合；成對的半月形保衛細胞圍成氣孔，保衛細胞裡有葉綠體，普通表皮細胞沒有。

葉片橫切玻片中可以看到上下表皮、柵狀組織、海綿組織和葉脈。

質壁分離與復原

紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的液泡含花青素，便於觀察原生質層的位置。

在蓋玻片一側滴加 0.3 g/mL 蔗糖溶液，另一側用吸水紙吸引。外界溶液濃度高於細胞液，細胞失水，原生質層（細胞膜、液泡膜和兩層膜之間的細胞質）與細胞壁逐漸分離——先從角隅處開始；液泡變小，紫色變深。

再用同樣的方法滴加清水，細胞吸水，發生質壁分離復原。

原生質層的伸縮性 > 細胞壁的伸縮性

資料塢記錄了視野中細胞的平均原生質體面積隨時間的變化。

有絲分裂

洋蔥根尖經過解離（鹽酸 + 酒精，使細胞分離）→ 漂洗 → 染色（甲紫溶液，使染色體著色）→ 製片（壓片使細胞分散）。

先在低倍鏡下找到分生區：細胞呈正方形、排列緊密、許多細胞正在分裂；根冠和伸長區的細胞形態不同。

換高倍鏡後，點擊一個細胞，判斷它處於哪個時期：間期、前期、中期、後期、末期。資料塢會統計各期細胞數並計算分裂指數。

各時期細胞數之比 ≈ 各時期所佔時間之比

注意：解離後細胞已經死亡，看到的是靜止的細胞，不能觀察到一個細胞連續分裂的過程。

血液抹片與油鏡

人血抹片（瑞氏染色）中最多的是紅血球：兩面凹的圓盤，中央較薄而顏色淡，沒有細胞核。白血球數量少、有細胞核：嗜中性球的核分 2~5 葉，淋巴球的核大而圓，單核球最大、核呈腎形，嗜酸性球含橘紅色顆粒。血小板很小，沒有細胞核。

100× 物鏡是油鏡：數值孔徑 1.25，必須在蓋玻片上滴一滴香柏油，否則光線在玻璃與空氣界面發生折射和全反射，影像模糊。油鏡的工作距離只有 0.15 mm。

換成蛙血抹片對比：蛙的紅血球呈橢圓形，有細胞核。

測微尺

目鏡測微尺裝在目鏡裡，刻度隨目鏡放大，實際代表的長度隨物鏡倍數而變，必須先標定。載物台測微尺是一張刻有精確刻度的玻片：1 mm 分 100 格，每格 10 µm。

轉動目鏡使兩尺平行，移動載物台測微尺使兩尺的 0 刻度對齊，再向右找到兩尺刻度再次重合的地方：

目鏡每格長度 = 載物台測微尺格數 × 10 µm ÷ 目鏡格數

把讀數填在數據塢中並標定。之後換上細胞玻片（不要換物鏡），在視野中拖出線段測量細胞長度。

血球計數板

血球計數板的計數室是 1 mm × 1 mm 的方格，深 0.1 mm，分為 25 個中方格、每個中方格 16 個小方格。

先蓋蓋玻片，再在蓋玻片邊緣滴加酵母菌培養液，讓它自行滲入。稍等片刻，待酵母菌沉降到計數室底部再計數。

數四角和中央 5 個中方格（共 80 個小方格）中的酵母菌。點擊酵母菌即可計數。壓在方格線上的細胞，計上不計下、計左不計右；出芽的酵母，芽體達到母細胞一半大小時才算兩個。

每 mL 酵母數 = 80 小格中的數目 ÷ 80 × 400 × 10⁴ × 稀釋倍數

明視野、暗視野與相位差

活細胞大多是透明的，只改變光的相位，不改變亮度，在明視野下很難看清。

· 明視野：縮小孔徑光闌，對比度提高，但解析度下降；稍微離焦，透明結構會出現亮邊或暗邊。· 暗視野：遮住直射光，只讓被標本散射的光進入物鏡——黑色背景上，細胞輪廓和微小顆粒發亮。· 相位差：利用相位板把光程差轉換為明暗差，透明細胞清楚地顯現，邊緣帶有亮暈。

解析度 d = λ ÷ (NA物 + NA聚)

換上矽藻、草履蟲等玻片，比較三種方法。

自由觀察

全部玻片和功能都已開放：從玻片盤裡取任意玻片，使用任意物鏡、目鏡、照明方式和試劑。

小技巧：

· 視野中滾輪 = 細準焦，Shift + 滾輪 = 粗準焦；· 方向鍵移動玻片，數字鍵 1~4 換物鏡；· V 放大目鏡視野，S 側面觀察物鏡；· 打開結構標註後懸停視野中的結構可顯示名稱。