顯微鏡的使用和細(xì)胞形態(tài)的觀察

1、顯微鏡的使用及微生物形態(tài)觀察人的眼睛只能識(shí)別大小為0.1mm的物體。顯微鏡是精密的放大儀器，是生物學(xué)研究不可缺少的工具。我們用它可以觀察肉眼看不見(jiàn)的微小生物的結(jié)構(gòu)。中學(xué)最常用的是光學(xué)顯微鏡，為了正確操作、妥善保管和維護(hù)顯微鏡，使之延長(zhǎng)使用年限，我們必須首先了解顯微鏡的結(jié)構(gòu)和功能。一臺(tái)顯微鏡包括機(jī)械裝置和光學(xué)系統(tǒng)兩大部分，注意比較和識(shí)別。(一)、顯微鏡的基本結(jié)構(gòu)：顯微鏡構(gòu)造很復(fù)雜，種類很多，但基本結(jié)構(gòu)是由機(jī)械和光學(xué)兩大部分構(gòu)成，現(xiàn)分述如下：1、機(jī)械部分：它是為光學(xué)部分服務(wù)的部件，包括以下九部分：(1)、鏡座：顯微鏡最下面呈馬蹄形或園形的部分，起穩(wěn)定和支持鏡身作用。(2)、鏡柱：從鏡座向上直立的短

2、柱。上連鏡臂，下連鏡座，可以支持鏡臂和載物臺(tái)。(3)、鏡臂：彎曲成馬蹄形的部分，便于手持，下端與鏡柱相連接的地方有一個(gè)傾斜關(guān)節(jié)，可使鏡臂傾斜，便于觀察。(4)、載物臺(tái)：自鏡臂下端向前伸出，放置標(biāo)本用的平臺(tái)，其中央有一個(gè)園孔，叫通光孔。臺(tái)上有一移動(dòng)器(老式的左右各有一個(gè)壓片夾)，用以固定和移動(dòng)標(biāo)本。(5)、鏡筒：和鏡臂上方連接的園筒部分。有的顯微鏡鏡筒內(nèi)有一抽管，可適當(dāng)抽長(zhǎng)，一般長(zhǎng)度是160-170毫米。鏡筒上端裝有目鏡，下端有一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的園盤(pán)，叫物鏡轉(zhuǎn)換器(或叫物鏡旋轉(zhuǎn)盤(pán)，固著在鏡筒下端，分兩層，上層固著不動(dòng)，下層可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)換器上有24個(gè)圓孔，用來(lái)安裝不同倍數(shù)的低倍或高倍物鏡)。作用是保護(hù)

3、成像的光路與亮度。(6)、調(diào)節(jié)器(也叫調(diào)節(jié)螺旋)：為鏡壁上兩種可轉(zhuǎn)動(dòng)的螺旋，一大一小，能使鏡筒上下移動(dòng)，調(diào)節(jié)焦距。大的叫粗準(zhǔn)焦螺旋，位于鏡臂的上方，可以轉(zhuǎn)動(dòng)，以使鏡筒能上下移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)焦距，升降鏡筒較快，用于低倍鏡對(duì)焦；小的叫細(xì)準(zhǔn)焦螺旋，位于鏡臂的下方，它的移動(dòng)范圍較粗準(zhǔn)焦螺旋小，升降鏡筒較慢，可以細(xì)調(diào)焦距。(7)、傾斜關(guān)節(jié)：鏡柱和鏡臂交界處有一個(gè)能活動(dòng)的關(guān)節(jié)。它可以使顯微鏡在一定的范圍內(nèi)后傾(一般傾斜不得超過(guò)45。)便于觀察。但是在使用臨時(shí)封片觀察時(shí)，禁止使用傾斜關(guān)節(jié)，尤其是裝片內(nèi)含酸性試劑時(shí)嚴(yán)禁使用，以免污損鏡體。(8)、載物臺(tái)：從鏡臂向前方伸出的金屬平臺(tái)。呈方形或圓形，是放置玻片標(biāo)本的

4、地方。其中央具有通光孔，在通光孔的左右有一個(gè)彈性的金屬壓片夾，用來(lái)壓住載玻片。較高級(jí)的顯微鏡，在載物臺(tái)上常具有推進(jìn)器，它包括夾片夾和推進(jìn)螺旋，除夾住切片外，還可使切片在載物臺(tái)上移動(dòng)。2、光學(xué)部分：由目鏡、物鏡、反光鏡、聚光器等四部件組成。(1)、目鏡：裝于鏡筒上方，由兩組透鏡構(gòu)成，接目鏡的作用是把接物鏡所形成的倒立實(shí)像再放大成為一個(gè)虛像。接目鏡上刻有5X,8X,10X,15X,25X等符號(hào)，表示放大倍數(shù)。我們所觀察到的標(biāo)本的物像，其放大倍數(shù)是接物鏡和接目鏡放大倍數(shù)的乘積。如接物鏡是10x,接目鏡是8X,其物像的放大倍數(shù)是10X8=80倍。在接目鏡內(nèi)兩個(gè)透鏡間的光欄上可裝一根剪短的毛發(fā)，做為指針

5、，用以指示要觀察的材料。（2）、物鏡：裝在鏡筒下端物鏡轉(zhuǎn)換器的孔中，一般的顯微鏡有24個(gè)接物鏡鏡頭，每個(gè)鏡頭都是由一系列的復(fù)式透鏡組成的，其上也有放大倍數(shù)記號(hào)，有4X,10X,40X及100X。4X及10X接物鏡是低倍鏡，40X是高倍鏡，100X是油鏡。低倍鏡常用于搜索觀察對(duì)象及觀察標(biāo)本全貌，高倍鏡則用于觀察標(biāo)本某部分或較細(xì)微的結(jié)構(gòu)，油鏡則常用于觀察微生物或動(dòng)植物更細(xì)微的結(jié)構(gòu)。（3）、聚光器（集光器）：位于載物臺(tái)（通光孔）下方，由兩塊或數(shù)塊鏡組成，它能將反光鏡反射來(lái)的光線集中以射入接物鏡和接目鏡，有的聚光器可升降，便于調(diào)光，集光器下有一可伸縮的園形光圈，叫虹彩光圈，可調(diào)集光器口徑的大小和照射面

6、，以調(diào)節(jié)光線強(qiáng)弱（有的顯微鏡只有遮光極而無(wú)集光器）。光線過(guò)強(qiáng)時(shí)，可縮小虹彩光圈。（4）、反光鏡：是顯微鏡觀察時(shí)獲得光源的裝置，位于顯微鏡鏡座中央，一面為平面鏡，一面為凹面鏡。轉(zhuǎn)動(dòng)反光鏡，可使外面光線通過(guò)集光器照射到標(biāo)本上。使用時(shí)，光線強(qiáng)用平面鏡，光線弱用凹面鏡。顯微鏡的成像原理（放大原理）光線反光鏡遮光器通光孔標(biāo)本（一定要透明）物鏡的透鏡（第一次放大成倒立實(shí)像）-鏡筒-目鏡（再放大成虛像）-眼。物鏡的作用：使被觀察物體成一個(gè)倒立的放大的實(shí)像。像投影儀的鏡頭。目鏡的作用：把物鏡成的實(shí)像，再一次放大成虛像。像放大鏡的鏡頭，把物體的像放大。（二）顯微鏡的使用方法：1、取鏡安放：取鏡右手握住鏡臂，左手

7、平托鏡座，保持鏡體直立。（特別要禁止單手提著顯微鏡走，防止目鏡從鏡筒中滑脫）。安放放置桌邊時(shí)動(dòng)作要輕。一般應(yīng)在身體的前面，略偏左，鏡筒向前，鏡臂向后，距桌邊710cm處，以便觀察和防止掉落。安放目鏡和物鏡。2、取好光源（調(diào)光）：用顯微鏡觀察標(biāo)本前，先要取好光源。首先把顯微鏡放在自己左肩一側(cè)臺(tái)前，鏡座距桌邊約兩寸，鏡臂朝自己，鏡筒朝外。用手轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡轉(zhuǎn)換器，使低倍接物鏡和鏡筒成一直線，正對(duì)通光孔。用左眼從接目鏡向下注視，同時(shí)用手撥動(dòng)反光鏡，讓鏡面對(duì)著光源，當(dāng)看到園形鏡界（視野）呈現(xiàn)光亮而均勻的時(shí)候即調(diào)好光了，如視野陰暗不明，則需再調(diào)節(jié)反光鏡和集光器，直到視野明亮均勻?yàn)橹埂?、低倍鏡的使用：觀察任何

8、標(biāo)本都必須先用低倍鏡。（1）放置切片升高鏡筒，把玻片標(biāo)本放在載物臺(tái)中央，標(biāo)本材料正對(duì)通光孔的中心，用壓片夾壓住載玻片的兩端。（2）調(diào)焦將要觀察的玻片標(biāo)本放在載物臺(tái)通光孔的中央，玻片標(biāo)本兩端用壓片夾夾緊，再用手沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)粗調(diào)節(jié)器，把鏡筒徐徐降到接物鏡頭差不多接近玻片標(biāo)本（約半厘米）為止（從側(cè)面觀察下降鏡筒）。然后左眼觀察，邊觀察邊用調(diào)節(jié)器將鏡筒徐徐上升（逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)粗調(diào)節(jié)器）直到發(fā)現(xiàn)物象，觀察清晰為止。如果不夠清楚，可用細(xì)準(zhǔn)焦螺旋調(diào)節(jié)。（不可以在調(diào)焦時(shí)邊觀察邊使鏡筒下降，以免壓碎裝片和鏡頭。）（3）低倍鏡的觀察由所用的目鏡放大倍數(shù)與物鏡放大倍數(shù)相乘，即為原物被放大的倍數(shù)。如果物像不在視野

9、中央，要慢慢移動(dòng)到視野中央，適當(dāng)再進(jìn)行調(diào)節(jié)。4、高倍鏡的使用（1）選好目標(biāo)如果要觀察視野內(nèi)某部分更細(xì)微的結(jié)構(gòu)，則需要用高倍鏡觀察。先用低倍物鏡確定要觀察的目標(biāo)，將其移至視野中央。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器，把低倍物鏡輕輕移開(kāi)，原位置小心換上高倍物鏡。再用粗調(diào)節(jié)器徐徐將鏡筒距離調(diào)整，至視野中出現(xiàn)物象，然后用細(xì)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)到看清物象止。（用高倍物鏡工作距離較短，操作要十分仔細(xì)，以防鏡頭碰擊玻片）C（2）調(diào)焦在正常情況下，當(dāng)高倍物鏡轉(zhuǎn)正之后，在視野中央即可見(jiàn)到模糊的物像，只要向反時(shí)針?lè)较蚵晕⒄{(diào)動(dòng)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋，既可獲得清晰的物像。在換上高倍物鏡觀察時(shí)，視野變小變暗，要重新調(diào)節(jié)視野亮度，可升高聚光器或利用凹面反光鏡。5、油

10、鏡的使用：高倍鏡下觀察的標(biāo)本，如果放大倍數(shù)還不夠，可用油鏡，換用前，同樣要先在高倍鏡下觀察，把要觀察的部分放在視野的正中央。觀察到清晰的物象之后，在蓋玻片上表面的中央滴一小滴香柏油，再換上油鏡頭，使油鏡頭與香柏油接觸，然后由目鏡觀察。一邊觀察，一邊用手稍移動(dòng)細(xì)調(diào)節(jié)器（切忌用粗調(diào)節(jié)器）以看清物象。用油鏡觀察完畢后，轉(zhuǎn)開(kāi)油鏡，必須用擦鏡紙點(diǎn)二甲苯擦去鏡頭上的香柏油。下降鏡筒，直立反光鏡，使光學(xué)部件的光線不再對(duì)在一條直線上。應(yīng)當(dāng)了解的是，在顯微鏡中觀察到的物象是倒象，因此移動(dòng)玻片時(shí)，應(yīng)注意移動(dòng)方向。如果要使物象左移動(dòng)就要向右移動(dòng)玻片，同樣要使物象向前移動(dòng)，就要向后移動(dòng)玻片。6、使用后的整理觀察結(jié)束，

11、應(yīng)先將鏡筒升高，聚光器下降，再取下切片，然后轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器，使物鏡與通光孔錯(cuò)開(kāi)，做好清潔工作。清潔完畢，再下降鏡筒，使兩個(gè)物鏡位于載物臺(tái)上通光孔的兩側(cè),呈“八”字形，將反光鏡轉(zhuǎn)至與載物臺(tái)垂直，罩上防塵罩，仍用右手握住鏡臂，左手平托鏡座，按號(hào)放回鏡箱中。(三)、顯微鏡的保養(yǎng)：(1)取送顯微鏡時(shí)，必須右手握住鏡臂，左手托住鏡座，輕拿輕放。(2)顯微鏡的使用，一定要按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)寫(xiě)的方法和步驟，認(rèn)真仔細(xì)去做，不然，容易損壞標(biāo)本和鏡頭，又達(dá)不到看清物象的目的。(3)觀察標(biāo)本時(shí)，一定要先用低倍鏡觀察，再用高倍鏡，低倍鏡能看清，就不必用高倍鏡。(4)不能用硬紙擦透鏡，必須用干凈的擦鏡紙或細(xì)軟紗布，朝一個(gè)方向擦試透

12、鏡，以免損壞鏡頭。(5)不要隨便轉(zhuǎn)動(dòng)粗細(xì)調(diào)節(jié)器，以免機(jī)器損傷，調(diào)節(jié)失靈。(6)載物臺(tái)要保持清潔、干凈，不要讓水或其他液體(酸、堿或其他化學(xué)藥品等)流到臺(tái)上，以免生銹或腐蝕。(7)避免陽(yáng)光直接照射，要防潮濕、防灰塵，經(jīng)常保持鏡體和鏡體箱的干燥和清潔。油鏡物鏡的基本原理微生物學(xué)研究用的顯微鏡的物鏡通常有低倍物鏡(10X),高倍物鏡(40X),和油鏡(100X)三種。也有“OI"(oilimmersion)字樣表示，它是三者中放大倍數(shù)最大的。根據(jù)使用不同放大倍數(shù)的目鏡，可使被檢物體放大1000-1600倍。本商城出售的規(guī)格中稱之為油彈。使用時(shí)，油鏡與其他物鏡的不同是載玻片與物鏡之間不是隔一

13、層空氣，而是隔一層油質(zhì)稱為油浸系。這種油常選用香柏油，因香柏油的折射率n=1.52,與玻璃相同。當(dāng)光線通過(guò)載玻片后，可直接通過(guò)香柏油進(jìn)入物鏡而不發(fā)生折射。如果玻片與物鏡之間的介質(zhì)為空氣，稱為干燥系，當(dāng)光線通過(guò)載玻片后，受折射發(fā)生散射現(xiàn)象，進(jìn)入物鏡的光線顯然減少，這就降低了視野的照明度。利用油鏡不但能增加照明度，更主要能增加數(shù)值孔徑，因?yàn)轱@微鏡的放大效能是由其數(shù)值孔徑?jīng)Q定的。所謂數(shù)值孔徑，即光線投射到物鏡的最大角度(稱為鏡口角)的一半正弦乘上玻片與物鏡間介質(zhì)的折射率所得的乘積，可用下列公式表示：NA=nxsina式中NA=數(shù)值孔徑；n=介質(zhì)折射率；a=最大入射角的半數(shù)，即鏡口角的半數(shù)。因此，光線

14、投射到物鏡的角度越大，顯微鏡的效能就越大，該角度的大小決定于物鏡的直徑和焦距。同時(shí)，a的理論限度為90。sin90。=1,故以空氣為介質(zhì)時(shí)(n=1),數(shù)值孔徑不能超過(guò)1,如以香柏油為介質(zhì)時(shí)，則n增大，其數(shù)值孔徑也隨之增大。如光線入射角為120o,其半數(shù)的正弦為sin60o=0.87,則：以空氣為介質(zhì)時(shí)：NA=1X0.87=0.87以水為介質(zhì)時(shí)：NA=1.33X0.87=1.15以香柏油為介質(zhì)時(shí)：NA=1.52X0.87=1.32顯微鏡的分辨力是指顯微鏡能夠辨別兩點(diǎn)之間最小距離的能力。它與物鏡的數(shù)值孔徑成正比，與波長(zhǎng)長(zhǎng)度成反比。因此，物鏡的數(shù)值孔徑越大，光波波長(zhǎng)就越短，則顯微鏡的分辨率力越大，被檢物體的細(xì)微結(jié)構(gòu)也越能明晰地區(qū)分出來(lái)。因此，一個(gè)高的分辨力意味著一個(gè)小的可分辨距離，這兩個(gè)因素是成反比關(guān)系的，通常有人把分辨力說(shuō)成是多少微米或納米，這實(shí)際上把分辨力和最小分辨距離混淆起來(lái)了。顯微鏡的分辨力是用可分辨的最小距離來(lái)表示的。能辨別兩點(diǎn)之間的最小距離=入/2NA式中入=光波波長(zhǎng)我們?nèi)庋鬯芨惺艿墓獠ㄆ骄L(zhǎng)度為0.55科m,假如數(shù)值孔徑為0.65的高倍物鏡，它能辨別兩點(diǎn)之間的距離為0.42m。而在0.42m以下的兩點(diǎn)之間的距離就分辨不出，即使使用倍數(shù)更大的目鏡，使顯微鏡的總放大率，也仍然分辨不出。只有改用數(shù)值孔徑更大的物鏡更大的物鏡，增加其