探索生命的器具——光学显微镜

1、探索生命的器具 光学显微镜教学目标 知识目标： 1通过学习显微镜各部件的名称、作用和方法，认识显微镜的结构及功能。 2学习显微镜的使用方法，掌握正确使用显微镜的基本步骤。 3使用显微镜观察制作的临时玻片标准。能力目标 ： 学会正确规范使用显微镜的步骤、方法，发展实验能力。情感态度及价值观目标 ： 通过对本节内容的学习，在科学态度、科学方法的熏陶中，树立初步的科学意识。教学重点1显微镜的使用方法。 2学习独立操作能力的培养。教学难点规范使用显微镜， 并观察到物像 （要求学生用左眼注视目镜内图像的同时， 右眼睁开） 。教学方法谈话法、实验法。教具准备1教师准备： （1）显微镜（准备两个不同倍数的目

2、镜）。（2）四种标本（写有 上 字的玻片，印有数字的挂历透明纸、写有数字的不透明纸、动植 物玻片标本）。（3）擦镜纸、纱布、投影仪，显微镜的使用录像带。2学生准备： （1）对照课本彩图，认识显微镜各部分名称并思考每一部分的作用。 （2）阅读课后的显微镜发展史。课时安排1课时教学过程 导入新课 教师活动：用谈话式教学方式让学生认识细胞，及其与生物的关系。具体活动如下： 科学研究证明，地球上的生物虽然种类繁多，但是从基本结构上说则大体上是一样的-除病毒以外，生物体都是由细胞构成的。生物体的一切活动，比如：生物的长大、繁殖等都是靠细胞来实 现的。细胞是构成生物体结构和功能的基本单位。 要想探索生物的

3、奥秘， 就必须要了解细胞。 我们这一单元的内容就是专门来研究一下生物的各种生命活动与细胞的关系的。 可是，细胞 的体积很小， 我们怎样才能观察到它呢？聪明的人类为了解决这个问题， 而发明创造了显微 镜这种专门用来观察细胞结构和功能的仪器。我们这节课就来认识一下显微镜及其使用方 法。讲授新课显微镜是生物科学研究中常用的观察工具。最早的显微镜是由一位荷兰眼镜商在1600 年前后制造的，它的结构简单，放大倍数不高，只有 1030 倍，可以观察一些小昆虫，如跳蚤等，因而有人称它为跳蚤镜。这种显微镜是用光线照明的，属于光学显微镜。后来随着科学技术的不断发展，人们把显微镜的制造 技术进行了不断的改进。到

4、20 世纪 30 年代诞生了电子显微镜。它是利用高速运动的电子来代替 光线进行观察， 放大倍数可以达到几十万倍。 电子显微镜大大开阔了人们的视野， 使人们看 到了细胞更细微的结构。 它的应用领域已经不止局限于生物学，在医学、物理学、 化学等其 他领域的应用也很广泛， 已经成为了人们了解微观世界不可缺少的工具。下面， 我们先来认识一下现在最常用、最普通的一种显微镜。在学习以前，我们先来看一下如何进行取镜和安放。取镜和安放可概括为几步：右手握，左手托，略 偏左，安目镜。右手握镜臂，左手托镜座，放在实验台略偏左的地方距边缘7 厘米左右，安装好目镜和物镜。下面， 大家就按照这一步骤先来练习一下。安放好

5、以后请大家对照教材上的图，认 识一下各结构名称。学生活动：对照彩图认识各结构名称。教师作适当指导。 教师活动：认识了各结构以后，更重要的是会使用它来进行观察物像。现在每一小组都有四种观察玻 片：写上 上 字的玻片，印有数字的透明纸，动植物玻片标本，写有数字的不透明纸。首先以 号片为例观察。观察前要先对光，对好以后才能观察。 （演示、对光、观察的步骤说明多媒 体）学生活动：观看多媒体、对照练习。教师活动：在对光和观察时要注意 1先用低倍物镜对准通光孔， 2转换器的手法要正确， 3镜筒 下降时，眼睛一定要看着物镜。观察完 号片后再依次观察其他玻片，在观察时要仔细，考虑一 下，这每个装片都说明一个什

6、么问题？学生活动：观察其他玻片，讨论问题。教师活动：这四种玻片都说明了什么问题呢？ 学生甲：物像是倒像，而且上下颠倒左右相反。 学生乙：光学显微镜只能观察能被光穿透的物体。 学生丙：放大倍数为目镜与物镜的放大倍数的乘积。 好，看来，大家对这些问题考虑比较全面，回答完全正确。下面我们针对 号片再做一次观察， 但 不同的是我们换一下目镜，看又会出现什么情况。学生活动：换目镜、观察、讨论。教师活动：发现有什么区别吗？学生： 放大倍数越大， 细胞越大， 个体数越少， 放大倍数越小， 细胞越小， 个体数越多。很好， 看来大家都认真观察比较过了。 这个道理其实很简单， 不明白的同学再观察比较 一次。观察完

7、后，把显微镜擦干净，如需擦目镜和物镜请用擦镜纸。转动转换器，把两个物 镜偏到两旁，并将镜筒缓缓下降到最低处。最后，把显微镜放进镜箱，送回原处。课堂小结本节课我们学习了显微镜的结构名称和操作步骤及其中的注意事项。 希望同学们在以后 的学习、使用当中一定要养成规范使用、 爱镜护镜的良好习惯，不要忽视注意事项。下面我 们做一些课堂练习。巩固练习1使用显微镜时，取镜要用 握住镜臂， 托住镜座，放在自己实验台的偏，然后安装好 和 。答案：右手 左手 左 目镜 物镜2对光时，转动转换器，使低倍镜对准 ，转动遮光器，使一个较大的 对准。用眼朝里注视， 眼睁开，然后用手调节反光镜，直 到看到明亮的视野为止。答

8、案：通光孔 光圈 通光孔 左 目镜 右3有一台显微镜， 它有两个目镜和两个物镜，目镜的放大倍数分别为5和 15，物镜的放大倍数分别为 10和 40。请问， 这台显微镜的最大放大倍数是 ，最小的放大倍数是 。假如现在观察一个标本，需要放大 150，应该选用的目镜为 ，物镜为 。答案： 600 倍 50 倍 15 10 4用下列四组镜头看同一块血液的玻片标本，其中可以看到血细胞数目最多的一组为A 目镜 -5 ，物镜 -10 B 目镜 -5 ，物镜 -40 C目镜 -10 ，物镜 -10 D目镜 -10 ，物镜 -40 答案： D5在载玻片上写下一个小小的字母 d ，用显微镜观察时，会看到放大的图像

9、形状是 A b B dCq D p 答案： D 6当显微镜视野很暗，影响观察时，应调节光亮程度，此时应采取的措施是 A缩小光圈B换高倍目镜 C选用凹面镜反光D调节准焦螺旋 答案： C 7显微镜放大倍数的计算方法是 A 以目镜倍数为准 B以物镜倍数为准 C目镜与物镜倍数的乘积 D目镜与物镜倍数之和 答案： C8遮光器上光圈的作用是A调节焦距B调节光亮度C调节光线角度D调节图像清晰度 答案： B 9显微镜的使用步骤是 。取镜 对光 装目镜 降镜筒 观察 答案：布置作业 查阅资料了解有关显微镜的发展史及对人类的贡献。活动与探究根据显微镜的成像原理，自选材料试做一个简单的显微镜。板书设计显微镜的使用一

10、、取镜和安放 右手握、左手托、略偏左、安目镜二、对光低倍镜、左眼看右眼睁、转反光三、观察 压标本、下镜筒、左眼看、上镜筒备课资料一、罗伯特 虎克 -细胞的发现者罗伯特 虎克（ RobertHooke ，1635 1703），是英国著名的物理学家、生物学家。虎克出生于英格兰 怀特岛弗雷什沃特村的一个牧师家庭，儿时起他便喜欢钟表和机械玩具，锻炼了一双灵巧的手。1653 年，虎克从威斯敏斯特中学毕业后移居牛津。 1662 年被任命为英国皇家学会的实验管理员。 1663年，他获得牛 津大学文学硕士学位，并被选为英国皇家学会会员。 1665 年罗伯特 虎克出版了显微图集，向人们提供 了大量的显微图画信息

11、，它涉及化学、地质、生物等多个领域，并做出重大贡献，被誉为17 世纪最伟大的科学仪器发明家和设计者。二、电子显微镜 光学显微镜可以使物像放大数百倍至上千倍，如果要研究更细微的结构，就需要将物像放大到数千倍 以上，为此，人们又研制出了电子显微镜。电子显微镜是利用高速运动的电子束代替光线来观察物体细微 结构的显微镜。电子显微镜一般由电子枪、电子透镜、样品台、图像显示装置和真空系统组成。依照类别 主要分为穿透式电子显微镜和扫描式电子显微镜两种。由于电子显微镜的发展，使人们可以研究细胞的各 种精细结构，分辨出引起疾病的病毒，同时，电子显微镜也扩大了科学家的研究领域。我国在1965 年试制成功 20 万

12、倍的电子显微镜，后又研制成 80 万倍电子显微镜。三、细胞学说的建立在罗伯特 虎克用自制的显微镜观察了软木的薄片以后，在很长的一段时间里，人们都误认为细胞壁是 细胞的主要部分。 1671 年，英国和意大利的科学家同时发现了活细胞的内部充满了黏稠的物质，他们把这 种黏稠的物质叫做 黏质，但不知道这就是细胞的主要组成部分。 1831 年，英国科学家发现活的植物细胞 内有一个由特别稠密的物质构成的结构， 他把这个结构叫做细胞核， 并认为细胞核是细胞的一个组成部分。 这时候，细胞质和细胞核虽然都已发现，但是，人们仍然不知道它们的重要性，还是过高地估计细胞壁的 作用。直到 1838 年，德国科学家才指出

13、细胞壁是细胞质和细胞核活动的产物，而不是细胞的 主要组成部分。18381939 年，德国植物学家施莱登（ MJScheiden， 18041881）和解剖学家、生理学家施旺 （TSchwann，18101882），通过各自的研究工作，指出细胞是动植物的基本结构和生命单位，从而建立 了细胞学说。这是自 1665 年罗伯特 虎克发现细胞以来，人们对细胞进行的第一次理论性概括。 细胞学说阐明了植物界和动物界在生命本质上的统一性， 成为人们认识生物界的一次重大飞 跃。四、显微镜使用时的注意事项 1取送方法要正确。因为反光镜是通过镜柄插放在镜臂下面的，目镜是插放在镜筒上 端的，所以，它们很容易滑落而损坏

14、。取送显微镜时一定要右手握住镜臂，左手托住镜座， 在任何情况下都不准用一只手提着显微镜。 另外，也不准许学生取下反光镜和目镜乱照乱摸。2镜头的保护。目镜和物镜平时放在显微镜箱内的专用的盒内。上实验课期间，为了 防止落上灰尘， 要制作专用的塑料袋或布袋， 课间要随时罩好。镜头脏了， 只能用专用的擦 镜纸擦试，擦时要顺着一个方向擦。如果擦试不净，最好蘸一点二甲苯继续擦。注意，决不 能把镜头放到二甲苯中浸泡，这样会使镜头开胶，镜片脱落。3粗、细准焦螺旋的使用和防止镜筒下滑。一般地说，粗、细准焦螺旋各转动一周，可以使镜筒分别 移动 10 mm和 01 mm。要使镜筒下降时，一定要用眼睛直接看着物镜，使

15、镜筒缓缓下降。否 则，很容易砸坏物镜和玻片标本。显微镜使用时间过长， 镜筒容易出现下滑现象。 如果情况不太严重， 教师可以进行如下 简易维修： 老式显微镜臂的上端有两个控制镜筒松紧的螺丝， 只要顺时针拧动螺丝， 镜筒就 拧紧了， 对于国产的新式显微镜， 镜筒的松紧是通过两个粗准焦螺旋来调节的。 左手握紧左 侧粗准焦螺旋， 右手顺时针方向拧紧粗准焦螺旋， 镜筒就拧紧了。 如果情况严重， 要及时送 到修理部门维修。4转换器的使用。转动转换器时，不要用手指扳着物镜。这样时间长了，容易使物镜 镜头松动，改变焦距，影响观察的清晰度。正确的方法是手指握准转换器的边缘进行转动。5制作目镜上的指示针。在演示或

16、考察学生观察效果时，最好用带有指示针的目镜。 筒易的做法是： 轻轻拆开目镜， 将一根短头发的一端用胶水粘在目镜内里的边缘， 另一端指 向目镜圆心的附近。观察时，轻轻地转动目镜，指示针就能够指出视野内的不同部位。五、电子显微镜电子显微镜是一种精密观察仪器， 广泛地应用于现代工农业生产和科学研究中， 已经日 益成为一种必不可少的重要仪器。 在医学和生物学中可以用它来研究细胞的亚显微结构， 并 研究病毒等。在遗传学中可以用它来研究遗传物质。此外，在石油化工、地质、冶金、电子 材料、航空材料等项科研工作中都要用到电子显微镜。我国在 1965 年试制成功 20 万倍的电子显微镜， 后来又研制成 80 万

17、倍的电子显微镜。 后者具有分辨率 高（可以看清两个小点间最小距离为 144 nm，相当于人的头发丝的五百万分之一，已经达到 可以分辨单个分子和原子的程度）、放大倍率范围宽、操作方便、使用范围广的特点，并配 有自动照相装置。电子显微镜是利用高速运动的电子束代替光线作为工作媒质的。 它的基本原理是在一个 高真空系统中，由电子枪发射电子束，电子束穿过被研究的样品，经过电子透镜聚焦放大， 在荧光屏上显示出放大的物像。 这种结构的显微镜叫做透射式电子显微镜。 如果用电子束在 样品上逐点扫描，然后用电视原理进行放大成像， 并且显示在电视荧光屏上，那么，具有这 种结构的显微镜，就叫做扫描式电子显微镜。六、发

18、现细胞的人 - 罗伯特 虎克 人类在很长的时期内，都是依靠肉眼来观察世界上形形色色的事物的。但是，人眼能够看到的物体， 极限只有 0 1 mm。公元 1 世纪时罗马学者曾谈到装有水的水晶器皿可以放大字母。16 世纪中期，瑞士的一位博物学家用放大镜描述了蜗牛壳和原生动物。1610年，伽利略（ GGalilei ，15641642）根据望远镜倒视时有放大物体的特点，制成了一台显微镜，并对昆虫进行了观察。以后，自制显微镜的人日益增多， 英国物理学家罗伯特 虎克（ Robter Hooke，16351703）就是其中的一个。1665 年，虎克从一小块清洁的软木上切下光滑的薄片。当他把它放到显微镜下观察

19、时， 似乎看到了一些小的空洞， 但并不十分清楚。 虎克切下的极薄的切片是白色的， 他便把它的 下面衬上一片黑色的木板， 再用一个凸镜投光其上， 于是他清楚地看到了薄片全部是多孔多 洞的， 像一个个蜂窝。 虎克当时研究软木的目的， 是为了阐明软木轻而具有弹性和疏水性等 特点， 结果却发现了很多的小孔或小室。 虎克首先把这些小孔叫做细胞。 细胞这个名词一直 沿用至今。16771678 年，荷兰的显微镜学家雷文虎克( Avan Leeuwenhoek，1632 1723)，用自制的显微 镜发现浸泡胡椒的水中有许多小动物。 与雷文虎克同时期从事显微镜观察研究的， 还有意大 利和英国科学家。他们分别对植

20、物细胞、原生动物、细菌、红细胞等进行了观察和描述。作 为早期的显微镜学家， 虎克和他们记录下许多重要的观察结果， 第一次在一个新的水平上揭 示出一个令人难以置信的、十分复杂的生物界。七、动物细胞培养技术的发展简史 本世纪初，人们还不知道神经纤维是由神经细胞的细胞质向外突出而形成的，还是由神经细胞周围的 其他细胞融合而成的。生物学家们就这个问题展开了激烈的争论。 1907 年，美国生物学家哈里森从蝌 蚪的脊索中分离出神经组织， 把它放在青蛙的凝固的淋巴液中培养。 蝌蚪的神经组织存活了 好几周，并且从神经细胞中长出了神经纤维。 哈里森的实验不仅解决了神经纤维的起源问题， 而且开创了动物组织培养的先河。 此后