资源简介

生物学的研究工具
一、教学目标
1．说出显微镜的基本构造和功能。
2．能使用显微镜观察到清晰的图像，会计算显微镜的放大倍数。
3．认识并初步学会生物学实验中的其他研究工具。
二、教学重难点
重点：
（1）显微镜的基本构造和作用。
（2）正确使用显微镜，并观察到清晰的图像。
难点：
正确使用显微镜，并观察到清晰的图像。
三、课时安排
1课时
四、教学过程
（一）新课引入
师：“工欲善其事，必先利其器”。生物科技的发展离不开生物技术的进步，细胞是动植物体的结构和功能的基本单位，直到显微镜的诞生，人们才真正看到细胞，那么，显微镜是怎样发展起来的呢？大家请看视频。
播放视频：《光学显微镜的发展和种类》
（视频描述：公元前一世纪，人们就发现通过球形透明物体去观察微小物体时可以使其放大成像。1590年，荷兰和意大利的眼镜制造者已经制造出类似显微镜的放大仪器。1610年前后，意大利的伽利略和德国的开普勒在研究望远镜时，改变物镜和目镜之间的距离，得出合理的显微镜光路结构。1665年，英国的罗伯特虎克利用自制的显微镜观察到了植物细胞。1675年，荷兰生物学家列文虎克制成了当时世界上最精致的可以放大270倍的显微镜，他发现了十分微小的原生动物和红细胞。
到了近代，随着应用物理学的发展，各种各样的光学显微镜应运而生。
暗视野显微镜：是一种具有暗视集中器或中央遮光板的显微镜。这种显微镜可观察运动着的有机体。
荧光显微镜：其特点是以紫外光为光源，使标本内的荧光物质激发出不同颜色的荧光，以研究标本内某些物质的特征和位置。
相差显微镜：可以观察活细胞中不同染色的微细结构。
倒置显微镜：物镜位于标本的下方，而光源位于标本的上方。主要用于细胞培养时观察培养瓶中细胞的生长情况。
在各种各样的显微镜帮助下，我们会更加体会到生命的神奇与精妙！）
师：今天，我们就来学习练习使用显微镜。
（二）新课讲授
知识点一：显微镜的构造和使用
师：我们实验室通常使用的是光学显微镜，那你知道为什么叫光学显微镜吗？
生：它是利用光学的原理，把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器。
师：很好，所以光学显微镜观察的实验材料必须是薄而透明的。我们一起来认识一下显微镜吧！
播放视频：《认识显微镜》
（视频描述：台湾的设计师设计了一款概念水龙头，这款水龙头可以让我们看到手上的细菌。是不是很惊奇呢？其实，这款水龙头是借助显微镜来直观显示细菌的。在显微镜下，我们可以看到肉眼看不到的微观世界，显微镜是我们了解微观世界的必备工具。
显微镜是由一个透镜或几个透镜的组合构成的光学仪器，一般分为光学显微镜和电子显微镜。现在我们以常用的光学显微镜为例，来认识一下它吧！
从上到下，显微镜的结构包括：目镜，镜筒，粗准焦螺旋，细准焦螺旋，转换器，物镜，载物台，压片夹，通光孔，遮光器，反光镜，镜臂，镜柱，镜座。
镜座起稳定显微镜的作用。镜柱，有支撑以及调节角度的作用。镜臂紧紧地“握着”显微镜的镜筒，连接上下结构，也起到了支撑的作用。反光镜可以反射光线，它的一面是平面镜，一面是凹面镜，在光线充足或需要暗视野时使用平面镜；在光线不足或需要明亮视野时使用凹面镜。载物台是放置玻片标本的地方。载物台上的压片夹用来固定玻片标本。载物台的中央是一个通光孔，是光线经反光镜反射后进入物镜的通道。遮光器位于载物台下方，转动遮光器可以通过选择光圈的大小来调节进入物镜的光线。粗准焦螺旋和细准焦螺旋是调节镜筒上升和下降的装置。粗准焦螺旋可以大幅度的调节镜筒的升降来调节焦距；细准焦螺旋则可使镜筒细微的升降，更加细致的调节物像的清晰程度。通过转动转换器，可以选择不同倍数的物镜进行观察。
目镜和物镜是放大物体的镜头，是显微镜的核心部分。经过目镜和物镜的两次放大成像，一个微小的物体就会被放大成百上千倍，最终我们看到的物像是倒立放大的虚像。
目镜和物镜的长短不同，也决定了它们放大倍数的不同。目镜越长，放大倍数越小，而物镜越长，放大倍数则越大。显微镜的放大倍数等于目镜的放大倍数乘物镜的放大倍数。因此，物体被放大多少倍，取决于我们选择了多大倍数的目镜和物镜。显微镜放大的倍数越大，我们观察到的物像就越大，但观察到的视野范围就越小，细胞的数量也越少。
现在你对显微镜的认识是不是更多了呢？想一想，如果在显微镜的视野中观察到了字母p，那么实际上它是哪个字母呢？究竟是q，d，b中的哪一个呢？）
师：光学显微镜的构造可分为三部分：机械部分、照明部分、光学部分。机械部分如镜座和镜臂，可用于支持、支撑；照明部分如反光镜和光圈可用于收集或传播光线；光学部分如目镜和物镜是光学显微镜的主要构造，是对标本进行放大和成像的。
师：下面我们来总结显微镜各部分的结构和作用。
PPT展示显微镜结构图，学生指出各部分结构名称，并说出相应结构的作用。

师：我们学习了显微镜的构造，那么，我们如何规范使用显微镜呢？请看视频。
播放视频：《规范使用显微镜》
（视频描述：显微镜应该怎样正确地使用呢？下面我们来学习规范的操作方法。
操作步骤：
（1）取镜和安放：右手握镜臂，左手托镜座；将显微镜放在试验台距边缘大约7厘米处，安装好目镜和物镜。
（2）对光：
①转动转换器，使低倍物镜对准通光孔，两者相距约2厘米。
②把大光圈对准通光孔，左眼注视目镜，右眼同时睁开。
③转动反光镜，直到看见白亮的圆形视野。注意：光线强时要用平面镜，光线弱时要用凹面镜。避免阳光直射反光镜，防止伤害眼睛。
（3）观察：
①放置玻片标本：将写有字母“b”的玻片标本放在载物台上，标本正对通光孔。玻片两端用压片夹压住。
②从侧面看物镜，转动粗准焦螺旋，使镜筒下降，直至物镜接近玻片为止。
③左眼注视目镜，反向转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓上升，直至能看清物像为止。如果物像不清晰，就调节细准焦螺旋，使物像清晰。
（4）收镜：将玻片从载物台上取下收好，用纱布将显微镜外表擦拭干净。压片夹转向后方，反光镜转动到垂直方向。转动转换器，把两个物镜偏到两旁，将镜筒下降，放进镜箱。）
PPT展示：显微镜的规范操作步骤，可利用以下口诀巧记：
一取二放三安装，四转低倍五对光，六上标本七下降，八升镜筒找物像，两眼睁开仔细看，九退整理十归箱。
下面我们来归纳口诀中的十个步骤：（PPT展示）
一：
二：
三：
四：
五：
六：
七：
八：
九：
十：
师生总结，按照十个步骤，PPT展示显微镜使用过程。
一：取：取镜。操作方法：左手托住镜座，右手握住镜臂。
二：放：将显微镜放在实验台距边缘大约7厘米处。
三：安装：安装目镜和物镜。
四：转低倍：转动转换器，使低倍物镜对准通光孔，两者相距约2厘米。
五：对光：把大光圈对准通光孔，用左眼注视目镜内，右眼同时睁开。转动反光镜，直到看见白亮的圆形视野。注意：光线强时要用平面镜，光线弱时要用凹面镜。
六：上标本：玻片标本放置在载物台上，标本正对通光孔。玻片两端用压片夹压住。
七：下降：从侧面看物镜，转动粗准焦螺旋，使镜筒下降，直至物镜前端接近玻片为止。
八：升镜筒找物像，两眼睁开仔细看：左眼注视目镜，反向转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓上升，直至能看清物像为止。如果物像不清晰，就调节细准焦螺旋，使物像清晰。
九：退、整理：将玻片从载物台上取下收好，用纱布将显微镜外表擦拭干净。压片夹转向后方，反光镜转动到垂直方向。转动转换器，把两个物镜偏到两旁，将镜筒下降。
十：归箱：放进镜箱。
师：请同学们思考以下几个问题：
（1）转动粗准焦螺旋降镜筒时，为什么要从侧面看着物镜？
（2）显微镜里所呈的是什么像？
（3）物像放在视野左上方，将其调整到视野中央，总结是如何调整的。
（4）字母“b”在视野里呈现什么形状？
（5）使用显微镜的需要注意哪些事项？
（6）怎样计算显微镜的放大倍数？
师生总结，PPT展示答案：
（1）使用显微镜观察时，只要在下降镜筒时，就必须眼睛注视物镜与玻片标本之间的距离，以避免物镜与玻片标本之间的碰撞。
（2）从目镜内看到的物像是倒像。
（3）玻片标本向左上方移动。
（4）字母“b”在视野里呈现“q”。
（5）显微镜的使用需注意以下几个方面：
①取放时动作一定要轻，切忌震动，否则会造成光轴偏斜而影响观察，而且光学玻璃也容易损坏。
②由于物镜的螺丝口容易损伤，安装物镜时要特别小心，即先向左方倒转一小段，凹凸双方吻合后再向右方旋转，不要转得太紧，轻轻捻到头，再稍紧即可。
③观察标本应严格按照操作程序进行，观察时要从低倍镜开始，看清标本后再转用高倍镜。
④使用时不可用手摸光学玻璃部分，如需擦拭应严格按照光学部件擦拭办法。
⑤光学部分的擦拭：顺序：吸耳球吹――毛笔、刷子和羽毛轻刷――擦镜纸轻擦——擦镜纸蘸二甲苯轻擦。镜头表面发霉和发雾可用擦镜纸蘸少量酒精乙醚混合液（3∶7）轻擦。内表面发霉和发雾，一般无法清除，所以要严防发生。
⑥机械部分的擦拭：用干净的软布擦拭，或用擦镜纸蘸二甲苯轻擦，不得用酒精和乙醚，因为这些试剂会侵蚀油漆，容易把油漆擦掉。
（6）显微镜的放大倍数等于目镜和物镜的放大倍数之乘积。
知识点二：其他常用研究工具
师：同学们，我们已经学习了显微镜的使用。除了显微镜，在生物学研究中还要用到哪些器具呢？先看一段视频。
播放视频：《老人用放大镜看书》
（视频描述：一个白发苍苍的老人，在看书，书上的字很模糊，拿了放大镜对着书，字马上变清晰了。）
师：放大镜的作用是什么呢？那如何正确使用放大镜呢？放大镜是用来观察物体微小细节的简单目视光学仪器；正确的放大镜使用方法：让放大镜靠近观察的物体，人眼和观察对象之间的距离不变，然后移动手持放大镜在物体和人眼之间来回移动，直到图像大而清楚。
与显微镜一样，放大镜也是一种光学观察器具，两者的区别是：与显微镜相比，放大镜放大的倍数是有限的，而且看见的不是倒像，是正立的。
师：显微镜和放大镜都属于放大物体用的工具。除了这些观察工具之外，生物学实验还会用到什么工具呢？
播放视频：《酒精灯》
（视频描述：视频展示酒精灯及酒精灯的使用方法。）
师：我们看到，生物实验中还会用到加热器具。加热器具有酒精灯、三脚架、石棉网等。
师：同学们，我们了解了常用的探究工具，那我们如何使用它们呢？显微镜是最常用的观察工具，用显微镜观察的材料，通常要做成临时装片才能观察。我们通过下面的视频，来了解临时玻片标本的制作需要哪些器具。
播放视频：《玻片标本》
（视频描述：制作玻片标本时，需要用到载玻片和盖玻片。载玻片是托载标本的玻璃片，比较厚；盖玻片是覆盖在标本上的玻璃片，比载玻片小且薄。我们要观察的标本就夹在载玻片和盖玻片之间。
所有的玻片标本用到的载玻片和盖玻片都是一样的。那么，不同的生物材料是不是也能制成相同的玻片标本呢？根据实验材料及处理方法的不同，可以将常用的玻片标本分为三种类型：切片、涂片和装片。
切片是用从生物体材料上切取的薄片制成的玻片标本。用什么方式把材料切成薄片呢？根据要求不同，我们可以用刀片进行徒手切片，也可以把生物材料包埋在特殊物质中或在低温冷冻后用切片机进行切片。在中学实验中，常用的是徒手切片的方法。比如花生种子、芹菜茎等材料，都是用刀片切成足够薄的薄片后，制成玻片标本，放到显微镜下观察的。
涂片是用涂抹的方法把生物体中比较疏松的组织均匀地涂在载玻片上制成的玻片标本。什么样的生物材料可以采用这种方法呢？一般，液体材料可以选择这种方法。中学阶段常见的涂片有血涂片和细菌涂片等。
装片指的是从生物材料上撕下或挑取少量材料制成的玻片标本。我们在观察洋葱鳞片叶表皮细胞的实验中，就是撕取了洋葱鳞片叶的内表皮，制作的临时装片。装片与切片之间的主要不同就在于获得材料的方式是“撕下”或“挑取”，而并非“切”。
无论是切片、涂片还是装片，都可以根据想要保存的时间，制成可以长期保存的永久玻片或是只能短时间使用的临时玻片。
现在，你对这三种不同类型的玻片标本有了更加全面的了解了吧！以后就可以根据生物材料来选择合适的制片方法了！）
师：临时玻片标本的制作，需要盖玻片、载玻片、镊子等。随着科学技术的飞速发展，生物实验的器具也不断改进和革新。现在，我们已经有了能对物体放大几十万甚至几百万倍的电子显微镜，生物学的发展已经达到了分子水平。
（三）课堂小结
师：同学们，这节课主要学习了显微镜的构造和使用，我们一起总结一下吧！

（四）课堂练习
1．用显微镜进行观察的时候，被观察的材料必须是（ ）
A．薄而透明的 B．新的
C．干燥的 D．完整的
2．使用显微镜时，错误的操作是（ ）
A．对光是要看到白亮的视野
B．安放时镜座距实验台边缘约5cm
C．观察时用左眼看着目镜，右眼睁开，便于画图
D．当光线较暗时，用反光镜的凹面来对光
3．用显微镜观察临时装片时，由低倍镜转换到高倍镜，视野亮度和细胞数目的变化（ ）
A．变亮、增多 B．变暗、减少
C．变亮、减少 D．变暗、增多
4．当显微镜的目镜为5、物镜为10时，在视野范围内看到一行相连的16个细胞。若目镜不变，物镜换成40时，则在视野中可看到这行细胞中的（ ）
A．2个 B．4个
C．16个 D．32个
5．用显微镜对光的程序是（ ）
①选遮光器上适宜的光圈对准通光孔 ②转动转换器，使低倍物镜对准通光孔
③左眼注视目镜（右眼睁开） ④转动反光镜调节出一个白亮的视野
A．①─②─③─④
B．②─①─③─④
C．③─④─②─①
D．③─②─①─④
答案：1．A 2．B 3．B 4．B 5．B
五、板书设计
生物学的研究工具
1．显微镜的构造
目镜：放大物像
镜筒：连接目镜与物镜
转换器：物镜的连接处，用来转换物镜
物镜：放大物像
载物台：放置玻片标本，上面还有压片夹
通光孔：透光
遮光器：调节光线强弱
压片夹：固定玻片标本
粗准焦螺旋：调焦距
反光镜：使光线射入镜筒
细准焦螺旋：调焦距
镜臂：连接镜座与镜身
镜柱：支持镜身
2．显微镜的使用
取镜、安放、对光、观察、整理
3．其他常用研究工具：放大镜、酒精灯、盖玻片、载玻片、电子显微镜等

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