用高倍显微镜观察叶绿体实验步骤

活动目标

1．使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体的形态和分布。

2．识别光学显微镜下的叶绿体和线粒体。

背景资料

1．相关知识

地球上绝大多数生命活动所需能量的最终源头是太阳能。绿色植物是主要的能量转换者，完成这一能量转换的细胞器是叶绿体。叶绿体利用光能将二氧化碳和水合成糖类等有机物，同时产生氧。在高等植物细胞中叶绿体呈椭球形，长径5～10 μm，短径2～4 μm，厚2～3 μm。高等植物的叶肉细胞中一般含50～200个叶绿体，可占细胞质的40%。叶绿体的数目因同种植物不同细胞类型、生态环境、生理状态而有所不同。在藻类细胞中，叶绿体形状多样，有网状、带状、裂片状和星形等，而且体积巨大，长径可达100 μm。

线粒体是动植物细胞中重要的细胞器，与能量转换有关。线粒体一般呈粒状或棒状，因不同的细胞种类和生理状态而不同，可呈环形、哑铃形、线状、分支状或其他形状。线粒体数目因细胞种类和生理状态不同有所差异，一般在一个细胞中有数百到数千个。植物细胞因有叶绿体的缘故，线粒体数目相对较少；肝细胞中约有1 300个线粒体，占细胞体积的20%；巨大变形虫中线粒体数目可达50万个；许多哺乳动物成熟的红细胞中无线粒体；酵母细胞中有一个大型分支状的线粒体。线粒体通常分布在细胞生命活动旺盛的区域。例如，在肝细胞中呈均匀分布；在肾细胞中靠近微血管，呈平行或栅栏状排列；在精子中集中在尾的基部。线粒体在细胞质中可以向生命活动旺盛的区域迁移。

2．实验原理

（1）叶绿体的观察植物绿色部位的细胞中含有叶绿体。如果将叶片的横切片制成临时装片，就可以在显微镜下观察到叶绿体。某些植物幼嫩的叶也可直接用于观察叶绿体。

（2）线粒体的观察线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，内含细胞色素氧化酶系。健那绿是一种碱性染料,可以专一性地对线粒体进行染色。与线粒体内的细胞色素氧化酶系发生作用时，染料始终保持氧化状态,呈蓝绿色;而线粒体周围的细胞质中的染料被还原为无色的状态。通过染色可以在高倍显微镜下观察到呈现蓝绿色的线粒体。

操作指南

1．材料藓类、菠菜或黑藻的叶，人的口腔上皮细胞，洋葱内表皮细胞。

2．用具显微镜，载玻片，盖玻片，滴管，镊子，消毒牙签。

3．试剂及配制方法

（1）试剂清水，健那绿染液。

（2）试剂的配制方法

①等渗溶液称取0．85 g NaCl、0．25 g KCl、0．03 g CaCl2溶于100 mL蒸馏水中。

②健那绿染液先称取10 mg健那绿溶于1 mL等渗溶液中，用滤纸过滤。再取滤液加入49 mL 等渗溶液中，即为染色液。

4．操作要点

（1）制作临时装片

①在观察黑藻前10 min，用40 °C的水浸泡黑藻的叶。这样的叶用于制作临时装片，便于观察到黑藻的叶绿体随细胞质而流动。

②在适宜的温度下制作人的口腔上皮细胞临时装片。可以将健那绿染液保持在37 °C，尽可能使人的口腔上皮细胞在染色期间保持在生活状态。

③用健那绿染液染色时，要染色10～15 min。在此期间要适当添加染液，以保证细胞不干燥。

（2）观察

①观察时，注意通过调整光圈来调节反射光线的强弱，使进入物镜的光线不要太强。

②按照正确的观察顺序，先用低倍镜找到观察的物像，通过移动临时装片选择单层的典型细胞，再转换高倍镜进行观察。

分析讨论

1．选择观察叶绿体的实验材料时，应注意什么问题？

2．具有较多线粒体的细胞在功能上有什么特点？

3．为什么用健那绿染液作为观察线粒体的染色剂？

4．细胞中的叶绿体和线粒体的共同特点是什么？

评价建议

操作步骤规范的操作方法

安放显微镜及对光

将显微镜放在实验台的正确位置上。调节粗准焦螺旋，使物镜上升使低倍镜对准通光孔，调节光圈和反光镜，使视野变明亮

制片选取材料适量，无气泡

低倍镜观察材料展放均匀，细胞图像清晰

染色工作台清洁，材料无干燥现象

高倍镜观察及效果将清晰物像移至视野中央，细胞图像清晰实验《使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒

体》成绩