普通生物學實驗指

導

劉佩勇謝崇潔編

（第二版）

東北大學理學院生物技術研究所

目錄

_2

實驗一顯微鏡的結構和使用方法..........................5

附1顯微鏡的種類.....................................10

附2生物繪圖法.......................................17

附3臨時裝片和徒手切片法..............................19

實驗二細胞的基本結構（動植物細胞的的區別）和細胞器…?…23

實驗三植物的組織.....................................28

實驗四動物的組織.....................................32

實驗五植物營養器官的結構.............................38

實驗六植物生殖器官的結構.............................48

實驗七原核細胞類群、真核菌類（酵母和霉菌）和地衣.....55

實驗八植物類群（藻類、苔辭、蕨類、裸子植物）.........60

實驗九無脊椎動物類群................................64

附4動物解剖的基本知識..............................69

實驗十蟾賒解剖.......................................73

實驗H**一*家兔的解剖....................................81

附5石蠟切片的制作...................................90

主要參考書目............................................95

緒論

一、實驗課的教學目的與意義

1.通過實驗課的學習，使學生加深、鞏固和驗證課堂教學中講授的理論知識。

2.掌握有關生物學實驗與科研的基本技術，培養獨立工作能力。

3.開發學生智力，培養學生獨立思考及解決問題的能力。

4.培養學生嚴肅認真的科學態度與嚴謹求實的工作作風。

二、實驗室規則

1.實驗前必須預習實驗指導，了解實驗的目的意義、內容、要求、材料及

方法步驟，并將個人的實驗用具（筆、紙、講義、器械等）準備好。

2.上實驗課提前5分鐘進實驗室，按指定位子就座，穿白大褂，實驗中不

得大聲喧嘩，應保持安靜，不得無故早退，缺席必須請假。

3.與實驗無關的物品一律不得帶入實驗室，應保持實驗室整潔，不準隨地

吐痰及亂扔雜物，書包、衣物放在指定位置。實驗結束后，個人須清理實驗用

具，清理桌面，并按組輪流打掃實驗室衛生。

4.愛護實驗室一切儀器、設備、標本、教具等，不得自行拆卸，如有損壞物品

或儀器故障要及時向指導教師報告，對損壞嚴重及有意損壞者要適當令其賠償。

5.注意實驗室安全，使用酸、堿及有腐蝕性藥品須小心，以防灼傷，使用酒精

燈和電爐要注意防火，使用解剖器具，如手術刀等，也要小心，以防刺傷，處死動

物，如蟾蛛，也要按指導教師的方法去做。實驗結束后水源、電源要關閉，最

后離開實驗的人要負責關窗、鎖門。

三、實驗課進行的方式及對學生的要求

1.學生進入實驗室，應首先注意黑板上對當次實驗的提示，實驗前應認真

聽取指導教師講解實驗重點、難點。

2.每個學生在實驗中要盡量自己動手，獨立完成，不依賴別人，以培養學生

2

獨立工作能力，只有經努力仍不明白時才請教指導教師。

3.在完成實驗內容的前提下，鼓勵同學們積極思考、設計相關小實驗。

4.認真完成實驗報告，文字簡明扼要，格式規范，繪圖務求精細、準確，

應按時完成實驗報告，并交給指導教師批改。實驗報告須妥善保存。

5.每次實驗課開始前10分鐘，老師向同學們講述上次實驗報告中的錯誤

和問題。每次實驗結束前10分鐘總結當堂實驗。

四、實驗課學生個人自備物品

1.實驗指導1冊，實驗筆記本1個。

2.實驗報告用繪圖紙（16開）、毛筆1支。

3.繪圖用具：HB及2H或3H繪圖鉛筆各1支，橡皮、直尺和鉛筆刀等。

4.解剖器械（刀、剪、鑲子、針等）。

其它實驗用儀器、用具等由實驗室統一提供。

五、實驗報告的書寫要求

實驗報告是該次實驗的觀察、比較和結果的真實記載，是科學的記錄。實驗

報告的形式可根據實驗內容的不同而大體分為文字描述、繪圖及列表等三種形式。

（-）文字描述

文字描述是將觀察所得或實驗結果客觀地加以描述，有時還需作進一步的分

析和討論。在這一過程中，要抓住主要問題，表達準確，條理清楚，簡明。

（―）繪圖

繪圖是普通生物學實驗報告的一種重要形式，它是將所、觀察標本的形態結

構通過繪圖的方式加以表達。繪圖的基本要求如下：

1.應按所觀察到的實物如實描繪，圖的大小要適當，注意各部的比例和毗

鄰關系。如繪顯微鏡下的實物標本，則應把實驗報告紙放在顯微鏡右側，紙下不

要墊紙張或書本。

2.應使用HB和2H的鉛筆，繪圖時以HB淡線勾出輪廓，修正后再用2H明晰

3

的線條繪出，不要用重復的線條。

3.圖中的明暗對比應以鉛筆垂直打出的小困點的疏密來表示，絕不能用鉛

筆涂成暗影。

4.圖繪好后，還需注明標題和各部名稱。注字的引線應與報告紙上下邊平

行，長短適當，末端對齊，引線之間不能相互交叉，注字要正楷或仿宋體書寫于

引線的末端。

4

實驗一顯微鏡的結構和使用方法

一、目的與要求

（-）了解一般光學顯微鏡的基本構造及其功能。

（二）掌握光學顯微鏡的使用方法及一般保養方法。

二、材料與用具

尼康雙目生物顯微鏡、載玻片、蓋玻片、鑲子、鏡頭紙、油瓶、蒸儲水、芹

菜、馬鈴薯、洋蔥、棉花、帶須根的大蒜。

三、實驗操作與觀察

（一）光學顯微鏡的結構（示意圖見圖1）

一般光學顯微鏡的結構包括兩大部分：機械部分和光學部分。

圖1光學顯微鏡各部分結構示意圖

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1.機械部分：用于裝置與調節光學部分。包括以下結構：

（1）底座：用以穩定與支持顯微鏡。

（2）鏡臂：拿取顯微鏡時手握此臂。

（3）雙目鏡筒座：用于固定自鏡鏡筒使其上傾45°,其上還有視距滑板，可

調節兩目鏡間的距離，使其與觀察者眼間距對應。

（4）物鏡轉換器：其上具有四個鏡孔，可裝置不同放大倍數的物鏡（4x,

10x,40x,100x）,轉動轉換器可更換不同放大倍數的物鏡。

（5）載物臺：用于放置標本，中央有一鏡臺孔，臺上有一活動夾，可夾固玻

片標本。臺下右后側有推進器，包括橫向調節鈕和縱向調節鈕，可前、后、左、

右移動玻片標本，移動距離可由標尺顯示。

（6）調節器：位于鏡臂下方兩側，主要用于調節焦距。包括有：

①粗調焦手輪，可使載物臺做較大幅度升降，使用低倍鏡時可使用粗調焦手

輪迅速找到物象；

②微調焦手輪，可使載物臺做微小升降，用于精細地調節焦距，使物象清晰；

③松緊調節環，用于調節粗調焦手輪的松緊程度。

（7）聚光鏡調焦手輪：調節聚光鏡位置上下移動。

（8）亮度控制鈕/電源開關：打開顯微鏡電源，并調節視野亮度。

2.光學部分：包括產生物象的光學系統（目鏡、物鏡）和照明光學系統（聚

光鏡、集光鏡等）。

（1）目鏡：一般光學顯微鏡均有2-3對放大率不同的目鏡，上面分別標有5

X、10X、16X,可根據觀察時的不同要求，更換放大率不同的目鏡。目鏡下方

有視度圈，用以調節雙目同焦。

（2）物鏡：一般光學顯微鏡均有3-4個不同放大率的物鏡，最常用的有

4x、

10x（低倍鏡）、40x（高倍鏡）和100x（油鏡）。

觀察時實際計算放大倍數是以目鏡放大倍數乘以物鏡放大倍數得到，如：目

鏡放大倍數為10倍（10x）,物鏡放大倍數為40倍（40x）,此時實際觀察到的

放大倍數就是10x40倍，即400倍，可記作400xo

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（3）聚光鏡：位于載物臺下，由一到數塊透鏡組成，用于將光線聚集在被視

標本上。聚光鏡具有升降調節手輪，可調節光亮度和均勻度。下降聚光鏡，明亮

度降低；反之，則增高。但它的作用不僅限于簡單地控制視野的亮度，而且還能

夠使圖象的分辨率、反差和焦深等處在最佳狀態。聚光透鏡有可變光欄，即光圈，

由一套金屬薄片組成，光圈連有一操縱桿，推動此桿可以縮小或擴大光圈孔徑，

調節亮度。注意不要將光圈開得過大，否則易使額外的光線進入視場從而減弱成

象的質量。

（4）光源：電光源，由6V15W鴇鹵燈為照明光源，在鏡臂基部左側有電源開

關（亮度調節鈕），可調節光源亮度。

（二）顯微鏡的使用

顯微鏡的使用主要包括兩個方面，一是光度調節，另一是焦距的調節。下面

說明具體使用步驟。

1.取鏡和放置

將顯微鏡從鏡箱中取出時，需右手握住鏡臂，左手平托鏡座，保持鏡體直立。

放置在桌上時，動作要輕，一般放在座位的偏左側，距桌邊5-6厘米處。

2.低倍鏡的使用方法

觀察任何標本都必須先用低倍鏡觀察，因為低倍鏡視野范圍大，容易發現觀

察目標，確定觀察部位。操作步驟如下：

（1）用10x物鏡對焦調粗調焦手輪降低載物臺，轉動物鏡轉換器，使低倍鏡

對準鏡臺孔。

（2）光亮度調節打開電源開關，調節光源亮度，同時調節聚光鏡的位置等，

直到整個視野中得到均勻、明亮的光度為止。

在以上光度調節中，要體會調節不同結構對光亮度的作用。

（3）標本的安放將制成的玻片標本置專鏡臺上，用推進器夾緊，調節推近器

使標本對準臺孔。

（4）焦距的調節：轉動粗調焦手輪，從側面觀察將鏡臺上玻片標本調至物鏡

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下約5毫米處，然后從目鏡向下觀察，左手調粗調焦手輪使鏡臺緩慢下降，右手

調

節推進器尋找觀察標本的物象，找到物象后調微調手輪，直到看清物象為止。如

一次找不到的話，重復以上步驟。

（5）瞳距的調節：通過向內或向外滑動鏡筒蓋板，使左、右目鏡中的圖象合

并成一。

（6）視度的調節：

①旋轉視度圈，使其下端面與刻線（溝槽）對齊，此時是零視度位置。

②將轉換器旋至40x物鏡，調節調焦旋鈕，對標本準確調焦。

③轉換至4x和10x物鏡，不動調焦旋鈕，旋轉目鏡視度圈，使每個目鏡中的

圖象分別調節清楚。重復上述步驟兩次，正確調節視度。

3.高倍鏡的使用方法

（1）用低倍鏡找到標本并調節清晰后，將欲放大的觀察部位用推進器調到視

野中央。

（2）轉動物鏡轉換器，將高倍鏡轉到鏡臺中央對準鏡臺孔，用微調焦手輪慢

慢調節焦距，直到物象清晰為止。此時可用限位手輪固定此位置。

（3）從低倍鏡換到高倍鏡觀察時，視野變小、變暗、此時可調節擴大光亮度。

4.油鏡的使用方法

（1）用低倍鏡及高倍鏡均找好觀察部位并將此部位調到視野中心后，用粗

動手輪將鏡臺向下調離物鏡，在觀察部位的標本玻片上滴加一滴鏡油。

（2）轉動物鏡轉換器，使油鏡對準鏡臺孔。

（3）從側面觀察，將鏡臺向上調節至鏡臺上標本玻片的油滴與油鏡頭接觸為

止。

（4）從目鏡中觀察，用微調手輪緩緩調節焦距至物象清晰為止。使用油鏡

觀察時一般也要適當擴大光亮度。

（5）用油鏡觀察結束后，先用小片鏡頭紙將鏡頭上的泊擦去，再以蘸有清潔劑

（乙醛：乙醇=7：3）的擦鏡紙反復將鏡頭上的油擦干凈，最后用干鏡頭紙擦試。

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5.顯微鏡使用的練習

用載玻片加一滴蒸儲水，撕少許棉花纖維放上后將蓋玻片壓好制成標本。將

標本放置于鏡臺上，先練習低倍鏡的使用，然后再換高倍鏡練習，直到熟練掌握

低、高倍鏡的使用方法為止。

（三）顯微鏡使用及保存的注意事項

1.取顯微鏡時必須右手握鏡臂，左手托鏡座，嚴禁單手提鏡，匆使鏡體傾斜，

防止目鏡從鏡簡中滑出或碰撞顯微鏡。

2.將鏡臺向上調節時，須從側面觀察，以防壓碎標本玻片或損壞物鏡鏡頭。

3.一般情況下觀察標本均要加蓋蓋玻片，切忌水、灑精或其它藥品浸損鏡頭

或鏡臺。

4.觀察標本時，必須按低倍鏡-高倍鏡-油鏡的順序進行。

5.在更換標本、轉換高、低倍鏡或油鏡時，須將鏡臺略向下調，以免損壞標

本或鏡頭。不可在高倍鏡下取換制片，否則容易損壞鏡頭，也可能碰壞制片。轉

換物鏡鏡頭時，應轉動物鏡轉換器，切忌直接搬動鏡頭。

6.顯微鏡各部要保持清潔，光學部分必須用鏡頭紙擦試，絕對禁止用其它物

品擦試。其它部分可用紗布輕輕擦試。

7.觀察、繪圖時應雙眼同時張開，以便在觀察的同時繪圖。

8.使用顯微鏡時一定嚴格按規程操作，遇到問題，如機件不靈，千萬不可用

力轉動，切忌任意拆修，應立即報告指導教師。

9.使用完畢要將顯微鏡擦試干凈，恢復原狀，轉動物鏡轉換器，將4、物鏡

轉到光路上，使鏡臺調至接近物鏡。

10.關閉光圈、電源，適當下降聚光鏡，將塑料罩罩好，及時收回鏡箱。

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附1顯微鏡的種類

顯微鏡是一種精密的光學儀器，是觀察、研究和記錄組織形態、細胞結構的

重要工具之一。因此，生物專業的學生必須正確掌握和熟練使用常規顯微鏡，并

學會最基本的維護和保養方法。

一般而言，顯微鏡可依光源和透鏡系統的不同，而分為光學顯微鏡和電子顯微鏡。

光學顯微鏡簡單的說，它是利用光線為光源，經過光學(玻璃)透鏡聚焦后，使

物體形成物像，以便觀察，有簡單顯微鏡和復式顯微鏡之分。電子顯微鏡是利用

波長極短的電子束為光源，經電磁透鏡聚焦，使極小的物體成像。

一、光學顯微鏡

光學顯微鏡(Lightmicroscope),一般簡稱為LM。是利用光學原理，把人眼所

不

能分辨的微小物體放大成像，以供人們提取微細結構信息的光學儀器。

1、光學顯微鏡的發展歷史

早在公元前一世紀，人們就已發現通過球形透明物體去觀察微小物體時，可

以使其放大成像。后來逐漸對球形玻璃表面能使物體放大成像的規律有了認識。

1590年，荷蘭和意大利的眼鏡制造者已經造出類似顯微鏡的放大儀器。1610

年前后，意大利的伽利略和德國的開普勒在研究望遠鏡的同時，改變物鏡和目鏡

之間的距離，得出合理的顯微鏡光路結構，當時的光學工匠遂紛紛從事顯微鏡的

制造、推廣和改進。

17世紀中葉，英國的胡克和荷蘭的列文胡克，都對顯微鏡的發展作出了卓越

的貢獻。1665年前后，胡克在顯微鏡中加入粗動和微動調焦機構、照明系統和承

載標本片的工作臺。這些部件經過不斷改進，成為現代顯微鏡的基本組成部分。

1673~1677年期間，列文胡克制成單組元放大鏡式的高倍顯微鏡，其中九臺保存

至今。胡克和列文胡克利用自制的顯微鏡，在動、植物機體微觀結構的研究方面

取得了杰出的成就。

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19世紀，高質量消色差浸液物鏡的出現，使顯微鏡觀察微細結構的能力大為

提高。1827年阿米奇第一個采用了浸液物鏡。19世紀70年代，德國人阿貝

奠定了顯微鏡成像的古典理論基礎。這些都促進了顯微鏡制造和顯微觀察技術的

迅速發展，并為19世紀后半葉包括科赫、巴斯德等在內的生物學家和醫學家發

現細菌和微生物提供了有力的工具。

在顯微鏡本身結構發展的同時，顯微觀察技術也在不斷創新：1850年出現

了偏光顯微術；1893年出現了干涉顯微術；1935年荷蘭物理學家澤爾尼克創

造了相襯顯微術，他為此在1953年獲得了諾貝爾物理學獎。

古典的光學顯微鏡只是光學元件和精密機械元件的組合，它以人眼作為接收

器來觀察放大的像。后來在顯微鏡中加入了攝影裝置，以感光膠片作為可以記錄

和存儲的接收器。現代又普遍采用光電元件、電視攝象管和電荷耦合器等作為顯

微鏡的接收器，配以微型電子計算機后構成完整的圖象信息采集和處理系統。

依光學顯微鏡成像的過程和構造的復雜性，可分為簡單和復式顯微鏡二大

類。簡單顯微鏡即放大鏡，放置于物體和肉眼之間，使微小物體放大成虛像。復式

顯微鏡由兩組透鏡或透鏡系統組成。第一組透鏡（即物鏡）形成物體的放大像，

第二組透鏡（即目鏡）放大第一組透鏡形成的像。

復式顯微鏡因功用和使用目的之不同，又可分為立體（解剖）顯微鏡和普通光

學顯微鏡。

（1）立體（解剖）顯微鏡

立體顯微鏡主要是用來觀察不透明的物體或生物標本之外部形態，抑或運用

在工業線和部分生物醫學技術上。此種顯微鏡因受光源、景深和其它成像因子的

影響，放大倍率在60倍以下，解像效果較佳。

（2）普通（或一般）光學顯微鏡

普通光學顯微鏡是一般人印象中的顯微鏡，主要是用來觀察透或近乎透明的

材料（物體或生物標本）。此種顯微鏡觀察用的材料，除較簡單的低等生物（如細菌、

真菌和大部分藻類等等）外，大都需用經過事先的處理和切成薄片，制作成臨時或

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永久切片后，才可以在顯微鏡下觀察。普通光學顯微鏡使用的光源可穿透標本，

故常用于觀察生物體的器官組織結構或生物細胞的內部構造。

（3）幾種特殊類型的光學顯微鏡

①暗視場顯微鏡

使用特殊的暗視場聚光鏡使照明光線偏移而不進入物鏡，只有樣品的散射光

進入物鏡。因而在暗背景上得到亮的像，與暗視場照明相反，照明的光線直接到

達成像平面的，稱明視場照明。

暗視場顯微鏡主要用于觀察結構和折射率變化有關的物體，如硅藻、放射蟲

類、細菌等具有規律結構的單細胞生物以及細胞中的線狀結構，如鞭毛、纖維等。

用暗視場顯微鏡還可觀察到物鏡分辨極限以下的質點，但不適用于觀察染色的標

本。

②相差顯微鏡

相差顯微鏡（phasecontrastmicroscope）由P.Zernike于1932年發明，

并因此獲1953年諾貝爾物理獎。這種顯微鏡最大的特點是可以觀察未經染色的標

本和活細胞。

利用物體不同結構成分之間的折射率和厚度的差別，把通過物體不同部分的

光程差轉變為振幅（光強度）的差別，經過帶有環狀光闌的聚光鏡和帶有相位片

的相差物鏡實現觀測的顯微鏡。提高了各種結構間的對比度，使各種結構變得清

晰可見。主要用于觀察活細胞或不染色的組織切片，有時也可用于觀察缺少反差

的染色樣品。

③干涉顯微鏡

采用通過樣品內和樣品外的相干光束產生干涉的方法，把相位差（或光程差）

轉換為振幅（光強度）變化的顯微鏡，根據干涉圖形可分辨出樣品中的結構，并

可測定樣品中一定區域內的相位差或光程差。由于分開光束的方法不同，有不同

類型的干涉顯微鏡，以及用于測定非均勻樣品的積分顯微鏡干涉儀。干涉顯微鏡

主要用于測定活的或未固定的相互分散的細胞或組織的厚度或折射率。

④熒光顯微鏡

用激發光照射樣品，根據樣品產生的熒光進行觀察的顯微鏡（圖2e人口腔上

皮細胞顯微攝影圖像）。生物學、醫學中應用的熒光有自發熒光、誘發熒光（包括

酶或化學誘發）、熒光著色、免疫熒光等。熒光顯微鏡激發光照射的方式，有透射

和落射兩種。

⑤倒置顯微鏡

倒置顯微鏡的結構組成與普通顯微鏡一樣，所不同的只是它的物鏡與照明系

統的位置顛倒過來。前者置于載物臺之下，而后者在載物臺的上方。集光器與載

物臺之間的工作距離提高，可以放置培養皿、培養瓶等容器，直接對培養的細

胞進行照明和觀察（圖2）。

圖2倒置顯微鏡結構示意圖

二、電子顯微鏡

電子顯微鏡（Electronmicroscopy）,一般簡稱為EM,是根據電子光學原理，

用電子束和電子透鏡代替光束和光學透鏡，使物質的細微結構在非常高的放大倍

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數下成像的儀器。依成像的過程和構造的復雜性，可分為掃描式和穿透式電子顯

微鏡等二大類。

電子顯微鏡的分辨能力以它所能分辨的相鄰兩點的最小間距來表示。20世紀

70年代，透射式電子顯微鏡的分辨率約為0.3納米（人眼的分辨本領約為0.1毫

米）。現在電子顯微鏡最大放大倍率超過300萬倍，而光學顯微鏡的最大放大倍率

約為2000倍，所以通過電子顯微鏡就能直接觀察到某些重金屬的原子和晶體中排

列整齊的原子點陣。

20世紀20年代法國科學家德布羅意發現電子流也具有波動性，其波長與能量有確

定關系，能量越大波長越短，比如電子學1000伏特的電場加速后其波長是0.388

埃，用10萬伏電場加速后波長只有0.0387埃，于是科學家們就想到是否可以用

電子束來代替光波？這是電子顯微鏡即將誕生的一個先兆。

用電子束來制造顯微鏡，關鍵是找到能使電子束聚焦的透鏡，光學透鏡是無

法會聚電子束的。

1926年，德國科學家蒲許提出了關于電子在磁場中運動的理論。他指出：“具

有軸對稱性的磁場對電子束來說起著透鏡的作用。”這樣，蒲許就從理論上解決

了電子顯微鏡的透鏡問題，因為電子束來說，磁場顯示出透鏡的作用，所以稱為

“磁透鏡”。

德國柏林工科大學的年輕研究員盧斯卡，1932年制作了第一臺電子顯微鏡

——它是一臺經過改進的陰極射線示波器，成功地得到了銅網的放大像——第一

次由電子束形成的圖像，加速電壓為7萬，最初放大率僅為12倍。盡管放大率微

不足道，但它卻證實了使用電子束和電子透鏡可形成與光學像相同的電子像。

經過不斷地改進，1933年盧斯卡制成了二級放大的電子顯微鏡，獲得了金屬

箔和纖維的1萬倍的放大像。

到了二十世紀40年代，美國的希爾用消像散器補償電子透鏡的旋轉不對稱性，

使電子顯微鏡的分辨本領有了新的突破，逐步達到了現代水平。在中國，1958年

研制成功透射式電子顯微鏡，其分辨本領為3納米，1979年又制成分辨本領為0.3

納米的大型電子顯微鏡。

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1937年應西門子公司的邀請，盧斯理建立了超顯微鏡學實驗室。1939年西門

子公司制造出分辨本領達到30埃的世界上最早的實用電子顯微鏡，并投入批量生

產。

電子顯微鏡的出現使人類的洞察能力提高了好幾百倍，不僅看到了病毒，而

且看見了一些大分子，即使經過特殊制備的某些類型材料樣品里的原子，也能夠

被看到。

但是，受電子顯微鏡本身的設計原理和現代加工技術手段的限制，目前它的

分辨本領已經接近極限。要進一步研究比原子尺度更小的微觀世界必須要有概念

和原理上的根本突破。

1978年，一種新的物理探測系統——“掃描隧道顯微鏡已被德國學者賓尼格和瑞士

學者羅雷爾系統地論證了，并于1982年制造成功。這種新型的顯微鏡，放大倍

數可達3億倍，電子顯微鏡的分辨本領雖已遠勝于光學顯微鏡，但電子顯微鏡

因需在真空條件下工作，所以很難觀察活的生物，而且電子束的照射也會使生物

樣品受到輻照損傷。其他的問題，如電子槍亮度和電子透鏡質量的提高等問題也

有待繼續研究。

電子顯微鏡由鏡筒、真空系統和電源柜三部分組成。鏡筒主要有電子槍、電子透

鏡、樣品架、熒光屏和照相機構等部件，這些部件通常是自上而下地裝配成一個柱

體；真空系統由機械真空泵、擴散泵和真空閥門等構成，并通過抽氣管道與鏡筒相聯

接；電源柜由高壓發生器、勵磁電流穩流器和各種調節控制單元組成。

電子顯微鏡按結構和用途可分為透射式電子顯微鏡、掃描式電子顯微鏡、掃

描隧道顯微鏡等。

透射式電子顯微鏡常用于觀察那些用普通顯微鏡所不能分辨的細微物質結

構。在光學顯微鏡下無法看清小于0.2Mm的細微結構，這些結構稱為亞顯微結構

(submicroscopicstructures)或超微結構(ultramicroscopicstructures；

ultrastructures)o要想看清這些結構，就必須選擇波長更短的光源，以提高顯微鏡

的分辨率。1932年Ruska發明了以電子束為光源的透射電子顯微鏡(transmission

electronmicroscope,TEM),電子束的波長要比可見光和紫外光短得多，并且電子

束的波長與發射電子束的電壓平方根成反比，也就是說電壓越高波長越短。目前

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TEM的分辨力可達0.2nmo

掃描式電子顯微鏡(scanningelectronmicroscope,SEM),于20世紀60年代

問世，用來觀察標本的表面結構。其工作原理是用一束極細的電子束掃描樣品，

在樣品表面激發出次級電子，次級電子的多少與電子束入射角有關，也就是說與

樣品的表面結構有關，次級電子由探測體收集，并在那里被閃爍器轉變為光信號，

再經光電倍增管和放大器轉變為電信號來控制熒光屏上電子束的強度，顯示出與

電子束同步的掃描圖像。圖像為立體形象，反映了標本的表面結構。為了使標本

表面發射出次級電子，標本在固定、脫水后，要噴涂上一層重金屬微粒，重金屬

在電子束的轟擊下發出次級電子信號。

目前掃描電鏡的分辨力為6-10nnb人眼能夠區別熒光屏上兩個相距0.2mm的

光點，則掃描電鏡的最大有效放大倍率為0.2mm/10nm=20000Xo

掃描隧道顯微鏡(scanningtunnelingmicroscope,STM)采用了全新的工作原理，

由Binnig等1981年發明，根據量子力學原理中的隧道效應而設計。它利用一種電

子隧道現象，將樣品本身作為一具電極，另一個電極是一根非常尖銳的探針，把

探針移近樣品，并在兩者之間加上電壓，當探針和樣品表面相距只有數十埃時，

由于隧道效應在探針與樣品表面之間就會產生隧穿電流，并保持不變，若表面有

微小起伏，那怕只有原子大小的起伏，也將使穿電流發生成千上萬倍的變化，這

種攜帶原子結構的信息，輸入電子計算機，經過處理即可在熒光屏上顯示出一幅

物體的三維圖象。掃描隧道顯微鏡的分辨率很高，橫向為0.1-0.2nm,縱向可達

O.OOlnmo它的優點是三態(固態、液態和氣態)物質均可進行觀察，而普通電鏡

只能觀察制作好的固體標本。利用掃描隧道顯微鏡直接觀察生物大分子，如DNA、

RNA和蛋白質等分子的原子布陣，和某些生物結構，如生物膜、細胞壁等的原子

排

列。

鑒于盧斯卡發明電子顯微鏡的，賓尼格、羅雷爾設計制造掃描隧道顯微鏡的業績，

瑞典皇家科學院決定，將1986年諾貝爾物理獎授予他們三人。

但在生物教學中，應用最廣泛的是一般光學顯微鏡，下面僅以尼康雙目生物顯微

鏡為例，介紹一般光學顯微鏡的結構和使用方法。

16

附2生物繪圖法

一、目的與要求

（-）了解生物繪圖的要求。

（二）初步掌握生物繪圖的基本方法。

二、材料與用具

HB及2H鉛筆或3H繪圖鉛筆、橡皮、直尺、繪圖紙、鉛筆刀、各種細胞標

本玻

片、雙目生物顯微鏡。

三、實驗操作與觀察

（一）生物繪圖的要求

1.生物繪圖首先要具有高度的科學性，不得有科學性錯誤。形態結構要準確，

比例要正確，要有真實感，立體感，精細而美觀。

2.圖面要力求整潔，鉛筆要保持尖銳，盡量少用橡皮。

3.繪圖大小要適宜，位置略偏左，右邊留著注圖。

4.繪圖的線條要光滑、勻稱，點點要大小一致。

5.圖注要完善，字體用正楷，大小要均勻，不能潦草。注圖線用直尺畫出，

間隔要均勻，且一般多向右邊引出，圖注部分接近時可用折線，但注圖線之間不

能交叉，圖注要盡量排列整齊。

6.繪圖完成后在繪圖紙上方要寫明實驗名稱、班級、姓名、時間，在圖的下

方要注明圖名及放大倍數。

（二）生物繪圖的方法

生物繪圖的方法生物繪圖的方法有多種，最常見的是點點襯陰法。點點襯陰

法即將圖形畫出后，用鉛筆點也圓點，以表示明暗和深淺，，給予立體感。在暗處

點要密，明處要疏，但要求點要均勻，點點要從明處點起，一行行交互著點，物

體上的斑紋描出再點點襯陰，點點襯陰法要求不能用涂抹陰影的方法以代替點點，

此點初學者尤要注意。

（三）生物繪圖的步驟

1.繪圖前要認真觀察標本，搞清實物標本的結構特點，切忌抄書或平空想象。

2.用HB鉛筆輕輕將圖輪廓畫出，作為草圖要掌握好比例和位置。

3.在草圖的基礎上繪詳圖，此時要用2H和3H鉛筆，線條要流暢，點要勻稱,

點線不要重復描繪。

4.按注圖要求注圖，寫上圖名及班級、姓名等。

（四）生物繪圖方法的練習

取制成的細胞玻片標本，在顯微鏡下細心觀察，按生物繪圖的要求及方法，

繪制細胞圖。

18

附3臨時裝片和徒手切片法

顯微標本即為裝載于載玻片上的，用于顯微鏡觀察的標本材料。它是生物教

學與科研中認識微觀世界的必要手段和常用方法。由于生物世界的廣博及多樣性，

生物標本制備的方法很多，再輔以各種染色手段，使該方法己成為一項獨立的專

門技術。本課程僅向同學們簡單介紹臨時裝片法和徒手切片法。

實驗用具及材料：

雙面刀片、鑲子、毛筆、小培養皿、滴管、小燒杯、新鮮植物葉片或幼嫩的

植物根莖（如芹菜、馬鈴薯或胡蘿卜）、50%、60%,70%各級乙醇、1%番紅染液（70%

乙醇配制）80%>90%、95%及無水乙醇、固綠染液（95%乙醇配制）、二甲苯、樹膠。

一、臨時裝片法

對于某些新鮮而柔嫩的材料。不用刀切，僅經簡單處理即可進行觀察的方法。

這種方法制成的標本，可以保持材料的生活狀態和天然的色彩，一般多作為臨時

觀察使用。常用的方法有以下幾種：

（-）涂片法：

主要用于血液、精液、尿、痰、微生物等無固定組織結構的樣品。取一干凈

載玻片，將一滴待觀察樣品滴在載玻片左側，用另一干凈載玻片的窄邊接觸樣品。

此時液態樣品沿兩載玻片接觸處展成一細線，迅速將上邊載玻片以45度角向右側

推動，即在第一張載玻片上形成一薄層樣品膜，可自然風干待用。

（二）鋪片法：

主要用于動、植物組織的表皮層觀察。可活體取待觀察的動、植物組織，用

尖頭鑲撕去一小塊表皮，迅速平鋪在載玻片的水滴上（也可用染劑），用蓋玻片

蓋上，避免氣泡，除去多余水分，即可觀察。

植物材料臨時裝片的制作方法：

1.擦凈載玻片和蓋玻片，即將浸洗過的玻片用紗布擦干，擦蓋玻片時，應十

19

分小心。

2.用玻璃滴管吸水，滴一滴在載玻片的中央。用鏡子或毛筆挑選小而薄的材

料，放置于載玻片上的水滴中。

3.加蓋片：右手持懾子，輕輕夾住蓋玻片，使蓋玻片邊緣與材料左邊水滴的

邊緣接觸，然后慢慢向下落，放平蓋玻片。這樣可使蓋玻片下的空氣逐漸被水擠

掉，以免產生氣泡。如果蓋玻片下的水分過多，則材料和蓋玻片容易浮動，影響

觀察，可用吸水紙條從蓋玻片的側面吸去一部分水。

如果水未充滿蓋玻片時，容易產生氣泡，可從蓋玻片的一側再滴清水將氣泡

驅走，即可進行觀察。

（三）壓片法：

一些較幼嫩、柔軟的材料可將其置于載玻片上，加染液一滴，再蓋上蓋玻片，

用拇指垂直用力擠壓，使組織散成一薄片，再進行觀察。如植物根尖觀察染色體，

花粉觀察發育階段等。

（四）整裝片法：

一些個體微小的原生動物或藻類，如水蝗、線蟲、四膜蟲、衣藻、團藻等，

可整體將其置于載玻片的水滴中，蓋上蓋玻片觀察。

以上僅是臨時觀察所用玻片標本的制作方法，如形態良好，有保存的必要，

則應將蓋玻片揭開，用化學試劑進行固定、洗滌、染色、脫水、透明、封藏步驟，

才可制成永久標本。

二、徒手切片法

用光學顯微鏡觀察的樣品必須是透明的薄片，因此，要先把觀察的材料制成

透明的切片后，才能在顯微鏡下觀察。

徒手切片方法是觀察植物內部構造的方法，徒手切片的重要工具是雙面刀片，

每次用后必須擦凈，注意保護，以免生銹。徒手切片過程如下：

（一）材料的選擇:

20

一般選用軟硬適度的植物根，莖或葉等，材料不宜太硬也不太軟。切較軟的

材料時，可用馬鈴薯塊莖、胡蘿卡根或肥皂將欲切的材料夾住一起進行切片。有

些葉片亦可卷成筒狀再進行切片。

欲切之材料，應先截成適當的段塊，并削平切面，一般截面的大小以不超過3

-5平方毫米為宜。長度2-3厘米，較便于手持并進行切片。

（二）徒手切片的方法和步驟：

1.切片前，在小培養皿中盛以清水，準備好毛筆，滴管和刀片等用具和欲

切的材料。

2.切片時用左手的三個指頭拿住材料，并使材料稍突出在手指之上，以免

刀口損傷手指。右手持雙面刀片，把刀刃放在經過削平的平面上，輕輕壓住它，

刀口向內，且與材料斷面平行，然后以均勻的力量和平穩的動作，自左前方向右

后方滑行切片，注意要用整個手臂向后拉（手腕不必用力）。切片時動作要敏

捷，材料要一次切下（整個過程中應用清水濕潤材料和刀面，使之滑潤，否則材

料容易破損）。如此連續動作，切下許多薄片后，就用濕毛筆將這些薄片輕輕移

入己盛水的培養皿中備用。徒手作片時最重要的是切下一小片平而薄的組織，而

并不要求切下一個完整的切片。

3.用毛筆挑選最薄而透明的切片，取出放在載玻片上，制成臨時裝片觀察；

如標本有保留價值，則可再進行以下處理，制成永久標本。

（1）將切片移入小燒杯中，經50%、60%、70%各級乙醇中進行脫水及固

定，每級5分鐘，然后進入1為番紅染液中（用70%乙醇溶液配制）中30分鐘。

（2）繼續移入80%、90%、95%各級乙醇脫水，每級五分鐘。再進入1招固

綠染液（用95用乙醇配制）染色30秒鐘，再入95%乙醇中洗去浮色，最后進入

無水乙醇脫水5分鐘。

（3）切片置于無水乙醇：甲苯=1：1的溶液中5分鐘，再移入純二甲苯中5

分

鐘，此時組織切片呈透明狀態。

（4）將切片置于載片中央，加一滴樹膠，蓋上蓋玻片封片，待干燥后即可使

用。

21

四、作業

繪一種細胞圖

五、思考題

1、光學顯微鏡與電子顯微鏡有什么區別？

2、最常用的生物繪圖法是哪一種？具體繪圖步驟是什么？

3、臨時裝片法與徒手切片法在實驗材料上有什么區別？

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實驗二細胞的基本結構（動植物細胞的的區別）和細胞器

一、實驗目的與要求

（-）了解真核細胞的基本結構及動物細胞與植物細胞之間的主要區別。

（二）了解并識別各種細胞器的結構。

二、實驗材料與用具

載玻片、蓋玻片、滴管、毛筆、培養皿、吸水紙、鏡頭紙、雙目生物顯微鏡、

牙簽、蒸儲水、0.1%甲基藍、洋蔥鱗葉、蟾蛛脊神經節鍍銀法制片（高爾基體）、

大白鼠胰腺鐵硯蘇木精染色制片（線粒體）、馬蛔蟲子宮制片（中心體）。

三、實驗操作與觀察

（-）動物細胞與植物細胞的區別（示意圖見圖3、圖3，）

1.洋蔥鱗莖表皮細胞

（1）制作臨時裝片

用小鏡子從洋蔥鱗莖內表皮表面撕取一小塊表皮，鋪在加有一滴蒸儲水的載

玻片上，并用解剖針輕輕展平，然后加上蓋玻片制成臨時裝片。將制成的玻片標

本放在顯微鏡下觀察。

（2）觀察細胞結構

低倍鏡下可見洋蔥表皮細胞呈扁磚狀，排列緊密，沒有細胞間隙。細胞內有

一卵圓形細胞核，核內有1-2個核仁。在不染色的生活細胞中，細胞核為折光性

很強的卵圓形或圓形球體，在低倍鏡下就能看到。由于細胞核沉沒在細胞質中，

因而在成熟細胞中，它總是位于細胞的邊緣。但有時也會發現有的細胞核位于細

胞的中央。在觀察過程中，有時會看到有的表皮細胞中看不到細胞核。選擇一個

清楚的細胞，轉換至高倍鏡下觀察，調節微調焦手輪可見細胞壁為雙層結構，實

23

初生球

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圖3電鏡下的根尖幼小細胞的圖解

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圖3，動物細胞模式圖

24

際上為三層，即兩側為相鄰兩個細胞的細胞壁，中間是粘連兩個細胞的中膠層（胞

間層），還可見含有微粒的細胞質，液泡，細胞核及核仁。

（3）染色

為更清晰地觀察細胞，可將細胞用0.1招甲基藍染色，把染液滴在蓋玻片一側，

從另一側用小片吸水紙吸引，將染液引到標本上，1-2分鐘后細胞核可被染成藍

色（圖4）。

2.人口腔上皮細胞

（1）制作臨時裝片

用牙簽粗的一端，放在自己口腔里，輕輕在口腔頰內刮幾下（注意不要用力

過猛）。將刮下的白色粘性物薄而均勻地涂在載玻片，加一滴0.9%氯化納溶液,

然后加蓋玻片，在低倍鏡下觀察。

（2）觀察細胞形態

口腔上皮細胞常數個連在一起。由于口腔上皮細胞薄而透明，因此光線需要

暗些。找到口腔上皮細胞后，將其放在視野中心，再轉換高倍鏡觀察。口腔上皮

細胞呈扁平多邊形，試辨認細胞膜、細胞核、細胞質。若觀察不清楚時，可用0.1%

甲基藍染液染色，方法同前。如此，可將細胞染成淺藍色，核染色較深。注意染

液不可加得太多，以免妨礙觀察（圖5）。

圖4洋蔥表皮細胞圖5人口腔上皮細胞

25

（―）細胞器的結構

1.高爾基體

取蟾蛛脊神經節鍍銀法制片，在低倍鏡下可見淡黃色神經細胞中央有一發亮

淺黃色圓形細胞核，換高倍鏡可在細胞核周圍看到深棕色的卷曲、間斷的網狀結

構，這便是高爾基體（圖6）,在沒有看到細胞核的細胞中，高爾基體則散存于細

胞中。

2.線粒體

取大白鼠膜腺的鐵用凡蘇木精染色制片，在低倍鏡下觀察可見許多立方形細胞，

細胞界線不清楚，細胞核呈淺藍色，選擇較清楚的細胞，換油鏡觀察，在細胞質

中有深藍色彎曲線狀物或顆粒狀物，即為線粒體（圖7）。

圖6高爾基體（蟾蛛脊神經節細胞）圖7線粒體（大白鼠胰腺）

3.中心體

中心體包括中心球及中心粒，取馬蛔蟲子宮制片，在低倍鏡上觀察可見有許

多分裂圖象，在有絲分裂中期，細胞長軸兩極各有一個不著色的球形透明部分，

即中心球；換高倍鏡可見中心球內部有深藍色的中心粒，在中心球外周有星芒狀

放射絲為星絲。注意有時因切的片子不正，中心粒只能在一極，或兩極均看不見

（圖8）o

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染色體

紡錘絲

中心粒

中心球

星絲

圖8中心體（蛙胚細胞）圖9分生組織細胞

四、作業

繪洋蔥表皮細胞和口腔上皮細胞圖。

五、思考題

1、細胞的基本結構包括那幾個部分？

2、植物細胞與動物細胞在結構上的區別。

3、細胞中三種重要細胞器高爾基體、線粒體、中心體的主要功能有哪些?

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實驗三植物的組織

一、目的與要求

了解植物各類組織的結構及功能。

二、材料與用具

洋蔥根尖縱切、向日葵老莖橫切、梨樹葉橫切制片、馬鈴薯塊莖、鴨趾草葉

片或玉簪葉片、芹菜葉柄、木棒莖橫切、南瓜莖橫切、松葉橫切制片、刀片、載

玻片、蓋玻片、鏡頭紙、顯微鏡。

三、實驗操作與觀察

（-）分生組織（圖9,見上頁）

分生組織具有細胞分裂的能力，它們位于植物體生長的部位，如根尖、莖尖

和束中形成層。

取洋蔥根尖縱切制片觀察，根尖的下部為原生和初生分生組織，它們共同構

成了根尖的分生區。分生組織細胞分裂能力強，細胞體積小，多為等直徑多面體

形狀，細胞核大，原生質濃厚。

取向日葵老莖橫切制片觀察，其束間形成層為次生分生組織，次生分生組織

是由已成熟的薄壁細胞經生理及結構上的變化后，又重新具有分裂能力的組織，

它與根、莖的加粗和重新形成保護組織有關。

（二）薄壁組織（圖10）

薄壁組織的特點是：細胞較大，壁薄，原生質體中有大液泡，一般均有發達

的細胞間隙，具有同化、貯藏、通氣、吸收等多種功能。取梨樹葉橫切制片觀察

（也可將芹菜葉柄做橫切徒手切片觀察），可見表皮下的柵欄組織和海綿組織，

它們具有豐富的葉綠體，是薄壁組織中最重要的一類一同化組織，其功能為同

化作用。取馬鈴薯塊莖作徒手切片觀察其淀粉貯藏細胞，也屬薄壁組織，功能為

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貯藏。

（三）保護組織（圖11）

表皮為初生保護組織，一般有一層細胞，排列緊密而無間隙，細胞外壁多具

角質層。取鴨趾草或玉替葉片撕下表皮制成臨時裝片觀察，可以看到兩種形態不

同的細胞，一種是不規則的普通的表皮細胞，有細胞核，無葉綠體，另一種是成

對的腎形保衛細胞，有明顯的葉綠體，也有細胞核。取木槿莖橫切制片觀察外層

周皮。由木栓層、木栓形成層和栓內層構成，周皮為次生保護組織。

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圖10薄壁組織圖11表皮細胞（保護組織）

（四）輸導組織（示意圖見圖12、圖13,見下頁）

輸導組織的功能是運輸水分、有機物質，輸導組織的細胞往往集在一起與其

它組織共同組成維管束。取南瓜莖縱切制片觀察，在染成紅色的木質部可見具有

各種螺紋的導管，導管主要用于輸導水分和礦物質。在被染成綠色的韌皮部可見

長形的篩管，篩管細胞相連處形成篩板，篩板上有許多篩孔，篩管旁有小形長細

胞為伴胞，篩管作用為運輸營養物質。

（五）機械組織和分泌組織（圖14、圖15、圖16,見下頁）

機械組織的作用主要是支持，它使植物有機體及其器官更具堅固性和穩定性,

29

導管的類笈iMT與件立

圖12導管的不同類型圖13篩管與篩胞

是植物的骨架。分兩大類：

1.厚角組織：在細胞壁角隅處有纖維素增厚的活細胞，常成片存在，也可連

續成圓筒狀，分布在幼莖和葉柄表皮內的棱角處。取梨樹葉橫切制片觀察，在葉

維管束下方有厚角組織，細胞壁角上加厚，以支持葉片。可徒手切芹菜葉柄，制

成臨時裝片，在顯微鏡下觀察其厚角組織存在部位。注意其纖維素堆積在厚角細

胞的內側。

2.厚壁組織：一般都具有加厚的木質化壁，成熟后原生質體解體而成死細胞。

其中一類細胞的形態細長，稱纖維：而近于等徑形的、方形的和多角形的木質化

異常加厚的一類細胞可稱石細胞。

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圖14厚角組織結構示意圖圖15纖維結構示意圖

30

3.分泌結構：取松葉橫切制片觀察，表皮下有幾層厚壁細胞，為厚壁組織。

松葉內還可見樹脂道，為分泌組織細胞構成。

1、表皮2、氣孔3、皮下層4,內皮層5、福皮部

6、木質部7、轉輸組織8、粒曷道9、葉肉絹以

圖16松針葉橫切片（示樹脂道）

四、作業

繪南瓜莖縱切圖，示導管、篩管和伴胞。

五、思考題

1、植物的組織分類。

2、植物分生組織的主要特點。

3、植物組織中導管和篩管的區別。

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實驗四動物的組織

一、目的與要求

了解動物四類基本組織的形態結構、基本特征和功能。

二、材料與用具

蛙腸系膜伸展片、蛙肝臟切片、蛙小腸橫切片、兔氣管橫切片、貓食道橫切

片、貓膀胱縱切片、平滑肌的分離裝片、橫紋肌縱切片，脊推動物心肌縱切片。

小白鼠或大白鼠皮下疏松結締組織伸展片、脂肪組織切片、硬骨縱和橫磨片、兔

氣管橫切片、兔脊髓橫切片、兔脊神經節縱切片、蛙坐骨神經縱切片、兔交感神

經縱切片。顯微鏡、采血針（或用注射針頭）、載玻片、滴管、脫脂棉花、吸水

紙、75%酒精、瑞氏（Wright）染液。

三、實驗操作及觀察

（一）上皮組織（圖17,見下頁）：

1.單層上皮：

（1）單層扁平上皮：取用AgNOs染色的蛙腸系膜伸展片，放在低倍鏡下觀察，

選擇標本最薄處，可見多角形的上皮細胞被黑色波浪形的線條所分開，由于Ag+

只

染在細胞間的組織液上，所以細胞界限十分清楚。單層扁平上皮細胞彼此緊密相

聯，細胞內有1個或2個不明顯的核。

（2）單層柱狀上皮：取蛙小腸橫切片，放低倍鏡下觀察，可見腸壁由幾層組

織構成，在腸腔最表面的一層即為上皮。換高倍顯微鏡觀察，此上皮細胞的高度

為寬度的2-3倍，橢圓形的細胞核，位于細胞的基部，在柱狀細胞的基部有一層非

細胞結構的基膜，上皮細胞以基膜與下面的結締組織相連。

（3）單層立方上皮：在示范鏡下觀察蛙肝臟切片，可見肝臟細胞的形狀為立

方形或矮柱狀，圓形的核，位于細胞的中央。

(4)假復層上皮：在示范鏡下觀察兔氣管橫切片，可見上皮細胞的形狀，由

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于彼此間擠壓，變得很不規則，細胞的一端都與基膜相聯，而另一端，有的細胞

達到游離緣，有的達不到游離緣，所以細胞核的位置不在同一高度上，從外形上

看，好象由多層細胞組成。

2.復層上皮：

（1）復層鱗狀上皮：取貓食道橫切片，在低倍顯微鏡下找到靠管腔的上皮部

位，然后換高倍鏡觀察，可見上皮由多層形狀不同的細胞所組成。食道表面的一

層細胞呈扁平狀，稍內層的細胞呈多角形，與基膜相連的一層細胞呈方形。

（2）變移上皮：在示范鏡下觀察貓膀脫收縮時的縱切片，上皮由多層細胞組

成，表層的細胞近圓形，中間層細胞呈倒梨形，基層的細胞呈方形或柱狀。

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