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昆蟲(chóng)研究方法(第二版) 版權(quán)信息
- ISBN:9787030700421
- 條形碼:9787030700421 ; 978-7-03-070042-1
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù):暫無(wú)
- 重量:暫無(wú)
- 所屬分類:>
昆蟲(chóng)研究方法(第二版) 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書(shū)內(nèi)容包括:昆蟲(chóng)觀察設(shè)備、昆蟲(chóng)種類鑒定、科學(xué)繪圖、昆蟲(chóng)標(biāo)本的采集制作保存與郵寄、昆蟲(chóng)抽樣調(diào)查的理論與方法、環(huán)境條件測(cè)量與控制、昆蟲(chóng)分子生物學(xué)研究方法、昆蟲(chóng)飼養(yǎng)方法與技術(shù)、昆蟲(chóng)生命表研究技術(shù)、昆蟲(chóng)刺探電位圖譜(EPG)技術(shù)、昆蟲(chóng)嗅覺(jué)儀和觸角電位測(cè)量技術(shù)、昆蟲(chóng)雷達(dá)技術(shù)、昆蟲(chóng)共生菌研究方法、昆蟲(chóng)學(xué)重要文獻(xiàn)及其檢索方法,昆蟲(chóng)分子基礎(chǔ)、群落和系統(tǒng)研究方法。
昆蟲(chóng)研究方法(第二版) 目錄
第二版前言
**版前言
**章 昆蟲(chóng)觀察設(shè)備與使用方法 1
**節(jié) 顯微鏡的類型 1
一、可見(jiàn)光顯微鏡 1
二、不可見(jiàn)光顯微鏡 6
第二節(jié) 實(shí)體顯微鏡 7
一、結(jié)構(gòu) 7
二、原理與特點(diǎn) 8
三、使用方法與注意事項(xiàng) 8
四、保養(yǎng) 9
第三節(jié) 數(shù)碼顯微鏡 9
一、結(jié)構(gòu) 9
二、特點(diǎn) 10
第四節(jié) 電子顯微鏡 10
一、掃描電子顯微鏡 11
二、透射電子顯微鏡 13
三、電鏡的維護(hù)保養(yǎng) 15
四、電鏡圖片示例 16
第二章 昆蟲(chóng)種類鑒定方法 17
**節(jié) 昆蟲(chóng)種類鑒定的步驟 17
一、確定大類 17
二、屬和種的檢索 17
三、查考近期目錄 18
四、查考當(dāng)代文獻(xiàn)目錄 18
五、查詢?cè)嘉墨I(xiàn) 18
六、與已正確鑒定的標(biāo)本或模式標(biāo)本進(jìn)行比較 19
七、昆蟲(chóng)分類專家鑒定或確定 19
八、添加鑒定標(biāo)簽 19
九、昆蟲(chóng)鑒定專家系統(tǒng) 20
第二節(jié) 昆蟲(chóng)種類的記載 20
一、記述內(nèi)容和特點(diǎn) 20
二、種的記述 20
第三節(jié) 形態(tài)特征的表述 21
一、形態(tài)文字描述的理論準(zhǔn)備 21
二、記載文體 21
三、性狀的記載次序 21
四、記載的方位 22
五、數(shù)量性狀的記載 22
六、質(zhì)量性狀的記載 23
第四節(jié) 昆蟲(chóng)種類分子鑒定及系統(tǒng)學(xué)研究 23
一、昆蟲(chóng)系統(tǒng)學(xué)中的常用基因 23
二、分子生物學(xué)技術(shù)在昆蟲(chóng)分類學(xué)中的應(yīng)用 27
第三章 昆蟲(chóng)繪圖 29
**節(jié) 繪圖要求與工具 29
一、繪圖要求 29
二、繪圖工具 29
第二節(jié) 草圖描繪 30
一、草圖的常用繪制方法 30
二、注意事項(xiàng) 33
第三節(jié) 圖稿覆墨和著色 34
一、覆墨和著色的基本方法 34
二、注意事項(xiàng) 35
第四節(jié) 昆蟲(chóng)數(shù)字繪圖技術(shù) 36
一、草圖繪制 36
二、電子繪圖軟件 36
第五節(jié) 3D打印技術(shù)在昆蟲(chóng)學(xué)中的應(yīng)用 42
一、微小昆蟲(chóng)蟲(chóng)體模型制作 42
二、昆蟲(chóng)器官結(jié)構(gòu)模型制作 44
第四章 昆蟲(chóng)標(biāo)本采集、制作、保存與數(shù)據(jù)庫(kù)建立方法 48
**節(jié) 常用的采集工具 48
一、捕蟲(chóng)網(wǎng) 48
二、捕蟲(chóng)傘 49
三、放蟲(chóng)工具 50
四、毒瓶 50
五、其他采集用具 51
第二節(jié) 采集昆蟲(chóng)的方法 51
一、采集方法 51
二、采集昆蟲(chóng)的注意事項(xiàng) 56
第三節(jié) 昆蟲(chóng)標(biāo)本的制作 56
一、昆蟲(chóng)干制標(biāo)本的制作 57
二、昆蟲(chóng)液浸標(biāo)本的制作 62
三、昆蟲(chóng)整體封裝玻片的制作 62
四、有機(jī)玻璃包埋昆蟲(chóng)標(biāo)本的方法 66
五、昆蟲(chóng)標(biāo)本薄膜包覆法 68
六、幼蟲(chóng)標(biāo)本制作法 68
七、昆蟲(chóng)生活史標(biāo)本制作法 70
八、昆蟲(chóng)卵標(biāo)本的制備 70
九、鱗翅目翅脈標(biāo)本制作法 71
十、昆蟲(chóng)外生殖器標(biāo)本的制作 72
十一、破損成蟲(chóng)標(biāo)本的修補(bǔ) 73
第四節(jié) 昆蟲(chóng)標(biāo)本的保存方法 74
一、昆蟲(chóng)標(biāo)本的干燥與保存 74
二、玻片標(biāo)本的保存 76
三、模式標(biāo)本的保存 76
四、解剖用昆蟲(chóng)標(biāo)本的保存 76
五、保存昆蟲(chóng)標(biāo)本的注意事項(xiàng) 77
第五節(jié) 昆蟲(chóng)標(biāo)本信息的獲取與數(shù)據(jù)庫(kù)的建立 78
一、昆蟲(chóng)標(biāo)本信息的獲取 78
二、昆蟲(chóng)標(biāo)本數(shù)據(jù)庫(kù)的建立 79
第五章 昆蟲(chóng)抽樣調(diào)查的理論與方法 80
**節(jié) 昆蟲(chóng)空間分布與抽樣方法 80
一、昆蟲(chóng)空間分布類型 80
二、抽樣方法概述 81
三、抽樣方案制訂 82
第二節(jié) 簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣 83
一、簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣的概念 84
二、簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣的具體實(shí)施方法 84
第三節(jié) 機(jī)械抽樣 84
一、抽樣方法 84
二、樣本數(shù)量 85
第四節(jié) 分層抽樣 85
第五節(jié) 階層抽樣 86
第六節(jié) 序貫抽樣法 87
一、序貫抽樣法的特點(diǎn) 87
二、以頻次分布函數(shù)為基礎(chǔ)的序貫抽樣公式 88
第七節(jié) 標(biāo)記再捕技術(shù) 91
一、標(biāo)記再捕法原理 91
二、昆蟲(chóng)種群的群體標(biāo)記法 92
第八節(jié) 土壤昆蟲(chóng)的取樣方法 93
一、土壤昆蟲(chóng)數(shù)量觀測(cè)方法 94
二、土壤昆蟲(chóng)調(diào)查內(nèi)容和方法 97
第九節(jié) 水生昆蟲(chóng)的取樣方法 98
一、采樣類型 99
二、水生昆蟲(chóng)采樣方法 100
三、樣品的處理與定量 102
第十節(jié) 大尺度宏觀調(diào)查取樣方法 102
一、概述 103
二、低空無(wú)人機(jī)大尺度調(diào)查取樣方法 104
三、航拍大尺度調(diào)查取樣方法 105
四、衛(wèi)星大尺度調(diào)查取樣方法 105
第六章 環(huán)境條件測(cè)量與控制的方法和技術(shù) 108
**節(jié) 溫度測(cè)量與控制 108
一、溫標(biāo) 108
二、測(cè)溫方法 109
三、常用恒溫設(shè)備 112
第二節(jié) 濕度測(cè)量與控制 113
一、濕度表示法 113
二、濕度測(cè)定法 113
三、濕度控制 114
第三節(jié) 光照測(cè)量和光周期控制 115
一、光的特征及對(duì)昆蟲(chóng)的影響 115
二、光照強(qiáng)度及測(cè)量 116
三、光周期的時(shí)間控制 117
四、紫外光對(duì)昆蟲(chóng)的影響 117
第四節(jié) 風(fēng)速的測(cè)量 118
一、風(fēng)對(duì)昆蟲(chóng)的影響 118
二、風(fēng)對(duì)擴(kuò)散與遷飛的影響 119
三、風(fēng)洞實(shí)驗(yàn) 119
第五節(jié) 人工環(huán)境模擬設(shè)備 121
一、智能人工氣候箱 121
二、現(xiàn)代溫室 122
第七章 昆蟲(chóng)分子生物學(xué)基礎(chǔ)研究方法與技術(shù) 124
**節(jié) 昆蟲(chóng)DNA的抽提與檢測(cè) 124
一、昆蟲(chóng)基因組DNA抽提方法 124
二、昆蟲(chóng)線粒體DNA抽提方法 125
三、DNA濃度及純度檢測(cè) 125
第二節(jié) 昆蟲(chóng)RNA的抽提與檢測(cè) 125
一、昆蟲(chóng)組織總RNA提取方法 126
二、RNA純度及濃度檢測(cè) 126
第三節(jié) 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增及分子標(biāo)記技術(shù) 126
一、PCR反應(yīng)的原理和過(guò)程 127
二、PCR的反應(yīng)體系 127
三、分子標(biāo)記技術(shù) 128
四、代表性分子標(biāo)記技術(shù) 129
第四節(jié) DNA片段與基因克隆技術(shù) 133
一、目的基因的獲取 133
二、目的基因的體外重組 134
三、重組子的轉(zhuǎn)化與篩選 135
第五節(jié) 轉(zhuǎn)基因技術(shù) 136
一、植物轉(zhuǎn)抗蟲(chóng)基因技術(shù) 136
二、昆蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因技術(shù) 138
第六節(jié) 單克隆抗體技術(shù) 139
一、害蟲(chóng)分類與鑒定 139
二、鑒定捕食性天敵 140
三、鑒定寄生性天敵 140
四、鑒定害蟲(chóng)病原微生物 140
第七節(jié) 昆蟲(chóng)抗藥性機(jī)制及其檢測(cè)方法 140
一、昆蟲(chóng)抗藥性形成的機(jī)制 141
二、昆蟲(chóng)抗藥性檢測(cè)技術(shù) 141
第八章 昆蟲(chóng)標(biāo)準(zhǔn)化飼養(yǎng)方法與技術(shù) 148
**節(jié) 飼養(yǎng)昆蟲(chóng)的類型 148
一、按照飼養(yǎng)目的分類 148
二、按照飼養(yǎng)蟲(chóng)態(tài)分類 149
第二節(jié) 飼養(yǎng)的一般程序和主要環(huán)節(jié) 151
一、蟲(chóng)源 151
二、飼料 152
三、飼養(yǎng)條件 153
四、飼養(yǎng)環(huán)境 153
五、飼養(yǎng)規(guī)模 154
第三節(jié) 昆蟲(chóng)的人工飼料 155
一、人工飼料的組成 155
二、人工飼料的分類 158
三、飼料的消毒 158
四、飼料配制中應(yīng)注意的問(wèn)題 159
第四節(jié) 飼養(yǎng)評(píng)價(jià) 160
一、飼養(yǎng)效果評(píng)價(jià)常用指標(biāo) 160
二、常見(jiàn)的異常情況 161
第五節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)化飼養(yǎng)方法 161
一、昆蟲(chóng)標(biāo)準(zhǔn)化飼養(yǎng)的基本要求 161
二、已有的昆蟲(chóng)飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn) 161
第九章 昆蟲(chóng)種群生命表研究技術(shù) 169
**節(jié) 昆蟲(chóng)種群生命表概述 169
一、基本特征 169
二、主要優(yōu)點(diǎn) 169
三、應(yīng)用范圍 170
四、分類 170
第二節(jié) 特定時(shí)間生命表的研究方法 170
一、生命期望表 170
二、生殖生命表 171
三、特定時(shí)間生命表研究方法 173
第三節(jié) 特定年齡生命表的研究方法 174
第四節(jié) 建立生命表應(yīng)注意的事項(xiàng) 175
一、抽樣 175
二、昆蟲(chóng)年齡間隔的確定及其調(diào)查 175
三、死亡因子確定與補(bǔ)充實(shí)驗(yàn) 175
四、預(yù)備實(shí)驗(yàn) 176
五、生命表中年齡鑒定是關(guān)鍵 176
六、測(cè)定 176
第五節(jié) 生命表的應(yīng)用 177
一、種群的遺傳作用力與環(huán)境作用力分析 177
二、關(guān)鍵因素分析 177
三、植物抗蟲(chóng)性分析 178
四、評(píng)價(jià)各種防治措施對(duì)控制害蟲(chóng)的作用 178
五、以生態(tài)作用因子組建的種群生命表 178
六、生命表方法在昆蟲(chóng)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用 179
七、生存曲線的應(yīng)用 179
第六節(jié) 年齡-齡期兩性生命表研究技術(shù)及其應(yīng)用 180
一、年齡-齡期兩性生命表的原理 180
二、年齡-齡期兩性生命表的應(yīng)用 181
第十章 昆蟲(chóng)化學(xué)通訊研究方法 183
**節(jié) 信息物質(zhì)提取、分離和鑒定技術(shù) 183
一、信息物質(zhì)提取技術(shù) 183
二、信息物質(zhì)分離技術(shù) 185
三、信息物質(zhì)鑒定技術(shù) 186
第二節(jié) 昆蟲(chóng)電生理測(cè)定技術(shù) 188
一、觸角電位技術(shù) 188
二、味覺(jué)電位技術(shù) 191
第三節(jié) 行為生測(cè)技術(shù) 192
一、嗅覺(jué)儀 192
二、風(fēng)洞技術(shù) 196
三、軌跡球 197
四、飛行磨 199
第四節(jié) 田間應(yīng)用方法 200
一、誘捕器類型 200
二、田間布置 201
三、緩釋材料與試劑 201
第十一章 昆蟲(chóng)刺探電位圖譜技術(shù) 204
**節(jié) EPG工作原理與使用方法 204
一、EPG技術(shù)的基本工作原理 204
二、EPG的使用 206
三、使用EPG需要注意的事項(xiàng) 207
第二節(jié) EPG波形的生物學(xué)意義 208
一、蚜蟲(chóng)的8種基本波形 208
二、其他昆蟲(chóng)的EPG波形 209
第三節(jié) EPG的應(yīng)用綜述 210
一、寄主植物抗性機(jī)制方面的應(yīng)用 210
二、在刺吸式昆蟲(chóng)與寄主植物關(guān)系特異性研究中的應(yīng)用 211
三、媒介昆蟲(chóng)傳毒(菌)機(jī)制的研究 212
四、刺吸式口器昆蟲(chóng)的取食機(jī)制、生物學(xué)和生態(tài)學(xué)的研究 212
五、殺蟲(chóng)劑對(duì)刺吸式口器取食行為影響的研究 212
第十二章 昆蟲(chóng)雷達(dá)研究技術(shù) 213
**節(jié) 昆蟲(chóng)雷達(dá)的研究歷史與概況 214
一、國(guó)外 214
二、國(guó)內(nèi) 214
第二節(jié) 昆蟲(chóng)雷達(dá)的工作原理 214
第三節(jié) 昆蟲(chóng)雷達(dá)的工作過(guò)程 215
一、厘米波掃描昆蟲(chóng)雷達(dá) 215
二、厘米波垂直昆蟲(chóng)雷達(dá) 215
三、毫米波昆蟲(chóng)雷達(dá) 216
第四節(jié) 昆蟲(chóng)雷達(dá)回波信號(hào)與目標(biāo)識(shí)別 216
一、昆蟲(chóng)雷達(dá)回波信號(hào)種類 216
二、昆蟲(chóng)雷達(dá)目標(biāo)的識(shí)別 216
三、昆蟲(chóng)方位、飛行高度、種群密度和移動(dòng)速率的計(jì)算 218
四、昆蟲(chóng)遷飛重要參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析 219
五、昆蟲(chóng)周年活動(dòng)情況 219
第五節(jié) 昆蟲(chóng)雷達(dá)的應(yīng)用技術(shù)及新進(jìn)展 221
一、數(shù)字化昆蟲(chóng)雷達(dá)替代模擬昆蟲(chóng)雷達(dá) 221
二、掃描昆蟲(chóng)雷達(dá)的自動(dòng)伺服系統(tǒng)和分析能力的提升 221
三、多模式昆蟲(chóng)雷達(dá)的融合技術(shù) 221
第十三章 昆蟲(chóng)共生菌研究方法 223
昆蟲(chóng)研究方法(第二版) 節(jié)選
**章 昆蟲(chóng)觀察設(shè)備與使用方法 【內(nèi)容提要】本章介紹了昆蟲(chóng)的觀察設(shè)備——顯微鏡,重點(diǎn)介紹常用的實(shí)體顯微鏡的原理和使用方法等。 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】系統(tǒng)了解昆蟲(chóng)的主要觀察設(shè)備。 【基本要求】了解昆蟲(chóng)的觀察設(shè)備——顯微鏡及其類型,掌握實(shí)體顯微鏡的原理和使用方法,并能根據(jù)不同的目的,選擇不同類型的顯微鏡。 世界上**臺(tái)顯微鏡是由荷蘭眼鏡商Zacharias Jansen于1590年發(fā)明,它的出現(xiàn)極大擴(kuò)展了人類肉眼的觀察范圍,使科技一舉進(jìn)入了微觀領(lǐng)域。隨著科技的不斷發(fā)展,顯微鏡的性能也得到極大提升,使人們可以觀察到更為微觀的世界。觀察和研究昆蟲(chóng)等生物的顯微結(jié)構(gòu)和超微結(jié)構(gòu)時(shí),顯微鏡是**且重要的儀器。 **節(jié) 顯微鏡的類型 顯微鏡種類繁多,一般可分為光學(xué)顯微鏡和非光學(xué)顯微鏡兩大類,其中光學(xué)顯微鏡使用*多、應(yīng)用范圍*廣泛。顯微鏡根據(jù)不同的分類方式可分為以下幾種類型。 一、可見(jiàn)光顯微鏡 可見(jiàn)光顯微鏡是指利用光譜的可見(jiàn)光部分(380~760nm波長(zhǎng))成像的顯微鏡,它根據(jù)照明技術(shù)、成像技術(shù)和鏡體結(jié)構(gòu)的不同又可分為以下幾種。 (一)普通光學(xué)顯微鏡 普通光學(xué)顯微鏡是顯微鏡中*基本、*普遍的類型。其他各種類型的特種顯微鏡都是由它演變而來(lái),或者只要在這種顯微鏡上附加或更換特殊的附件就可以變?yōu)槠渌愋偷娘@微鏡。普通光學(xué)顯微鏡分辨率很高,廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥物學(xué)、細(xì)菌學(xué)、組織學(xué)及胚胎學(xué)的研究。 普通光學(xué)顯微鏡由機(jī)械裝置和光學(xué)系統(tǒng)兩部分組成(圖1-1A):機(jī)械裝置包括鏡座、鏡臂、載物臺(tái)、鏡筒、鏡頭轉(zhuǎn)換器和調(diào)焦螺旋等;光學(xué)系統(tǒng)包括物鏡、目鏡、聚光器、可變光闌、反光鏡和光源等。 普通光學(xué)顯微鏡是將被檢物體置于聚光器和物鏡之間,平行的光線自反射鏡折入聚光器,光線經(jīng)過(guò)聚光器穿過(guò)透明的物體進(jìn)入物鏡后,即在目鏡的焦點(diǎn)平面上(光闌部位或附近)形成一個(gè)初生倒置的實(shí)像。從初生實(shí)像射過(guò)來(lái)的光線,經(jīng)過(guò)目鏡的接目透鏡而達(dá)到眼球。這時(shí)的光線已變成或接近平行光,再透過(guò)眼球的晶狀體時(shí),便在視網(wǎng)膜后形成一個(gè)正立的實(shí)像(圖1-1B)。 圖1-1 普通光學(xué)顯微鏡的構(gòu)造(A)與成像原理(B) (A.仿黃詩(shī)箋等,2001;B. 仿劉國(guó)生,2007) (二)暗視野顯微鏡 暗視野顯微鏡是在普通光學(xué)顯微鏡的基礎(chǔ)上換裝暗視野聚光鏡,以丁達(dá)爾(Tyndall)效應(yīng)①原理為基礎(chǔ),使照射樣本表面的光線不能直接進(jìn)入物鏡和目鏡,而是樣本表面散射的光線進(jìn)入物鏡,因此整個(gè)視野為黑暗的背景,樣本則因斜射照明而被照亮(圖1-2A),操作者能夠觀察到樣本明亮的外貌及運(yùn)動(dòng)狀況,但看不清樣本內(nèi)部的細(xì)微結(jié)構(gòu),其分辨率可達(dá)4~200nm,為普通光學(xué)顯微鏡的100倍,所以,這種顯微鏡又叫超顯微鏡。暗視野顯微鏡要求載玻片厚度為0.7~1.7mm。 暗視野顯微鏡廣泛應(yīng)用于生物學(xué)研究,用來(lái)觀察活的標(biāo)本及明視野所看不到的微小顆粒,通常不用來(lái)觀察染色的組織切片。 圖1-2 暗視野照明方式(A)和BH300暗視野顯微鏡(B) (A.仿潘大仁,2007) (三)熒光顯微鏡 圖1-3 Leica DM2000熒光顯微鏡 有些標(biāo)本的某些特異性物質(zhì)受到較短波長(zhǎng)的光(如紫外光)激發(fā)后,會(huì)產(chǎn)生波長(zhǎng)較長(zhǎng)的熒光,這種通過(guò)觀察熒光來(lái)研究標(biāo)本的特異性物質(zhì)成分或結(jié)構(gòu)的顯微鏡為熒光顯微鏡(圖1-3)。 熒光顯微鏡的光源為紫外光,是在普通光學(xué)顯微鏡的基礎(chǔ)上,加上一些附件(如激發(fā)濾片和阻斷濾片等)構(gòu)成。激發(fā)濾片一般有紫外、紫色、藍(lán)色和綠色等種類,其作用是只允許一定波長(zhǎng)的激發(fā)光透過(guò)并照射到標(biāo)本上,而將其他光都吸收掉。阻斷濾片加在物鏡后面:一是吸收和阻擋激發(fā)光進(jìn)入目鏡,以免干擾熒光和損傷眼睛;二是選擇并讓特異的熒光透過(guò),表現(xiàn)專一的熒光色彩。這兩種濾光片須配合使用。 熒光顯微鏡光源波長(zhǎng)較短,分辨率高于普通光學(xué)顯微鏡,在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)中有著廣泛的用途,可用于所有含可發(fā)熒光物質(zhì)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、細(xì)胞器、元素、特異性蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的定性、定位研究。例如,免疫熒光技術(shù)以熒光素作為標(biāo)記物,與已知的抗體結(jié)合形成復(fù)合物,再通過(guò)抗原抗體結(jié)合來(lái)檢測(cè)細(xì)胞或組織切片中抗原的分布。 圖1-4 相差光學(xué)顯微鏡成像圖解(仿劉國(guó)生,2007) 1.目鏡;2.環(huán)狀光闌;3.聚光器;4.載物臺(tái);5.透鏡;6.相板;7.相板剖面圖;8.環(huán)狀光闌剖面圖 (四)相差光學(xué)顯微鏡 相差光學(xué)顯微鏡是由荷蘭物理學(xué)家Zernike于1935年發(fā)明的,他因此獲得1953年諾貝爾物理獎(jiǎng)。相差光學(xué)顯微鏡與普通光學(xué)顯微鏡基本相同,只是在普通光學(xué)顯微鏡上附加了環(huán)狀光闌和相板等相差濾光裝置。光波有振幅(亮度)、波長(zhǎng)(顏色)及相位(指在某一時(shí)間上光的波動(dòng)所能達(dá)到的位置)的不同。當(dāng)光通過(guò)物體時(shí),波長(zhǎng)和振幅發(fā)生變化,人的眼睛才能觀察到,這就是普通光學(xué)顯微鏡下能夠觀察到染色標(biāo)本的原理。而活細(xì)胞和未經(jīng)染色的生物標(biāo)本,因細(xì)胞各部位微細(xì)結(jié)構(gòu)的折射率和厚度略有不同,光波通過(guò)時(shí),波長(zhǎng)和振幅并不發(fā)生變化,僅相位有變化(相位發(fā)生的差異即相位差),而這種微小的變化,人眼是無(wú)法鑒別的,所以在普通光學(xué)顯微鏡下難以觀察到。相差光學(xué)顯微鏡能夠改變直射光或衍射光的相位,并且利用光的衍射和干涉現(xiàn)象,把相位差變成振幅差(明暗差),同時(shí)它還吸收部分直射光,以增大其明暗的反差,使不經(jīng)過(guò)染色難以看見(jiàn)的結(jié)構(gòu)變得清晰可見(jiàn),成像原理見(jiàn)圖1-4。相差光學(xué)顯微鏡需用水作封載劑并加蓋玻片。載玻片和蓋玻片厚度分別為1.0~1.2mm和0.17~0.18mm,清潔無(wú)損。 相差光學(xué)顯微鏡主要用于觀察未染色的活細(xì)胞,能清楚地分辨細(xì)胞的形態(tài)、細(xì)胞核、核仁及胞質(zhì)中的顆粒結(jié)構(gòu),也可用于觀察固定材料。 圖1-5 ZEISS Scope. A1偏光顯微鏡 (五)干涉相差顯微鏡 干涉相差顯微鏡使通過(guò)標(biāo)本的光線和通過(guò)標(biāo)本之外的光線發(fā)生干涉,并把光的相位變化轉(zhuǎn)變?yōu)檎穹兓瑥亩梢杂^察染色、染色很淡或未染色物體的細(xì)微結(jié)構(gòu),并能測(cè)定標(biāo)本中干物質(zhì)的含量。干涉相差顯微鏡與相差光學(xué)顯微鏡都是以干涉為基礎(chǔ),使透明標(biāo)本產(chǎn)生高的反差,然而在干涉像產(chǎn)生的方法上卻存在著本質(zhì)的不同:在相差光學(xué)顯微鏡中干涉像是用衍射的方法所產(chǎn)生的;而在干涉相差顯微鏡中是用通過(guò)物體內(nèi)和物體外兩束光干涉的方法產(chǎn)生的,因此干涉的效果可以受到更嚴(yán)格的控制。 干涉相差顯微鏡現(xiàn)在還未能得到如相差光學(xué)顯微鏡那樣廣泛的應(yīng)用,除了因?yàn)榘嘿F的價(jià)格以外,其儀器的安裝和調(diào)節(jié)也比相差光學(xué)顯微鏡更加復(fù)雜。 (六)偏光顯微鏡 生物體中的某些組織成分由于光學(xué)性質(zhì)不同,可不經(jīng)染色而利用偏光來(lái)區(qū)別。偏光顯微鏡(圖1-5)是在普通光學(xué)顯微鏡中安裝兩塊能使光線偏振的尼科爾棱鏡:一塊為起偏鏡,裝在聚光鏡下面;另一塊為檢偏鏡,裝在目鏡和物鏡之間。兩塊棱鏡中一塊固定,另一塊可以旋轉(zhuǎn)(或者兩塊均可旋轉(zhuǎn)),并注有刻度。偏光顯微鏡利用偏鏡光來(lái)鑒別晶體和生物體內(nèi)某些有序結(jié)構(gòu)的光學(xué)性質(zhì),也可用來(lái)鑒別某些組織中(如組織纖維、骨骼等)的化學(xué)成分。 (七)倒置顯微鏡 圖1-6 Leica DMi8倒置顯微鏡 倒置顯微鏡(圖1-6)是將物鏡與照明系統(tǒng)的位置顛倒,前者置于載物臺(tái)之下,而后者在載物臺(tái)之上,光線由上往下照射樣本,再經(jīng)過(guò)反光鏡進(jìn)入目鏡。目的是增大聚光器與載物臺(tái)之間的工作距離,以便培養(yǎng)細(xì)胞或組織的培養(yǎng)皿與培養(yǎng)瓶等容器可直接放在載物臺(tái)上進(jìn)行觀察。 倒置顯微鏡在細(xì)胞學(xué)、寄生蟲(chóng)學(xué)、腫瘤學(xué)、免疫學(xué)、遺傳工程學(xué)、工業(yè)微生物學(xué)、植物學(xué)等領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛,多用于對(duì)活體細(xì)胞和組織、流質(zhì)、沉淀物等進(jìn)行顯微研究。 (八)實(shí)體顯微鏡 實(shí)體顯微鏡是一種利用斜射光照明,觀察物體外部形態(tài)和立體結(jié)構(gòu)的顯微鏡。其特點(diǎn)是雙目觀察,工作距離大、視野寬廣、便于在鏡下進(jìn)行顯微操作、被檢物呈正視立體放大像,是昆蟲(chóng)及其他生物形態(tài)學(xué)、組織解剖學(xué)觀察的重要工具,還可用于電子工業(yè)和精密機(jī)械工業(yè)零件裝配、檢驗(yàn),以及農(nóng)業(yè)上的種子檢查等。詳見(jiàn)本章第二節(jié)相關(guān)介紹。 (九)比較顯微鏡 比較顯微鏡(圖1-7)不僅有普通光學(xué)顯微鏡的作用,還能用一組目鏡同時(shí)觀察左右兩個(gè)系統(tǒng)物體的像。并通過(guò)對(duì)接、切割、重疊、旋轉(zhuǎn)等手段,對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體進(jìn)行宏觀或微觀上的比較,以檢查它們?cè)谛问、組織、結(jié)構(gòu)、色彩或材料上存在的微小差異,以達(dá)到鑒別、比較的目的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,比較顯微鏡逐步形成完整的系列。其中有適于司法鑒定、銀行、電子商檢、質(zhì)檢的普通比較顯微鏡,適于醫(yī)藥、生物、化工等行業(yè)使用的生物比較顯微鏡,還有適于冶金、機(jī)械、材料等行業(yè)需要的金相比較顯微鏡。 比較顯微鏡一般設(shè)有攝像、攝影和計(jì)算機(jī)接口,通過(guò)數(shù)碼相機(jī)和電荷耦合器件(CCD),可將顯微鏡的比較圖像輸入監(jiān)視器,多人觀察,共同研討,還可通過(guò)視頻、打印機(jī)直接輸出彩色圖像。比較顯微鏡連接計(jì)算機(jī)后:比較圖像——可運(yùn)用計(jì)算機(jī)處理;比較結(jié)果——可以輸入計(jì)算機(jī)保存,或用彩色打印機(jī)輸出。 比較顯微鏡作為特種光學(xué)顯微鏡,其綜合、新穎的性能是其他單一用途光學(xué)顯微鏡無(wú)法比擬的,已成為光學(xué)顯微鏡家族的新秀,受到越來(lái)越多科研人員和有關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的青睞,在各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛運(yùn)用。在農(nóng)林畜牧方面,比較顯微鏡可系統(tǒng)比較不同染色方法染色相同材料的顯微切片,以便找出組織或細(xì)胞中的特殊結(jié)構(gòu)或特異變化。 圖1-7 比較顯微鏡(實(shí)體顯微鏡)(仿谷祝平,1985) 光學(xué)顯微鏡除了上述分類方法之外,還有其他的分類方法,如根據(jù)顯微鏡的使用范圍和性能的高低,可以分為教學(xué)顯微鏡、研究顯微鏡和大型萬(wàn)能顯微鏡,在此從略。 二、不可見(jiàn)光顯微鏡 不可見(jiàn)光顯微鏡是一類利用非可見(jiàn)光譜形成像、具有特殊用途的顯微鏡。 (一)紫外光顯微鏡 紫外光顯微鏡是一種使用波長(zhǎng)在380nm以下的紫外光形成物體像的顯微鏡。由于被檢物體內(nèi)各種組成對(duì)紫外光的吸收能力不同,因此用紫外光顯微鏡鏡檢時(shí),容易鑒別未染色的標(biāo)本。紫外光的波長(zhǎng)約為可見(jiàn)光的一半,分辨率也增加一倍,因此能觀察到普通方法看不到的結(jié)構(gòu),對(duì)核酸的研究尤為適用。目前主要用于對(duì)紫外光有選擇吸收性的物質(zhì)的顯微光度和顯微分光光度的研究,進(jìn)行核酸、蛋白質(zhì)等物質(zhì)的分布定位和定量研究成為紫外光顯微鏡*重要、*廣泛的用途。 (二)紅外光顯微鏡 紅外光顯微鏡是一種使用波長(zhǎng)在760~1500nm的紅外光形成物體像的顯微鏡。紅外光顯微鏡技術(shù)是一種非破壞性技術(shù),僅需少量(皮克以下)樣品就可獲得司法鑒定結(jié)果。它還可以使用可見(jiàn)光觀察,使不透明的部分物質(zhì)變得透明,如可用于研究昆蟲(chóng)中滲入黑色素的甲殼質(zhì)層。 (三)X射線顯微鏡 X射線顯微鏡是一種利用波長(zhǎng)極短而具強(qiáng)大穿透力的X射線來(lái)形成物體像的顯微鏡,能對(duì)細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行立體觀測(cè)。它為人們提供了一種更深入觀察微觀世界的方法。X射線是指波長(zhǎng)為0.01~30nm的輻射波,其中,1~30nm的波段稱為軟X射線。軟X射線顯微鏡的突出優(yōu)點(diǎn)是可以在生物活細(xì)胞被破壞之前得出其表面特征和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖像,這是電子顯微鏡無(wú)法得到的。 X射線顯微鏡與電子顯微鏡功能上互為補(bǔ)充,電子顯微鏡可達(dá)到的*高分辨率為0.2~2nm,現(xiàn)有X射線顯微鏡的分辨率是幾十納米,受到X射線衍射限度的限制,X射線顯微鏡的分辨率難以超越電子顯微鏡。因此,X射線顯微鏡的主要貢獻(xiàn)并不在于分辨率極限的突
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