本教材的內(nèi)容包括:植物制片的目的和意義、植物制片的主要方法、植物制片技術(shù)的發(fā)展趨勢、植物制片技術(shù)(徒手切片、石蠟切片、半薄切片、超薄切片、冰凍切片、滑走切片)、原位雜交技術(shù)、植物組織化學制片;涂、壓片法,細胞組織解離法(胚囊酶法分離技術(shù)等)、整體制片法(整體透明技術(shù)等)、植物制片技術(shù)實例;常用顯微鏡、成像裝置簡介,重點介紹研究用顯微鏡,顯微圖像分析處理技術(shù)(包括顯微測量);幾種專用顯微技術(shù)(相差、熒光、偏光微分干涉等技術(shù)、激光共聚焦顯微鏡);顯微攝影術(shù)(CCD攝影)幻燈片的制做等。
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本教材自1992年出版以來,我校及一些兄弟院校一直用作研究生教材,深受學生和同行的好評。盡管其間曾經(jīng)重印,但早已售罄,同行求購詢問不斷,因此我們?nèi)昵傲谐鲇媱,修訂再版此書?br />
植物顯微技術(shù)是一門理論與實踐緊密結(jié)合的實驗生物學課程。隨著生物學的發(fā)展及學科交叉與滲透,植物顯微技術(shù)不僅是經(jīng)典植物科學研究的必備技術(shù),而且已成為現(xiàn)代植物功能基因組學、分子生物學、植物與微生物分子互作等研究的重要技術(shù)。因此,在修訂過程中,需要補充增加新內(nèi)容。為了探索積累經(jīng)驗,近年來在學校研究生處的支持下,我們對該課程的教學體系、教學條件、教學內(nèi)容、教學方法等做了相應的調(diào)整、充實和改革,以全面提高教學效果,幫助學生在理解實驗原理的基礎(chǔ)上熟練掌握關(guān)鍵技術(shù),培養(yǎng)學生獨立操作及分析問題能力。這些嘗試和實踐為修訂再版這本教材奠定了基礎(chǔ)。
第二版在第一版的基礎(chǔ)上,根據(jù)學科的發(fā)展及人才培養(yǎng)的需要,修改和補充了相關(guān)內(nèi)容。修訂后的教材總學時數(shù)由原來的80學時改為60學時。第一篇在基本保留原教材特點的基礎(chǔ)上,增加了冰凍切片、冰凍超薄切片、掃描電鏡樣品制備、原位雜交、組織化學、整體透明新方法等,修改了半薄切片、超薄切片和木材切片的部分內(nèi)容,第二篇增加了OlympusSZX16體視熒光顯微鏡、OlympusBX61研究顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡、透射和掃描電鏡、攝影裝置及其攝影技術(shù)、圖像處理技術(shù)。第三篇實驗指導全部為新增加的內(nèi)容,這是基于我們在長期教學過程中的經(jīng)驗和體會組織安排的。實驗指導內(nèi)容緊扣前兩篇的實驗理論與技術(shù),前后貫通、融為一體,各個實驗內(nèi)容既可獨立安排,又有密切的相互聯(lián)系。這種編排體系便于學生在學習本課程中理論聯(lián)系實際、融會貫通、學以致用,也有利于自學。
本書在編寫過程中承蒙武漢大學生命科學學院孫蒙祥教授審閱,并提出寶貴意見,深表感謝。
本書由華中農(nóng)業(yè)大學研究生處“研究生教育創(chuàng)新工程項目”資助。華中農(nóng)業(yè)大學生命科學技術(shù)學院趙斌教授、湖北大學生命科學學院蔡得田教授、揚州大學生物科學與技術(shù)學院金銀根教授、河北農(nóng)業(yè)大學園藝學院張成合教授等對本教材的修訂再版給予了關(guān)注和支持,在此一并感謝!
中國科學院院士、武漢大學楊弘遠教授為本書第一版作序,并在再版時予以關(guān)心,我們深表謝忱。本書是第一版的繼承和發(fā)揚,值此之際,我們對第一版主編、已故王灶安教授(華中農(nóng)業(yè)大學)表示深深的敬意!
本書的第一篇第一章由李和平、龍鴻編寫,第二章由李和平、馮燕妮編寫,第三章由李和平編寫,第四章由李和平、馮燕妮、徐有明編寫,第五章由龍鴻、李和平、陳春麗編寫,第六章由周竹青、龍鴻編寫,第七章由陳春麗、龍鴻、李和平編寫;第二篇第八章由龍鴻、周竹青、李和平、陳春麗編寫,第九章和第十章由龍鴻編寫,第十一章由陳春麗編寫;第三篇實驗指導由承擔植物顯微技術(shù)實驗課的教師編寫,文后署名。全書圖版、插圖由龍鴻、馮燕妮拍攝、編排。
由于我們的水平有限,錯誤和不當之處在所難免,懇請同行和讀者批評指正。
目錄
第二版前言
代序
第一版前言
第一篇 植物制片技術(shù)
第一章 植物制片的目的和方法概述 2
第一節(jié) 植物制片的目的、類型和方法 2
第二節(jié) 植物制片的一般流程 3
一、一般制片的步驟 4
二、石蠟制片的主要步驟 4
三、半薄切片的主要步驟 5
第三節(jié) 常用儀器、用具、藥品 5
一、常用儀器 5
二、常用實驗用具 6
三、常用文具 6
四、藥品及染料的規(guī)格 6
第四節(jié) 制片前的準備工作 7
一、玻璃器皿的清潔 7
二、實驗計劃、制片日程表 8
第二章 石蠟制片法 9
第一節(jié) 材料的選擇與分割 9
一、取樣 9
二、植物器官的分割 10
三、染色體制片取樣 11
第二節(jié) 固定與保存 11
一、固定的原理和方法 12
二、固定液 13
三、固定操作步驟 15
四、材料的沖洗 15
五、固定時需要注意的問題 16
六、常用器具 17
第三節(jié) 脫水 17
一、脫水的目的 18
二、常用的脫水劑及脫水與復水方法 18
三、脫水時注意事項 18
第四節(jié) 透明 19
一、透明的目的 19
二、常用的透明劑 19
三、透明的方法 19
第五節(jié) 浸蠟 20
一、浸蠟的目的 20
二、浸蠟方法和步驟 20
第六節(jié) 包埋 21
一、包埋劑 21
二、石蠟的種類 21
三、石蠟的選擇 22
四、各級石蠟的配制與包埋前的準備 22
五、包埋方法 23
第七節(jié) 切片 24
一、切片機、切片刀種類及應用 25
二、切片機的組成與使用 25
三、切片刀的準備 26
四、蠟塊的分割、修整與固著 27
五、切片方法與步驟 27
六、石蠟切片過程易出現(xiàn)的問題及解決的辦法 27
第八節(jié) 展片與粘片 28
一、展片、粘片 28
二、常用粘貼劑及其配制 29
三、展片、粘片方法及注意事項 30
第九節(jié) 脫蠟與透明 30
一、脫蠟與透明 30
二、石蠟制片中常用的脫蠟劑與透明劑 31
三、脫蠟方法 31
第十節(jié) 染料與染色 31
一、染色的目的 31
二、染料的分類 31
三、幾種常用染料的性質(zhì)及配制 32
四、染色原理簡介 36
五、一般的染色方法 36
六、染色注意事項 37
第十一節(jié) 封藏 39
一、封藏的目的 39
二、封藏劑種類 39
三、封藏方法 39
第三章 石蠟制片實例 40
一、根尖縱切片制片法 40
二、莖的縱、橫切片制片法 41
三、葉橫切片制片法 43
四、花芽縱切片制片法 44
五、子房縱切片制片法 45
六、花生子葉橫切片制片法 47
七、線粒體制片法——雷加特氏法 47
第四章 其他切片法 49
第一節(jié) 徒手切片法 49
一、徒手切片概述 49
二、徒手切片實例 49
第二節(jié) 冰凍切片法 50
一、冰凍切片概述 50
二、冰凍切片機 50
三、冰凍切片方法 51
四、冰凍切片注意事項 51
第三節(jié) 滑走切片法 51
一、滑走切片法概述 51
二、滑走切片機組成與使用 52
三、滑走切片法研究木材結(jié)構(gòu)注意事項 52
四、滑走切片實例 54
第五章 非切片制片法 56
第一節(jié) 壓片、涂片制片法 56
一、壓片、涂片制片方法及在植物學研究中的應用 56
二、壓片制片法 56
三、涂片制片法 58
第二節(jié) 整體制片法 59
一、整體透明法 60
二、蠶豆葉或鴨跖草葉表皮制片 62
三、小麥葉表皮制片 62
四、棉胚乳整體制片 63
第三節(jié) 離析法 64
一、木材解離制片 64
二、胚囊酶法分離技術(shù) 65
第六章 半薄切片、超薄切片與掃描電鏡樣品制備 67
第一節(jié) 半薄切片和超薄切片法常用試劑 67
一、幾種常用固定液的配制 67
二、脫水劑 69
三、滲透劑 69
四、包埋劑 69
五、常用染料 71
第二節(jié) 半薄切片制樣方法 73
一、半薄切片方法簡介 73
二、半薄切片制樣步驟 73
三、半薄切片法在植物學研究中的應用 77
第三節(jié) 超薄切片制樣方法 78
一、超薄切片制樣步驟 79
二、超薄切片法在植物學研究中的應用 84
第四節(jié) 掃描電子顯微鏡樣品的制備 85
一、整體樣品表面結(jié)構(gòu)觀察的制樣方法 85
二、掃描電子顯微鏡制樣中的關(guān)鍵步驟 86
三、掃描電子顯微鏡在植物學研究中的應用 89
第五節(jié) 冷凍超薄切片制樣方法簡介 90
一、冷凍超薄切片原理 90
二、冷凍超薄切片方法 90
三、低溫包埋技術(shù) 92
四、冷凍超薄切片在植物學研究中的應用 94
第七章 原位雜交與組織化學 95
第一節(jié) 原位雜交技術(shù) 95
一、植物染色體原位雜交技術(shù) 95
二、RNA原位雜交技術(shù) 100
第二節(jié) 組織切片原位PCR 104
一、原位PCR技術(shù)的基本原理 104
二、基本類型 104
三、原位PCR基本步驟 105
第三節(jié) 植物組織化學 106
一、核酸的測定 106
二、細胞內(nèi)含物的測定 107
三、細胞壁物質(zhì)的測定 109
第四節(jié) GUS及熒光檢測 110
一、GUS組織化學染色 110
二、免疫組織化學檢測 111
三、非免疫熒光標記 111
第二篇 顯微鏡與顯微攝影技術(shù)
第八章 顯微鏡 114
第一節(jié) 顯微鏡基本知識 114
一、顯微鏡的種類 114
二、透鏡成像的基本知識 115
三、光路簡介 116
四、復式顯微鏡結(jié)構(gòu)原理 116
五、顯微鏡的參數(shù) 117
第二節(jié) 顯微鏡的結(jié)構(gòu)和性能 120
一、光學系統(tǒng) 120
二、機械部件 123
三、推進器和顯微測微尺 125
四、顯微鏡的保養(yǎng) 127
五、顯微鏡的維護 128
第三節(jié) 幾種常用顯微鏡簡介 131
一、復式顯微鏡的原理、結(jié)構(gòu)與使用 131
二、體視顯微鏡的原理、結(jié)構(gòu)與使用 135
三、熒光顯微鏡的原理、結(jié)構(gòu)與使用 141
四、倒置顯微鏡的原理、結(jié)構(gòu)與使用 147
五、激光共聚焦顯微鏡簡介 150
六、電子顯微鏡的原理、結(jié)構(gòu)與使用 150
第四節(jié) 幾種顯微技術(shù)的應用 156
一、熒光顯微術(shù) 157
二、相差顯微術(shù) 159
三、微分干涉術(shù) 161
四、偏光顯微術(shù) 164
五、暗視野顯微術(shù) 166
第九章 顯微攝影成像裝置 168
第一節(jié) 攝影和照相機的發(fā)展歷史 168
一、攝影術(shù)的含義和發(fā)明 168
二、照相機的發(fā)明和發(fā)展 169
第二節(jié) 照相機的類型和結(jié)構(gòu) 170
一、照相機的類型 170
二、照相機的主要結(jié)構(gòu) 172
第三節(jié) 照相機的使用方法 174
一、曝光和曝光量 174
二、調(diào)焦 175
三、控制景深 176
四、控制清晰度 176
五、數(shù)碼相機簡介 177
六、CCD相機簡介 183
第十章 顯微攝影技術(shù) 184
第一節(jié) 顯微攝影技術(shù)概論 184
一、圖像采集 184
二、圖像存儲 184
三、圖像處理 185
四、圖像轉(zhuǎn)換 185
五、顯微成像技術(shù)的展望 185
第二節(jié) 近距離攝影 185
一、構(gòu)圖 186
二、測光、曝光 186
三、表現(xiàn)力 186
四、近距離拍攝實例 186
五、消費型相機佳能Power Shot Prol結(jié)構(gòu)功能簡介 187
第三節(jié) 小物體(微距)攝影 188
一、正確操控相機 188
二、微距拍攝實例 190
三、專業(yè)數(shù)碼單反相機Nikon D200結(jié)構(gòu)功能簡介 191
第四節(jié) 超微距攝影(解剖鏡攝影) 194
一、超微距攝影裝置 194
二、超微距攝影實例 195
第五節(jié) 高倍率顯微攝影(顯微鏡攝影) 197
一、高倍率顯微攝影裝置 197
二、高倍率顯微攝影實例 198
第六節(jié) 獲得高質(zhì)量顯微圖像與常見拍攝問題分析 199
一、相機握持的方式 200
二、如何判別一張模糊的圖像 201
三、顯微攝影采用的器材 201
四、如何虛化背景、突出主體 202
五、如何在暗弱光線下不使用閃光燈進行拍照 202
六、怎樣合理使用曝光補償 202
七、如何微距拍攝具有大面積綠色葉片背景的小花 203
八、怎樣正確使用相機的白平衡 203
九、解剖鏡下(超微距)攝影如何調(diào)光 203
十、高倍率顯微攝影如何正確調(diào)焦 203
十一、Photoshop軟件后期處理時如何適度銳化 204
十二、Photoshop軟件后期處理時如何去除數(shù)碼圖像陰霾 204
第十一章 顯微圖像分析處理 205
第一節(jié) 顯微圖像處理 205
一、顯微圖像獲得的幾種方式 205
二、圖像存儲格式 205
三、圖像處理方法 206
四、圖像輸出方式 208
五、發(fā)表文章電子圖版的基本要求 208
第二節(jié) 專業(yè)顯微圖像處理分析軟件 208
一、Simple PCI軟件 208
二、Image-ProPlus(IPP)軟件 209
三、MetaMorph (MM)軟件 211
四、Cytogenetics細胞遺傳學工作站 212
五、兩款免費的專業(yè)顯微圖像分析軟件 212
六、顯微圖像分析對硬件的基本要求 213
第三篇 植物顯微技術(shù)實驗指導
實驗一 石蠟制片法(一) 216
一、實驗目的與原理 216
二、實驗材料 216
三、實驗試劑及用具 216
四、操作步驟 216
五、實驗效果 218
實驗二 石蠟制片法(二) 219
一、實驗目的與原理 219
二、實驗材料 219
三、實驗試劑及用具 219
四、包埋的操作步驟 219
五、包埋的效果 221
實驗三 石蠟制片法(三) 222
一、實驗目的與原理 222
二、實驗材料 222
三、實驗試劑及用具 222
四、操作步驟 222
五、實驗結(jié)果分析 224
實驗四 石蠟制片法(四) 225
一、實驗目的與原理 225
二、實驗材料 225
三、實驗試劑及用具 225
四、操作步驟 225
五、實驗結(jié)果分析 227
實驗五 半薄切片法 228
一、實驗目的與原理 228
二、實驗材料 228
三、實驗試劑及用具 228
四、操作步驟 228
實驗六 超薄切片法 232
一、實驗目的與原理 232
二、實驗材料 232
三、實驗試劑及用具 232
四、操作步驟 232
五、實驗結(jié)果 233
實驗七 冰凍切片法 234
一、實驗目的與原理 234
二、實驗材料 234
三、實驗試劑及用具 234
四、操作步驟 234
五、冰凍切片實例:擬南芥花序軸橫切片 235
六、冰凍切片法中影響樣品形態(tài)的問題原因及解決方法 236
實驗八 原位雜交技術(shù) 237
一、實驗目的與原理 237
二、實驗材料 237
三、實驗試劑及用具 237
四、操作步驟 237
五、實驗結(jié)果 240
實驗九 顯微鏡和顯微攝影(一) 241
一、實驗目的與原理 241
二、實驗材料 241
三、實驗儀器 241
四、操作步驟 241
實驗十 顯微鏡和顯微攝影(二) 245
一、實驗目的與原理 245
二、實驗材料 245
三、實驗儀器 245
四、操作步驟 245
實驗十一 顯微圖像分析處理的基本方法 249
一、實驗目的與原理 249
二、實驗材料 249
三、實驗儀器 249
四、操作步驟 249
附錄1 幾種常用的固定液 251
附錄2 幾種常用的脫水劑及脫水方法 253
附錄3 幾種常用的透明劑及透明方法 253
附錄4 幾種常用的粘貼劑、封藏劑與包埋劑 254
一、粘貼劑 254
二、封藏劑 254
三、包埋劑 254
附錄5 幾種緩沖液的配制 255
一、原位雜交用緩沖液的配制 255
二、半薄切片用緩沖液的配制 255
附錄6 幾種常用染料的性質(zhì)及配制 256
一、染料 256
二、常用染料染色對象 256
主要參考文獻 258
圖版