洋葱鳞片叶的内表皮像一层几乎透明的薄膜,人的口腔内侧壁也看不见一个个细胞。可是,把合适的材料做成临时装片、染色后放到显微镜下,两个世界就显出来了:前者像排列整齐的砖格,后者像散落的不规则薄片。它们外形不同,却都能找到相似的内部结构。
这一章不从模式图背名称开始。我们先把材料真正变成可以观察的证据,再由视野中的相同点和不同点,归纳动植物细胞的结构。

上图用作典型观察特征的教学示意,不作为显微实拍证据;颜色和形状经过简化。
学完本章,你应该能够:
显微镜观察的是光线穿过材料后形成的像。材料如果太厚、皱成一团,许多细胞就会上下重叠;若没有适当染色,透明结构之间的对比又可能太弱。因此,临时装片的关键不是“把材料放上去”这么简单,而是让材料薄、平、清楚,并尽量保持原有形态。
玻片标本按制作方法可分为装片、切片和涂片。洋葱内表皮是从材料上撕取的薄层,人口腔上皮细胞则是把取得的少量材料涂在液滴中,本章制作的两种标本都只供短时间观察,所以称为临时装片。名称并不是重点,真正需要抓住的是:光线能否顺利穿过,细胞是否尽量单层分布,观察对象是否仍保持可辨认的形态。
先想一想:洋葱内表皮明明来自植物,为什么视野里常看不到叶绿体?

气泡往往呈圆形或椭圆形,边缘较深,中间亮,转动细准焦螺旋时也不会显出细胞应有的结构。它是制片过程留下的干扰,不是一个“特别圆的细胞”。若材料有皱叠,视野中则会出现重影或局部过深。遇到这些现象,应回到制片步骤寻找原因,而不是在观察图中把它们当成新结构。
观察自己的口腔上皮细胞前,要先用凉开水漱净口腔,再用无菌牙签在口腔内侧壁轻刮几下。载玻片中央滴的是生理盐水,不是清水;把牙签附有碎屑的一端放进液滴中轻涂,使细胞分散。随后盖片、用稀碘液染色,方法与洋葱装片相似。
这里的两个差异都服务于观察。洋葱表皮成片,需“撕取并展平”;口腔上皮细胞容易从表面脱落,需“轻刮并涂匀”。生理盐水能为人口腔上皮细胞提供较适宜的液体环境,有助于维持细胞的正常形态。牙签必须无菌,不同同学之间不能混用;操作要轻,实验后按老师要求处理用品并清洁器材。
染色也要讲“适量”。细胞许多结构近乎透明,稀碘液可增强细胞核等部分与周围的明暗差异,让轮廓更容易辨认;染液太少,结构仍可能模糊,染色过深,又会让细节被大片深色遮住。染色前看到什么、染色后哪些部分更清楚,也是一组可以比较的观察证据。
装片做好后仍应先用低倍镜寻找材料,选取薄、平、细胞较分散的区域观察。不要只盯住第一个视野:移动装片比较两三个区域,能帮助判断某个现象是细胞的共同特征,还是只在局部出现的皱叠、污点或气泡。若始终看不到细胞,先检查材料是否正对通光孔、是否在低倍镜下完成对光和调焦,再考虑重做装片。
实验口诀可以帮助回忆顺序,却不能代替理解。本实验中,洋葱内表皮滴清水、撕取后展平,人口腔上皮滴生理盐水、轻刮后涂匀。这些操作针对本章选用的材料,不能推广为所有植物或动物材料的制片方法;换一种材料时,应根据材料特点选择操作。
洋葱内表皮细胞排列紧密、轮廓较规则;人口腔上皮细胞扁平,形状不规则,常较分散。染色适宜时,两者内部都可见颜色较深的细胞核,细胞核外有细胞质,细胞质外围有细胞膜;植物细胞的细胞膜外还有细胞壁。细胞膜紧贴细胞壁内侧,在普通光学显微镜下常不易与细胞壁分开辨认,所以“没有看清细胞膜”不能推出“植物细胞没有细胞膜”。

上图仅比较部分典型结构,未画出线粒体;这不表示两类细胞没有线粒体。左图含叶绿体,不代表洋葱内表皮细胞。
最稳妥的比较方法是先找“共有”,再找“不同”。动植物细胞共有细胞膜、细胞质、细胞核和线粒体等结构;植物细胞还有细胞壁,成熟植物细胞常有明显液泡,绿色部分细胞中常有叶绿体。外形规则只能作为线索,不能单独作结论——动物细胞并非都圆,植物细胞也并非都长方形。
这些名称不是互不相干的标签。细胞膜形成相对独立的内部环境,又控制物质进出;细胞质承接许多生命活动;细胞核中含有遗传物质,对生命活动起控制作用。线粒体与能量转换有关。植物细胞的细胞壁像外部支架,液泡中的细胞液可溶解糖等多种物质,叶绿体使绿色部分的细胞能够进行光合作用。结构不同,对应着功能上的需要;但不能把比喻写成定义,例如细胞核常被比作“指挥中心”,规范表述仍应落到“含遗传物质、控制生命活动”。
再比较两种植物材料:洋葱内表皮细胞有细胞壁和液泡,却通常没有叶绿体;黑藻幼叶细胞既有细胞壁,又能看到许多绿色的叶绿体。由此可见,“是不是植物细胞”和“有没有叶绿体”不是同一个问题。判断植物细胞可综合细胞壁、液泡、排列等证据,不能把叶绿体当成唯一标准。
模式图把结构画得清楚,是为了帮助建立概念;显微镜下的物像受材料、染色、放大倍数和光线影响,不会像模式图一样每个结构都清晰。识图时可以依据模式图判断结构,记录观察时却只能画真正看到的内容。
题目中常出现三类“细胞图”。显微照片最接近仪器记录,会保留明暗、杂质和视野边缘;观察图是观察者对真实物像的选择性记录,应忠于当时所见;模式图则有意突出典型结构,便于比较和标注。同一结构在三类图中的形状、颜色可能不同,判断时应看它与周围结构的位置关系,而不是死记某一种颜色。颜色通常是染色或绘图约定,不能当作结构天然颜色的证据。

面对不理想的视野,先描述现象,再追查原因:细胞成团、轮廓互相压住,可能是材料太厚或没有展平、涂匀;许多圆亮区域带深色边缘,可能是盖片时困入气泡;整个视野颜色太深,可能是染液浓度或染色时间不当;细胞太透明,则可能染色不足或对比度不合适。一次观察只能支持与该材料、该视野相符的结论,多换几个视野、比较不同材料,结论才更可靠。
中考的实验现象题通常可以按“现象—原因—改进”作答。例如,写“细胞重叠”只是现象;接着指出“材料未展平或涂抹不匀”才解释了原因;最后补上“取少量材料并展平、涂匀”才形成完整方案。若题目问结论,还要另起一步:哪些现象支持哪些结构判断。把操作错误直接写成生物学结论,是最常见的失分点之一。
科学推断尤其要守住边界。观察洋葱内表皮没有看到叶绿体,只能说明该材料中没有观察到叶绿体,不能推出所有植物细胞都没有叶绿体;看到植物细胞有厚而清楚的外边界,可以把它判断为细胞壁,但不能把贴在内侧、难以分辨的细胞膜删去。

上图只比较点描和指示线的画法,名称与图名位置留白;完整观察记录仍须按实际所见填写结构名称和图名。
观察图要大小适当,在纸上的位置要适中,一般稍偏左上方,为右侧标注和下方图名留出空间。用削尖的 3H 铅笔轻画轮廓,确认后再画清楚;较暗处用疏密不同的细点表示,不涂黑,不画美术阴影。各结构名称一般写在图的右侧,用尺画水平指示线,线条不要交叉;最后在图下写明图名。
最重要的一条是真实:选一个清楚的细胞画主要结构,周围细胞只勾轮廓;看不清的结构不凭模式图补画,气泡也不标成细胞。规范绘图既是记录技能,也是尊重证据的科学态度。
例题:甲装片中细胞排列整齐,外侧轮廓较厚,未见叶绿体;乙装片中细胞分散、形状不规则。能否断定甲不是植物细胞?
本章的判断链可以浓缩为:先保证装片薄而清楚,再从多个视野取得现象;先比较共有结构,再辨认特有结构;最后让结论不超过证据能支持的范围。
临时装片把透明、微小的细胞转化为可观察的证据:本实验的洋葱内表皮滴清水、撕取后展平,人口腔上皮材料滴生理盐水、轻刮后涂匀;两者都要缓慢盖片并适当染色。比较观察可知,动植物细胞有共同的基本结构,也存在与各自生活相适应的差异。识图要看结构证据,绘图要忠实于物像,结论要保留材料和观察条件的边界。