《细胞生物学》教案（第2次课2学时）第二章细胞生物学研究方法(Chapter 3. Techniques in Cell Biology)[教学要求]2.1知识目标1.对细胞生物学的研究手段和方法进行初步了解，对不同的研究方法和手段在细胞生物学研究中的应用有初步的认识；2.掌握光学显微镜的成像原理；3.通过实验课了解和掌握光学显微镜各部分的结构和功能，，并学习正确使用光学显微镜的方法及维护常识。2.2能力目标1.通过实际操作掌握普通光学显微镜的使用；2.通过实际操作掌握荧光显微镜的使用。2.3德育目标1.要研究一个细胞生物学的问题，首先要从全局给出一个基本的程序，引导学生考虑问题要细致、全面、严谨；2.整个过程需要查阅文献，分析总结，利用适合的仪器、技术等，才能得出可靠的实验数据，引导学生意识到查阅文献的重要性，各种技术学习的重要性。[教学重点]仪器方法的基本原理和基本应用[教学难点]电镜制样及分子杂交技术[教学时数] 2学时[主要内容]第一节细胞形态结构的观察方法第二节细胞及其组分的分析方法[参考资料]翟中和．细胞生物学，第五版北京：高等教育出版社，2020[教学内容]
《细胞生物学》教案 （第 2 次课 2 学时） 第二章细胞生物学研究方法 （Chapter 3. Techniques in Cell Biology） [教学要求] 2.1 知识目标 1. 对细胞生物学的研究手段和方法进行初步了解，对不同的研究方法和手段在细胞生物学 研究中的应用有初步的认识； 2. 掌握光学显微镜的成像原理； 3. 通过实验课了解和掌握光学显微镜各部分的结构和功能,，并学习正确使用光学显微镜的 方法及维护常识。 2.2 能力目标 1. 通过实际操作掌握普通光学显微镜的使用； 2. 通过实际操作掌握荧光显微镜的使用。 2.3 德育目标 1. 要研究一个细胞生物学的问题，首先要从全局给出一个基本的程序，引导学生考虑问题要 细致、全面、严谨； 2. 整个过程需要查阅文献，分析总结，利用适合的仪器、技术等，才能得出可靠的实验数据， 引导学生意识到查阅文献的重要性，各种技术学习的重要性。 [教学重点] 仪器方法的基本原理和基本应用 [教学难点] 电镜制样及分子杂交技术 [教学时数] 2 学时 [主要内容] 第一节细胞形态结构的观察方法 第二节 细胞及其组分的分析方法 [参考资料] 翟中和． 细胞生物学， 第五版．北京：高等教育出版社，2020． [教学内容]
这章主要讲的是关于细胞生物学的一些技术问题，广义上从方法学上来说，包括研究细胞生物学的一个问题时如何设计，有一个基本的程序。Preparatory observeputforward theoreticsDesign control testsRefer toknowledgeCollect dataExplain resultsDeviseconclusionpreparatoryobserve：预先的观察或者对你感兴趣的问题有一个灵感；putforwardtheoretics：你想探索这个问题，你应该做一个估计，用什么样的假说可以说明这个问题；designcontroltests：有了假说，就要考虑如何设计这个实验，我想验证这个假说，如何设计对照，即control；collectdata:有了实验设计的想法后，开始收集资料；explainresults:大量资料积累后，就应该做结果的分析；deviseconclusion：结果分析后，得到一个结论；在这个流程当中，有两个重要的问题，你感兴趣的问题提出后，做了初步的观察，然后开始设计实验流程的时候，你应该先查文献（可能你孤陋寡闻，没看到别人做过；可能别人已经做了，paper也发了；可能别人没做过），积累了大量的data，做出了分析，然后准备写文章了，要对你做出的data和分析，做文献复习，如果你的data和别人的并不完全一样，但是结论跟别人是重复的，实际上你的文章意义并不大，因此这两个阶段的文献复习对大家以后做研究工作是非常重要的问题。那么从这样一个程序，通过实验的设计，实验的操作，最后分析得到的结论，整个过程，data的收集（第二个重要的问题就是方法学的问题），你用什么样的方法收集到这些数据，这就涉及到一个文章的技术含量高低的问题，因此从整个细胞生物学研究的方法
这章主要讲的是关于细胞生物学的一些技术问题，广义上从方法学上来说，包括研 究细胞生物学的一个问题时如何设计，有一个基本的程序。 preparatory observe：预先的观察或者对你感兴趣的问题有一个灵感； put forward theoretics: 你想探索这个问题，你应该做一个估计，用什么样的假说可以说明 这个问题； design control tests: 有了假说，就要考虑如何设计这个实验，我想验证这个假说，如何设 计对照，即 control； collect data: 有了实验设计的想法后，开始收集资料； explain results: 大量资料积累后，就应该做结果的分析； devise conclusion: 结果分析后，得到一个结论； 在这个流程当中，有两个重要的问题，你感兴趣的问题提出后，做了初步的观察，然 后开始设计实验流程的时候，你应该先查文献（可能你孤陋寡闻，没看到别人做过；可能 别人已经做了，paper 也发了；可能别人没做过）， 积累了大量的 data，做出了分析，然 后准备写文章了，要对你做出的 data 和分析，做文献复习，如果你的 data 和别人的并不 完全一样，但是结论跟别人是重复的，实际上你的文章意义并不大，因此这两个阶段的 文献复习对大家以后做研究工作是非常重要的问题。 那么从这样一个程序，通过实验的设计，实验的操作，最后分析得到的结论，整个过 程，data 的收集（第二个重要的问题就是方法学的问题），你用什么样的方法收集到这些 数据，这就涉及到一个文章的技术含量高低的问题，因此从整个细胞生物学研究的方法
来说，虽然不是靠讲来解决的，但是思想里面，在学习一个课程，在科学研究中，这个问题是个很重要的问题，你怎样设计实验，提出问题，最后解决了问题，得出了结论，对结论的可靠性你怎么做分析，因为像这类实验，特别是生命科学，它是靠实验来说话的，越复杂的问题，越没法回答，你只能根据实验的结果，对某一个问题得到局部的解析，这里可能有一些同学要问了，现在本科生强调创新思维的训练，本科做毕业论文，参加科研项目，都要做实验，这就涉及到你如何评判自已实验当中得到的阶段性实验结果的问题，有些同学发表文章的心很急切，做了一些实验，做生物学实验，对照（阳性对照，阴性对照）是最关键的，你能不能做好实验对照，不然你的实验结果没法说明问题。同样的实验第一次结果为+，第二次结果为-，你只能做第三次+，再做第四次+，第二次的实验可能是操作或其他条件出了问题，你讨论这个问题时才是有根据的。学习本章内容对学生的要求：了解细胞生物学里有哪些方法；这些方法能解决一个什么样的问题。基本知识：显微镜与分辨率1、明视距离：物体在人眼视网膜上成像的大小和物体与眼睛的距离有关。物体离眼睛的距离越近，视网膜上的物象就越大，但眼晴的曲光度就随之增大，眼部肌肉就越发疲劳。经测试在物体离人眼25cm时，看物体又清楚，眼肌也不疲劳，因此把人眼正常工作距离定为25cm，称之为明视距离。(gu Nonal ego)Nyogicafe(c)HrpirgiceyeDefect of vision2、分辨力和光镜的分辨极限分辨力义叫分辨本领，是指将邻近两点清晰区分辨认的能力第一节细胞形态结构的观察方法真正观察技术是显微镜，是细胞里最直接的观察技术，是观察的手段和工具，这里的内容不跟生化、微生物、分子生物学以及遗传学重复，这是细胞里用的最多的一个技术。儿种显微镜可观祭的样品大小（前头之间的范围）及其分辨能力（右侧前头所指位置)
来说，虽然不是靠讲来解决的，但是思想里面，在学习一个课程，在科学研究中，这个问 题是个很重要的问题，你怎样设计实验，提出问题，最后解决了问题，得出了结论，对结 论的可靠性你怎么做分析，因为像这类实验，特别是生命科学，它是靠实验来说话的，越 复杂的问题，越没法回答，你只能根据实验的结果，对某一个问题得到局部的解析，这里 可能有一些同学要问了，现在本科生强调创新思维的训练，本科做毕业论文，参加科研 项目，都要做实验，这就涉及到你如何评判自己实验当中得到的阶段性实验结果的问题， 有些同学发表文章的心很急切，做了一些实验，做生物学实验，对照（阳性对照，阴性对 照）是最关键的，你能不能做好实验对照，不然你的实验结果没法说明问题。同样的实验 第一次结果为+，第二次结果为-，你只能做第三次+，再做第四次+，第二次的实验可能是 操作或其他条件出了问题，你讨论这个问题时才是有根据的。 学习本章内容对学生的要求：了解细胞生物学里有哪些方法；这些方法能解决一个 什么样的问题。 基本知识：显微镜与分辨率 1、明视距离： 物体在人眼视网膜上成像的大小和物体与眼睛的距离有关。物体离眼睛的距离越近， 视网膜上的物象就越大，但眼睛的曲光度就随之增大，眼部肌肉就越发疲劳。经测试 在物体离人眼 25cm 时，看物体又清楚，眼肌也不疲劳，因此把人眼正常工作距离定 为 25cm，称之为明视距离。 2、分辨力和光镜的分辨极限 分辨力又叫分辨本领，是指将邻近两点清晰区分辨认的能力。 第一节 细胞形态结构的观察方法 真正观察技术是显微镜，是细胞里最直接的观察技术，是观察的手段和工具，这里的 内容不跟生化、微生物、分子生物学以及遗传学重复，这是细胞里用的最多的一个技术。 几种显微镜可观察的样品大小（箭头之间的范围）及其分辨能力（右侧箭头所指位 置）
100μm10μm100nm10nm0.1nm1cm1mm1um1nm光学显微镜电子显微镜扫描隧道显微镜分辨率(resolution)：能区分开两个质点间的最小距离眼睛、光学显微镜和电子显微镜的分辨率分别为：0.2mm、0.2um和0.2nm一、光学显微镜技术(lightmicroscopy)1、普通复式光学显微镜技术普通光学显微镜（最大分辨率为0.2um），主要由三部分组成：①光学放大系统，即目镜和物镜；②照明系统，包括光源和聚光镜；③镜架及样品调节系统，镜座、镜柱、镜臂、镜筒、调焦装置、载物台（物镜转换器）。目镜.物镜BE样品聚光镜光源放大的虚像普通光学显微镜成像示意图
分辨率(resolution)：能区分开两个质点间的最小距离 眼睛、光学显微镜和电子显微镜的分辨率分别为：0.2mm、0.2μm 和 0.2nm 一、光学显微镜技术(light microscopy) 1、普通复式光学显微镜技术 普通光学显微镜（最大分辨率为 0.2µm），主要由三部分组成：①光学放大系统，即 目镜和物镜；②照明系统，包括光源和聚光镜；③镜架及样品调节系统，镜座、镜柱、镜 臂、镜筒、调焦装置、载物台（物镜转换器）。 普通光学显微镜成像示意图
目镜观察头物镜转换器标本压片物镜调焦机构载物台聚光镜及光栏开关99光学商城光源（从上面可以看到样本的基本情况）放大倍数：目镜的放大倍数x物镜的放大倍数随堂练习关于光镜的使用，下列正确的是（ABD）A，观察标本时，应双眼同时静开，双手并用B.按照从低倍镜到高倍镜到油镜的顺序进行操作C.使用油镜时，需在标本上滴香柏油，将聚光器降至最低，光圈关至最小D使用油镜时，不可一边在目镜中观察，一边下降镜筒或上升载物台分析：在使用油镜的时候，光线应该调到最强程度，即聚光器提高，光圈全部开放显微镜的性能优劣决定于它的分辨率(resolution)。分辨率是指显微镜区分开两个质点间的最小距离。（显微镜的价值不在于它放大倍数的多少，关键是看它分辨率的大小）0.612D=N.Sinα/2入=入射光的波长(最短450nm)N=介质折射率（空气1：水1.33：香柏油1.515：α溴萘1.66）α=物镜镜口角（标本在光轴上的一点即聚焦点对物镜镜口的张角，最大140°），N.A.=镜口率（numericaperture）（指物镜框口能够纳进的光通量的大小而言）
（从上面可以看到样本的基本情况） 放大倍数：目镜的放大倍数 х 物镜的放大倍数 随堂练习 关于光镜的使用，下列正确的是（ABD） A. 观察标本时，应双眼同时睁开，双手并用 B. 按照从低倍镜到高倍镜到油镜的顺序进行操作 C. 使用油镜时，需在标本上滴香柏油，将聚光器降至最低，光圈关至最小 D. 使用油镜时，不可一边在目镜中观察，一边下降镜筒或上升载物台 分析：在使用油镜的时候，光线应该调到最强程度，即聚光器提高，光圈全部开放 显微镜的性能优劣决定于它的分辨率(resolution)。分辨率是指显微镜区分开两个质点间 的最小距离。 （显微镜的价值不在于它放大倍数的多少，关键是看它分辨率的大小） λ=入射光的波长(最短 450nm) N=介质折射率（空气 1；水 1.33；香柏油 1.515；α 溴萘 1.66） α=物镜镜口角（标本在光轴上的一点即聚焦点对物镜镜口的张角，最大 140°），N.A.= 镜口率（numeric aperture）（指物镜框口能够纳进的光通量的大小而言）
物镜介质样品20mmminiumideaolvablox1020mmx102AmX100520minionmrenolvablex10SWOminamronreicolveble103mm10eum-10°nm分辨极限（limitofresolution）：对可见光来说，能清楚分辨出相邻两点之间的最小间隔为0.2um。R=0.612/N.Sina/2=0.61x0.5um/1.5x1=0.2um数值孔径N.A(N.Sina/2)：数值孔径的大小代表了光镜的会聚能力。数值孔径越高，光镜的分辨力越大，所呈影像的亮度越强。随堂练习显微镜的分辨率与放大倍数无关（V）光学显微镜可以直接用于观察单细胞生物或体外培养的细胞。如果观察生物组织样品，则需要对样品进行一定的处理。细胞20-30um厚，没法直接看，涉及到标本的制备问题，切片。生物样品的制备过程：①固定：可使生物大分子交联，蛋白质成分凝固，防止细胞自溶和破坏而产生人工假象（保持生活状况下的情景）。常用固定剂：甲醛、戊二醛、乙醇②包埋：为了便于切片，防止样品移位（石蜡融化了后，包埋在石蜡里，做成蜡块）常用包埋剂：石蜡③切片：由于生物样品太厚，不能直接用光镜观察，需切成1-10um的薄片（再对蜡块进行修理，用切片机切片，刀头上下往返运动）④细胞不同成分的选择性染色（切片展在载玻片上，脱蜡、透明处理后，进行染色）
分辨极限（limit of resolution）：对可见光来说，能清楚分辨出相邻两点之间的最小间隔 为 0.2µm。 R=0.61λ/N.Sinα/2=0.61х0.5µm/1.5х1=0.2µm 数值孔径 N.A(N.Sinα/2):数值孔径的大小代表了光镜的会聚能力。数值孔径越高，光镜 的分辨力越大，所呈影像的亮度越强。 随堂练习 显微镜的分辨率与放大倍数无关（√） 光学显微镜可以直接用于观察单细胞生物或体外培养的细胞。如果观察生物组织样 品，则需要对样品进行一定的处理。细胞 20-30µm 厚，没法直接看，涉及到标本的制备 问题，切片。 生物样品的制备过程： ①固定：可使生物大分子交联，蛋白质成分凝固，防止细胞自溶和破坏而产生人工假象 （保持生活状况下的情景）。常用固定剂：甲醛、戊二醛、乙醇 ②包埋：为了便于切片，防止样品移位（石蜡融化了后，包埋在石蜡里，做成蜡块） 常用包埋剂：石蜡 ③切片：由于生物样品太厚，不能直接用光镜观察，需切成 1-10µm 的薄片（再对蜡块 进行修理，用切片机切片，刀头上下往返运动） ④细胞不同成分的选择性染色（切片展在载玻片上，脱蜡、透明处理后，进行染色）
细胞总重量的70%是水，对可见光来说几乎是透明的，因此未经处理的细胞在普通光镜下几乎是看不见的，为使细胞成为可见的常用方法就是染色。常用的染料：苏木精---对负电荷分子有亲和力，可显示细胞内核酸的分布（蓝紫色）；伊红-可使细胞质染色（红色）。（生物体细胞里的元素C，H，O，N，原子核系数都比较低，没染色时与照射光成像，背景差非常弱，看不清楚，为了增加反差对片子进行染色，染料与周围没染色的背景之间有一个比较大的反差，才能更好地去观察，光学显微镜下观察的切片都需要染色，样本是死的）染色取材固定包埋切片观察石蜡切片的制备程序2、相差显微镜技术（phase-contrastmicroscope）和微分干涉显微镜技术（differential-interferencemicroscope)只有光线通过染色体标本时其波长、振幅发生变化，人眼才能看见，但活细胞和未染色的标本由于光波长和振幅不发生变化，人眼看不到，但其相位有变化，因此利用光的干涉和衍射效应把透过标本不同区域的光波程差转变成振幅差，使细胞内各种结构之间呈现清晰可见的明暗对比。个振幅时间A振幅时间=初始光东干涉光（两束光波之间的相互干涉；A：相位相同时，振幅增强，亮光B：相位相反时，振幅减弱，暗光）（相位：描述信号波形变化的度量）相差显微镜（phase-contrastmicroscope）：一种将相位差转变成振幅差（明暗差）的显微镜，可观察不染色的活细胞。微分干涉显微镜（differential-interferencemicroscope）：一种将样品厚度上的微小区别转化成明暗区别相差显微镜
细胞总重量的 70%是水，对可见光来说几乎是透明的，因此未经处理的细胞在普通光镜 下几乎是看不见的，为使细胞成为可见的常用方法就是染色。 常用的染料：苏木精-对负电荷分子有亲和力，可显示细胞内核酸的分布(蓝紫色）； 伊红-可使细胞质染色（红色）。 （生物体细胞里的元素 C，H，O，N， 原子核系数都比较低，没染色时与照射光成 像，背景差非常弱，看不清楚，为了增加反差对片子进行染色，染料与周围没染色的背 景之间有一个比较大的反差，才能更好地去观察，光学显微镜下观察的切片都需要染 色，样本是死的） 2、相差显微镜技术（phase-contrast microscope）和微分干涉显微镜技术（differentialinterference microscope） 只有光线通过染色体标本时其波长、振幅发生变化，人眼才能看见，但活细胞和未染 色的标本由于光波长和振幅不发生变化，人眼看不到，但其相位有变化，因此利用光的 干涉和衍射效应把透过标本不同区域的光波程差转变成振幅差，使细胞内各种结构之间 呈现清晰可见的明暗对比。 （两束光波之间的相互干涉；A：相位相同时，振幅增强，亮光 B: 相位相反时，振 幅减弱，暗光）（相位：描述信号波形变化的度量） 相差显微镜 （phase-contrast microscope）：一种将相位差转变成振幅差（明暗差）的显 微镜，可观察不染色的活细胞。 微分干涉显微镜（differential-interference microscope）：一种将样品厚度上的微小区别转 化成明暗区别相差显微镜
PhaseContrastLightPathwaysPhase-RingDeflectedLightObjectiveSpecimenCondenserAnnularRingLightFromFigure1Sourcecondenser聚光器：specimen样品：deflectedlight偏离的光相差显微镜比普通光镜多了2个部件：（1）在聚光器上增加一个环形光阑（annulardiaphragm）：位于光源与聚光器之间（一个光圈，只有光圈的能透过，其他地方的光都被挡住了）（2）在物镜后焦面增加一个相板（annularphaseplate），相板上有一个环形区，通过环形区的光比从其他区域透过的光超前或滞后1/42，这样就使通过标本不同区域光波的相位差转变为振幅差。（光源和聚光器之间有一个光阑（选择某些光通过，某些光被挡住了），经过样本时，通过标本的各个局部的力度不一样，就会产生光波相位的改变，光波相位的改变，代表了光波振幅的改变，振幅是代表光的明暗度的，振幅越大，光越亮，振幅越小，光就越弱，（染料染色时，在样品上的沉积不同，光照到样品上后，对光波的吸收情况不同，改变的是光的波长，哪些波被吸收了，哪些波过去了，因此光波波长的改变是颜色的改变）；相位的改变是亮度的改变：目镜里还有一个特殊的相板，把相位改变后的光聚集在一起S
condenser 聚光器；specimen 样品；deflected light 偏离的光 相差显微镜比普通光镜多了 2 个部件：（1）在聚光器上增加一个环形光阑（annular diaphragm）：位于光源与聚光器之间（一个光圈，只有光圈的能透过，其他地方的光都 被挡住了）（2）在物镜后焦面增加一个相板（annular phaseplate），相板上有一个环形区， 通过环形区的光比从其他区域透过的光超前或滞后 1/4λ，这样就使通过标本不同区域光 波的相位差转变为振幅差。 （光源和聚光器之间有一个光阑（选择某些光通过，某些光被挡住了），经过样本时， 通过标本的各个局部的力度不一样，就会产生光波相位的改变，光波相位的改变，代表 了光波振幅的改变，振幅是代表光的明暗度的，振幅越大，光越亮，振幅越小，光就越 弱，（染料染色时，在样品上的沉积不同，光照到样品上后，对光波的吸收情况不同，改 变的是光的波长，哪些波被吸收了，哪些波过去了，因此光波波长的改变是颜色的改变）； 相位的改变是亮度的改变；目镜里还有一个特殊的相板，把相位改变后的光聚集在一起）
光波的衍射光波的干涉（同一点光源发射，相位相同或相反）相位相同，则振幅增强，亮光；相位相反，则振幅减弱，暗光源。请平肉饮装招然大叶光相差星做德的光路图光通过标本致密区时发生衍射，产生偏折光，相位和未受影响的直射光相比被推迟了1/42（经过样品后，直射光比偏折光超前了1/42的周期）。只有未发生偏折的直射光可通过相位板的环形区，其它的偏折光在物镜的后焦面上产生了一个与通过相位板的环形区的光不同的1/42的光程差。两组光在平面上成像。如相板的环形区使直射光超前1/42，加上开始直射光超前的1/42，直射光共超前1/2入，直射光和偏折光叠加形成的合成波振幅减少，产生暗反差。如相板的环形区使直射光滞后1/42，加上开始直射光超前的1/42，两者相抵直射光不发生变化，直射光和偏折光无相位变化，形成的合成波振幅增加，产生明反差。结果未经染色的活细胞内的各种组织就可显现不同的明暗对比。用途：可以观察未染色的活细胞相差显微镜可观察活细胞的各种运动，如细胞迁移、分裂、运动等。甚至研究细胞核、线粒体等细胞器的动态
光波的衍射 光波的干涉（同一点光源发射，相位相同或相反） 相位相同，则振幅增强，亮光；相位相反，则振幅减弱，暗光源。 光通过标本致密区时发生衍射，产生偏折光，相位和未受影响的直射光相比被推迟了 1/4λ（经过样品后，直射光比偏折光超前了 1/4λ 的周期）。只有未发生偏折的直射光可 通过相位板的环形区，其它的偏折光在物镜的后焦面上产生了一个与通过相位板的环形 区的光不同的 1/4λ 的光程差。两组光在平面上成像。 如相板的环形区使直射光超前 1/4λ，加上开始直射光超前的 1/4λ，直射光共超前 1/2λ，直射光和偏折光叠加形成的合成波振幅减少，产生暗反差。 如相板的环形区使直射光滞后 1/4λ，加上开始直射光超前的 1/4λ，两者相抵直射光 不发生变化，直射光和偏折光无相位变化，形成的合成波振幅增加，产生明反差。 结果未经染色的活细胞内的各种组织就可显现不同的明暗对比。 用途：可以观察未染色的活细胞 相差显微镜可观察活细胞的各种运动，如细胞迁移、分裂、运动等。甚至研究细胞核、 线粒体等细胞器的动态
AB体外培养的MDCK细胞的图像·A：普通显微镜所拍·B：相差显微镜所拍光线在通过密度不同的介质时，其滞留程度不同，即产生了光程差和相位差。相差显微镜的基本原理把光程差变成振幅差（即明暗）。从而提高样品反差，故样品不需染色，适合观察活细胞。甚至研究细胞核、线粒体等细胞器的动态。它在结构上与普通显微镜最大的不同是在物镜后装有相差板。随堂练习关于相差显微镜的叙述，下列正确的是（ABC）A.用于观察活细胞和未染色的生物标本B细胞各部分细微结构的折射率和厚度不同，光波通过时，波长和振幅并不发生变化，仅相位发生变化（振幅差），这种振幅差肉眼无法观察C，相差显微镜通过改变相位差，并利用光的衍射和干涉现象，把相位差变为振幅差来观察活细胞和未染色的标本D.可以用于超微结构的观察3.微分干涉显微镜微分干涉显微镜用的是偏振光，偏振光经合成后，使样品中厚度上的微小区别转化成明暗区别，增加了样品反差且具有立体感。适于研究活细胞中较大的细胞器。1952年，Nomarski发明，利用两组平面偏振光的干涉，加强影像的明暗效果，能显示结构的三维立体投影。标本可略厚一点，折射率差别更大，故影像的立体感更强
体外培养的 MDCK 细胞的图像 • A：普通显微镜所拍 • B：相差显微镜所拍 光线在通过密度不同的介质时，其滞留程度不同，即产生了光程差和相位差。相差显 微镜的基本原理把光程差变成振幅差(即明暗)。从而提高样品反差，故样品不需染色，适 合观察活细胞。甚至研究细胞核、线粒体等细胞器的动态。它在结构上与普通显微镜最 大的不同是在物镜后装有相差板。 随堂练习 关于相差显微镜的叙述，下列正确的是（ABC） A. 用于观察活细胞和未染色的生物标本 B. 细胞各部分细微结构的折射率和厚度不同，光波通过时，波长和振幅并不发生变 化，仅相位发生变化（振幅差），这种振幅差肉眼无法观察 C. 相差显微镜通过改变相位差，并利用光的衍射和干涉现象，把相位差变为振幅差 来观察活细胞和未染色的标本 D. 可以用于超微结构的观察 3. 微分干涉显微镜 微分干涉显微镜用的是偏振光，偏振光经合成后，使样品中厚度上的微小区别转化 成明暗区别，增加了样品反差且具有立体感。适于研究活细胞中较大的细胞器。 1952 年，Nomarski 发明，利用两组平面偏振光的干涉，加强影像的明暗效果，能显 示结构的三维立体投影。标本可略厚一点，折射率差别更大，故影像的立体感更强