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 教育科技  
透射电镜在本科实验教学中的应用
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2024-5-27 14:35:50
  [导读]透射电镜是一种电子光学仪器,用来观察生物组织、细胞以及细胞器的超微结构,具有高分辨率、高放大倍数和直观性等特点,适用于生物、化学、材料等很多领域。以玉米“登海605”为实验材料,在本科生实验教学中利用透射电镜观察玉米叶片细胞中叶绿体的超微结构,要求学生掌握透射电镜的原理、样品制备及使用方法,更好地了解透射电镜在生物、材料等学科中的应用,培养学生理论知识与实际应用相结合的能力。

  透射式电子显微镜(Transmission Electron Microscope, TEM)简称透射电镜,是以电子束作为照明源、用电磁透镜聚焦成像的一种高分辨率、高放大倍数的电子光学仪器[1],也是科研领域重要的表征工具之一[2-4]。

  实验教学是本科教学工作的重要组成部分,对提高学生动手能力、巩固所学知识、将书本理论应用于实践具有重要意义。随着科学技术的发展,透射电镜技术在生物、化学、材料等领域的应用越来越广泛,很多院校都开设了透射电镜课程。将复杂的透射电镜技术应用于实验教学,有助于锻炼学生的动手能力、培养学生的兴趣、拓宽学生的知识面,为其日后进行科学研究奠定良好的基础。

  近年来,随着高校实验室规模的不断扩大,许多大型仪器设备被应用于本科实验教学。目前很多高校已开设透射电镜课程,但由于其具有实验周期较长、实验过程烦琐、专业性强以及技术要求高等特点,大多数透射电镜实验课仍以多媒体教学为主,给学生动手实验操作的机会较少。多媒体的引入虽然可以缩短实验周期,但只有通过实验操作才能锻炼和提高学生的实验思维和动手能力。采用多媒体教学和实验室教学相结合的方式,笔者在本科实验教学中使用透射电镜观察玉米叶片叶绿体的超微结构,使学生更好地理解透射电镜的原理和使用方法,了解其在生物、医药、材料等多领域的应用。

  1 透射电镜的原理

  2 透射电镜在本科实验教学中的应用

  3 实验注意事项

  4 结语

  透射电镜不像光学显微镜,可以直接观察生物活体样品,其生物样品必须经过复杂烦琐的前处理制成超薄切片,才能上机观察。由于透射电镜操作繁杂,制备样品的每一步都必须要谨慎严格地按操作规范进行。不同样品采取不同的处理方法,以保证样品损失小,细胞结构保持良好,从而获得较为真实的实验结果[5]。

  大多数实验教学侧重于培养学生的实验操作,而忽视了实验教学的真正意义。实验教学的目的是让学生理解实验仪器可以用来干什么,然后才是怎么用的问题。透射电镜广泛应用于生物学、化学、材料学等学科领域,因此,透射电镜实验课可面向生物学、化学、材料学等专业学生。学生可以自主选课,根据自己想要探索的方向进行分组,开展小班化教学,便于教师进行个性化指导。这样既能让学生加深理解透射电镜在本专业中的应用,又能为培养交叉学科的人才打下基础。

  参考文献

  [1] 徐柏森,杨静.电子显微技术与应用[M].南京:东南大学出版社,2016.

  [2] 秦倩倩,孙发哲,宁艳康.透射电子显微镜在实验教学研究中的应用[J].山东化工,2020,49(15):219-220.

  [3] 李叶,黄华平,张新春,等.浅析透射电子显微镜在生物学科中的应用[J].热带农业科学,2019,39(12):58-67.

  [4] 孙录,胡文忠,刘程惠,等.透射电镜技术在果蔬保鲜方面的应用[J].食品与发酵工业,2017,43(12):241-244.

  [5] 李叶,黄华平,邓睿,等.不同固定条件对几种植物样品超微结构的影响[J].热带作物学报,2016,37(11):2100-2105.

孙田田 李善伟 山东农业大学


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