光学显微镜下能看见细胞膜吗?

  人教版生物必修1《分子与细胞》第3章第1节“细胞膜──系统的边界”有一个问题探讨:光学显微镜下能看见细胞膜吗?在人教版教师教学用书中的答案是:光学显微镜下不能看见细胞膜,但是能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的。我和其他教师经过讨论,对此提出疑问:我们可以在光学显微镜下观察到植物细胞的质壁分离现象,即原生质层与细胞壁发生分离。而原生质层最外面的就是细胞膜,我们也就看到细胞膜与细胞壁发生分离了,这样既看到了细胞壁也看到了细胞膜。所以我们认为:光学显微镜下能看见细胞膜,但不能观察到细胞膜的结构。肯请给予指导!

  答复

  老师您好,在光学显微镜能否看清细胞膜可通过以下事实和数据说话。

  一是光学显微镜的分辨率。

  18世纪70年代,德国物理学家恩斯特·阿贝发现,可见光由于其波动特性会发生衍射,因而光束不能无限聚焦。根据这个阿贝定律,可见光能聚焦的最小直径是光波波长的三分之一,也就是200纳米。一个多世纪以来,200纳米的“阿贝极限”一直被认为是光学显微镜理论上的分辨率极限,小于这个尺寸的物体必须借助电子显微镜或隧道扫描显微镜才能观察。但黑尔等科学家却巧妙地借助脉冲激光的作用,突破了“阿贝极限”。他们发明的新型的光学显微镜能够观察20纳米左右的微小生物。而我们经常使作的普通光学显微镜的分辨率只有0.2微米(200纳米)左右。

  二是细胞膜的厚度。

  细胞膜厚度约为7.5~10纳米,在高倍电镜下细胞膜呈现为平行的三层结构,即电子致密的内、外两层(各厚2.5~3.0纳米)与电子透明的中间夹层(厚3.5~4.0纳米 )。

  由上述事实可以得出以下结论。

  人教版教师用书中的参考答案是没有问题的。关于看不看得见细胞膜,是见仁见智,如果你用的是非常好的光学显微镜当然是看得见的,但学校生物实验室使用的是普通光学显微镜,分辨率很有限,而我们的教师用书就是针对这种情况说明的,因此没有错误。

  我们在普通光学显微镜下看到的确实是一个比较模糊的边界,这个边界不是你真的看清了是细胞膜,而是你根据已有的知识推测的结果,就如你将油滴入水中一样,你也能看到边界,但你并不认为是细胞膜。


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