МОУ Перевозская средняя общеобразовательная школа
Лабораторно-практическое занятие
«Устройство микроскопа.
Строение растительной и животной клеток»
Учитель биологии
высшей категории
Перевоз,
2006 г.
Данная методическая разработка предназначена для проведения лабораторно-практического занятия по теме: «Устройство микроскопа. Строение растительной и животной клеток». Это лабораторно-практическое занятие входит в раздел темы «Цитология».
Пользуясь методической разработкой, учащиеся могут самостоятельно изучать тему занятия по краткому изложению теоретического материала.
Тема занятия последовательно отображает программу курса, знакомит с основными закономерностями строения растительной и животной клеток, устройством микроскопа и правилами работы на нем. Учащиеся осваивают технику приготовления препаратов микроскопирования, анализируют сходства и различия животной и растительной клеток.
В тексте методической разработки имеется учебный рисунок микроскопа, играющий первостепенную роль при изучении биологии. К занятию составлены контрольные вопросы, которые служат для проверки усвоения материала. Вопросы для самоконтроля охватывают не только практический материал, но и отчасти материал теоретического курса.
Лабораторно-практическое занятие.
Тема: Устройство микроскопа. Строение растительной и животной клеток.
Микроскоп
Биологический микроскоп - это оптический прибор, с помощью которого можно получить увеличенное обратное изображение изучаемого объекта и рассмотреть мелкие детали его строения, размеры которых лежат далеко за пределами разрешающей способности глаза.
Качество микроскопического изображения определяется тем, какой величины детали можно в нем различить, иначе говоря, расстоянием, на котором две рядом лежащие точки или линии видны раздельно. Чем меньше это расстояние, тем выше разрешающая способность оптической системы.
На рисунке 1 показан микроскоп МБР-1 В практической работе могут встречаться самые разнообразные микроскопы, более простые и более сложные, однако основные их части остаются неизменными.
Рис. 1
1- зеркало
2- конденсор
3- ирисовая диафрагма
4- съемный светофильтр
5- объектив
6- окуляр
7- подставка
8- коробка с микрометренным механизмом
9- предметный столик
10 револьвер
11 кронштейн конденсора
12-икрометренный винт
13-тубусодержатель
14- винт грубой наводки
15-тубус
16 - рукоятка конденсора
В микроскопе выделяют две системы: оптическую и механическую. К оптической системе относятся: объективы, окуляры и осветительное устройство.
Объектив (5) - одна из важнейших частей микроскопа, поскольку он определяет полезное увеличение объекта. Различают полезное и неполезное увеличение. Под полезным понимают такое увеличение наблюдаемого объекта, при котором можно выявить новые детали его строения. Неполезное - это увеличение, при котором, увеличивая объект в сотни и более раз, нельзя обнаружить новых деталей строения. Например, если изображение, полученное с помощью микроскопа (полезное!), увеличить еще во много раз, спроецировав его на экран, то новые, более тонкие детали строения при этом не выявятся, а лишь соответственно увеличатся размеры всех структур.
Объектив состоит из металлического цилиндра с вмонтированными в него линзами.
Особой аккуратности требует работа с объективами большого увеличения (х40 и х90), поскольку у них рабочее расстояние от покровного стекла до фронтальной линзы, измеряется десятыми долями миллиметра. Рабочее расстояние при объективе х8 равно 13,8 мм, при объективе х40 - 0,6 мм., при объективе х90 - 0,12 мм.
Окуляр (6) устроен намного проще объектива. Он состоит из 2-3 линз, вмонтированных в металлический цилиндр. Увеличение окуляров обозначено на них цифрами: х7; х!0; х!5. Окуляры не выявляют новых деталей строения и в этом отношении их увеличение бесполезно.
Для определения общего увеличения микроскопа следует умножить увеличение объектива на увеличение окуляра.
Осветительное устройство состоит из зеркала (1), конденсора (2) с ирисовой диафрагмой (3) и съемным светофильтром (4). Осветительное устройство предназначено для освещения объекта пучком света.
Зеркало служит для направления света через конденсор и отверстие предметного столика на объект. Оно имеет две поверхности: плоскую и вогнутую. В учебных лабораториях с рассеянным светом обычно используют вогнутое зеркало.
Конденсор состоит из 2-3 линз. При подъеме или опускании его с помощью специального винта (16), соответственно конденсируется или рассеивается свет, падающий от зеркала на объект.
Ирисовая диафрагма расположена между зеркалом и конденсором. Она служит для изменения светового потока, направляемого зеркалом через конденсор на объект.
Механическая система микроскопа состоит из подставки, коробки с микрометренным механизмом и микрометренным винтом, тубусодержателя, винта грубой наводки, кронштейна конденсора, винта перемещения конденсора, револьвера, предметного столика.
Подставка (7) - подковообразное основание микроскопа. Коробка с микрометренным механизмом (8), построение на принципе взаимодействующих шестерен, прикреплена к подставке неподвижно. Микрометренный винт (12) служит для незначительного перемещения тубусодержателя, а, следовательно, и объектива на расстояния, измеряемые микрометрами.
Тубус (15) - цилиндр, в который сверху вставляют окуляры. Револьвер (10) предназначен для быстрой смены объективов, которые ввинчены в его гнезда.
Тубусодержателъ (13) несет тубус и револьвер. Винт грубой наводки (14) используют для значительного перемещения тубусодержателя, а, следовательно, и объектива с целью фокусировки объекта при малом увеличении.
Предметный столик (9) предназначен для расположения на нем препарата.
Кронштейн конденсора (11) подвижно присоединен к коробке микрометренного механизма. Его можно поднять или опустить при помощи винта.
Биологический микроскоп БИОЛАМ отличается от МБР - 1 прямоугольной подставкой, тубусодержателем коленчатой формы, предметным столиком прямоугольной формы, конденсором.
Правила работы.
При работе с микроскопом соблюдают следующие правила и последовательность операций:
1. Ставят микроскоп у края стола так, чтобы окуляр находился напротив левого глаза, и в течение работы его не передвигают. Тетрадь и все предметы, необходимые для работы, располагают справа от
микроскопа. Открывают полностью диафрагму, поднимают конденсор в крайнее верхнее положение, чтобы его фронтальная линза была расположена вровень с предметным столиком. Ставят объектив х8 в рабочее положение - на расстоянии 1 см. от предметного столика. Работу с микроскопом всегда начинают с малого увеличения.
2. Глядя левым глазом в окуляр и пользуясь вогнутым зеркалом, направляют свет от окна или электрической лампы в объектив и максимально и равномерно освещают поле зрения. Правый глаз оставляют открытым, так как при закрытом правом глазе вся нагрузка приходится на левый глаз, а это может вызвать переутомление глазных мышц.
5. Кладут препарат на предметный столик (изучаемый объект должен находиться под объективом) и, глядя с боку, опускают объектив при помощи винта грубой наводке так, чтобы между фронтальной линзой объектива и препаратом было расстояние 4-5 мм.
6. Глядя левым глазом в окуляр и вращая винт грубой наводки на себя, плавно поднимают объектив до положения, при котором хорошо видно изображение объекта. Передвигая препарат рукой, находят нужное место объекта, располагают его в центре поля зрения и закрепляют препарат клеммами. Если изображение не появилось, то надо повторить все операции пунктов 5 и 6 сначала. Нельзя смотреть в окуляр и опускать объектив, вращая винт грубой наводки от себя, так как при этом фронтальная линза может раздавить покровное стекло и на ней появляются царапины. При слишком сильном освещении увеличивают контрастность изображения опусканием конденсора. Для изучения какого - либо участка объекта при большом увеличении ставят этот участок в центре поля зрения, передвигая препарат рукой. После этого поворачивают револьвер так, чтобы объектив х40 занял рабочее положение. Смотрят в окуляр, изображение объекта будет нечетким. С помощью микрометренного винта добиваются хорошей видимости изображения объекта. Следует помнить, что микрометренный винт можно вращать в одну сторону не более чем на пол-оборота. Передвигают препарат при большом увеличении при помощи передвижного столика. 10. После окончания работы с большим увеличением поворачивают револьвер. Нельзя вынимать препарат из-под объектива х40, так как рабочее расстояние его равно 0,6 мм. И легко можно испортить фронтальную линзу.
Временные препараты.
При изготовлении временных препаратов изучаемый объект помещают на предметное стекло в каплю, воды или глицерина, раствора реактива или красителя и накрывают покровным стеклом. Такой препарат можно хранить не более месяца.
Препараты, которые хранятся более длительный срок, называются постоянными.
Некоторые органы растений, например, споры, листья некоторых видов и др., можно рассмотреть в микроскоп целиком, без предварительного изготовления срезов. Это так называемые тотальные препараты.
Чаще приходиться делать срезы органов, подлежащих изучению. Срезы изготовляют из свежих частей растений или фиксированных. Срезы делают при помощи бритвы. Для изготовления срезов мелкие объекты помещают в разрез сердцевины бузины, пробки, кусочков клубня картофеля или моркови, цилиндрические органы (стебель, корень) можно резать в трех направлениях - поперечном, продольном, радиальном, продольном тангенциальном.
При изготовлении временных препаратов соблюдают следующую последовательность операций:
1. Моют и тщательно вытирают предметное и покровное стекла.
2. Наносят на предметное стекло каплю жидкости (воды, глицерина, раствора реактива или красителя).
3. Делают срез изучаемого органа при помощи бритвы.
4. Выбрав самый тонкий срез, кладут его на предметное стекло в каплю жидкости.
5. Закрывают срез покровным стеклом так, чтобы под него не попал воздух.
6. Если жидкости много и она вытекает из-под покровного стекла, удаляют избыток ее кусочком фильтровальной бумаги. Если же под покровным стеклом остались места, заполненные воздухом, добавляют жидкость, поместив каплю ее рядом с краем покровного стекла.
Контрольные вопросы:
1. Что называется разрешающей способностью микроскопа?
2. Что такое рабочее расстояние, полезное и неполезное увеличение?
3. Чем отличается временный препарат от постоянного?
4. Какой препарат называется тотальным?
Строение растительной и животной клеток.
Клетка представляет собой основную структурную единицу тела растения. У одноклеточных растений клетка осуществляет функции, характерные для всего организма: питание, дыхание, накопление и выделение веществ, размножение и т. д. Таковы некоторые водоросли и грибы У многоклеточных растений эти функции выполняют комплексы клеток. Поэтому форма, строение и размеры клеток в многоклеточном организме очень разнообразны. Но, несмотря на разнообразие, все клетки можно разделить на две группы - паренхимные и прозенхимные.
Паренхимные клетки - изодиаметрические, то есть такие, у которых диаметр во всех трех плоскостях приблизительно одинаков, или длина несколько превышает ширину (не более чем в 3-5раз).
Прозенхимные клетки — клетки, у которых длина в несколько раз (более чем в 3-5 раз) превышает ширину
Типичная клетка состоит из протопласта, или живого содержимого, и окружающей его оболочки.
Прозенхимные клетки — клетки, у которых длина в несколько раз (более чем в 3-5 раз) превышает ширину
Протопласт включает несколько компонентов, называемых органоидами или органеллами клетки. Важнейшие из них - ядро, митохондрии и пластиды.
Разрешающая способность световых микроскопов не позволяет видеть тонкую внутреннюю структуру органоидов клетки - эндоплазматическую сеть, рибосомы, митохондрии и др. Для их изучения используется электронный микроскоп.
Цитоплазма клетки бесцветна, имеет слизистую консистенцию и содержит различные вещества. В очень молодых клетках цитоплазма заполняет почти всю их полость. По мере роста клетки в цитоплазме появляются мелкие вакуоли, заполненные клеточным соком.
Клеточный сок представляет собой водный раствор различных органических веществ. В последствии, при росте клетки, вакуоли увеличиваются в размерах и, сливаясь, образуют одну большую центральную вакуоль. В таких клетках все органоиды располагаются в тонком постенном слое цитоплазмы. Все вещества, из которых построена живая клетка, можно разделить на конституционные и запасные. Конституционные вещества входят в состав живой материи и участвуют в обмене веществ. Основными конституционными веществами являются белки, нуклеиновые кислоты, липиды и углеводы
К запасным веществам относятся углеводы (крахмал, сахара), липидные капли, белковые включения и т. д.
Материалы и оборудование: Биологический микроскоп, предметные и покровные стекла, препаровальные иглы, вода, пипетка, плоды томата, шиповника, луковица лука репчатого.
Содержание работы-
1.Усвоить методику изготовления временных препаратов и правила изображения рисунка.
2. Изготовить препарат мякоти плода томата или шиповника. Рассмотреть форму клеток, зарисовать 1-2 клетки.
3. Изготовить препарат эпидермы сочной чешуи луковицы лука. Рассмотреть форму клетки при малом увеличении микроскопа, детальное строение - при большом увеличении. Зарисовать 1-2 клетки, обозначив оболочку, цитоплазму, вакуоль, ядро.
4. Проведите совместное обсуждение увиденного в микроскоп. Какие положения клеточной теории можно подтвердить результатами проведенной работы?
5. Контрольные вопросы:
1. Какие части клетки можно рассмотреть в оптический микроскоп?
2. К каким двум группам можно свести все разнообразие растительных клеток по форме?
3. Какие органеллы составляют субмикроскопическую структуру цитоплазмы?
4. Как осуществляется связь между клетками, ядром и цитоплазмой?
5. Чем различаются растительная и животная клетки?
Литература:
1) и др. "Практикум по анатомии растений", М.:"Высшая школа", 1979, с.5-18, с.24-25.
2). и др. "Практикум по ботанике", «Практикум по зоологии», М.:"Колос". 1980. с.5-12.
3). "Руководство к лабораторным занятиям по анатомии и морфологии растений", М.: "Просвещение", 1972, с.4-16,с.19-24.
4). , "Практикум по курсу общей ботаники". М.: "Высшая школа", 1979, с. 5-16.
