Тема 1

Тема 1
Строение микроскопа. Правила
использования. Приготовление
временных препаратов. Строение
растительной клетки. Органоиды
клетки. Пластиды.
План:
1.Микроскоп. Правила работы.
2.Приготовление временных
препаратов.
3.Строение растительной клетки.
4.Органоиды.
5.Пластиды
Цель занятий:
Изучить основные части оптического
микроскопа. Освоить правила работы с
микроскопом. Изготовить временный
препарат. Рассмотреть паренхимную и
прозенхимную клетки. Ознакомиться с
органоидами растительной клетки
Углубить свои знания по органоидам
клетки.
Литература:
Хржановский В.Г., Пономарёва С.Ф. Практикум по курсу общей
ботаники.Учеб.пособие.-М.Высш.школа.1985- 422 с
Свенсон К.,Уэбстер П.Клетка.М.Мир.2000.
Де Робертис Э.,Новинский В.,Саэс Ф. Биология клетки.М.Мир.2004.
Хржановский
В.Г.Курс
общей
ботаники(цитология,
гистология
,органография ,размножение ). 2-е изд.: . Высшая школа.1982.-384с..
Албертс Б.,Брей Д.,Льюс Дж.,Рафф М.,Робертс К.,Уотсон Дж.
Молекулярная биология клетки.т.1.М.1994.
Рейва П., Эверт Р., Айкхорн С. Современнпая ботаника : в 2-х
томах.М.:Мир,1990,348с.
Кристиан Де Дюв .Путешествие в мир живой клетки.Перевод с англ.
М.Мир,1987.256 с.
Васильев А.Е.,Воронин
Н.С.,Еленевский А.Г., Серебрякова Т.И.
Анатомия и морфология растений. М.»Просвещение « ,1978,478 с.
Жуковский П.М. Ботаника.- 5-е издание, перераб. и доп.изд».Колос» М.1982,623 с
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.
Устройство и эксплуатация оптического микроскопа довольно
просты .Однако неумелое или невнимательное пользование этим
прибором влечёт за собой его порчу. Поэтому необходимо хорошо
усвоить из каких частей состоит микроскоп и их назначение.
Следует строго соблюдать правила
работы с микроскопом.
В учебных, биологических и медицинских лабораториях широко
используют микроскоп биологический рабочий- МБР 1,Биолам,МБИ -1 и др. Они дают увеличение от 56 до 1350 раз.
Берут микроскоп, находят все перечисленные ниже части и
запоминают их названия, назначение и устройство.
В микроскопе выделяют две системы: оптическую и
механическую.
К оптической системе относят объективы, окуляры и
осветительное устройство.
Механическая система состоит из подставки, коробки с
микрометрическим механизмом и микрометрическим винтом,
тубусодержателя, винта грубой наводки, кронштейна
конденсора, винта перемещения конденсора, револьвера
,предметного столика.
Правила работы :
1.Ставят микроскоп у края стола так, чтобы окуляр находился
против левого глаза, и в течении работы его не передвигают.
Тетрадь и все предметы, необходимые для работы, располагают
справа от микроскопа.
2.Открывают полностью диафрагму, поднимают конденсор в
крайнее верхнее положение, чтобы его фронтальная часть была
расположена вровень с предметным столиком. Если столик не
сцентрирован, его передвигают при помощи винтов так, чтобы
линза конденсора находилась в центре отверстия столика.
3.Ставят объектив х 8 в рабочее положение - на расстояние 1см
от предметного столика. Работу с микроскопом всегда
начинают с малого увеличения.
4.Глядя левым глазом в окуляр и пользуясь
вогнутым зеркалом ,направляют свет от окна (
но не прямой солнечный) или электрической
лампы (если она не матовая, то в кольцо под
конденсором вкладывают матовое стекло) 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 сбоку, опускают
объектив при помощи винта грубой наводки 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 появятся
царапины.
7. Добиваются большей четкости изображения, приведя в соответствие
диаметры пучка света, попадающего в объектив, и фронтальной линзы
объектива. Для этого поднимают окуляр и, глядя в тубус, медленно
закрывают отверстие диафрагмы до тех пор, пока её края появятся на
границе выходного зрачка объектива. При слишком сильном освещении
увеличивают контрастность изображения опусканием конденсора.
8.При изучении какого либо участка объекта при большом увеличении
ставят этот участок в поле зрения, передвигая препарат рукой. После
этого поворачивают револьвер так, чтобы объектив х40 занял рабочее
положение (объектив не поднимают!) Смотрят в окуляр, изображение
объекта будет нечётким .С помощью микрометренного
винта
добиваются хорошей видимости изображения объекта.
Следует помнить, что микрометренный винт можно вращать а одну
сторону не более чем на пол оборота. На коробке микрометренного
механизма имеются две риски, а на микрометренном винте – точка,
которая должна все время находиться между рисками. Если она выходит
за их пределы, её необходимо возвратить в нормальное положение. При
несоблюдении этого правила микрометренный винт может перестать
действовать. Тогда его возвращают в нормальное положение, вращая в
противоположную сторону.
Если же при установке объектива х40 изображение не получилось
совсем, добиваются получения его осторожным вращением винта
грубой наводки на себя .И лишь после этого производят фокусировку
объекта с помощью микрометренного винта. Устанавливают
оптимальный диаметр ирисовой диафрагмы дл объектива х40.
9.Передвигают препарат при большом увеличении только при помощи
передвижения столика.
10.После окончания работы с большим увеличением поворачивают
револьвер, устанавливают малое увеличение и снимают препарат.
Нельзя вынимать препарат из под объектива х40 , так как рабочее
расстояние его равно 0,6 мм и легко можно испортить фронтальную
линзу.
11.Работают с микроскопом всегда сидя. Высота табурета или стула
должна быть такой, чтобы можно было смотреть в окуляр ,сидя прямо,
не сгибаясь и не вытягиваясь
Приготовление временных препаратов из частей
растений.
При изготовлении временных препаратов из растений
соблюдают следующую последовательность операций.
1.Моют и тщательно вытирают предметное и покровное
стекла. Чтобы не сломать очень хрупкое покровное стекло ,его
споласкивают в воде, помещают в складку полотенца между
большим и указательным пальцем правой руки и осторожно
вытирают круговыми движениями пальцев.
2.Наносят на предметное стекло каплю жидкости (воды,
глицерина, раствора реактива или красителя).
3.Делают тонкий срез изучаемого органа растения при
помощи острой 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. Для этого покровное стекло берут двумя
пальцами за грани, подводят нижнюю грань к краю капли
жидкости и плавно опускают.
6. Если жидкости много и она вытекает из-под покровного
стекла, удаляют избыток её кусочком фильтровальной бумаги.
Если же под покровным стеклом остались места ,заполненные
воздухом, добавляют жидкость, помещая каплю ее рядом с
краем покровного стекла.
Рассматривая в микроскоп тонкий срез любого органа
растения, мы убеждаемся в том, что растения состоят из
множества мельчайших пузырьков, называемых клетками.
Клетка является основной жизненной структурной единицей
организма. Количество клеток в растении, величина их и форма
чрезвычайно разнообразны.
У высших растений сосчитать число клеток невозможно.
Клетка обладает способностью питаться, расти, размножаться
дышать и реагировать на раздражения.
Большинство клеток имеют микроскопические размеры,
величина их измеряется микронами. Величина клеток
цветкового растения колеблется в пределах от 10—60 микрон.
Бывают крупные клетки мякоть плода яблони, арбузы; корневые
волоски; волокно льна 4 см, волокно хлопчатника от 3 до 4 см.
Рассматривая растительную клетку, при помощи
оптического микроскопа можно увидеть, что она состоит
из 6 частей.
Цитоплазмы
1.Ядра
2.Пластид
растит.клетки под
световым
микроскопом
1.Клеточного сока
2.Оболочки
3.Митохондрии
Основными живыми частями клетки являются цитоплазма,
ядро, пластиды и митохондрии. совокупность их составляет
протопласт. Части протопласта являются основными потому, что
они присутствуют почти во всех живых клетках и выполняют
важные жизненные функции.
Клеточный сок и оболочка называются производными
частями клетки они присутствуют не во всех клетках и
образуются в результате жизнедеятельности основных частей
клетки. Например,
оболочка является
производным
протоплазмы и ядра.
По форме клетки бывают двух типов:
1. Паренхимные. Паренхимными клетками называются
такие клетки, у которых три стороны примерно равны.
2. Прозенхимные. Это клетки, у которых длина во много раз
превышает ширину.
Паренхимные клетки большей частью бывают живыми, а
прозенхимные—чаще мертвые.
1—Объект—клетки кожицы лука (паренхимные клетки)
Для того, чтобы рассмотреть клетку кожицы лука, необходимо удалить
сухие чешуи. Кончиком препаровальной иглы приподнимают мясистую
чешую и осторожно снимают. Между толстыми мясистыми, чешуями
располагаются очень тонкие, прозрачные нежные пленочки, кусочек такой
пленочки, поместим па предметное - стекло в каплю воды и тщательно
расправим иглой, затем покроем препарат покровным стеклом, избегая
попадания пузырьков воздуха, которые могут мешать исследованию. Для
того, чтобы пузырьки воздуха не попали в препарат, берем покровное стекло
двумя пальцами и придвинув один край его к краю жидкости на предметном
стекле, осторожно опускаем стекло. Стекло плавно ложится на жидкость,
покрывая его. Приготовленный препарат рассматривается под микроскопом
сначала при малом, затем при большом увеличении. При малом увеличении
увидим, что кожица состоит из удлиненных бесцветных клеток, плотно
соприкасающихся одна с другой.
Внутри клеток находятся более или менее крупные вакуоли с
бесцветным водянистым клеточным соком и мелкозернистая протоплазма,
ядро находится либо в центре клетки, либо ближе к ее продольной стенке.
Чтобы яснее были видны части клетки необходимо окрасить препарат.
Окрашивание препарата йодом.
Для того, чтобы окрасить препарат, приподнимем покровное
стекло, подействуем раствором йода. От йода протоплазма
окрашивается в желтый цвет, а ядро окрашивается в желто-бурый
цвет.
Зарисуем при большом увеличении клетки кожицы лука.
2-ой объект—Волокно хлопчатника (прозенхимные клетки)
Приготовить препарат таким же способом, как кожицу лука.
Зарисовать
при .большом увеличении микроскопа волокно
хлопчатника, обратив внимание на оболочку и остатки мертвой
протоплазмы. Особое внимание обратить на соотношение длины и
ширины клетки.
При рассмотрении растительной клетки при помощи электронного
микроскопа(увеличение более 100000-300000 раз) мы увидим многие
органеллы не видимые в оптический микроскоп .Ниже мы приводим
схематический рисунок растительной клетки и её органелл при
электронном микроскопировании. Необходимо зарисовать этот
вариант в рабочую тетрадь и записать органеллы видимые при
электронном микроскопировании.
Физические и химические свойства цитоплазмы.
Цитоплазма является основной живой частью клетки. В ней
происходят все жизненные процессы. Она представляет собою
полужидкую бесцветную коллоидную массу сложного белкового
строения. В состав белка цитоплазмы входит: С, Н, О, N, S и очень
немного Р.
Цитоплазма физически неоднородна, ее наружный слой более
плотный, стекловидный содержит меньше воды и называется
плазмалеммой.
Основной
функцией
этого
плёнчатого,
периферического
образования,
обладающего
свойствами
полупроницаемости является разграничение веществ цитоплазмы от
окружающей её среды. Основная масса цитоплазмы содержит больше
воды менее уплотненная и имеет зернистую структуру.
Цитоплазму можно убить, нагревая ее до 50—60°С охлаждением,
действием ядовитых веществ, а также электрическим током.
Цитоплазма содержит около 70—80% воды и чаще имеет щелочную
реакцию. От лакмуса цитоплазма окрашивается в синий цвет, от йода в
желтый цвет. Кроме этого цитоплазму можно обнаружить некоторыми
цветными реакциями на белки.
Значение цитоплазмы
Цитоплазма обладает несколькими свойствами:
1. Ферментативная способность, т.е. в цитоплазме вырабатываются
особые вещества, называемые ферментами. Ферменты вызывают и
ускоряют реакцию превращения одних веществ в другие, но сами в
реакции не участвуют. Например: Фермент диастаз превращает
крахмал в сахар, амилаза-сахар в крахмал.
2.Цитоплазма обладает избирательной способностью- т.е. одни
вещества она пропускает, а другие не пропускает.
3.В цитоплазме откладываются запасные питательные вещества
4.Цитоплазма обладает способностью к движению, оно может быть
вращательным и поступательным. Если полость клетки занята
одной крупной вакуолью, то цитоплазма движется только вдоль
стенок – это вращательное (круговое) движение. Если в клетке
несколько вакуолей, то тяжи цитоплазмы, пересекая клетку,
соединяются в центре ,где располагается ядро.
В таких тяжах происходит поступательное (струйчатое) движение
цитоплазмы.
Цитоплазма не замкнута, не изолирована в одной клетке
многоклеточного организма, а связана тончайшими
плазматическими нитями – плазмодесмами – с другими клетками
организма.
Митохондрии. В настоящее время митохондрии обнаружены во
всех эукариотических клетках растений и животных .Основной
функцией митохондрий является синтез АТФ, осуществляющийся
благодаря процессам окисления органических субстратов и
фосфорилирования АДФ. Митохондрии представляют собой
внутриклеточную лабораторию, где осуществляется процесс
дыхания Они являются окислительным и энергетическим центром
клетки: в них окисляются пищевые продукты (углеводы, жиры и
др.) и накапливается химическая энергия в макроэргических
фосфатных связях АТФ. По современным представлениям,
митохондрии образуются путём роста и деления предшествующих
митохондрий. Продолжительность существования митохондрий от
5 до 10 дней.
Аппарат Гольджи – существует во всех эукариотических
клетках. Эта важнейшая клеточная органелла специально
предназначена для выведения из клетки жидкости (экзоцитоз).
Однако, помимо основной функции - регуляции, в клетке
содержания воды, аппарат Гольджи принимает участие и в
других процессах клеточной жизни, таких как накопление
углеводов, образование матрикса клеточной оболочки, её роста,
выделение слизей, экзоферментов и твёрдых веществ ,явление
транслокации. В настоящее время в растительных клетках с
помощью электронной микроскопии удалось обнаружить
участие аппарата Гольджи в образовании срединной
пластинки, что говорит не только о роли её в построении
матрикса новой клеточной оболочки ,но и об участии её в росте
этого образования.
В аппарате Гольджи гистохимическим методом были обнаружены белки,
липиды, полисахариды, мукополисахариды, из ферментов фосфатазы(более всего кислая фосфатаза), пероксидаза, различные
гидролазы.
Эндоплазматическая сеть.
С помощью электронной микроскопии было обнаружено сетчатое строение
цитоплазмы.(Портер и др.1945) Эта универсальная сетчатая структура для
всех животных и растительных клеток. Она получила названиеэндоплазматическая сеть (ЭПС) или эндоплазматический ретикулум.
Она представляет собой канальцы и полости различной формы и величины,
окруженные мембранами .При более детальном изучении была обнаружена
трёхслойная, а затем и глобулярная структура мембран эндоплазматической
сети. Нередко на поверхности мембран располагаются малые частицы
диаметром 10-20 нм, называемые гранулами Палладе, или рибосомами. От
их присутствия эндоплазматическая сеть кажется зернистой или
шероховатой. Шероховатая эндоплазматическая сеть получила название
эргастоплазмы. Наряду с шероховатой встречается и гладкая
эндоплазматическая сеть, мембраны которой не несут на себе рибосом.
Основной функцией шероховатой ЭПС является синтез белка.
Ею полимеризуются аминокислоты и специфические
полипептиды .Ферменты синтеза полипептидных цепей
сосредоточены в рибосомах. Они или свободно расположены
в основной плазме, или связаны с мембраной ЭПС
(эргастоплазмой ) Рибосомы, образно говоря ,являются
«фабрикой белков».Основная функция рибосом – сборка
белковых молекул из аминокислот, т.е. воспроизведение живой
материи.
Этот уникальный процесс осуществляется с поразительной
точностью и быстротой за 30 минут они могут произвести
несколько сотен тысяч белковых молекул, входящих в состав
тела бактерий. Функционально активнее рибосомы, связанные
с эндоплазматической сетью.
ПЛАСТИДЫ
Пластидами называются мелкие белковые тельца, разбросанные в
протоплазме и имеющие различную форму и окраску. В
зависимости от окраски различают три вида пластид:
Лейкопласты
Хлоропласты
Хромопласты.
Лейкопласты — бесцветные пластиды содержатся в почках,
стеблях, семенах, клубнях, луковицах и корневищах. С помощью
лейкопластов происходит превращение сахара во вторичный
крахмал.
Хлоропласты — зеленые пластиды. Они содержатся во всех
зеленых частях растения и больше всего их в листьях.
Хлоропласты содержат три пигмента:
Хлорофилл — зеленый
Каротин — красный
Ксантофилл — желтый.
Хлоропласты на свету обеспечивают процесс ассимиляции, т.
е. усвоение углекислого газа из воздуха.
Хромопласты — оранжевые пластиды, содержаться в
лепестках цветов, в зрелых плодах и корнях моркови имеются
два пигмента — 1- каротин и 2- ксантофилл.
Хромопласты служат для привлечения насекомых, птиц и
животных.
Пластиды размножаются путем прямого деления. Все
пластиды легко и быстро переходят из одного вида в другой.
1-объект — Хлоропласты в листе мха
Лист мха является хорошим объектом для изучения
хлоропластов, так как он состоит из 1 ряда тонкостенных
клеток, которые не мешают рассматривать внутреннее
содержимое клетки. При помощи пинцета оторвем от
стебелька небольшой листочек. Листочек ополаскивается в
чашке с водой, чтобы освободить его от случайных частичек.
Погружаем лист в приготовленную нами каплю воды на
предметном стекле, накрываем покровным стеклом и
начинаем рассматривать при малом увеличении. Достигнув
вполне четкой видимости передвигая препарат, можем
рассмотреть форму и строение листа. При малом увеличении
зарисуем форму листовой пластинки, жилку и основную
массу паренхимных клеток. После этого перейдем к более
детальному изучению клетки с хлоропластами при большом
увеличении.
Зарисовывая небольшой участок (3—4 клетки) обозначим
зеленые пластиды, между которыми видна бесцветная протоплазма ядро редко можно увидеть, т. к. его закрывают густорасположенные хлоропласты.
2 объект — Хромопласты и мякоти красного перца
С плода мякоти красного перца возьмем кончиком ланцета
небольшой кусочек, перенесем в каплю воды на предметное
стекло и осторожно разъединим иглой затем накроем покровным стеклом. Сначала просмотрим при малом увеличении, а затем при большом. На препарате увидим клетки заполненные мелкими хромопластами различной формы. Одни
из них почти открытые, другие овальные или удлиненные.
Зрелые плоды содержат больше хромопластов, чем менее
зрелые.
Зарисуйте несколько клеток и обозначьте в них оранжевые
хромопласты.
Вопросы для самоконтроля:
1.От каких частей оптической системы зависит выявление
мелких деталей структуры объекта ?
2.Для каких целей и когда используется микровинт ?
3.Назовите части микроскопа относящиеся к оптической
системе.
4.Назовите части микроскопа относящиеся к механической
системе ?
5.Какие органоиды клетки можно увидеть только в
электронном микроскопе ?
6.Назовите примеры паренхимных и прозенхимных клеток ?
7.Чем отличается временный препарат от постоянного ?
8.Какова роль аппарата Гольджи в жизни клетки ?
9.Какой органоид клетки производит белки ?
10.Какие функции выполняют хлоропласты ?
11.Какие функции выполняют лейкопласты ?
12.Какие функции выполняют хромопласты ?