Клеточный уровень организации биологических систем

Учебное пособие

Издательство Саратовского медицинского университета

2012

УДК 573 (072.8)

ББК 28. Оя 73

Б44

Учебное пособие содержит основополагающую информацию по разделу «Клеточный и молекулярно-генетический уровни организации биологических систем». Материал пособия представлен в форме заданий для самостоятельной внеаудиторной и аудиторной работы студентов, а также ситуационных задач и тестовых заданий, способствующих достижению целей изучения раздела и контролю успешности их достижения.

Издание предназначено для практических занятий по дисциплине «Биология» для студентов медицинских вузов, обучающихся по специальностям лечебное дело, педиатрия, медико-профилактическое дело, стоматология, фармакогнозия.

Авторский коллектив: докт. биол. наук, профессор С. И. Белянина; докт. биол. наук, профессор Н. В. Полуконова; докт. биол. наук, доцент Н. А. Дурнова; канд. биол. наук, доцент Л. Е. Сигарева; канд. биол. наук, доцент Т. А. Андронова; канд. биол. наук, старший преподаватель Ю. В. Белоногова; канд. биол. наук, доцент О. В. Синичкина.

Рецензенты:

доктор биологических наук, профессор И. О. Бугаева;

доктор биологических наук, профессор В. В. Аникин

Рекомендовано к печати ЦКМС СГМУ

© Авторский коллектив: С. И. Белянина,

Н. В. Полуконова, Н. А. Дурнова, Л. Е. Сигарева,

Т. А. Андронова, Ю. В. Белоногова, О. В. Синичкина

ISBN

© Саратовский государственный

медицинский университет, 2012

УСТРОЙСТВО СВЕТОВОГО МИКРОСКОПА

И ТЕХНИКА МИКРОСКОПИРОВАНИЯ

Цель занятия:

Знать

Строение светового микроскопа.

Правила работы с микроскопом при малом и большом увеличениях объективов.

Уметь изготавливать временные препараты различных биологических объектов.

Ознакомиться с методами изучения клеток.

Аудиторная работа

Выполнение заданий по данной и последующим темам фиксируется в тетради. Сначала необходимо написать тему занятия, затем – название задания и оформить его выполнение: зарисовать биологический объект, обозначив изучаемые компоненты; или заполнить таблицу; или ответить письменно на вопросы задания и т.д. Выполненная в аудитории работа подписывается преподавателем.

Задание 1. Методы изучения клеток

Для исследования клеток используют микроскопическую технику в виде световой, фазовоконтрастной, люминесцентной и электронной микроскопии. Электронная микроскопия применяется в сочетании с техникой ультратонких срезов. Сканирующие (растровые) электронные микроскопы позволяют получать трехмерное изображение клеток.

Клетки изучают также с помощью цитохимических, биохимических, генетических и иммунологических методов в сочетании с культивированием клеток на искусственных питательных средах. Используются: авторадиография – введение в клетки радиоактивных изотопов и обнаружение их затем на фотоэмульсиях; цитоспектрофотометрия; рентгеноструктурный анализ; хроматография; электрофорез. Клеточные компоненты выделяются посредством дифференциального центрифугирования.

Задание 2. Строение светового микроскопа

При световой микроскопии биологических объектов в качестве источника освещения используется искусственный или естественный свет. Световая микроскопия позволяет изучать общий план строения основных компонентов и органелл клетки. Максимальное увеличение светового микроскопа – 1500 раз.

Основными системами светового микроскопа являются оптическая, осветительная и механическая (рис. 1).

К механической системе, которая служит для управления осветительной и оптической системами, относятся основание, тубус, тубусодержатель, предметный столик, револьвер с отверстиями для объективов, макро- и микрометрический винты.

Осветительная система предназначена для направления световых лучей на рассматриваемый объект. В нее входят зеркало, конденсор с диафрагмой и откидной линзой. Зеркало служит для концентрирования и направления светового пучка в объектив. Конденсор с диафрагмой представляет собой систему линз, позволяющую добиться различной степени концентрации световых лучей.

Оптическая система включает окуляры и объективы, состоящие из линз. Назначение оптической системы – увеличение изображения рассматриваемого объекта. На оправе окуляра и объектива имеются цифры, показывающие степень увеличения. Для выяснения разрешающей способности (увеличения) микроскопа перемножают цифры, стоящие на окуляре и объективе. Микроскоп дает плоское, обратное, увеличенное изображение.

Найдите на микроскопе все части механической, осветительной и оптической систем и запомните их назначение. Проверьте свои знания по тестам.

Задание 3. Работа со световым микроскопом при малом увеличении объектива

Изучите правила работы с микроскопом при малом увеличении:

Установите микроскоп в рабочее положение, для этого подведите под тубус объектив малого увеличения (×7, ×8 или ×10). Вращая макровинт, поставьте объектив над отверстием предметного столика на расстоянии 0,5 – 1,0 см. Поднимите конденсор, откройте диафрагму. Смотря в окуляр, хорошо осветите поле зрения, перемещая зеркальце. Положите на предметный столик непосредственно под объективом препарат (например, кожицы лука) покровным стеклом вверх.

Вращая макровинт от себя, опустите объектив на расстояние 0,5 см от препарата.

За перемещением объектива наблюдайте слева и сбоку.

Смотря в окуляр левым глазом (правый глаз при этом открыт), вращением макровинта к себе медленно поднимите тубус до появления четкого изображения объекта. Чтобы убедиться в том, что микроскоп дает обратное изображение, слегка сдвиньте препарат вправо, наблюдая за объектом в окуляр (объект при этом будет сдвигаться влево).

Зарисуйте объект. На рисунке обозначьте основные компоненты клетки (ядро, цитоплазма, оболочка).

Рис. 1. Устройство светового и стереоскопического микроскопов

Задание 4. Работа со световым микроскопом при большом увеличении объектива

Изучите правила работы с микроскопом при большом увеличении:

Найдите объект (клетки крови лягушки) при малом увеличении и установите его в центре поля зрения.

Поднимите тубус и, вращая револьвер, замените объектив малого увеличения на объектив большого увеличения (×40).

Глядя в окуляр, вращением макровинта на себя, очень медленноподнимите тубус до появления изображения.

Медленным вращением микровинта (пол-оборота вперед или назад) получите четкое изображение объекта, зарисуйте несколько эритроцитов и лейкоцитов.

По окончании работы поднимите тубус на 0,5 см от препарата и вращением револьвера поменяйте объектив большого увеличения на объектив малого увеличения.

Задание 5. Работа с микроскопом с применением иммерсионного объектива

Положите постоянный микропрепарат на предметный столик и нанесите на покровное стекло каплю иммерсионного масла. Глядя сбоку, опустите иммерсионный объектив (×90) в каплю масла и затем очень медленно, вращая макровинт на себя, получите изображение объекта. Для получения большей четкости изображения можно использовать микровинт. Зарисуйте объект.

Задание 6. Работа со стереоскопическим микроскопом

Стереоскопический микроскоп (рис. 2) позволяет выполнять препаровальные работы на мелких биологических объектах и увеличивает изображение в 3,5 – 87,5 раз. Этот микроскоп дает объемное, прямое, увеличенное изображение.

Рассмотрите при разных увеличениях окуляра и объектива препарат. Для этого расположите микроскоп так, чтобы его зеркало было обращено к свету. Глядя в окуляры, двумя руками установите тубусы (сдвигая или раздвигая их) в такое положение, при котором два изображения будут сведены в одно. Вращая винт зеркала, добейтесь равномерного освещения поля зрения. Вращением макровинта получите четкое изображение объекта. Обратите внимание на стереоскопический (объемный) характер изображения.

Задание 7. Изготовление временных препаратов биологических объектов

Временные препараты служат для кратковременного наблюдения объекта. Навыки изготовления временных препаратов необходимы при исследовании микроскопического строения различных биологических объектов, например, мазков крови, яиц гельминтов, среза ткани и др.

Приготовьте временный препарат листа элодеи: на предметное стекло в каплю воды поместите кусочек листа элодеи, накройте его покровным стеклом (для этого покровное стекло ставят на ребро около капли воды, а затем осторожно опускают на объект).

Полученный препарат рассмотрите под малым и большим увеличениями микроскопа. Зарисуйте 2 – 3 клетки, обозначив оболочку, цитоплазму, ядро и хлоропласты.

Задание 8. Проверка усвоения материала

Проверьте усвоение материала занятия по тестовым заданиям с выбором одного или нескольких правильных ответов (стр. 37).