Лабораторная работа приготовление и описание микропрепаратов клеток. Техника приготовления микропрепаратов

Лабораторная работа №1

«Приготовление и описание микропрепаратов клеток»

Цель: научиться приготавливать и описывать микропрепараты на примере дрожжей и плесневых грибов.

Оборудование : микроскоп, предметные и покровные стекла, дистиллированная вода, препарировальные иглы, пипетки, фильтровальная бумага.

Методические указания:

1. Приготовить препараты и изучить морфологию .

Приготовление препаратов . Для микроскопирования дрожжей наносят на чистое предметное стекло каплю исследуемой культуры и покровным стеклом размазывают каплю по поверхности предметного стекла. Затем покровное стекло опускают на смоченную поверхность предметного стекла, избытки жидкости удаляют с помощью фильтровальной бумаги.

Для микроскопирования микроскопических грибов кусочек грибницы переносят в каплю воды, нанесенную на предметное стекло. Сверху накрывают покровным стеклом. Избыток жидкости убирают кусочками фильтровальной бумаги.

Описание микропрепаратов . Рассмотреть под микроскопом и зарисовать: форму и расположение клеток дрожжей, строение грибницы и органов размножения микроскопических грибов. Выявить различия и сходства в строении клетки дрожжей и микроскопических грибов.

2. Написать отчет о проделанной работе:

Указать номер лабораторной работы , тему, цели и оборудование

Записать способы приготовления микропрепаратов дрожжей и плесени, описать микропрепараты

Сделать вывод о проделанной работе.

Лабораторная работа №2

«Сравнение строения клеток животных и растений»

Цель: сравнить строение животной и растительной клетки, установить сходства и различия

Оборудование: лук репчатый, раствор йода, пипетки, предметные стекла, лист элодеи, готовые микропрепараты животной клетки, микроскопы, таблица «Растительная и животная клетка в поле зрения светового микроскопа»

Методические указания:

1. Отделите от чешуи луковицы кусочек покрывающей кожицы и поместите его на предметное стекло в каплю слабого раствора йода. После окрашивания препарата (1-2 мин). Излишки йода промокните салфеткой.

2. На другое предметное стекло поместите лист элодеи в каплю воды. Излишки воды промокните салфеткой.

3. Рассмотрите оба препарата под микроскопом, четко настроив изображение одной из клеток в каждом препарате.

4. Сделайте в тетради рисунок растительной клетки (одной) с обозначениями всех ее частей, видимых в световой микроскоп.

5. Рассмотрите препарат животной клетки (взять готовый) под микроскопом и сделайте рисунок с обозначениями всех ее частей, видимых под микроскопом.

6. Сравните строение растительной и животной клетки. Запишите выводы в тетради, закончив предложения :

Сходство. В растительной и животной клетке в поле зрения светового

Микроскопа можно увидеть:

Различие. В растительной клетке в отличие от животной клетки так же можно

Увидеть:

Лабораторная работа №3

«Сходства зародышей человека и позвоночных как доказательство их эволюционного родства»

Цель : познакомить с эмбриональными доказательствами эволюции органического мира, выявить сходства и различия зародышей позвоночных

Оборудование: учебник «Общая биология» , схема «Сходство зародышей человека и позвоночных»

Методические указания:

1. Прочитать текст в учебнике «Общая биология» , стр 101. «Обзор эмбриологических доказательств эволюции». Рассмотреть рисунок. Выявить черты сходства зародышей человека и других позвоночных на каждой стадии.

2. Написать отчет:

Указать номер лабораторной работы, тему, цели и оборудование

Зафиксируйте выявленные сходства и различия эмбрионов на каждой стадии развития

Сформулируйте и запишите вывод о проделанной работе, ответив на вопрос о чем свидетельствуют сходства зародышей?

Лабораторная работа №4

«Составление схем моногибридного и дигибридного скрещивания»

Цель: научиться решать задачи на составление схем моногибридного и дигибридного скрещивание

Методические указания:

Теория. Дайте определение понятиям: моногибридное скрещивание, дигибридное скрещивание; сформулируйте и запишите три законы Менделя.

Практика: решите задачи, составив схемы скрещивания.

1. Моногибридное скрещивание

Задача № 1. У крупного рогатого скота ген, обусловливающий черную окраску шерсти, доминирует над геном, определяющим красную окраску. Какое потомство можно ожидать от скрещивания гомозиготного черного быка и красной коровы?

Задача № 5. У человека ген карих глаз доминирует над геном, обусловливающим голубые глаза. Голубоглазый мужчина, один из родителей которого имел карие глаза, женился на кареглазой женщине, у которой отец имел карие глаза, а мать - голубые. Какое потомство можно ожидать от этого брака?

2. Дигибридное скрещивание

У собак черный цвет шерсти доминирует над кофейным, а короткая шерсть - над длинной. Обе пары генов находятся в разных хромосомах.

1. Какой процент черных короткошерстных щенков можно ожидать от скрещивания двух особей, гетерозиготных по обоим признакам?

2. Охотник купил черную собаку с короткой шерстью и хочет быть уверен, что она не несет генов длинной шерсти кофейного цвета. Какого партнера по фенотипу и генотипу надо подобрать для скрещивания, чтобы проверить генотип купленной собаки?

Вывод: сформулируйте и запишите значение законов Менделя для генетики.

Лабораторная работа №5

«Анализ фенотипической изменчивости»

Цель: убедиться в существовании модификационной изменчивости путем описания и сравнения фенотипов конкретных растений.

Оборудование: два экземпляра натуральных или гербарных образцов злаковых растений одного сорта.

Методические указания:

Выполните задания:

А) Дайте определение терминам – изменчивость, модификационная изменчивость, фенотип, генотип.

Б) Можно ли на садовых участках, имеющих разную экспозицию, при одинаковом уходе, вырастить одинаковый урожай овощей? Почему?

5. Сделайте вывод о причинах модификационной изменчивости.

Напишите отчет:

Выполните задания

Сформулируйте и запишите вывод о проделанной работе

Лабораторная работа №6

«Приспособленность организмов к среде обитания»

Цель: научиться выявлять черты приспособленности организмов к среде обитания и устанавливать ее относительный характер.

Оборудование: гербарные образцы растений, комнатные растения , чучела или рисунки животных различных мест обитания.

Ход работы

1. Определите среду обитания растения или животного, предложенного вам для исследования. Выявите черты его приспособленности к среде оби­тания. Выявите относительный характер приспособленности. Полученные данные занесите в таблицу «Приспособленность организмов и её относи­тельность».

Приспособленность организмов и её относительность

2. Изучив все предложенные организмы и заполнив таблицу, на осно­вании знаний о движущих силах эволюции объясните механизм возникно­вения приспособлений и запишите общий вывод.

Лабораторная работа №7

«Анализ гипотез происхождения жизни»

Цель : ознакомиться и проанализировать различные гипотезы происхождения жизни на Земле.

Методические указания:

3. Сформулируйте и запишите вывод, ответив на вопрос: «Какой теории придерживаетесь вы лично? Почему?»

«Многообразие теорий возникновения жизни на Земле».

1. Креационизм.

Согласно этой теории жизнь возникла в результате какого-то сверхъестественного события в прошлом. Ее при­держиваются последователи почти всех наиболее распро­страненных религиозных учений.

Традиционное иудейско-христианское представление о сотворении мира, изложенное в Книге Бытия, вызывало и продолжает вызывать споры. Хотя все христиане призна­ют, что Библия - это завет Господа людям, по вопросу о длине «дня», упоминавшегося в Книге Бытия, суще­ствуют разногласия.

Некоторые считают, что мир и все населяющие его организмы были созданы за 6 дней по 24 часа. Другие христиане не относятся к Библии как к научной книге и считают, что в Книге Бытия изложено в понятной для людей форме теологическое откровение о сотворении всех живых существ всемогущим Творцом.

Процесс божественного сотворения мира мыслится как имевший место лишь однажды и потому недоступный для наблюдения. Этого достаточно, чтобы вынести всю концеп­цию божественного сотворения за рамки научного иссле­дования. Наука занимается только теми явлениями, кото­рые поддаются наблюдению, а потому она никогда не будет в состоянии ни доказать, ни опровергнуть эту концепцию.

2. Теория стационарного состояния.

Согласно этой теории, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень мало; виды тоже существовали всегда.

Современные методы датирования дают все более вы­сокие оценки возраста Земли, что позволяет сторонни­кам теории стационарного состояния полагать, что Земля и виды существовали всегда. У каждого вида есть две возможности - либо изменение численности, либо вы­мирание.

Сторонники этой теории не признают, что наличие или отсутствие определенных ископаемых остатков может указывать на время появления или вымирания того или иного вида, и приводят в качестве примера представителя кистеперых рыб - латимерию. По палеонтологическим данным, кистеперые вымерли около 70 млн. лет назад. Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в районе Мадагаскара были найдены живые представители кистеперых. Сторонники теории стационарного состояния утверждают, что, только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми остатками, можно делать вывод о вымирании, да и то он может оказаться невер­ным. Внезапное появление какого-либо ископаемого вида в определенном пласте объясняется увеличением числен­ности его популяции или перемещением в места, благо­приятные для сохранения остатков.

3. Теория панспермии.

Эта теория не предлагает никакого механизма для объяснения первичного возникновения жизни, а выдвига­ет идею о ее внеземном происхождении. Поэтому ее нельзя считать теорией возникновения жизни как таковой; она просто переносит проблему в какое-то другое место во Вселенной. Гипотеза была выдвинута Ю. Либихом и Г. Рихтером в середине XIX века.

Согласно гипотезе панспермии жизнь существует веч­но и переносится с планеты на планету метеоритами. Простейшие организмы или их споры («семена жизни»), попадая на новую планету и найдя здесь благоприятные условия, размножаются, давая начало эволюции от про­стейших форм к сложным. Возможно, что жизнь на Земле возникла из одной-едидственной колонии микроорганиз­мов, заброшенных из космоса.

Для обоснования этой теории используются многократ­ные появления НЛО, наскальные изображения предме­тов, похожих на ракеты и «космонавтов», а также сооб­щения якобы о встречах с инопланетянами. При изучении материалов метеоритов и комет в них были обнаружены многие «предшественники живого» - такие вещества, как цианогены, синильная кислота и органические соедине­ния, которые, возможно, сыграли роль «семян», падав­ших на голую Землю.

Сторонниками этой гипотезы были лауреаты Нобелев­ской премии Ф. Крик, Л. Оргел. Ф. Крик основывался на двух косвенных доказательствах:

Универсальности генетического кода;

Необходимости для нормального метаболизма всех живых существ молибдена, который встречается сей­час на планете крайне редко.

Но если жизнь возникла не на Земле, то как она воз­никла вне ее?

4. Физические гипотезы.

В основе физических гипотез лежит признание корен­ных отличий живого вещества от неживого. Рассмотрим гипотезу происхождения жизни, выдвинутую в 30-е годы XX века.

Взгляды на сущность жизни привели Вернадского к выводу, что она появилась на Земле в форме биосферы . Коренные, фундаментальные особенности живого веще­ства требуют для его возникновения не химических, а физических процессов. Это должна быть своеобразная катастрофа, потрясение самих основ мироздания.

В соответствии с распространенными в 30-х годах XX века гипотезами образования Луны в результате отрыва от Земли вещества, заполнявшего ранее Тихоокеанскую впадину, Вернадский предположил, что этот процесс мог вызвать то спиральное, вихревое движение земного веще­ства, которое больше не повторилось.

Вернадский происхождение жизни осмысливал в тех же масштабах и интервалах времени, что и возникнове­ние самой Вселенной. При катастрофе условия внезапно меняются, и из протоматерии возникают живая и неживая материя.

5. Химические гипотезы.

Эта группа гипотез основывается на химической спе-дифике жизни и связывает ее происхождение с историей Земли. Рассмотрим некоторые гипотезы этой группы.

У истоков истории химических гипотез стояли воззре­ния Э. Геккеля. Геккель считал, что сначала под дей­ствием химических и физических причин появились со­единения углерода. Эти вещества представляли собой не растворы, а взвеси маленьких комочков. Первичные комочки были способны к накоплению разных веществ и росту, за которым следовало деление. Затем появи­лась безъядерная клетка - исходная форма для всех живых существ на Земле.

Определенным этапом в развитии химических гипотез абиогенеза стала концепция, выдвинутая им в 1922-1924 гг. XX века. Гипотеза Опарина пред­ставляет собой синтез дарвинизма с биохимией . По Опарину, наследственность стала следствием отбора. В гипотезе Опарина желаемое выдастся за действитель­ное. Сначала нее особенности жизни сводятся к обмену веществ, а затем его моделирование объявляется реше­нном загадки возникновения жизни.

Гипотеза Дж. Берпапа предполагает, что абиогенно воз­никшие небольшие молекулы нуклеиновых кислот из нескольких нуклеотидов могли сразу же соединяться с теми аминокислотами, которые они кодируют. В этой гипотезе первичная живая система видится как биохи­мическая жизнь без организмов, осуществляющая са­мовоспроизведение и обмен веществ. Организмы же, по Дж. Берналу, появляются вторично, в ходе обособ­ления отдельных участков такой биохимической жизни с помощью мембран.

В качестве последней химической гипотезы возникнове­ния жизни на нашей планете рассмотрим гипотезу, выдвинутую в 1988 году. Согласно этой гипотезе, возникновение органических веществ пе­реносится в космическое пространство. В специфичес­ких условиях космоса идет синтез органических веществ (многочисленные орпанические вещества найдены в ме­теоритах - углеводы, углеводороды, азотистые осно­вания, аминокислоты, жирные кислоты и др.). Не ис­ключено, что в космических просторах могли образо­ваться нуклеотиды и даже молекулы ДНК. Однако, по мнению Войткевича, химическая эволюция на большин­стве планет Солнечной системы оказалась замороженной и продолжилась лишь на Земле, найдя там подхо­дящие условия. При охлаждении и конденсации газовой туманности на первичной Земле оказался весь набор органических соединений. В этих условиях живое веще­ство появилось и конденсировалось вокруг возникших абиогенно молекул ДНК. Итак, по гипотезе Войткевича первоначально появилась жизнь биохимическая, а в ходе ее эволюции появились отдельные организмы.

Лабораторная работа №8

«Антропогенные изменения естественных природных ландшафтов своей местности»

Цель: изучить экологические проблемы Тульской области и выявить меры по их улучшению.

Оборудование : методическое пособие, карта химического антропогенного загрязнения окружающей среды .

Методические указания:

1. Прочитайте текст.

Региональные экологические проблемы области обусловлены прежде всего тем, что на сравнительно небольшой ее территории сконцентрировано большое число предприятий машиностроения, химической и металлургической промышленности, несколько мощных тепловых электростанций.

Среди всех областей центра России Тульская область по концентрации промышленных и энергетических предприятий на 1 м 2 площади уступает только Московской. Три города - Тула, Новомосковск и Щекино - уверенно лидируют в скорбной шеренге 99 российских городов с неблагополучной экологической обстановкой.

Большое влияние на экологическую обстановку в Тульской области оказывают выбросы предприятий соседних областей, особенно Московской. К этому необходимо добавить, что регионы Восточной Европы (включая Тульскую область) получают до 40 % атмосферных загрязнений из Западной Европы. Экологическая ситуация в области крайне обострилась в результате радиационного загрязнения ее территории после аварии на Чернобыльской АЭС .

Атмосферный воздух . Чистый воздух уже становится дефицитным ресурсом во многих индустриальных областях России, где загрязнение атмосферы представляет реальную опасность для жизни и здоровья человека.

По выбросам вредных веществ в атмосферу в расчете на 1 км 2 территории Тульская область превосходит Московскую в 1,7 раза, а Калужскую и Орловскую - более чем в 10 раз. На одного жителя области в 2000 г. приходилось около 182 кг вредных веществ, выброщенных в атмосферу.

Загрязнение атмосферного воздуха по специфике и количеству выбросов значительно различается по районам области. Наибольшее число промышленных предприятий, дающих около 94 % всех выбросов, расположено в Алексинском, Суворовском, Ефремовском, Новомосковском, Узловском, Щекинском районах и в г. Туле.

Одним из основных источников загрязнения природной среды является автомобильный транспорт. В 1999 г. выбросы загрязняющих веществ от автомобильного транспорта составили 155,1 тыс. т (40 % массы всех выбросов).
Водные ресурсы. Основным потребителем воды в Тульской области является промышленность (74 %); население потребляет 23 % воды и сельское хозяйство - 3 %.

Главными пользователями водных ресурсов в области являются предприятия г. Тулы и Новомосковска. Всего водопользователей Тульской области в 1999 г. зарегистрировано 880; ими было израсходовано из природных источников около 473 млн м 2 воды. В поверхностные водоемы при этом было сброшено 280,4 млн м 2 , в том числе загрязненных -259,5; а нормативно-чистых и нормативно-очищенных - всего 20,9 млн м 2 . Из всех очистных сооружений в области только 10 % работают в проектном режим

Несмотря на сокращение производства, поверхностные воды сильно загрязнены. Загрязнение промышленными и бытовыми отходами рек Воронка, Шат, Упа, Тулица, Мышега, Бешка, Сежа, верховьев Дона достигло такой степени, что об их самовосстановлении практически уже не может быть и речи. Во многих из них предельно допустимые концентрации (ПДК) для меди и никеля превышены в 10-50 раз, для лития и никеля - в 5-10 раз, для таллия и ртути - в 2 раза.

Естественным источником регионального хозяйственно-питьевого и производственно-технического водоснабжения являются подземные воды. В Тульской области разведано 77 месторождений пресных подземных вод, в эксплуатации с 1999 г. находится 40 месторождений.

Население области обеспечивается только подземной водой. Речная вода в населенных пунктах для питьевых целей не используется. Расход подземных вод в области составляет 1 250 тыс. м3 в сутки. В среднем на одного туляка в сутки приходится 300-350 л воды.

Почвы. Охранять почву - значит сберегать ее плодородие. Тульский край - старый земледельческий район. Основной категорией земельного фонда области являются сельскохозяйственные земли - около 1 845 тыс. га, или 71,8 % от ее общей территории. Эти земли используются в основном сельскохозяйственными предприятиями, организациями и гражданами, занимающимися производством товарной сельскохозяйственной продукции.

Одним из негативных процессов для почв области является эрозия. Проявление ее в значительной степени зависит от степени и характера хозяйственного освоения и использования земель. В результате деятельности человека и геологических процессов (в основном деятельности воды) в настоящее время в Тульской области около 43 % общей площади сельскохозяйственных угодий подвержены интенсивной эрозии/

В результате открытых разработок полезных ископаемых из сельскохозяйственного оборота изымаются огромные площади плодородных земель. Особое место в сбережении земельных богатств области занимает рекультивация, т. е. восстановление полей, находящихся под горными выработками.

Достаточно широко на территории области проявляются экзогенные геологические процессы. Растворение пластов известняка вызывает карстовые нарушения рельефа. В долинах рек Оки, Упы и Беспуты, в оврагах и балках Алексинского, Ясногорского, Ленинского и Щекинского районов наблюдаются крупные оползни. Участились случаи проседания грунта в местах расположения старых угольных шахт.

В результате аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г. радиоактивному загрязнению подверглись 18 районов области, площадью 14,5 тыс. км2, что составляет более половины (56,3 %) ее территории. Особенно пострадали Плавский, Узловский, Арсеньевский и Новомосковский районы. Почвы загрязнены радионуклидами: цезием-137 и (в меньшей степени) стронцием-90. В настоящее время прослеживается тенденция к снижению уровня гамма-фона за счет естественного распада радионуклидов и их перераспределения во внешней среде с помощью воды и ветра.
Исследования последних лет показали, что примерно треть площади Тульской области характеризуется высоким уровнем ухудшения состояния почв, близким к катастрофическому.

Население . Демографическая ситуация. Условия существования людей на территории области оставляют желать лучшего. Большая плотность населения, насыщенность области вредными производствами, тяжелые последствия радиоактивного загрязнения в результате аварии на ЧАЭС объясняют низкий, в сравнении с соседними областями, уровень здоровья людей.

Одним из главных показателей состояния общества является динамика численности населения. При благоприятных условиях численность возрастает, при неблагоприятных - падает.

Число постоянных жителей области с каждым годом уменьшается. За период с 1995 по 2000 гг. это сокращение составило более 65 тыс. человек, или 3,6 %. Это произошло за счет увеличения смертности (общей и младенческой), а также снижения рождаемости населения. Смертность превышает рождаемость в три раза.
В настоящее время на первом месте среди причин смертности находятся болезни системы кровообращения (инфаркты, инсульты, гипертоническая болезнь) и органов дыхания. За ними идут новообразования. Эти классы болезней в значительной мере зависят от характера питания и состояния среды обитания. Из всех контролируемых на территории области инфекционных болезней ведущей причиной смерти (свыше 90 %) является туберкулез.

В 1986 г. экологическая ситуация в регионе резко ухудшилась вследствие аварии на Чернобыльской АЭС, когда более 50 % территории Тульской области оказались в зоне радиоактивного загрязнения. В связи с этим среди населения пострадавших районов все большее распространение получают эколого-зависимые болезни (болезни верхних дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта, эндокринной системы), нарушения иммунитета, психологические расстройства, болезни системы кровообращения, злокачественные новообразования и пр.

По мнению специалистов, чернобыльский "след" растянется, как минимум, на 70 лет и приведет к росту лейкозов, онкозаболеваний и увеличению бесплодия людей репродуктивного возраста.

Одной из серьезных проблем в области является загрязнение грунтовых вод . Проходя через неотработанные отходы, вода образует ядовитый фильтрат, в состав которого входят остатки разлагающейся органики, различные красители, моющие средства , соли тяжелых металлов: железа, ртути, свинца и др.

Исследования показали, что высокое содержание в тульской воде железа, ее повышенная жесткость и наличие солей тяжелых металлов являются причинами нарушений работы почек, печени, щитовидной железы. Плохое качество воды увеличивает риск инфарктов, угнетает репродуктивную функцию организма.

В области прослеживается связь между повышенным содержанием марганца в атмосфере и ростом психических расстройств. Высокая концентрация фенола в атмосфере четко коррелирует с уровнем заболеваемости детского населения фарингитами, бронхитами .

С ростом парка автомобилей постоянно растет объем выбросов в атмосферу, составив в 1999 г. 40 % массы всех вредных выбросов в атмосферу. Опасной для здоровья населения составляющей выбросов от автотранспорта является не только свинец, окислы углерода и азота, углеводороды, но и бензапирен, который является сильным канцерогеном.

В области резко возрастает риск различных патологий у детей школьного возраста. Так, за время учебы в школе у детей в 3,5 раза ухудшается зрение, в 5 раз увеличивается заболеваемость пищеварительного тракта, в 8-9 раз - костно-мышечной системы. Уже в начальных классах у 40 % детей обнаруживаются признаки неврологических заболеваний, все больше детей страдают психическими расстройствами.

Исследования последних лет показали, что, несмотря на высокую напряженность экологической обстановки в Тульской области, ее можно стабилизировать и затем улучшить при увеличении затрат на природоохранные мероприятия. Большая работа в этом плане проводится администрацией области совместно с комитетом природных ресурсов Тульской области.

2. Ответьте на вопросы:

1. Чем обусловлена тяжелая экологическая обстановка в Тульском регионе?

2. Какова экологическая ситуация в Вашем районе, местности?

3. Какие предприятия влияют на экологическую обстановку в области?

4. Какие промышленные предприятия ухудшают окружающую среду местности, в которой Вы живете?

5. Воздух, каких районов области находится в наиболее загрязненном состоянии?

6. Каков "вклад" автомобильного транспорта в загрязнение атмосферы области?

7. Что является основным источником воды в Тульской области?

8. Какие районы области находятся в зонах катастрофического, чрезвычайно высокого и высокого уровней антропогенного химического загрязнения?

9. Какие районы Тульской области подверглись радиоактивному загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС в наибольшей степени?

10. Какова демографическая ситуация в Тульской области?

11. Как отразилось на здоровье людей радиоактивное загрязнение территории области?

Напишите отчет:

Указать номер лабораторной работы, тему, цели и оборудование

Дайте письменные ответы на вопросы

Сформулируйте и запишите общий вывод об экологической обстановке Тульской области

Лабораторная работа №9

«Создание искусственной экосистемы»

Цель : на примере искусственной экосистемы проследить изменения, происходящие под воздействием условий окружающей среды.

Методические указания:

Выполните задания и ответьте на вопросы:

1. Какие условия необходимо соблюдать при создании экосистемы аквариума?

2. Нарисуйте аквариум «вашей мечты».

3. Опишите аквариум как экосистему, с указанием абиотических, биотических факторов среды, компонентов экосистемы (продуценты, консументы, редуценты).

4. Составьте пищевые цепи в аквариуме.

5. Какие изменения могут произойти в аквариуме, если:

Падают прямые солнечные лучи;

В аквариуме обитает большое количество рыб.

Напишите отчет:

Указать номер лабораторной работы, тему, цели и оборудование

Выполните задания

Сформулируйте и запишите вывод о последствиях изменений в экосистемах

Тема: «Приготовление и описание микропрепаратов клеток различных организмов».

Цель работы: закрепить умение готовить микропрепараты и рассматривать их под микроскопом, находить особенности строения клеток различных организмов, владеть терминологией темы.

Оборудование: кожица чешуи луковицы, эпителиальные клетки из полости рта человека, культура сенной палочки, стакан с водой, микроскоп, чайная ложечка, покровное и предметное стекла, синие чернила, йод, микропрепараты клеток многоклеточного животного организма, тетрадь, ручка, простой карандаш, линейка,

Ход работы:

Работа 1.

1. Рассмотрите на рисунке последовательность приготовления препарата кожицы чешуи лука.
2. Подготовьте предметное стекло, тщательно протерев его марлей.
3. Пипеткой нанесите 1-2 капли воды на предметное стекло.
4. При помощи препаровальной иглы осторожно снимите маленький кусочек прозрачной кожицы с внутренней поверхности чешуи лука. Положите кусочек кожицы в каплю воды и расправьте кончиком иглы.
5. Накройте кожицу покровным стеклом, как показано на рисунке.
6. Рассмотрите приготовленный препарат при малом увеличении. Отметьте, какие части клетки вы видите.
7. Окрасьте препарат раствором йода. Для этого нанесите на предметное стекло каплю раствора йода. Фильтровальной бумагой с другой стороны оттяните лишний раствор.
8. Рассмотрите окрашенный препарат. Какие изменения произошли ?

9. Рассмотрите препарат при большом увеличении. Найдите на нем хлоропласты в клетках листа, темную полосу, окружающую клетку, оболочку; под ней золотистое вещество - цитоплазму (она может занимать всю клетку или находиться около стенок). В цитоплазме хорошо видно ядро. Найдите вакуоль с клеточным соком (она отличается от цитоплазмы по цвету).

10. Зарисуйте 2-3 клетки кожицы лука. Обозначьте оболочку, цитоплазму, ядро, вакуоль с клеточным соком.
В цитоплазме растительной клетки находятся многочисленные мелкие тельца - пластиды. При большом увеличении они хорошо видны. В клетках разных органов число пластид различно.
У растений пластиды могут быть разных цветов: зеленые, желтые или оранжевые и бесцветные. В клетках кожицы чешуи лука, например, пластиды бесцветные.

Работа 2.

1. Приготовьте микропрепарат бактерии сенной палочки.

2. Рассмотрите препараты под микроскопом.

3. Рассмотрите готовые микропрепараты клеток многоклеточного животного организма.

4.Сопоставьте увиденное с изображением объекта на рисунке.

Работа 3

1. 
   Рассмотрите готовые микропрепараты клеток многоклеточных животных
2. 
   Сопоставьте увиденное с изображением объекта на рисунке.

3. Обозначьте органоиды клетки, изображенные на рис. 4

Лабораторная работа № 2

Тема: “Наблюдение явления плазмолиза и деплазмолиза”

Цель: убедиться в существовании явления плазмолиза и деплазмолиза в живых клетках растений и скорости прохождения физиологических процессов.

Оборудование: микроскопы, предметные и покровные стекла, стеклянные палочки, стаканы с водой, фильтровальная бумага, раствор поваренной соли, репчатый лук.

Ход работы

1. 
   Снимите нижнюю кожицу чешуи лука (4мм 2);
2. 
   Приготовьте микропрепарат, рассмотрите и зарисуйте 4-5 клеток увиденного;
3. 
   С одной стороны покровного стекла нанесите несколько капель раствора поваренной соли, а с другой стороны полоской фильтровальной бумаги оттяните воду;
4. 
   Рассмотрите микропрепарат в течение нескольких секунд. Обратите внимание на изменения, произошедшие с мембранами клеток и время за которое эти изменения произошли. Зарисуйте изменившийся объект.
5. 
   Нанесите несколько капель дистиллированной воды у края покровного стекла и оттяните ее с другой стороны фильтровальной бумагой, смывая плазмолизирующий раствор.
6. 
   В течение нескольких минут рассматривайте микропрепарат под микроскопом. Отметьте изменения положения мембран клеток и время, за которое эти изменения произошли.
7. 
   Сопоставьте увиденное с изображением объекта на рисунке 1.
8. 
   Зарисуйте изучаемый объект.
9. 
   Сделайте вывод в соответствии с целью работы, отметив скорость плазмолиза и деплазмолиза. Объясните разницу в скорости этих двух процессов.

1. Куда двигалась вода (в клетки или из них) при помещении ткани в раствор соли?

2.Чем можно объяснить такое направление движения воды?

3. Куда двигалась вода при помещении ткани в воду? Чем это объясня­ется?

4. Как вы думаете, что бы могло произойти в клетках, если бы их оставили в растворе соли на длительное время?

5. Можно ли ис­пользовать раствор соли для уничтожения сорняков?

6. Дайте определение терминам – плазмолиз, деплазмолиз, осмос, тургор.
7. Объясните, почему в варенье яблоки становятся менее сочными?

Рис 1. Плазмолиз и деплазмолиз

Лабораторная работа № 3

Тема: «Сравнение строения клеток растений и животных, грибов, бактерий».

Цель: научитьсянаходить особенности строения клеток различных организмов, сравнивать их между собой; владеть терминологией темы.

Оборудование: микроскопы, предметные и покровные стекла, стаканы с водой, стеклянные палочки, лист растения элодеи, дрожжи, культура сенной палочки, микропрепараты клеток многоклеточных животных.

Работа 1.

1.Приготовьте препарат клеток листа элодеи. Для этого отделите лист от стебля, положите его в каплю воды на предметное стекло и накройте покровным стеклом.
2. Рассмотрите препарат под микроскопом. Найдите в клетках хлоропласты.
3. Зарисуйте строение клетки листа элодеи. Сделайте надписи к своему рисунку. 4.Рассмотрите рисунок 1. Сделайте вывод о форме, размерах клеток разных органов растений

Рис. 1. Окраска, форма и размеры клеток разных органов растений

Работа 2.

1.Снимите чайной ложечкой немного слизи с внутренней стороны щеки. 2. Поместите слизь на предметное стекло и подкрасьте разбавленными в воде синими чернилами. Накройте препарат покровным стеклом. 3. Рассмотрите препарат под микроскопом.

Работа 3

1. 
   Рассмотрите готовый микропрепарат клеток многоклеточного животного организма.

1. 
   Сравните между собой эти клетки.
2. 
   Результаты сравнения занесите в таблицу 1

Ответьте на вопросы:

• 
  В чем заключается сходство и различие клеток?
• 
  Каковы причины сходства и различия клеток разных организмов?

Практическая работа

Тема: «Составление простейших схем скрещивания».

Цель: научиться выписывать типы гамет, образуемые организмами с заданными генотипами; кратко записывать условие генетических задач; решать ситуационные задачи по генетике; использовать навыки генетической терминологии.

Оборудование: учебник, тетрадь, условия задач, ручка.

Ход работы:

Задание 1

Выпишите все типы гамет, образуемые организмами, имеющие следующие генотипы: ААbb, Aa, MmPP, PPKk, AabbCc, AabbCcPP, AaBbCc.

Выписывая гаметы, необходимо помнить, что у организма, гомозиготного по одному (АА) или нескольким (ААbbcc) генам, все гаметы одинаковы по этим генам, так как несут один и тот же аллель.

В случае гетерозиготности по одному гену (Аа) организм образует два типа гамет, несущие разные его аллели. Дигетерозиготный организм (АаВb) образует четыре типа гамет. В целом организм образует тем больше типов гамет, чем по большему числу генов он гетерозиготен. Общее число типов гамет равно 2 в степени n, где n- число генов в гетерозиготном состоянии. Выписывая гаметы, необходимо руководствоваться законом «чистоты» гамет, в соответствии с которым каждая гамета несет по одному из каждой пары аллельных генов.

Задание 2

Научитесь кратко записывать условие генетической ситуационной задачи и ее решение.

При краткой записи условия генетической задачи доминантный признак обозначают прописной (А), а рецессивный – строчной (а) буквой с обозначением соответствующего варианта признака. Генотип организма, имеющего доминантный признак, без дополнительных указаний на его гомо- или гетерозиготность в условии задачи, обозначается А?, где вопрос отражает необходимость установления генотипа в ходе решения задачи. Генотип организма с рецессивными признаками всегда гомозиготен по рецессивному аллелю – аа. Признаки, сцепленные с полом обозначаются в случае Х – сцепленного наследования как Хª или ХА

Пример краткой записи условия и решения задачи

Задача. У человека вариант карего цвета глаз доминирует над вариантом голубого цвета. Голубоглазая женщина выходит замуж за гетерозиготного кареглазого мужчину. Какой цвет глаз может быть у детей?

Краткая запись условия Краткая запись решения

А - карий цвет глаз Родители- Р аа х Аа

А – голубой цвет глаз гаметы - G а А, а

Родители: аа х Аа потомство - F Аа аа

Потомство? карий цвет голубой цвет

Задание 3

Кратко запиши условие генетической ситуационной задачи и ее решение.

Задача: Учеловека близорукость доминирует над нормальным зрением. У близоруких родителей родился ребенок с нормальным зрением. Каков генотип родителей? Какие еще дети могут быть от этого брака?

Практическая работа

Тема: «Решение генетических задач».

Цель: научиться решать генетические задачи; объяснять влияние внешних факторов на проявление признака; использовать навыки генетической терминологии.

Оборудование: учебник, тетрадь, условия задач, ручка.

Ход работы:

1. Вспомнить основные законы наследования признаков.

2. Коллективный разбор задач на моногибридное и дигибридное скрещивание.

3. Самостоятельное решение задач на моногибридное и дигибридное скрещивание, подробно описывая ход решения и сформулировать полный ответ.

4. Коллективное обсуждение решения задач между учащимися и учителем.

5. Сделать вывод.

Задачи на моногибридное скрещивание

Задача № 1. У крупного рогатого скота ген, обусловливающий черную окраску шерсти, доминирует над геном, определяющим красную окраску. Какое потомство можно ожидать от скрещивания гомозиготного черного быка и красной коровы?

Разберем решение этой задачи. Вначале введем обозначения. В генетике для генов приняты буквенные символы: доминантные гены обозначают прописными буквами, рецессивные - строчными. Ген черной окраски доминирует, поэтому его обозначим А. Ген красной окраски шерсти рецессивен - а. Следовательно, генотип черного гомозиготного быка будет АА. Каков же генотип у красной коровы? Она обладает рецессивным признаком, который может проявиться фенотипически только в гомозиготном состоянии (организме). Таким образом, ее генотип аа. Если бы в генотипе коровы был хотя бы один доминантный ген А, то окраска шерсти у нее не была бы красной. Теперь, когда генотипы родительских особей определены, необходимо составить схему теоретического скрещивания

Черный бык образует один тип гамет по исследуемому гену - все половые клетки будут содержать только ген А. Для удобства подсчета выписываем только типы гамет, а не все половые клетки данного животного. У гомозиготной коровы также один тип гамет - а. При слиянии таких гамет между собой образуется один, единственно возможный генотип - Аа, т.е. все потомство будет единообразно и будет нести признак родителя, имеющего доминантный фенотип - черного быка..

Таким образом, можно записать следующий ответ: при скрещивании гомозиготного черного быка и красной коровы в потомстве следует ожидать только черных гетерозиготных телят

Следующие задачи следует решить самостоятельно, подробно описав ход решения и сформулировав полный ответ.

Задача № 2. Какое потомство можно ожидать от скрещивания коровы и быка, гетерозиготных по окраске шерсти?

Задача № 3. У морских свинок вихрастая шерсть определяется доминантным геном, а гладкая - рецессивным.

1. Скрещивание двух вихрастых свинок между собой дало 39 особей с вихрастой шерстью и 11 гладкошерстных животных. Сколько среди особей, имеющих доминантный фенотип, должно оказаться гомозиготных по этому признаку?

2. Морская свинка с вихрастой шерстью при скрещивании с особью, обладающей гладкой шерстью, дала в потомстве 28 вихрастых и 26 гладкошерстных потомков. Определите генотипы родителей и потомков.

Задачи на ди- и полигибридное скрещивание

Задача № 7. Выпишите гаметы организмов со следующими генотипами: ААВВ; aabb; ААЬЬ; ааВВ; АаВВ; Aabb; АаВЬ; ААВВСС; ААЬЬСС; АаВЬСС; АаВЬСс.

Разберем один из примеров. При решении подобных задач необходимо руководствоваться законом чистоты гамет: гамета генетически чиста, так как в нее попадает только один ген из каждой аллельной пары. Возьмем, к примеру, особь с генотипом АаВbСс. Из первой пары генов - пары А - в каждую половую клетку попадает в процессе мейоза либо ген А, либо ген а. В ту же гамету из пары генов В, расположенных в другой хромосоме, поступает ген В или b. Третья пара также в каждую половую клетку поставляет доминантный ген С или его рецессивный аллель - с. Таким образом, гамета может содержать или все доминантные гены - ABC, или же рецессивные - abc, а также их сочетания: АВс, AbC, Abe, аВС, аВс, а bС.

Чтобы не ошибиться в количестве сортов гамет, образуемых организмом с исследуемым генотипом, можно воспользоваться формулой N = 2n, где N - число типов гамет, а n - количество гетерозиготных пар генов. В правильности этой формулы легко убедиться на примерах: гетерозиготаАа имеет одну гетерозиготную пару; следовательно, N = 21 = 2. Она образует два сорта гамет: А и а. ДигетерозиготаАаВЬ содержит две гетерозиготные пары: N = 22 = 4, формируются четыре типа гамет: АВ, Ab, aB, ab. ТригетерозиготаАаВЬСс в соответствии с этим должна образовывать 8 сортов половых клеток N = 23 = 8), они уже выписаны выше.

Задача № 8. У крупного рогатого скота ген комолости доминирует над геном рогатости, а ген черного цвета шерсти - над геном красной окраски. Обе пары генов находятся в разных парах хромосом.

1. Какими окажутся телята, если скрестить гетерозиготных по обеим парам

Признаков быка и корову?

2. Какое потомство следует ожидать от скрещивания черного комолого быка, гетерозиготного по обеим парам признаков, с красной рогатой коровой?

Дополнительные задачи к лабораторной работе

Задача № 1. На звероферме получен приплод в 225 норок. Из них 167 животных имеют коричневый мех и 58 норок голубовато-серой окраски. Определите генотипы исходных форм, если известно, что ген коричневой окраски доминирует над геном, определяющим голубовато-серый цвет шерсти.

Задача № 2. У человека ген карих глаз доминирует над геном, обусловливающим голубые глаза. Голубоглазый мужчина, один из родителей которого имел карие глаза, женился на кареглазой женщине, у которой отец имел карие глаза, а мать - голубые. Какое потомство можно ожидать от этого брака?

Задача № 3. Альбинизм наследуется у человека как рецессивный признак. В семье, где один из супругов альбинос, а другой имеет пигментированные волосы, есть двое детей. Один ребенок альбинос, другой - с окрашенными волосами. Какова вероятность рождения следующего ребенка-альбиноса?

Задача № 4. У собак черный цвет шерсти доминирует над кофейным, а короткая шерсть - над длинной. Обе пары генов находятся в разных хромосомах.

1. Какой процент черных короткошерстных щенков можно ожидать от скрещивания двух особей, гетерозиготных по обоим признакам?

2. Охотник купил черную собаку с короткой шерстью и хочет быть уверен, что она не несет генов длинной шерсти кофейного цвета. Какого партнера по фенотипу и генотипу надо подобрать для скрещивания, чтобы проверить генотип купленной собаки?

Задача № 5. У человека ген карих глаз доминирует над геном, определяющим развитие голубой окраски глаз, а ген, обусловливающий умение лучше владеть правой рукой, преобладает над геном, определяющим развитие леворукости. Обе пары генов расположены в разных хромосомах. Какими могут быть дети, если родители их гетерозиготны?

Задача №6. У человека рецессивный ген а детерминирует врождённую глухонемоту. Наследственно глухонемой мужчина женился на женщине, имеющей нормальный слух. Можно ли определить генотип матери ребёнка?

Задача №7. Из желтого семени гороха получено растение, которое дало 215 семян, из них 165 желтых и 50 зелёных. Каковы генотипы всех форм?

Задача№8. Отец и мать ощущают горький вкус фенилтиомочевины. Двое из четверых детей не чувствуют вкуса этого препарата. Принимая, что различия по чувствительности к фенилтиомочевине моногенны, определите доминантна или рецессивна нечувствительность к фенилтиомочевине.

Цель: убедиться в существовании явления плазмолиза и деплазмолиза в живых клетках растений и скорости прохождения физиологических процессов.

Оборудование: методические указания по выполнению лабораторных, микроскопы, луковица лука, концентрированный раствор NaCl, фильтровальная бумага, пипетки.

Теоретические сведения:

Все живые организмы состоят из клеток. Все клетки, кроме бактериальных построены по единому плану. Оболочки клеток впервые увидел в 16 веке Р.Гук, рассматривая срезы растительных и животных тканей под микроскопом. Термин «клетка» утвердился в биологии в 1665 году.

Методы изучения клетки различны, например метод оптической и электронной микроскопии.

Первый микроскоп был сконструирован Р.Гуком 3 столетия назад, давая увеличение до 200 раз. Световой микроскоп нашего времени увеличивает до 300 раз и более. Однако и такое увеличение недостаточно для того, чтобы увидеть клеточные структуры. В настоящее время применяют электронный микроскоп, увеличивающий предметы в десятки и сотни тысяч раз (до 10 000 000).

Основные положения современной клеточной теории:

1.Структура. Клетка – это живая микроскопическая система, состоящая из ядра, цитоплазмы и органоидов.

2.Происхождение клетки. Новые клетки образуются путём деления ранее существующих клеток.

3.Функции клетки. В клетке осуществляются:

Метаболизм (совокупность повторяющихся, обратимых, циклических процессов – химических реакций);

Обратимые физиологические процессы (поступление и выделение веществ, раздражимость, движение);

Необратимые химические процессы (развитие).

4.Клетка и организм. Клетка может быть самостоятельным организмом, осуществляющим всю полноту жизненных процессов. Все многоклеточные организмы состоят из клеток. Рост и развитие многоклеточного организма – следствие роста и размножения одной или нескольких исходных клеток.

5.Эволюция клетки. Клеточная организация возникла на заре жизни и прошла длительный путь развития от безъядерных форм к ядерным одноклеточным и многоклеточным организмам.

Ход работы:

1. 
   Снимите нижнюю кожицу чешуи лука (4мм2);
2. 
   Приготовьте микропрепарат, рассмотрите и зарисуйте 4-5 клеток увиденного;
3. 
   С одной стороны покровного стекла нанесите несколько капель раствора поваренной соли, а с другой стороны полоской фильтровальной бумаги оттяните воду;
4. 
   Рассмотрите микропрепарат в течение нескольких секунд. Обратите внимание на изменения, произошедшие с мембранами клеток и время за которое эти изменения произошли. Зарисуйте изменившийся объект;
5. 
   Нанесите несколько капель дистиллированной воды у края покровного стекла и оттяните ее с другой стороны фильтровальной бумагой, смывая плазмолизирующий раствор;
6. 
   В течение нескольких минут рассматривайте микропрепарат под микроскопом. Отметьте изменения положения мембран клеток и время, за которое эти изменения произошли. Зарисуйте изучаемый объект,
7. 
   Сделайте вывод в соответствии с целью работы, отметив скорость плазмолиза и деплазмолиза. Объясните разницу в скорости этих двух процессов.
8. 
   Дайте определение терминам – плазмолиз, деплазмолиз, осмос, тургор.
9. 
   Объясните, почему в варенье яблоки становятся менее сочными?

Тема: «Сравнение строения клеток растений и животных по готовым микропрепаратам»

(Время выполнения работы 45 минут)

Цель: закрепить умение работать с микроскопом, находить особенности. строения клеток растений, животных, сравнивать их между собой.

Оборудование: методические указания по выполнению лабораторных, микроскопы, готовые микропрепараты.

Ход работы

Задание 1. Рассмотрите под микроскопом микропрепараты растительных клеток и клеток животных.

Задание №2. Сравните строение клеток растений, животных. Заполните таблицу 1.

Таблица 1 «Строение клеток растений и животных»

Рис.1Строение растительной и животной клетки.

Задание3. Ответьте на вопросы:

В чём заключается сходство и различие клеток?

Каковы причины сходства и различия клеток различных организмов?

Попытайтесь объяснить, как шла эволюция бактерий, грибов, растений и животных?

Задание 4. Сделайте вывод по работе.

Лабораторная работа № 4

Тема: «Выявление и описание признаков сходства зародышей человека и других позвоночных как доказательство их эволюционного родства»

(Время выполнения работы 45 минут)

Цель: выявить признаки сходства зародышей человека и других млекопитающих как доказательство их эволюционного родства.
Оборудование: методические указания по выполнению лабораторных, таблица «Доказательство родства зародышей человека и других млекопитающих животных»

Теоретические сведения:

Образование половых клеток, гаметогенез сходен у всех многоклеточных организмов, и все организмы развивались из одной диплойдной клетки(зиготы) Это свидетельствует о единстве мира живых организмов.

В20-ых годах прошлого века учёный- эмбриолог Карл Бэр сделал запись в своем дневнике. «У меня имеются 2 маленьких эмбриона в спирту, для которых я забыл подписать название, и я теперь уже не в состоянии определить класс, к которому они принадлежат. Это могут быть ящерицы, маленькие птички или совсем молодые млекопитающие».

Личинки - ранние стадии развития некоторых животных. И иногда, только интересуясь строением личинок, возможно правильно установить родственные связи между организмами. Так, асцидий - морских мягкотелых животных-фильтраторов, ведущих прикреплённый образ жизни, при первом рассмотрении никак нельзя назвать хордовыми животными. Их и считали долгое время беспозвоночными. Считали, пока не проследили развитие животного от свободно плавающей личинки до взрослого организма. Тут-то и оказалось, что личинка обладает ясно выраженной хордой, полой нервной трубкой со спинной стороны тела и двусторонней симметрией. И, стало быть, животное это принадлежит к типу хордовых и имеет родственные связи скорее с ланцетником - признанным примитивным хордовым.

Рис.3Асцидия

Гомологичными называют органы, сходные по общему плану строения, по своим взаимоотношениям с окружающими органами и тканями, по эмбриональному развитию и, наконец, по иннервации и кровоснабжению (могут выполнять разные функции). Передний ласт тюленя, крыло летучей мыши, передняя лапа кошки, передняя нога лошади и рука человека гомологичны друг другу, хотя на первый взгляд они несходны и приспособлены к выполнению совершенно разных функций. Все эти органы имеют почти одинаковое число костей, мышц, нервов и кровеносных сосудов, расположенных по одному и тому же плану, и пути их развития очень сходны. Наличие гомологичных органов хотя бы и приспособленных для выполнения совершенно несходных функций, служит веским доводом в пользу общего происхождения обладающих ими организмов.

Аналогичные органы – это органы, выполняющие одну функцию, но имеющие порой разное строение.

Например, крыло бабочки и птицы.

Ход работы.

Задание1. Сравните стадии развития зародышей. Есть ли сходства? В чём они проявляются? Опишите их.

Рис.4 Особенности развития зародышей на разных стадиях.

Задание 3. Выполните тест по теме.

1. Человек в системе органического мира:

а) представляет собой особый отряд класса Млекопитающие;

б) выделяется в особое царство, включающее наиболее высокоорганизованные живые существа;

в) представляет особый вид, который входит в отряд Приматы, класс Млекопитающие, царство Животные

г) является составной частью человеческого общества и не имеет отношения к системе органического мира

2. Человека относят к классу Млекопитающие, так как у него:

а) внутреннее оплодотворение;

б) легочное дыхание;

в) четырехкамерное сердце

г) есть диафрагма, потовые и млечные железы

3. У человека в связи с прямохождением произошли изменения в строении стопы:

а) сформировался свод;

б) когти почти превратились в ногти;

в) срослись фаланги пальцев;

г) большой палец противопоставлен всем остальным

4. О происхождении человека от млекопитающих животных свидетельствует:

а) развитое мышление у млекопитающих;

б) сходное строение всех систем органов, развитие зародышей;

в) питание растительной и животной пищей;

г) общественный образ жизни млекопитающих

5. В отличие от человекообразных обезьян у человека:

а) имеется резус-фактор;

б) появилась рассудочная деятельность;

в) имеется четырехкамерное сердце;

г) развито абстрактное мышление.

Запишите номера в порядке повышения иерархичности положения человека в царстве животных:

1Животные

3Млекопитающие

4Узконосые

5Люди (Hominida)

6Плацентарные

7Разумный (sapiens)

8Позвоночные (Черепные)

9Человек (homo)

10Многоклеточные

11Хордовые

12Человекообразные

(Ответ7,9, 5, 12, 4, 2, 6, 3, 8, 11, 1, 10)

Задание 4.Сделайте выводы о признаках сходства зародышей человека и других млекопитающих как доказательство их родства.

Лабораторная работа № 5

Тема: «Составление простейших схем моногибридного и дигибридного скрещивания»

(Время выполнения работы 45 минут)

Вариант 1

Цель:

Теоретические сведения:

Ход работы:

Задание 1. Вспомните и запишите в тетради что называется моногибридным и дигибридным скрещиванием.

Задание 2. Запишите первый закон Менделя

Задание3. Решите предложенные задачи.

Задание №1

Равномерная окраска арбузов наследуется как рецессивный признак. Какое потомство получится от скрещивания двух гетерозиготных растений с полосатыми плодами?

Задание №2

У человека ген длинных ресниц доминирует над геном коротких ресниц. Женщина с длинными ресницами, у отца которой ресницы были короткими, вышла замуж за мужчину с короткими ресницами.

Выясните:
1) Сколько типов гамет образуется у женщины?
2) Сколько типов гамет образуется у мужчины?
3) Какова вероятность рождения в данной семье ребенка с длинными ресницами?

5) Сколько разных фенотипов может быть у детей в этой семье?

Задание №3

При скре­щи­ва­нии двух сор­тов то­ма­та с крас­ны­ми ша­ро­вид­ны­ми и жел­ты­ми гру­ше­вид­ны­ми пло­да­ми в пер­вом по­ко­ле­нии все плоды ша­ро­вид­ные, крас­ные. Опре­де­ли­те ге­но­ти­пы ро­ди­те­лей, ги­бри­дов пер­во­го по­ко­ле­ния, со­от­но­ше­ние фе­но­ти­пов вто­ро­го по­ко­ле­ния.(красный цвет и шаровидная форма доминантный признак).
Лабораторная работа №5

Тема: «Составление простейших схем моногибридного и дигибридного скрещивания»

(Время выполнения работы 45 минут)

Вариант 2

Цель: Научиться составлять простейшие схемы моно- и дигибридного скрещивания на основе предложенных данных.

Теоретические сведения:

Генотип – совокупность наследственной информации, закодированной в генах.

Фенотип – конечный результат проявления генотипа, т.е. совокупность всех признаков организма, сформировавшихся в процессе индивидуального развития в данных условиях среды.

Изменчивость – способность организма изменять свои признаки и свойства. Различают изменчивость фенотипическую (модификационную) и генотипическую, к которой относятся мутационная и комбинативная (в результате гибридизации).

Норма реакции – пределы модификационной изменчивости данного признака.

Мутации – это изменения генотипа, вызванные структурными изменениями генов или хромосом.

Ход работы:

Задание 1 .Вспомните и запишите в тетради что называется доминантным признаком и геном.

Задание 2. Запишите второй закон Менделя.

Задание 3. Решите предложенные задачи.

Задание №1

У человека ген полидактилии (многопалости) доминирует над нормальным строением кисти. У жены кисть нормальная, муж гетерозиготен по гену полидактилии. Определите вероятность рождения в этой семье многопалого ребенка.

Задание №2

Ген диабета рецессивен по отношению к гену нормального состояния. У здоровых супругов родился ребенок, больной диабетом.

Определите:
1) Сколько типов гамет может образоваться у отца?
2) Сколько типов гамет может образоваться у матери?
3) Какова вероятность рождения здорового ребенка в данной семье?
4) Сколько разных генотипов может быть у детей в этой семье?
5) Какова вероятность того, что второй ребенок родится больным?

Задание №3

У человека карие глаза доминируют над голубыми, владени правой рукой над владением левой. Какое потомство можно ожидать от кариглазой левши и голубоглазого правши если оба родителя гетерозиготны по доминантному признаку?

Лабораторная работа №6

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Шадринский государственный педагогический институт»

Кафедра естественнонаучных дисциплин с методикой преподавания

Способы приготовления микропрепаратов по биологии

Курсовая работа

по специальности 050102 «Биология»

Исполнитель:

Горшкова Екатерина Андреевна

Студентка 3 курса дневного отделения

Научный руководитель:

Кандидат биологических наук, доцент

Шарыпова Надежда Владимировна

_________________________________

Оценка __________________________

Шадринск

2014

Введение ………………………………………………………………………….3

§ 1. Характеристика микропрепаратов и их использование ………………….4

§ 2. Оборудование, необходимое для приготовления микропрепаратов …….7

§ 3. Подготовка материала для приготовления микропрепаратов …………...12

§ 4. Способы приготовления микропрепаратов ……………………………….17

Заключение ………………………………………………………………………31

Библиографический список …………………………………………………….32

Приложение ……………………………………………………………………...34

Введение

Актуальность темы исследования . Микропрепараты являются наглядным средством обучения и поэтому их широко используют на уроках биологии во время лабораторных занятий, при изучении нового материала, обобщениях, сопоставлениях и опросе.

В связи с недостаточным обеспечением кабинетов биологии готовыми микропрепаратами, которые необходимы для лучшего изучения предмета, их можно изготовить самостоятельно.

Исходя из актуальности, мы выбрали следующую тему исследования: «Способы приготовления микропрепаратов по биологии».

Объектом исследования являются микропрепараты.

Предмет – способы приготовления микропрепаратов.

Цель исследования : изучить виды микропрепаратов по биологии и способы их приготовления.

Задачи исследования:

1. Изучить и проанализировать литературу по данной теме.
2. Дать характеристику микропрепаратов и советы по их использованию на уроках биологии.
3. Описать оборудование, необходимое для приготовления микропрепаратов.
4. Научиться подготавливать материал для приготовления микропрепаратов.
5. Изучить способы приготовления микропрепаратов.

Для реализации целей и задач использовали следующие методы исследования: анализ научно-методической литературы по теме исследования, опытно-поисковая работа и обобщение ее результатов.

Структура курсовой работы . Курсовая работа состоит из введения, 4 параграфов и заключения, представлен библиографический список, включающий 16 источников, 1 приложения.

§ 1. Характеристика микропрепаратов и их использование

К натуральным препарированным пособиям относятся гербарии, влажные препараты, микропрепараты.

Микропрепарат, представляет собой тонкий срез органа живого организма или микрочастицу, заключенный в прозрачный бальзам (иммерсионное масло) или высушенный, помещенный между двумя стеклами (предметным и покровным) .

Происхождение микропрепаратов берет начало в использовании слоновой кости или обычной кости в качестве подставки под образцы, которые помещались между дисками прозрачной слюды. Подобная конструкция была популярной в викторианской Англии, пока Королевское Микроскопическое Общество не представило стандартизированное предметное стекло для микроскопа .

Микропрепараты позволяют демонстрировать внутреннее клеточное строение организмов, что помогает формированию у учащихся знаний о едином клеточном строении организмов. Микропрепараты можно разделить на две группы:

• постоянные, изготовленные фабричным путем специально для обучения;
• временные, приготовленные учителем для урока или на уроке самими школьниками однократного пользования.

Постоянные микропрепараты представляют собой тончайшие срезы тканей организмов, их органов. Клетки в большинстве своем не имеют окраски и потому, даже при большом увеличении микроскопа, бывает трудно рассмотреть внутриклеточные структуры, в том числе ядро. В связи с этим клеточные микропрепараты окрашивают специальными красителями для придания им большей наглядности. Учителям обязательно надо предупреждать детей о том, что цвет не является естественным для микроструктур. Используют их при изучении нового материала, обобщениях, сопоставлениях и опросе.

Временные препараты так называются потому, что не сохраняются долго. После ознакомления с микрообъектом временный препарат смывается с предметного стекла. Приготовление микропрепарата - один из обязательных видов умений, формируемых в курсе биологии, начиная с 6 класса .

Для изучения живых клеток микроорганизмов применяют препараты “раздавленная капля”, “висячая капля”, “отпечаток”, “агаровая пленка” (“микрокультура”). Препараты живых клеток рассматривают с “сухими системами ” микроскопа. Препараты, работа с которыми уже закончена, прежде чем вымыть, выдерживают в дезинфицирующем растворе .

Микропрепараты позволяют проводить широкий ряд опытов, предусмотренных программой школьного курса биологии. Они предназначены для детального изучения микроскопических структур под микроскопом.

Преподаватель до работы с микропрепаратом должен четко объяснить учащимся, что они должны увидеть, используя таблицы, рисунки, схемы и т. п.

Во время опроса преподаватели нередко используют «немые», (без этикеток) микропрепараты. Учащимся дается задание определить микропрепараты, рассказать о строении той или иной ткани. Целесообразно хранить одинаковые микропрепараты в одной упаковке, чтобы можно было быстро раздать их учащимся.

Микропрепараты хранят вдали от отопительных приборов и так, чтобы предметное стекло находилось в горизонтальном положении для предотвращения «сползания» микропрепарата .

Требования к микропрепаратам:

1. Стекла должны быть бесцветными и прозрачными. Покровное стекло должно быть тоньше предметного, которое служит основой изделия.
2. Микропрепарат должен быть центрирован, т.е. расположен в середине покровного стекла. Местоположение очень мелкого объекта должно быть отмечено рамкой.
3. Микроскопические срезы должны быть очень тонкими и иметь все необходимые для изучения элементы.
4. Отдельные ткани микропрепарата должны быть окрашены ярким стойким красителем.
5. Микропрепараты должны выпускаться в виде набора для каждого раздела курса биологии. Количество одноименных препаратов в наборе должно быть достаточным для проведения лабораторной работы всеми обучающимися в классе (15-20 шт.).
6. К набору микропрепаратов должны быть приложены методические рекомендации, где должны быть приведены рисунки изучаемых микрообъектов и задания для самостоятельной работы учащихся .

Изучение микропрепаратов в процессе обучения приобщает к методам науки, дает возможность путем непосредственного наблюдения увидеть строение организмов, их частей.

Микропрепараты представляют собой микроскопически малые живые объекты, тончайшие срезы их органов и частей. Эти объекты заключены между покровным и предметным стеклами в специальном растворе. Для лучшей различимости препараты окрашивают, поэтому окраска объектов искусственная.

1. Да начала работы с микропрепаратом требуется записать его название, тему лабораторного занятия.

2. Изучение любого микропрепарата начинают с рассматривания под микроскопом при малом увеличении (56х). Затем выбирают место, где детали лучше видны, и ставят большое увеличение (120-300х) и приступают к зарисовке. При зарисовке микропрепарата надо соблюдать соотношение размерах отдельных частей оригинала. Зарисовка помогает лучше запомнить и создать зрительное представление об объекте.

3. Сначала на рисунке обозначают основные элементы, затем дополняют деталями. Под рисунком подписывают название микропрепарата и увеличение, при котором выполнен рисунок. На одной странице ученической тетради делают 2-3 рисунка. Основные структуры микропрепарата обозначают указателями и напротив каждой пишут цифру с последующей их расшифровкой. Контур поля зрения микроскопа не обозначают .

Таким образом, существует 2 вида микропрепаратов – временные и постоянные. Их отличие состоит во времени хранения и способах приготовления. Микропрепараты должны отвечать определенным требованиям, которые необходимо тщательно соблюдать. Для приготовления микропрепаратов необходимо специальное оборудование, которое описано в следующем параграфе.

§ 2. Оборудование, необходимое для приготовления микропрепаратов

Рабочий стол.

При отсутствии специального стола с успехом может быть приспособлен любой стол (желательно с ящиками) с площадью рабочей поверхности не менее 60*120см.

Если крышка стола не имеет специального покрытия, то его следует сделать из какого-либо влагоустойчивого материала. Однако участок стола, предназначенный для непосредственной работы по приготовлению препаратов, в любом случае необходимо накрыть стеклом и расположить под ним небольшие (9*12см) листы белой или черной бумаги. Этим создается соответствующий фон, облегчающий работу с окрашенными (белый лист) и не окрашенными (черный лист) объектами. Рекомендуется также на оба листа нанести контуры предметного стекла с обозначением места расположения и размеров покровного стекла.

Для того, что бы удобнее расположить необходимое оборудование, следует иметь двухъярусную полку для реактивов, растворов и посуды, которая устанавливается либо перед работающим (вдоль заднего края стола), либо сбоку в зависимости от расположения стола относительно источника света.

Лабораторная посуда.

Широкогорлые банки с притертыми пробками различной вместимости от 50 до 200 мл – используют для составления гистологических батарей, предназначенных для подготовки кусочков тканей к заливке различными средами. Более крупные банки применяют для фиксации и хранения кусочков тканей в фиксирующих жидкостях, обработки предметных стекол, приготовление нейтрального формалина и пр.

В место банок с притертыми пробками можно использовать небольшие хозяйственные банки с жестяными завинчивающимися крышками, разного объема.

Бюксы — небольшие круглые стеклянные стаканчики различного диаметра и высоты с шлифованными крышками.

Биологические стаканчики — круглые, овальные или четырехугольные (как и высокие бюксы) применяют для проводки гистологических срезов, монтированных на предметных стеклах. Для придания устойчивости и обеспечения порядка в расстановке их помещают в специальные стойки, изготовленные из дерева или пластмассы, по несколько штук в ряд в зависимости от методики обработки.

Чашки Петри — широкие, плоские стеклянные чашки с крышками – пригодны для различных манипуляций (окраска свободно плавающих и наклеенных на предметные стекла срезов, использование в качестве подставок под бюксы и т.д.).

Мерная посуда – цилиндры и мензурки различной емкости (от 10 до 250-500 мл) воронки различных размеров.

Химические стаканчики — круглые стеклянные стаканчики без крышек вместимостью 50-100 мл – находят широкое применение при проведении гистохимических реакций, окраски срезов наклеенных на стекла и т.д.

Колбы (плоскодонные) – вместимостью от 50 мл до 2 л. Малые колбы применяют для приготовления и хранения растворов различных красителей, большие — под дистиллированную воду и прочие жидкости, расходуемые в больших количествах.

Пипетки обычные (предназначенные для закапывания лекарств) используют для накапывания на срезы красителей и различных жидкостей, градуированные (вместимостью 0,1-100 мл) применяют для отмеривания малых количеств различных жидкостей. Можно использовать в настоящее время широко используемые автоматические пипетки различной вместительности.

Предметные стекла – прямоугольные пластины размером 76*25 мм толщиной 1,2-1,4 мм, предназначенные для размещения срезов в процессе приготовления микропрепаратов . Более толстые стекла не позволяют получить резкое изображение краев диафрагмы осветителя в плоскости препарата, так как оно оказывается в толще стекла, а это нарушает фокусировку конденсора и резко снижает четкость изображения .

Покровные стекла – представляют собой тонкие (0,15-0,17 мм толщины, более толстые стекла ухудшают качество изображения) пластинки различных размеров. Служат для покрытия обработанных срезов, расположенных на предметных стеклах. Размеры покровных стекол выбирают в зависимости от площади объекта.

Инструменты.

Инструменты, используемые в гистологической лаборатории, включают в себя пинцеты, скальпели, кровоостанавливающие зажимы, корнцанг, бактериологические петли шпатели, препаровальные иглы – прямые и изогнутые, металлические и стеклянные. Стеклянные иглы необходимы при импрегнации серебром, когда металлические иглами пользоваться нельзя.

Так же необходимо иметь спиртовку, волосяную кисточку для снятия срезов с микротомного ножа, фильтровальную бумагу, иголки, нитки, плотную бумагу для этикетирования материала, лейкопластырь и карандаш по стеклу .

Подготовка предметных стекол.

Предметные стекла, применяемые для получения гистологических препаратов, необходимо предварительно подготовить. Исключение составляют готовые к использованию и специально упакованные импортные предметные стекла.

Предметные стекла моют в теплой мыльной воде или кипятят 15 минут в 2-3 % растворе гидрокарбоната натрия, затем ополаскивают горячей водой и промывают в течение нескольких часов в проточной воде. Вымытые стекла протирают чистой хлопчатобумажной тканью и на несколько дней помещают в 96 % спирт. Обезжиренные стекла извлекают пинцетом из этой смеси, протирают чистой тканью и складывают в коробочку.

Предметные стекла также хорошо обезжириваются в крепком растворе соляной кислоты. Через несколько суток их промывают проточной водой и высушивают.

Качество обезжиривания можно проверить, капнув на предметное стекло воду из пипетки: по обезжиренному стеклу вода растекается тонким слоем, а не собирается в каплю.

Для лучшей фиксации срезов на стекле его предварительно смазывают смесью белка с глицерином. Свежий яичный белок взбивают и фильтруют через крупнопористый фильтр, смоченный дистиллированной водой, затем размешивают с равным объемом глицерина и добавляют несколько кристаллов тимола. Смесь хранится в течение нескольких месяцев. Применяют также смесь, в состав которой входят 15 мл сыворотки крови, 5 мл дистиллированной воды и 6 мл 5 %-ного формалина. После фильтрации смесь готова к нанесению на предметные стекла. Ее использование дает лучшие результаты, чем применение яичного белка, так как при окрашивании не образуется фон.

Для нанесения белка на обезжиренные предметные стекла в одну руку берут 5-6 стекол в виде веера, а в другую — чистую стеклянную палочку, которой наносят белок, прикасаясь к каждому стеклу. Затем белок растирают обезжиренным спиртом пальцем по поверхности стекла до его середины, прилагая небольшое усилие. Некоторые авторы рекомендуют натертые белком стекла прогревать в термостате, но опыт показывает, что это излишне, так как после переноса срезов на стекла их помещают в термостат или на специальный столик для просушивания, где одновременно происходит коагуляция белка.

Разработан способ фиксации среза к предметному стеклу без предварительного натирания последнего белком с глицерином.

В ванночку с теплой дистиллированной водой капают несколько капель жидкого казеинового клея и перемешивают. В полученную мутноватую жидкость опускают срезы, расправляют препаровальной иглой и вылавливают на чистое обезжиренное стекло.

Этот способ дает неизменно хороший эффект и вокруг среза отсутствует окрашенный фон, как это часто бывает при применении белка .

Таким образом, для приготовления микропрепаратов требуется специальное оборудование и инструменты. Основными из них являются предметное и покровное стекла. Прежде чем начать готовить микропрепарат, необходимо правильно подготовить предметные стекла. К их хранению также предъявляются специальные требования. Но подготовки одного оборудования не достаточно для приготовления микропрепаратов, необходимо также подготовить материалы для исследования. Подробно об этом говорится в следующем параграфе.

§ 3. Подготовка материала для приготовления микропрепаратов

Микропрепараты делятся на временные и постоянные. Подготовка материала для временных препаратов включает фиксацию и окраску.

Фиксация – это процесс быстрой консервации клеточных структур, при котором все физиолого-биохимические процессы останавливаются, а водорастворимые вещества переходят в нерастворимое состояние. Следовательно, фиксация позволяет сохранить внутриклеточные структуры в неизменном виде на длительное время. Однако при фиксации в клетках могут появляться артефакты – новые структуры, которые отсутствуют в живой клетке, например, разнообразные вакуоли. Для предотвращения появления артефактов необходимо использовать специально подобранные химические растворы – фиксаторы, а сама фиксация должна проводиться в определенных условиях. В частности, желательно использовать охлажденные фиксаторы (до 2-3 градусов); для фиксации нужно брать отдельные клетки или кусочки тканей не толще 5мм; объем фиксатора должен превышать объем фиксируемого материала в 50-100 раз; фиксатор не должен использоваться для длительного хранения материала; фиксатор не должен использоваться повторно.

Рассмотрим состав и применение наиболее широко распространенных фиксаторов.

Формалин (формальдегид, или муравьиный альдегид). Наиболее простой и широко распространенный фиксатор. Применяется в виде водных растворов с концентрацией 4-10 %, при этом за 100 % принимается концентрация продажного формалина. Продажный формалин содержит примесь муравьиной кислоты, которую нейтрализуют с помощью углекислого кальция в течение 24 часов. Время фиксации от 1 часа до 24 часов. Для длительного хранения материал переносят в свежий 10 %-ный формалин. Чистый формалин используют в том случае, если планируется дальнейшее изучение локализации и активности ферментов. Чаще же формалин включается в рецептуру более сложных фиксаторов.

Спиртовые фиксаторы. Содержат этиловый или метиловый спирт. Водные растворы спиртов в чистом виде (70 %, 96 % или 100 %) используются относительно редко. Чаще применяют 100 %-ные спирты, которые смешивают с другими веществами. Нужно иметь в виду, что метиловый спирт (метанол) и его пары – ядовиты.

В качестве универсальных фиксаторов используют различные композиции на основе формалина, спиртов, органических кислот и неорганических веществ.

Уксусный алкоголь (ацеталкоголь). Это один из наиболее простых фиксаторов. Состоит из 3 частей абсолютного спирта (этилового, а лучше – метилового) и 1 части ледяной уксусной кислоты. Для приготовления 100 %-ного (абсолютного) спирта исходные спирты обезвоживают. Для обезвоживания этилового спирта (этанола) используют безводный сульфат меди, а для обезвоживания метилового спирта (метанола) – используют оксид кальция. Хранят их в герметичной посуде. Нужно иметь в виду, что все абсолютные спирты особенно ядовиты. Для приготовления ледяной уксусной кислоты исходную концентрированную кислоту охлаждают в холодильнике; при этом кислота замерзает, раньше, чем вода. Жидкость сливают, а замерзшую кислоту оттаивают и используют для приготовления фиксатора. Фиксатор готов для употребления через 24 часа. Хранить фиксатор в темном холодном месте. Время фиксации – 2...24 часа. Затем материал переносят в свежий фиксатор, в котором он может храниться до 1 месяца в холодильнике. Для более длительного хранения материал переносят в 70 %-ный спирт .

Фиксатор Карнуа. Состав – абсолютный спирт – 10 см 3 ; хлороформ – 3 см 3 ; уксусная кислота – 1 см 3 . Срок фиксации 1-3 часа .

Фиксаторы, содержащие пикриновую кислоту, например, смесь Буэна – 15 мл насыщенного водного раствора пикриновой кислоты: 5 частей формалина: 1 часть ледяной уксусной кислоты. Этот фиксатор готовят непосредственно перед употреблением. Время фиксации от 1 до 24 часов (иногда несколько суток). Фиксированный материал хранят в 70 %-ном спирте.

Фиксаторы, содержащие сулему (хлорид ртути (II) – HgCl 2 ). Сулема используется в виде насыщенного водного раствора в смеси с ледяной уксусной кислотой (25:1), формалином (8,5:1) и более сложных композиций (фиксатор «Суза», фиксатор Ценкера и др.). Время фиксации от 1 до 24 часов. Затем сулему удаляют спиртовым раствором йода (6 частей 70 %-ного спирта:1 часть йодной настойки), а йод удаляют 70 %-ным спиртом. Фиксированный материал хранят в 70 %-ном спирте.

Фиксаторы, содержащие осмий (четырехокись осмия, или осмиевая кислота). Дают наилучшие результаты, используются при изготовлении препаратов, как для световой, так и электронной микроскопии. Можно использовать 1-2%-ный раствор осмиевой кислоты, но чаще применяют композиции, например, фиксатор Флеминга – 15 частей 2 %-ной осмиевой кислоты: 1 часть ледяной уксусной кислоты. Фиксация протекает медленно (от 24 часов до нескольких суток).

Кроме перечисленных фиксаторов общего назначения, существуют и специальные фиксаторы. Например, фиксатор для митохондрий содержит 4 части 3 %-ного раствора дихромата калия и 1 часть 40 %-ного формалина. Фиксатор для хлоропластов содержит 15 частей насыщенного раствора медного купороса, 1 часть 40 %-ного формалина и 5 частей воды.

В ряде случаев вместо химической фиксации применяется быстрое замораживание образцов, например, при температуре жидкого азота (–196 0 ) или при температуре сухого льда (–78 0 ). Замороженные объекты могут быть обезвожены путем возгонки воды в вакууме при температуре ниже –40 0 (этот процесс называется лиофилизация).

Окрашивание позволяет выявлять внутриклеточные структуры, обладающие повышенным сродством к определенным красителям. Красители – это относительно низкомолекулярные органические вещества, обладающие повышенным сродством к определенным химическим компонентам клетки.

Существует множество красителей, которые используются для различных целей. Нужно иметь в виду, что выбор красителя связан с характером фиксации и различными методами предварительной обработки клеток.

Названия красителей могут соответствовать получаемой окраске (рубин, кармин, метиловый синий, метиленовый синий, генциановый фиолетовый, метиловый зеленый, оранжевый золотой). Иногда русские названия цветов заменяют на немецкие, например: метилблау, генцианвиолет. В других случаях названия носят отвлеченный, исторически сложившийся характер, например: пиронин, фуксин, сафранин, флороглюцин, судан III. Иногда название красителя не соответствует полученной окраске, например, синий тионин дает фиолетово-красное окрашивание. Довольно редко применяются химические номенклатурные названия красителей, например: диметиламинобензальдегид, 8-амино-1-нафтол-5-сульфокислота.

Различают основные (щелочные), кислотные и нейтральные красители. Основные красители избирательно окрашивают базофильные клеточные структуры (то есть структуры с кислотными свойствами). Кислотные красители избирательно окрашивают ацидофильные, или оксифильные клеточные структуры (то есть структуры со щелочными свойствами). Нейтральные красители окрашивают и базофильные, и ацидофильные структуры.

Наименее токсичные красители используются для прижизненной окраски клеток. Эти красители обычно применяют в виде водных растворов, например: метиленовый синий (концентрация от 1:1000 до 1:10000), трипановый синий (0,5 %-ный раствор), нейтральный красный (от 1:50000 до 1:200000).

Красители для фиксированных клеток могут использоваться в чистом виде (водные или спиртовые растворы, концентрация от 0,1 % до 1 %), например: эозин, фуксин. Часто используют смеси красителей, например, смесь Романовского–Гимза (содержит метилен–азур, метиленовый фиолетовый, метиленовый синий и эозин), окраска по Маллори (последовательное использование кислотного фуксина S, а затем смеси анилинового синего и оранжевого золотого G), азур–эозин, метилблау–эозин.

Однако чаще краситель образуется в ходе его приготовления. Например, широко известное вещество растительного происхождения гематоксилин становится красителем только после его окисления до гематеина. Для окрашивания ядер и хромосом широко используются красители в сочетании с органическими кислотами. Рассмотрим методики приготовления некоторых наиболее простых красителей.

Приготовление 2 %-ного ацетофуксина. 1 грамм основного фуксина растворяют в 50 мл 40 %-ной уксусной кислоты при подогревании на водяной бане.

Приготовление 1 %-ного ацеторсеина. К 1 грамму орсеина добавляют 50 мл ледяной уксусной кислоты и настаивают около 12 часов. Затем смесь нагревают до кипения и добавляют 50 мл дистиллированной воды. Затем нагревают до кипения и охлаждают, повторяя эту процедуру 10 раз. Через сутки краситель фильтруют. Перед окрашиванием на 9 частей красителя добавляют 1 часть 1 н. HCl.

Приготовление 4 %-ного ацетокармина. Раствор готовят в термостойкой колбе с водяным холодильником. 4 грамма ацетокармина смешивают с 100 мл 50 %-ной уксусной кислоты, и кипятят 1 час. Через сутки краситель фильтруют. Аналогичным образом приготавливается ацетолакмоид.

Вместо уксусной кислоты часто используют другие органические кислоты, например, 40 %-ную молочную кислоту.

Все красители после приготовления фильтруют и хранят в темном прохладном месте. Время окрашивания препаратов зависит от температуры (обычно от 20 минут до 1 суток). При нагревании или кипячении время окрашивания сокращается.

Кроме окрашивания органическими красителями отдельные структуры можно выделить, используя их импрегнацию серебром и другими металлами .

Таким образом, при приготовлении некоторых временных микропрепаратов необходима фиксация и окраска исследуемого материала. Благодаря этому можно лучше рассмотреть объект под микроскопом. Конкретно о способах приготовления микропрепаратов мы расскажем в четвертом параграфе.

§ 4. Способы приготовления микропрепаратов

При изготовлении временных микропрепаратов необходимо соблюдать следующую последовательность операций:

1. Вымыть и тщательно вытереть предметное и покровное стекла. Чтобы не сломать очень хрупкое покровное стекло, надо поместить его в складку салфетки между большим и указательным пальцами правой руки и осторожно вытереть его круговыми движениями пальцев.

2. Нанести на предметное стекло пипеткой каплю жидкости (воды, глицерина, раствора, реактива или красителя).

3. Сделать срез изучаемого органа при помощи лезвия. Лезвие должно быть очень острым.

4. Выбрать самый тонкий срез, перенести его с помощью препаровальной иглы или тонкой кисточки в центр предметного стекла в каплю жидкости.

5. Закрыть срез покровным стеклом так, чтобы под него не попал воздух. Для этого покровное стекло взять двумя пальцами за грани и подвести под углом нижнюю грань к краю капли жидкости и плавно его опустить.

6. Если жидкости много, и она вытекает из-под покровного стекла, удалить ее при помощи фильтровальной бумаги. Если же под покровным стеклом остались места, заполненные воздухом, то добавить жидкость, поместив ее каплю рядом с краем покровного стекла, а с противоположной стороны фильтровальную бумагу .

Перед учителями биологии и руководителями кружков рано или поздно встает задача изготовить учебный микропрепарат. Какое же вещество, способное надолго зафиксировать биологический объект, и как сделать эту процедуру простой и доступной. Известные бальзамы (смолы-фиксаторы) никогда не относились к легкодоступным веществам, особенно в удалении от крупных городов. Кроме того, говорят, что вещества эти не безвредны. И, наконец, сам процесс их использования довольно непрост.

Для изготовления препарата можно использовать клей ПВА. Важно, чтобы препарат был влажный, хорошо смоченный, а клей – свежий и чуть разбавленный чистой холодной кипяченой водой до нужной концентрации (клей представляет собою эмульсию и легко разводится). После нескольких проб и ошибок нужную концентрацию получится составлять и определять без труда.

Затем, на чистое предметное стекло наносят каплю воды – кипяченой или дистиллированной. Воду надо аккуратно удалить чистой, не оставляющей волосков тканью или фильтровальной бумагой так, чтобы стекло было чуть влажным. Это, как и влажность образца, способствует равномерному (без пузырьков) смачиванию. На подготовленную поверхность нужно нанести небольшую каплю заранее приготовленного клея ПВА так, чтобы не появились пузырьки воздуха. Они иногда и не мешают, но внешний вид препарата портят. В эту каплю аккуратно переносят заранее подготовленный срез или образец, например, предварительно умерщвленную горячей водой дафнию. Затем плавным наклонным движением надо сверху положить покровное стекло, также чистое и слегка влажное. Слой клея между стеклами должен быть как можно более тонким.

Если что-то не удалось, а образец ценный и достаточно крупный, почти всегда, в отличие от смол, есть возможность его отмыть простой водой и процедуру повторить. Излишки клея аккуратно смываются тонкой струйкой воды; нужно следить, чтобы она не затекала между стеклами. Покровное стекло необходимо придерживать. Чуть мутноватые остатки воды можно аккуратно удалить фильтровальной бумагой или полоской тонкой ткани без ворса.

Готовые препараты надо разложить в теплом сухом месте. Индикатором готовности препарата служит его прозрачность. В зависимости от очень многих факторов высыхание до прозрачного состояния продолжается от одной до четырех недель. Бывает, что слишком толстый слой клея или клей, загрязненный примесями, полностью прозрачным не становится – это несколько ухудшает изображение, но благодаря небольшой глубине резкости микроскопа даже такие препараты доступны для изучения.

Нет гарантии, что этот метод можно применять для изготовления любых препаратов, поскольку некоторые из них требуют окрашивания, а красители могут взаимодействовать с клеем .

Т.Н. Лашкина, учитель биологии и экологии средней школы № 23, из г. Сызрань предлагает следующий способ приготовления микропрепаратов. Можно взять обыкновенный желатин, залить его водой для набухания. Затем в столовую ложку набрать немного набухшего желатина (без воды) и нагреть над огнем. Когда желатин разойдется (не надо, чтобы он закипал), капнуть его на предметное стекло. В эту каплю положить образец и закрыть покровным стеклом, хорошо придавить пальцем его для равномерного распределения желатина. Микропрепарат готов.

Вместо покровного стекла можно использовать целлофан, если нет покровных стекол. Кроме того, целлофан имеет одно преимущество: микропрепарат нельзя раздавить, т.к. целлофан эластичен и не трескается, как покровное стекло.

С желатином надо работать быстро, иначе он застывает. Но если такое случится, то достаточно подержать стекло над огнем – и желатин вновь станет жидким. Желатин безвреден, доступен и очень экономичен .

Приготовление срезов растений

Для изготовления срезов объект берут большим и указательным пальцами левой руки и при помощи скальпеля или ножа выравнивают его поверхность. В правую руку берут лезвие или бритву и делают им плавное быстрое движение по объекту к себе и вправо (см. приложение рис. 1, А). Срезы должны быть небольшие и тонкие. Их снимают с лезвия мягкой кисточкой и переносят на предметное стекло в каплю среды (см. приложение рис. 1, Б).

Для изготовления срезов мелких объектов последние помещают в сердцевину бузины (см. приложение рис. 2), предварительно сделав в ней разрез или углубление, и проделывают вышеописанную операцию. Лезвие, используемое для получения срезов должно быть острым (должно легко перерезать волос) .

Микропрепараты по ботанике

Препарат среза эпидермы с нижней стороны листа традесканции виргинской в капле воды.

Для изготовления препарата лист традесканции обвернуть вокруг указательного пальца левой руки так, чтобы нижняя сторона фиолетового цвета была обращена наружу. Правой рукой при помощи препаровальной иглы надорвать эпидерму над средней жилкой в средней части листа и пинцетом снять ее кусочек. При этом невольно захватывается и часть мякоти листа (мезофилла), но обычно можно найти тонкий участок на периферии, состоящий из одного ряда клеток эпидермы. Сорванный кусочек положить на предметное стекло в каплю воды наружной стороной вверх и накрыть покровным стеклом .

Препарат клеток листа элодеи канадской.

В верхней части побега элодеи при помощи пинцета оторвите лист и перенесите в каплю воды на предметное стекло. Лист следует положить нижней стороной к предметному стеклу.

Препарат хромопластов в клетках зрелых плодов.

При помощи препаровальной иглы возьмите маленькие кусочки мякоти зрелых плодов ландыша, рябины и шиповника. Поместите каждый кусочек в каплю воды на предметное стекло и аккуратно разделите клетки. Накройте покровным стеклом.

Препарат крахмальных зерен картофеля.

Разрежьте клубень картофеля. Со свежесрезанной поверхности возьмите скальпелем небольшое количество выступившей жидкости и перенесите в каплю воды на предметное стекло, накройте покровным стеклом.

Препарат каменистых клеток околоплодника груши.

На срезе свежего или фиксированного спиртом околоплодника груши найдите группу каменистых клеток, извлеките их. Поместите на предметное стекло и раздавите кончиком скальпеля.

Нанесите на каменистые клетки каплю 1 %-ного раствора флороглюцина в 50 %-ном этаноле, затем добавьте несколько капель концентрированной соляной кислоты (при работе с концентрированной кислотой следует соблюдать правила техники безопасности).

Одревесневшие оболочки приобретут вишнево-красный или малиновый цвет.

После появления окрашивания удалите реактив фильтровальной бумагой, добавьте каплю глицерина и накройте препарат покровным стеклом .

Препарат устьиц клеток растения.

Приготавливают несколько срезов нижней эпидермы листа и помещают их на 2 часа в 5 %-ный раствор глицерина. Срезы помещают на предметное стекло в том же растворе. Рассматривают препарат.

Затем заменяют глицерин на воду, оттягивая его из-под стекла фильтровальной бумагой. Смотрят, что изменилось.

После этого воду заменяют 20%-ным раствором глицерина или 1М раствором сахарозы. Наблюдают изменения (см. приложение рис. 3) .

Приготовление микропрепаратов по зоологии

Приготовление препарата простейших организмов сенного настоя.

С помощью стеклянной палочки поместите на предметное стекло каплю раствора метилцеллюлозы.

Пипеткой капните в этот раствор сенный настой. Накройте каплю покровным стеклом. Рассмотрите под микроскопом [ 6 ] .

Приготовление микропрепаратов по физиологии человека

Препарат мазка крови для исследования лейкоцитарной формулы. Каплю крови наносят на сухое предметное стекло (см. приложение рис. 4, а). Шлифовальное стекло устанавливают под углом 45° к предметному. Кровь при соприкосновении со шлифовальным стеклом растекается по его краю (см. приложение рис. 4, б). После этого быстрым движением шлифовальное стекло продвигают вперед, скользя по поверхности предметного стекла. При этом кровь тонким равномерным слоем размазывается по предметному стеклу (см. приложение рис. 4, в).

Хорошо приготовленный мазок крови выглядит на просвет желтоватым, равномерным и прозрачным. В этом случае форменные элементы крови располагаются в нем в один слой .

Приготовление микропрепаратов по микробиологи

Приготовление препаратов мертвых клеток микроорганизмов.

Для детального изучения микроорганизмов применяют фиксированные микропрепараты. При фиксации микробов убивают и затем окрашивают.

Приготовление фиксированных препаратов складывается из следующих операций: приготовление мазка, высушивание препарата, его фиксация, окраска и просушивание.

1 этап: Техника приготовления мазков (см. приложение рис. 5).

1. Приготовление мазка с плотной питательной среды

• на обезжиренное предметное стекло наносят петлей небольшую каплю физиологического раствора;
• в правую руку берут бактериологическую петлю, в левую – пробирку с культурой;
• петлю стерилизуют, внося ее в пламя горелки в вертикальном положении (накаливание докрасна) (см. приложение рис. 5-1);
• вынимают пробку из пробирки, захватив ее мизинцем правой руки, и обжигают на спиртовке край пробирки (см. приложение рис. 5-2,3);
• петлю вносят в пробирку, охлаждают ее, прикасаясь к стенкам, после чего с поверхности среды снимают небольшое количество культуры (см. приложение рис. 5-4);
• петлю вынимают, не касаясь стенок пробирки, обжигают края пробирки над спиртовкой и закрывают пробкой (см. приложение рис. 5-5,6);
• захваченную микробную культуру вносят в каплю физиологического раствора, тщательно размешивают и равномерно распределяют по стеклу в виде овала, круга или квадрата площадью 1-1,5см 2 (см. приложение рис. 5-7);
• по окончании приготовления мазка петлю вновь стерилизуют (см. приложение рис. 5-8).

1. При изготовлении мазка из культур с жидких питательных сред на предметное стекло наносят 1-3 петли исследуемого материала и равномерно распределяют по нему; при этом использование физиологического раствора не требуется. Далее поступают как описано выше.

2 этап: Высушивание мазков.

Приготовленный мазок высушивают на воздухе, над пламенем горелки (но не в пламени), в потоке теплого воздуха или в термостате.

Необходимо знать, что нагревание может нарушить структуру микробов, а так же то, что не до конца высушенный препарат при фиксации окажется испорченным.

3 этап: Фиксация мазков.

Различают физический и химический методы. При фиксации физическим методом стекло с мазком, обращенным кверху, медленно проводят 3-4 раза через пламя. При этом микроорганизмы погибают, мазок прикрепляется к стеклу и не смывается. С недофиксированного мазка микробы смываются, в перефиксированном наблюдается деструкция микроорганизмов, то есть распад на отдельные фрагменты.

Фиксация химическим методом достигается погружением мазков в фиксирующую жидкость, которой может служить:

Спирт (15-20 мин)

Спирт-эфир (10-15 мин)

Метиловый спирт (5 мин)

Хлороформ (несколько секунд)

Охлажденный ацетон (5 мин)

4 этап: Окраска мазков.

Окраска микроорганизмов имеет большое диагностическое значение. Она представляет собой сложный физико-химический процесс, в механизме которого существенную роль играют явления адсорбции, капиллярности, химического сродства между красителями и окрашиваемым объектом, рН среды, в которой они находятся.

Различают простые (ориентировочные) и сложные (дифференциальные) методы окраски микроорганизмов.

Простая окраска.

Простая окраска бактерий выявляет только их морфологию (форму, размер и взаимное расположение микробов). Обычно употребляется только один краситель (метиленовый синий или генциановый фиолетовый). Выделяют позитивный и негативный методы окрашивания.

Позитивный:

• Приготовленный и фиксированный мазок помещают в специальный мостик над ванночкой.
• Наносят какой-либо краситель на определенное время (количество краски должно быть таким, чтобы покрыть всю поверхность мазка, достаточно нескольких капель). При этом необходимо следить, чтобы краситель на мазке не подсыхал, в случае необходимости на мазок наливают новые порции красителя.
• Затем тщательно и быстро промывают водой.
• Высушивают фильтровальной бумагой.
• Наносят каплю иммерсионного масла и микроскопируют.

Мазок считается качественным, если бактерии расположены изолированно друг от друга и равномерно окрашены.

Негативный:

При этом методе окрашивается фон мазка, а микроорганизмы остаются неокрашенными. Он применяется для исследования микроорганизмов, оболочки которых плохо воспринимают анилиновые красители (лептоспиры, спирохеты).

• На край предметного стекла наносят каплю туши и смешивают ее петлей с каплей культуры.
• Мазок делают ребром шлифованного предметного стекла аналогично приготовлению мазка крови (см. приложение рис. 6). Предметное стекло кладут на горизонтальную поверхность и придерживают левой рукой; правой рукой к капле придвигают под углом в 45 0 шлифовальное стекло, по краю которого равномерно растекается капля; сразу же, плотно прижимая шлифовальное стекло в том же положении под углом, продвигают его налево по предметному стеклу, получая равномерный мазок.
• Дают высохнуть и микроскопируют.

Дифференциальная (сложная) окраска.

Сложные, или дифференциальные способы окраски бактерий основаны на особенностях физико-химического строения микробной клетки. Позволяют, применяя несколько растворов красителей и реактивов, определить морфологические свойства и структурные компоненты клетки (споры, капсулы, жгутики и др.).

Одним из важнейших методов является окрашивание микробов по Граму. Это универсальный дифференциально-диагностический метод окраски, предложенный датским ученым Грамом в 1884г. Он используется в качестве одного из ключей в определителях микробов.

Окрашивание микробов по Граму.

Грампринадлежность микробов зависит от химического состава бактериальной клетки и строения клеточной стенки.

• На фиксированный мазок кладут небольшой кусочек фильтровальной бумаги и наливают раствор генцианвиолета на 1-2 минуты.
• Снимают бумагу, сливают краску и, не промывая водой, наливают на препарат раствор Люголя на 1 минуту (мазок чернеет).
• Обработка мазка спиртом в течение 30 секунд (погружают в стаканчик 2-3 раза).
• Промывают водой.
• Дополнительно окрашивают разведенным фуксином в течение 1-2 минут.
• Сливают краску, промывают водой, обсушивают фильтровальной бумагой, исследуют с иммерсионной системой.

Грамположительные микроорганизмы окрашиваются фиолетовым цветом, не обесцвечиваются спиртом и не воспринимают основной фуксин. Грамотрицательные микроорганизмы обесцвечиваются спиртом и приобретают розово-красный цвет от окрашивания фуксином.

Обнаружение капсул методом негативного контрастирования.

Небольшое количество клеток с твердой питательной среды помещают петлей на предметное стекло в каплю разбавленного фуксина, смешивают с каплей туши, накрывают покровным стеклом и рассматривают под микроскопом. На сером фоне препарата хорошо видны бесцветные капсулы, окружающие клетки микроорганизмов окрашены в розовый цвет.

Окраска эндоспор.

• На фиксированный мазок наливают метиленовый синий (по Леффлеру).
• Краситель доводят до кипения, держа предметное стекло пинцетом над пламенем горелки. По мере испарения красителя его добавляют. Продолжительность окраски трехкратная, по 10-15 секунд.
• Предметное стекло охлаждают и тщательно промывают водой.
• Дополнительно в течение 30 секунд докрашивают 0,5%-ным водным раствором сафранина (или фуксина Циля).
• Краситель сливают, препарат промывают водой, сушат и рассматривают под микроскопом.

При правильном окрашивании вегетативные клетки имеют красный, а споры синий цвет (светло-розовый).

5 этап: Просушивание.

Оставшуюся на стекле после промывания воду осторожно удаляют фильтровальной бумагой, или отсасывая ее краем бумаги, или слегка прижимая кусочек бумаги к мазку. Окрашенный мазок должен быть совершенно сухим, так как остаток воды образует с кедровым маслом, нанесенным на мазок, мутную эмульсию, что мешает микроскопированию.

Приготовление препаратов живых клеток микроорганизмов.

Метод изучения микробов в живом неокрашенном состоянии имеет следующие преимущества:

• Микробы изучаются в неповрежденном виде.
• Наблюдение микробов в живом виде позволяет выявить ряд свойств, не обнаруживаемых у убитых микробов (активная подвижность).

Вместе с тем метод имеет и ряд недостатков:

• Трудность исследования неокрашенных микробов ввиду их малой величины.
• Невозможность длительно сосредоточит внимание на микробе, так как он быстро перемещается из поля зрения.

В живом состоянии микробов исследуют в “раздавленной капле”, “висячей капле” и “отпечатком”, также рассматривают “агаровую пленку”; в некоторых случаях при этом применяют прижизненную (витальную) окраску микробов .

Препарат “раздавленная капля”.

На предметное стекло наносят каплю воды, помещают в нее небольшое количество клеток изучаемых микроорганизмов, размешивают и накрывают покровным стеклом. Микроорганизмы, выращенные и на плоской и в жидкой питательной среде, переносят в каплю воды бактериологической петлей; выращенные в жидкой среде можно переносить так же стерильной пипеткой. При продолжительном изучении микроскопируемого объекта края покровного стекла рекомендуется залить лаком для ногтей, что предотвратит быстрое высыхание препарата (см. приложение рис. 7).

Препарат “висячая капля”.

Каплю суспензии микроорганизмов петлей или обычным пером наносят на покровное стекло, которое поворачивают каплей вниз и помещают на специальное предметное стекло с углублением (лункой) в центре. Капля должна свободно висеть, не касаясь краев и дна лунки. Края лунки предварительно смазывают вазелином. Капля оказывается герметизированной во влажной камере, что делает возможным многодневное наблюдение за объектом. Для длительных наблюдений используют стерильные стекла, а суспензию микроорганизмов готовят в жидкой питательной среде. При работе с бактериями используется редко (см. приложение рис. 8).

Препарат “отпечаток”.

Из агаризованной среды, на которой микроорганизмы растут сплошным газоном или в виде отдельных колоний, вырезают скальпелем небольшой кубик и переносят его на предметное стекло так, чтобы поверхность с микроорганизмами была обращена вверх. Затем к газону или колонии прикладывают чистое покровное стекло, слегка надавливают на него петлей или пинцетом и тот час же снимают, стараясь не сдвинуть в сторону. Полученный препарат помещают отпечатком вниз в каплю воды или метиленового синего (1:40) на предметное стекло. Отпечаток можно получить и на предметном стекле, если касаться поверхности колонии или газона предметным стеклом. Используют в основном при исследовании спороношения стрептомицетов.

Препарат “агаровая пленка” (или “микрокультура”).

На тонкое простерилизованное и нагретое предметное стекло наносят стерильной нагретой пипеткой 0,2-0,3 мл горячей агаризованной питательной среды и распределяют по всей поверхности стекла. После застывания среды удаляют петлей лишний агар, оставляя два тонких участка пленки, величиной с покровное стекло каждый. В центр квадратов бактериальной петлей или пипеткой наносят каплю жидкой культуры или суспензии клеток микроорганизма. Стекло помещают во влажную камеру (чашка Петри со слоем мокрой фильтровальной бумаги), которую ставят в термостат. Перед микрокопированием на пленку с выросшей микрокультурой наносят каплю красителя или каплю воды в случае подсыхания пленки и затем осторожно накрывают покровным стеклом .

Прижизненная окраска микробов.

При работе с раздавленной каплей для лучшей видимости микробов жидкость можно слегка подкрасить, вводя под покровное стекло небольшую каплю красителя. При этом бактерии окрасятся и будут отчетливее видны в поле зрения микроскопа.

1 способ окраски:

• На чистое предметное стекло наносят насыщенный водный раствор метиленовой сини.
• Дают высохнуть.
• Фильтровальной бумагой протирают стекло, пока налет не примет светло-голубого оттенка.
• На предметное стекло наносят каплю исследуемого материала и накрывают покровным стеклом.
• Микробы постепенно окрашиваются в голубой цвет, оставаясь живыми.

2 способ окраски:

Каплю исследуемого материала смешивают на предметном стекле с краской (0,1-0,01%), накрывают покровным стеклом и рассматривают под микроскопом .

Таким образом, мы изучили, какие существуют способы приготовления как временных, так и постоянных микропрепаратов, из каких организмов их можно приготовить. Выяснили, что микропрепараты широко используются во всех биологических науках.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучение научной и методической литературы позволило нам сделать выводы о том, что микропрепараты широко используются на уроках биологии и для этого необходимо уметь их изготовлять.

Микропрепараты делят на временные и постоянные. Временные препараты не хранятся, их готовят в ходе лабораторной работы, непосредственно перед изучением объекта. Постоянные препараты могут храниться много лет. В основном их изготавливают промышленным путем, но можно их приготовить и самостоятельно.

К микропрепаратам предъявляют определенные требования по изготовлению, хранению и использованию, которые необходимо соблюдать.

Перед занятием учитель должен проинструктировать учащихся как правильно обращаться с микропрепаратами.

Для приготовления микропрепаратов по биологии необходимы специальное оборудование и инструменты: предметные стекла, покровные стекла, пипетки, чашки Петри, различные колбы, препаровальные иглы, пинцеты, скальпели, спиртовки и др. К оборудованию, используемому при приготовлении микропрепаратов, так же как и к самим микропрепаратам предъявляются требования по хранению и подготовке, которые тоже нужно соблюдать.

Иногда, материал для микропрепаратов нужно зафиксировать и окрасить, для чего используются специальные красители и фиксаторы.

Микропрепараты можно приготовить различными способами. Это и приготовление срезов, мазков, отпечатков, и приготовление микропрепаратов живых клеток организмов (висячая капля, раздавленная капля, отпечаток, агаровая пленка) – все это временные микропрепараты. Материалом для них могут быть различные части растений, ткани, микроорганизмы.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Бавтуто Г.А. Практикум по анатомии и морфологии растений [Текст] / Г.А. Бавтуто, Л.М. Ерей. – М. : Новое издание, 2002. – 464с. : ил.
2. Микробиология [Текст] : методические рекомендации к проведению лабораторных занятий для студентов-биологов / сост. Н. В. Шарыпова.- испр., допол.- Шадринск, 2009. - 47 с., ил.
3. Практикум по анатомии и морфологии растений [Текст] : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / В.П. Викторов, М.А. Гуленкова, Л.Н. Дорохина и др.; Под ред. Л.Н. Дорохиной. - М. : Академия, 2001. – 176 с.
4. Практикум по микробиологии [Текст] : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / А.И. Нетрусов, М.А. Егорова, Л.М. Захарчук и др.; Под ред. А.И. Нетрусова. – М. : Академия, 2005. – 608 с.
5. Практикум по физиологии растений [Текст] : учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / И.В. Плотникова, Е.А. Живухина, О.Б. Михалевская и др.; Под ред. В.Б. Иванова. – М. : Академия, 2001. – 144 с.
6. Суханова Л.В. Тетрадь для лабораторных работ (7-8 класс) [Текст] / Л.В. Суханова // 1 сентября: изд. дом 1 сентября. – 2004. – № 25-26. – С. 36-46.
7. Баринов О.Г. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://bio.1september.ru/articlef.php?ID=200104304 . - Заглавие с экрана.
8. Википедия [электронный ресурс]. - Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Микропрепарат - заглавие с экрана.
9. Методические рекомендации [электронный ресурс]. - Режим доступа: http://freecode.pspo.perm.ru/080/work/МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНД АЦИИ. htm - заглавие с экрана.
10. http://labx.narod.ru/documents/micropreparaty.html - заглавие с экрана.
11. Микроскопическая техника в биологии [электронный ресурс]. - Режим доступа: http://labx.narod.ru/documents/microscope_slides.html - заглавие с экрана.
12. Микроскопическая техника в биологии [электронный ресурс]. - Режим доступа: http://labx.narod.ru/documents/prigotovlenie_micropreparatov.html - заглавие с экрана.
13. Сайт учителя биологии [электронный ресурс]. - Режим доступа: http://tana.ucoz.ru/load/436-1-0-354 - заглавие с экрана.
14. Уголок России. Природа Кузбасса [электронный ресурс]. - Режим доступа: http://prirodakem.narod.ru/Biblioteka/My_st/doci/kl_ob.htm - заглавие с экрана.
15. Фирма "Новый лицей" [электронный ресурс]. - Режим доступа: http://novylicey.narod.ru/microprep_3_5.htm - заглавие с экрана.
16. Электронная библиотека ГАГУ(Горно-Алтайский государственный университет) [электронный ресурс]. - Режим доступа: http://elib.gasu.ru/eposobia/papina/malprak1/R_1_2.html - заглавие с экрана.

Приложение

Рис. 1. Положение рук при изготовлении среза (А) и снятие срезов с бритвы (Б)

Рис. 2. Закладка объекта в сердцевину бузины.

Рис. 3. Приготовление микропрепарата.

Накрывание объекта покровным стеклом.

Рис. 4. Схема приготовления мазка крови

Рис. 5. Приготовление препарата-мазка

Рис. 6. Приготовление мазка.

Рис. 7. “Раздавленная капля”: вид сверху и сбоку

Рис. 8. “Висячая капля”: вид сверху и сбоку

Материалы. Листья традесканции виргинской (Tradescantia virginica ), подсолнечника (Helianthus annuus ); тычинки из цветков мальвы (Malva sp .), зафиксированные в 90-96%-ном спирте; комплект постоянных микропрепаратов "Анатомия растений"; лактофенол, сернокислый анилин.

Для изучения растительных объектов с помощью светового микроскопа необходимо приготовить микропрепарат. Микропрепараты, не предназначенные для длительного хранения, называются временными . Изучаемый объект помещают на предметное стекло в каплю воды, глицерина, раствора, реактива или красителя и накрывают покровным стеклом. Такие препараты можно хранить в течение нескольких дней, поместив во влажную атмосферу.

Если объекты помещают в бальзам, глицерин с желатиной или целлоидин, препараты сохраняются годами и называются постоянными .

Некоторые растения или их органы (водоросли, споры, пыльца и др.) можно рассматривать под микроскопом целиком, без предварительного изготовления срезов. Такие препараты называются тотальными .

Однако число объектов, которые можно изучать на тотальных микропрепаратах невелико. Чаще приходится делать срезы органов, подлежащих изучению. Срезы изготавливают из свежих или фиксированных частей растений. Обычно для фиксации употребляют растворы спирта или формалина. Сделанные срезы должны быть очень тонкими и прозрачными. Различают следующие виды срезов: поперечный и продольный (радиальный , тангентальный , парадермальный ) (рис. 2, Б).

Поперечный срез проходит перпендикулярно оси органа и позволяет изучить строение органа в поперечном сечении.

Продольный радиальный срез проходит по радиусу оси органа и дает возможность изучить строение органа в продольном сечении.

Продольный тангентальный срез проходит перпендикулярно радиусу цилиндрической структуры, например, корня или стебля; в случае вторичных ксилемы и флоэмы проходит под прямым углом к сердцевинным лучам.

Парадермальный срез (греч. пара + дерма - кожа) - сечение, параллельное поверхности плоской структуры, например, листа (срез эпидермы листа).

Правила изготовления анатомических срезов

Для приготовления временных микропрепаратов необходимо иметь набор предметных и покровных стекол, препаровальные иглы, пипетку, безопасную бритву, скальпель, стеклянную палочку, фильтровальную бумагу, реактивы.

При изготовлении временных микропрепаратов необходимо соблюдать следующую последовательность операций:

Вымыть и тщательно вытереть предметное и покровное стекла. Чтобы не сломать очень хрупкое покровное стекло, надо поместить его в складку салфетки между большим и указательным пальцами правой руки и осторожно вытереть его круговыми движениями пальцев;

Нанести на предметное стекло пипеткой каплю жидкости (воды, глицерина, раствора, реактива или красителя);

Сделать срез изучаемого органа при помощи лезвия. Лезвие должно быть очень острым. Для изготовления срезов, мелкие объекты поместить между кусочками из сердцевины бузины или пенопласта (рис. 2, А). Лезвием выровнить верхнюю поверхность пенопласта вместе с объектом. Затем сделать тонкий срез, ведя лезвием к себе наискось одним плавным и быстрым движением. При этом объект держать строго вертикально, а лезвие - строго горизонтально. Обе руки должны быть совершенно свободны. Не следует ими опираться на стол или прижимать к груди (рис. 3). Сделать сразу несколько срезов. Лезвие и объект все время смачивать.

Выбрать самый тонкий срез, перенести его с помощью препаровальной иглы или тонкой кисточки в центр предметного стекла в каплю жидкости;

Закрыть срез покровным стеклом так, чтобы под него не попал воздух. Для этого покровное стекло взять двумя пальцами за грани и подвести под углом нижнюю грань к краю капли жидкости и плавно его опустить;

Если жидкости много, и она вытекает из-под покровного стекла, удалить ее при помощи фильтровальной бумаги. Если же под покровным стеклом остались места, заполненные воздухом, то добавить жидкость, поместив ее каплю рядом с краем покровного стекла, а с противоположной стороны фильтровальную бумагу.

Рис. 2. Закладка объекта в сердцевину бузины(А) и сечения цилиндрического органа (Б):

1 - поперечное, 2 - продольное радиальное, 3 - продольное тангентальное.

Рис. 3. Положение рук при изготовлении среза.

При необходимости окрашивания препарата реактивом воду из-под покровного стекла отсасывают с помощью фильтровальной бумаги, а капельку реактива наносят с противоположной стороны на край покровного стекла. Реактивами, часто используемыми при окраске растительных препаратов, являются такие:

Йод, растворенный в йодиде калия (для окрашивания крахмальных зерен);

Фуксин (для окрашивания цитоплазмы);

Гематоксилин (для окрашивания ядер);

Хлор-цинк-йод (для окрашивания целлюлозных клеточных оболочек);

Флороглюцин и соляная кислота (для окрашивания одревесневших оболочек);

Глицерин (для просветления препарата) и др.

Ход работы

Задание 1. Приготовить 2 тотальных микропрепарата пыльцы мальвы (Malva sp .): пыльца в воздухе (без покровного стекла) и в лактофеноле. Рассмотреть оба препарата при малом увеличении, отметив особенности сред, в которые помещены пыльцевые зерна. Исследовать строение пыльцы при большом увеличении микроскопа. Сделать рисунок.

Последовательность работы. На середину предметного стекла пипеткой нанести каплю спирта с пыльцой. После высыхания спирта, препарат положить на предметный столик микроскопа и рассмотреть пыльцевые зерна в окружении воздуха. Показатели преломления стекла, воздуха и пыльцы существенно различаются. Поэтому в воздушной среде видны лишь грубые и сильно затемненные элементы структуры. Чтобы избежать не желательных оптических явлений, надо рассмотреть пыльцу в среде, показатель преломления которой близок к показателю преломления стекла. Такой средой служит лактофенол. Стеклянной палочкой на объект нанести каплю лактофенола, затем накрыть его покровным стеклом.

Готовый микропрепарат поместить на предметный столик и исследовать. При малом увеличении видны крупные шаровидные пыльцевые зерна с шиповидными выростами на поверхности (рис. 4). При большом увеличении и перемещении тубуса с помощью микрометренного винта пыльцевые зерна рассмотреть в разных плоскостях: то с поверхности, то в оптическом разрезе. На поверхности пыльцевого зерна хорошо видны выросты стенки. Ближе к периферии они кажутся удлиненными и заостренными, ближе к центру - более шаровидными, а в проекции они имеют вид небольших окружностей. Кроме выростов, на поверхности расположены ростковые поры, через которые в период прорастания пыльцы выходят пыльцевые трубки.

Слегка опустить тубус с помощью микрометренного винта и рассмотреть густое темное внутреннее содержимое (которое отстало от стенки вследствие обезвоживания его спиртом) и две стенки: внутреннюю тонкую - интину и наружную толстую с шаровидными выростами - экзину . После детального исследования при большом увеличении зарисовать одно пыльцевое зерно и обозначить экзину, шиповидные выросты, ростковую пору, интину, внутреннее содержимое.

Рис. 4. Пыльцевое зерно мальвы (Malva sp .) (часть зерна в оптическом разрезе):

1 - экзина, 2 - шиповидный вырост, 3 - ростковая пора (вид сверху), 4 - ростковая пора (вид сбоку), 5 - интина, 6 - внутреннее содержимое.

Задание 2. Приготовить временный препарат парадермального среза эпидермы с нижней стороны листа традесканции виргинской (Tradescantia virginica ) в капле воды, и рассмотреть его под микроскопом.

Последовательность работы. Для изготовления препарата лист традесканции обвернуть вокруг указательного пальца левой руки так, чтобы нижняя сторона фиолетового цвета была обращена наружу. Правой рукой при помощи препаровальной иглы надорвать эпидерму над средней жилкой в средней части листа и пинцетом снять ее кусочек. При этом невольно захватывается и часть мякоти листа (мезофилла), но обычно можно найти тонкий участок на периферии, состоящий из одного ряда клеток эпидермы. Сорванный кусочек положить на предметное стекло в каплю воды наружной стороной вверх и накрыть покровным стеклом. При малом увеличении рассмотреть вытянутые клетки в виде шестиугольников, бесцветные или окрашенные в бледно-фиолетовый цвет благодаря присутствию в вакуолях пигмента антоциана.

Задание 3. Научиться изготовлять разные виды срезов (поперечный, продольный радиальный, продольный тангентальный) из стебля подсолнечника (Helianthus annuus ) и делать из них микропрепараты. Рассмотреть их под микроскопом.

Последовательность работы. Свежесрезанные или фиксированные междоузлия стебля (длиной 2 - 3 см, толщиной 7- 8 мм) разрезать вдоль на 2 части. Невооруженным глазом или с помощью лупы на поперечном сечении стебля можно выделить две зоны: наружную - неоднородную, состоящую преимущественно из плотно сомкнутых клеток, и внутреннюю - рыхлую, построенную однородно.

Поперечные срезы. С выровненной поверхности одной из половинок сделать лезвием несколько поперечных срезов. Эти срезы должны захватить как периферическую часть, так и часть рыхлой сердцевины. С помощью препаровальной иглы или кисточки срез поместить в центр предметного стекла, окрасить его раствором сернокислого анилина, накрыть покровным стеклом и рассмотреть под микроскопом.

Продольные срезы. Для изготовления продольного радиального среза разрезать вдоль кусочек стебля подсолнечника так, чтобы разрез прошел через середину одного из крупных пучков, и с полученного радиального разреза сделать лезвием несколько тонких срезов. Срез поместить на предметное стекло, окрасить сернокислым анилином, накрыть покровным стеклом и рассмотреть под микроскопом.

Для изготовления продольного тангентального среза разрезать кусочек стебля подсолнечника перпендикулярно радиусу стебля, так чтобы он проходил под прямым углом к сердцевинным лучам. Произвести его окрашивание сернокислым анилином.

Одревесневшие оболочки клеток окрасятся в лимонно-желтый цвет.

Задание 4. Рассмотреть несколько постоянных микропрепаратов из комплекта "Анатомия растений". Сравнить временные и постоянные микропрепараты стебля подсолнечника.