Лабораторный практ по КСЕ часть 2
.pdf
-81-
цитологии сделаны именно с помощью этой техники – зарисовывания. Человеческий глаз вообще видит гораздо больше, чем фотоаппарат – все художники это знают. Оценивать размеры изучаемых объектов тоже придется визуально – сравнивая их видимый размер и видимый размер поля зрения. Для наглядности Вы должны рисовать на своих рисунках «линейку» - отрезок длиной 1, 10 или 100 мкм (в зависимости от используемого увеличения). При отчете по лабораторной работе Вам следует предъявлять свои зарисовки преподавателю.
Если Вы используете микроскоп с видеоокуляром, то предполагается, что Вы уже выполняли лабораторные работы № 1 и №2. Поэтому Вы уже знаете, как работать и с микроскопом, и с видеоокуляром. Фиксировать изображения при этом следует с использованием компьютера, а оценивать размеры зафиксированных объектов – методом наложения сетки на компьютере. При отчете по лабораторной работе Вам следует продемонстрировать полученные изображения (на экране) преподавателю.
Порядок выполнения работы
Упражнение 1 Размножение высших животных
Препараты: Препараты «Сперматозоиды человека», «Хромосомы человека» и «Дробление яйцеклетки» из набора «Общая биология - 2».
1.Поочередно закрепите на предметном столике следующие препараты:
«Сперматозоиды человека»
«Дробление яйцеклетки»
«Хромосомы человека»
2.Рассмотрите препараты при увеличении 80, 200 и 800. Обратите внимание на форму и размеры клеток.
3.Зафиксируйте (то есть зарисуйте при отсутствии видеоокуляра или сохраните изображение на компьютере при его наличии) изображения клеток. Оцените размеры и форму клеток. Попробуйте сосчитать количество хромосом человека.
4.Оцените размеры головки и хвостика сперматозоида.
5.По результатам проведенных исследований заполните следующую таблицу:
Свойство |
Спермато- |
Яйцеклетка |
Хромосомы |
|
зоиды |
|
|
Длина |
|
|
|
Ширина |
|
|
|
Типичная форма |
|
|
|
-82-
6.Просмотрите приложение «Фотографии микропрепаратов». Найдите фотографии тех объектов, которые Вы изучали. Заполните следующую таблицу. В пустых ячейках этой таблицы следует указать номера рисунков (из приложения «Микропрепараты»), на которых изображены изученные Вами препараты.
Препарат |
Увеличение 80 |
Увеличение 200 |
Увеличение 800 |
Сперматозоиды |
|
|
|
человека |
|
|
|
Яйцеклетка |
|
|
|
Хромосомы |
|
|
|
человека |
|
|
|
Упражнение 2 Деление клетки
Препараты: Препарат «Paramecium fission» из набора «Общая биология-1», препарат «Plant cell mitosis» из набора «Общая биология-1», препарат «Мейоз» из набора «Общая биология-2».
1.Поочередно закрепите на предметном столике следующие препараты:
Препарат «Paramecium fission64» из набора «Общая биология-1»
Препарат «Plant cell mitosis65» из набора «Общая биология-1»
Препарат «Мейоз66» из набора «Общая биология-2»
2.Рассмотрите препараты при увеличении 80, 200 и 800. Обратите внимание на форму и размеры клеток.
3.Сравните клетки на разных стадиях процесса деления. Что происходит с ядром, цитоплазмой, мембраной в процессе деления? Можно ли различить отдельные хромосомы?
4.Зафиксируйте (то есть зарисуйте при отсутствии видеоокуляра или сохраните изображение на компьютере при его наличии) изображения клеток на разных стадиях процесса деления.
5.Какой процент клеток находится в стадии деления? Для ответа на этот вопрос выберите подходящий участок
препарата «Plant cell mitosis» или «Мейоз» (по вашему
64В переводе – деление парамеции. А парамеция относится к простейшим (одноклеточное животное). Так что речь, вероятно, идет о митозе.
65В переводе – митоз растительной клетки. Какой именно – не сказано.
66Чьи именно клетки занимаются мейозом, изготовители препарата не указали. Все-таки мейоз – дело очень личное.
-83-
выбору) и подсчитайте сначала общее количество клеток в поле зрения (N), а затем – количество клеток в процессе деления (M). Поделив второе число на первое, нетрудно получить приближенную оценку интересующей Вас величины:
Tмитоза MN 100% .
6.Поскольку «что не стихи – то проза», относительную длительность стадии интерфазы можно найти по формуле
Tинтерфазы 100% Tмитоза .
7. |
Ясно, что процент клеток в стадии деления показывает |
|||||||
|
относительную длительность стадии митоза (или мейоза, в |
|||||||
|
зависимости от выбранного препарата) по отношению к |
|||||||
|
общей длительности цикла «митоз+интерфаза». |
|||||||
8. |
По результатам проведенных исследований заполните |
|||||||
|
следующую таблицу: |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Название препарата |
Относительная |
Относительная |
|
|
||||
|
|
|
длительность |
длительность |
|
|
||
|
|
|
митоза (%) |
интерфазы (%) |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9. |
Просмотрите приложение «Фотографии микропрепаратов». |
|||||||
|
Найдите фотографии тех объектов, которые Вы изучали. |
|||||||
|
Заполните следующую таблицу. В пустых ячейках этой |
|||||||
|
таблицы следует указать номера рисунков (из приложения |
|||||||
|
«Микропрепараты»), на которых изображены изученные |
|||||||
|
Вами препараты. |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
Препарат |
|
Увеличение 80 |
Увеличение 200 |
Увеличение 800 |
|
|||
Paramecium |
|
|
|
|
|
|
|
|
fission |
|
|
|
|
|
|
|
|
Plant |
cell |
|
|
|
|
|
|
|
mitosis |
|
|
|
|
|
|
|
|
Мейоз |
|
|
|
|
|
|
|
|
Упражнение 3 Размножение высших растений
Препараты: Препараты «Fern leaf67», «Moss caplule68» и «Pine strobil69» из набора «Ботаника».
67 Это - заросток папоротника. Папоротники (Polypodiophyta) - отдел высших растений, занимающий промежуточное положение между риниофитами и голосеменными. От
-84-
1.Поочередно закрепите на предметном столике следующие препараты:
«Fern leaf» из набора «Ботаника»
«Moss caplule» из набора «Ботаника»
«Pine strobil» из набора «Ботаника»
2.Рассмотрите препараты при увеличении 80, 200 и 800. Обратите внимание на форму и размеры клеток (споры и пыльца – это тоже клетки).
3.Зафиксируйте (то есть зарисуйте при отсутствии видеоокуляра или сохраните изображение на компьютере при его наличии) изображения клеток. Оцените размеры и форму клеток.
4.По результатам проведенных исследований заполните следующую таблицу:
Свойство |
Fern leaf |
Moss |
Pine strobil |
|
|
caplule |
|
Длина
Ширина
Типичная форма клетки
5.Просмотрите приложение «Фотографии микропрепаратов». Найдите фотографии тех объектов, которые Вы изучали. Заполните следующую таблицу. В пустых ячейках этой таблицы следует указать номера рисунков (из приложения «Микропрепараты»), на которых изображены изученные Вами препараты.
риниофитов папоротники отличаются главным образом наличием корней и листьев, а от голосеменных — отсутствием семян. У них только споры. Для папоротников характерно чередование поколений. Стадия гаметофита редуцирована по сравнению со стадией спорофита. Спорофит – обычное растение, гаметофит – заросток папоротника – маленькое растение со слабо дифференцированными тканями. Но живет оно в принципе самостоятельно, хотя и недолго (кроме заростков плаунов, которые могут жить больше 10 лет).
68 Это – споры мха. Мхи - наземные или (реже) пресноводные автотрофные растения, объединяемые в отдел мохообразных, включающий наиболее примитивные высшие растения. Ни цветков, ни семян у них нет. Только споры. Чередование поколений у них выражено настолько хорошо, что половое поколение (гаметофит) доминирует в цикле развития над неполовым (спорофитом).
69 Это – пыльца сосны. А сосна относится к голосеменным. А голосеменные – это наиболее древняя группа семенных растений, занимающая промежуточное положение между папоротниками и покрытосеменными (цветковыми) растениями. Их пыльца – это редуцированный мужской гаметофит. Сам по себе расти в почве не способен – прорастает только «у себя дома» – внутри спорофита.
|
-85- |
|
|
|
|
|
|
Препарат |
Увеличение 80 |
Увеличение 200 |
Увеличение 800 |
Fern leaf |
|
|
|
Moss caplule |
|
|
|
Pine strobil |
|
|
|
Вопросы
1.Где хранится наследственная информация у живых существ?
2.Назовите формы размножения живых существ.
3.Как размножаются одноклеточные?
4.В чем преимущества полового размножения?
5.Что такое диплоидный набор хромосом?
6.Что такое гаплоидный набор хромосом?
7.Что такое хромосома?
8.Что такое хроматида?
9.Что такое интерфаза? Зачем она нужна? Назовите ее стадии.
10.Что такое митоз? Зачем он нужен? Назовите стадии митоза.
11.Что такое соматическая клетка?
12.Что такое мейоз? Зачем он нужен? Назовите стадии мейоза.
13.Что такое гамета? Как она получается? Зачем нужна?
14.Что такое зигота? Как получается? Зачем нужна?
15.Что такое «чередование поколений»?
16.Что такое спорофит?
17.Что такое гаметофит?
18.Что такое заросток?
19.Что такое сперматозоид? Зачем нужен?
20.Что такое яйцеклетка? Зачем нужна?
21.Что такое оогамия? В чем разница между сперматозоидами и яйцеклетками?
22.Что такое пыльцевое зерно? Чем оно отличается от сперматозоида? А от заростка?
23.Что такое спора? Чем отличается от сперматозоида? А от заростка?
-86-
Лабораторная работа № 5 Микроорганизмы
Цель работы:
Ознакомиться с многообразием животного и растительного мира в капле воды; провести наблюдения над микроорганизмами в процессе их жизнедеятельности.
Введение
Микроорганизмы (они же – микробы) – это обширная группа преимущественно одноклеточных живых существ, различимых только под микроскопом. Микроорганизмы делят на прокариотов (у которых «ядро» содержит одну хромосому, не имеет оболочки и делится перетяжкой - то есть ядра как такового нет, в цитоплазме которых отсутствуют митохондрии, большинство форм лишено хроматофоров) и эукариотов (у которых ядро содержит набор хромосом и имеет оболочку). У многих микроорганизмовэукариотов имеется нормальный половой цикл, их клетки содержат эндоплазматическую сеть и митохондрии, а у фотосинтетиков – и хлоропласты. К микроорганизмам-прокариотам относят бактерии и синезеленые водоросли, а к микроорганизмам-эукариотам — дрожжи, микроскопические грибы и водоросли, простейшие. Изучением микроорганизмов занимается микробиология.
Первооткрывателем микробов является Антони ван Левенгук (см. рис. 49) – нидерландский натуралист, один из основоположников научной микроскопии.
Рис. 49. Антони ван Левенгук – первооткрыватель микробов
Левенгук родился 24 октября 1632 в городе Делфт в семье ремесленника, умер 26 августа 1723 (в том же городе). В юности был торговцем мануфактурой, работал кассиром и бухгалтером, стражем судебной палаты. В зрелом возрасте успешно торговал мануфактурой и галантереей.
-87-
Всю свою жизнь Левенгук развлекался шлифовкой стекол и созданием линз. За всю жизнь изготовил около 250 линз, добившись в конце концов увеличения в 150-300 раз. Микроскопов в современном понимании слова он не изготавливал – его «микроскопы» состояли из одной (правда, уникального качества70) линзы и иглы, на кончике которой располагался препарат. Так что с точки зрения современной теории оптических инструментов микроскопы Левенгука – это просто асферические лупы рекордного качества с уникальным увеличением.
Тем не менее, с их помощью Левенгук в 1673 году первым из людей наблюдал и зарисовал микробов. Следя за движением крови по капиллярам, он показал, что капилляры связывают артерии и вены, впервые наблюдал эритроциты. Он первым увидел и зарисовал сперматозоиды (1677), бактерии (1683), простейших, отдельные растительные и животные клетки, мышечную ткань. За 50 лет работы им было открыто более 200 видов мельчайших организмов. Левенгук открыл и описал коловраток и ряд других мелких пресноводных организмов.
В 1680 А. ван Левенгук стал действительным членом Лондонского Королевского общества, а впоследствии - и Французской академии наук. В 1698 состоялась встреча Левенгука с Петром I.
Содержащие результаты наблюдений письма Левенгука в Королевское общество, к ученым, к политическим и общественным деятелям своего времени – Г. Лейбницу, Р. Гуку, Х. Гюйгенсу – были изданы на латинском языке еще при его жизни и заняли четыре тома.
Вам при выполнении данной лабораторной работы предлагается «поиграть в Левенгука». Вы получите для исследования у лаборанта «препарат» – каплю воды на предметном стекле, покрытую покровным стеклом. Что именно живет в этой капле воды, заранее не знает никто – ни Вы, ни лаборант, ни даже преподаватель. Разумеется, мы постарались, чтобы капля не была стерильной – она взята из баночки с водой обычной водопроводной (лат. “aqua vulgar vodoprovodicus”), которая несколько месяцев простояла на подоконнике. За это время вода в баночке «зацвела» и в ней сформировалась достаточно устойчивая экосистема – по крайней мере, внешние изменения прекратились. Основой трофической пирамиды в нашей экосистеме являются, разумеется, одноклеточные фотосинтетики, но живет там и еще кое-кто. Вам предстоит это узнать и сделать зарисовки или фотографии местной «флоры и фауны». Кто именно попадет в Ваш объектив во время этого «фотомикросафари» – дело случая. Не исключено даже, что это будут неизвестные науке бактерии, растения или животные – ведь каждый год в мире открывается около сотни неизвестных науке микроорганизмов. Так что Вы, вполне возможно, окажетесь первым (а с
70 Линза шлифовалась вручную (годами) и не была сферической, что позволяло избавиться от сферических аберраций (искажений). Так что можно считать, что Левенгук – заодно и первооткрыватель асферической оптики, которую теперь применяют очень широко.
-88-
учетом современной экологии и прогрессирующего изменения климата, возможно, и последним) человеком, видевшим тот или иной вид организмов.
Чтобы морально подготовиться к выполнению работы, посмотрите на фотографии того, что может случиться (рис. 50 – 61).
Рис. 50. Пейзаж (увеличение 200)
Рис. 51. Группа бактерий (?) при увеличении 800
-89-
Рис. 52. Группа одноклеточных на привале (увеличение 800). Двигаются слабо, видны ядро и зерна хлорофилла. Очевидно, это –
эукариоты-фотосинтетики, то есть одноклеточные растения
Рис. 53. Нечто круглое и непонятное (увеличение 800). Не двигается. Видно ядро и зерна хлорофилла. Очевидно, эукариот-фотосинтетик, то есть
растение
-90-
Рис. 54. «Пейзаж» при увеличении 800. Видны три типа микроорганизмов. «Овальные» микроорганизмы (1, 2 и 3) малоподвижны и зелены. Могут жить поодиночке (1), парами (2) или тетрадами (3). «Веретенообразные» организмы (4) достаточно быстро передвигаются. И «овальные», и «веретенообразные», судя по зернам хлорофилла – фотосинтетики, то есть или растения, или цианеи. «Мелочь» (5) иногда не то что передвигается, а просто пролетает через поле зрения за доли секунды. Что такое и куда спешит – совсем неясно. Иногда «пристают» к круглым и веретенообразным. Те в ответ их едят
Рис. 55. Внутреннее строение "веретенообразного" (увеличение 800). Видны зерна хлорофилла и не видно ядра