": Повишен брой бели кръвни клетки, бактериална инфекция, картофите съдържат нишесте, насекомите пренасят болести тези и други подобни твърдения се чуват навсякъде. Всеки ден, от телевизионните екрани, от устните на познати, от вестници и списания, една и съща информация влиза в мозъка ни. Информация, която на пръв поглед е достояние само на специалисти - лекари и биолози. Все пак те са тези, които засягат тези проблеми в ежедневието си. Обикновеният човек получава само заключения от определени изследвания, сухи думи, на които им липсва яснота. В тази статия ще се опитам да говоря просто за комплекса. За това как всеки може да доближи до себе си неуловимия на пръв поглед свят на клетките и микроорганизмите.

Вече две години наблюдавам този свят у дома и една година снимам. През това време успях да видя със собствените си очи какви кръвни клетки има, какво пада от крилете на пеперуди и молци, как бие сърцето на охлюв. Разбира се, много може да се научи от учебници, видео лекции и тематични сайтове. Единственото, което би останало неспечелено, е усещането за присъствие и близост до нещо, което не се вижда с просто око. Прочетеното в книга или гледаното в телевизионно предаване най-вероятно ще бъде изтрито от паметта за много кратко време. Това, което виждате лично през обектива на микроскоп, ще остане с вас завинаги. И остава не толкова образът на видяното, а разбирането, че светът е устроен точно така, а не иначе. Че това не са просто думи от книга, а личен опит. Изживяване, достъпно за всеки в днешно време.

Какво да купя?

Театърът започва със закачалката, а проучването започва с покупката на оборудване. В нашия случай това ще бъде микроскоп, защото не можете да видите много с лупа. От основните характеристики на микроскопа „за домашна употреба“ си струва да се подчертае, разбира се, наборът от налични увеличения, които се определят от произведението на увеличенията на окуляра и лещата. Не всяка биологична проба е подходяща за изследване при голямо увеличение. Това се дължи на факта, че по-голямото увеличение на оптичната система предполага по-малка дълбочина на полето. Следователно изображението на неравните повърхности на препарата ще бъде частично замъглено. Затова е важно да имате комплект лещиИ окуляри, позволяващи наблюдения в целия диапазон на увеличение: 10–20×, 40–60×, 100–200×, 400–600×, 900–1000×. Понякога 1500-кратното увеличение, постигнато чрез закупуването на 15-кратен окуляр и 100-кратен обектив, е оправдано. Всичко, което увеличава по-силно, няма да увеличи забележимо разделителната способност, тъй като при увеличения от около 2000–2500 × така наречената „оптична граница“, причинена от дифракционни явления, вече е близо.

Следващият важен момент е видът на дюзата. Обикновено има монокулярни, бинокулярни и тринокулярни разновидности. Принципът на класификация се основава на „с колко очи“ искате да погледнете даден обект. В случай на монокулярна система, ще трябва да присвивате очи, постоянно променяйки очите си поради умора по време на дългосрочно наблюдение. Тук на помощ ще ви дойде приставката за бинокъл, в който, както подсказва името му, можете да гледате и с двете очи. Като цяло това ще има по-благоприятен ефект върху благосъстоянието на вашите очи. Да не се бърка бинокълсъс стереомикроскоп. Последният ви позволява да постигнете триизмерно възприемане на наблюдавания обект поради наличието на две лещи, докато бинокулярните микроскопи просто подават едно и също изображение към двете очи. За да снимате и записвате на видео микрообекти, ще ви трябва „трето око“, а именно приставка за инсталиране на камерата. Много производители произвеждат специални камери за своите модели микроскопи, въпреки че можете да използвате и обикновена камера (въпреки че ще трябва да закупите адаптер).

Наблюдението при големи увеличения изисква добро осветлениепоради малката бленда на съответните обективи. Отминаха дните, когато лекарството се изследваше в светлина, отразена от огледало. В наши дни микроскопите са сложни оптико-механични и електрически устройства, които използват в пълна степен постиженията на научно-техническия прогрес. Съвременните устройства имат собствена крушка, светлината от която се разпространява чрез специално устройство - кондензатор, - което осветява лекарството. В зависимост от вида на кондензатора може да се разграничи различни начининаблюдения, като най-популярните от тях са методите на светло и тъмно поле. Първият метод, познат на мнозина от училище, предполага, че препаратът е равномерно осветен отдолу. Освен това в местата, където лекарството е оптически прозрачно, светлината се разпространява от кондензатора в лещата, а в непрозрачна среда светлината се абсорбира, придобива цвят и се разсейва. Поради това се получава тъмен образ на бял фон – оттам и името на метода.

С кондензатор с тъмно поле всичко е различно. Той е проектиран по такъв начин, че лъчите на светлината, излизащи от него, са насочени в различни посоки, с изключение на самия отвор на лещата. Следователно те преминават през оптически прозрачна среда, без да попадат в зрителното поле на наблюдателя. От друга страна, лъчите, попадащи върху непрозрачен обект, се разпръскват върху него във всички посоки, включително по посока на лещата. Следователно, в резултат на това светъл обект ще се вижда на тъмен фон. Този метод на наблюдение е добър за изучаване на прозрачни обекти, които нямат контраст на светъл фон. По подразбиране повечето микроскопи са със светло поле. Ето защо, ако планирате да разширите обхвата на методите за наблюдение, тогава трябва да изберете модели микроскопи, които осигуряват инсталирането на допълнително оборудване: кондензатори, устройства за фазов контраст, поляризатори и др.

Както знаете, оптичните системи не са идеални: преминаването на светлина през тях е свързано с изкривяване на изображението - аберации. Затова те се опитват да направят лещи и окуляри по такъв начин, че тези аберации да бъдат елиминирани възможно най-много. Всичко това се отразява на крайната им цена. От съображения за цена и качество има смисъл да купувате планови ахроматични лещи. Те се използват в професионални изследвания и са на разумна цена. Обективите с голямо увеличение (напр. 100×) имат числова апертура, по-голяма от 1, което налага използването на масло по време на наблюдение – т.нар. потапяне. Ето защо, ако в допълнение към „сухите“ лещи вземете и потапящи лещи, трябва предварително да се погрижите за потапящото масло. Коефициентът му на пречупване трябва да съответства на конкретния ви обектив.

Разбира се, това не е целият списък от параметри, които трябва да се имат предвид при закупуване на микроскоп. Понякога е важно да обърнете внимание на дизайна и местоположението на сцената и дръжките за нейното управление. Струва си да изберете типа осветител, който може да бъде или обикновена лампа с нажежаема жичка, или LED, който свети по-ярко и се нагрява по-малко. Микроскопите могат да имат и индивидуални характеристики. Но най-важното, което си струва да се каже за тяхната структура, може би е казано. Всяка допълнителна опция е добавка към цената, така че изборът на модел и конфигурация е отговорност на крайния потребител.

Напоследък се наблюдава тенденция за закупуване на микроскопи за деца. Такива устройства обикновено са монокуляри с малък набор от лещи и скромни параметри, не са скъпи и могат да служат като добра отправна точка не само за директни наблюдения, но и за запознаване с основните принципи на микроскопа. След това детето ще може да си купи по-сериозно устройство въз основа на заключенията, направени при работа с „бюджетния“ модел.

Как да гледам?

Аматьорското наблюдение не изисква изключителни умения нито за работа с микроскоп, нито за подготовка на проби. Разбира се, можете да закупите далеч от евтини набори от готови лекарства, но тогава усещането за вашето лично присъствие в изследването няма да бъде толкова ярко и рано или късно готовите лекарства ще станат скучни. Ето защо, след като закупите микроскоп, трябва да помислите за реални обекти, които да наблюдавате. Освен това ще ви трябват, макар и специални, но достъпни средства за приготвяне на лекарства.

Наблюдението в пропускаща светлина предполага, че обектът, който се изследва, е достатъчно тънък. Не всяка кора на зрънце или плод има необходимата дебелина, така че срезовете се изследват под микроскоп. В домашни условия могат да се направят сравнително подходящи порязвания с обикновени бръснарски ножчета. С определени умения е възможно да се постигне дебелина на среза от няколко клетъчни слоя, което значително ще увеличи диференцируемостта на обектите на пробите. В идеалния случай си струва да работите с едноклетъчен слой тъкан, тъй като няколко слоя клетки, насложени един върху друг, създават размито и хаотично изображение.

Тестовият образец се поставя върху предметно стъкло и, ако е необходимо, се покрива с покривно стъкло. Следователно, ако очилата не са включени към микроскопа, те трябва да бъдат закупени отделно. Това може да стане в най-близкия магазин за медицинско оборудване. Въпреки това, не всяко лекарство се придържа добре към стъклото, така че се използват методи за фиксиране. Основните са фиксация с огън и алкохол. Първият метод изисква определено умение, тъй като можете просто да „изгорите“ лекарството. Вторият метод често е по-оправдан. Не винаги е възможно да се получи чист алкохол, така че в аптеката можете да закупите антисептик, който по същество е алкохол с примеси, като заместител. Също така си струва да купите йод и брилянтно зелено там. Тези познати ни дезинфектанти всъщност се оказват и добри бои за лекарства. В крайна сметка не всяко лекарство разкрива същността си на пръв поглед. Понякога трябва да му се „помогне“ чрез боядисване на формираните му елементи: ядро, цитоплазма, органели.

За да вземете кръвни проби, трябва да закупите скарификатори, пипети и памучна вата. Всичко това се предлага за продажба в медицински магазини и аптеки. Освен това, за да събирате предмети от дивата природа, трябва да се запасите с малки торбички и буркани. Вземането на буркан със себе си, за да събирате вода от най-близкия водоем, когато излизате на открито, трябва да се превърне в добър навик за вас.

Какво да гледам?

Микроскопът е закупен, инструментите са закупени - време е да започваме. И трябва да започнете с най-достъпния. Какво може да бъде по-достъпно от кората? лук(фиг. 1 и 2)? Тъй като сама по себе си е тънка, кората от лук, оцветена с йод, разкрива ясно диференцирани ядра в структурата си. Този експеримент, добре познат от училище, може би си струва да се направи първо. Самата кора от лук трябва да се напълни с йод и да се остави да се оцвети за 10-15 минути, след което да се изплакне под течаща вода.

Освен това йодът може да се използва за оцветяване на картофи (фиг. 3). Не забравяйте, че разрезът трябва да бъде възможно най-тънък. Буквално 5-10 минути задържане на нарязания картоф в йод ще разкрие слоеве нишесте, които ще станат червени. Син цвят. Йодът е доста универсално багрило. Може да се използва за оцветяване на широка гама от препарати.

Фигура 1. Кожа от лук(увеличение: 1000 ×). Оцветяване с йод. На снимката ядрото в клетката е диференцирано.

Фигура 2. Кожа от лук(увеличение: 1000 ×). Оцветяване с азур-еозин. На снимката ядрото е диференцирано в ядрото.

Фигура 3. Нишестени зърна в картофи(увеличение: 100×). Оцветяване с йод.

Често се натрупва по балконите на жилищни сгради. голям бройтрупове на летящи насекоми. Не бързайте да се отървете от тях: те могат да ви послужат като ценен материал за изследване. Както можете да видите от снимките, ще откриете, че крилата на насекомите са космати (Фигури 4-6). Насекомите се нуждаят от това, за да не се намокрят крилата им. Поради високото повърхностно напрежение, капките вода не могат да „паднат“ през космите и да докоснат крилото.

Това явление се нарича хидрофобност. Говорихме за това подробно в статията „Физическа хидрофобия“. - Изд.

Фигура 4. Крило калинка (увеличение: 400×).

Фигура 5. Бибионидно крило(увеличение: 400×).

Фигура 6. Крило на пеперуда глог(увеличение: 100×).

Ако някога сте докосвали крилото на пеперуда или молец, вероятно сте забелязали, че от него лети някакъв вид „прах“. На снимките ясно се вижда, че този прах са люспи от крилата им (фиг. 7). Те имат различни формии се откъсват доста лесно.

Освен това можете повърхностно да изследвате структурата на крайниците на членестоноги (фиг. 8), да изследвате хитинови филми - например на гърба на хлебарка (фиг. 9). С подходящо увеличение може да се убеди, че такива филми се състоят от плътно съседни (възможно слети) люспи.

Фигура 7. Везни от крила на молец(увеличение: 400×).

Фигура 8. Крайник на паяк(увеличение: 100×).

Фигура 9. Филм на гърба на хлебарка(увеличение: 400×).

Следващото нещо, което си струва да се наблюдава, е кората на горски плодове и плодове (фиг. 10 и 11). Не всички плодове и горски плодове имат кора, която е приемлива за наблюдение под микроскоп. Или неговата клетъчна структура може да не бъде диференцирана, или дебелината му няма да позволи ясно изображение. По един или друг начин ще трябва да направите много опити, преди да получите добро лекарство. Ще трябва да преминете през различни сортове грозде – например, за да намерите такъв, при който оцветяващите вещества в кората да имат „приятна за окото“ форма, или да направите няколко разреза от кората на слива, докато постигнете едноклетъчен слой. Във всеки случай наградата за свършената работа ще бъде достойна.

Фигура 10. Кори от черно грозде(увеличение: 1000 ×).

Фигура 11. Кора от слива(увеличение: 1000 ×).

Фигура 12. Листа на детелина(увеличение: 100×). Някои клетки съдържат тъмночервен пигмент.

Доста достъпен за изследване обект е зеленина: трева, водорасли, листа (фиг. 12 и 13). Но въпреки повсеместното му разпространение, изберете и гответе добър примерне е толкова просто.

Най-интересното нещо в зеленината са може би хлоропластите (фиг. 14 и 15). Следователно разрезът трябва да е изключително тънък. Зелените водорасли, намиращи се във всякакви открити водни тела, често имат приемлива дебелина.

Фигура 13. Лист от ягода(увеличение: 40×). Фигура 16. Плаващи водорасли с флагелум(увеличение: 400×).

Фигура 17. Бебе охлюв(увеличение: 40×).

Фигура 18. Кръвна натривка.Оцветяване с азур-еозин по Романовски (увеличение: 1000 ×). Снимката показва еозинофил на фона на червени кръвни клетки.

Сам по себе си учен

Видео 1. Сърцебиене на охлюв(увеличение на оптичния микроскоп 100 ×).

След изучаване на прости и достъпни лекарства, естественото желание е да се усложнят техниките за наблюдение и да се разшири класът на обектите, които се изучават. За това, първо, ще ви е необходима литература за специални методи на изследване, и второ, специални средства. Тези средства, макар и специфични за всеки вид обект, все пак имат известна общост и универсалност. Например, добре познатият метод на оцветяване по Грам, когато различни видовебактериите се диференцират по цвят след оцветяване; може да се използва и при оцветяване на други, небактериални клетки. Близък до него по същество е методът за оцветяване на кръвни петна по Романовски. В продажба се предлагат както готови течни багрила, така и прахове, състоящи се от багрила като лазур и еозин. Всички бои могат да бъдат закупени в специализирани медицински и биологични магазини или поръчани онлайн. Ако по някаква причина не можете да получите боя за кръв, можете да помолите лаборанта, който ви прави кръвен тест в болницата, да прикрепи към теста чаша с оцветена кръвна натривка.

Продължавайки темата за изследване на кръвта, не може да не споменем камерата Goryaev - устройство за преброяване на кръвни клетки. Като важен инструмент за оценка на броя на червените кръвни клетки в кръвта дори в онези дни, когато не е имало устройства за автоматичен анализ на неговия състав, камерата на Goryaev също ви позволява да измервате размера на обекти благодарение на маркировки, нанесени върху нея с известни размери на разделение. Методите за изследване на кръв и други течности с помощта на камерата Goryaev са описани в специализирана литература.

Заключение

В тази статия се опитах да разгледам основните моменти, свързани с избора на микроскоп, наличните инструменти и основните класове обекти за наблюдение, които не са трудни за среща в ежедневието и в природата. Както вече споменахме, специалните инструменти за наблюдение изискват поне основни умения за работа с микроскоп, така че техният преглед е извън обхвата на тази статия. Както можете да видите от снимките, микроскопията може да се превърне в приятно хоби, а може би дори в изкуство за някои.

IN модерен свят, където различни технически средстваи устройствата са на пешеходно разстояние, всеки сам решава за какво да харчи парите си. От съображения за забавление това може да е скъп лаптоп или телевизор с прекомерно голям диагонал. Но има и такива, които откъсват погледа си от екраните и го насочват или далеч в космоса, купувайки телескоп, или, гледайки през окуляра на микроскоп, гледат дълбоко навътре. В природата, от която сме част.

Литература

1. Ландсберг Г.С. (2003). Оптика. § 92 (стр. 301);
2. Гуревич А.А. (2003). Сладководни водорасли;
3. Козинец Г.И. (1998). Атлас на клетки от кръв и костен мозък;
4. Коржевски Д.Е. (2010). Основи на хистологичната техника.

Учениците от общообразователните институции изучават клетъчната структура на растителните организми в шести клас. Биологичните лаборатории, оборудвани с оборудване за наблюдение, използват оптична лупа или микроскоп. Клетки от доматен пулп микроскопсе изучават в практическите занятия и предизвикват неподправен интерес сред учениците, защото става възможно не в картините от учебника, а да видят със собствените си очи характеристиките на микросвета, които не се виждат с просто око с оптика. Разделът от биологията, който систематизира знанията за съвкупността от флората, се нарича ботаника. Обект на описанието са и доматите, които са описани в тази статия.

Домат, според съвременната класификация, принадлежи към двусемеделните пинопетални семейство на Solanaceae. Многогодишно тревисто растение култивирано растение, широко използвани и отглеждани в селско стопанство. Те имат сочен плод, който се консумира от хората поради високите си хранителни и вкусови качества. От ботаническа гледна точка това са многосеменни плодове, но в ненаучната дейност, в ежедневието, хората често ги класифицират като зеленчуци, което се счита за погрешно от учените. Отличава се с развита коренова система, право разклонено стъбло и многоместен генеративен орган с тегло от 50 до 800 грама или повече. Те са доста калорични и здравословни, повишават ефективността на имунната система и насърчават образуването на хемоглобин. Те съдържат протеини, нишесте, минерали, глюкоза и фруктоза, мастни и органични киселини.

Подготовка на микропредметно стъклоза изследване под микроскоп.

Препаратът трябва да бъде микроскопиран с помощта на метода на светлото поле в пропускаща светлина. Не се извършва фиксация със спирт или формалдехид, наблюдават се живи клетки. Пробата се приготвя по следния метод:

• С помощта на метални пинсети внимателно отстранете кожата;
• Поставете лист хартия върху масата и върху него чисто правоъгълно предметно стъкло, в центъра на което капнете една капка вода с пипета;
• С помощта на скалпел отрежете малко парче плът, разпределете го върху стъклото с дисекционна игла и покрийте горната част с квадратно покривно стъкло. Поради наличието на течност, стъклените повърхности ще се слепят.
• В някои случаи може да се използва оцветяване с разтвор на йод или брилянтно зелено за увеличаване на контраста;
• Гледането започва при най-малкото увеличение - използват се 4х обектив и 10х окуляр, т.е. получава се 40 пъти. Това ще осигури максимален ъгъл на гледане, ще ви позволи правилно да центрирате микропробата върху сцената и бързо да фокусирате;
• След това увеличете увеличението до 100x и 400x. При по-големи увеличения използвайте винта за фино фокусиране на стъпки от 0,002 милиметра. Това ще премахне трептенето на изображението и ще подобри яснотата.

Какви органелиможе да се види в клетките на доматената пулпа под микроскоп:

1. Гранулирана цитоплазма - вътрешна полутечна среда;
2. Ограничаваща плазмена мембрана;
3. Ядрото, което съдържа гени, и ядрото;
4. Тънки свързващи нишки - нишки;
5. Едномембранна органела вакуола, отговорна за секреторните функции;
6. Кристализирани хромопласти с ярък цвят. Цветът им се влияе от пигменти - варира от червеникаво или оранжево до жълто;

Препоръки: образователните модели са подходящи за изследване на домати - например Biomed-1, Levenhuk Rainbow 2L, Micromed R-1-LED. В същото време използвайте долната LED, огледална или халогенна подсветка.

Напредък

Изследват се препарати, получени от сурови и варени зеленчуци. За да се получат препарати от зеленчуци, част от пулпата се отделя от всеки екземпляр и се нарязва наполовина. Едната половина се съхранява в студена вода преди нарязване, другата се сварява до омекване. За да се осигури сравнимост на резултатите, срезовете за микроскопия се отстраняват от тези области на пулпата, които са били в контакт един с друг преди нарязване преди готвене. Накиснатите семена на боба се разделят на две семена, едната от които се сварява.

За микроскопиране на всяко предметно стъкло се поставят два препарата: отляво - от сурови продукти, отдясно - от варени продукти, като към тях се добавя капка вода. Всеки препарат се изследва в неоцветен и оцветен вид. Сафранинът се използва като багрило за растителни заготовки, което оцветява пектиновите вещества в оранжево-жълто, а фибрите и денатурираните протеинови люспи - във черешово червено; за нишестените зеленчуци се използва и йод. Препаратите от боб се оцветяват само с йод, който оцветява нишестените зърна в синьо-черно, а белтъчната матрица и клетъчните стени в златистожълто.

Когато оцветявате препарати, отстранете водата от тях с филтърна хартия, нанесете капка боя и оставете за две минути. След това излишното багрило се отстранява от препаратите и към тях се добавя капка вода. Покривните стъкла се поставят върху оцветени и неоцветени препарати.

Микроскопирането на препаратите се извършва първо при ниско, а след това при голямо увеличение. Начертайте препаратите при голямо увеличение.

1. Изследване на структурата на тъканите на картофите и кореноплодите.

От средата на обеления клубен (кореноплод) се изрязва резен с дебелина 5 мм и се разполовява. Едната половина се поставя в чаша студена вода, другата половина в чаша вряща вода и се вари 10-15 минути. От суровата и сварената част на грудката (кореноплода) се изрязва по едно блокче със сечение 5х5 мм, като се спазва симетрия. С помощта на бръснарско ножче направете два прозрачни разреза с площ от 2-4 mm 2 от крайната страна на всеки блок. Прехвърлете ги с игла върху три предметни стъкла и добавете капка вода.

Оставете препаратите на едното предметно стъкло неоцветени, на другото - оцветени с йод, на третото - със сафранин и йод. Покрийте препаратите с предметни стъкла и ги разгледайте под микроскоп. Обърнете внимание на формата на клетките, плътността на прилепването им една към друга, състоянието на клетъчните стени, нишестените зърна в тъканите на сурови и варени картофи (кореноплодни).

2. Изследване на структурата на тъканите на лука.Отделете месестите люспи от луковицата и я разполовете по оста на растеж, едната половина поставете в чаша студена вода, а другата гответе за 15 минути. Отстранете тънкия филм от вътрешността на суровите и сготвените люспи с помощта на дисекционна игла. Изправете получените филми. Изрежете два препарата с площ 2 от най-тънките места × 2 mm 2 и ги поставете върху две предметни стъкла, като добавите капка вода към всеки препарат. Оставете препаратите на едното предметно стъкло неоцветени и ги оцветете със сафранин на другото. Покрийте готовите препарати с покривни стъкла и ги разгледайте под микроскоп. Обърнете внимание на дебелината и състоянието на клетъчните стени, тяхната плътност една към друга, степента на прозрачност на клетъчното съдържание и наличието на ядра. Обърнете внимание на разликите в структурата на тъканите на суровия и варения лук, както и в структурата и интензитета на цвета на отделните клетъчни елементи.

Използвайте неоцветени препарати, за да наблюдавате клетъчната плазмолиза. Отстранете покривните стъкла от препаратите, отстранете водата с филтърна хартия и добавете няколко капки 10% разтвор на готварска сол, оставете за 5-10 минути, покрийте с покривни стъкла и прегледайте отново под микроскоп. Намерете плазмолизирани клетки в зрителното поле в препарати от суров лук, обяснете липсата на такива клетки в препарати от варен лук. Направете скици.

3. Изучаване на структурата на тъканите на семената на боб. Предварително накиснатото семе се разделя на две семена, едната от които се вари 1 ч. От всяка семедел се правят по два разреза, за да се приготвят препарати, неоцветени и оцветени с йод. Когато изследвате препаратите под микроскоп, обърнете внимание на разликата в структурата на тъканите на суровите и варените бобови семена.

Направете изводи за ефекта от термичното готвене върху тъканната структура на зеленчуците.

Задача No2. Проучете влиянието на технологичните фактори върху

Запазване на клетъчните стени на картофите по време на производството

Картофено пюре

Напредък

Опция 1.Двете странични части на картофената грудка, останали от предишното изследване, се поставят в чаша вряща вода и се варят 20-25 минути. Едната част стрийте гореща в хаванче, другата охладете до стайна температураи също се смила.

Подгответе препарати за микроскопия. Използвайте дисекционна игла, за да прехвърлите малко от двете пюрета върху предметно стъкло, добавете капка йоден разтвор и покрийте с покривни стъкла. Когато разглеждате препаратите при малко увеличение, сравнете броя на клетките с разрушени клетъчни стени и в двете пюрета. Разгледайте препаратите при голямо увеличение и ги скицирайте. Направете заключение за влиянието на температурата на варени картофи при пасирането им върху степента на запазване на клетъчните стени.

Вариант 2.Извършете сравнителна микроскопия на сухи картофени пюрета и тези, разтворени с течност, последвано от разбъркване и без него.

Претеглят се две проби сухо пюре с тегло 25 g всяка и се поставят в две чаши. В други две чаши загрейте 100 cm 3 вода до 78 - 80 ° C и изсипете върху нея сухо пюре. Покрийте едната чаша с часовниково стъкло и оставете пюрето да набъбне за 2 минути. Пригответе препарати от сухо пюре и възстановено пюре за микроскопия. С помощта на края на стъклена пръчка, навлажнена с вода, вземете малко сухо пюре и го поставете върху предметно стъкло, добавете капка вода, след това оцветете с йод, покрийте с покривно стъкло и прегледайте под микроскоп. Обърнете внимание на наличието на клетки с разрушени клетъчни стени в сухото пюре. Пригответе препарати от готовото пюре и ги изследвайте под микроскоп, както е посочено във вариант 1.

Сравнете броя на клетките с разрушени клетъчни стени в пресни картофено пюре, топло пюре и сухо картофено пюре, както и в разтворено картофено пюре. Нарисувайте лекарствата.

Тъканта (пулпата) на картофите, зеленчуците и плодовете се състои от тънкостенни клетки, които растат приблизително еднакво във всички посоки. Тази тъкан се нарича паренхим. Съдържанието на отделните клетки е полутечна маса - цитоплазма, в която са потопени различни клетъчни елементи (органели) - вакуоли, пластиди, ядра, нишестени зърна и др. (фиг. 9.2). Всички клетъчни органели са заобиколени от мембрани. Всяка клетка е покрита с мембрана, която е първичната клетъчна стена.

Мембраните на всяка две съседни клетки се държат заедно от средни пластини, образуващи рамката на паренхимната тъкан (фиг. 9.3).

Контактът между клетъчното съдържание се осъществява чрез плазмодесмати, които са тънки цитоплазмени нишки, преминаващи през мембраните.

Повърхността на отделни екземпляри от зеленчуци и плодове е покрита с покривна тъкан - епидермис (плодове, сухоземни зеленчуци) или перидерма (картофи, цвекло, ряпа и др.).

Тъй като пресните зеленчуци съдържат значително количество вода, всичко структурни елементитяхната паренхимна тъкан е хидратирана в различна степен. Водата като разтворител има важен ефект върху механични свойстварастителна тъкан. Хидратирайки в една или друга степен хидрофилни съединения, той пластифицира структурата на стените и средните плочи. Това осигурява доста високо тургорно налягане в тъканите.

Тургорът е състояние на напрежение, което възниква поради натиска на съдържанието на клетките върху техните еластични мембрани и натиска на мембраните върху съдържанието на клетките.

Тургорното налягане може да намалее, например, когато зеленчуците и плодовете изсъхнат или изсъхнат, или да се увеличи, което се наблюдава, когато увяхналите зеленчуци се потопят във вода. Това свойство на зеленчуците и плодовете може да се вземе предвид при кулинарната им обработка. По този начин, картофи и кореноплодни зеленчуци с отслабен тургор преди механично почистванеПрепоръчително е да се накисва за няколко часа, за да се намали времето за обработка и да се намалят отпадъците.

Ориз. 9.2. Структура растителна клетка

Ориз. 9.3. Стена на растителна тъкан:

1 -- средна плоча; 2 - плазмалема.

Увеличение x 45000 (според J.-C. Roland, A. Szolesi, D. Szolesi)

Вакуолата е най-големият елемент, разположен в центъра на клетката. Това е вид мехурче, пълно с клетъчен сок, и е най-хидратираният елемент от паренхимната клетка на зеленчуците и плодовете (95...98% вода). Съставът на сухия остатък от клетъчния сок включва в различни количества почти всички водоразтворими хранителни вещества.

По-голямата част от захарите, съдържащи се в картофи, зеленчуци и плодове в свободно състояние, разтворим пектин, органични киселини, водоразтворими витамини и полифенолни съединения са концентрирани във вакуоли.

Клетъчният сок съдържа приблизително 60...80% от всички минерали в зеленчуците и плодовете. Солите на едновалентните метали (калий, натрий и др.) са почти напълно концентрирани в клетъчния сок. Съдържа малко по-малко соли на калций, желязо, мед и магнезий, тъй като те са част от други тъканни елементи.

Клетъчният сок съдържа както свободни аминокиселини, така и разтворими протеини, които образуват разтвори с относително ниска концентрация във вакуолите.

Тънък слой цитоплазма с други органели заема позиция на стената в клетката. Цитоплазмата се състои главно от протеини, ензими и малки количества липиди (съотношението на протеини към липиди е 90:1). В цитоплазмата, както във вакуолите, те се намират под формата на разтвор, но по-концентриран (10%).

Пластидите са органели, които се намират само в растителните клетки. Най-типичните от тях са хлоропластите, които съдържат хлорофил. При определени физиологични условия пластидите не образуват хлорофил; в тези случаи те произвеждат или протеини (протеопласти), или липиди и пигменти (хромопласти), но най-често такива пластиди изпълняват резервни функции и след това в тях се натрупва нишесте (амилопласти), така че пластидите са оцветени и безцветни. Последните се наричат ​​левкопласти.

Освен хлорофил, хлоропластите съдържат протеини и липиди в съотношение 40:30, както и нишестени зърна.

По време на развитието на хромопластите се образуват големи глобули или кристали, съдържащи каротеноиди, включително каротини. Наличието на тези пигменти в зелените зеленчуци и някои плодове (цариградско грозде, грозде, червени сливи и др.) обуславя различни нюанси на зелено-жълтия им цвят. Каротините придават жълто-оранжев цвят на морковите, ряпата и др. Но оранжевият цвят не винаги показва високото им съдържание в плодовете и зеленчуците; например цветът на портокалите и мандарините се дължи на друг пигмент - криптоксантин. В същото време сравнително високото съдържание на каротин в зелените зеленчуци може да бъде маскирано от хлорофил.

Амилопластите са пълни главно с големи нишестени гранули. Трябва да се отбележи, че в растителните клетки всички нишестени зърна, които съдържат, се намират в пространството, ограничено от обвивката на амилопласти или други пластиди.

Клетъчното ядро ​​съдържа хроматин (ненавити хромозоми), състоящ се от ДНК и основни протеини (хистони) и нуклеоли, богати на РНК.

Мембраните са активен молекулен комплекс, способен на метаболизъм и енергия.

Цитоплазмата на границата с клетъчната мембрана е покрита с проста мембрана, наречена плазмалема. Външният ръб на плазмалемата може да се види при изследване на растителни тъканни препарати, обработени с концентриран разтвор на натриев хлорид под микроскоп. Поради разликата между осмотичното налягане вътре и извън клетката, водата преминава от клетката в околната среда, причинявайки плазмолиза - отделяне на цитоплазмата от клетъчната мембрана. По подобен начин плазмолизата може да бъде предизвикана чрез третиране на участъци от растителна тъкан с концентрирани разтвори на захари или киселини.

Цитоплазмените мембрани регулират клетъчната пропускливост, като селективно задържат или пропускат молекули и йони на определени вещества в и извън клетката.

Вакуолата, подобно на цитоплазмата, също е заобиколена от проста мембрана, наречена тонопласт.

Основните структурни компоненти на мембраните са протеини и полярни липиди (фосфолипиди). Съществуват Различни видовеструктура на цитоплазмената мембрана: трислойна (от два слоя протеин с биомолекулен слой от липиди), гранулирана (от частици, чийто диаметър е около 100 10-10 m, или от по-малки частици - субединици). Понастоящем мембраната се разглежда като течна структура, пропита с протеини.

Повърхността на ядрата, пластидите и други цитоплазмени структури е покрита с двойна мембрана, състояща се от два реда прости мембрани, разделени от перинуклеарно пространство. Тези мембрани също така предотвратяват смесването на съдържанието на два съседни органела. Индивидуалните вещества преминават от един органел в друг само в строго определени количества, необходими за протичане на физиологични процеси в тъканите.

Клетъчните мембрани заедно със средните пластини се наричат ​​клетъчни стени. За разлика от мембраните, те се характеризират с пълна пропускливост.

Клетъчните стени съставляват 0,7...5,0% от мокрото тегло на зеленчуците и плодовете. Така в зеленчуците от групата на плодовете, например в тиквичките, тяхното количество не надвишава 0,7%. В листните зеленчуци - бяло зеле, маруля, спанак - около 2%. Кореноплодите имат най-високо съдържание на клетъчни стени - 2...4%.

Съставът на клетъчните стени се състои главно от полизахариди (80...95%) - фибри, хемицелулози и протопектин, поради което те често се наричат ​​въглехидрати на клетъчната стена. Съставът на клетъчните мембрани включва всички горепосочени полизахариди. Смята се, че средните плочи се състоят главно от киселинни полизахариди (протопектин), които играят ролята на междуклетъчно циментиращо вещество, което понякога се придружава от протеинови съединения, а в най-старите тъкани - лигнин.

Таблица 9.1. Съдържание на екстензин и хидроксипролин

в клетъчните стени на някои растителни храни(%)

В допълнение към въглехидратите, клетъчните стени съдържат азотни вещества, лигнин, липиди, восъци и минерали.

Сред азотните вещества в клетъчните стени на растителната тъкан е открит структурен разширителен протеин - полимер от групата на гликопротеините, чиято протеинова част е свързана с въглехидрати - арабинозни и галактозни остатъци. Молекулното тегло на протеиновата част на такива макромолекули е 50 000, удълженията имат формата на твърда пръчка и се състоят от 50% хидроксипролин. Клетъчната стена съдържа няколко протеинови фракции, които се различават по съдържание на хидроксипролин.

Екстеншъните в някои отношения наподобяват протеиновия колаген, който изпълнява подобни функции в животинските тъкани. Съдържанието на екстензин и хидроксипролин в клетъчните стени на различни зеленчуци и картофи не е еднакво (Таблица 9.1). Клетъчните стени на картофите са съставени от приблизително 1/5 екстензин. Клетъчните стени на кореноплодните зеленчуци съдържат 2 пъти по-малко от него, отколкото клетъчните стени на картофите; в клетъчните стени на пъпеша съдържанието на екстензин не надвишава 5%.

Съотношението на въглехидрати и екстензин в клетъчните стени зависи от вида на растителната тъкан. Клетъчните стени на много растителни храни са съставени от приблизително 1/3 целулоза, 1/3 хемицелулоза и 1/3 пектин и протеин. В клетъчните стени на доматите има различно съотношение -1:1 между въглехидрати и протеини.

Лигнинът е естествен полимер със сложна структура, който образува клетъчните стени на растенията. Играе ролята на инкрустиращо вещество, което свързва целулозните и хемицелулозните влакна. Ковалентно свързан с хемицелулозни полизахариди (xplan), с пектинови вещества и протеин. Съдържанието на лигнин в растителните тъкани зависи от техния вид и степен на лигнификация. Значително количество лигнин се съдържа в клетъчните стени на цвеклото и морковите, по-малко от него се натрупва в бялото зеле.

Поради факта, че омекването на картофите, зеленчуците и плодовете, което се случва по време на тяхното термично готвене, е свързано с разрушаването на клетъчните стени, изглежда целесъобразно да се разгледа структурата на последните.

Според съвременните представи клетъчната стена е високоспециализирана единица, състояща се от различни полимери (целулоза, хемицелулоза, пектинови вещества, протеини и др.), чиято структура е различни растениякодирани със същата степен на точност като структурата на протеиновите молекули.

На фиг. Фигура 9.4 показва модел на структурата на първичната клетъчна стена.

Първичната клетъчна стена се състои от целулозни влакна (микрофибрили), които заемат по-малко от 20% от обема на хидратираната стена. Разположени успоредно в клетъчните стени, целулозните влакна образуват мицели с помощта на водородни връзки, които имат правилна, почти кристална опаковка. Един целулозен мицел може да бъде отделен от друг на разстояние, равно на десет от неговите диаметри. Пространството между целулозните мицели е запълнено с аморфно основно вещество (матрица), състоящо се от пектинови вещества, хемицелулози (ксилоглюкан и арбиногалантан) и структурен протеин, свързан с тетразахариди.

Първичната клетъчна стена се разглежда като цяла торбовидна макромолекула, чиито компоненти са тясно свързани помежду си. Между целулозните мицели и ксилоглюкана съществуват множество водородни връзки. На свой ред, ксилоглюканът е ковалентно свързан със страничните галактанови вериги на пектиновите вещества, а пектиновите вещества са ковалентно свързани със структурния протеин чрез арабиногалактан.

Като се има предвид, че клетъчните стени на много зеленчуци и плодове се отличават с относително високо съдържание на двувалентни катиони, главно Ca и Mg (0,5...1,0%), хелатни връзки под формата на солеви връзки могат да възникнат между пектинови молекули, съдържащи свободен карбоксил групи мостове.

Ориз. 9.4. Структура на първичната клетъчна стена (според Albersheim):

1 - целулозни микрофибрили: 2 - ксилоглюкан; 3 - основен

рамногалактуронови вериги от пектинови вещества; 4 - страничен

галактанови вериги от пектинови вещества; 5-структурен протеин

с арабинозни тетразахариди; 6- арабиногалактан

Вероятността за образуване на солеви мост и степента на естерификация на полигалактуронови киселини са обратно пропорционални. Солните мостове помагат за укрепване на клетъчните стени и паренхимната тъкан като цяло.

Обвивните тъкани на картофени клубени, кореноплодни и други зеленчуци се характеризират с намалена хранителна стойност поради концентрацията на фибри и хемицелулоза в тях, следователно при готвене на картофи и повечето зеленчуци тези тъкани се отстраняват.

Клубените се различават от коренищата по това, че стъблата им са къси и дебели, а листата са недоразвити. Като всеки летораст имат пъпки и са разположени на върха и в пазвите на недоразвитите листа. Върху грудките не се развиват адвентивни корени. Картофените клубени не израстват веднага от подземни пъпки. Първо, дълга бяла подземна издънка израства от пъпката - столона. Столонът живее по-малко от година. Върхът започва да се удебелява с течение на времето и се превръща в грудка до есента.

Грудката натрупва много нишесте под формата на малки зърна. Картофената грудка е модифициран издънка с удебелено стъбло и малки листа.

Какво да правя.Обмисли външна структуракартофена грудка.

Какво да гледам.Намерете по повърхността му апикалните и аксиларните пъпки (очи), листни белези (ръбове) и белег от отделен столон.

Какво да правя.Пребройте броя на очите на грудката.

Какво да гледам.Намерете горната част и основата на грудката.

Обърнете внимание на неравномерното разпределение на очите върху удебеленото стъбло.

Тази част от грудката, където има повече очи, се нарича връх, а противоположната част, където е белегът от столона, се нарича основа.

Какво да правя.Нарежете грудката на две части. Поставете капка йоден разтвор върху отрязаната грудка.

• Как се е променил цветът на нарязаната грудка?
• Какви вещества се отлагат в клетките на клубена?
• Какво е значението на грудката в живота на растението?

Подгответе се за доклада.Начертайте в тетрадката си външен видгрудка и етикетирайте нейните части. Запишете признаците, които доказват, че грудката е издънка.