»: Повишен брой бели кръвни клетки, бактериална инфекция, картофите съдържат нишесте, насекомите пренасят болести тези и други подобни твърдения могат да се чуят отвсякъде. Всеки ден от телевизионните екрани, от устните на познати, от страниците на вестници и списания една и съща информация влиза в нашия мозък. Информация, която, както изглежда, е притежание само на специалисти лекари и биолози. В крайна сметка те се справят с тези проблеми в ежедневието си. Един прост човек получава само заключения от определени изследвания, сухи думи, които нямат видимост. В тази статия ще се опитам да разкажа просто за комплекса. За това как всеки може да доближи до себе си привидно неуловимия свят на клетките и микроорганизмите.

Минаха две години, откакто гледам този свят у дома, и една година, откакто снимам. През това време успях да видя със собствените си очи какво представляват кръвните клетки, какво пада от крилете на пеперудите и молците, как бие сърцето на охлюв. Разбира се, много може да се научи от учебници, видео лекции и тематични сайтове. Единственото нещо, което не би се разбрало е усещането за присъствие и близост до нещо, което не се вижда с просто око. Това, което е прочетено в книга или видяно в телевизионно предаване, вероятно ще бъде изтрито от паметта за много кратко време. Видяното лично през обектива на микроскоп ще остане с вас завинаги. И ще остане не толкова образът на видяното, колкото разбирането, че светът е устроен по този начин, а не по друг начин. Че това не са просто думи от книга, а личен опит. Изживяване, което вече е достъпно за всеки.

Какво да купя?

Театърът започва със закачалка, а проучването започва с покупката на оборудване. В нашия случай това ще бъде микроскоп, защото не можете да видите много през 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 обектива. Не всяка биологична проба е добра за изследване при големи увеличения. Това се дължи на факта, че по-голямото увеличение на оптичната система предполага по-малка дълбочина на полето. Следователно изображението на неравните повърхности на лекарството ще бъде частично замъглено. Затова е важно да имате комплект лещиИ окуляри, което позволява наблюдение в целия диапазон на увеличение: 10–20×, 40–60×, 100–200×, 400–600×, 900–1000×. Понякога е оправдано увеличение от 1500x, което се постига чрез закупуване на окуляр с 15x и обектив 100x. Всичко, което увеличава повече, няма да добави забележимо разделителна способност, тъй като при увеличения от около 2000–2500 × така наречената „оптична граница“, поради феномена на дифракция, вече е близо.

Следващият важен момент е видът на дюзата. Обикновено има монокулярни, бинокулярни и тринокулярни разновидности. Принципът на класификация се основава на това с колко очи искате да погледнете даден обект. В случай на монокулярна система трябва да присвивате очи, постоянно променяйки очите си от умора по време на продължително наблюдение. Тук на помощ ще ви дойде приставка за бинокъл, 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. Не бива да се бърка бинокълсъс стерео микроскоп. Последният позволява да се постигне обемно възприемане на наблюдавания обект поради наличието на две лещи, докато бинокулярните микроскопи просто подават едно и също изображение към двете очи. За фото и видео заснемане на микрообекти ще ви трябва „трето око“, а именно дюза за инсталиране на камерата. Много производители произвеждат специални камери за своите модели микроскопи, въпреки че можете да използвате 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 на светлината, отразена от огледалото. Сега микроскопите са сложни оптико-механични и електрически устройства, в които се използват напълно 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. В същото време в местата, където лекарството е оптически прозрачно, светлината се разпространява от кондензатора към лещата, а в непрозрачна среда светлината се абсорбира, оцветява се 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 така, 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, които попадат върху непрозрачен обект, се разпръскват върху него във всички посоки, включително и 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 не са контрастни 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. Използват се в професионални изследвания и имат адекватна цена. Обективите с голямо увеличение (например 100x) имат числова апертура по-голяма от 1, което предполага използването на масло при наблюдение - т.нар. потапяне. Ето защо, ако в допълнение към „сухите“ лещи вземете и имерсионни лещи, трябва предварително да се погрижите за имерсионното масло. Коефициентът му на пречупване трябва задължително 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 управление. Струва си да изберете типа осветител, който може да бъде или обикновена лампа с нажежаема жичка, или светодиод, който свети по-ярко и се нагрява по-малко. Също така микроскопите могат да имат индивидуални характеристики. Но основното, което трябва да се каже за тяхното устройство, може би е казано. Всяка допълнителна опция е добавка към цената, така че изборът на модел и конфигурация е на крайния потребител.

Напоследък се наблюдава тенденция за закупуване на микроскопи за деца. Такива устройства обикновено са монокуляри с малък набор от обективи и скромни параметри, те са евтини и могат да служат като добра отправна точка не само за директни наблюдения, но и за запознаване с основните принципи на работа на микроскопа. След това детето вече 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 в работата с микроскоп, нито в изготвянето на препарати. Разбира се, можете да закупите далеч от евтини комплекти готови препарати, но тогава усещането за вашето лично присъствие в кабинета няма да бъде толкова ярко и рано или късно готовите препарати ще ви омръзнат. Ето защо, след като сте закупили микроскоп, си струва да помислите за реални обекти за наблюдение. Освен това ще ви трябват, макар и специални, но достъпни средства за приготвяне на препарати.

Наблюдението в пропускаща светлина предполага, че изследваният обект е достатъчно тънък. Дори не всяка кора от зрънце или плод сама по себе си има необходимата дебелина, затова срезовете се изследват под микроскоп. В домашни условия с обикновени ножчета за бръснене могат да се направят доста адекватни порязвания. С известно умение е възможно да се постигне дебелина на среза от няколко клетъчни слоя, което значително ще увеличи диференцируемостта на обектите на проби. В идеалния случай трябва да работите с едноклетъчен слой тъкан, тъй като няколко слоя клетки, насложени един върху друг, създават размито и хаотично изображение.

Тестовият препарат 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. Но не всеки препарат залепва добре за стъклото, затова се използват методи за фиксиране. Основните фиксатори са огън и алкохол. Първият метод изисква определено умение, тъй като можете просто да "изгорите" лекарството. Вторият начин често е по-оправдан. Не винаги е възможно да получите чист алкохол, така че можете да закупите антисептик в аптека като заместител, който всъщност е алкохол с примеси. Също така си струва да закупите там йод и зеленина. Тези познати ни дезинфектанти всъщност се оказват добри багрила за препарати. В крайна сметка не всяко лекарство разкрива същността си на пръв поглед. Понякога той трябва да „помогне“, като оцвети оформените си елементи: ядро, цитоплазма, органели.

За да вземете кръвни проби, трябва да закупите скарификатори, пипети и памучна вата. Всичко това се продава в медицински магазини и аптеки. Освен това, за да събирате предмети от дивата природа, запасете се с малки торбички и буркани. Носенето на буркан със себе си, за да събирате вода от най-близкия водоем, когато излизате сред природата, 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-достъпните. Какво по-достъпно от кора 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. Това преживяване, добре познато от училище, може би си струва първо да се направи. Самата кора от лук трябва да се излее с йод и да се остави да се оцвети за 10-15 минути, след което трябва 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 картоф, нарязан в йод, ще покаже слоеве нишесте, които ще се превърнат в Син цвят. Йодът е доста универсално багрило. Те могат да оцветят широк спектър от препарати.

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

Фигура 2. Лукова кора(увеличение: 1000 ×). Оцветява се с азур-еозин. На снимката ядрото се диференцира в ядрото.

Фигура 3. Зърна нишесте в картофи(увеличение: 100×). Оцветени с йод.

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

Това явление се нарича хидрофобност. Говорихме подробно за това 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 някакъв вид „прах“ лети от него. На снимките ясно се вижда, че този прах са люспи от крилата им (фиг. 7). Те имат различна формаи доста лесно се къса.

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

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

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

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

Следващото нещо, което трябва да наблюдавате, е кората на горски плодове и плодове (фиг. 10 и 11). Не всички плодове и горски плодове имат кора, приемлива за наблюдение с микроскоп. Или неговата клетъчна структура може да не може да се диференцира, или дебелината му няма да позволи постигането на ясен образ. По един или друг начин, трябва да направите много опити, преди да получите добро лекарство. Ще трябва да сортирате различни сортове грозде - например, за да намерите такъв с оцветители в кожата, който да е с "приятна за окото" форма или да направите няколко разреза на кожата на слива, докато постигнете едноклетъчен слой. Във всеки случай наградата за свършената работа ще бъде достойна.

Фигура 10. Кожа 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 обект за изследване е зеленината: трева, водорасли, листа (фиг. 12 и 13). Но въпреки вездесъщността, изберете и гответе добър примерне се случва толкова лесно.

Най-интересното нещо в зеленината са може би хлоропластите (фигури 14 и 15). Следователно разрезът трябва да е изключително тънък. Често зелените водорасли, открити във всякакви открити резервоари, 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.Оцветява се с азур-еозин по Романовски (увеличение: 1000 ×). На снимката еозинофил на фона на еритроцити.

самият учен

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

След изследване на прости и достъпни лекарства, естественото желание е да се усложнят техниките за наблюдение и да се разшири класът на обектите, които се изследват. За да направите това, първо, имате нужда от литература за специални методи на изследване и, второ, специални средства. Тези инструменти, въпреки че са специфични за всеки тип обект, все пак имат известна общност и универсалност. Например, добре познатият метод на оцветяване по Грам, когато различни видовебактериите след оцветяване се диференцират по цветове; може да се използва и при оцветяване на други, небактериални клетки. Близък до него всъщност е методът за оцветяване на кръвни петна по Романовски. В продажба има както готова течна боя, така и прах, състоящ се от багрила като лазур и еозин. Всички бои могат да бъдат закупени в специализирани биомедицински 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 прикачи чаша с оцветено кръвно намазка към анализа.

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 еритроцитите в кръвта във времената, когато не е имало устройства за автоматичен анализ на нейния състав, камерата Goryaev също ви позволява да измервате размера на обектите благодарение на приложената към нея маркировка с известни размери на разделение. Методите за изследване на кръв и други течности с помощта на камерата Goryaev са описани в специална литература.

Заключение

В тази статия се опитах да разгледам основните точки, свързани с избора на микроскоп, импровизирани средства и основните класове обекти за наблюдение, които са лесни за среща в ежедневието и в природата. Както вече споменахме, специалните инструменти за наблюдение изискват поне първоначални умения за работа с микроскоп, така че техният преглед е извън обхвата на тази статия. Както се вижда от снимките, микроскопията може да се превърне за някого в приятно хоби, а може би и в изкуство.

IN модерен свят, където различни технически средстваи уредите са на пешеходно разстояние, всеки сам решава за какво да харчи парите си. От съображения за забавление това може да бъде скъп лаптоп или телевизор със скандален размер на диагонала. Но има и такива, които откъсват очи от екраните и ги насочват или далеч в космоса, придобивайки телескоп, или, гледайки в окуляра на микроскоп, проникват дълбоко вътре. 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 кръвни клетки и костен мозък;
4. Коржевски Д.Е. (2010). Основи на хистологичната техника.

Колумнистът на BBC Future реши да разбере повече за най-популярния кореноплод в много страни и за свойствата, които правят една или друга негова разновидност оптимална за готвене на едни ястия и напълно неподходяща за други ... Варени, печени, пържени или начукани - без значение как готвите картофи, развалянето им е, общо казано, трудно.

(Според най-добрата рецепта за картофено пюре, която знам, между другото, предварително разтопеното масло трябва да се добавя към сварените картофи постепенно и докато спре да се абсорбира.)
Това е толкова познат хранителен продукт за нас, че когато го приготвяме, често не отчитаме разликата дори между видовете, които изглеждат различни един от друг.

Междувременно не всеки картоф е подходящ за пържене във фритюрник и само някои сортове са добри в салата. В училищните уроци по домашна икономика обикновено не учат да различават картофите по сорт и всичко ни се струва „на едно и също лице“.
Но всеки, който е опитвал един и същ сорт както пържен, така и варен за салата, знае много добре, че и в света на кореноплодните няма равенство.
Сортовете се различават по своите химичен състави съответно технологични свойства. Така че, ако искате да успеете в ястие с картофи, е много важно да изберете грудки с правилните характеристики.

Към фритюрника, например, някои видове не трябва да се допускат по никакъв начин. Наскоро се убедих в това в кухнята си и алармените сигнали от детектора за дим разсеяха последните ми съмнения относно професионалната годност на вида картофи, от които напразно се опитах да направя чипс.

Има стотици различни сортове картофи и според диетолозите и животновъдите грудките с жълтеникава, кафява, лилава или червена кора могат да бъдат доста различни един от друг не само на външен вид, но и по химичен състав.
Основната разлика е в процентното съдържание на нишесте, като по този критерий картофите се делят на две основни категории.

Първият тип - нишестени (или брашнести) - включва картофи с високо съдържание на нишесте (средно около 22% от масата на грудката, според резултатите от изследване на Даяна Маккомбър, цитирано в нейната работа от диетолог Гай Кросби).
Той е сух и люспест; при топлинна обработка придобива гранулирана текстура.

Жадувате за хрупкави пържени картофи? Тогава се опитайте да не използвате така наречения восъчен картоф - с него няма да получите желания резултат.Образцов представител на нишестените картофи (поне в САЩ) е сортът Russet, който има червеникава кожа. Идеален е за пържене. Ниското съдържание на вода означава, че когато чипсът влезе в контакт с врящо масло, по-голямата част от водата извира, преди да се образува коричка на повърхността, оставяйки достатъчно влага, за да изпари вътрешностите на всяко парче.

Многобройните молекули на нишестето в картофа Russet спомагат за покафеняването на ръбовете на нарязаните филийки и тъй като месестата част е доста плътна, чипсът не е застрашен от недоваряване поради маслото, което е проникнало дълбоко вътре.
Нишестените картофи също са подходящи за пюре и печене.
Сравнявайки двата вида варени картофи под микроскоп, изследователите открили интересни разлики.
Но горко на готвача, който вари картофи с високо съдържание на нишесте за салата - абсорбирайки вода, той бързо ще се разпадне.

В салата е по-добре да поставите картофи от восъчни сортове, които имат тънка кожа и водниста каша. Съдържа само около 16% нишесте, а при варене грудките запазват целостта на тъканта.
Много от сортовете, принадлежащи към тази категория, между другото, имат красиви имена, често произлизащи от женски имена: "Шарлот", "Аня", "Кара" ...
Сравняване на миналото под микроскоп топлинна обработканишестени и восъчни картофи, изследователите откриха интересни разлики между двете.
За разлика от восъчните разновидности, брашнестите молекули на нишестето са склонни да изсмукват влагата от съседните тъканни области.
Ето защо нишестените сортове се възприемат от нас като сухи и ронливи, а восъчните разпознаваме по воднистостта им.
Под микроскоп можете да видите, че клетките, които изграждат тъканта на нишестените картофи, се разпадат на малки групи по време на готвене, като трохи от пясъчно тесто, и грудката губи своята структурна цялост. Восъчните картофи, напротив, запазват формата си перфектно.Това се обяснява с факта, че при варени брашнести картофи разграждането на нишестените зърна, съдържащи се в клетките, започва при по-ниски температури, отколкото при восъчните картофи (разликата е почти 12C).

В резултат на това при първия тип междуклетъчните връзки се отслабват по-бързо и клетъчните стени се разрушават на по-ранните етапи от процеса на топлинна обработка.
Не всеки вид картофи е подходящ и за любимото на мнозина картофено пюре.
Тези свойства на картофите е важно да се вземат предвид при избора на сорт, който отговаря на определена кулинарна задача. Това знание обаче може да е необходимо не само у дома в кухнята.

Статията на Реймънд Уилър, Картофи за поддържане на живота на човека в космоса, говори за експерименти за отглеждане на картофи при нулева гравитация.

За пилотираните междупланетни полети способността да се отглеждат ядливи плодове ще бъде ключова и от десетилетия се провеждат експерименти, за да се установи как се държат картофите и другите култури в камери за растеж при различни условия на околната среда.Сортовете, които са свързани с нишестения тип, се тествани , и да восък, и, очевидно, готвачите няма да могат да се отърват от проблема с избора дори в космоса.

Въпреки това онези астроготвачи, които стигнат до Юпитер, ще бъдат възнаградени - според някои учени чипсът, приготвен в условията на гравитацията на тази планета, има перфектната хрупкавост.
Но ние имаме други закони на привличането на Земята. И тогава китайското правителство неочаквано обяви, че картофите вече ще станат основна храна в китайската диета, заедно с ориза и пшеницата.
Досега картофите в Китай се използват главно като подправка за ориз, а не като пълноценна гарнитура.

В китайската кухня ситно нарязаните грудки обикновено се мариноват в оцет и след това се пържат с люта чушкаЧили. Друг популярен метод за готвене е задушаване с добавка на соев сос и анасон.
Обещаният статут на основен продукт обаче изобщо не означава, че с придобиването му картофите ще заемат по-видна позиция на китайската трапеза. Малко вероятно е печеният "Russet" да замени традиционния ориз.
Според наблюдателите на whatsonweibo.com, който отразява основните тенденции в китайските медии, включително социалните медии, кулинарният живот на Китай най-вероятно ще включва не цели картофени ястия, а продукти от картофено брашно, като юфка и кифли.

Ако е така, тогава китайските потребители няма да се налага да си блъскат мозъка, за да изберат правилния сорт картофи, изборът ще бъде направен за тях от производителя.

МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО, НАУКАТА И МЛАДЕЖТА

РЕПУБЛИКА КРИМ

КРИМСКА РЕПУБЛИКАНСКА НЕУЧИЛИЩНА ОБРАЗОВАТЕЛНА ИНСТИТУЦИЯ

„ЦЕНТЪР ЗА ЕКОЛОГИЧНО И НАТУРАЛИСТИЧНО ТВОРЧЕСТВО

УЧЕНИЧЕСКА МЛАДЕЖ»

ОТКРИТ ЛАБОРАТОРЕН УРОК:

ИЗУЧАВАНЕ НА СТРУКТУРАТА НА РАСТИТЕЛНАТА КЛЕТКА

Разработено от:

Кузнецова Елена Юриевна, методолог най-високата категория,

ръководител на учебния екип

„Основи на биологията”, д-р.

Симферопол, 2014 г

Тема на урока: Изследване на структурата растителна клеткапод микроскоп

Мишена: да консолидира и задълбочи знанията за структурните характеристики на растителната клетка.

Тип урок: лабораторно занятие

Използвани форми и методи: разговор, тестване, работа с микроскопска апаратура.

Въведени понятия: клетъчна стена, ядро, вакуола, хлорофилни зърна, нишестени зърна, плазмолиза, деплазмолиза.

Материали и оборудване: микроскопи с принадлежности, вода, 5% физиологичен разтвор, сочни люспи от лук, лист от валиснерия, картофи.

План на урока:

Актуализация на знанията. Тестване.

Устройството на микроскопа и работа с микроскопско оборудване.

Метод за производство на временни препарати. Приготвяне на препарата на епидермиса от сочни люспи от лук, микроскопия.

Създаване на експеримент. Явленията плазмолиза и деплазмолиза.

Нишестени зърна от картофена каша.

Хлорофилни зърна от листа на Vallisneria.

Напредък на урока:

1. Актуализация на знанията. Тестване.

Тестови задачи по темата "Устройство на растителна клетка"

1 Какви органели липсват в животинска клетка:

а) митохондрии б) пластиди в) рибозоми г) ядро

2. В кои органели се образува първично нишесте:

3. В кои органели се извършва окислително фосфорилиране:

а) митохондрии б) хлоропласти в) ядро ​​г) рибозоми

4. Коя група липиди формира основата на клетъчните мембрани:

а) неутрални мазнини б) фосфолипиди в) восъци г) каротеноиди

5. Растителната клетка, за разлика от животинската клетка, има:

а) ендоплазмен ретикулум б) комплекс на Голджи

в) вакуола с клетъчен сок г) митохондрии

6. Гранулираният ендоплазмен ретикулум се различава от агрануларния по наличието на:

а) центрозоми б) лизозоми в) рибозоми г) пероксизоми

7. Митохондриите се наричат ​​енергийни станции на клетката. Това име на органелите е свързано с тяхната функция:

а) протеинов синтез б) вътреклетъчно храносмилане

в) транспорт на газове, по-специално кислород г) синтез на АТФ

8. Запас хранителни веществаклетки се намират в:

а) ядро ​​б) хлоропласти в) ядро ​​г) левкопласти

9. В кой от тези органели се извършва фотофосфорилиране:

Устройството на микроскопа и работа с микроскопско оборудване.

Част механично устройствоМикроскопът включва статив, предметна маса, осветителна система, стойка, микрометричен винт, тръба и револвер.

Обектът на изследване се поставя върху предметната маса. Под предметната маса е разположено осветително устройство; включва двустранно огледало. Събирайки лъчите, идващи от източника на светлина, вдлъбнатото огледало ги отразява под формата на лъч от лъчи, който се насочва към обекта през отвор в центъра на масата.

Оптичната система на микроскопа се състои от окуляр, обектив и свързваща ги тръба. Лещите са два вида: за малко и голямо увеличение на изображението. Ако е необходимо да се смени обектива, те използват револвер - вдлъбната кръгла пластина със завинтени в нея лещи. Цялата оптична система е подвижна: като я повдигат чрез въртене на стелажа обратно на часовниковата стрелка или я спускат чрез въртене по посока на часовниковата стрелка, те намират позиция, в която обектът става видим за наблюдателя.

Устройството на микроскопа:

1 - окуляр; 2- револвер за смяна на обективи; 3 - леща;

4 - багажник за груб пикап;

5 - микрометричен винт за прецизно насочване; 6 - предметна маса; 7 - огледало; 8 - кондензатор

3. Методика за изработка на временни препарати. Приготвяне на препарата на епидермиса от сочни люспи от лук, микроскопия.

Пригответе предметно стъкло с капка вода;

От месестите люспи на луковицата изрежете малко парче (около 1 cm 2) от вътрешната (вдлъбната) страна със скалпел, отстранете прозрачния филм (епидермиса) с пинсети или игла. Поставете готовата капка и поставете покривно стъкло;

Да изследва структурата на клетката при малко и голямо увеличение;

Начертайте една клетка. Маркирайте клетъчната стена, париеталния слой на цитоплазмата, ядрото, вакуолата с клетъчен сок.

Структурата на растителната клетка

Създаване на експеримент. Явленията плазмолиза и деплазмолиза.

Пригответе нов препарат от люспи от лук. Извадете образеца от предметния стол на микроскопа, сменете водата под покривното стъкло с 5% разтвор на готварска сол (NaCl). Покривното стъкло може да бъде оставено: поставете капка от разтвора близо до него, така че да се слее с водата под стъклото и след това прикрепете лента от филтърна хартия от другата страна. Разтворът ще влезе под покривното стъкло и ще замени водата.

Поставихме клетката в хипертоничен разтвор, т.е. концентрацията на разтвора извън клетката надвишава концентрацията на веществата в клетката. В същото време водата напуска вакуолата, обемът на вакуолата намалява, цитоплазмата се отдалечава от мембраната и се свива заедно с вакуолата. Има един феномен плазмолиза .

В зависимост от степента на концентрация на взетия разтвор, скоростта на обработка и формата на клетката, моделите на плазмолизата могат да бъдат различни.

Ако плазмолизата протича бавно в слаб разтвор, съдържанието на клетката най-често първо се отдалечава от мембраната в краищата на клетката (ъглова плазмолиза), могат да бъдат засегнати големи участъци от клетката (вдлъбната плазмолиза). Съдържанието на клетката може да се раздели в една кръгла капка (изпъкнала плазмолиза). Когато клетката е изложена на по-силен разтвор, плазмолизата протича по-бързо и има картини на конвулсивна плазмолиза, при която съдържанието остава свързано с мембраната чрез множество Hecht нишки.

Феноменът на плазмолизата

A - Растителна клетка:

1 - клетъчна стена;

2 - вакуола;

3 - париетален слой на цитоплазмата;

4 - ядро.

B - D - Плазмолиза:

B - ъгъл;

B - вдлъбнат;

G - изпъкнал;

D - конвулсивен

5 - Hecht нишки

По време на плазмолизата клетката остава жива. Освен това индикатор за жизнеспособността на клетката може да бъде нейната способност за плазмолиза. Когато клетката се върне към чиста вода, деплазмолиза , при което клетката отново абсорбира вода, вакуолата се увеличава по обем и цитоплазмата, притискайки мембраната, я разтяга.

Начертайте различните етапи на плазмолизата с подходящата нотация.

Извършете явлението деплазмолиза, като изместите солния разтвор изпод покривното стъкло с вода и филтърна хартия.

Нишестени зърна от картофена каша

нишестени зърна - основният вид резервни хранителни вещества на растителна клетка. Те се образуват само в пластидите на живите клетки, в тяхната строма. Зърната на асимилационното (първично) нишесте се отлагат в хлоропластите на светлина, които се образуват с излишък от продукти на фотосинтезата - захари.

Пригответе препарат от нишестени зърна от картофена каша. За тази цел изстискайте сока от пулпата на картофена грудка върху предметно стъкло в капка вода. Разгледайте под микроскоп, нарисувайте.

Нишестени картофени зърна

Хлорофилни зърна от листа на Vallisneria

Пригответе препарат от лист Vallisneria, като поставите доста големи клетки от долната трета на листното острие в центъра на зрителното поле, недалеч от средната жилка. Разгледайте тази област под голямо увеличение, скицирайте хлоропластите.

Хлоропласти в листни клетки на Vallisneria

Изводи от урока:

Определете разликите между растителни и животински клетки;

Установете модели на осмотични явления в клетката.

Домашна работа :

Решете кръстословицата "Клетъчна структура"

Кръстословица "Клетъчна структура"

Хоризонтално: 2 . Течно подвижно съдържание на клетката. 5 . Основният органел на клетката. 8 . Компонентмикроскоп. 10 . единица от жив организъм. 12 . Просто увеличително устройство. 13 . Тръба в микроскоп с поставени лупи. 16 . Производител на микроскопи. 18 . Физиологичен процес, присъщ на живата клетка. 19 . На които се приготвят препарати. 22 . Областта между клетките с разрушено междуклетъчно вещество, изпълнена с въздух.

Вертикално: 1 . Окулус ( лат.). 3 . Труден оптичен инструмент. 4 . Тънък участък в клетъчната мембрана. 6 . Основна структураядки. 7 . Клетъчна кухина, пълна с клетъчен сок. 9 . Частта в горния край на тръбата на микроскопа, състояща се от рамка и две лупи. 11 . Частта от микроскопа, към която е прикрепена тръбата. 14 . капак на клетката. 15 . Малки тела в цитоплазмата на растителна клетка. 17 . Част от луковицата, от която се приготвя дрогата. 20 . Частта от микроскопа, разположена в долния край на тръбата. 21 . водно растение, в чиито листни клетки можете да видите движението на цитоплазмата.

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 черупка, която е първичната клетъчна стена.

Обвивките на всяка две съседни клетки се закрепват с помощта на средните пластинки, образуващи гръбнака на паренхимната тъкан (фиг. 9.3).

Контактът между съдържанието на клетките 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, смлени зеленчуци) или перидерма (картофи, цвекло, ряпа и др.).

Тъй като пресните зеленчуци съдържат значително количество вода, всички структурни елементитяхната паренхимна тъкан е хидратирана до известна степен. Водата като разтворител има важен ефект върху механични свойстварастителна тъкан. Чрез хидратиране до известна степен на хидрофилни съединения, той пластифицира структурата на стените и средните плочи. Това осигурява достатъчно високо тургорно налягане в тъканите.

Тургорът е състояние на напрежение, възникващо от 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. И така, картофи и кореноплодни култури с отслабена обиколка-планина преди механично почистванепрепоръчва се да се накисва за няколко часа, за да се намали времето за обработка и да се намалят отпадъците.

Ориз. 9.2. Структурата на растителната клетка

Ориз. 9.3. Стена на растителна тъкан:

1 -- средна плоча; 2 - плазмалема.

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

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

Основната маса от захари, съдържащи се в картофи, зеленчуци и плодове в свободно състояние, разтворим пектин, органични киселини, водоразтворими витамини и полифенолни съединения е концентрирана във вакуоли.

Клетъчният сок съдържа приблизително 60 ... 80% минерали от общото им количество в зеленчуците и плодовете. Солите на едновалентните метали (калий, натрий и др.) са почти напълно концентрирани в клетъчния сок. Солите на калций, желязо, мед, магнезий се съдържат в него малко по-малко, 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 вакуоли.

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

Пластидите са органели, които присъстват 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.

В състава на хлоропластите, освен хлорофил, влизат 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, сливи ренклод 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, 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 съдържащи се в тях нишестени зърна са разположени в пространство, ограничено от обвивката на амилопласти или други пластиди.

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

Мембраните са активен молекулярен комплекс, способен да обменя вещества и енергия.

Цитоплазмата на границата с клетъчната стена е покрита с проста мембрана, наречена плазмалема. Външният ръб на плазмалемата може да се види при изследване на растителни тъканни препарати, третирани с концентриран физиологичен разтвор под микроскоп. Поради разликата между осмотичното налягане вътре в клетката и извън нея, 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 чрез селективно задържане или преминаване на 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 видовеструктури 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, проникната от 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 предотвратяват смесването на съдържанието на два съседни органела. Индивидуалните вещества преминават от един органел в друг само в строго определени количества, необходими за протичането на физиологичните процеси в тъканите.

Клетъчните стени в комбинация 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 прясното тегло на зеленчуците и плодовете. Така че в зеленчуците от групата на плодовете, например в тиквичките, техният брой не надвишава 0,7%. В листните зеленчуци бяло зеле, маруля, спанак - около 2%. Кореноплодите се различават по най-високото съдържание на клетъчни стени - 2 ... 4%.

Съставът на клетъчните стени включва главно полизахариди (80 ... 95%) - целулоза, хемицелулоза 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.

Таб.9.1. Съдържанието 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.

От азотните вещества в клетъчните стени на растителната тъкан е открит структурен протеин на разширение - полимер от групата на гликопротеините, чиято протеинова част е свързана с въглехидрати - остатъците от арабиноза и галактоза. Молекулното тегло на протеиновата част на такива макромолекули е 50 000, разширението има формата на твърда пръчка, 50% се състои от хидроксипролин. Клетъчната стена съдържа няколко протеинови фракции, които се различават по съдържанието 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 картофа се състоят от около 1/5 екстензин. В клетъчните стени на кореноплодните култури се съдържа 2 пъти по-малко, отколкото в 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 около 1/3 целулоза, 1/3 хемицелулоза и 1/3 пектин и протеин. В клетъчните стени на доматите има друго съотношение 1:1 между въглехидрати и протеини.

Лигнинът е сложен естествен полимер, който образува клетъчните стени на растенията. Играе ролята на инкрустиращо вещество, което държи заедно целулозните и хемицелулозните влакна. Той е ковалентно свързан с хемицелулозни полизахариди (xplan), пектини и протеини. Съдържанието на лигнин в растителните тъкани зависи от техния вид и степен на лигнификация. Значително количество лигнин се съдържа в клетъчните стени на цвеклото, морковите, по-малко се натрупва в бялото зеле.

Поради факта, че омекването на картофите, зеленчуците и плодовете, което се случва при термичното им готвене, е свързано с разрушаването на клетъчните стени, изглежда целесъобразно да се разгледа структурата на последните.

Според съвременните представи клетъчната стена е високоспециализиран агрегат, състоящ се от различни полимери (целулоза, хемицелулози, пектини, протеини и др.), чиято структура е различни растениякодирани със същата степен на точност като структурата на протеиновите молекули.

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

Първичната клетъчна стена се състои от влакна (микрофибрили) от целулоза, които заемат по-малко от 20% от обема на хидратираната стена. Тъй като са успоредни в клетъчните стени, целулозните влакна образуват мицели с помощта на водородни връзки, които имат правилна, почти кристална опаковка. Една целулозна мицела може да бъде отделена от друга на разстояние, равно на десет нейни диаметъра. 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 макромолекула, подобна на торба, чиито компоненти са тясно свързани помежду си. Между целулозните мицели и ксилоглюкана съществуват множество водородни връзки. На свой ред ксилоглюканът е ковалентно свързан с галактановите странични вериги на пектиновите вещества, а пектиновите вещества чрез арабиногалактана са ковалентно свързани със структурния протеин.

Като се има предвид, че клетъчните стени на много зеленчуци и плодове се характеризират с относително високо съдържание на двувалентни катиони, главно Ca и Mg (0,5 ... 1,0%), хелатните връзки под формата на солни мостове.

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

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

рамногалактуронови вериги от пектинови вещества; 4 - страна

галактанови вериги от пектинови вещества; 5-структурен протеин

с арабинозни тетразахариди; 6- арабиногалактан

Вероятността за образуване на солни мостове и степента на естерификация на полигалактуронови киселини са обратно пропорционални. Солните мостове допринасят за укрепването 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 по време на готвене на картофи и повечето зеленчуци тези тъкани се отстраняват.