Tipuri speciale de microscopie
Câmp întunecat. Un condensator special este folosit pentru a evidenția structurile contrastante ale materialului nevopsit. Microscopia în câmp întunecat vă permite să observați obiecte vii. Obiectul observat apare iluminat pe un câmp întunecat. În acest caz, razele de la iluminator cad pe obiect din lateral și doar razele împrăștiate intră în lentilele microscopului.
Microscopie cu contrast de fază vă permite să studiați obiecte vii și nevopsite. Când lumina trece prin obiecte pictate, amplitudinea undei luminoase se modifică, iar când lumina trece prin obiecte nevopsite, faza undei luminoase se modifică, care este folosită pentru a obține imagini cu contrast ridicat în microscopia cu contrast de fază și interferență.
Microscopia de polarizare - imagistica structurilor anizotrope necolorate (de exemplu, fibre de colagen și miofibrile).
Microscopia de interferență combină principiile microscopiei de contrast de fază și de polarizare și este utilizată pentru a obține imagini de contrast ale obiectelor nevopsite.
Microscopia cu fluorescență folosit pentru observarea obiectelor fluorescente (luminescente). Într-un microscop cu fluorescență, lumina dintr-o sursă puternică trece prin două filtre. Un filtru oprește lumina în fața probei și transmite lumină cu lungimea de undă care excită fluorescența din eșantion. Un alt filtru permite trecerea luminii cu lungimea de undă emisă de obiectul fluorescent. Astfel, obiectele fluorescente absorb lumina de o lungime de unda si emit intr-o alta regiune a spectrului.
Coloranții fluorescenți (fluoresceină, rodamină etc.) se leagă selectiv la macromolecule specifice.
Microscopia electronică
Rezoluția teoretică a transmisiei EM este de 0,002 nm. Rezoluția actuală a microscoapelor moderne se apropie de 0,1 nm. Pentru obiectele biologice, rezoluția EM în practică este de 2 nm.
EM translucid constă dintr-o coloană prin care trec în vid electronii emiși de un filament catod. Un fascicul de electroni, focalizat de magneți inelari, trece prin proba pregătită. Natura împrăștierii electronilor depinde de densitatea probei. Electronii care trec prin eșantion sunt focalizați, observați pe un ecran fluorescent și înregistrați folosind o placă fotografică.
Scanarea EM folosit pentru a obține o imagine tridimensională a suprafeței obiectului studiat.
Metoda cipului ( congelare-clivaj) este folosit pentru studiul structurii interne a membranelor celulare. Celulele sunt înghețate la temperatura azotului lichid în prezența unui crioprotector și utilizate pentru fabricarea chipsurilor. Planurile de clivaj trec prin mijlocul hidrofob al stratului dublu lipidic. Suprafața interioară expusă a membranelor este umbrită cu platină, iar replicile rezultate sunt studiate într-un microscop electronic cu scanare.
2. Principalele părți ale unui microscop cu lumină, scopul și structura lor
Rezoluția microscopului oferă o imagine separată a două linii apropiate una de alta. Ochiul uman liber are o rezoluție de aproximativ 1/10 mm sau 100 de microni. Cel mai bun microscop cu lumină îmbunătățește capacitatea ochiului uman de aproximativ 500 de ori, adică puterea sa de rezoluție este de aproximativ 0,2 µm sau 200 nm.
Rezoluția și mărirea nu sunt același lucru. Dacă utilizați un microscop cu lumină pentru a fotografia două linii situate la o distanță mai mică de 0,2 microni, atunci indiferent de modul în care măriți imaginea, liniile se vor îmbina într-una singură. Puteți obține o mărire mare, dar nu îmbunătăți rezoluția.
Există creșteri utile și inutile. Prin util înțelegem o astfel de creștere a obiectului observat încât este posibil să dezvăluim noi detalii ale structurii sale. Inutilă este o mărire în care, mărind un obiect de sute sau mai multe ori, este imposibil să detectezi noi detalii structurale. De exemplu, dacă o imagine obținută cu ajutorul unui microscop (utilă!) este mărită de multe ori mai mult prin proiectarea ei pe un ecran, atunci detalii noi, mai fine ale structurii nu vor fi dezvăluite, ci doar dimensiunea structurilor existente va crește corespunzător.
În laboratoarele educaționale se folosesc de obicei microscoape ușoare, în care specimenele microscopice sunt examinate folosind lumină naturală sau artificială. Cele mai comune microscoape de lumină biologică sunt: BIOLAM, MIKMED, MBR (microscop biologic de lucru), MBI (microscop de cercetare biologică) și MBS (microscop biologic stereoscopic). Acestea oferă o mărire cuprinsă între 56 și 1350 de ori. Un stereomicroscop (MBS) oferă o percepție cu adevărat tridimensională a unui micro-obiect și mărește de la 3,5 la 88 de ori.
Într-un microscop există două sisteme: optic și mecanic.Sistemul optic include lentile, oculare și un dispozitiv de iluminare (un condensator cu diafragmă și un filtru de lumină, o oglindă sau o lumină electrică).
Partea mecanică a microscopului.
bază (trepied) sau picior solid (1);
cutie cu micromecanism (2) și microșurub (3);
mecanism de avans pentru țintire brută - macroșurub sau clichet (8);
etapa (4);
șuruburi (5, 6, 12, 13);
cap (9); revolver (10); terminale; tub (11);
suport pentru arc sau tub (7);
Cremalier (macroșurub) – servește pentru instalarea aproximativă „aspră” pe
Sistemul mecanic al microscopului constă dintr-un suport, o cutie cu mecanism micrometru și un șurub micrometru, un tub, un suport pentru tub, un șurub de direcție grosier, un suport de condensator, un șurub de mișcare a condensatorului, un revolver și o etapă de probă. .
Stand- Aceasta este baza microscopului.
Cutie cu mecanism micrometru m, construit pe principiul angrenajelor care interacționează, este atașat fix de suport. Surubul micrometrului serveste la miscarea usoara a suportului tubului si, in consecinta, a lentilei pe distante masurate in micrometri. O rotire completă a șurubului micrometru mișcă suportul tubului cu 100 de microni, iar o rotire de o diviziune coboară sau ridică suportul tubului cu 2 microni. Pentru a evita deteriorarea mecanismului micrometrului, este permisă rotirea șurubului micrometrului într-o direcție cu cel mult o jumătate de tură.
Tub sau tub - cilindru, în care se introduc oculare de sus. Tubul este conectat mobil la capul suportului tubului; este fixat cu un șurub de blocare într-o anumită poziție. Prin slăbirea șurubului de blocare, tubul poate fi îndepărtat.
Revolver conceput pentru schimbarea rapidă a lentilelor care sunt înșurubate în soclurile sale. Poziția centrată a lentilei este asigurată de un zăvor situat în interiorul revolverului.
Șurub dur vizarea este folosită pentru a deplasa semnificativ suportul tubului și, în consecință, lentila pentru a focaliza obiectul la o mărire redusă.
Tabelul de obiecte este destinat pentru a pune medicamentul pe el. În mijlocul mesei există o gaură rotundă în care se potrivește lentila frontală a condensatorului. Pe masă există două terminale elastice - cleme care fixează medicamentul.
Suport condensator conectat mobil la cutia mecanismului micrometrului. Poate fi ridicat sau coborât printr-un șurub care rotește o roată dințată care se potrivește în canelurile unui rack tăiat cu pieptene.
Microscop(din greaca mikros- mici și skopeo- Mă uit) - un dispozitiv optic pentru obținerea unei imagini mărite a obiectelor mici și a detaliilor acestora invizibile cu ochiul liber.
Primul microscop cunoscut a fost creat în 1590 în Țările de Jos de către opticieni ereditari ZahariaȘi Hans Jansen , care a montat două lentile convexe în interiorul unui tub. Mai tarziu Descartes în cartea sa „Dioptrics” (1637), el a descris un microscop mai complex, compus din două lentile - un plat-concav (ocular) și unul biconvex (obiectiv). Îmbunătățirea ulterioară a opticii a făcut posibil acest lucru Anthony van Leeuwenhoek în 1674, a realizat lentile cu o mărire suficientă pentru a efectua observații științifice simple și, pentru prima dată în 1683, a descris microorganisme.
Un microscop modern (Figura 1) este format din trei părți principale: optic, de iluminat și mecanic.
Detalii principale partea optică Microscopul constă din două sisteme de lentile de mărire: un ocular orientat spre ochiul cercetătorului și o lentilă orientată spre specimen. Oculare Au două lentile, cea superioară se numește principală, iar cea inferioară se numește lentilă colectivă. Ramele oculare indică ceea ce produc. crește(×5, ×7, ×10, ×15). Numărul de oculare de pe un microscop poate varia și, prin urmare monocular Și binocular microscoape (concepute pentru a observa un obiect cu unul sau doi ochi), precum și trinocluri , permițându-vă să conectați sisteme de documentare (camere foto și video) la microscop.
Lentile sunt un sistem de lentile închise într-un cadru metalic, din care lentila frontală (față) produce mărire, iar lentilele corective din spatele acesteia elimină defectele imaginii optice. Numerele de pe rama obiectivului indică, de asemenea, ceea ce produc. crește (×8, ×10, ×40, ×100). Majoritatea modelelor destinate cercetării microbiologice sunt echipate cu mai multe lentile cu diferite grade de mărire și un mecanism rotativ conceput pentru schimbare rapidă - turelă , adesea numit " turelă ».
Partea de iluminare este conceput pentru a crea un flux luminos care vă permite să iluminați un obiect în așa fel încât partea optică a microscopului să-și îndeplinească funcțiile cu o precizie extremă. Partea de iluminare a unui microscop cu lumină transmisă directă este situată în spatele obiectului sub lentilă și include Sursă de lumină (lampa si alimentare cu energie electrica) si sistem optic-mecanic (condensator, diafragma reglabila camp si deschidere). Condensator constă dintr-un sistem de lentile care sunt concepute pentru a colecta razele provenite de la o sursă de lumină la un moment dat - se concentreze , care trebuie să fie în planul obiectului luat în considerare. La randul lui d diafragmă situat sub condensator si este conceput pentru a regla (creste sau scade) fluxul razelor care trec de la sursa de lumina.
Piesa mecanica Microscopul conține părți care combină părțile optice și cele de iluminat descrise mai sus și permit, de asemenea, plasarea și mișcarea specimenului studiat. În consecință, partea mecanică este formată din temeiuri microscop și titular , în vârful cărora sunt atașate tub - un tub tubular conceput pentru a găzdui obiectivul, precum și turela menționată mai sus. Mai jos este etapă , pe care sunt montate diapozitive cu probele studiate. Scena poate fi mutată orizontal folosind un dispozitiv adecvat, precum și în sus și în jos, ceea ce permite reglarea clarității imaginii folosind brut (macrometric) Și șuruburi de precizie (micrometrice).
Crește, pe care o produce microscopul este determinată de produsul dintre mărirea obiectivului și mărirea ocularului. În plus față de microscopia cu câmp luminos, următoarele sunt utilizate pe scară largă în metodele speciale de cercetare: microscopie în câmp întunecat, contrast de fază, luminiscent (fluorescent) și microscopie electronică.
Primar(propriu) fluorescenţă apare fără tratament special al medicamentelor și este inerentă unui număr de substanțe biologic active, precum aminoacizi aromatici, porfirine, clorofilă, vitaminele A, B2, B1, unele antibiotice (tetraciclină) și substanțe chimioterapeutice (acriquin, rivanol). Secundar (induse) fluorescenţă apare ca urmare a prelucrării obiectelor microscopice cu coloranți fluorescenți - fluorocromi. Unii dintre acești coloranți sunt distribuiți difuz în celule, alții se leagă selectiv de anumite structuri celulare sau chiar de anumite substanțe chimice.
Pentru a efectua acest tip de microscopie, special microscoape luminescente (fluorescente). , care diferă de un microscop cu lumină convențional prin prezența unui puternic sursă de lumină (lampă de cuarț cu mercur de ultra-înaltă presiune sau lampă de cuarț cu incandescență cu halogen), care emite predominant în regiunea ultravioletă cu unde lungi sau unde scurte (albastru-violet) a spectrului vizibil.
Această sursă este folosită pentru a excita fluorescența înainte ca lumina pe care o emite să treacă printr-o specială captivant (Albastru violet) filtru de lumină si se reflecta interferență divizor de fascicul luminos record , tăind aproape complet radiațiile cu lungime de undă mai mare și transmitând doar acea parte a spectrului care excită fluorescența. În același timp, în modelele moderne de microscoape fluorescente, radiația excitantă lovește specimenul prin lentilă (!) După excitarea fluorescenței, lumina rezultată intră din nou în lentilă, după care trece prin cea situată în fața ocularului. blocare (galben) filtru de lumină , întrerupând radiațiile excitante cu unde scurte și transmitând lumina de luminescență de la medicament către ochiul observatorului.
Datorită utilizării unui astfel de sistem de filtre de lumină, intensitatea strălucirii obiectului observat este de obicei scăzută și, prin urmare, microscopia cu fluorescență trebuie efectuată în mod special. camere întunecate .
O cerință importantă atunci când se efectuează acest tip de microscopie este și utilizarea imersiune nefluorescentă Și medii de anexare . În special, pentru a stinge fluorescența intrinsecă a cedrului sau a altui ulei de imersie, se adaugă cantități mici de nitrobenzen (de la 2 la 10 picături la 1 g). La rândul său, o soluție tampon de glicerol, precum și polimeri nefluorescenți (polistiren, alcool polivinilic) pot fi utilizate ca medii de conținut pentru medicamente. În caz contrar, atunci când se efectuează microscopia cu luminescență, se folosesc lamele și lamele de sticlă obișnuite, care transmit radiații în partea utilizată a spectrului și nu au propria luminiscență.
Prin urmare, avantajele importante ale microscopiei cu fluorescență sunt:
1) imagine color;
2) grad ridicat de contrast al obiectelor autoluminoase pe fond negru;
3) posibilitatea studierii structurilor celulare care absorb selectiv diverși fluorocromi, care sunt indicatori citochimici specifici;
4) capacitatea de a determina modificări funcționale și morfologice ale celulelor în dinamica dezvoltării lor;
5) posibilitatea colorării specifice a microorganismelor (folosind imunofluorescență).
Microscopia electronică
Au fost puse bazele teoretice pentru utilizarea electronilor pentru observarea obiectelor microscopice W. Hamilton , care a stabilit o analogie între trecerea razelor de lumină în medii neomogene optic și traiectoriile particulelor în câmpuri de forță, precum și de Broglie , care a avansat ipoteza că electronul are atât proprietăți corpusculare, cât și proprietăți ondulatorii.
Mai mult, datorită lungimii de undă extrem de scurte a electronilor, care scade direct proporțional cu tensiunea de accelerare aplicată, teoretic calculată limita de rezoluție , care caracterizează capacitatea dispozitivului de a afișa separat detalii mici, localizate la maxim ale unui obiect, pentru un microscop electronic este de 2-3 Å ( Angstrom , unde 1Å=10 -10 m), care este de câteva mii de ori mai mare decât cea a unui microscop optic. Prima imagine a unui obiect format din fascicule de electroni a fost obținută în 1931. oameni de știință germani M. Knollem Și E. Ruska .
În proiectarea microscoapelor electronice moderne, sursa de electroni este metalul (de obicei tungsten), din care, după încălzirea la 2500 ºС, rezultatul este emisie termoionică sunt emiși electroni. Cu ajutorul câmpurilor electrice și magnetice s-a format fluxul de electroni Puteți accelera și încetini, precum și să vă deviați în orice direcție și să vă concentrați. Astfel, rolul lentilelor într-un microscop electronic este jucat de un set de dispozitive magnetice, electrostatice și combinate proiectate corespunzător numite „ lentile electronice" .
O condiție necesară pentru mișcarea electronilor sub formă de fascicul pe o distanță lungă este și crearea vid , deoarece în acest caz calea medie liberă a electronilor între ciocnirile cu moleculele de gaz va depăși semnificativ distanța pe care trebuie să se deplaseze. În aceste scopuri, este suficient să se mențină o presiune negativă de aproximativ 10 -4 Pa în camera de lucru.
În funcție de natura studierii obiectelor, microscoapele electronice sunt împărțite în translucid, reflectorizant, emisiv, raster, umbră Și oglindă , dintre care primele două sunt cele mai des folosite.
Design optic microscop electronic cu transmisie (transmisie). este complet echivalent cu designul corespunzător al microscopului optic în care fasciculul de lumină este înlocuit cu un fascicul de electroni, iar sistemele de lentile de sticlă sunt înlocuite cu sisteme de lentile de electroni. În consecință, un microscop electronic cu transmisie este format din următoarele componente principale: sistem de iluminare, camera obiect, sistem de focalizare Și bloc de înregistrare a imaginii finale , format dintr-o cameră și un ecran fluorescent.
Toate aceste noduri sunt conectate între ele, formând o așa-numită „coloană de microscop”, în interiorul căreia se menține un vid. O altă cerință importantă pentru obiectul studiat este grosimea acestuia mai mică de 0,1 microni. Imaginea finală a obiectului se formează după focalizarea adecvată a fasciculului de electroni care trece prin acesta film fotografic sau ecran fluorescent , acoperit cu o substanță specială - fosfor (asemănător cu ecranul din tuburile de imagine TV) și transformând imaginea electronică într-una vizibilă.
În acest caz, formarea unei imagini într-un microscop electronic cu transmisie este asociată în principal cu diferite grade de împrăștiere a electronilor pe diferite zone ale probei studiate și, într-o măsură mai mică, cu diferențe de absorbție a electronilor de către aceste zone. Contrastul este, de asemenea, îmbunătățit prin utilizarea „ coloranți electronici „(tetroxid de osmiu, uranil etc.), legându-se selectiv de anumite zone ale obiectului. Microscoapele electronice cu transmisie moderne, concepute într-un mod similar, oferă mărire maximă utilă de până la 400.000 de ori, ceea ce corespunde rezoluţie la 5,0 Å. Se numește structura fină a celulelor bacteriene descoperite folosind microscopia electronică cu transmisie ultrastructură .
ÎN microscop electronic cu reflexie (scanare). imaginea este creată folosind electroni reflectați (împrăștiați) de stratul de suprafață al unui obiect atunci când este iradiat la un unghi mic (aproximativ câteva grade) față de suprafață. În consecință, formarea unei imagini se datorează diferenței de împrăștiere a electronilor în diferite puncte ale unui obiect, în funcție de microrelieful său de suprafață, iar rezultatul unei astfel de microscopii în sine apare sub forma structurii suprafeței obiectului observat. Contrastul poate fi îmbunătățit prin pulverizarea particulelor de metal pe suprafața obiectului. Rezoluția atinsă a microscoapelor de acest tip este de aproximativ 100 Å.
Lecția de laborator de botanică nr. 1
Subiect: „Structura unui microscop. Pregătirea pregătirilor temporare. Structura unei celule vegetale. Plasmoliza și deplasmoliza.”
Scop: 1. Studierea structurii unui microscop (mărci - MBR, MBI, Biolam), scopul pieselor sale. Învață regulile de lucru cu un microscop.
- 2. Învață tehnica pregătirii pregătirilor temporare.
- 3. Studiați principalele componente structurale ale unei celule vegetale: membrană, citoplasmă, nucleu, plastide.
- 4. Familiarizați-vă cu fenomenul de plasmoliză și deplasmoliză.
- 5. Învață să compari celulele diferitelor țesuturi între ele, să găsești caracteristici identice și diferite în ele.
Echipament: microscop, trusa de microcopiere, solutie de clorura de sodiu sau zaharoza, solutie de iod in iodura de potasiu, fasii de hartie de filtru, glicerina, albastru de metilen, felii de pepene verde, rosii, ceapa cu antociani. celula de preparare a microscopului
- 1. Familiarizați-vă cu designul microscopului biologic MBR-1 sau Biolam. Scrieți scopul părților principale.
- 2. Familiarizați-vă cu designul microscoapelor stereoscopice MBS - 1.
- 3. Notează regulile de lucru cu microscopul.
- 4. Învață tehnica de a face pregătiri temporare.
- 5. Faceți o pregătire a epidermei de solzi suculenți de ceapă și examinați la mărire mică o secțiune a epidermei formată dintr-un singur strat de celule cu nuclei vizibili.
- 6. Studiați structura celulei la mărire mare, mai întâi într-o picătură de apă, apoi într-o soluție de iod în iodură de potasiu.
- 7. Induceți plasmoliza în celulele de sol de ceapă prin tratare cu o soluție de clorură de sodiu. Apoi treceți într-o stare de deplasmoliză. Schiță.
Remarci generale
Un microscop biologic este un dispozitiv cu care puteți examina diferite celule și țesuturi ale unui organism vegetal. Designul acestui dispozitiv este destul de simplu, dar utilizarea inadecvată a microscopului duce la deteriorarea acestuia. De aceea, este necesar să înțelegeți structura unui microscop și regulile de bază pentru lucrul cu acesta. Într-un microscop de orice marcă, se disting următoarele părți: optice, de iluminat și mecanice. Partea optică include: lentile și oculare.
Lentilele servesc la mărirea imaginii unui obiect și constau dintr-un sistem de lentile. Gradul de mărire a lentilei depinde direct de numărul de lentile. O lentilă cu mărire mare are 8 - 10 lentile. Prima lentilă orientată spre preparat se numește lentilă frontală. Microscopul MBR - 1 este echipat cu trei lentile. Mărirea obiectivului este indicată pe acesta prin numere: 8x, 40x, 90x. Se distinge starea de funcționare a lentilei, adică distanța de la capacul de sticlă la lentila frontală. Distanța de lucru cu un obiectiv 8x este de 13,8 mm, cu o lentilă 40x - 0,6 mm, cu o lentilă 90x - 0,12 mm. Este necesar să manipulați lentilele cu mărire mai mare cu mare atenție și grijă pentru a nu deteriora în niciun fel lentila frontală. Folosind o lentilă într-un tub, se obține o imagine mărită, reală, dar inversă a obiectului și se dezvăluie detaliile structurii acestuia. Ocularul servește la mărirea imaginii care vine de la obiectiv și este format din 2 - 3 lentile montate într-un cilindru metalic. Mărirea ocularului este indicată pe acesta prin numerele 7x, 10x, 15x.
Pentru a determina mărirea totală, înmulțiți mărirea obiectivului cu mărirea ocularului.
Dispozitivul de iluminat constă dintr-o oglindă, un condensator cu diafragmă iris și este conceput pentru a ilumina un obiect cu un fascicul de lumină.
O oglindă servește la colectarea și direcționarea razelor de lumină care cad din oglindă asupra unui obiect. Diafragma irisului este situată între oglindă și condensator și este formată din plăci subțiri de metal. Diafragma servește la reglarea diametrului fluxului luminos direcționat de oglindă prin condensator către obiect.
Sistemul mecanic al microscopului constă dintr-un suport pentru micro și macroșuruburi, un suport pentru tub, un revolver și o scenă. Șurubul micrometrului servește la mișcarea ușoară a suportului tubului și a lentilei pe distanțe măsurate în micrometri (μm). O rotire completă a microșurubului mută suportul tubului cu 100 de microni și o rotire cu o diviziune cu 2 microni. Pentru a evita deteriorarea mecanismului micrometrului, este permis să rotiți șurubul micrometrului în lateral nu mai mult de jumătate de tură.
Un macroșurub este folosit pentru a deplasa semnificativ suportul tubului. Este de obicei folosit atunci când focalizați un obiect la mărire redusă. Ocularele sunt introduse în tub-cilindrul de sus. Revolverul este conceput pentru schimbarea rapidă a lentilelor care sunt înșurubate în soclurile sale. Poziția centrată a lentilei este asigurată de un zăvor situat în interiorul revolverului.
Masa cu obiecte este concepută pentru a plasa un medicament pe el, care este fixat pe el folosind două încuietori.
Reguli pentru lucrul cu microscopul
- 1. Ștergeți partea optică a microscopului cu o cârpă moale.
- 2. Așezați microscopul la marginea mesei astfel încât ocularul să fie vizavi de ochiul stâng al experimentatorului și să nu mișcați microscopul în timpul funcționării. Caietul și toate obiectele necesare pentru lucru sunt plasate în dreapta microscopului.
- 3. deschideți complet diafragma. Condensatorul este plasat într-o poziție pe jumătate coborâtă.
- 4. Folosind o oglindă, reglați „raza solară”, privind în orificiul mesei cu obiecte. Pentru a face acest lucru, lentila condensatorului situată sub deschiderea scenei trebuie să fie puternic iluminată.
- 5. Mutați microscopul la mărire mică (8x) în poziția de lucru - instalați lentila la o distanță de 1 cm de scenă și, privind prin ocular, verificați iluminarea câmpului vizual. Ar trebui să fie puternic luminat.
- 6. Obiectul studiat este așezat pe scenă și tubul microscopului este ridicat încet până când apare o imagine clară. Examinați întregul medicament.
- 7. Pentru a studia orice parte a unui obiect la mărire mare, mai întâi plasați această zonă în centrul câmpului vizual al unei lentile mici. După aceasta, întoarceți revolverul astfel încât obiectivul 40x să ia poziția de lucru (nu ridicați obiectivul!). Folosind un microscop, se obține o imagine clară a unui obiect.
- 8. După terminarea lucrării, transferați revolverul de la mărire mare la mărire scăzută. Obiectul este scos de pe masa de lucru și microscopul este plasat într-o stare nefuncțională.
Metoda de preparare a unei microlame
- 1. Aplicați o picătură de lichid (apă, alcool, glicerină) pe o lamă de sticlă.
- 2. Folosiți un ac de disecție pentru a lua o parte din obiect și puneți-o într-o picătură de lichid. Uneori, o secțiune a organului studiat este realizată cu ajutorul unui aparat de ras. Apoi, după ce ați selectat secțiunea cea mai subțire, puneți-o pe o lamă de sticlă într-o picătură de lichid.
- 3. acoperiți obiectul cu o sticlă de acoperire, astfel încât să nu pătrundă aer pe sub el. Pentru a face acest lucru, luați capacul de sticlă de margini cu două degete, trageți marginea inferioară la marginea picăturii de lichid și coborâți-o ușor, ținând-o cu un ac de disecție.
- 4. Proba se așează pe scenă și se examinează.
Desfășurarea lecției de laborator
Cu ajutorul unui bisturiu, tăiați o bucată mică (aproximativ 1 cm2) din solzii cărnoase ai cepei. Îndepărtați folia transparentă (epidermă) de pe partea interioară (concava) cu o pensetă. Puneți în picătura pregătită și aplicați o lametă.
Cu o mărire redusă, găsiți locul cel mai iluminat (cel mai puțin deteriorat, fără pliuri sau bule). Treceți la mărire mare. Examinați și schițați o celulă. Marcați membrana cu pori, stratul de perete al citoplasmei, nucleul cu nucleoli, vacuola cu seva celulară. Apoi o soluție de clorură de sodiu (plasmolitică) este picurată pe o parte a geamului de acoperire. Pe partea opusă, fără a muta preparatul, încep să aspire apa cu bucăți de hârtie de filtru, în timp ce trebuie să te uiți printr-un microscop și să monitorizezi ce se întâmplă în celule. Se detectează o îndepărtare treptată a protoplastei din membrana celulară, datorită eliberării apei din seva celulară. Vine un moment în care protoplastul din interiorul celulei este complet separat de membrană și suferă plasmoliza completă a celulei. Apoi înlocuiți plasmoliticul cu apă. Pentru a face acest lucru, puneți cu atenție o picătură de apă pe marginea geamului de acoperire cu lama și spălați încet medicamentul de pe plasmolitic. Se observă că seva celulară umple treptat întregul volum al vacuolei, citoplasma este aplicată pe membrana celulară, adică. apare deplasmoliza.
Este necesar să se schițeze celula în stări plasmolate și deplasmolate, să desemneze toate părțile celulei: nucleu, membrană, citoplasmă.
Folosind tabele, desenați o diagramă a structurii submicroscopice a unei celule vegetale și identificați toate componentele.
Pielea de ceapă
Învelișul miezului citoplasmei
Pielea de ceapă. Organele celulare.
Citoplasma este o componentă esențială a celulei în care au loc procese complexe și diverse de sinteză, respirație și creștere.
Nucleul este unul dintre cele mai importante organite ale celulei.
O coajă este un strat de suprafață etanș care acoperă ceva.
Plasmoliza prin adăugare de soluție de clor de sodiu
Plasmoliza este desprinderea citoplasmei de membrana celulară, care are loc ca urmare a pierderii de apă din vacuole.
Deplasmoliza
Deplasmoliza este un fenomen în care protoplasta revine la starea sa inversă.
Plasmoliza la adăugarea de zaharoză
Deplasmoliza la adăugarea de zaharoză
Concluzie: Astăzi ne-am familiarizat cu structura unui microscop biologic și am învățat, de asemenea, tehnica de pregătire a preparatelor temporare. Am studiat principalele componente structurale ale unei celule vegetale: membrana, citoplasma, nucleul folosind exemplul pielii de ceapa. Și ne-am familiarizat cu fenomenul de plasmoliza și deplasmoliza.
Întrebări pentru autocontrol
- 1. Ce părți ale unei celule pot fi vizualizate cu un microscop optic?
- 2. Structura submicroscopică a unei celule vegetale.
- 3. Ce organele alcătuiesc structura submicroscopică a nucleului?
- 4. Care este structura membranei citoplasmatice?
- 5. Diferențele dintre o celulă vegetală și o celulă animală?
- 6. Cum se dovedește permeabilitatea membranei celulare?
- 7. Importanța plasmolizei și deplasmolizei pentru o celulă vegetală?
- 8. Cum se realizează legătura dintre nucleu și citoplasmă?
- 9. Locul de studiu al temei „Celula” la cursul de biologie generală al liceului.
Literatură
- 1. A.E. Vasiliev și colab. Botanica (anatomia și morfologia plantelor), „Iluminismul”, M, 1978, p. 5-9, p. 20-35
- 2. Kiseleva N.S. Anatomia și morfologia plantelor. M. „Școala superioară”, 1980, p. 3-21
- 3. Kiseleva N.S., Shelukhin N.V. Atlas de anatomie a plantelor. . „Școala superioară”, 1976
- 4. Hrzhanovsky V.G. si altele.Atlas de anatomia si morfologia plantelor. „Școala superioară”, M., 1979, p. 19-21
- 5. Voronin N.S. Ghid de exerciții de laborator în anatomia și morfologia plantelor. M., 1981, p.27-30
- 6. Tutayuk V.Kh. Anatomia și morfologia plantelor. M. „Școala superioară”, 1980, p. 3-21
- 7. D.T. Konysbaeva PRACTICUM PRIVIND ANATOMIA ȘI MORFOLOGIA PLANTELOR
Părți funcționale ale unui microscop
Microscopul include trei părți funcționale principale:
1. Partea de iluminat
Conceput pentru a crea un flux luminos care vă permite să iluminați un obiect în așa fel încât părțile ulterioare ale microscopului să își îndeplinească funcțiile cu o precizie extremă. Partea de iluminare a unui microscop cu lumină transmisă este situată în spatele obiectului sub lentilă la microscoapele directe și în fața obiectului de deasupra obiectiv V inversat. Partea de iluminare include o sursă de lumină (lampă și sursă de alimentare electrică) și un sistem optic-mecanic (colector, condensator, diafragme reglabile în câmp și deschidere/iris).
2. Partea de reproducere
Proiectat pentru a reproduce un obiect în planul imaginii cu calitatea și mărirea imaginii necesare cercetării (adică, pentru a construi o imagine care să reproducă obiectul cu optica adecvată cât mai precis posibil și în toate detaliile) microscop rezoluție, mărire, contrast și redare a culorii). Partea de reproducere asigură prima etapă de mărire și este situată după obiect în planul imaginii microscopului.
Partea de reproducere include obiectivși un sistem optic intermediar.
Microscoapele moderne de ultimă generație se bazează pe sisteme optice lentile, corectat la infinit. Acest lucru necesită, în plus, utilizarea așa-numitelor sisteme de tuburi, care oferă fascicule paralele de lumină care ies din obiectiv, „colectat” în planul imaginii microscop.
3. Partea de vizualizare
Conceput pentru a obține o imagine reală a unui obiect pe retina ochiului, film sau placă fotografică, pe ecranul unui televizor sau monitor de computer cu mărire suplimentară (a doua etapă de mărire).
Partea de vizualizare este situată între planul imaginii lentilei și ochii observatorului ( aparat foto, aparat foto). Partea imagistică include un atașament vizual monocular, binocular sau trinocular cu un sistem de observare ( oculare, care funcționează ca o lupă).
În plus, această parte include sisteme suplimentare de mărire (sisteme de mărire/schimbare); atașamente de proiecție, inclusiv atașamente de discuții pentru doi sau mai mulți observatori; aparate de desen; sisteme de analiză și documentare a imaginilor cu elemente adaptoare (de potrivire) corespunzătoare.
Părți structurale și tehnologice
Microscop modern constă din următoarele părți structurale și tehnologice:
optic;
mecanic;
electric.
Partea mecanică a microscopului
Principalul bloc structural și mecanic al microscopului este trepied. Trepiedul include următoarele blocuri principale: bazaȘi suport tub.
Baza este un bloc pe care întregul microscop. În microscoapele simple, pe bază sunt instalate oglinzi de iluminat sau iluminatoare de deasupra capului. În modelele mai complexe, sistemul de iluminat este încorporat în bază fără sau cu sursă de alimentare.
Tipuri de baze de microscop
baza cu oglinda de iluminat;
așa-numita iluminare „critică” sau simplificată;
Iluminat Keller.
schimba unitatea lentile, având următoarele opțiuni de proiectare - dispozitiv turelă, dispozitiv filetat pentru înșurubare obiectiv, „sanie” pentru prindere fără filet lentile folosind ghiduri speciale;
mecanism de focalizare pentru reglarea grosieră și fină a microscopului pentru claritate - mecanism de focalizare a mișcării lentilelor sau etajelor;
punct de atașare pentru mesele de obiecte înlocuibile;
unitate de montare pentru focalizarea și centrarea mișcării condensatorului;
punct de atașare pentru atașamente înlocuibile (vizual, fotografic, televiziune, diverse dispozitive de transmisie).
Microscoapele pot folosi suporturi pentru a monta componente (de exemplu, un mecanism de focalizare la microscoape stereo sau o montură de iluminare la unele modele de microscoape inversate).
Componenta pur mecanică a microscopului este etapă, destinat fixarii sau fixarii unui obiect de observatie intr-o anumita pozitie. Mesele pot fi fixe, coordonate și rotative (centrate și necentrate).
Studiul celulelor microbiene invizibile cu ochiul liber este posibil doar cu ajutorul microscoapelor. Aceste dispozitive fac posibilă obținerea de imagini ale obiectelor studiate, mărite de sute de ori (microscoape ușoare), de zeci și sute de mii de ori (microscoape electronice).
Un microscop biologic se numește microscop ușor deoarece oferă capacitatea de a studia un obiect în lumină transmisă într-un câmp vizual deschis și întunecat.
Elementele principale ale microscoapelor ușoare moderne sunt părțile mecanice și optice (Fig. 1).
Partea mecanică include un trepied, tub, atașament rotativ, cutie de micromecanism, etapă obiect, șuruburi macrometrice și micrometrice.
Trepied este format din două părți: baza și suportul pentru tub (coloană). Baza Microscopul dreptunghiular are patru platforme de sprijin in partea de jos, ceea ce asigura o pozitie stabila a microscopului pe suprafata mesei de lucru. Suport tub se conectează la bază și poate fi mutat în plan vertical folosind șuruburi macro și micrometrice. Când șuruburile sunt rotite în sensul acelor de ceasornic, suportul tubului este coborât; când este rotit în sens invers acelor de ceasornic, acesta se ridică din medicament. În partea superioară a suportului tubului este întărită cap cu o priză pentru un atașament monocular (sau binocular) și un ghidaj pentru un atașament rotativ. Capul este atașat şurub.
Tub – Acesta este un tub de microscop care vă permite să mențineți o anumită distanță între principalele părți optice - ocular și lentilă. Un ocular este introdus în tub în partea de sus. Modelele moderne de microscoape au un tub înclinat.
Duza turelă este un disc concav cu mai multe fante în care sunt înșurubate 3 – 4 lentile. Prin rotirea accesoriului rotativ, puteți instala rapid orice lentilă în poziția de lucru sub orificiul din tub.
Orez. 1. Structura microscopului:
1 – baza; 2 – suport tub; 3 – tub; 4 – ocular; 5 – atașament rotativ; 6 – obiectiv; 7 – tabel de obiecte; 8 – terminale care presează medicamentul; 9 – condensator; 10 – suport condensator; 11 – maner pentru deplasarea condensatorului; 12 – lentilă pliabilă; 13 – oglindă; 14 – macroşurub; 15 – microşurub; 16 – cutie cu mecanism micrometric de focalizare; 17 – cap pentru atasarea tubului si duza rotativa; 18 – șurub pentru fixarea capului
Cutie cu micromecanism poartă pe o parte un ghidaj pentru suportul condensatorului, iar pe cealaltă, un ghidaj pentru suportul tubului. În interiorul cutiei se află mecanismul de focalizare al microscopului, care este un sistem de roți dințate.
Tabel cu subiecte servește pentru a plasa pe acesta un medicament sau alt obiect de cercetare. Masa poate fi patrata sau rotunda, mobila sau fixa. Masa mobilă se mișcă într-un plan orizontal folosind două șuruburi laterale, ceea ce vă permite să vizualizați medicamentul în diferite câmpuri vizuale. Pe o masă fixă, pentru a examina un obiect în diferite câmpuri vizuale, specimenul este mutat cu mâna. În centrul scenei există o gaură pentru iluminarea de jos prin razele de lumină direcționate de la iluminator. Masa are două arcuri terminale, destinat pentru fixarea medicamentului.
Unele sisteme de microscop sunt echipate cu un driver de droguri, care este necesar la examinarea suprafeței unui medicament sau la numărarea celulelor. Șoferul de droguri permite medicamentului să se miște în două direcții reciproc perpendiculare. Dozatorul de medicamente are un sistem de rigle - verniere, cu ajutorul cărora puteți aloca coordonate oricărui punct al obiectului studiat.
Șurub macrometric(macroșurub) servește pentru instalarea preliminară aproximativă a imaginii obiectului în cauză. Când macroșurubul este rotit în sensul acelor de ceasornic, tubul microscopului coboară; când este rotit în sens invers acelor de ceasornic, se ridică.
Surub micrometru(microșurub) este folosit pentru a poziționa cu precizie imaginea unui obiect. Șurubul micrometrului este una dintre părțile cel mai ușor de deteriorat ale microscopului, așa că trebuie manipulat cu grijă - nu îl rotiți pentru a seta aproximativ imaginea pentru a evita coborârea spontană a tubului. Când microșurubul este rotit complet, tubul se mișcă cu 0,1 mm.
Partea optică a microscopului este formată din părți optice principale (lentila și ocular) și un sistem auxiliar de iluminare (oglindă și condensator).
Lentile(din lat. obiecte- obiect) este cea mai importantă, valoroasă și fragilă parte a microscopului. Sunt un sistem de lentile închise într-un cadru metalic, pe care sunt indicate gradul de mărire și deschiderea numerică. Lentila exterioară, cu partea sa plată îndreptată spre preparat, se numește lentilă frontală. Ea este cea care oferă sporul. Lentilele rămase se numesc lentile de corecție și servesc la eliminarea deficiențelor imaginii optice care apar la examinarea obiectului studiat.
Lentilele sunt uscate și imersibile sau submersibile. Uscat O lentilă care are aer între lentila frontală și obiectul privit se numește lentilă. Lentilele uscate au de obicei o distanță focală mare și o mărire de 8x sau 40x. Imersiune(submersibilă) este o lentilă care are un mediu lichid special între lentila frontală și specimen. Datorită diferenței dintre indicii de refracție ai sticlei (1,52) și aerului (1,0), unele dintre razele de lumină sunt refractate și nu intră în ochiul observatorului. Ca urmare, imaginea este neclară și structurile mai mici rămân invizibile. Difuzarea fluxului luminos poate fi evitată prin umplerea spațiului dintre preparat și lentila frontală a lentilei cu o substanță al cărei indice de refracție este apropiat de indicele de refracție al sticlei. Aceste substanțe includ glicerina (1,47), cedru (1,51), ricin (1,49), semințe de in (1,49), ulei de cuișoare (1,53), ulei de anason (1,55) și alte substanțe. Lentilele de imersiune sunt marcate pe cadru: eu (imersiune) – imersiune, Neu (omogen imersiune) – imersiune omogenă, OI (uleiimersiune) sau MI– imersie în ulei. În prezent, produsele sintetice care se potrivesc cu proprietățile optice ale uleiului de cedru sunt mai des folosite ca lichide de imersie.
Lentilele se disting prin mărirea lor. Valoarea de mărire a lentilelor este indicată pe rama lor (8x, 40x, 60x, 90x). În plus, fiecare obiectiv este caracterizat de o anumită distanță de lucru. Pentru o lentilă de imersie această distanță este de 0,12 mm, pentru lentile uscate cu mărire 8x și 40x - 13,8 și, respectiv, 0,6 mm.
Ocular(din lat. oculare- oftalmic) este format din două lentile - oftalmice (superioare) și de câmp (inferioare), închise într-un cadru metalic. Ocularul servește la mărirea imaginii produse de obiectiv. Mărirea ocularului este indicată pe rama acestuia. Există oculare cu mărire de lucru de la 4x la 15x.
Când lucrați cu un microscop pentru o perioadă lungă de timp, ar trebui să utilizați un atașament binocular. Corpurile duzei se pot depărta în intervalul de 55-75 mm, în funcție de distanța dintre ochii observatorului. Atașamentele binoculare au adesea propria lor mărire (aproximativ 1,5x) și lentile de corecție.
Condensator(din lat. condensat– compact, îngroșare) constă din două sau trei lentile cu focalizare scurtă. Acesta colectează razele care vin din oglindă și le direcționează către obiect. Folosind un mâner situat sub scenă, condensatorul poate fi deplasat într-un plan vertical, ceea ce duce la o creștere a iluminării câmpului vizual atunci când condensatorul este ridicat și la o scădere a acestuia când condensatorul este coborât. Pentru a regla intensitatea luminii, condensatorul are o diafragmă iris (petală), constând din plăci de oțel în formă de semilună. Când diafragma este complet deschisă, se recomandă să luați în considerare preparatele colorate; când deschiderea diafragmei este redusă, sunt recomandate cele necolorate. Sub condensatorul este situat lentilă rabatabilăîntr-un cadru, utilizat atunci când lucrați cu lentile cu mărire redusă, de exemplu, 8x sau 9x.
Oglindă are două suprafețe reflectorizante - plană și concavă. Este rabatabil la baza trepiedului și poate fi rotit cu ușurință. La iluminatul artificial se recomanda folosirea laturii concave a oglinzii, la iluminatul natural – partea plana.
Iluminator acționează ca o sursă de lumină artificială. Se compune dintr-o lampă cu incandescență de joasă tensiune montată pe un trepied și un transformator coborâtor. Pe corpul transformatorului există un mâner reostat care reglează intensitatea lămpii și un comutator basculant pentru aprinderea iluminatorului.
În multe microscoape moderne, iluminatorul este încorporat în bază.
