Цитология с основами гистологии
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Общая генетика. Общая цитология
Издательство:
Сибирский федеральный университет
Год издания: 2022
Кол-во страниц: 116
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-7638-4665-2
Артикул: 814440.01.99
Изложены краткие теоретические сведения об устройстве микроскопа, о строении клеток и тканей животных и растений, приведены правила работы с микроскопами и порядок выполнения лабораторных работ.
Предназначен для студентов, обучающихся по направлению подготовки 06.03.01 «Биология».
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Сибирский федеральный университет Т. И. Голованова А. Н. Иванова ЦИТОЛОГИЯ С ОСНОВАМИ ГИСТОЛОГИИ Практикум Красноярск СФУ 2022
УДК 57.86(07) ББК 28.05я73 Г610 Р е ц е н з е н т ы: Ю. А. Литовка, доктор биологических наук, профессор кафедры хи- мической технологии древесины и биотехнологии Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева; А. Я. Ларионова, кандидат биологических наук, старший научный со- трудник лаборатории лесной генетики и селекции Института леса имени В. Н. Сукачева СО РАН Голованова, Т. И. Г610 Цитология с основами гистологии : практикум / Т. И. Го- лованова, А. Н. Иванова. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2022. – 116 с. ISBN 978-5-7638-4665-2 Изложены краткие теоретические сведения об устройстве микроскопа, о строении клеток и тканей животных и растений, приведены правила работы с микроскопами и порядок выполнения лабораторных работ. Предназначен для студентов, обучающихся по направлению подготовки 06.03.01 «Биология». Электронный вариант издания см.: http://catalog.sfu-kras.ru УДК 57.86(07) ББК 28.05я73 ISBN 978-5-7638-4665-2 © Сибирский федеральный университет, 2022
ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................. 6 ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ........................................... 7 ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ РАБОТ ...................................................... 9 1. УСТРОЙСТВО МИКРОСКОПА И ПРАВИЛА РАБОТЫ С НИМ ......................................................................................................... 10 Меры безопасности при работе с микроскопом ................................... 11 Устройство микроскопа .......................................................................... 12 Настройка освещения микроскопа с вынесенным осветителем ......... 13 Настройка освещения микроскопа с встроенным в основание осветителем .............................................................................................. 14 Приготовление постоянных и временных препаратов ......................... 14 Важнейшие характеристики микроскопа .............................................. 16 Разрешающая способность объектива ................................................... 20 Числовая апертура объектива ................................................................. 21 Глубина резкости изображения .............................................................. 22 2. КЛЕТКА .................................................................................................. 25 Строение клеток развивающихся листьев элодеи канадской (Elodea canadensis Michx.) ...................................................................... 28 Строение клеток сформированного листа элодеи ................................ 29 Клетки кожицы листа валлиснерии (Vallisneria spiralis L.) ................ 31 Плазмолиз в клетках кожицы чешуи луковицы репчатого лука (Аllium сера L.) ......................................................................................... 33 Эндоцитоз ................................................................................................ 34 Клетки плоского эпителия полости рта человека ................................. 35 Межклеточные соединения .................................................................... 36 Плазмодесмы в оболочках клеток запасающей ткани семени хурмы (Diospyros Kaki Thunb.) ............................................................... 38 Эндоплазматический ретикулум ............................................................ 39 Рибосомы ................................................................................................. 40 Аппарат Гольджи .................................................................................... 40 Лизосомы ................................................................................................. 42 Пероксисомы ........................................................................................... 43 Ультраструктурная организация митохондрий .................................... 43 Ультраструктурная организация хлоропласта ...................................... 45 Обнаружение ассимиляционного крахмала в клетках листа элодеи (Elodea canadensis Mich.) ........................................................................ 46
Ультраструктурная организация хромопласта ..................................... 47 Хромопласты в клетках околоплодников зрелых плодов и корнеплодах моркови ........................................................................... 48 Ультраструктурная организация лейкопласта ...................................... 50 Лейкопласты в клетках кожицы листа традесканции вирджинской (Tradescantia virginiana L.) ..................................................................... 51 Ультраструктура интерфазных ядер ...................................................... 52 Ультраструктура ядерной мембраны ..................................................... 54 Ядра растительных клеток. Корешок лука ............................................ 54 3. ДЕЛЕНИЕ ............................................................................................... 56 Митоз в клетках корешка лука ............................................................... 59 Митоз в животной клетке ....................................................................... 61 Амитоз эпителиальных клеток ............................................................... 63 Пути клеточной гибели ........................................................................... 64 4. ТКАНИ .................................................................................................... 65 4.1. Эпителиальные ткани ....................................................................... 65 Клетки призматического эпителия почечных канальцев..................... 66 Клетки мерцательного эпителия мантии беззубки ............................... 67 Многорядный однослойный эпителий .................................................. 68 Многослойный эпителий ........................................................................ 69 Переходный эпителий мочевого пузыря ............................................... 71 Обкладочные клетки фундальных желез желудка ............................... 72 4.2. Соединительные ткани ..................................................................... 74 Рыхлая соединительная ткань крысы .................................................... 77 Пигментные клетки кожи головастика .................................................. 79 Жировая ткань ......................................................................................... 79 Плотная соединительная ткань .............................................................. 81 Гиалиновый хрящ ребра кролика ........................................................... 81 Волокнистый хрящ межпозвоночного диска ........................................ 82 Эластическая связка. Продольный разрез ............................................. 83 Плотная коллагеновая соединительная ткань. Сухожилие, поперечный разрез .................................................................................. 84 Костная ткань. Клетки жаберной крышки ............................................ 86 Берцовая кость человека в поперечном разрезе ................................... 86 Развитие кости из соединительной ткани. Нижняя челюсть зародыша свиньи ..................................................................................... 88 Развитие кости на месте хряща. Трубчатая кость зародыша свиньи .. 89 Эритроциты лягушки .............................................................................. 90 Мазок крови человека ............................................................................. 91
4.3. Мышечная ткань ............................................................................... 92 Поперечно-полосатая мышечная ткань ................................................. 93 Гладкая мышечная ткань ........................................................................ 94 Сердечная мышечная ткань .................................................................... 96 4.4. Нервная ткань ................................................................................... 97 Нервные клетки сетчатки лошади .......................................................... 98 Двигательные нейроны. Спинной мозг ................................................. 98 Тигроид в двигательных нейронах ...................................................... 100 Синапсы на нейронах мозжечка ........................................................... 101 Миелиновые нервные волокна ............................................................. 102 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ............................................... 104 СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ ........................................................................ 106
ВВЕДЕНИЕ При подготовке специалистов-биологов среди общих биологи- ческих дисциплин важное место занимает цитология – наука о строении и функциях клетки. Цитология – наука экспериментальная, поэтому в учебном плане подготовки биологов кроме лекционного времени для ее изучения отводится время на лабораторные занятия. В задачи лабораторного практикума по цитологии с основами гистологии входят: проверка и закрепление теоретических положений, излагаемых в лекционных курсах и учебниках; ознакомление со строением клеток и тканей животных и растений; знакомство и работа с современными световыми микроскопами; получение навыков научно-исследовательской работы, способности описывать и обобщать полученный материал; приобретение навыков приготовления как временных, так и постоянных препаратов, формирование общенаучных, инструментальных и общепрофессиональных компетенций. Лабораторные занятия выполняются индивидуально. Лаборато- рии должны быть оснащены современными световыми микроскопами (люминесцентный AxioImager.D1, проходящего и отраженного света AxioImager D1); микроскопами Axiostar plus (производство ZEIZZ); санными микротомами НМ 430; спектрофотометрами Analytik jena SPEKOL 1300 для ознакомления с разнообразными клетками, тканями, процессами деления клеток. Также должны быть доступны интерактивные технические средства обучения, компьютерная техника для проверки знаний тестированием UniTest версии 3.0.0. К лабораторному практикуму студент допускается только после инструктажа по технике безопасности. Основные положения техники безопасности изложены в инструкциях, которые должны находиться на видном месте в лаборатории.
ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ К работе в лаборатории допускаются студенты, прошедшие ин- структаж по технике безопасности. Нужно работать в белом халате из хлопчатобумажной ткани и иметь личное полотенце. На каждом занятии назначается дежурный, который отвечает за чистоту и порядок. За каждым студентом закрепляется рабочее место, которое необходимо содержать в чистоте и порядке. Запрещается держать в лаборатории пищевые продукты, прини- мать пищу, пить воду из химической посуды. Перед работой следует проверить исправность нагревательных приборов, вентиляции, защитных средств. Ремонт оборудования может производить только инженер. Запрещается работать с разбитой посудой, пользоваться реакти- вами из банок без этикеток. Необходимо переливать приготовленные растворы в склянки с надписями. Нельзя оставлять без присмотра включенные приборы и элек- трооборудование. Работать с летучими и ядовитыми веществами можно только под тягой. Использовать для отмеривания кислот, щелочей и ядовитых ре- активов нужно цилиндры либо пипетки с резиновой грушей или ватным тампоном. При работе с едкими веществами следует надевать предохрани- тельные очки, резиновые перчатки и фартуки. Сливать кислые и щелочные реактивы в раковину можно только после их нейтрализации.
Для нагревания горючих и летучих реактивов нужно пользо- ваться водяными банями. Нельзя их нагревать на открытом огне или вблизи пламени. При внезапном отключении тока необходимо выключить все электроприборы. Тушить огонь при загорании легковоспламеняющихся жидко- стей нужно углекислотным огнетушителем, песком или кошмой. При загорании проводов следует немедленно их обесточить, ту- шить огонь углекислотным огнетушителем или асбестовым покрывалом. Работать с ртутными термометрами нужно очень осторожно. После окончания работы привести в порядок рабочее место (убрать со стола реактивы и оборудование, из ящиков стола мусор, стол вымыть, протереть сухой тряпкой) и сдать дежурному.
ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ РАБОТ Каждый студент ведет рабочую тетрадь, оформление которой должно отвечать следующим требованиям: – на титульном листе указывают предмет, по которому делаются записи, кем они делаются (курс, группа, подгруппа, фамилия, имя, отчество); – каждое занятие отмечают порядковым номером, указывают его дату; – при оформлении работы указывают ее заглавие, цель, объект изучения; – результаты фиксируют в виде рисунков с обязательными под- писями к ним и описывают текстом или оформляют в виде таблиц (характер оформления работы обычно в конкретном практикуме); – рисунки должны быть размером с четверть тетрадного листа, иметь номер, название, выноски и подписи; – в конце каждой работы делают вывод или заключение, кото- рые обсуждаются при подведении итогов занятия. Зарисовывание препаратов имеет исключительно важное значе- ние в процессе их изучения. Процесс зарисовки учит студента «читать» препарат, понимать своеобразие и общность клеток и тканей, глубже осмысливать их морфологические, генетические и функциональные особенности. Все записи необходимо делать в лаборатории. Для проверки академической активности и качества работы студента дневник периодически проверяет преподаватель, дает ему оценку.
1. УСТРОЙСТВО МИКРОСКОПА И ПРАВИЛА РАБОТЫ С НИМ Микроскоп необходимо содержать в чистоте и предохранять от повреждений. В нерабочем состоянии микроскоп должен быть накрыт чехлом. Особое внимание следует обращать на чистоту объективов и других оптических деталей. ВНИМАНИЕ! Нельзя касаться пальцами поверхностей линз. Для предохранения оптических деталей визуальной насадки от пыли следует оставлять окуляры в тубусах или надевать на них колпачки. Оптические поверхности окуляров, объективов и конденсора можно осторожно протирать чистой ватой, навернутой на деревянную палочку и смоченной специальной жидкостью для чистки оптических деталей. При загрязнении внутренних поверхностей линз объектива необходимо объектив отправить для чистки в оптическую мастерскую. ВНИМАНИЕ! Запрещается самим разбирать объективы, окуля- ры, конденсор. Рассмотрим важнейшие погрешности при работе с микроскопом, чтобы начинающие исследователи не допускали их с самых первых шагов, добиваясь таким образом максимального использования возможностей микроскопа. К таким ошибочным действиям необходимо отнести следующие: – одновременное применение вогнутого зеркала и конденсора, что нарушает принцип освещения препарата; – использование высокоапертурных конденсоров с NA = 1,2–1,4 с низкоапертурными объективами с NA = 0,2–0,4, ухудшающих качество изображения. Для устранения этой ошибки следует предварительно уменьшить нумерическую апертуру конденсора путем снятия (отвинчивания) его верхней линзы; – произвольное опускание конденсора без учета толщины пред- метного стекла, что может привести к появлению артефактов;
– регулировка освещенности поля зрения микроскопа при по- мощи опускания и поднятия конденсора, поскольку это влияет на качество изображения; – произвольное изменение величины отверстия апертурной диа- фрагмы конденсора с целью регулировки освещенности поля зрения микроскопа; – пренебрежение нейтральными светофильтрами и матовыми стеклами для регулировки освещенности поля зрения микроскопа, что ухудшает восприятие препарата и может оказывать отрицательное влияние на зрение исследователя; – применение толстых предметных стекол (толще 1,2 мм), что препятствует правильной установке освещения при высокоапертур- ных объективах, поскольку при этом не удается сфокусировать конденсор на объекте; – применение покровных стекол несоответствующей толщины (толще или тоньше 0,17 мм); – пренебрежение созданием полной иммерсии при работе с объ- ективами, имеющими нумерическую апертуру более 1,2, что не позволяет полностью использовать нумерическую апертуру объектива. Меры безопасности при работе с микроскопом При работе с микроскопом с осветителем следует соблюдать ме- ры безопасности, соответствующие мерам, принимаемым при эксплуатации электроустановок напряжением до 1 000 В. ВНИМАНИЕ! Замену лампы в осветителе микроскопа произво- дить только при отключении от электрической сети. Во избежание ожога кожи рук о колбу лампы или контактные пластины патрона замену лампы следует производить через 15–20 мин после ее перегорания. Замену плавкой вставки (предохранителя) в микроскопе следует производить при отключенном от сети микроскопе. После работы с микроскопом с осветителем необходимо отклю- чить его от сети. Не рекомендуется оставлять без присмотра включенный в сеть микроскоп.
Устройство микроскопа Микроскоп представляет собой оптический прибор, дающий увеличенное изображение мелких объектов и их деталей. Хотя различные марки световых микроскопов имеют конструктивные отличия, в каждом из них существуют оптические и механические узлы. Устройство микроскопа показано на рис. 1. Оптический узел составляют осветительная система (конденсор и зеркало), объективы и окуляры вместе с тубусом; все составные части строго центрированы одна в отношении другой. Рис. 1. Устройство микроскопа Primo Star: 1 – окуляры; 2 – бинокулярная насадка; 3 – револьверное устройство; 4 – объектив; 5 – предметный столик; 6 – конденсор; 7 – показатель интенсивности освещения; 8 – включение и выключение микроскопа; 9 – рукоятка грубой фокусировки; 10 – рукоятка тонкой фокусировки; 11 – рукоятка перемещения предмет- ного столика Механический узел микроскопа состоит из штатива, на котором крепятся оптические детали, предметного столика и механизмов фокусировки микроскопа.
Настройка освещения микроскопа с вынесенным осветителем В соответствии с принципом Келлера при установке освещения для микроскопа типа МБИ-3, а также микроскопов серии «Микмед» с вынесенным осветителем необходимо руководствоваться следующими правилами. 1. Устанавливают осветитель ОИ-19 (или ОИ-9м) перед микро- скопом с помощью соединительной планки, что обеспечивает нормальное расстояние микроскопа от осветителя. Включают его через трансформатор в сеть и, поворачивая корпус, направляют световой поток на плоское зеркало микроскопа. 2. Поднимают конденсор микроскопа в верхнее положение и пол- ностью закрывают его диафрагму. 3. Уменьшают диаметр отверстия ирисовой диафрагмы освети- теля до 1–2 мм. 4. Перемещая патрон лампочки осветителя вдоль оси и одновре- менно поворачивая зеркало микроскопа и корпус осветителя, добиваются получения изображения нити лампочки на закрытой диафрагме конденсора. При этом центр изображения нити лампочки должен находиться в центральной части ирисовой диафрагмы. 5. Открывают отверстие диафрагмы конденсора и осветителя. 6. Уменьшают яркость свечения нити лампочки при помощи реостата. 7. Помещают исследуемый препарат на предметный столик микроскопа, ставят необходимый объектив в рабочее положение и, глядя в окуляры бинокулярной насадки микроскопа, перемещением тубуса фокусируют оптику микроскопа на объект. 8. Почти полностью закрывают диафрагму осветителя и пере- мещением конденсора добиваются резкого изображения диафрагмы осветителя в поле зрения микроскопа. 9. Поворотом зеркала центрируют изображение диафрагмы осветителя, а затем открывают ее настолько, чтобы изображение диафрагмы было равно (или немного больше) полю зрения микроскопа. 10. Вынимают один окуляр и, глядя в тубус микроскопа, умень- шают диафрагму конденсора до едва заметного появления ее краев на фоне светлого кружка задней линзы объектива. 11. Помещают окуляр на место. В прорези осветителя вставляют синее и матовое стекла. Затем, глядя в микроскоп, при помощи реостата осветителя устанавливают необходимую освещенность препарата.