tepka.ru

5 класс. Биология. Устройство увеличительных приборов - Устройство увеличительных приборов

Разломите розовый, недозревший томат или яблоко с рыхлой мякотью. Вы увидите мельчайшие крупинки, из которых состоит мякоть. Это клетки. У этих плодов они имеют довольно крупные размеры.

В среднем клетки растений имеют размер 10–50 мкм (от одной сотой до пяти сотых миллиметра), хотя иногда бывают и гораздо крупнее. Человек же способен видеть невооруженным глазом лишь объекты порядка 0,15 мм. Даже клетки мякоти томата будут видны гораздо лучше, если рассмотреть их с помощью увеличительных приборов – лупы или микроскопа.

Устройство лупы

Лупа – самый простой увеличительный прибор. Главная его часть – увеличительное стекло, или линза. Иногда линз может быть несколько. Лупы бывают ручные и штативные. Рис. 1.

   Рис. 1. Лупы

Ручная лупа увеличивает предметы в 2–20 раз. Её единственная, выпуклая с двух сторон линза вставлена в оправу. При работе её берут за рукоятку и приближают к предмету на такое расстояние, при котором изображение предмета наиболее четкое – фокусное расстояние.

Штативная лупа увеличивает предметы в 10–25 раз. В её оправу вставлены два увеличительных стекла, укреплённые на подставке – штативе. К штативу прикреплен предметный столик с отверстием и зеркалом. Для фокусировки (расположения линз на наилучшем расстоянии от объекта) используется винт.

Если с помощью лупы рассмотреть кусочки мякоти полуспелого плода томата, арбуза, яблока, вы увидите отдельные клетки, сможете даже рассмотреть их форму, но не увидите никаких деталей строения.

Для изучения строения клеток необходимо большее увеличение, в таких случаях пользуются микроскопом. Самый простой, классический микроскоп – световой, или оптический.

Устройство светового микроскопа

Слово «микроскоп» происходит от греческих слов «микрос» – «малый» и «скопео» – «смотрю». Изучение объектов с использованием микроскопа называется микроскопия. Световой микроскоп способен давать максимальное увеличение до 2000 раз. Учебный прибор, с которым вы работаете в школе, скорее всего, имеет рабочее увеличение до 800 раз. Рис. 2.

   Рис. 2. Световой микроскоп

Микроскоп состоит из основных элементов – объектива и окуляра, которые закреплены в подвижном тубусе. Он, в свою очередь, расположен на металлическом основании – штативе, на котором имеется и предметный столик. В современном микроскопе практически всегда есть специальная осветительная система, состоящая из нескольких линз. В учебном микроскопе её роль выполняет вогнутое зеркало.

В тубус вставлены линзы. В верхнем конце находится окуляр (от латинского слова «окулус» – «глаз») – ближайшая к глазу наблюдателя деталь. Он состоит из оправы и двух увеличительных стёкол. На нижнем конце тубуса помещается объектив (от латинского слова «объектум» – «предмет»), состоящий из оправы и нескольких увеличительных стекол.

Предметный столик выполняет роль поверхности, на которой размещают микроскопический препарат. В центре имеется отверстие, пропускающее свет, отражённый зеркалом.

Микроскоп, имеющий два окуляра, называется бинокулярным. Рис. 3. Он позволяет получать два изображения объекта – для левого и для правого глаза, что обеспечивает объёмное восприятие. Такие микроскопы широко используются в медицине, биологии и геологии.

  Рис. 3. Бинокулярный микроскоп

На оправах окуляров и объективов нанесена информация об их увеличении. Чтобы узнать, насколько увеличивается изображение при использовании учебного микроскопа, надо умножить увеличение окуляра на увеличение объектива. Например, если окуляр дает 10-кратное увеличение, а объектив – 20-кратное, то общее увеличение 10 х 20 = 200 раз.

Даже увеличения в 2000 раз недостаточно, чтобы рассмотреть тонкие детали строения клеток. Тем более невозможно увидеть в световой микроскоп отдельные молекулы или атомы. Для решения этой проблемы в XX в. был изобретен электронный микроскоп, увеличивающий изображение в десятки и сотни тысяч раз. Рис. 4.

   Рис. 4. Электронный микроскоп

История появления микроскопа

Составные световые микроскопы с двумя линзами были изобретены в XVI в. Первого их изобретателя трудно определить точно. Самые ранние сведения о микроскопе относят к 1590 году и связывают с именами Иоанна Липперсгея (который также разработал первый простой телескоп) и Захария Янсена. Рис. 5.

   Рис. 5.

Чуть позже, в 1624-м году Галилео Галилей представляет свой составной микроскоп, который он первоначально назвал «оккиолино», т. е. «маленький глаз». Годом спустя был предложен термин «микроскоп».

В XVII в. голландец Антони ван Левенгук сконструировал более совершенный микроскоп, дающий увеличение до 270 раз. Левенгук считается первым, кто сумел привлечь к микроскопу внимание биологов. Его изготовленные вручную микроскопы представляли собой очень небольшие изделия с одной очень сильной линзой. Они были неудобны в использовании, однако позволяли очень детально рассматривать изображения. Понадобилось около 150 лет развития оптики, чтобы составной микроскоп смог давать такое же качество изображения, как простые микроскопы Левенгука.

Правила пользования микроскопом

Поставьте микроскоп штативом к себе на расстоянии 5–10 см от края стола. В отверстие предметного столика направьте зеркалом свет.

Поместите приготовленный препарат на предметный столик и закрепите предметное стекло зажимами. Пользуясь винтом, очень плавно опускайте тубус так, чтобы нижний край объектива оказался на расстоянии 1–2 мм от препарата.

В окуляр смотрите одним глазом, не закрывая и не зажмуривая другой. Глядя в окуляр, при помощи винтов медленно поднимайте тубус, пока не появится четкое изображение предмета.

После работы микроскоп уберите в футляр. Микроскоп – хрупкий и дорогой прибор: работать с ним надо аккуратно, строго следуя правилам.

Электронный микроскоп

В электронной микроскопии для построения изображения вместо световых лучей используется пучок электронов. Это позволяет увеличить разрешающую способность электронного микроскопа по сравнению со световым в несколько тысяч раз.

Первый работоспособный прототип электронного микроскопа был построен в 1932 году. Рис. 6. Серийное производство электронных микроскопов было начато в конце 30-х годов.

   Рис. 6. Первый электронный микроскоп

источник конспекта - http://interneturok.ru/ru/school/biology/5-klass/kletochnoe-stroenie-organizmov/ustroystvo-uvelichitelnyh-priborov?seconds=0&chapter_id=2398

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=Aci8yAYrq0U

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=arkq7LVZrD8

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=HU_zfPPHWjY

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=OLwncNlyDLU

источник презентации - https://prezentacii.org/prezentacii/prezentacii-po-biologii/3615-ustroystvo-uvelichitel-nyh-priborov-i-pravila-raboty-s-nimi.html

www.kursoteka.ru

Увеличительные приборы

Препарат для световой микроскопии (микропрепарат) — это объект, помещённый на предметное стекло и защищённый сверху покровным стеклом. Исследуя микропрепарат с помощью оптических приборов, получают увеличенное изображение объекта или его участка.

Элементарным приспособлением для получения увеличенного изображения предметов является лупа — двояковыпуклая линза, вставленная в оправу-держатель. В биологии используется препаровальная лупа со сменными линзами-окулярами (рис. 1), которая увеличивает предметы в 10–40 раз.

Чтобы получить бòльшее увеличение объекта, используют световой микроскоп. В медико-биологических исследованиях чаще всего применяются:

  • прямые микроскопы проходящего света (биологические);

  • инвертированные биологические микроскопы;

  • стереоскопические микроскопы;

  • анализаторы изображения.

Устройство и назначение световых микроскопов

Биологический микроскоп предназначен для наблюдения в проходящем свете окрашенных и неокрашенных объектов. Типичный световой микроскоп (рис. 2) состоит из трёх основных частей: механической, осветительной (электрической) и оптической.

Механическая частьвключает штатив, предметный столик, кремальеру (макрометрический винт), микрометрический винт, тубус и револьвер.

Штативявляется главным механическим блоком микроскопа. Он состоит из тубусодержателя (колонки) и основания. На колонке монтируются основные части прибора:

  • система винтов грубой (макрометрической) и точной (микрометрической) настроек микроскопа;

  • предметный столик (неподвижный или перемещающийся) для размещения объекта наблюдения;

  • узел крепления и перемещения конденсора;

  • узел крепления сменных насадок (фотографических, телевизионных и т. п.) — если предусмотрен конструкцией прибора.

Основание придает микроскопу устойчивость; на нём также устанавливаются накладные или встроенные источники освещения.

Осветительная часть обеспечивает равномерное освещение объекта. Она включает зеркало (либо электрический осветитель) и конденсор.

Зеркаломикроскопа двухстороннее — с плоской и вогнутой отражающими поверхностями. Вогнутая поверхность применяется при естественном освещении, а плоская — при искусственном.

Конденсор — это система линз, собирающая световые лучи в пучок с меньшим поперечным сечением. Диаметр светового пучка можно регулировать, изменяя просвет диафрагмы конденсора с помощью специального рычажка.

Оптическая системамикроскопа состоит из окуляра и объектива, связанных полой трубкой —тубусом.

Окуляр вставлен в верхнее отверстие тубуса; предназначен для проекции изображения на сетчатку глаза наблюдателя. На передней или верхней части корпуса окуляра имеется маркировка, указывающая его увеличение и размер видимого поля изображения (в мм); например, «10/18».

В учебном микроскопе используются сменные окуляры с увеличением 7, 10 и 15, нередко снабжённые микроуказкой в виде радиальной тёмной полоски. Окуляр состоит из двух групп линз: глазной (ближайшая к глазу наблюдателя) и полевой (направлена к объективу).

Объективввинчен в револьвер и расположен у нижнего конца тубуса.Он включает в себя несколько линз, общее число которых может достигать 14. Чем больше линз, тем выше качество изображения.

На корпусе каждого объектива указываются данные о нём:

  • увеличение — 4, 8, … 90, 100;

  • апертура (диаметр полевой линзы) — 0,20; 0,65;

  • дополнительная буквенная маркировка, если объектив специальный (фазовый — Ф (Рh), поляризационный — П (Pol), люминесцентный — Л (L) и т. п.).

На иммерсионных объективах имеются маркировка цветным кольцом и буквенное обозначение типа иммерсии*: чёрное кольцо — МИ (0il), белое — ВИ (W), оранжевое — ГИ (Glyc). Иммерсионные объективы позволяют получить максимально возможное в световой микроскопии увеличение объекта или его участка.

Объективы бывают малых (до 10); больших (до 50) и сверхбольших (около 100) увеличений. В учебном микроскопе чаще всего используются два вида объективов: малого увеличения (в 8 раз) и большого (в 40 раз).

Общее увеличение микроскопа определяется путём умножения показателей увеличений объектива и окуляра. Например, общее увеличение микроскопа с объективом 40х и окуляром 7 будет 40 · 7 = 280.

Если между объективом и окуляром расположена одна или несколько увеличивающих систем, то общее увеличение микроскопа равно произведению показателей всех увеличений. Современные световые микроскопы могут увеличивать объект примерно в 1500–2000 раз.

Инвертированный и стереоскопический микроскопы изображены на рис. 3.

Инвертированный микроскоп представляет собой «перевернутую» конструкцию обычного микроскопа: у него осветитель расположен над объектом, а объективы — под предметным столиком. Такое устройство обеспечивает свободный доступ инструмента (манипулятора, палочки, пипетки) к исследуемому образцу в процессе наблюдения.

Рис. 3. Инвертированный (А) и стереоскопический (Б) микроскопы

Для инвертированных микроскопов толщина объекта не играет большой роли: с его помощью можно исследовать габаритные объекты или объекты, расположенные в лабораторной посуде (в стеклянных колбах, в чашках Петри).

Стереоскопический микроскоп позволяет наблюдать объект обоими глазами по оптическим осям, наклонённым под углом 12–17° друг к другу. При этом возникает визуальный эффект объёмного изображения предмета. Для стереомикроскопии толщина исследуемого образца также не имеет особого значения.

Анализаторы изображения применяются с конца 80-х годов ХХ века и основаны на применении современных методов обработки изображения объекта с элементами сбора, систематизации и анализа информации. Причём базой может служить любой микроскоп, имеющий насадку для фото-, видео- или цифровой камеры и дополнительный вывод изображения на видеоконтрольный монитор. Изображение передаётся в компьютер, оснащённый специальной программой для анализа изображений. С помощью компьютера можно улучшить и отредактировать качество введенного изображения, подчеркнуть детали, выделить границы, сделать надписи, составить новые изображения из фрагментов старых и т.п. На полученном изображении можно проводить любые измерения с автоматической регистрацией результатов. При повторении одних и тех же манипуляций (либо при рутинных измерениях) достаточно составить необходимый алгоритм операций — статистическую обработку результатов компьютер произведет самостоятельно.

В световых микроскопах предусмотрена возможность установки дополнительных принадлежностей, предназначенных для:

  • улучшения условий работы (например, препаратоводитель, бинокулярная насадка, насадки для фото- и видеосъёмки);

  • измерения и подсчета (объект-микрометры, окулярные микрометры, окуляры со вставными сетками);

  • расширения функциональных возможностей микроскопа (например, конденсоры косого освещения и тёмного поля, фазово-контрастные устройства, оптические светофильтры, съёмный люминесцентный осветитель).

studfiles.net

Занятие 1 методы изучения клетки. Увеличительные приборы и их практическое применение

Вопросы по теме занятия

1. Современные методы микроскопии.

2. Назначение и возможности оптических и электронных увеличительных приборов.

3. Устройство светового микроскопа и препаровальной лупы.

4. Основные характеристики увеличительных приборов – разрешающая способность, общее увеличение.

5. Правила работы со световым микроскопом.

6. Основные принципы гистологической техники (изготовление временных и постоянных микропрепаратов).

Ключевые слова и понятия

Световая микроскопия, электронная микроскопия, микроскоп, препаровальная лупа, объектив, окуляр, разрешающая способность, общее увеличение, микропрепарат.

Вопросы для самоконтроля

1. Использование увеличительных приборов в биологии и медицине.

2. Специальные методы микроскопии: люминесцентная, темнопольная, конфокальная, атомно-силовая, туннельная, сканирующая и др.

3. Основные системы оптических увеличительных приборов, их составные части.

4. Как определяется общее увеличение микроскопа?

5. Что такое разрешающая способность микроскопа?

6. Отличия временного микропрепарата от постоянного.

7. Уровни организации живых систем.

8. Характеристики и свойства живого.

Аудиторная работа

Лабораторные работы

Работа №1. Изучите устройство и назначение отдельных частей светового микроскопа (МБИ, Биолам, МБС-9) и препаровальной лупы. Запишите правила работы с микроскопом.

Работа №2. Изучите по таблицам ход лучей в световом микроскопе.

Работа №3. Отработайте навыки микроскопирования на световом микроскопе, изготовив временные микропрепараты:

а) фрагмент газетного листа площадью 1 см2 положите в каплю воды на предметное стекло, рассмотрите с помощью объектива малого увеличения (×8);

б) несколько волокон ваты поместите в каплю воды на предметное стекло (можно добавить каплю красителя метиленового синего), накройте покровным стеклом. Рассмотрите вначале с помощью объектива малого увеличения (×8), затем – большого увеличения (×40).

Работа №4. Изготовьте, микроскопируйте и зарисуйте временный микропрепарат «Клетки кожицы лука»:

С внутренней поверхности толстой, мясистой луковой чешуи пинцетом или скальпелем отпрепарируйте тонкую прозрачную кожицу (площадью 0,5-1 см2), поместите её в каплю воды на предметное стекло, расправьте препаровальной иглой, пипеткой добавьте каплю красителя метиленового синего, накройте покровным стеклом. Рассмотрите вначале с помощью объектива малого увеличения (×8), затем – большого увеличения (×40). Зарисуйте в альбоме 3-4 клетки, обозначив следующие структуры: 1 – цитолемма, 2 – клеточная стенка, 3 – цитоплазма, 4 – вакуоль клеточного сока, 5 – ядро, 6 – ядрышко.

Работа №5. Зарисуйте в альбомах схему строения эукариотической животной клетки по данным электронной микроскопии.

Занятие 2 Общий план строения клетки. Структурно-функциональная характеристика ядра и органелл

Вопросы по теме занятия

1. Клетка – элементарная биологическая система, основная форма организации живой материи.

2. Основные положения клеточной теории.

3. Прокариотические и эукариотические клетки: структурно-функциональные и эволюционные отличия. Гипотезы происхождения эукариот.

4. Общий план строения эукариотической клетки.

5. Классификации и характеристика органелл.

6. Цитозоль. Принцип компартментализации клеточного объёма.

7. Структурные компоненты ядра.

  1. Роль ядра в жизнедеятельности эукариотической клетки.

9. Классификация клеточных включений.

Ключевые слова и понятия

Клеточная теория, прокариотическая клетка, эукариотическая клетка, протоплазма, цитолемма, цитоплазма, цитозоль, ядро, кариолемма, кариоплазма, ядрышко, хроматин, ядерно-цитоплазматическое отношение, органелла, компартментализация, митохондрия, лизосома, пероксисома, аппарат Гольджи (пластинчатый комплекс), эндоплазматическая (цитоплазматическая) сеть гранулярная и агранулярная, рибосома, цитоскелет, микротрубочки, промежуточные филаменты, микрофиламенты, клеточный центр, включения.

Вопросы для самоконтроля

  1. Почему именно клетка является элементарной структурно-функциональной единицей живых систем?

  2. Докажите эволюционную взаимосвязь растительной и животной клеток.

  3. Дайте определение понятиям «органеллы» и «включения». В чём заключаются их принципиальные отличия?

  4. Классификации органелл (мембранные и немембранные; общего и специального назначения). Примеры.

5. Строение, функции, размеры органелл общего назначения эукариотической клетки: митохондрий, лизосом, пероксисом, аппарата Гольджи, цитоплазматической сети, рибосом, компонентов цитоскелета, клеточного центра.

6. Какие органеллы выявляются только электронно-микроскопическими методами?

7. Классификация включений. Значение их для клетки и организма в целом.

8. Компоненты ядра: кариолемма, кариоплазма, ядрышко, хроматин.

9. Ядерно-цитоплазматическое отношение.

10. Заполните в альбомах таблицу по предлагаемой схеме:

Назначение увеличительных приборов


§ 6. Устройство увеличительных приборов

       

  1. Какие увеличительные приборы вы знаете?
  2. Для чего их применяют?

Если разломить розовый, недозревший, плод томата (помидор), арбуза или яблока с рыхлой мякотью, то мы увидим, что мякоть плодов состоит из мельчайших крупинок. Это клетки. Они будут лучше видны, если рассмотреть их с помощью увеличительных приборов — лупы или микроскопа.

Устройство лупы. Лупа — самый простой увеличительный прибор. Главная его часть — увеличительное стекло, выпуклое с двух сторон и вставленное в оправу. Лупы бывают ручные и штативные (рис. 16).

Рис. 16. Лупа ручная (1) и штативная (2)

Ручная лупа увеличивает предметы в 2—20 раз. При работе её берут за рукоятку и приближают к предмету на такое расстояние, при котором изображение предмета наиболее чётко.

Штативная лупа увеличивает предметы в 10—25 раз. В её оправу вставлены два увеличительных стекла, укреплённых на подставке — штативе. К штативу прикреплён предметный столик с отверстием и зеркалом.

Устройство лупы и рассматривание с её помощью клеточного строения растений

  1. Рассмотрите ручную лупу. Какие части она имеет? Каково их назначение?
  2. Рассмотрите невооружённым глазом мякоть полуспелого плода томата, арбуза, яблока. Что характерно для их строения?
  3. Рассмотрите кусочки мякоти плодов под лупой. Зарисуйте увиденное в тетрадь, рисунки подпишите. Какую форму имеют клетки мякоти плодов?

Устройство светового микроскопа. С помощью лупы можно рассмотреть форму клеток. Для изучения их строения пользуются микроскопом (от греческих слов «микрос» — малый и «скопео» — смотрю).

Световой микроскоп (рис. 17), с которым вы работаете в школе, может увеличивать изображение предметов до 3600 раз. В зрительную трубку, или тубус, этого микроскопа вставлены увеличительные стёкла (линзы). В верхнем конце тубуса находится окуляр (от латинского слова «окулус» — глаз), через который рассматривают различные объекты. Он состоит из оправы и двух увеличительных стёкол. На нижнем конце тубуса помещается объектив (от латинского слова «объектум» — предмет), состоящий из оправы и нескольких увеличительных стёкол.

Тубус прикреплён к штативу. К штативу прикреплён также предметный столик, в центре которого имеется отверстие и под ним зеркало. Пользуясь световым микроскопом, можно видеть изображение объекта, освещенного с помощью этого зеркала.

Рис. 17. Световой микроскоп

Чтобы узнать, насколько увеличивается изображение при использовании микроскопа, надо умножить число, указанное на окуляре, на число, указанное на используемом объекте. Например, если окуляр даёт 10-кратное увеличение, а объектив — 20-кратное, то общее увеличение 10 х 20 = 200 раз.

Порядок работы с микроскопом

  1. Поставьте микроскоп штативом к себе на расстоянии 5—10 см от края стола. В отверстие предметного столика направьте зеркалом свет.
  2. Поместите приготовленный препарат на предметный столик и закрепите предметное стекло зажимами.
  3. Пользуясь винтом, плавно опустите тубус так, чтобы нижний край объектива оказался на расстоянии 1—2 мм от препарата.
  4. В окуляр смотрите одним глазом, не закрывая и не зажмуривая другой. Глядя в окуляр, при помощи винтов медленно поднимайте тубус, пока не появится чёткое изображение предмета.
  5. После работы микроскоп уберите в футляр.

Микроскоп — хрупкий и дорогой прибор: работать с ним надо аккуратно, строго следуя правилам.

Устройство микроскопа и приёмы работы с ним

    Изучите микроскоп. Найдите тубус, окуляр, объектив, штатив с предметным столиком, зеркало, винты. Выясните, какое значение имеет каждая часть. Определите, во сколько раз микроскоп увеличивает изображение объекта.
  1. Познакомьтесь с правилами пользования микроскопом.
  2. Отработайте последовательность действий при работе с микроскопом.

Новые понятия

Клетка. Лупа. Микроскоп: тубус, окуляр, объектив, штатив

Вопросы

  1. Какие увеличительные приборы вы знаете?
  2. Что представляет собой лупа и какое увеличение она даёт?
  3. Как устроен микроскоп?
  4. Как узнать, какое увеличение даёт микроскоп?

Подумайте

Почему с помощью светового микроскопа нельзя изучать непрозрачные предметы?

Задания

Выучите правила работы с микроскопом.

Используя дополнительные источники информации, выясните, какие подробности строения живых организмов позволяют рассмотреть самые современные микроскопы.

Знаете ли вы, что...

Световые микроскопы с двумя линзами были изобретены в XVI в. В XVII в. голландец Антони ван Левенгук сконструировал более совершенный микроскоп, дающий увеличение до 270 раз, а в XX в. был изобретён электронный микроскоп, увеличивающий изображение в десятки и сотни тысяч раз.

Название органеллы

Строение

Функции

Лабораторные работы

Работа №1. Изучите электроннограммы различных клеток по альбому-атласу. Сопоставьте со схемой электроннограммы клетки, зарисованной в Вашем альбоме.

Работа №2. Рассмотрите на малом и большом увеличении демонстрационные постоянные микропрепараты «Общая морфология клетки: печень аксолотля», «Мазок крови человека», «Клетки кожицы лука». Зарисуйте. Сделайте вывод о сходстве и различиях клеток на светооптическом уровне.

Работа № 3. Рассмотрите на малом, затем на большом увеличении постоянный микропрепарат «Пигментные включения в клетках кожи головастика» (препарат не окрашен). Коричневый цвет клеток обусловлен наличием пигмента меланина.

Page 2

Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу:

studfiles.net


Смотрите также

 
ООО "ЭлитСтрой" - производство и продажа пеноблоков
Карта сайта.XML.