Какие подробности строения живых организмов позволяют рассмотреть. Новый тип микроскопа позволил рассмотреть хромосомную "темную материю" внутри живых клеток

Лупа, микроскоп, телескоп.

Вопрос 2. Для чего их применяют?

Их применяют для того, чтобы увеличить рассматриваемый предмет в несколько раз.

Лабораторная работа № 1. Устройство лупы и рассматривание с её помощью клеточного строения растений.

1. Рассмотрите ручную лупу. Какие части она имеет? Каково их назначение?

Ручная лупа состоит из рукоятки и увеличительного стекла, выпуклого с двух сторон и вставленного в оправу. При работе лупу берут за рукоятку и приближают к предмету на такое расстояние, при котором изображение предмета через увеличительное стекло наиболее чёткое.

2. Рассмотрите невооружённым глазом мякоть полуспелого плода томата, арбуза, яблока. Что характерно для их строения?

Мякоть плодов рыхлая и состоит из мельчайших крупинок. Это клетки.

Хорошо видно, что мякоть плода помидора имеет зернистое строение. У яблока мякоть немного сочная, а клетки маленькие и плотно находятся друг к другу. Мякоть арбуза состоит из множества, наполненных соком клеточек, которые располагаются то ближе, то дальше.

3. Рассмотрите кусочки мякоти плодов под лупой. Зарисуйте увиденное в тетрадь, рисунки подпишите. Какую форму имеют клетки мякоти плодов?

Даже невооруженным глазом, а еще лучше под лупой можно видеть, что мякоть зрелого арбуза состоит из очень мелких крупинок, или зернышек. Это клетки - мельчайшие "кирпичики", из которых состоят тела всех живых организмов. Также и мякоть плода помидора под лупой состоит клеток, похожих на округлые зернышки.

Лабораторная работа № 2. Устройство микроскопа и приёмы работы с ним.

1. 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.

Тубус - трубка, в которой заключены окуляры микроскопа. Окуляр - элемент оптической системы, обращённый к глазу наблюдателя, часть микроскопа, предназначенная для рассматривания изображения, формируемого зеркалом. Объектив предназначен для построения увеличенного изображения с точностью воспроизведения по форме и цвету объекта исследования. Штатив удерживает тубус с окуляром и объективом на определенном расстоянии от предметного столика, котором размещается исследуемый материал. Зеркало, которое располагается под предметным столиком, служит для подачи луча света под рассматриваемый предмет, т. е. улучшает освещенность предмета. Винты микроскопа – это механизмы для настройки максимально эффективного изображения на окуляре.

2. Познакомьтесь с правилами пользования микроскопом.

При работе с микроскопом необходимо соблюдать следующие правила:

1. Работать с микроскопом следует сидя;

2. Микроскоп осмотреть, вытереть от пыли мягкой салфеткой объективы, окуляр, зеркало;

3. Микроскоп установить перед собой, немного слева на 2-3 см от края стола. Во время работы его не сдвигать;

4. Открыть полностью диафрагму;

5. Работу с микроскопом всегда начинать с малого увеличения;

6. Опустить объектив в рабочее положение, т.е. на расстояние 1 см от предметного стекла;

7. Установить освещение в поле зрения микроскопа, используя зеркало. Глядя одним глазом в окуляр и пользуясь зеркалом с вогнутой стороной, направить свет от окна в объектив, а затем максимально и равномерно осветить поле зрения;

8. Положить микропрепарат на предметный столик так, чтобы изучаемый объект находился под объективом. Глядя сбоку, опускать объектив при помощи макровинта до тех пор, пока расстояние между нижней линзой объектива и микропрепаратом не станет 4-5 мм;

9. Смотреть одним глазом в окуляр и вращать винт грубой наводки на себя, плавно поднимая объектив до положения, при котором хорошо будет видно изображение объекта. Нельзя смотреть в окуляр и опускать объектив. Фронтальная линза может раздавить покровное стекло, и на ней появятся царапины;

10. Передвигая препарат рукой, найти нужное место, расположить его в центре поля зрения микроскопа;

11. По окончании работы с большим увеличением, установить малое увеличение, поднять объектив, снять с рабочего столика препарат, протереть чистой салфеткой все части микроскопа, накрыть его полиэтиленовым пакетом и поставить в шкаф.

3. Отработайте последовательность действий при работе 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.

Вопрос 1. Какие увеличительные приборы вы знаете?

Ручная лупа и штативная лупа, микроскоп.

Вопрос 2. Что представляет собой лупа и какое увеличение она даёт?

Лупа - самый простой увеличительный прибор. Ручная лупа состоит из рукоятки и увеличительного стекла, выпуклого с двух сторон и вставленного в оправу. Она увеличивает предметы в 2-20 раз.

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.

Вопрос 3. Как устроен микроскоп?

В зрительную трубку, или тубус, этого светового микроскопа вставлены увеличительные стёкла (линзы). В верхнем конце тубуса находится окуляр, через который рассматривают различные объекты. Он состоит из оправы и двух увеличительных стёкол. На нижнем конце тубуса помещается объектив, 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, освещённого с помощью этого зеркала.

Вопрос 4. Как узнать, какое увеличение даёт микроскоп?

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

Подумайте

Почему с помощью светового микроскопа нельзя изучать непрозрачные предметы?

Главный принцип работы светового микроскопа состоит в том, что через прозрачный или полупрозрачный предмет (объект исследования), размещенный на предметном столике, проходят лучи света и попадают на систему линз объектива и окуляра. А через непрозрачные предметы свет не проходит, соответственно, изображения мы не увидим.

Задания

Выучите правила работы с микроскопом (см. выше).

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

Световой микроскоп позволил рассмотреть строение клеток и тканей живых организмов. И вот, ему на смену уже пришли современные электронные микроскопы, позволяющие рассматривать молекулы и электроны. А электронный растровый микроскоп позволяет получать изображения, имеющие разрешение, измеряемое в нанометрах (10-9). Можно получить данные, касающиеся строения молекулярного и электронного состава поверхностного слоя исследуемой поверхности.

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.

Устройство лупы и рассматривание с её помощью клеточного строения растений

Рассмотрите ручную лупу. Какие части она имеет? Каково их назначение?
Рассмотрите невооружённым глазом мякоть полуспелого плода томата, арбуза, яблока. Что характерно для их строения?
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

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, плавно опустите 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 чёткое изображение предмета.
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

Познакомьтесь с правилами пользования микроскопом.
Отработайте последовательность действий при работе с микроскопом.

Новые понятия

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

Вопросы

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

Подумайте

Почему с помощью светового микроскопа нельзя изучать непрозрачные предметы?

Задания

Выучите правила работы с микроскопом.

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.

Текущая страница: 2 (всего у книги 7 страниц) [доступный отрывок для чтения: 2 страниц]

Шрифт:

100% +

Биология – наука о жизни, о живых организмах, обитающих на Земле.

Биология изучает строение и жизнедеятельность живых организмов, их многообразие, законы исторического и индивидуального развития.

Область распространения жизни составляет особую оболочку Земли – биосферу.

Раздел биологии об отношениях организмов между собой и с окружающей их средой называют экологией.

Биология тесно связана со многими сторонами практической деятельности человека – сельским хозяйством, медициной, различными отраслями промышленности, в частности пищевой и лёгкой, и т. д.

Живые организмы на нашей планете очень разнообразны. Учёные выделяют четыре царства живых существ: Бактерии, Грибы, Растения и Животные.

Каждый живой организм состоит из клеток (исключение составляют вирусы). Живые организмы питаются, дышат, выделяют продукты жизнедеятельности, растут, развиваются, размножаются, воспринимают воздействия окружающей среды и реагируют на них.

Каждый организм обитает в определённой среде. Всё то, что окружает живое существо, называют средой обитания.

На нашей планете выделяют четыре основные среды обитания, освоенные и заселённые организмами. Это водная, наземно-воздушная, почвенная и среда внутри живых организмов.

Каждая среда имеет свои специфические условия жизни, к которым организмы приспосабливаются. Этим объясняется большое многообразие живых организмов на нашей планете.

Условия среды оказывают определённое влияние (положительное или отрицательное) на существование и географическое распространение живых существ. В связи с этим условия среды рассматривают как экологические факторы.

Условно все факторы среды подразделяются на три основные группы – абиотические, биотические и антропогенные.

Глава 1. Клеточное строение организмов

Мир живых организмов очень многообразен. Чтобы понять, как они живут, то есть как растут, питаются, размножаются, необходимо изучить их строение.

Из этой главы вы узнаете

О строении клетки и протекающих в ней жизненно важных процессах;

Об основных видах тканей, из которых состоят органы;

Об устройстве лупы, микроскопа и правилах работы с ними.

Вы научитесь

Готовить микропрепараты;

Пользоваться лупой и микроскопом;

Находить основные части растительной клетки на микропрепарате, в таблице;

Схематически изображать строение клетки.

§ 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, освещённого 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 × 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.

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

1. 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.

2. Познакомьтесь с правилами пользования микроскопом.

3. Отработайте последовательность действий при работе с микроскопом.

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.

§ 7. Строение клетки

1. Почему микроскоп, с которым вы работаете, называют световым?

2. Как называют мельчайшие крупинки, из которых состоят плоды и другие органы растений?

Со строением клетки можно познакомиться на примере растительной клетки, рассмотрев под микроскопом препарат кожицы чешуи лука. Последовательность приготовления препарата показана на рисунке 18.

На микропрепарате видны продолговатые клетки, плот но прилегающие одна к другой (рис. 19). Каждая клетка имеет плотную оболочку с порами , которые можно различить только при большом увеличении. В состав оболочек растительных клеток входит особое вещество – целлюлоза , придающая им прочность (рис. 20).

Рис. 18. Приготовление препарата чешуи кожицы лука

Рис. 19. Клеточное строение кожицы лука

Под оболочкой клетки находится тоненькая плёночка – мембрана . Она легкопроницаема для одних веществ и непроницаема для других. Полупроницаемость мембраны сохраняется, пока жива клетка. Таким образом, оболочка сохраняет целостность клетки, придаёт ей форму, а мембрана регулирует поступление веществ из окружающей среды в клетку и из клетки в окружающую её среду.

Внутри находится бесцветное вязкое вещество – цитоплазма (от греческих слов «китос» – сосуд и «плазма» – образование). При сильном нагревании и замораживании она разрушается, и тогда клетка погибает.

Рис. 20. Строение растительной клетки

В цитоплазме находится небольшое плотное ядро , в котором можно различить ядрышко . С помощью электронного микроскопа было установлено, что ядро клетки имеет очень сложное строение. Это связано с тем, что ядро регулирует процессы жизнедеятельности клетки и содержит наследственную информацию об организме.

Почти во всех клетках, особенно в старых, хорошо заметны полости – вакуоли (от латинского слова «вакуус» – пустой), ограниченные мембраной. Они заполнены клеточным соком – водой с растворёнными в ней сахарами и другими органическими и неорганическими веществами. Разрезая спелый плод или другую сочную часть растения, мы повреждаем клетки, и из их вакуолей вытекает сок. В клеточном соке могут содержаться красящие вещества (пигменты ), придающие синюю, фиолетовую, малиновую окраску лепесткам и другим частям растений, а также осенним листьям.

Приготовление и рассматривание препарата кожицы чешуи лука под микроскопом

1. Рассмотрите на рисунке 18 последовательность приготовления препарата кожицы чешуи лука.

2. Подготовьте предметное стекло, тщательно протерев его марлей.

3. Пипеткой нанесите 1–2 капли воды на предметное стекло.

При помощи препаровальной иглы осторожно снимите маленький кусочек прозрачной кожицы с внутренней поверхности чешуи лука. Положите кусочек кожицы в каплю воды и расправьте кончиком иглы.

5. Накройте кожицу покровным стеклом, как показано на рисунке.

6. Рассмотрите приготовленный препарат при малом увеличении. Отметьте, какие части клетки вы видите.

7. Окрасьте препарат раствором йода. Для этого нанесите на предметное стекло каплю раствора йода. Фильтровальной бумагой с другой стороны оттяните лишний раствор.

8. Рассмотрите окрашенный препарат. Какие изменения произошли?

9. Рассмотрите препарат при большом увеличении. Найдите на нём тёмную полосу, окружающую клетку, – оболочку; под ней золотистое вещество – цитоплазму (она может занимать всю клетку или находиться около стенок). В цитоплазме хорошо видно ядро. Найдите вакуоль с клеточным соком (она отличается от цитоплазмы по цвету).

10. Зарисуйте 2–3 клетки кожицы лука. Обозначьте оболочку, цитоплазму, ядро, вакуоль с клеточным соком.

В цитоплазме растительной клетки находятся многочисленные мелкие тельца – пластиды . При большом увеличении они хорошо видны. В клетках разных органов число пластид различно.

У растений пластиды могут быть разных цветов: зелёные, жёлтые или оранжевые и бесцветные. В клетках кожицы чешуи лука, например, пластиды бесцветные.

От цвета пластид и от красящих веществ, содержащихся в клеточном соке различных растений, зависит окраска тех или иных их частей. Так, зелёную окраску листьев определяют пластиды, называемые хлоропластами (от греческих слов «хлорос» – зеленоватый и «пластос» – вылепленный, созданный) (рис. 21). В хлоропластах находится зелёный пигмент хлорофилл (от греческих слов «хлорос» – зеленоватый и «филлон» – лист).

Рис. 21. Хлоропласты в клетках листа

Пластиды в клетках листа элодеи

1. Приготовьте препарат клеток листа элодеи. Для этого отделите лист от стебля, положите его в каплю воды на предметное стекло и накройте покровным стеклом.

2. Рассмотрите препарат под микроскопом. Найдите в клетках хлоропласты.

3. Зарисуйте строение клетки листа элодеи.

Рис. 22. Формы растительных клеток

Окраска, форма и размеры клеток разных органов растений очень разнообразны (рис. 22).

Количество в клетках вакуолей, пластид, толщина клеточной оболочки, расположение внутренних составляющих клетки сильно варьирует и зависит от того, какую функцию выполняет клетка в организме растения.

ОБОЛОЧКА, ЦИТОПЛАЗМА, ЯДРО, ЯДРЫШКО, ВАКУОЛИ, ПЛАСТИДЫ, ХЛОРОПЛАСТЫ, ПИГМЕНТЫ, ХЛОРОФИЛЛ

Вопросы

1. Как приготовить препарат кожицы чешуи лука?

2. Какое строение имеет клетка?

3. Где находится клеточный сок и что в нём содержится?

4. В какой цвет красящие вещества, находящиеся в клеточном соке и в пластидах, могут окрашивать различные части растений?

Задания

Приготовьте препараты клеток плодов томатов, рябины, шиповника. Для этого в каплю воды на предметном стекле иглой перенесите частицу мякоти. Кончиком иглы разделите мякоть на клетки и накройте покровным стеклом. Сравните клетки мякоти плодов с клетками кожицы чешуи лука. Отметьте окраску пластид.

Зарисуйте увиденное. В чём сходство и различие клеток кожицы лука и плодов?

Знаете ли вы, что…

Существование клеток открыл англичанин Роберт Гук в 1665 г. Рассматривая в сконструированный им микроскоп тонкий срез пробки (коры пробкового дуба), он насчитал до 125 млн пор, или ячеек, в одном квадратном дюйме (2,5 см) (рис. 23). В сердцевине бузины, стеблях различных растений Р. Гук обнаружил такие же ячейки. Он назвал их клетками. Так началось изучение клеточного строения растений, но шло оно нелегко. Ядро клетки было открыто только в 1831 г., а цитоплазма – в 1846 г.

Рис. 23. Микроскоп Р. Гука и полученный с его помощью вид среза коры пробкового дуба

Задания для любознательных

Вы можете сами приготовить «исторический» препарат. Для этого положите тонкий срез светлой пробки в спирт. Через несколько минут начните добавлять воду по каплям, чтобы удалить из ячеек – «клеток» воздух, затемняющий препарат. Затем рассмотрите срез под микроскопом. Вы увидите то же, что Р. Гук в XVII в.

§ 8. Химический состав клетки

1. Что такое химический элемент?

2. Какие органические вещества вам известны?

3. Какие вещества называют простыми, а какие – сложными?

Все клетки живых организмов состоят из тех же химических элементов, что входят и в состав объектов неживой природы. Но распределение этих элементов в клетках крайне неравномерно. Так, около 98 % от массы любой клетки приходится на четыре элемента: углерод, водород, кислород и азот. Относительное содержание этих химических элементов в живом веществе значительно выше, чем, например, в земной коре.

Около 2 % массы клетки приходится на следующие восемь элементов: калий, натрий, кальций, хлор, магний, железо, фосфор и серу. Остальные химические элементы (например, цинк, иод) содержатся в очень малых количествах.

Химические элементы, соединяясь между собой, образуют неорганические и органические вещества (см. табл.).

Неорганические вещества клетки – это вода и минеральные соли . Больше всего в клетке содержится воды (от 40 до 95 % её общей массы). Вода придаёт клетке упругость, определяет её форму, участвует в обмене веществ.

Чем выше интенсивность обмена веществ в той или иной клетке, тем больше в ней содержится воды.

Химический состав клетки, %

Приблизительно 1–1,5 % общей массы клетки составляют минеральные соли, в частности соли кальция, калия, фосфора и др. Соединения азота, фосфора, кальция и другие неорганические вещества используются для синтеза органических молекул (белков, нуклеиновых кислот и др.). При недостатке минеральных веществ нарушаются важнейшие процессы жизнедеятельности клетки.

Органические вещества входят в состав всех живых организмов. К ним относят углеводы, белки, жиры, нуклеиновые кислоты и другие вещества.

Углеводы – важная группа органических веществ, в результате расщепления которых клетки получают энергию, необходимую для их жизнедеятельности. Углеводы входят в состав оболочек клеток, придавая им прочность. Запасающие вещества в клетках – крахмал и сахара также относятся к углеводам.

Белки играют важнейшую роль в жизни клеток. Они входят в состав разнообразных клеточных структур, регулируют процессы жизнедеятельности и также могут запасаться в клетках.

Жиры откладываются в клетках. При расщеплении жиров также освобождается необходимая живым организмам энергия.

Нуклеиновые кислоты играют ведущую роль в сохранении наследственной информации и передаче её потомкам.

Клетка – это «миниатюрная природная лаборатория», в которой синтезируются и претерпевают изменения различные химические соединения.

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА. ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА: УГЛЕВОДЫ, БЕЛКИ, ЖИРЫ, НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ

Вопросы

1. Каких химических элементов больше всего в клетке?

2. Какую роль в клетке играет вода?

3. Какие вещества относят к органическим?

4. Каково значение органических веществ в клетке?

Подумайте

Почему клетку сравнивают с «миниатюрной природной лабораторией»?

§ 9. Жизнедеятельность клетки, её деление и рост

1. Что такое хлоропласты?

2. В какой части клетки они располагаются?

Процессы жизнедеятельности в клетке. В клетках листа элодеи под микроскопом можно увидеть, что зелёные пластиды (хлоропласты) плавно перемещаются вместе с цитоплазмой в одном направлении вдоль клеточной оболочки. По их перемещению можно судить о движении цитоплазмы. Это движение постоянно, но его иногда трудно обнаружить.

Наблюдение движения цитоплазмы

Наблюдать движение цитоплазмы вы сможете, приготовив микропрепараты листьев элодеи, валлиснерии, корневых волосков водокраса, волосков тычиночных нитей традесканции виргинской.

1. Используя знания и умения, полученные на предыдущих уроках, приготовьте микропрепараты.

2. Рассмотрите их под микроскопом, отметьте движение цитоплазмы.

3. Зарисуйте клетки, стрелками покажите направление движения цитоплазмы.

Движение цитоплазмы способствует перемещению в клетках питательных веществ и воздуха. Чем активнее жизнедеятельность клетки, тем больше скорость движения цитоплазмы.

Цитоплазма одной живой клетки обычно не изолирована от цитоплазмы других живых клеток, расположенных рядом. Нити цитоплазмы соединяют соседние клетки, проходя через поры в клеточных оболочках (рис. 24).

Между оболочками соседних клеток находится особое межклеточное вещество . Если межклеточное вещество разрушается, клетки разъединяются. Так происходит при варке клубней картофеля. В спелых плодах арбузов и томатов, рассыпчатых яблоках клетки также легко разъединяются.

Нередко живые растущие клетки всех органов растения меняют форму. Их оболочки округляются и местами отходят друг от друга. В этих участках межклеточное вещество разрушается. Возникают межклетники , заполненные воздухом.

Рис. 24. Взаимодействие соседних клеток

Живые клетки дышат, питаются, растут и размножаются. Вещества, необходимые для жизнедеятельности клеток, поступают в них сквозь клеточную оболочку в виде растворов из других клеток и их межклетников. Растение получает эти вещества из воздуха и почвы.

Как делится клетка. Клетки некоторых частей растений способны к делению, благодаря чему их число увеличивается. В результате деления и роста клеток растения растут.

Делению клетки предшествует деление её ядра (рис. 25). Перед делением клетки ядро увеличивается, и в нём становятся хорошо заметны тельца, обычно цилиндрической формы – хромосомы (от греческих слов «хрома» – цвет и «сома» – тело). Они передают наследственные признаки от клетки к клетке.

В результате сложного процесса каждая хромосома как бы копирует себя. Образуются две одинаковые части. В ходе деления части хромосомы расходятся к разным полюсам клетки. В ядрах каждой из двух новых клеток их оказывается столько же, сколько было в материнской клетке. Всё содержимое также равномерно распределяется между двумя новыми клетками.

Рис. 25. Деление клетки

Рис. 26. Рост клетки

Ядро молодой клетки располагается в центре. В старой клетке обычно имеется одна большая вакуоль, поэтому цитоплазма, в которой находится ядро, прилегает к клеточной оболочке, а молодые содержат много мелких вакуолей (рис. 26). Молодые клетки, в отличие от старых, способны делиться.

МЕЖКЛЕТНИКИ. МЕЖКЛЕТОЧНОЕ ВЕЩЕСТВО. ДВИЖЕНИЕ ЦИТОПЛАЗМЫ. ХРОМОСОМЫ

Вопросы

1. Как можно наблюдать движение цитоплазмы?

2. Какое значение для растения имеет движение цитоплазмы в клетках?

3. Из чего состоят все органы растения?

4. Почему не разъединяются клетки, из которых состоит растение?

5. Как поступают вещества в живую клетку?

6. Как происходит деление клеток?

7. Чем объясняется рост органов растения?

8. В какой части клетки находятся хромосомы?

9. Какую роль играют хромосомы?

10. Чем отличается молодая клетка от старой?

Подумайте

Почему клетки имеют постоянное число хромосом?

Задание для любознательных

Изучите влияние температуры на интенсивность движения цитоплазмы. Наиболее интенсивным оно, как правило, бывает при температуре 37 °С, но уже при температуре выше 40–42 °С оно прекращается.

Знаете ли вы, что…

Процесс деления клеток открыл известный немецкий учёный Рудольф Вирхов. В 1858 г. он доказал, что все клетки образуются из других клеток путём деления. В то время это было выдающимся открытием, так как ранее считалось, что новые клетки возникают из межклеточного вещества.

Один лист яблони состоит примерно из 50 млн клеток разных типов. У цветковых растений различают около 80 различных типов клеток.

У всех организмов, относящихся к одному виду, число хромосом в клетках одинаково: у домашней мухи – 12, у дрозофилы – 8, у кукурузы – 20, у земляники садовой – 56, у рака речного – 116, у человека – 46, у шимпанзе, таракана и перца – 48. Как видно, число хромосом не зависит от уровня организации.

Внимание! Это ознакомительный фрагмент книги.

Если начало книги вам понравилось, то полную версию можно приобрести у нашего партнёра - распространителя легального контента ООО "ЛитРес".

При помощи микроскопа нового типа , изобретенного и изготовленного специалистами Морской биологической лаборатории (Marine Biological Laboratory, MBL), ученым удалось увидеть и измерить плотность гетерохроматина (heterochromatin), чрезвычайно сжатой формы хромосомного материала, которая находится в ядре клеток человека и некоторых других живых существ. До последнего времени считалось, что в этой хромосомной "темной материи" содержится некодирующая ДНК и неактивные гены. Однако, согласно результатам некоторых недавних исследований, эта ДНК не является полностью бездействующей.

К сожалению, даже самые современные методы микроскопии не позволяли до сегодняшнего времени произвести углубленное изучение "гетерохроматинной" ДНК, что требовалось для понимания ее роли в "клеточной механике". И палочкой-выручалочкой в данном случае стал новый тип микроскопа - OI-DIC (orientation-independent differential interference contrast), возможность создания которого была обоснована еще в 2000 году. "Наша работа является демонстрацией успешного сотрудничества и взаимодействия биологов, разработчиков научной техники и специалистов в области информационных технологий" - рассказывает Дэвид Марк Велч (David Mark Welch), директор Исследовательского отдела Морской Биологической Лаборатории.

Исследования гетерохроматина при помощи OI-DIC-микроскопа, со слов ученых, являются первым практическим применением этой технологии. Эта технология является идеальной для проведения долговременных исследований живых клеток и изолированных органоидов, которые при этом не подвергаются никаким агрессивным внешним воздействиям.

Традиционная DIC-технология широко используется учеными-биологами с 1970-х годов для получения изображений живых клеток. В 1980-х годах эта технология была значительно усовершенствована, благодаря чему при ее помощи можно было получать изображения высокого качества и разрешающей способности. Но усовершенствование не избавило технологию от ее главного недостатка - для получения полного снимка требуется произвести несколько поворотов образца на строго определенный угол. В отличие от технологии DIC, микроскоп OI-DIC освещает образец последовательно несколькими лучами света и на основе множества отдельных снимков при помощи сложных алгоритмов воссоздает результирующее изображение.

"Новый микроскоп обеспечивает наилучшее на сегодняшний день соотношение разрешающей способности изображения к его контрастности. Сейчас при помощи такого микроскопа мы можем рассмотреть детали, размером в 250 нанометров" - пишут ученые из Национального института Генетики, Япония, которые принимали участие в разработке нового микроскопа, - "В скором времени мы закончим разработку улучшенного алгоритма обработки данных, что позволит нам увеличить еще больше разрешающую способность микроскопа. А исследователи из Чикагского университета закончат к этому времени разработку новой оптической OI-DIC-системы, которая позволит нам получать трехмерные изображения исследуемых объектов".