Анатомия и морфология растений

И. Филиппова, 2016

Приведены теоретические материалы и изложены подробные рекомендации к лабораторным занятиям по курсу «Ботаника: анатомия и морфология растений». Предназначен для бакалавров направления 060301 «Биология» очной формы обучения.

Лабораторная работа 1

Микроскопирование ботанических объектов

Цель работы: ознакомиться с устройством микроскопа и правилами работы в лаборатории ботаники.

Задачи:

1. Ознакомиться с правилами по технике безопасности при работе в ботанической лаборатории.

2. Изучить устройство микроскопа и порядок работы на нем.

3. Освоить методики изготовления препаратов.

Микроскоп представляет собой оптико-механический прибор, позволяющий получать сильно увеличенное изображение рассматриваемого предмета, размеры которого лежат за пределами разрешающей способности невооруженного глаза. В микроскопе можно выделить следующие части: оптическую систему — главную часть микроскопа, осветительное устройство и механическую систему.

Механическая часть состоит из подставки, тубусодержателя, тубуса, предметного столика, револьвера, макро — и микрометренных винтов, служащих для наведения на резкость (рис. 1).

Рис. 1. Строение микроскопа: 1 — окуляр; 2 — тубус;

3 — сетевой блок; 4 — тубусодержатель; 5 — револьвер для объективов; 6 — поворотная ручка для включения и выключения и для регулировки интенсивности освещения; 7 — микровинт для точной настройки; 8 — макровинт для грубой настройки; 9 — ручка для перемещения предметного столика в направлении Х; 10 — ручка для перемещения предметного столика в направлении Y; 11 — осветитель; 12 — конденсор; 13 — объектив; 14 — предметный столик; 15 — пружинный рычаг объектодержателя

К осветительному устройству, предназначенному для направления света на препарат, установки оптимального освещения объекта и регулировки силы освещения, относятся встроенная лампа, конденсор, диафрагма и матовые стекла. У некоторых микроскопов вместо встроенного осветителя имеется зеркало, а осветитель ставится отдельно.

К оптической системе микроскопа принадлежат объективы и окуляр. Объектив дает сильно увеличенное, действительное, обратное изображение изучаемого объекта. Он состоит из системы линз, заключенных в металлическую оправу. Самая главная — наружная (фронтальная) линза, от фокусного расстояния которой зависит увеличение объектива. Обычно на револьвере находятся несколько объективов с различным увеличением (4×, 10×, 40×, 100×). От увеличения объектива зависят еще две его характеристики: рабочее расстояние, т. е. расстояние от фронтальной линзы до плоскости препарата, и площадь поля зрения. Чем больше увеличение объектива, тем меньше его рабочее расстояние и ýже поле зрения.

Окуляр служит для рассмотрения изображения объекта, даваемого объективом, т. е. выполняет роль лупы. Он состоит из 2–3 линз и дает дополнительное увеличение объекта, значение которого указано на его оправе. Общее увеличение микроскопа складывается из произведения увеличения объектива и окуляра.

Отчетливость получаемого изображения определяется разрешающей способностью микроскопа, которая зависит от длины волны используемого света и числовой апертуры оптической системы микроскопа (ее значение указано на оправе объектива). Чем больше значение числовой апертуры, тем выше разрешающая способность. Повысить разрешающую способность микроскопа можно, увеличив показатель преломления среды, граничащей с линзой. Для этого между фронтальной линзой объектива и исследуемым объектом помещают каплю жидкости с высоким значением показателя преломления, например каплю воды (n = 1,3), глицерина (n = 1,4) или кедрового масла (n = 1,5). Для каждой указанной жидкости существуют специальные объективы, которые называются иммерсионными.

Порядок работы с микроскопом

(настройка микроскопа с встроенным осветителем)

1. Расчехлить микроскоп и поставить в удобное для работы положение. С правой стороны должны находиться необходимые предметы (предметные и покровные стекла, реактивы, препаровальные иглы, альбом для зарисовок).

2. Включить осветитель.

3. Установить объектив малого увеличения (4Ч с красной полосой).

4. Положить препарат на предметный столик микроскопа, закрепив его рычагом объектодержателя. Положение препарата относительно объектива отрегулировать с помощью ручек перемещения предметного столика.

5. Движением макровинта, при направлении взгляда сбоку на препарат, осторожно опустить объектив. Глядя в окуляр и вращая макровинт на себя, постепенно поднимать тубусодержатель, пока изучаемый объект не попадет в фокус. Неясное изображение сфокусировать микровинтом.

6. Вращением поворотной ручки на штативе микроскопа установить оптимальное освещение поля зрения.

Для работы с большим увеличением (10Ч, 40Ч, 100Ч):

7. Поставить объект или интересующую часть объекта в центр поля зрения, так как при большом увеличении площадь поля зрения сильно сокращается.

8. Поворотом револьвера до щелчка осторожно сменить объектив.

9. Неясное изображение сфокусировать сначала макро-, а потом микровинтами.

10. Резкость изображения отрегулировать с помощью диафрагмы.

11. По окончании работы микроскоп снова перевести на малое увеличение и только после этого снять препарат с предметного столика.

12. Выключить осветитель, надеть чехол.

Оформление результатов наблюдений

На практических занятиях по морфологии и анатомии растений большое внимание должно быть уделено рисунку. Для зарисовок необходим альбом или отдельные чертежные листы формата А4. Рисунки рекомендуется делать простым карандашом. При работе с окрашенными препаратами допускается работа с цветными карандашами. Надписи к рисункам желательно делать ручкой. Поперечные срезы радиально-симметричных органов (стебля, корня) в целях экономии времени рекомендуется изображать в виде сектора.

В верхней части альбомного листа ставится дата и тема занятия. Рисунок должен быть небольшим, четким. На один альбомный лист должно входить в среднем три рисунка. Под рисунком с левой стороны указывается номер (например: рис. 1) и пишется его название. Цифровые и буквенные условные обозначения, отмеченные на рисунке, расшифровываются ниже названия (например: рис. 2).

Правила приготовления микропрепаратов

Для приготовления временных микропрепаратов необходимо иметь набор предметных и покровных стекол, препаровальные иглы, пипетку, безопасную бритву, фильтровальную бумагу, реактивы.

Перед началом работы предметное и покровное стекла хорошо промывают водой и насухо протирают мягкой тряпочкой. Далее тонкий срез изучаемого растительного объекта помещают в каплю воды и сверху накрывают покровным стеклом. Покровное стекло обычно берут за края большим и указательным пальцами. Одну из свободных сторон стекла медленно опускают на препарат, слегка смочив в жидкости. Если жидкость на препарате выступает за края покровного стекла, ее удаляют фильтровальной бумагой.

При необходимости окрашивания препарата реактивом, воду из-под покровного стекла отсасывают с помощью фильтровальной бумаги, а капельку реактива наносят с противоположной стороны на край покровного стекла.

Реактивами, часто используемыми при окраске растительных препаратов, являются:

• йод, растворенный в йодиде калия (для окрашивания крахмальных зерен);

• фуксин (для окрашивания цитоплазмы);

• гематоксилин (для окрашивания ядер);

• хлор-цинк-йод (для окрашивания целлюлозных клеточных оболочек);

• флороглюцин и соляная кислота (для окрашивания одревесневших оболочек);

• глицерин (для просветления препарата) и др.

Задание. Приготовить и рассмотреть под микроскопом препарат эпидермиса листа герани.

Ход работы. Снять кусочек нижнего эпидермиса с листа герани. Пипеткой нанести на чистое предметное стекло каплю воды и поместить в нее эпидермис. Сверху аккуратно положить покровное стекло.

Рассмотреть полученный препарат под малым (4Ч) и большим (10Ч) увеличениями.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные части светового микроскопа.

2. Какие элементы входят в состав механической и осветительной частей микроскопа и каково их значение?

3. Назовите значение оптической части микроскопа и ее составляющих. Дайте характеристику объективов.

4. Что такое разрешающая способность микроскопа и каковы способы ее увеличения?

5. Каков порядок работы с микроскопом?

6. Какие существуют правила оформления результатов наблюдений?

7. Назовите последовательность этапов приготовления временных препаратов.

8. Какие реактивы используют при окраске растительных образцов?