Świat wybranych organizmów bezjądrowych i jądrowych - wprowadzenie
Około 3 i pół milarda lat temu na Ziemi pojawiły się pierwsze organizmy. Były to bezjądrowe, jednokomórkowe bakterie, które przez kolejne 2 miliardy lat panowały niepodzielnie we wszystkich ziemskich środowiskach. Wtedy to powstały z nich proste jednokomórkowce posiadające w swoich komórkach jądro. Dzisiaj bakterie stanowią wciąż najliczniejszą grupę organizmów na Ziemi, a jednokomórkowce z jądrem komórkowym, nazywane protistami, zamieszkują wszystkie środowiska od pustyń lodowych po tropikalne lasy i głębiny mórz.
W tym module znajdziesz odpowiedź na wiele pytań, między innymi:
Jak jest zbudowany mikroskop?
Jakie obiekty można zaobserwować z użyciem lupy, a jakie za pomocą mikroskopu?
Jak przygotować preparat mikroskopowy i jak udokumentować obserwację?
Jak zobaczyć „niewidzialne?”
Człowiek poznaje świat wieloma zmysłami, ale najwięcej informacji o otoczeniu dostarcza mu wzrok. Większość roślin i zwierząt, niektóre grzyby możemy obserwować gołym okiem, czyli bez pomocy przyrządów optycznych.
Gołym okiem nie możemy zobaczyć bardzo małych obiektów, takich jak komórki budujące organizmy czy bakterie, dlatego musimy korzystać z różnych urządzeń optycznych, np. lup i mikroskopów. To czy w obserwacji posługujemy się gołym okiem czy urządzeniami optycznymi, zależy od wielkości obiektu i od celu badawczego.
Aby dostrzec szczegóły budowy kwiatu, pajęczyny, czułków owada czy pleśni na chlebie, wystarczy użyć lupylupy.
Przyrządami, które silniej niż lupa powiększają obraz, są mikroskopy.
Mikroskop stereoskopowy (binokularbinokular) przeważnie umożliwia powiększenie od 8 do 200 razy. Jest szczególnie przydatny do obserwacji dość dużych obiektów, takich jak nasiona roślin. Przydaje się również do śledzenia swobodnie poruszających się niewielkich zwierząt: owadów i ich larw, dżdżownic, ślimaków czy pająków. Mikroskop stereoskopowy najczęściej służy do obserwacji nieprzezroczystych obiektów.
Mikroskopy optyczneMikroskopy optyczne, zwane również świetlnymi, do uzyskania obrazu wykorzystują światło sztuczne. Za ich pomocą można obserwować szczegóły budowy wewnętrznej organizmów, np. tkanki roślin i zwierząt, a także żywe obiekty, np. mikroskopijne organizmy poruszające się w kropli wody.
Wykonaj własny mikroskop.
Potrzebne będą:
strzykawka,
laserowa zabawka, najlepiej o zielonym świetle,
woda ze stawu,
zaciemnione pomieszczenie.
Światło lasera może uszkodzić wzrok. Nigdy nie patrz w kierunku światła laserowego ani nie świeć nikomu laserem w oczy.
Instrukcja
Napełnij strzykawkę wodą ze stawu tak, żeby na końcu jej wylotu zawisła kropla wody.
Umieść strzykawkę w odległości ok. dwóch metrów od ściany, np. opierając ją na dwóch książkach.
Skieruj światło lasera na wiszącą kroplę.
Zgaś światło w pomieszczeniu i oglądaj obraz na ścianie. Wyjaśnij, jaką funkcję pełni kropla wody i dlaczego obraz jest powiększony.
W latach trzydziestych XX wieku rozpoczęła się era nowoczesnych mikroskopów elektronowych, za pomocą których można uzyskiwać znacznie lepsze powiększenia obrazu niż w mikroskopie świetlnym i odkrywać nieznane dotychczas sekrety natury. Różne odmiany mikroskopów elektronowych umożliwiają śledzenie budowy wnętrza komórki lub powierzchni obiektów. Ponieważ przygotowanie preparatu do takiego mikroskopu jest bardzo skomplikowane, nie można pod nim obserwować żywych obiektów. Otrzymywane obrazy są czarno‑białe, a barwy obiektów są nadawane komputerowo.
Mikroskop świetlny składa się z części optycznych i mechanicznych
Najważniejszymi elementami mikroskopu świetlnego są części optyczne, które służą do oświetlenia obiektu i powiększenia obrazu, oraz części mechaniczne – niezbędne do umocowania i przesuwania części optycznych w celu otrzymania ostrego (wyraźnego) widoku.
Współczesne mikroskopy optyczne umożliwiają tysiąckrotne powiększenie obrazu.
Elementy budowy mikroskopu i ich funkcje:
okular – pojedynczy lub podwójny, powiększa obraz uzyskany przez obiektyw;
tubus – ruchoma obudowa, w której osadzony jest okular;
rewolwer – obrotowa tarcza, na której umocowane są obiektywy o różnych powiększeniach;
obiektyw – powiększa obraz oglądanego obiektu;
statyw – na nim osadzone są wszystkie elementy mikroskopu;
stolik – miejsce, gdzie umieszcza się preparatpreparat;
śruba makrometryczna – służy do wstępnego ustawiania ostrości obrazu;
śruba mikrometryczna – służy do precyzyjnego ustalania ostrości obrazu;
kondensor – umożliwia równomierne oświetlenie preparatu;
źródło światła – oświetla preparat.
Obliczanie powiększenia mikroskopu:
powiększenie obrazu obserwowanego obiektu = powiększenie okularu · powiększenie obiektywu
Mikroskop jest precyzyjnym urządzeniem, którego obsługa wymaga szczególnej uwagi i ostrożności
Aby obserwacja sprawiała przyjemność i pozwalała odkrywać mikroświat, potrzeba wielu ćwiczeń. Obserwator powinien umieć nastawić obraz w mikroskopie, sporządzić preparat mikroskopowy w kropli wody i za pomocą rysunku przedstawić szczegóły obserwowanego obrazu.
Film dostępny pod adresem /preview/resource/RsskCoc0LlfDA
Film prezentujący zasady obsługi mikroskopu.
Zapoznaj się z powyższym filmem i na jego podstawie sporządź w punktach instrukcję obserwacji mikroskopowej.
Jak przygotować preparat mikroskopowy?
W obserwacjach mikroskopowych często wykorzystuje się trwałe preparaty mikroskopowe kupione w specjalistycznych sklepach.
Preparaty można także przygotowywać samodzielnie. Do ich wykonania służy zestaw preparacyjny, składający się ze szkiełka podstawowegoszkiełka podstawowego i nakrywkowegonakrywkowego oraz z przyborów do pobierania materiału biologicznego. Świeże preparaty mikroskopowe sporządzane są najczęściej w kropli wody, którą umieszcza się na szkiełku podstawowym i przykrywa szkiełkiem nakrywkowym.
Film dostępny pod adresem /preview/resource/R2esn5gyP9APv
Animacja przedstawia kolejne etapy przygotowania preparatu mikroskopowego.
Obiekty obserwowane przez mikroskop często są bezbarwne, przez to zaś słabo widoczne, dlatego większość preparatów jest barwiona. Dzięki barwieniu skrawek białej tkanki chrzęstnej w preparacie trwałym może mieć np. kolor malinowy, z kolei białe ciałka krwi - fioletowy.
Udokumentowanie obserwacji mikroskopowej to ważny krok w prowadzeniu obserwacji biologicznych
Dokumentowanie obserwacji mikroskopowej polega na zapisaniu jej wyników. Obserwowane obiekty można fotografować za pomocą odpowiednio wyposażonego mikroskopu lub wykonać odręczne rysunki. Poprawnie wykonany szkic pomaga zrozumieć budowę obserwowanego obiektu.
Instrukcja: Sporządzenie dokumentacji obserwacji mikroskopowej
Krok 1
Rysunek i jego opis wykonaj odręcznie w trakcie przeprowadzania obserwacji mikroskopowej. Użyj do tego dobrze zaostrzonego ołówka.
Krok 2
Nie otaczaj rysunku okręgiem, aby oznaczyć pole widzenia.
Krok 3
Rysując, używaj linii ciągłej, czystej. Nie cieniuj.
Krok 4
Rysując, odwzoruj wiernie kształt i proporcje obserwowanego obiektu.
Krok 5
Opisując rysunek, prowadź linie proste od obiektu do jego nazwy.
Krok 6
Nadaj rysunkowi tytuł i umieść go pod rysunkiem. Uwzględnij powiększenie.
Krok 7
Rysunek powinien zająć pół strony zeszytu.
Galeria grafik pokazująca sposób udokumentowania obserwacji mikroskopowej:
Przeprowadź obserwację, samodzielnie lub z kolegą, aby dowiedzieć się jakie cechy ma obraz obiektu obserwowanego pod mikroskopem. Po obserwacji porozmawiajcie o wyglądzie obserwowanego obrazu.
Problem badawczy: Jakie cechy ma obraz obiektu obserwowanego pod mikroskopem?
szkiełko podstawowe
marker
mikroskop optyczny
Na szkiełku podstawowym napisz swoje imię.
Przeprowadź obserwację mikroskopową.
Porównaj obraz rzeczywisty i obraz spod mikroskopu.
Zanotuj wyniki i wnioski oraz zweryfikuj hipotezę.
Przeprowadź obserwację, aby sprawdzić jakiego kształtu i jak są ułożone komórki skórki liścia cebuli.
Problem badawczy: Jakiego są kształtu i jak są ułożone komórki skórki liścia cebuli?
skórka liścia spichrzowego cebuli
szkiełka mikroskopowe: podstawowe i nakrywkowe
mikroskop
zakraplacz
woda
nóż
igła preparacyjna
plastelina (modelina).
Podziel cebulę na łuski. Z wewnętrznej strony łuski zdejmij igłą fragment skórki, która wygląda jak półprzezroczysta folia. Umieść skórkę w kropli wody na szkiełku podstawowym.
Przygotowany preparat przykryj szkiełkiem nakrywkowym tak, żeby nie było pod nim pęcherzyków powietrza.
Obserwuj skórkę pod małym powiększeniem. Zwróć uwagę na kształt i sposób ułożenia komórek.
Wykonaj schematyczny rysunek kilku sąsiadujących ze sobą komórek.
Wykonaj z plasteliny modele komórek. Pamiętaj, że są one bryłami. Zrób z kilku plastelinowych komórek model skórki.
Film dostępny pod adresem /preview/resource/RwPJupfQ375dS
Film przedstawia etapy wykonania preparatu mikroskopowego oraz obserwację mikroskopową komórek skórki liścia cebuli.
Przeprowadź obserwację, samodzielnie lub z kolegą, aby sprawdzić jakiego kształtu i jak są ułożone komórki skórki liścia cebuli. Po obserwacji porozmawiajcie o rozwiązaniu problemu badawczego.
Problem badawczy: Jakiego są kształtu i jak są ułożone komórki skórki liścia cebuli?
skórka liścia spichrzowego cebuli
szkiełka mikroskopowe: podstawowe i nakrywkowe
mikroskop
zakraplacz
woda
nóż
igła preparacyjna
plastelina (modelina).
Podziel cebulę na łuski. Z wewnętrznej strony łuski zdejmij igłą fragment skórki, która wygląda jak półprzezroczysta folia. Umieść skórkę w kropli wody na szkiełku podstawowym.
Przygotowany preparat przykryj szkiełkiem nakrywkowym tak, żeby nie było pod nim pęcherzyków powietrza.
Obserwuj skórkę pod małym powiększeniem. Zwróć uwagę na kształt i sposób ułożenia komórek.
Film dostępny pod adresem /preview/resource/RwPJupfQ375dS
Film przedstawia etapy wykonania preparatu mikroskopowego oraz obserwację mikroskopową komórek skórki liścia cebuli.
Przeprowadź obserwację, aby sprawdzić czy organella w komórkach roślinnych się poruszają.
Problem badawczy: Czy organella w komórkach roślinnych poruszają się?
moczarka kanadyjska
sprzęt do mikroskopowania.
Godzinę do dwóch przed planowaną obserwacją oberwij z czubka pędu liść moczarki kanadyjskiej i przełóż go do wody o temperaturze 25–30 °C.
Umieść fragment liścia w kropli wody na szkiełku podstawowym. Przykryj go szkiełkiem nakrywkowym tak, aby nie było pęcherzyków powietrza.
Zaobserwuj ruchy cytoplazmy i zawieszonych w niej składników.
Narysuj obraz wybranej komórki widzianej pod mikroskopem. Opisz swój rysunek i zaznacz strzałkami kierunek ruchu cytoplazmy.
Film dostępny pod adresem /preview/resource/R13iP0ovec51w
Film przedstawia obraz mikroskopowy komórek moczarki kanadyjskiej.
Przeprowadź obserwację, samodzielnie lub z kolegą, aby sprawdzić czy organella w komórkach roślinnych się poruszają. Po obserwacji porozmawiajcie o rozwiązaniu problemu badawczego.
Problem badawczy: Czy organella w komórkach roślinnych poruszają się?
moczarka kanadyjska
sprzęt do mikroskopowania.
Godzinę do dwóch przed planowaną obserwacją oberwij z czubka pędu liść moczarki kanadyjskiej i przełóż go do wody o temperaturze 25–30°C.
Umieść fragment liścia w kropli wody na szkiełku podstawowym. Przykryj go szkiełkiem nakrywkowym tak, aby nie było pęcherzyków powietrza.
Oglądnij film i opisz ruch chloroplastów, aby wyciągnąć wniosek z obserwacji.
Film dostępny pod adresem /preview/resource/Rq6jxD4Bcr4Jq
Film przedstawia obraz mikroskopowy komórek moczarki kanadyjskiej.
To ważne!
Lupa i mikroskop stereoskopowy służą do obserwacji szczegółów budowy organizmów bardzo małych, ale jeszcze widocznych gołym okiem.
Mikroskop optyczny służy do obserwacji niewidocznych gołym okiem organizmów jednokomórkowych i budowy wewnętrznej organizmów wielokomórkowych.
Na pożegnanie
Wskaż hipotezę, jaką mogli sprawdzić uczniowie, obserwując z użyciem mikroskopu świetlnego komórki nabłonka skóry, mięśnia sercowego i mózgu.
- Komórki odgrywają ważną rolę w funkcjonowaniu organizmu człowieka.
- W komórkach zachodzi proces oddychania komórkowego.
- Mięsień sercowy jest zbudowany z większej liczby komórek niż mózg.
- Komórki człowieka wykazują różnorodność kształtów.
Uporządkuj etapy obserwacji mikroskopowej. Pierwszą z czynności umieść na górze, a kolejne pod nią.
- umieszczenie preparatu na stoliku mikroskopu
- regulacja ostrości obrazu śrubą makrometryczną
- regulacja ostrości obrazu śrubą mikrometryczną
- ustawienie obiektywu o najmniejszym powiększeniu
- obserwacja preparatu
- ustawienie oświetlenia mikroskopu
Ułóż zestaw 2 zadań dla innych uczniów korzystających z tego podręcznika, które sprawdzą wiedzę o mikroskopach. Do każdego pytania w zadaniu podaj 4 proponowane odpowiedzi, ale tylko jedna ma być prawidłowa. Pytanie z odpowiedziami wyślij Twojemu nauczycielowi, który włączy je do quizu Milionerzy.