21

Самарский государственный

медицинский университет

кафедра медицинской

биологии, генетики

и экологии

Методические разработки

Учебные карты самостоятельной подготовки

для студентов лечебного, педиатрического, стоматологического, медико-профилактического

факультетов.

ТЕМА: КЛЕТОЧНЫЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ. МИКРОСКОПИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА.

Составители: Л.Н. Самыкина, Р.А. Богданова, О.Я. Сказкина

Самара, 2008.

Методические разработки предназначены для студентов 1-ого курса лечебного, педиатрического, медико-профилактического факультетов с учетом требований единой методической системы университета и в соответствии с действующей программой по биологии.

Рецензенты:

Заведующий кафедрой общей гигиены СамГМУ, доктор

медицинских наук, профессор И.И. Березин

Заведующий кафедрой педагогики, психологии и

психолингвистики СамГМУ, доцент А.Н. Краснов

Тема: Клеточный уровень организации биологических систем. Микроскопическая техника.

Теоретическое введение.

Основным видом работы на практических занятиях по цитологии является изучение препаратов методом микроскопирования. Микроскопическое исследование клеток и тканей проводится с помощью световой микроскопии, включающей люминесцентную, фазово-контрастную, поляризационную, интерференционную, ультрафиолетовую микроскопию в темном поле и электронной микроскопии.

В медицинской практике для цитологических исследований наиболее часто используется световая микроскопия, поэтому на первом занятии необходимо изучить устройство биологического микроскопа и работу с ним.

Основным прибором, с которым работают студенты являются световой микроскоп (МБИ-1, МБР-1,Биолам и др.),дающий обратное увеличенное изображение объектов. В микроскопе различают: механическую, осветительную и оптическую часть.

Механическая часть: основание микроскопа (штатив), предметный столик, тубус, поворотная насадка(револьвер),макро- и микрометрические винты. Основание придает микроскопу необходимую устойчивость.

Тубус и предметный столик укреплены на тубусодержателе, за который следует брать микроскоп при переноске. Тубусодержатель скреплен с основанием микроскопа. В микроскопе типа М-10 для удобства наблюдения он может поворачиваться до горизонтального положения вокруг оси.

Нижняя часть тубуса несет поворотную насадку (револьвер), в гнездах которой укреплены сменные объективы. Тубус перемещается вдоль оси микроскопа при помощи зубчатой рейки с маховичком (макровинт) и микрометрическим винтом, обеспечивающих грубую и точную подачу тубуса для наводки на резкость изображения. Верхняя часть тубуса - выдвижная трубка, в которую свободно вкладываются окуляры. При выдвижении трубки изменяются оптическая длина тубуса (в пределах 150-200 мм).

На предметном столике имеются клеммы, неподвижно фиксирующие препарат. Через отверстие в середине столика проходит пучок света, позволяющий рассматривать объект в проходящем свете.

Макрометрический винт (кремальера) имеет большой диск и при вращении поднимает или опускает тубус для ориентировочной наводки на фокус. Микрометрический винт, имеющий наружный диск меньшего диаметра, при вращении перемещает тубус незначительно и служит для точной наводки на фокус

Осветительная часть: зеркало, конденсор и диафрагма. Конденсор с ирисовой диафрагмой помещаются под центральным отверстием предметного столика. Под диафрагмой имеется держатель для светофильтра. Под конденсором расположено зеркало в подвижной оправе, которое свободно вращается около двух взаимно перпендикулярных осей. Конденсор вместе с зеркалом может перемещаться по отношению к предметному столику при помощи винта конденсора. Зеркало имеет две поверхности: вогнутую и плоскую Вогнутая поверхность сильнее концентрирует световые лучи и поэтому используется при более слабом освещении (искусственный свет).

Освещение препарата производится или непосредственно - пучком параллельных лучей с помощью зеркала, или через конденсор - оптический прибор, состоящий из нескольких линз, образующих на препарате сходящийся пучок лучей. Меняя положение конденсора (выше, ниже), можно изменить интенсивность освещенности объекта. При опускании конденсора освещенность уменьшается, при поднимании - увеличивается.

Перед конденсором обычно располагается ирисовая диафрагма, ограничивающая световой пучок.

Оптическая часть: окуляры и объективы. Окуляр находится в верхней части тубуса и обращен к глазу. В биологических микроскопах обычно применяется окуляр Гюйгенса, состоящий из двух линз: вспомогательной и основной (глазной), являющейся собственно окуляром. Лучи из крайних точек предмета выходят из объектива расширяющимся пучком и через вспомогательную собирательную линзу попадают в окуляр. Вспомогательная собирательная линза отклоняет лучи к главной оси системы, т. е. суживает пучок и направляет его в глазную линзу. Плоскость промежуточного изображения, образуемого объективом, находится между вспомогательной и глазной линзами. По цифре на верхней поверхности окуляра можно судить о кратности его увеличения (х7, х10, х15).

Главная оптическая часть микроскопа - объектив. Это сложная система линз, заключенных в общую металлическую оправу. Объектив ввинчивается в гнездо револьвера. Объективы также имеют различную кратность увеличения, которая обозначается цифрой на его боковой поверхности. Различают: объектив малого увеличения (х8), объектив большого увеличения (х40), и иммерсионный объектив (х90).

В целом, пучок света от источника освещения собирается в конденсоре и направляется на объект. Пройдя через объект, лучи света попадает в объектив и строят первичное изображение, которое далее увеличивается с помощью линз окуляра. Общее увеличение микроскопа равно увеличению окуляра, умноженному на увеличение объектива.

Главной характеристикой микроскопа как оптической системы является разрешающая способность, т.е. наименьшее расстояние, на котором две близлежащие точки объекта воспринимаются раздельно. В световом микроскопе оно определяется в основном длиной световой волны и апертурным углом объектива. Предел разрешения объектива будет тем меньше, чем короче длина волны света, падающего на предмет, и чем больше апертурный угол объектива.

Успешное овладение микроскопом создает условия для глубокого изучения материала. В связи с этим необходимо знать правила работы с микроскопом.

1. Установить микроскоп слева от себя.

2. Поднять конденсор до уровня предметного столика, открыть диафрагму.

3. Поставить под тубус объектов малого увеличения.

4. Установить тубус в рабочее положение с помощью макрометрического винта на высоту 1 см от объектива до предметного столика.

5. Максимального осветить поле зрения зеркалом.

6. Положить препарат в центр отверстия предметного столика покровным стеклом вверх, закрепить клеммами.

7. Опустить тубус с помощью макровинта на расстояние 2 мм от препарата до объектива.

8. Поднять тубус медленным вращением макровинта до появления четкого изображения объекта.

9. Изучить препарат, передвигая его.

10. При работе с малым увеличением пользоваться только макровинтом.

11. Отцентрировать необходимую часть препарата для работы с большим увеличением.

12. Вращением поворотной насадки установить объектив большого увеличения.

13. Вращением микровинта добиться четкого изображения. Изучить препарат.

14. Использовать только микровинт при работе с большим увеличением.

15. Закончив работу, поставить микроскоп в нерабочее положение (на малое увеличение, на 1,5 см от предметного столика).

Все живое на Земле характеризуется соподчиненностью структурной организации. Иерархический принцип организации позволяет выделить в живой природе отдельные уровни, что удобно с точки зрения изучения жизни как сложного природного явления.

Выделяют следующие уровни организации живого:

1. Молекулярно - генетический.

Объектом изучения являются молекулы нуклеиновых кислот (ДНК, РНК), белков, липидов, углеводов в клетке. С этого уровня начинаются разнообразные процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации в процессе редупликации. Путем редупликации ДНК происходит копирование заключенной в генах информации. Этим обеспечивается преемственность и сохранение свойств организмов в ряду поколений. В молекуле ДНК могут происходить нарушения, которые изменяют информацию генов, эти изменения воспроизводятся в молекулах-копиях и наследуются организмами дочернего поколения (генные или истинные мутации).

Биологическая информация молекул ДНК непосредственно в процессах жизнедеятельности не участвует. В действующую форму она переходит в процессе биосинтеза белка, который происходит при наличии специальных структур, субстратов и энергии.