Інші завдання дивись тут...

Тема 1

КЛІТИНА.

§ 5 МІКРОСКОП ТА ДОСЛІДЖЕННЯ КЛІТИНИ.

За допомогою удосконаленого об'єктива англій­ський ботанік Роберт Броун у 1831 р» відкрив у рослинних клітинах нову структуру— ядро. Тогочасні біологи також звернули увагу на те, що ядро знаходиться у в'язкій рідині, якою заповнена клітина. Ця рідина, що утворює внутрішнє середовище клітини, отримала назву цитоплазма (від грецького «цитос» — клітина та «плазма» — вміст).

У цей же період інша група того самого Інституту дослідила будову найдивовижніших об'єктів, які не були помітні в оптичний мікроскоп — вірусів, встановивши при цьому, що віруси не мають клітинної будови, І, таким чином, знаходяться на межі між живим та неживим.

1. Хто першим побачив клітину?

Англійський фізик і натураліст Роберт Гук (1635 – 1703 рр.) за допомогою мікроскопа побачив та змалював численні порожнисті камери, які нагадали йому бджолині соти. Він назвав їх клітинами, у дійсності вони були лише оболонками, проте цей термін прижився.  У 1665р. він опублікував цей малюнок у книзі «Мікрографія».

 

2. Хто відкрив світ мікроскопічних організмів?

Голландський натураліст Антоні ван Левенгук за допомогою мікроскопа відкрив цілий світ мікроскопічних організмів – мікроскопічні водорості та тварини, одноклітинні мікроскопічні гриби – дріжджі.

 

3. Які положення клітинної теорії сформулювали М. Шлейден та Т. Шванн?

У1838-1839 pp. ботанік Маттіас Шлейден та зоолог Теодор Шванн дійшли висновку, що основним і обов'язковим елементом будь-якого живого організму є клітина. Вони сформулювали чотири положен­ня, які склали основу запропонованої ними клітинної теорій:

1. Всі рослини та тварини складаються з клітин.

2. Рослини та тварини ростуть за рахунок утворення нових клітин.

3. Клітини є найменшою живою одиницею, і поза клітиною життя не існує.

4. Клітини різних організмів загалом подібні за будовою.

 

ЗАВДАННЯ

З чого складаються рослини? З чого складаються тварини?

Рослини і тварини складаються з клітин, вони є найменшою живою одиницею, рослини і тварини ростуть за рахунок утворення нових клітин, клітини організмів подібні за будовою.

Чи є клітини у бактерій?

Бактерії відносять до живих організмів, вони складаються з клітини.

Що спільного між рослиною і людиною?

Відносяться до живих організмів, складаються із клітин, ростуть за рахунок поділу клітин, здатні до розмноження як усі живі організми, усім притаманні процеси обміну речовин.

 

§ 6. БУДОВА МІКРОСКОПА

Мікроскоп (від грецького «мікрос» — малий та «скопео — диви­тись» роздивлятись) — це збільшувальний прилад, який дозволяє розглядати предмети дуже малого розміру.

 

1. З яких елементів складається оптична система мікроскопа?

До елементів оптичної системи мікроскопа належать:

увігнуте дзеркало, яке можна повертати;

діафрагма, що знаходиться під предметним столиком;

револьверна насадка з об'єктивами різного збільшення;

окуляр, в який спостерігають об'єкт дослідження.

 

2. Які елементи оптичної системи мікроскопа забезпечують загальне збіль­шення?

Добуток збільшення об'єктива та збільшення окуляра показує загальне збільшення мікроскопа.

 

3. Для чого використовується увігнуте дзеркало?

Увігнуте дзеркало використовують для налаштування найкращого освітлення препарату.

 

4. Яке призначення діафрагми?

Діафрагмою регулюють контрастність та яскравість зображення: якщо діафрагма закрита, зображен­ня дуже контрастне, проте темне; якщо діафрагма повністю від­крита, то контрастність мала, а світла забагато, тому зображення переосвітлене.

 

5. Який об'єктив вмикають на початку роботи з мікроскопом?

На початку роботи вмикають об'єктив малого збільшення (10 кратний). Після налаштування чіткості , за потреби, вмикають об'єктив великого збільшення.

 

6. Яке максимальне збільшення можна отримати при застосуванні об'єктивів та окуляра, зображених на малюнку ?

 

На об'єктивах маркування означає наступне: збільшення об'єктива/роздільна здатність. Роздільна здатність (апертура) — це найменша відстань між двома точками, на якій їх зображення ще розділені й не зливаються в одне.

 

4 • 10 = 40 (разів)

10 • 10 = 100 (разів)

540 • 10 = 5400 (разів)

 

7. Яких правил потрібно дотримуватися при роботі з мікроскопом?

1. Лінзи окуляра та об'єктивів потрібно оберігати від забруднен­ня та механічних ушкоджень: не торкатись пальцями і тверди­ми предметами, не допускати попадання на них води та інших речовин.

2. Забороняється розкручувати оправи окуляра і об'єктивів, роз­бирати механічні деталі мікроскопа — їх ремонтують лише у спеціальних майстернях.

3. Переносити мікроскоп треба двома руками у вертикальному по­ложенні, тримаючи прилад однією рукою за штатив, а іншою — за його основу.

 

ЗАВДАННЯ

Уважно розгляньте ваш шкільний мікроскоп, знайдіть всі його складові. За­пишіть збільшення окуляра та об'єктивів. Розрахуйте збільшення мікроско­па для кожного З об'єктивів. Результати запишіть у таблицю в зошиті.

Збільшення об'єктива

Збільшення окуляра

Загальне збільшення мікроскопа

4-кратне

10-кратне

40 разів

10-кратне

10-кратне

100 разів

40-кратне

10-кратне

400 разів

 

 

§ 7 БУДОВА КЛІТИНИ.

1. Що таке органела?

Органели — постійні структури цитоплазми, які виконують певну важливу для клітини функцію. Наприклад, ядро, рибосоми, мітохондрії.

 

2. Яку функцію виконує клітинна мембрана?

Клітинна мембрана розпізнає та пропускає в клітину все, що є сировиною для її роботи, забезпечуючи процес живлення клітини. Мембрана також розпізнає та забезпечує виділення непотрібних речовин.

 

3. З яких речовин складається клітина?

Основні складні органічні речовини – це білки ( прості органічні речовини для білків - амінокислоти), жири та вуглеводи (прості органічні речовини для вуглеводів - глюкоза), ДНК (прості органічні речовини для ДНК – нуклеотиди).

 

§ 8 СПІЛЬНІ ОЗНАКИ РОСЛИННОЇ І ТВАРИННОЇ КЛІТИН.

     Органелами, спільними для тваринної та рослинної клітини, є ядро з ДНК ( керують роботою клітини та зберігають спадкову інформацію); мітохондрія (у процесі дихання забезпечують клітину енергією);  рибосоми (забезпечують синтез білків); клітинна мембрана (контролює поглинання та виділення клітиною речовин, а також відмежовують цитоплазму від зовнішнього середовища); диктіосоми (забезпечують транспорт речовин у клітині, у тварин утворюють досить складну структуру — комплекс Гольджі.Помітні під оптичним мікроскопом, але їх будову можна вивчити лише з допомогою електронного мікроскопа).

    Структурами є цитоплазма, яка постійно в русі( полегшує транспортування неорганічних та простих органічних речовин до різних органел, з’єднує все в одне ціле); ендоплазматична сітка (розгалужена система тонких каналів, які визначають маршрут руху різних органічних речовин, у першу чергу, — білків. Зовнішні стінки каналів ендоплазматичної сітки є також місцем при­кріплення рибосом, вона помітна лише під електронним мікроскопом).

1 Назвіть органелу або клітинну структуру, яка:

• виробляє енергію для забезпечення клітинних процесів;

Як у рослинної так і у тварин­ної клітини також є мітохондрії. Мітохондрія — це органела, яка забезпечує клітину енергією. Вона помітна лише під електронним мікроскопом.

У мітохондрії глюкоза взаємодіє з киснем (цей процес називають диханням),  частина енергії, що виділяєть­ся при цьому, заряджає особливі молекули, які називаються АТФ, залишок енергії розсіюється у вигляді тепла.

 

• дозволяє потрібним речовинам потрапляти в клітину та запобігав надход­женню непотрібних або шкідливих речовин;

Клітинна мембрана — це структура, яка є в будь-якої клітини. Вона дуже тонка і в оптичний мікроскоп не помітна. Мембрана утворена плівкою жироподібних молекул, у яку «вбудовані» мо­лекули білків. Жироподібні молекули роблять мембрану непро­никною, а білки визначають, які речовини пропустити всереди­ну, а які — випустити назовні.

 

• керує роботою клітини та зберігав спадкову Інформацію;

Ядро — це органела, яка відмежована від цитоплазми ядерною оболонкою і містить мо­лекули ДНК. Молекула ДНК — це довга молекула, що є носієм інформації про вироб­ництво всіх необхідних клітині білків. Ділянка ДНК, яка міс­тить інформацію про один білок, має назву ген. При кожному по­ділі дочірні клітини у спадок отримують копію ДНК материнської клітини. Тому молекула ДНК не лише керує роботою клітини, а є також носієм спадкової інформації. Таким чином, ядро є центром керування роботою клітини та місцем збереження носіїв спадкової інформації — молекул ДНК.

 

• забезпечує синтез білків.

В усіх клітинах є рибосоми — органели, на яких відбувається синтез білків. Вони помітні лише під електронним мікроскопом.

Синтез — це процес з'єднання простих розрізнених частин у складне ціле. Наприклад, синтез білків — це процес, при якому прості речовини (амінокислоти), з'єднуючись одна з одною у певній послідовності, утворюють складну сполуку — білок.

 

 

§ 9 ВІДМІННІ РИСИ БУДОВИ РОСЛИННОЇ І ТВАРИННОЇ  КЛІТИН.

1. Які органели є у рослинної клітини, але відсутні у тваринної, і навпаки?

Рослинна клітина на відміну від тваринної має хлоропласти. клітинну оболонку, велику вакуолю з клітинним соком. Тваринна клітина, на відміну від рослинної, має органели, в яких здійсню­ється внутрішньоклітинне травлення, — лізосоми. Спосіб живлення визначає основні відмінності у будові рослинної та тваринної клітин.

 

2. Які з наведених речовин споживають клітини рослин, а які — клітини тва­рин: кисень, вода, вуглекислий газ, білки?

Клітини рослини споживають вуглекислий газ, кисень, воду з розчиненими мінеральними речовинами.

Клітини тварин споживають кисень, воду, білки.

 

3. Для чого тваринним клітинам потрібне внутрішньоклітинне травлення?

Рослин самі утворюють прості органічні речовини з неор­ганічних у процесі фотосинтезу за допомогою світла, вуглекислого газу та води. Тварини не здатні утворювати прості органічні речовини з не­органічних, тваринні клітини поглинають готові органічні речовини. Прості органічні сполуки поглинаються за допомогою клітинної мембрани. Поглинуті складні ор­ганічні сполуки спочатку в  лізосомі ( органели мають вигляд дрібних пухирців, які містять клітинний «травний сік» і відмежовані від цитоплазми мембраною; зазвичай не­помітні у оптичний мікроскоп; частини органел, що вийшли з ладу і потребують заміни, розкла­даються в них на прості органічні речовини) роз­кладаються на прості органічні речовини, цей процес називається внутрішньоклітинним травленням.

Прості речовини використовуються для побудови складних органічних речовин, потрібних клітині. 

 

4. Що таке фотосинтез?

Фотосинтез - це процес утворення простих органічних речовин з вуглекислого газу та води за допомогою енергії світла, здійснюється в особливих органелах — хлоропластах, які мають клітини рослин.

 

ЗАВДАННЯ

1. Клітинну оболонку часто плутають із клітинною мембраною. Знайдіть якнай­більше відмінностей міжклітинною оболонкою і клітинною мембраною.

Клітинна оболонка (мають клітини рослин)

Клітинна мембрана (мають усі клітини)

Надає міцності, каркас її утворює складний вуглевод – целюлоза, вона не пропускає у клітину великі молекули - органічні речовини.

Дуже тонка, утворена плівкою жироподібних молекул (роблять її непроникною), в яку «вбудовані» молекули білків (визначають пропуск речовин)

 

2. Клітина рослин оточена клітинною оболонкою. Здавалося б, що клітинна оболонка не завадила б і тваринній клітині, але вона відсутня. Спробуйте пояснити чому.

Клітинна оболонка не пропускає до клітинної мембрани вели­кі молекули, зокрема складні органічні речовини, вона проникна для води та розчинених у ній солей, вуглекислого газу та кисню, тому вона відсутня, адже тваринні клітини поглинають готові органічні речовини.

 

3. Порівняйте малюнки, де зображено принципи роботи мітохондрії та хлоро­пласта. Що спільного й відмінного в роботі цих органел?

Мітохондрії

Хлоропласти

Відмінності в роботі органел

Бере участь у процесі дихання, процес безперервний.

Мітохондрія – органела, що забезпечує клітину енергією, помітна лише під електронним мікроскопом. Глюкоза взаємодіє з киснем, розкладається на воду і вуглекислий газ, при цьому виробляє хімічну енергію.

Бере участь у процесі фотосинтезу, процес відбувається на світлі.

Хлоропласти — одні з найбільших органел рослинної клітини містять хлорофіл( він забарвлює рослини у зелений колір), добре помітні в оптичний мікроскоп. При фотосинтезі в хлоропласт надходять вуглекислий газ і вода, хлорофіл уловлює сонячне світло та перетворює його в хімічну енергію, завдяки якій з вуглекислого газу та води утво­рюється глюкоза. При цьому вивільняється кисень, який виводиться в атмосферу. Глюкоза, яка утворилася під час фотосинтезу, може бути вико­ристана для: утворення складних вуглеводів (наприклад, запасна речовина крохмаль); перетворення на інші прості органічні речовини, з яких згодом утворюються білки, жири, ДНК тощо;    виробництва необхідної клітині енергії у мітохондріях.

Спільне в роботі органел

Беруть участь у процесах клітини є її органелами.

 

4. Натуральні соки отримують із фруктів і овочів. Де саме у рослинній клітині міститься сік? Чому соки не отримують Із тваринної сировини (наприклад, із м'яса)?

У рослинній клітині сік міститься у вакуолі. Вакуоля — одна з найбільших органел рослинної клітини, добре помітна в оптичний мікроскоп, відмежована від рідини цитоплазми мембраною. Вакуоля частково накопичує шкідливі речовини для виведення, містить багато води (надає пружності рослинній клітині), запасає прості цукри та органіч­ні кислоти — лимонна, яблучна, щавельна. Завдяки клі­тинному соку фрукти та овочі мають кисло-солодкий смак. Соки не отримують із тваринної сировини тому, що тваринні клітини не мають вакуолей.

 

§ 10 ПОДІЛ КЛІТИН

Якщо витягнути в одну лінію молекули ДНК хромосом однієї клітини людини, то її довжина перевищить 2 м; якщо ж витягнути в довжину всі молекули ДНК хромосом клітин орга­нізму однієї дорослої людини (близько одного квадрильйона клітин), то відстань у 10 тис. разів перевищить відстань від Землі до Сонця. При цьому діаметр ядра, де розташовуються молекули ДНК, в середньому становить лише 5 мкм.

1. Які основні процеси відбуваються в клітині на стадії росту?

Протягом більшої частини клітинного циклу клітина зна­ходиться на стадії росту, яка , залежно від типу клітини, може продовжуватися від кількох годин до кількох місяців. У стадії росту клітина синтезує складні органічні речовини, клітина збільшується, далі в ядрі відбувається подвоєння носіїв спадкової інформа­ції — молекул ДНК.

 

2. Які основні процеси відбуваються в клітині на стадії поділу?

Стадія поділу короткочасна: її тривалість зазвичай становить від 30 хв до 2 год.

Спочатку хромосоми надзвичайно щільно згортаються і стають по­мітними в оптичний мікроскоп. Кожна хромосома ділиться по спільній ділянці, і кожна частина став самостійною дочірньою хромосомою. Вони розходяться до протилежних полюсів клітини. Далі клітинна мембрана розділяє цитоплазму на дві частини. На цьому поділ завершується, і кожна дочірня клітина розпочи­нає свій власний клітинний цикл.

Всі клітини народжуються лише вна­слідок поділу материнської клітини, але далеко не всі дочірні клітини завершують поділом свій власний клітинний цикл (ери­троцити, не ділиться більшість клітин кісток, мозку, м'язів).

Поділ клітин забезпечує неперервність передачі життя наступ­ним поколінням.

 

3. Яку роль відіграють хромосоми в поділі клітин?

Молекула ДНК має вигляд тонкої, але дуже довгої нитки, вона складається а двох спірально закручених ланцюжків. Одна моле­кула ДНК, упакована аа допомогою спеціальних білків, назива­ється хромосомою. Кожна молекула ДНК подвоюється шляхом копіювання, замість однієї материнської молекули ДНК у хромосомі з'являються дві її точні копії. У різних видів організмів кількість молекул ДНК у клітині не однакова (наприклад, клітини тіла людини містять у ядрі 46 хромосом з 46 молекулами ДНК, а наприкінці фази росту - 46 хро­мосом містять вже 92 молекули ДНК). Роль хромосом при поділі клітини полягає в забезпеченні розподілу копій ДНК між дочірніми клітинами (завдяки щільній упаковці безладний клубок нитки ДНК можливо розділити). Хромосома на стадії поділу має дні паличкоподібні частини, з'єднані однією спільною ділянкою, — це дві з'єднані між собою ко­пії материнської молекули ДНК. Внаслідок поділу дочірні клітини завдяки хромосомам отриму­ють у спадок програму росту та розвитку — молекули ДНК.

  

4. У якій послідовності відбуваються події протягом клітинного циклу: поділ цитоплазми, подвоєння ДНК, ріст, поділ ядра?

Ріст, подвоєння ДНК, поділ цитоплазми, поділ ядра.

 

5. У чому полягає біологічне значення поділу клітин?

Ріст клітини та всі процеси, які його забезпечують (зокрема живлення, фотосинтез або внутрішньоклітинне травлення, виді­лення, дихання), є підготовкою клітини до найважливішої події в її житті — клітинного поділу. При поділі з однієї материнської клітини утворюються дві нові (дочірні). Отже, біологічне значення поділу клітин полягає у передачі естафети життя.

Розвиток клітини від утворення (після поділу материнської клітини) до завершення власного поділу — називається клітин­ним циклом. Він включає дві стадії: стадію росту та стадію поділу.

 

ЗАВДАННЯ

У засобах масової інформації часто використовуються вислови: «Земля — жива планета», «живий океан», «жива істота», «жива вода», «жива рослина». Які з цих висловів, з точки зору біології, правильні, а які — хибні? Відповідь обґрунтуйте.

Я думаю, що, з точки зору біології, правильна відповідь «жива рослина», «жива істота», які складаються з клітин.

 

 

ПРАКТИЧНА РОБОТА 1. Будова світлового мікроскопа та робота з ним.

Препарати, придатні для вивчення протягом десятків років, ви­готовлені з використанням проворнх смол, що тверднуть, назива­ють постійними.

1. З яких елементів складається оптична система мікроскопа?

До елементів оптичної системи мікроскопа належать:

увігнуте дзеркало, яке можна повертати;

діафрагма, що знаходиться під предметним столиком;

револьверна насадка з об'єктивами різного збільшення;

окуляр, в який спостерігають об'єкт дослідження.

 

2. Як підготувати оптичний мікроскоп до роботи?

1) Встановити мікроскоп на робочому столі навпроти лівого плеча на відстані близько 2-В см від краю столу дзеркальцем від себе.

2) Перевірити стан корпусу та дзеркала, якщо вони запорошені або брудні, очистити їх м'якою серветкою. Далі, щоб отримати якісне зображення, краєм одноразо­вої м'якої паперової серветки, зволоженої 70 % -м етиловим спиртом або іншою спеці­альною рідиною для оптики, протерти по­верхні лінз об'єктивів та окуляра, потім треба насухо витерти ці поверхні сухою частиною цієї самої серветки.

3) Нахилити штатив на 10-20°. Переконай­тися, що мікроскоп не хитається. Увімкнути об'єктив малого збільшення (10-кратннй).

 

3. Як здійснити налаштування оптичного мікроскопа?

1) Покласти  препарат на предметний сто­лик таким чином, щоб центральна частина покривного скла розташувалася точно лід об'єктивом. Притиснути предметне скло лапками тримачів препарату.

2) Спостерігаючи за рухом тубуса збоку, макрогвинтом повільно опустити його так, щоб відстань між об'єктивом та препаратом ста­новила приблизно 5 мм.

3) Налаштувати освітлення: повністю відкрити діа­фрагму, далі, обертаючи дзеркало в напрямку вікна або яскравої лампи, спрямувати на препарат потік світла, подивітися в окуляр і переконатися, що поле зору освітлено достатньо. Категорично забороняється використовувати прямі сонячні промені для освітлення препаратів!

3) Спостерігаючи крізь окуляр, макрогвинтом повільно підні­мати об'єктив до отримання зображення клітин. Спочатку до двох разів можуть з'являтися та зникати чіт­кі зображення різних дуже дрібних часточок( першими будуть часточки мікробруду, що лежать на нижньому боці предметного скла, другими — мікробруд на верхньому боці предметного скла, лише за ними — тваринні клітини всередині препарату).

При спостереженні в окуляр обидва ока дослідника ма­ють бути відкритими.

2) Перейти на велике збільшення, для цього обережно повер­нути револьверну насадку і ввімкнути 40-кратний об'єктив( у мо­мент увімкнення чути легке клацання пружини фіксатора об'єктива). Відрегулювати чіткість зображення мікрогвинтом, За допомогою діафрагми збільшити яскравість освітлення препарату.

 

4. Який об'єктив вмикають на початку роботи з мікроскопом?

На початку роботи вмикають об'єктив малого збільшення (10-кратний). Після налаштування чіткості , за потреби, вмикають об'єктив великого збільшення (40-кратний) .

 

5. Яким чином розрахувати масштаб при виконанні малюнка досліджувано­го об'єкта?

Зображення виконується обов'язково у великому масштабі. Для визначення правильного масштабу діаметр поля зору приймають рівним висоті учнівського зошита (24 см) і, виходячи з цього, розра­ховують приблизний розмір малюнка. Наприклад, якщо довжина однієї клітини на великому збільшенні становить близько третини поля зору, то на малюнку її довжина має скласти приблизно 8 см (24 см: 3). Малюнок виконують простим добре загостреним олівцем середньої твердості. Зображення розфарбовують тільки після виго­товлення чіткого чорно-білого ескізу.

 

6. Як правильно завершити роботу з мікроскопом?

1) Перевести мікроскоп на мале збільшення;

2) Зняти препарат;

3) Прибрати  робоче місце.

 

 

ПРАКТИЧНА РОБОТА 2. Виготовлення мікропрепаратів шкірки луски цибулі та розгляд її за допомогою оптичного мікроскопа.

Препарати, виготовлені у воді, довго не зберігаються. їх назива­ють тимчасовими.

1. Яка структура на препараті шкірки луски цибулі помітна найкраще?

У незабарвлених препаратах чітко помітні клітини, щільно притиснуті одна до одної. Найкраще помітні клітинна оболон­ка, цитоплазма.

 

2. Чи в усіх клітинах на незабарвлених препаратах розрізняється ядро?

При малому збільшенні ядра повністю або майже не­помітні. При великому – спостерігаються великі майже прозорі ядра.

 

3. Чи в усіх клітинах наявне ядро?

В усіх клітинах препарату наявне ядро.

 

4. Чому ядро в одних клітинах спостерігається в центрі, а в інших — збоку, біля клітинної оболонки?

Ядро в одних клітинах спостерігається в центрі, а в інших — збоку, біля клітинної оболонки тому, що цитоплазма перебуває в русі.

Коли в клітині ядро лежить у центрі і його помітно чітко, то клітинна оболонка виглядає нечіткою; при спробі навести мікрогвинтом чіткість на клітинну оболонку — розпливається зображення ядра. Водночас ядро та клітинна обо­лонка помітні чітко лише тоді, коли ядро лежить збоку, але тоді його форма не округла.

 

5. Чому при роботі з об'єктивом великого збільшення постійно треба трохи обертати мікрогвинт уперед-назад?

Макрогвинтом налаштовується чіткість. Люди мають неоднакову якість зору, тому кожний налаштовує чіткість під своє око. Коли довго спостерігати у мікроскоп, через втомленість тимчасово може понизитись зір.   

Інші завдання дивись тут...