ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ ДАНИЛА ГАЛИЦЬКОГО

за редакцією професора З.Д.Воробця

ПРАКТИКУМ З біології

львів -2012

ББК 52.674

УДК 616. 995.1 – 002.951 – 07

Рецензенти: Л.І. Остапченко, доктор біологічних наук, професор

О.Є.Пахомов, доктор біологічних наук, професор

Б.П.Романюк – доктор біологічних наук, професор

Затверджено профільною методичною комісією з медико-біологічних дисциплін Львівського національного медичного університету

імені Данила Галицького

(протокол № 2 від 25 травня 2012 р.)

Воробець З.Д., Матвієнко Я.В., Сергієнко Л.М., Чупашко О.Я., Воробець Н.М., Ткаченко О.Р., Корчинська О.С., Першин О.І. Практикум з біології. – Львів: ПП Кварт, 2012. – 189с.

Посібник призначений для практичних занять з медичної біології, паразитології та генетики. Він написаний на основі навчальної програми 2000 року і складений згідно вимог центрального методичного кабінету з вищої медичної освіти МОЗ України. Посібник охоплює всі розділи медичної біології, паразитології та генетики, що вивчаються у вищих медичних навчальних закладах освіти ІІІ-ІV рівнів акредитації. Враховано останні наукові досягнення в різних галузях біології, які тісно переплітаються з вимогами програми з медичної біології.

Як теоретична, так і практична частина занять тісно пов’язані з якісною підготовкою сучасного лікаря. Кожне заняття побудоване так, що дозволяє закласти у студентів фундамент для навчання на профільних теоретичних і клінічних кафедрах і засвоїти практичні навички, необхідні для подальшого навчання та самостійної роботи лікаря.

Для студентів медиків і біологів вищих навчальних закладів, магістрів та аспірантів медико-біологічних спеціальностей, молодих науковців, що цікавляться загальними проблемами біології.

Комп’ютерний набір Л.Л.Комбарової

Воробець З.Д., Матвієнко Я.В., Сергієнко Л.М., Чупашко О.Я., Воробець Н.М., Ткаченко О.Р., Корчинська О.С., Першин О.І.

Львів: ПП Кварт, 2012. – 189 с.

Заняття №1

Тема. Рівні організації живого. Оптичні системи в біологічних дослідженнях.

Вид заняття:лабораторно-практичне.

Актуальність теми:пізнання життєвих явищ на молекулярно-генетичному та клітинному рівнях організації живого необхідні для розуміння причин виникнення патологічних станів; вміння працювати з світловим мікроскопом, виготовляти тимчасові препарати мають застосування у практичній медицині.

Мета заняття: знати елементарні явища, що визначають суть еволюційного процесу на всіх рівнях організації живого; навчитись користуватись світловим мікроскопом, виготовляти тимчасові препарати на прикладі рослинної клітини.

Зміст теми:

1. Рівні організації живого.

2. Клітина - елементарна одиниця живого.

3. Будова світлового мікроскопа, правила роботи.

4. Техніка приготування тимчасових препаратів.

5. Особливості будови рослинної клітини.

Обладнання для проведення заняття: мікроскопи, імерсійна олія, предметні скла, накривні скла, препарувальні голки, мікропрепарати, навчальні таблиці, методичні матеріали.

Інтегративні зв’язки теми:матеріал даної теми пов’язаний з вивченням окремих розділів гістології, мікробіології, патологічної анатомії.

Хід заняття: 1. Контроль вихідного рівня знань студентів з даної теми ( на основі перелічених питань змісту теми )

2. Практична частина

2.1. Характеристика етапів роботи

2.1.1. Рівні організації живої матерії

Молекулярно-генетичний рівень. Елементарна одиниця цього рівня - ген - фрагмент молекули ДНК, в якому записаний визначений в якісному та кількісному відношенні об’єм біологічної інформації. Елементарне явище полягає в процесі редуплікації ДНК. Біологічна інформація, що міститься в молекулі ДНК, не бере безпосередньої участі в процесах життєдіяльності. Вона переходить у діючу форму завдяки механізму матричного синтезу і утворення мРНК, яка контролює синтез білків. На молекулярно-генетичному рівні дискретні одиниці одноманітні. Життєвий субстрат для всіх живих організмів - приблизно 20 різних амінокислот і 5 різних азотистих основ, що входять до складу нуклеїнових кислот. Подібним чином мономерний склад мають ліпіди і вуглеводи, біологічна субклітинна енергія запасається в макроергічних зв’язках молекул АТФ.

Клітинний рівень. Клітина - елементарна одиниця цього рівня. Елементарне явище виявляється в реакціях клітинного метаболізму, що складають основу потоків речовин, енергії, інформації. Завдяки діяльності клітини речовини, що надходять ззовні, перетворюються в субстрати та енергію, які використовуються в процесі біосинтезу білків та інших сполук, потрібних організму.

Рівень організму (організмовий). Елементарна одиниця цього рівня - особина в її розвитку від моменту зародження до припинення існування в якості живої системи. Закономірні зміни організму в індивідуальному розвитку складають елементарне явище даного рівня. Ці зміни забезпечують ріст організму, диференціацію його частин і одночасно інтеграцію розвитку в єдине ціле. В процесі онтогенезу в певних умовах зовнішнього середовища відбувається втілення спадкової інформації в біологічні структури і процеси, на основі генотипу формується фенотип організмів даного виду.

Популяційно-видовий рівень. Популяція - елементарна одиниця цього рівня. Популяція - це сукупність особин одного виду, що заселяють один ареал протягом тривалого часу і відносно відокремлені від інших популяцій цього ж виду. Об’єднання особин у популяцію відбувається завдяки спільності генофонду, що використовується в процесі статевого розмноження для створення генотипів особин наступних поколінь. Популяція внаслідок можливості міжпопуляційних схрещувань є відкритою генетичною системою. Дія на генофонд популяції елементарних еволюційних факторів (мутаційний процес, природній добір, коливання чисельності особин) призводить до еволюційно значимих змін генофонду.

Екосистемний рівень. Елементарна одиниця цього рівня – екосистема (сукупність популяцій різних видів, які заселяють територію з визначеними абіотичними показниками і зв’язані між собою та навколишнім середовищем обміном речовин, енергії та інформації). Екосистеми об’єднані на планеті в єдиний комплекс - біосферу.

а) Ознайомитись з будовою світлового мікроскопа - оптичного приладу для вивчення клітинного рівня організації живої матерії.

Механічна частина мікроскопа складається зі штативу, тубуса, револьвера, предметного столика, макрометричного гвинта (або кремальєри) і мікрометричного гвинта. Штатив складається з масивної ніжки – основи, на яку спирається весь мікроскоп, і тубусотримач. До тубусотримача прикріплено тубус (зокрема труба), який пересувається вгору і вниз за допомогою макрометричного і мікрометричного гвинтів. Пересуваючи тубус за допомогою гвинтів, досліджуваний предмет попадає у фокус об’єктива. За допомогою макрогвинта тубус пересувається на відносно велику відстань, мікрогвинт здійснює незначні переміщення. До штатива прикріплено предметний столик (круглий або прямокутний). У більшості сучасних мікроскопів частина штатива з предметним столиком і тубусом відгинається назад. У центрі столика є отвір, над яким кладуть предметне скельце з об’єктивом, воно фіксується двома затискачами, або клемами. Знизу до тубуса рухомо прикріплено револьвер-пластинку з трьома-чотирма об’єктивами. Повертаючи револьвер , можна під нижній отвір тубуса поставити об’єктив, певної кратності збільшення.

Освітлювальна частина мікроскопа складається з дзеркала, конденсатора та ірис-діафрагми. Дзеркало закріплене рухомо під предметним столиком. З одного боку воно плоске, аз другого – вигнуте; плоскою і вигнутою поверхнею користуються залежно від джерела світла і характеру об’єкта. Конденсатор, що знаходиться між предметним столиком і дзеркалом, складається з кількох лінз. Ірис-діафрагма закріплена на нижній поверхні конденсатора. Промені від джерела світла відбиваються дзеркалом і спрямовуються в конденсатор. Лінзи конденсатора концентрують світлові промені й спрямовують їх через отвір предметного столика на досліджуваний предмет та в об’єктив. Ірис-діафрагма регулює ширину світлового пучка, збільшує або зменшує освітлення предмета.

Оптична частина мікроскопа складається із систем лінз окуляра й об’єктивів. Окуляр вставлений у тубус зверху, на оправі окуляра є цифри, які проказують його збільшення (наприклад, ^х7,^х10, ^х15). Об’єктив являє собою систему лінз, вправлених в тубус-гільзу. Об’єктиви закріплені у револьвері. Вони можуть давати мале збільшення (цифри на оправі ^х7,^х8, ^х10) і велике (цифри на оправі ^х40, ^х90). Щоб знати загальне збільшення мікроскопа, слід перемножити цифри окуляра й об’єктива. Якщо, наприклад, на окулярі цифра ^х7, а на об’єктиві ^х10, то мікроскоп дає збільшення в 70 разів. Крім об’єктивів малого і великого збільшення, в револьвері мікроскопа є ще так званий імерсійний (лат. immersio, від immergo- занурюю) об’єктив, який позначається буквами “ОІ” (об’єктив імерсійний) і призначений для розглядання предметів і об’єктів при великому збільшенні, коли вводять рідину (кедрову олію, вазелін, водний розчин гліцерину) між предметом і об’єктивом мікроскопа, щоб підвищити освітленість зображення.

б) Правила роботи із світловим мікроскопом:

1. Установіть мікроскоп у робоче положення, тобто так, щоб колонка штатива була повернена в бік дослідника, а дзеркало – у напрямку джерела світла.

2. Центруйте мікроскоп. Для цього повертайте револьвер доти, поки об’єктив малого збільшення не стане в центрі отвору предметного столика (до відчуття легкого поштовху).

3. Освітіть поле зору. Для цього, дивлячись в окуляр лівим оком і не закриваючи праве, повертайте дзеркало до джерела світла доти, поки поле зору не освітиться рівномірно. Не слід допускати попадання на дзеркало мікроскопа прямих сонячних променів.

4. Покладіть препарат на предметний столик так, щоб об’єкт опинився над отвором столика під об’єктивом.

5. Дивлячись з боку, за допомогою кремальєри опустіть тубус так, щоб об’єктив наблизився до препарату, але не торкався його. Забороняється опускати тубус, дивлячись при цьому в окуляр, це може призвести до псування препарату та об’єктива.

6. Дивлячись в окуляр, обертом кремальєри у зворотній бік (на себе), повільно піднімайте тубус, поки в полі зору не з’явиться чітке зображення об’єкта. Відстань від об’єкта до об’єктива при малому збільшенні складає приблизно 1 см.

7. Під час роботи ліву руку примати на мікрометричному гвинті, який злегка обертають не більше як на півоберта. Завдяки цьому досягається можливість розглядати як поверхневі, так і більш глибокі ділянки об’єкта. Препарат треба розглядати, повільно рухаючи його на предметному столику або повертаючи самий предметний столик.

8. Переходячи з малого на велике збільшення, ще при малому збільшенні покладіть у цент зору ту частину об’єкта, яку треба вивчати.

9. Обертом револьвера поставте над препаратом об’єктив великого збільшення. Дивлячись з боку, повільно і обережно опускайте тубус, щоб об’єктив(^х40) майже наблизився до препарату, але не торкнувся його. Після цього, дивлячись в окуляр, повільно піднімайте тубус до появи обрисування предмета. Для наведення чіткості використовуйте тільки мікрогвинт. Відстань від об’єкта до об’єктива при великому збільшенні складає приблизно 1 мм.

10. Користуючись мікрометричним гвинтом, домагайтеся чіткого зображення об’єкта.

11. Працюючи з імерсійним об’єктивом, на предметне скло наносять краплю кедрової олії, в яку обережно занурюють об’єктив (^х90 тільки з позначкою “ІМ”), не торкаючись ним предметного скельця, і дивлячись в окуляр, піднімають тубус мікрогвинтом до появи зображення. Увага! При фокусуванні користуються тільки мікрометричним гвинтом. Кедрова олія створює однорідне середовище для заломлення світлових променів, а це важливо, коли розглядають препарати при великому збільшенні, тому що це додаткове оптичне середовище.

12. Не слід розгвинчувати окуляр і об’єктиви.

13. Якщо ви не бачите об’єкта під великим збільшенням, значить препарат не був точно поставлений у центрі поля зору при малому збільшенні. У цьому випадку переведіть револьвер знову у мале збільшення і повторіть роботу спочатку.

14. Переміщуючи мікроскоп, треба брати його за ручку штатива, не крутити без потреби частини мікроскопа.

15. Перед дослідженням предметів і після нього оптичну систему мікроскопа протирають марлею або м’якою серветкою.

2.1.2. Техніка виготовлення тимчасових препаратів:

1. на предметне скло покласти об’єкт для дослідження;

2. очною піпеткою нанести краплину води;

3. накрити об’єкт накривним скельцем і розглянути під мікроскопом.

а) Приготувати тимчасовий препарат мезофілу листка традесканції, знайти і розглянути хлоропласти, зарисувати кілька клітин, позначити клітинну оболонку, ядро, хлоропласти.

б) Приготувати тимчасовий препарат клітин м’якоті шипшини, знайти і розглянути хромопласти. Зарисувати кілька клітин, позначити клітинну оболонку і хромопласти.

в) Приготувати тимчасовий препарат клітин бульби картоплі і розглянути включення зерен крохмалю. Зарисувати і позначити клітинну оболонку, включення.

2.2. Оформлення результатів практичної роботи

Виготовлені і вивчені препарати мезофілу листка традесканції, клітин м’якоті шипшини та бульб картоплі студенти зарисовують в альбом.

3. Вироблення практичних навиків

Знати елементарні явища, що визначають кожний рівень організації живої матерії; вміти користуватись світловим мікроскопом, готувати тимчасові препарати, розпізнавати органели рослинної клітини.

4. Питання для контролю засвоєння теми

1. Елементарна одиниця молекулярно-генетичного, субклітинного,клітинного, організмового, популяційно-видового та екосистемного рівнів організації живого.

2. Клітинна теорія будови організмів.

3. Будова світлового мікроскопа, правила користування.

4. Особливості будови рослинної клітини.

5. Явище тургору, осмосу.

6. Пластиди. Види, будова та функції.

5. Тестовий контроль до практичного заняття №1