В данной статье авторами описана методика экспериментальных исследований клеток и клеточных организмов, адаптированная под условия работы в секции «Биология» обучающихся школьного научного общества. Изучены, проанализированы и обобщены основные способы получения клеточного материала. Представлены экспериментальные исследования: проведены ряд опытов с описанием получения микропрепаратов клетки.
Ключевые слова: микропрепарат, микроскопический метод, клетка, структура, клетки многослойного плоского эпителия, слизистая оболочка.
Знание цитологического материала необходимо для познания общих закономерностей живой природы, в том числе и организма человека. А правильность взятия цитологического материала является важной предпосылкой правильной морфологической оценки микропрепарата. Существует несколько способов взятия образцов: соскоб, аспирация, пункция и т. п. Существенные особенности процедуры взятия образца материала (с учетом специфических условий и требований: в школьной лаборатории) должны быть детально и четко сформулированы. От правильности выполнения этих процедур обучающимися научного общества, заинтересованными в достоверной лабораторной информации, зависит успешность данной деятельности. Возникает вопрос, подлежащий исследованию: какая методика может быть использована для экспериментальных исследований клеток и клеточных организмов в условиях школьного научного общества обучающихся (ШНОО) секции «Биология»?
Исследование основано на изучении и обобщении методических пособий, психолого-педагогической литературы, а также научных статей и периодических изданий. Изучены и проанализированы содержание, структура, технология и особенности применения методов микроскопического исследования.
Целью работы является адаптация методики экспериментальных исследований клеток и клеточных организмов для обучающихся научного общества СОШ № 26. Для достижения цели были использованы методы исследования: а) анализ, синтез, обобщение справочной и научной литературы по проблеме исследования; б) экспериментальный — микроскопический метод исследования при изучении бактерий, растительной клетки и эпителиальных клеток слизистой ротовой полости человека и животного.
В Большой советской энциклопедии, эксперимент (от лат. experimentum — проба, опыт) обозначает «метод познания, с помощью которого в 20 контролируемых и управляемых условиях исследуются явления действительности» [1]. В школе «учебный эксперимент», является средством обучения, при изучении естественно-научных предметов, в частности такого предмета, как биология [2, с. 112]. «Учебный эксперимент способствует пробуждению интереса к исследованию…, активизации восприятия учебного материала, развития мышления, самостоятельности, ответственности, творчества, формированию естественных понятий и научного мировоззрения» [3, с. 10]. Для исследования клетки и клеточной теории в современном научном мире мы рассмотрим методы, позволяющие изучать клетку. До изобретения микроскопов изучение клеток было невозможно. Считается, что голландский мастер очков Ханс Янсен и его сын Захарий Янсен изобрели первый микроскоп в 1590г. После чего английскому ученому Роберту Гуку, который усовершенствовал вышеназванный микроскоп, впервые представилась возможность увидеть клетку. В 1664г, Гука заинтересовал вопрос: почему пробковое дерево хорошо плавает? Рассматривая под микроскопом срезы пробки, Гук увидел множество крошечных ячеек, напомнивших ему соты в ульях медоносных пчёл, которые он так и назвал — англ. Cell («ячея) [4]. Впервые о существовании одноклеточных организмов рассказал Антони ван Левенгук в 1676г.
Метод практического исследования микропрепаратов предполагает наличие специального оборудования. При работе на котором, формируются практические умения: работа с микроскопом, постановка опытов и т. д. В ходе данной исследовательской работы были рассмотрены различные методы, которые используются на современном этапе развития науки. В процессе выбора методики, удобной для адаптации к нашим условиям, выделен микроскопический метод исследования: метод оптической микроскопии; метод электронной микроскопии. Этот метод позволяет изучать разные объекты при помощи микроскопа. Для успешной исследовательской деятельности членов (ШНОО) «Эврика» и сформированности практических умений поставлены задачи: обучить пользоваться увеличительными приборами (лупой, микроскопом); готовить микропрепараты и рассматривать их под микроскопом. Биологический микроскоп имеет основные системы: механическую, оптическую, осветительную [5]. Мазки для цитологического исследования готовятся из клеточных элементов, которые легко слущиваются с поверхности слизистых оболочек. В условиях школьного научного общества обучающихся секции «Биология», для экспериментальных исследований клеток и клеточных организмов может быть использована методика забора цитологического материала одноразовыми ватными палочками из полости рта. Затем мазок наносится на предметное стекло и окрашивается по методике Лейшмана или Романовского — Гимзы.
Практическая часть. Для того, чтобы рассмотреть бактерии, сравнить строение животной и растительной клетки, мы подготовили рабочее место в лаборатории: микроскоп и вещества для работы. Посмотрели под микроскопом микропрепарат растительной клетки: окуляр х10, объектив 10. Определили увеличение объекта (10х10=100 раз). Для того, чтобы рассмотреть клетки под микроскопом, а также сравнить строение эукариотической клетки (животной и растительной клетки) и прокариотической клетки (бактерии), мы провели следующие опыты:
Опыт № 1. Для того чтобы увидеть какие бактерии обитают у нас руках, насколько они вредны и нужно ли мыть руки, мы провели эксперимент:
Взяли стерильной, влажной, ватной палочкой смыв с поверхности кожи, грязных рук (руки после занятий в школе) и с чистых рук (руки, вымытые c мылом). Посмотрели бактерии под микроскопом.
Опыт № 2. Приготовили микропрепарат растительной клетки (клетки кожицы лука) в лаборатории: взяли стерильное предметное стекло; нанесли пипеткой 1 каплю воды на предметное стекло; при помощи иглы осторожно сняли маленький кусочек прозрачной кожицы с внутренней поверхности чешуи лука и положили на предметное стекло в каплю воды; капнули сверху на кожицу, помещенную на предметное стекло, капельку йода; покрыли кожицу покровным стеклом. В микропрепарате растительной клетки чётко видны под микроскопом клетки кожицы лука, в которых можно отличить клеточную оболочку, цитоплазму, ядро, в некоторых клетках изменения окраски в цитоплазме, напоминающие вакуоль. Другие органоиды клетки при таком увеличении мы не смогли увидеть.
Опыт № 3. Приготовили микропрепараты животной клетки:
– Взятие мазка со слизистой оболочки полости рта у животного. Опыт проводился в домашних условиях.
– Взятие мазка со слизистой оболочки полости рта у человека: 12 лет; 38 лет; 72 года. Опыт проводился в лаборатории:
Два вида полученных микропрепаратов животной клетки: клетки слизистой оболочки полости рта человека (в количестве 3 шт.) и клетки микропрепарата полости рта собачки окрасили специальными красителями: (сначала нанесли на 3 минуты спиртовый раствор краски Лейшмана, смыли дистиллированной водой, затем нанесли водный раствор краски Романовского-Гимзы на 25 минут, опять смыли дистиллированной водой); высушили снова микропрепараты на воздухе при комнатной температуре. Посмотрели под микроскопом микропрепараты клеток. Сначала посмотрели под малым увеличением окуляр х10, объектив 10. Определив увеличение объекта (10х10=100 раз). Затем капнули на микропрепарат иммерсионное масло и посмотрели под большим увеличением окуляр х10, объектив х100. Определив увеличение объекта (10х100=1000 раз).
Достижение цели базировалось на адаптации и описании методики экспериментальных исследований клеток для обучающихся научного общества СОШ № 26, г. Читы. В ходе исследования было выявлено, что клетки многослойного плоского эпителия и растительные клетки имеют схожее строение, т. е. они гомологичны. Вывод, что все живые организмы состоят из клеток, подчеркивает единство всего органического мира.
Материал данной статьи может использоваться при написании научно-исследовательских школьных работ и проектов, проведении часов общения и на уроках биологии и окружающего мира.
Литература:
- Большая Советская Энциклопедия –Текст: электронный / Режим доступа: http://bse.sci-lib.com/. — (дата обращения: 01.12.2021).
- Батурицкая, Н. В. Удивительные опыты с растениями /Н. В. Батурицкая, Т. Д. Фенчук. — Минск: Народная асвета, 2011. — 208 с.
- Леонтович, А. В. В чем отличие исследовательской деятельности от других видов творческой деятельности / А. В. Леонтович — Текст: непосредственный // «Завуч», № 1, 2001...
- Веришин, Т. К. Общая методика преподавания биологии: учебник для студентов биол. фак. пед. ин-тов. / Т. К. Веришин. — 3-еизд. — Москва: Просвещение, 2011. — 384 с.
