Анатомія рослин: практикум - Панюта О.О. 2019

Вступ

Анатомія рослин є розділом ботаніки, який вивчає будову клітин, тканин та органів рослин у взаємозв’язку з їхніми функціями і розвитком.

Знання будови рослинного організму відкриває нові можливості перед науковцями у галузях рослинництва, селекції, генетики, біотехнології, екології, сприяючи підвищенню продуктивності сільськогосподарських культур, стійкості їх до екстремальних факторів та патогенів, успішній інтродукції рослин, науковому обґрунтуванню фітобіотехнологій, проведенню фітомоніторингових досліджень, розумінню закономірностей росту і розвитку рослинного організму.

Лабораторні заняття з анатомії рослин знайомлять студентів з різноманіттям будови клітин, тканин і органів.

В навчальному посібнику представлено чотири теми: «Клітина», «Тканини», «Будова вегетативних органів», «Будова насіння». Кожна тема містить теоретичну частину, лабораторні роботи з описами препаратів, які ілюстровані рисунками,та контрольні запитання. В кінці практикуму наведено додатки, в яких описано барвники та реактиви для фарбування, фіксування та виготовлення рослинних препаратів, для мікрохімічних реакцій при визначенні органічних сполук та ін.

Сучасному біологу рослин для успішного проведення досліджень необхідні знання закономірностей життєдіяльності та структури рослинних організмів.Значний перелік препаратів робить практикум цікавим для широкої аудиторії: студентів, аспірантів, викладачів біологічних спеціальностей.

Будова світлового мікроскопа. Виготовлення тимчасових препаратів для мікроскопічного дослідження

Світловий мікроскоп - це оптичний прилад, за допомогою якого можна одержати збільшене обернене зображення досліджуваного об’єкта й розглянути дрібні деталі його будови, розміри яких перебувають за межами розрізнювальної здатності людського ока.

Рис. 1. Світловий мікроскоп :

1 - окуляр, 2 - тубус, 3 - тубусоутримувач, 4 - макрогвинт, 5 - мікрогвинт, 6 - штатив-основа, 7 - дзеркало, 8 - конденсор, ірисова діафрагма і світлофільтр, 9 - предметний столик, 10 - об’єктив

У мікроскопі виділяють дві системи: оптичну й механічну. До оптичної системи відносять об’єктиви, окуляри й освітлювальний пристрій (рис. 1).

Об’єктив - одна з найважливіших частин мікроскопа. За його допомогою одержують збільшене дійсне, але обернене зображення об’єкта й виявляють тонкі деталі його структури.

Об’єктив складається з металевого циліндра та вмонтованих у нього лінз, кількість яких може бути різною. Першу лінзу, повернуту до препарату, називають фронтальною. У верхній частині об’єктива є гвинтова

різьба, за допомогою якої його угвинчують у гніздо револьвера. Збільшення об’єктива позначене на ньому цифрами. Мікроскоп МБР-1 укомплектований трьома об’єктивами: x8, х40, х90, мікроскоп «Біолам» - п’ятьма: х10, х20, х40, х60, х90. Для навчальних потреб частіше використають об’єктиви х8 або х10 і х40.

Якість об’єктива визначає його роздільну здатність. Природно, чим більша роздільна здатність об’єктива, тим чіткіше видно дрібніші елементи спостережуваного об’єкта. Для об’єктива х8 роздільна здатність дорівнює 1,68 мкм, для об’єктива х40 - 0,52, для об’єктива х90 - 0,27 мкм. Величину роздільної здатності позначено на кожному об’єктиві. На показник роздільної здатності впливає діаметр фронтальної лінзи - чим він менший, тим більша її роздільна здатність. Необхідно дбайливо та обережно використовувати об’єктиви. Особливо це стосується об’єктивів великого збільшення, оскільки в них робоча відстань, тобто дистанція від покривного скла до фронтальної лінзи, вимірюється десятими частками міліметра. Робоча відстань при застосуванні об’єктива х8 дорівнює 13,8 мм, об’єктива х40 - 0,6, об’єктива х90 - 0,12 мм. Об’єктив малого збільшення передбачає максимальну робочу відстань і найбільше поле зору. Якість зображення, особливо при використанні об’єктивів значного збільшення, залежить також від товщини предметного й покривного стекол. Нормальна товщина предметного скла дорівнює 1,2 мм, покривного - 0,17 мм.

Окуляр, подібно до лупи, дає пряме, уявне збільшене зображення спостережуваного об’єкта, створене об’єктивом. Він не виявляє нових деталей будови, а тому його збільшення уявне. Окуляр має простішу будову, ніж об’єктив. Він складається з двох-трьох лінз, умонтованих у металевий циліндр. Між лінзами розташована постійна діафрагма, яка визначає межі поля зору. Нижня лінза фокусує побудоване об’єктивом зображення об’єкта дослідження у площині діафрагми, а верхня служить безпосередньо для спостереження. Здатність окулярів до збільшення позначається на них такими цифрами: х7, х10, х15. Для визначення загального збільшення мікроскопа необхідно помножити збільшення об’єктива на збільшення окуляра (наприклад, 90х10).

Освітлювальний пристрій складається із дзеркала і конденсора, обладнаного ірисовою діафрагмою, що розташовані під предметним столиком. Цей пристрій призначається для освітлення об’єкта пучком світла.

Дзеркало служить для спрямування пучка світла через конденсор та отвір предметного столика на об’єкт. Воно має дві поверхні: плоску й увігнуту. У разі розсіяного світла використовують увігнуту поверхню дзеркала. Дзеркало закріплене на штативі таким чином, що воно може обертатися у двох взаємно перпендикулярних площинах.

Конденсор складається із двох-трьох лінз, укладених у металевий циліндр. При підніманні або опусканні його за допомогою спеціального гвинта відповідно конденсується або розсіюється світло, що падає від дзеркала на об’єкт.

Ірисова діафрагма розташована між дзеркалом і конденсором. Вона служить для зміни діаметра світлового потоку, спрямованого дзеркалом через конденсор на об’єкт відповідно до діаметра фронтальної лінзи об’єктива, і складається з тонких металевих пластинок, які можна або з’єднувати, повністю закриваючи нижню лінзу конденсора, або розводити, збільшуючи потік світла.

Механічна система мікроскопа складається з підставки, коробки, обладнаної мікрогвинтом, тубусоутримувачем, макрогвинтом, кронштейном конденсора, гвинтом переміщення конденсора, револьвером і предметним столиком.

Коробка з механізмом тонкого налаштовування, побудована за принципом взаємодіючих шестерень, прикріплена до підставки нерухомо.

Мікрогвинт використовується для незначного (на мікрометри) переміщення тубусоутримувача, а отже, й об’єктива. Повний оберт мікрогвинта пересуває тубусоутримувач на 100 мкм, а поворот на одну поділку опускає або піднімає його на 2 мкм. Щоб уникнути псування мікрогвинтового механізму, дозволяється рухати мікрогвинт в один бік не більше ніж на половину оберта.

Тубус, або труба, являє собою циліндр, у який зверху вставляють окуляр. Тубус рухомо з’єднується з головкою тубусоутриму- вача й фіксується стопорним гвинтом у певному положенні. Послабивши стопорний гвинт, тубус можна зняти.

Револьвер призначено для швидкої зміни об’єктивів. Центроване положення об’єктива забезпечує засувка, розташована всередині револьвера.

Тубусоутримувач служить для кріплення тубуса й револьвера. У сучасних мікроскопах з похилим тубусом тубусоутримувач рухомо з’єднується з коробкою мікрогвинта за допомогою рейки з гребінцевою наріззю й зубчастим колесом - макрогвинтом.

Макрогвинт використовують для значного переміщення тубусоутримувача, а отже й об’єктива, з метою фокусування об’єкта при малому збільшенні.

Предметний столик слугує для розташування на ньому досліджуваного препарату. Посередині столика є круглий отвір, у який входить фронтальна лінза конденсора. У мікроскопі предметний столик круглий, а на ньому розміщено рухомий диск. Його можна обертати навколо осі й пересувати у двох взаємно перпендикулярних напрямках за допомогою двох гвинтів, розташованих праворуч і ліворуч від столика. Такі переміщення дозволяють центрувати потрібні місця досліджуваного об’єкта, що дуже важливо, коли працюють із об’єктивом великого збільшення. Стопорний гвинт дозволяє фіксувати диск у певному положенні. На столику є дві пружні клеми - затискачі, що закріплюють препарат.

Виготовлення тимчасових біологічних препаратів. При виготовленні тимчасових препаратів досліджуваний об’єкт поміщають на предметне скло в краплю води або гліцерину, розчину реактиву або барвника й накривають покривним скельцем. Такий препарат зберігають не більше місяця. Препарати, які можна зберігати більш тривалий термін, називають постійними. Окремі органи рослин, наприклад спори, листки деяких видів та інше, можна розглядати за допомогою біологічного мікроскопа цілими, без попереднього виготовлення зрізів. Однак число об’єктів, які можна вивчати таким чином, невелике. Частіше доводиться роби-

ти зрізи органів, які підлягають дослідженню. Їх виготовляють зі свіжих або фіксованих у спирті чи формаліні елементів рослин. Тимчасові препарати готують, дотримуючись такої послідовності операцій:

1) миють і ретельно витирають предметне й покривне стекла. Щоб не зламати дуже тендітне покривне скло, його обполіскують у воді, розміщують у складці рушника між великим і вказівним пальцями правої руки й обережно витирають круговими рухами пальців;

2) наносять на предметне скло краплю рідини (вода, гліцерин, розчин реактиву або барвника);

3) роблять зріз досліджуваного органа за допомогою леза або скальпеля;

4) вибравши найтонший зріз, кладуть його на предметне скло в краплю рідини;

5) закривають зріз покривним склом так, щоб під нього не потрапило повітря, для чого беруть його двома пальцями за грані, наближують нижню грань до краю краплі рідини й плавно опускають;

6) якщо рідини багато й вона виливається з-під покривного скельця, надлишок її видаляють шматочком фільтрувального паперу, а коли під покривним скельцем залишилися заповнені повітрям місця, то додають рідину, помістивши її краплю поруч із краєм скельця.