Лабораторная работа 3. Строение растительной, животной, грибной и бактериальной клеток под микроскопом

Определения и обозначения

Растительная клетка — эукариотическая клетка, то есть клетка с оформленным ядром. В препарате отмечают клеточную стенку, цитоплазму и ядро, а при достаточной чёткости — вакуоль и пластиды. Это определение помогает понять, какие признаки искать в образце и какие из них можно сравнить с клетками других организмов.

Животная клетка — эукариотическая клетка без клеточной стенки. На препарате обычно различимы контур клетки, цитоплазма и ядро, хотя границы могут быть неясными. Определение нужно, чтобы не принять общий контур или соседнюю структуру за стенку: у животных клеток её нет.

Грибная клетка — эукариотическая клетка с клеточной стенкой. При изучении дрожжей обращают внимание на форму клеток и возможное почкование — появление на материнской клетке небольшой дочерней. Эти признаки позволяют описать наблюдаемый материал, не перенося автоматически особенности дрожжей на все грибы.

Бактериальная клетка — клетка без оформленного ядра. В препарате наблюдают её форму и расположение, но не ожидают увидеть отдельные мембранные органоиды — структуры, ограниченные мембраной. Это определение отделяет признаки бактерий от признаков эукариот и напоминает об ограничениях микроскопического наблюдения.

Как это устроено

Для сравнения готовят отдельные препараты разных организмов, потому что их клетки нельзя надёжно рассмотреть в одном образце: материалы различаются по происхождению и способу подготовки. Отдельные препараты помогают связать каждый наблюдаемый признак с конкретным организмом. Их изучают при одинаковых увеличениях, чтобы размер видимого изображения не создавал ложного впечатления, будто одна клетка сама по себе больше другой. Сравнивать следует также сходные признаки и учитывать качество окраски.

Препарат кладут на предметный столик и закрепляют, чтобы он не сдвигался при настройке. Сначала включают освещение и на малом увеличении находят участок с клетками: широкое поле зрения упрощает поиск. Затем объект перемещают к центру и только после этого переходят к большому увеличению, иначе его легко потерять. Резкость настраивают осторожно, чтобы не повредить препарат объективом.

В растительной ткани границы часто заметны благодаря клеточной стенке: она сохраняет форму клетки и образует достаточно чёткий контур. У животной клетки стенки нет, а тонкая мембрана может сливаться с окружающим фоном, поэтому границу бывает труднее различить. При используемом увеличении обычно можно оценить форму клеток, цитоплазму и иногда ядро. Вакуоль или пластиды подписывают только тогда, когда они действительно видны и их можно отличить от других деталей.

Дрожжи и бактерии могут выглядеть как небольшие клетки, поэтому одного впечатления от формы недостаточно. Дрожжевые клетки обычно крупнее бактерий; у дрожжей иногда заметны овальная форма и почкование, тогда как у бактерий обращают внимание на их форму и взаимное расположение. Световой микроскоп не показывает все особенности внутреннего строения бактерии, поэтому нельзя делать вывод, будто внутри у неё ничего нет. Надёжнее учитывать одновременно масштаб, форму, расположение и сведения о происхождении препарата.

Зарисовка должна передавать то, что ученик непосредственно увидел: форму и расположение нескольких клеток, а также различимые детали. Сначала намечают общий контур, затем добавляют только уверенно наблюдаемые структуры. Подписи нужны для тех элементов, которые можно опознать, а не для всех частей, известных из теории. Рядом указывают увеличение микроскопа, чтобы было понятно, при каких условиях сделано наблюдение.

Сравнение клеток, рассматриваемых под микроскопом

Используйте таблицу как план сравнения: выбирайте один признак и последовательно проверяйте его у всех четырёх типов клеток. Запись «не видно» не равна утверждению «не существует». При заполнении учитывайте, что наблюдаемые детали зависят от увеличения и качества препарата.

Разбор задач

Приготовьте препарат растительной ткани, рассмотрите его сначала при малом, затем при большом увеличении и зарисуйте несколько клеток.

1. Разместите препарат на столике, включите освещение и выберите малое увеличение. Найдите участок, где клетки лежат достаточно чётко и не перекрываются.
2. Переместите выбранную область в центр поля зрения и наведите резкость. Такой порядок нужен, чтобы при смене увеличения объект оставался в поле зрения.
3. Перейдите к большому увеличению и проверьте, какие детали различимы. Отметьте форму клеток и контуры, а ядро, вакуоль или пластиды — только если их удаётся уверенно распознать.
4. Зарисуйте несколько клеток, сохраняя их взаимное расположение. Подпишите видимые структуры и укажите увеличение, при котором сделана зарисовка.

Ответ: рисунок должен показывать реально наблюдаемые клетки растительной ткани, а не схему клетки из памяти. Если отдельную структуру нельзя различить, её не подписывают. В подписи указывают увеличение микроскопа.

Рассмотрите препараты животной и грибной клеток и укажите два наблюдаемых различия и один общий признак.

1. Сначала рассмотрите оба препарата при малом увеличении, найдите клетки и отцентрируйте их. Затем используйте одинаковое увеличение, чтобы сопоставление было честным.
2. Для каждого препарата опишите видимые признаки: форму, чёткость контура, наличие различимого ядра или особенности расположения клеток. Не используйте оттенок окраски как самостоятельное доказательство различия строения.
3. Сравните полученные описания и выберите два признака, которые действительно различаются в этих образцах. Общий признак формулируйте на основе того, что видно у обеих клеток, например наличия различимого ядра.

Ответ: два различия зависят от конкретных препаратов; у грибных дрожжевых клеток может наблюдаться почкование, а контур животной клетки часто менее чёткий. Общий признак — обе клетки эукариотические и могут иметь различимое ядро. Если ядро в одном из препаратов не видно, его нельзя объявлять отсутствующим: следует опереться на подтверждённое наблюдение или уточнить вывод.

По изображениям и наблюдениям сравните растительные, животные, грибные и бактериальные клетки; определите, какие из них имеют оформленное ядро, и обоснуйте вывод.

1. Выпишите четыре группы клеток и для каждой отметьте признаки, доступные на изображении или в препарате. Не дополняйте наблюдение деталями, которых микроскоп не показывает.
2. Сопоставьте группы по наличию оформленного ядра, пользуясь наблюдаемыми данными и известными типами клеток. Растительные, животные и грибные клетки относятся к эукариотическим, а бактериальные — к прокариотическим.
3. Обоснуйте вывод различием этих типов: у эукариот ядро оформлено, у бактерий оформленного ядра нет. Отдельно укажите, что отсутствие видимого ядра на некачественном или неокрашенном препарате само по себе не доказывает его отсутствие.

Ответ: оформленное ядро есть у растительных, животных и грибных клеток; у бактерий его нет. Вывод основан на разделении клеток на эукариотические и прокариотические, а не на предположении о деталях, невидимых в препарате. При описании наблюдения отдельно фиксируют то, что видно, и то, что известно о типе клетки.

Типичные ошибки

Начинать наблюдение сразу с большого увеличения неудобно: поле зрения уже, поэтому нужный участок трудно найти, а при неосторожной настройке можно задеть препарат объективом. Так поступают, желая быстрее увидеть детали. Проверьте себя: сначала найдите клетки при малом увеличении, отцентрируйте объект и лишь потом переключайтесь на большое.

Считать любую заметную границу клеточной стенкой — ошибка, потому что контур может быть образован мембраной или границей соседних структур. Такое предположение возникает, когда не учитывают тип клетки и устройство препарата. Сопоставьте наблюдение с образцом: у животных клеток стенки нет, а наличие чёткой линии само по себе ещё не доказывает, что это стенка.

Утверждать, что структура отсутствует, только потому, что её не видно, нельзя: разрешение микроскопа, увеличение и качество препарата ограничивают наблюдение. Часто наблюдение ошибочно принимают за полное описание клетки. Проверьте себя вопросом: различима ли структура в этих условиях или она лишь не обнаружена? Формулируйте вывод осторожно и отделяйте отсутствие видимости от биологического отсутствия.

Переносить признаки одного образца на все клетки организма неверно, потому что образцы могут происходить из разных тканей и быть по-разному приготовлены или окрашены. Различия окраски и качества иногда принимают за особенности строения. Сравните несколько клеток и укажите, какой именно препарат изучали. Вывод о группе организмов делайте по устойчивым признакам, а не по случайной детали одного образца.

Связь с другими темами

Перед работой полезно знать основные части светового микроскопа и правила его настройки. Понятия «клетка», «ядро», «цитоплазма» и «клеточная мембрана» помогают описывать препарат и не путать наблюдаемую границу с отдельной структурой. Без этих понятий трудно отделить непосредственное наблюдение от объяснения увиденного.

Сравнение клеток подготавливает к изучению прокариот и эукариот: оно показывает, почему наличие оформленного ядра важно для классификации клеток. Наблюдения также пригодятся при изучении органоидов и разнообразия живых организмов. При этом микроскопическое изображение всегда дополняют биологическими знаниями, а не используют как доказательство того, чего прибор не позволяет увидеть.

Что запомнить

• Растительные, животные и грибные клетки относятся к эукариотическим.
• Бактериальная клетка не имеет оформленного ядра.
• Клеточная стенка есть у растений, грибов и бактерий, но её состав у них различается.
• У животной клетки клеточной стенки нет.
• Видимыми при наблюдении оказываются не все структуры клетки.
• Зарисовка должна отражать то, что действительно различимо в препарате.