ПРАКТИКУМ - Экологическое воспитание

advertisement
Сетевой фестиваль экологического воспитания - 2013
Направление - конкурс методических разработок
Номинация 4. «Лучшее методическое пособие»
Полевая микроскопия в школьных
биоэкологических исследованиях
Практикум
Шаронин В.О.
Шаронина Ю.А.
М
Моосскквваа –
– 22001133
ГБОУ СОШ №26
полевая микроскопия в
школьных биоэкологических
исследованиях
Москва - 2013
2
СОДЕРЖАНИЕ
страница
Аннотация. Пояснительная записка…..…...………………. 4
ОСНОВНЫЕ ПРИЕМЫ И ПРАВИЛА ПОЛЬЗОВАНИЯ
МИКРОСКОПОМ В ПОЛЕВЫХ
УСЛОВИЯХ………………………………………………… 5
ОСНОВЫ ЦИФРОВОЙ МИКРОФОТОГРАФИИ И
ВИДЕОСЪЕМКИ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ……........... 7
ПАЛИНОЛОГИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ И
ИССЛЕДОВАНИЯ…………………………………………. 9
КАЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ
ОСНОВНЫХ КЛАССОВ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
В ПЫЛЬЦЕВЫХ ЗЕРНАХ………………………………… 11
ПЫЛЬЦА, КАК МЕТРИЧЕСКИЙ ЭТАЛОН…………….. 12
ПРОРАЩИВАНИЕ ПЫЛЬЦЕВЫХ ЗЕРЕН И СПОР…….. 13
ВОДНЫЕ И ПОЧВЕННЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ:
ВОДОРОСЛИ, ПРОСТЕЙШИЕ,
МНОГОКЛЕТОЧНЫЕ………………………………........... 14
ИЗУЧЕНИЕ ЭРИТРОЦИТОВ ПОЗВОНОЧНЫХ И ИХ
ЯДЕР…………………………………………………………. 16
ДРУГИЕ ВАРИАНТЫ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ
РАБОТ………………………………………………………...18
Справочные материалы……………………………………... 19
Литература и электронные источники…………………….. 19
3
Аннотация. Пояснительная записка
Оптические приборы позволяют человеку существенно, на несколько порядков, в буквальном
смысле расширить свой кругозор, повысить разрешающую способность человеческого глаза
примерно в 1000 раз. Оптические качества простого школьного микроскопа дают возможность
изучать объекты, размер которых составляет несколько микрон, доли миллиметра (10-5 -6м),
невидимые невооруженным глазом. Комбинация оптики и современных цифровых и
информационно-компьютерных технологий предоставляет неисчерпаемые возможности и дает
невероятный эффект.
В настоящий практикум включены простые научно-исследовательские работы по
биоэкологической тематике, выполняемые учащимися 7 – 11 классов с помощью микроскопа.
Оригинальные методики, описанные в пособии, неоднократно эмпирически апробированы
авторами и учащимися в полевых условиях. Их реализация не требует профессиональных навыков,
сложного специального оборудования и лабораторных условий. Знания и компетенции получаемые
в ходе изучения профильных предметов в рамках школьной программы, рассматриваются здесь,
как фактические и дополнительно не оговариваются. Традиционные исследовательские работы,
включенные в многочисленные доступные издания, в данном практикуме не дублируются. В
зависимости от времени, места и задач практики в порядок и ход выполнения некоторых заданий,
по усмотрению руководителей, могут быть внесены определенные коррективы. Нумерация работ
может не соответствовать последовательности их выполнения.
Задания и методы выполнения некоторых пунктов различных работ могут совпадать. При
разумном подходе, взаимодействуя с коллегами, каждый исследователь (бригада, группа) способен
параллельно выполнять несколько задач, оптимально используя силы, средства и время. К
содержанию предписаний и алгоритму проведения работ следует подходить осмысленно и
творчески. В полевых исследованиях высоко ценятся инициатива, смекалка, неординарный подход
к решению проблем, взаимопомощь и упорство в достижении поставленной цели. Поскольку
неудачи и ошибки неизбежны, всегда надо быть готовым к проведению повторного эксперимента.
Записи, графики, таблицы, расчеты и зарисовки, предусмотренные в ходе выполнения работ,
поэтапно заносятся в рабочую тетрадь простым карандашом. После окончательной обработки и
верификации данных, устранения неточностей, помарок и ошибок письменная часть работы
оформляется ручкой, а графическая и художественная – простым и цветными карандашами.
Использование фломастеров, чернильных и гелиевых ручек для ведения полевых дневников
категорически не приветствуется. При возможности применяются цифровые и компьютерные
технологии. Каждый исследователь несет персональную ответственность за корректное
выполнение и оформление конкретной работы. Результаты индивидуальных и коллективных
исследований желательно скрупулезно рассматривать и коллегиально обсуждать на общих научных
совещаниях. Сопоставление и обсуждение данных, полученных различными методами и группами,
является неотъемлемой частью научно-исследовательской деятельности и стимулирует
аналитическое мышление, развивает культуру ведения дискуссий. Все конструктивные замечания
по содержанию данного пособия, а также предложения, возникающие непосредственно в процессе
полевой практики, будут с благодарностью приняты, учтены и внимательно изучены авторами в
целях дальнейшей доработки, совершенствования практикума, внесения рациональных добавлений
и изменений.
Ознакомьтесь с содержанием практикума. Заранее продумайте план выполнения работ.
Шаронин В.О., учитель биологии, к.б.н., Шаронина Ю.А., учитель биологии, зам. директора ГБОУ СОШ №26 по
естественнонаучному направлению
4
РАБОТА 1
ОСНОВНЫЕ ПРИЕМЫ И ПРАВИЛА ПОЛЬЗОВАНИЯ МИКРОСКОПОМ В
ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ
Оборудование: микроскоп, предметные и покровные стекла, ватные и
стеклянные палочки, салфетки или фильтровальная бумага; образцы (пробы) воды
и/или почвы; прозрачная линейка
Цель: знакомство с особенностями микроскопии в полевых условиях
1. Выберите и оборудуйте рабочее место. Убедитесь, что все необходимое
находится «под рукой».
2. Ознакомьтесь с устройством вашей модели микроскопа (рис.1). Подготовьте
микроскоп к работе. Определите общее оптическое увеличение умножением
значений кратности, указанных на объективе и окуляре. Аккуратно протрите
оптику. Установите освещение.
3. Приготовьте временный препарат, нанеся стеклянной палочкой каплю пробы на
предметное стекло и накрыв покровным. Легким нажатием или постукиванием
удалите пузырьки воздуха и избыточную влагу из-под покровного стекла. Если
лишней жидкости много – удалите ее с помощью салфетки, просто
прикоснувшись уголком к капле.
4. Поместите препарат на предметное стекло и настройте резкость при самом
малом увеличении, плавно приближая объектив к поверхности препарата с
помощью винта. В зависимости от конструкции микроскопа фокусировка
осуществляется либо перемещением предметного столика (рис.1а), либо
оптической системы (рис.1б).
5. Найдите неподвижный объект с четкими контурами. Осторожно переместите
стекло так, чтобы «мишень» находилась в центре поля зрения (рис.2а).
Поставьте большее увеличение и рассмотрите детали (рис.2б).
6. Плавно изменяя глубину настройки, характер и интенсивность освещения
убедитесь, что перед вами объемный объект.
7. Повторите эксперименты с другими образцами.
8. Выберете
для
измерения
биологический
одноклеточную водоросль, коловратку или т.п.
объект:
пыльцевое
зерно,
9. Установите приблизительные линейные размеры исследуемого объекта путем
сравнения с миллиметровым делением шкалы помещенной на предметный
столик прозрачной линейки при минимальном увеличении объектива и
последующих несложных арифметических расчетов для 10х, 40х и т.д. (рис.3).
а
б
Рис.1 Конструкции и устройство микроскопов с электрической и зеркальной подсветкой
а
б
Рис.2 Вид объекта при малом (а – 10х) и большом (б – 40х) увеличении объективов
1 мм
а
Рис.3 Вид миллиметрового
деления линейки под
микроскопом при увеличении
объектива 4х и 10х (фото без
zoom), а и б, соответственно
б
1 мм
6
РАБОТА 2
ОСНОВЫ ЦИФРОВОЙ МИКРОФОТОГРАФИИ И ВИДЕОСЪЕМКИ В ПОЛЕВЫХ
УСЛОВИЯХ
Оборудование: микроскоп, предметные и покровные стекла, ватные и
стеклянные палочки, салфетки или фильтровальная бумага; образцы (пробы) воды
и/или почвы; прозрачная линейка, цифровой фотоаппарат*
Цель: знакомство с особенностями микрофотографии в полевых условиях
1. Подготовьте рабочее место, как показано, например, на рис.4. Работать лучше в
паре.
2. Настройте микроскоп, как описано в работе 1.
3. Установите на включенном фотоаппарате, согласно инструкции, максимальное
разрешение, режим «авто» и отключите вспышку.
4. После визуальной фокусировки и выбора объекта, совместите и плотно
прижмите друг к другу объектив фотоаппарата и окуляр микроскопа, добиваясь
четкого изображения на жидкокристаллическом дисплее. Круг поля зрения, при
этом, должен располагаться строго по центру, а края его должны быть резко
очерченными и контрастными.
5. Сделайте пробные снимки, меняя увеличение микроскопа, освещенность и
используя функцию zoom. Протоколируйте в тетради все изменяемые значения
(таблица,
рис.5). По
качеству
полученных
изображений
установите
и
зафиксируйте оптимальные для вашей системы сочетания параметров. (При
слабой освещенности и, соответственно, длительной экспозиции, во время
съемки желательно избегать вибрации.)
6. Поменяйте объект съемки. Проверьте качество снимков при использовании
установленных ранее параметров съемки. Внесите коррективы.
7. Перенесите полученные кадры в компьютер, зарегистрируйте и отредактируйте
изображения.
8. Найдите под микроскопом подвижный живой объект и снимите небольшой
видеоролик*.
*Изучите инструкцию по пользованию, прилагаемую к фотоаппарату. Указаний по
микрофотографии и видеосъемки в таких руководствах, как правило, и по понятным причинам
нет, но общие положения знать необходимо. Для каждой модели оптимальные режимы
микросъемки подбираются эмпирически
7
Рис.4 Микрофотография в полевых условиях
Объект
Пыльца мать-имачехи
То же
Инфузория
сувойка
То же
Дата /
время /
место
21.04.08.
1530
Москва,
Воробьевы
горы
21.04.08.
1557
Москва,
Воробьевы
горы
Увеличение
микроскопа
(об./ок.)
10х/20х=200х
Zoom
Другие
параметры
Оптический
2х
Электрическая
подсветка
микроскопа;
вспышка откл.
40х/20х=800х
Оптический
2х
Электрическая
подсветка
микроскопа;
вспышка откл.
21.04.08.
1620
Москва,
Воробьевы
горы
21.04.08.
1530
Москва,
Воробьевы
горы
10х/20х=200х
Оптический
2х
Электрическая
подсветка
микроскопа;
вспышка откл.
40х/20х=800х
Оптический
2х
Электрическая
подсветка
микроскопа;
вспышка откл.,
режим Макро
Результат /
замеры /
примечания
Качество
нормальное
Фото / рисунок
Качество
нормальное
Диаметр
пыльцевого
зерна ~ 1/30 мм =
33 мкм (микрон)
Качество
нормальное
Качество
среднее, режим
Макро –
отключить!
И т.д.
Рис.5 Пример записи (протоколирования) результатов съемки. Графа «Фото», разумеется,
заполняется при наличии необходимого компьютерного обеспечения, а рисунок полезно
сделать всегда
8
РАБОТА 3
ПАЛИНОЛОГИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ
Оборудование: микроскоп, предметные и покровные стекла, ватные и
стеклянные палочки, салфетки или фильтровальная бумага; пробы пыльцы
растений, цифровой фотоаппарат
Цель: знакомство со спецификой и возможностями палинологических исследований
1. Объектом палинологических исследований является пыльца цветковых и
голосеменных растений, споры мхов, плаунов, хвощей, папоротников, а также
грибов и других живых организмов. Выбор конкретного объекта, определение
цели и задач работы зависит от места проведения практики и научных интересов
исследователя.
2. С
помощью
микроскопа
и
фотоаппарата
можно
провести,
например,
сравнительный морфологический анализ пыльцы (спор) растений одного вида,
семейства,
фитоценоза,
экологический
создать
мониторинг,
фототеку-определитель,
исследуя
сезонный
или
осуществить
территориальный
полиморфизм пыльцевых зерен по различным признакам и т.д.
3. Если объектом исследования избрана, например, пыльца фоновой флоры
(распространенных местных растений) в определенный период (фенологический
аспект), определяется список, и берутся пробы (образцы).
4. Сбор пыльцы цветущих растений осуществляется путем встряхивания цветка
над
контейнером,
служить
которым
может
пробирка,
бумажный
или
пластиковый пакетик и т.п. Все пробы в обязательном порядке маркируются
(вид,
дата,
место).
Для
чистоты
эксперимента
необходимо
избегать
контаминации (смешения, загрязнения) образцов.
5. Исследования можно проводить и в условиях in situ, т.е. – непосредственно на
месте. В таком случае, материал собирается, анализируется и частично
обрабатывается прямо в поле и/или по ходу движения. Пыльца (споры) прямо с
растения переносятся в каплю чистой воды на предметном стекле и
анализируются микроскопически, согласно цели и задачам.
6. Микрографическая документация служит незаменимым материалом для
обработки и дальнейших, возможно более масштабных исследований, а также
для создания фототек, школьных атласов-определителей и наглядных пособий
(рис.6).
9
а
Вид/примечания
Мать-и-мачеха
Об. 10х
Об. 40х
Ива козья
Клен американский
Акация серебристая
(«Мимоза»)
б
Тюльпан садовый
(«Желтый»)
Медуница неясная
(«Декоративная»)
Рис.6 Примеры фрагментов тематических фототек: (а) «Пыльца некоторых фоновых растений
заказника «Воробьевы горы», цветущих в апреле» и (б) «Букет к 8 марта». Форма и содержание
таких палинологических исследований не регламентируются и определяются индивидуально
10
РАБОТА 4
КАЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ ОСНОВНЫХ КЛАССОВ
ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ПЫЛЬЦЕВЫХ ЗЕРНАХ
Оборудование: микроскоп, предметные и покровные стекла, ватные и
стеклянные палочки, салфетки или фильтровальная бумага; пробы пыльцы
растений. Реактивы: р-р NaOH; р-р CuSO4;
р-р Люголя (I2+KI в глицерине);
метиленовый синий («синька») или краситель Романовского-Гимзы
Цель: знакомство с биохимическими микроскопическими исследованиями
Внимание! Работа с щелочью и медным купоросом проводится под контролем
руководителя!
1. Для экологического мониторинга и биоиндикации имеет значение содержание в
растительных клетках углеводов, белков, жиров, нуклеиновых кислот и других
биоорганических соединений. Пыльца растений, содержащая спермии (мужские
половые клетки) – один из наиболее доступных и информативных объектов для
проведения качественных биохимических исследований такого рода
2. Наличие
белка
можно
обнаружить
цветными
реакциями.
Наиболее
универсальной качественной реакцией на белки является биуретовая. На
предметное стекло нанесите немного раствора щелочи и каплю слабого раствора
сульфата меди. Добавьте пробу пыльцы. Белок, содержащийся в пыльцевых
зернах, через небольшой промежуток времени окрасится в сиреневый или
фиолетовый цвет (рис.7а).
3. Содержание углеводов (крахмала) выявляется качественной реакцией с йодом.
Используйте раствор Люголя. Крахмал пыльцы окрасится в темно-синий цвет
(рис.7б).
4. Метиленовый синий («синька» или краситель Романовского-Гимзы), соединяясь
с нуклеиновыми кислотами хроматина, дает окрашивание широкого спектра: от
бледно-розового – до фиолетового, в зависимости от рН среды (рис.8).
5. Качественная
реакция
на
содержание
липидов
(масел)
проводится
с
использованием специфического красителя Судана черного. При его наличии в
школьной лаборатории, возможна оценка содержания всех 4-х классов веществ.
6. Проведите микроскопический биохимический анализ пыльцы по одному или
нескольким параметрам. Подсчитайте процент пыльцевых зерен, не содержащих
тех или иных основных органических соединений. Сделайте выводы.
11
7. Наряду с биохимическими экспериментами, с экологической точки зрения,
информативны и простые морфологические исследования, выявляющие долю
пыльцевых зерен с отклонениями от условной нормы по форме и размерам.
а
б
Рис.7 Полиморфизм интенсивности окрашивания белка при биуретовой реакции (а), и
крахмала йодом (б) позволяет разделить пыльцевые зерна по этим показателям на несколько
условных категорий для последующего подсчета и, при необходимости, статистической
обработки результатов
Рис.8 Содержание ДНК (хроматина) в половых
клетках, спермиях, определяемое интенсивностью
окрашивания метиленовым синим, может служить
критерием фертильности / стерильности пыльцы (т.е.
способности / неспособности к оплодотворению)
РАБОТА 5 (дополнительная)
ПЫЛЬЦА КАК МЕТРИЧЕСКИЙ ЭТАЛОН
Оборудование: стандартное + пыльца растения известного диаметра.
Соберите некоторое количество пыльцы одного из
распространенных растений, для которого разброс
значений диаметров пыльцевых зерен относительно
невелик. В таком случае пыльца может служить
универсальным условным метрическим эталоном
для установления приблизительных размеров всех
микроскопических объектов. Установите средний
диаметр пыльцевого зерна (Работа 1 п. 8). Добавляя
немного пыльцы из эталонного образца в каждый
временный препарат, вы сможете визуально
оценивать масштаб любого объекта в поле зрения
микроскопа (рис.9а). Такой прием распространен,
например, в научной фотографии (рис.9б).
а
Рис.9
Зная,
что
Ø
пыльцевого зерна (здесь –
тюльпана) составляет ~90
мкм,
можно
оценить,
например,
длину
тела
инфузории (стилонихии – в
данном случае)
б
12
РАБОТА 6
ПРОРАЩИВАНИЕ ПЫЛЬЦЕВЫХ ЗЕРЕН И СПОР
Оборудование: микроскоп, предметные и покровные стекла, 5-10% раствор
сахара в воде, ватные и стеклянные палочки, салфетки или фильтровальная
бумага, цифровой фотоаппарат, образцы пыльцы и спор растений и грибов
Цель: определение жизнеспособности (фертильности) пыльцы и спор
1. Фертильность пыльцы и спор определяется их способностью к прорастанию:
образованию пыльцевых трубок или ответвлений, соответственно.
2. На предметное стекло с каплей сахарного раствора поместите образец
пыльцы (спор), накройте покровным стеклом или кусочком прозрачной
полиэтиленовой пленки.
3. Поместите препарат на предметный столик микроскопа. Наблюдение за
процессом прорастания, его интенсивностью можно начинать через 2 – 3 часа
после начала эксперимента. Если в раствор добавить немного красителя
Романовского-Гимзы (до концентрации ~1%), можно наблюдать окрашенные
в голубой цвет спермии в бесцветной пыльцевой трубке.
Рис.10
Прорастание
пыльцы
Лютика
ползучего
4. Подсчитайте долю прорастающих пыльцевых зерен (спор) в течение времени,
постройте график. Сделайте вывод о степени фертильности пыльцы (спор)
для нескольких видов растении и грибов
5. Создайте пакет микрографий динамики прорастания.
13
РАБОТА 7
ВОДНЫЕ И ПОЧВЕННЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ: ВОДОРОСЛИ, ПРОСТЕЙШИЕ,
МНОГОКЛЕТОЧНЫЕ
Оборудование: микроскоп, предметные и покровные стекла, ватные и
стеклянные
палочки,
салфетки
или
фильтровальная
бумага,
цифровой
фотоаппарат, пробы почвы и воды в стеклянных или пластиковых емкостях
Цель: знакомство с возможностями микроскопии в полевых популяционноэкологических исследованиях
1. Возьмите пробы воды и грунта из различных водных источников и участков суши
(по 100-200 мл). Поместите в отдельные емкости. Пометьте каждый образец:
присвойте номер, а в записях (протоколе) укажите расположение и особенности
места, откуда взята проба, дайте краткую экологическую характеристику.
2. В каждую емкость с водой поместите пучок сена, предварительно обваренный
кипятком. К почвенным образцам добавьте кипяченую (не горячую!) воду (~100
мл).
3. Сосуды прикройте сверху листами бумаги и оставьте в теплом, относительно
светлом месте на 2-3 дня.
4. Возьмите из каждой емкости по капле предварительно тщательно перемешанной
воды
и поместите на предметное стекло
под микроскоп. Определите,
проконсультировавшись с преподавателем, систематическую принадлежность
наблюдаемых объектов (насколько возможно точно). Установите плотность и
приблизительный
размер
микроорганизмов
(рис.10).
Для
повышения
достоверности результатов желательно провести повторную диагностику.
5. Сделайте снимки и видеоролики для подвижных представителей беспозвоночных,
простейших и микрофлоры. Подсчитайте их количество в поле зрения микроскопа
и полученные данные занесите в таблицу (рис.11а).
6. Сравните плотность популяций инфузорий и других микроорганизмов в каждой из
емкостей и сделайте выводы о населенности ими водоемов и почвы в зависимости
от их экологических особенностей, используя шкалу Стармаха (рис.11б).
Сопоставьте
собственные
полученные
исследовательских групп.
14
данные
с
результатами
других
Инфузория-туфелька
Нематода
Сувойки
Коловратки
Арцелла
Амеба протей
Одноклеточные, колониальные, нитчатые водоросли
Рис.11 Наиболее распространенные обитатели почв и пресных водоемов. Для более точной
идентификации систематической принадлежности организмов необходимы определители.
Микрофотографии, которые могут быть показаны специалисту – оптимальный выход из
положения.
Вид (род, семейство)
а Таблица подсчета микроорганизмов
№ пробы, количество особей в поле зрения
микроорганизма
1.
2.
3.
4.
1.
2.
N…
Для характеристики каждой пробы (или в совокупности) используйте шкалу Стармаха:
+ - очень редко (вид присутствует не в каждом препарате);
1 - единично (1-6 экземпляров в препарате);
2 - мало (7-16 экземпляров в препарате);
3 - умеренно (17-30 экземпляров в препарате);
4 - много (31-50 экземпляров в препарате);
5 - очень много, абсолютное преобладание (более 50 экземпляров в препарате).
Например, б:
Флора
Вид
1
+
+
Рис.12 Образцы таблиц для оценки плотности микроорганизмов в водоемах и почве.
15
дафния
+
коловратка
1
спиростонум
1
2
дилептус
+
парамеция
3
колпидия
5
3
водяная
сеточка
2
1
клостериум
2
фрагиллярия
1
табеллярия
1
мелозира
церариум
+
перидииниум
1
микроцистис
афанизоменон
Озеро
Арантур
(сев.
пляж)
Озеро
Арантур
(вост.
пляж)
N…
анабена
Проба
Фауна
2
РАБОТА 8
ИЗУЧЕНИЕ ЭРИТРОЦИТОВ ПОЗВОНОЧНЫХ И ИХ ЯДЕР
Оборудование: микроскоп, предметные и покровные стекла, ватные и
стеклянные
палочки,
салфетки
или
фильтровальная
бумага,
цифровой
фотоаппарат, инсулиновые шприцы, отловленные представители позвоночные (не
млекопитающие!), этанол 95-960
Цель: знакомство с возможностями микроскопии в полевых цитологических и
эколого-цитогенетических исследованиях
1. Как
известно,
эритроциты
крови
позвоночных
животных,
кроме
млекопитающих, ядерные. Размеры и формы самих красных кровяных клеток
и их ядер крайне вариабельны (Рис.13).
Рис.13
2. Вне зависимости от вида изучаемого организма забор крови проводится с
помощью инсулиновых шприцов, общепринятыми способами. У рыб кровь
берут из сосудов жабр, у земноводных – из бедренной вены, у
пресмыкающихся – из хвостовой вены, у птиц аккуратно срезают кончики
когтей четвертого пальца с помощью маникюрных ножниц, задевая
кровеносный сосуд. Указанные способы взятия крови не представляют
16
опасности для дальнейшей нормальной жизнедеятельности исследуемых
организмов.
3. Препараты следует готовить, адаптируя метод к полевым условиям. Каплю
крови перенесите на предметное стекло, приставляя к ней отшлифованный
край другого стекла под углом ~45º и быстро проведите вдоль, равномерно
распределяя субстанцию по предметному стеклу.
4. Полученные
мазки
высушите
до
исчезновения
влажного
блеска.
Зафиксируйте препараты в растворе 960 этилового спирта или его смеси с
ледяной уксусной кислотой в соотношении 3:1 в течение 5 минут. Высушите.
5. Для окрашивания используйте 20% раствор красителя Романовского-Гимзы.
Процедуру проводите в течение 3-5 минут. Полезно наблюдать за процессом
окрашивания под микроскопом (увеличение 800х).
6. Излишки красителя удалите, промывая препарат водой. Высушите.
7. Микроядерный
анализ,
подсчет
количества
эритроцитов,
имеющих
нарушенную структуру ядра в виде дополнительного ядерного материала,
позволяет давать оценку экологического состояния изучаемой экосистемы
(Рис. 14). Достоверные результаты можно получить при подсчете не менее
1000 клеток.
Рис.14 Микроядерный анализ на
примере эритроцитов Жабы
серой
8. Создайте пакет микрографий эритроцитов разных видов позвоночных,
опишите их форму, измерьте полярный и экваториальный диаметр клеток и
ядер
17
ДРУГИЕ ВАРИАНТЫ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ
Освоенные методы полевой микроскопии и микрофотографии позволяют,
также, проводить следующие оригинальные самостоятельные исследования, не
нуждающиеся в подробных описаниях (продолжение нумерации):
1. Особенности
строения
ротовых
аппаратов
двукрылых
кровососущих
насекомых (на примере комаров, слепней, дождевок, златоглазок и т.п. – с
вариациями)
2. Палинологическое исследование пластинчатых грибов (споры опят, сыроежек,
лисичек и т.п., в зависимости от места и сезона – с вариациями)*
3. То же (с вариациями) – для папоротников, мхов, хвощей и плаунов*
4. Воздействие антропогенных факторов на строение лепестков одуванчика
лекарственного (звездчатки, будры, чины и т.п. – с вариациями)
5. Влияние рН среды (содержания солей) на скорость движения инфузории-
туфельки (эвглены, амебы, стилонихии и т.п. – с вариациями)
6. Сравнительный анализ геоморфологической микроструктуры почв
7. Клубеньковые бактерии семейства бобовые (мотыльковые)
8. Многообразие галловых клещей
9. Тли
И т.д.
*Палинологические исследования могут находить широкое применение в
экологии (биоиндикации), медицине (аллергология), археологии, палеонтологии
(идентификация по пыльцевым отложениям), криминалистике.
18
Справочные материалы
Знание мер длины и площади необходимо для проведения микроскопических исследований и, в
случае сравнительных характеристик различных экосистем, привязки результатов исследований
(замеров) к определенной территории.
Меры длины. Å (ангстрем) = 10-10м; нм (нанометр) = 10-9м; мкм, µм (микрон, микрометр) = 10-6м =
=10-3мм.
Меры площади. 1 сотка, Ар, = 100 м2 = 1/100 гектАр или 10х10 метров. Гектар (га) = 100 соток =
=10000 м2 или 100х100 м.
Литература и электронные источники:
1.
Биологический энциклопедический словарь. Под ред. М.С. Гилярова. Москва, «Советская
энциклопедия», 1986 г.
2.
Биология. К.Вилли, В. Детье. Москва, «Мир»,1974 г.
3.
Зоология беспозвоночных. И.Х. Шарова. Москва, «Владос», 2002 г.
4.
Изучай свой край. Т.В.Кучер. Москва, РИНО, 1998 г.
5.
Практикум по землеведению и краеведению. М.А.Никонова, П.А.Данилов. Москва, «Academia»,
2001 г.
6.
Практикум по экологии. С.В. Алексеев и др. Москва, АО МДС, 1996 г.
7.
Практикум по микробиологии. Е.З.Теппер и др. Москва, «Дрофа», 2004 г.
8.
http://herba.msu.ru/russian/palinology/palin_discript.htm
9.
http://www.ucl.ac.uk/GeolSci/micropal/palynology.html
10.http://www.geo.arizona.edu/palynology/
Авторы выражают благодарность директору школы, кандидату педагогических наук Орловой Елене
Владиславовне за всестороннюю поддержку, а также профессору, доктору биологических наук
Константинову Владимиру Михайловичу за содержательную рецензию, положительный отзыв о
практикуме, конструктивную и доброжелательную критику.
19
Download