Программа прикладного курса для профильной подготовки учащихся 10 классов

Программа прикладного курса обращена к учащимся 10-х классов общеобразовательных школ, подготавливающая к изучению биологии на профильном уровне. Данный прикладной курс предусматривает 34 учебных часа, из которых 17 лекционных занятий и 16 лабораторных занятий. В конце курса предусмотрен тест-контроль (зачет).

Основной целью прикладного курса является формирование мотивации к выбору класса естественнонаучного профиля и повышение уровня изучения дисциплины.

Структура и содержание прикладного курса позволяют осуществить целенаправленную подготовку  учащихся 10-11 классов по морфологии и физиологии животных в рамках агро-технологического профиля. Кроме того углубление и расширение знаний о морфологии и физиологии животных позволит качественно подготовиться к вопросам ЕНТ, так как в тестах встречается 30% заданий на знание именно процессов жизнедеятельности организмов и функциональных систем животных и человека.  

При реализации программы прикладного курса следует сделать акцент на то, что морфология сельскохозяйственных животных является одной из первых фундаментальных дисциплин в сельскохозяйственных вузах, от усвоения которой зависит успех освоения всех последующих специальных дисциплин. 

Цель данного курса – дать системные знания о строении и процессах жизнедеятельности здорового организма животного, закономерностях его взаимодействия с окружающей средой. 

Задачи:

- развить широкий биологический кругозор в закреплении знаний  о строении внешних и внутренних органов животных и процессах их жизнедеятельности.

- рассматривать процессы, протекающие в организме животного не изолировано друг от друга, а в тесной связи между собой. 

- обеспечить практическую направленность курса, повысить мотивацию учащихся при изучении биологии животных.

В целом программа предмета дополняет и обогащает не только рамки школьной дисциплины биологии, но и устанавливает межпредметные связи с областью естествознания через интегрированные экологические знания. 

Значимость курса определяется практической направленностью знаний и умений, способствующих выбору будущей профессии школьника. 

Методы обучения:   рассказ, лекция, объяснения; демонстрационный; работа с дополнительной литературой, наглядными источниками; лабораторный метод, частично-поисковый (эвристический);  исследовательский.

 Формы обучения:  уроки-лекции,   уроки семинары, конференции,  практикумы, творческие работы учащихся, презентации, научные работы школьников.

Сроки реализации программы: 1 учебный год

Планируемые результаты

В ходе учебного процесса ожидается, что школьники достигнут следующих результатов.

1. Понимать важность сохранения биологического разнообразия животного мира на Земле.

2. Сформировать знания об особенностях морфологии и физиологии животных.

3. Повысить уровень общих и специальных знаний и умений по биологии.

Учебно-тематический план

Содержание программы

Тема 1. Введение – 2 часа, 

Краткие сведения из истории морфологии и физиологии. Предмет, методы и задачи морфологии и физиологии,  связь с другими науками. Основные морфофизиологические понятия и процессы (функция, физиологический акт, гомеостаз, нейрорегуляция, обмен веществ).

Вид занятий:лекция,  лабораторный практикум

Тема 2. Цитология  - 1 час

Строение клетки животного организма и растения, разнообразие клеточных форм. Цитоплазматическая мембрана, цитоплазма, гиалоплазма, органоиды общего и специального назначения. Клеточные включения. Деление клетки (амитоз, митоз, мейоз).

Вид занятий:лекция,  презентация.

Тема 3. Эмбриология – 1 час 

Строение и развитие половых клеток. Оплодотворение. Основные этапы развития зародыша.

Вид занятий:лекция,  презентация.

Тема 4. Общая гистология – 2 часа 

Определение понятия ткань. Общая характеристика и классификация тканей.

Вид занятий:лекция,  лабораторный практикум

Тема 5. Органы произвольного движения – 3 часа

Отделы и области тела животного. Скелет. Общая характеристика мышц и их действий.

Вид занятий: 1 лекция,  2 лабораторных практикума.

Тема 6. Возбудимые ткани и их свойства – 2 часа.

Биоэлектрические явления в организме. Механизмы и энергетика мышечного сокращения.

Вид занятий:лекция,  лабораторный практикум

Тема 7. Центральная нервная система – 2 часа.

Развитие, общие закономерности строение и топографии отделов ЦНС. Рефлексы (условные и безусловные). Рефлекторная дуга. Типы высшей нервной деятельности. Сложные формы поведения с/х животных.

Вид занятий:лекция,  лабораторный практикум

Тема 8. Эндокринная система  - 2 часа.

Развитие, строение и топография желез внутренней секреции. Общие принципы эндокринной регуляции. Краткая характеристика желез внутренней секреции (гипофиз, эпифиз, тимус, щитовидная, паращитовидная, надпочечники) и смешанной секреции (поджелудочная, половые).

Вид занятий:лекция,  лабораторный практикум

Тема 9. Кровеносная система – 2 часа.

Эволюция кровеносной системы. Основные функции крови. Объем и распределение крови. Форменные элементы крови (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты). Свертывание крови. Группы крови. 

Вид занятий:лекция,  лабораторный практикум

Тема 10. Кровообращение  - 2 часа.

Развитие, строение, топография сердца и сосудов. Основные артерии и вены организма. Физиология сердца. Регуляция деятельности сердца и кровообращения.

Вид занятий:лекция,  лабораторный практикум

Тема 11. Дыхание – 2 часа.

Развитие, строение и топография органов дыхания. Эволюция органов дыхания. Сущность дыхания. Внешнее дыхание. Перенос газов кровью. Регуляция дыхания.

Вид занятий:лекция,  лабораторный практикум

Тема 12. Пищеварение – 2 часа.

Эволюция органов пищеварительной системы. Развитие, строение и топография отделов желудочно-кишечного тракта. Пищеварение и механизмы всасывания. Регуляция моторно-секреторной деятельности пищеварительной системы.

Вид занятий:лекция,  лабораторный практикум

Тема 13. Обмен веществ и энергии. Терморегуляция – 2 часа.

Ассимиляция и диссимиляция. Обмен белков, жиров и углеводов. Обмен минеральных веществ и воды. Витамины и их значение для организма. Энергетический баланс в организме. Теплоотдача. Механизмы терморегуляции.

Вид занятий:лекция,  лабораторный практикум

Тема 14. Выделение. Кожа и ее производные – 2 часа.

Развитие, строение и топография органов выделения. Механизм мочеобразования.  Регуляция выделения мочи.

Развитие кожного покрова и его производных. Строение и функции кожи и волоса, сальных желез.

Вид занятий:лекция,  лабораторный практикум

Тема 15. Размножение – 2 часа.

Развитие, строения и топография органов размножения самцов и самок. Половое и физиологическое созревание животных.

Вид занятий:лекция,  лабораторный практикум

Тема 16. Лактация – 2 часа.

Рост, развитие и строение молочной железы. Состав молока у разных с/х животных. Физиологические основы машинного доения.

Вид занятий:лекция,  лабораторный практикум

Тема 17. Анализаторы – 2 часа. 

Развитие, строение и топография органов чувств. Физиология органов зрения, слуха и равновесия,  вкуса, обоняния. Взаимодействие анализаторов.

 

Учебно-тематический план

 

№ п/п

Наименование разделов Всего часов В том числе Дата проведения 

лекции практические занятия

1 Введение 2 1 Л/р: Микроскоп и техника микроскопирования. 

Морфология клетки. Митоз (на примере растительной клетке).

Строение и развитие половых клеток. 01.09.11

 

08.09.11

2 Цитология 1 1 15.09.11

3 Эмбриология 1 22.09.11

4 Общая гистология 2 1 Л/р: Ткани животного организма (однослойный эпителий, кровь, костная ткань, мышечная ткань, нервная ткань) 29.09.11

 

06.10.11

5 Органы произвольного движения

3 1 Л/р: Скелет. Череп, осевой скелет, грудная клетка, скелет конечностей. Л/р: Мускулатура туловища и конечностей. 13.10.11

20.10.11

27.09.11

6 Возбудимые ткани и их свойства 2 1 Л/р: Приготовление нервно-мышечного препарата. Исследование возбудимости и проводимости нерва. 03.11.11

7 Центральная нервная система 2 1 Л/р: Рефлексы спинного мозга и их рецепторные поля. Анализ дуги спинномозговых рефлексов. 17.11.11

8 Эндокринная система 2 1 Л/р: Определение роли эндокринных желез (реакция организма на избыточное введение инсулина, определение влияния адреналина на изменение величины зрачка). 08.12.11

 

15.12.11

9 Кровеносная система 2 1 Л/р: Определение вязкости крови. Определение количества гемоглобина. 22.12.11

29.12.11

10 Кровообращение 2 1 Л/р: Регистрация деятельности сердца лягушки. Движение крови в капиллярах. Измерение кровяного давления и пульса ЭГК 14.01.12

 

21.01.12

11 Дыхание 2 1 Л/р: Определение жизненной емкости легких 28.01.12

04.02.12

12 Пищеварение 2 1 Л/р: Действие желудочного сока на белок. Эмульгирующее действие желчи. 11.02.12

 

18.02.12

13 Обмен веществ и энергии. Терморегуляция 2 1 Л/р: Определение затрат энергии на газообмен. Определение температуры тела. 25.02.12

 

03.03.12

14 Выделение. Кожа и ее производные 2 1 Л/р: Физико-химические свойства мочи 10.03.12

17.03.12

15 Размножение 2 1 Л/р: Строение половых органов животных. Наблюдение спермиев под микроскопом 07.04.12

 

14.04.12

16 Лактация 2 1 Л/р: Строение молочной железы. Наблюдение жировых шариков молока под микроскопом 21.04.12

 

28.04.12

17 Анализаторы 2 1 Л/р: Строение зрительного, слухового и вкусового анализаторов. Определение остроты зрения. Определение диапазона слухового восприятия 05.05.12

 

12.05.12

Тест-зачет 1 19.05.12

Общее количество часов 34

 

Содержание программы изучаемого курса 10-ти занятий.

 

Занятие № 1

Тема:  Введение.Краткая история развития физиологии как науки. Методы физиологии. Общий план строения нервной системы и ее физиологическое значение. Основные физиологические понятия. 

Цель: расширить познание учащихся о физиологии как науки и истории открытия её основных постулатов. Выяснить, что представляет собой современная физиология, какие методы и приборы используются для изучения процессов жизнедеятельности животных. 

Методы и приёмы обучения: беседа, лекция, составление ОК, демонстрация оборудования для исследований физиологических функций организма.

Дидактические материалы: лабораторноеоборудование, презентация. 

Форма контроля: 

Содержание лекционного материала:  

Физиология (греч. physis - природа) - это наука изучающая функции организма животных и человека, органов и систем, а также механизмы регуляции этих функций. 

Вместе с анатомией физиология является основным разделом биологии. 

Современная физиология представляет собой сложный комплекс общих и специальных научных дисциплин, таких как: общая физиология, физиология человека нормальная и патологическая, возрастная физиология, физиология животных, психофизиология и др. 

Физиология изучает процессы жизнедеятельности, протекающие в организме на всех его структурных уровнях: клеточном, тканевом, органном, системном, аппаратном и организменном. Она тесно связана с дисциплинами морфологического профиля: анатомией, цитологией, гистологией, эмбриологией, так как структура и функция взаимно обусловливают друг друга. Физиология широко использует данные биохимии и биофизики для изучения функциональных изменений, происходящих в организме, и механизма их регуляции. Физиология также опирается на общую биологию и эволюционное учение, как основы для понимания общих закономерностей. 

Первоначальные представления о функциях организма были сформулированы врачами и учеными Древней Греции (Аристотель, Гиппократ), Древнего Рима (Гален), Древнего Китая (Хуанди, Бянь Цяо), Древней Индии и др. стран. Изучение ими строения тела проводилось одновременно с исследованиями функций организма. 

В эпоху Средневековья естествознание было подчинено церкви и Святейшей инквизиции, поэтому период от 2 до 15 века называют периодом "сумерек истории". 

В эпоху Возрождения в естествознании и медицине большое значение начали придавать опыту и наблюдению. Дальнейшее развитие физиологии связано с успехами анатомии, где работы Леонардо да Винчи и Андреаса Везалия подготовили почву для открытий в области физиологии. 

Самостоятельной научной дисциплиной физиология стала к началу 17 века. Здесь важнейшее значение имело открытие Вильямом Гарвеем кругов кровообращения, исследование капилляров Марчелло Мальпиги, формулирование Рене Декартом понятия о рефлексе, учение Джакомо Борелли о механике движений. Большую роль сыграли в развитии физиологии успехи физики и химии. Правда, это нередко приводило к ложным механистическим выводам. Механицизм отождествлял физиологию с физикой и химией, способствовал появлению метафизического направления в науке, отрицавшего всякое развитие в природе. В биологии появилось антинаучное направление - витализм, утвердивший наличие в организме нематериальной "жизненной силы". 

Значительного расцвета физиология достигла после великих открытий Ломоносова (закон сохранения вещества и превращения энергии), Шванна и Шлейдена (клеточная теория), Дарвина (эволюционное учение). В 19 и особенно 20 веке физиология обогатилась новыми открытиями. Клод Бернар создал представление о гомеостазе, изучил роль НС в регуляции тонуса сосудов и углеводного обмена. Дюбуа-Реймон явился основоположником электрофизиологии. Шеррингтон изучил физиологию спинного мозга. Капитальные исследования физиологии ВНС выполнил Кэннон. Создание приборов для исследования роли НС в регуляции дыхания, кровообращения и др. систем позволило выяснить, что процесс возбуждения всегда связан с электрическими изменениями в клетках и тканях. В противовес виталистическому направлению в физиологии получает развитие нервизм - прогрессивное направление, которое разработано русскими физиологами Сеченовым, Павловым, Боткиным, Бехтеревым, Введенским, Ухтомским. 

Работа Сеченова "Рефлексы головного мозга" и павловское учение о сигнальных системах стали фундаментальной основой современной мировой физиологии. 

В настоящее время физиологические исследования проводят в крупных научных институтах и лабораториях, в которых трудятся специалисты разных профилей (морфологи, биофизики, биохимики, психологи, математики, инженеры, биокибернетики). 

Если еще недавно в физиологии применяли сравнительно простые приборы - кимографы, индукционные катушки, то сейчас применяется сложная аппаратура - электрокардиографы, спирографы, электроэнцефалографы, тепловизоры, компьютерная техника. 

Большая заслуга в развитии современной физиологии принадлежит последователям и ученикам Павлова - Орбели, Быкову, Черниговскому, Анохину и др. 

Академик Орбели создал учение об адаптационно-трофической функции симпатической нервной системы и внес большой вклад в развитие эволюционной и возрастной физиологии. 

Академик Быков исследовал влияние коры мозга на внутренние органы и установил два механизма регуляции их работы: пусковой и коорригирующей (исправляющей), соответственно потребностям организма в данных условиях. 

Академик Черниговский создал представление о двусторонней (прямой и обратной) связи внутренних органов с корой мозга, возглавлял исследования в области космической физиологии и медицины. 

Академик Анохин создал учение о функциональных системах организма, в котором изложены современные представления об организации поведения живых организмов. 

Процесс физиологической регуляции является основой самоудовлетворения потребностей живого организма. Потребности удовлетворяются благодаря деятельности управляющих систем - нервной и эндокринной. 

Для удовлетворения своих потребностей в условиях изменений внешней среды организму необходимо: 

1. ставить определенные задачи; 

2. достигать намеченного результата. 

Физиология - это экспериментальная наука. Она использует два основных метода: наблюдение и эксперимент. 

Наблюдение - основной метод познания окружающего и используется в любом научном исследовании. Его недостатком является пассивность исследователя, который может выяснить лишь внешнюю сторону явления, например - работу (функцию) органа. Механизм регуляции работы органа можно выяснить только опытным путем. 

Эксперимент позволяет исследователю создать определенные условия, в которых выясняются количественные и качественные характеристики того ил иного явления. 

Эксперимент может быть острым или хроническим. Острый опыт (вивисекция) позволяет в короткое время изучить какой-либо регуляторный механизм, срабатывающий в экстремальных для подопытного организма ситуациях. Хронический эксперимент позволяет длительное время исследовать механизмы регуляции в условиях нормального взаимодействия организма и среды. 

В опытах на животных используют хирургические методы - экстирпацию (удаление) или пересадку органов, вживление электродов, датчиков. Объективным методом является метод телеметрии, позволяющий регистрировать параметры процесса или явления на расстоянии. 

Экспериментальные исследования в последние годы проводят с помощью сложной оптической, радиотехнической, электронной аппаратуры, позволяющей, одновременно изучать десятки функций, их изменения во взаимодействии, т.е. комплексно. 

Обработка полученного массива данных происходит с применением методов математической статистики и компьютерной техники. 

Нервная система состоит из центрального и периферического отделов. ЦНС включает в себя головной и спинной мозг, а ПНС - это все нервы и узлы, лежащие за пределами ЦНС. 

Различают также соматическую и вегетативную нервную систему. Первая регулирует работу скелетных мышц и органов чувств. Вторая регулирует работу внутренних органов и желез. 

Выделение вышеназванных отделов в нервной системе является условным, удобным для изучения в определенной логической последовательности. В действительности нервная система представляет собой анатомически и функционально единое целое, элементарной основой которого являются нейроны. 

Нервная система является ведущей физиологической системой организма, главной системой управления. Это подтверждается тем, что НС плода начинает функционировать задолго до его рождения (Сайенс Ньюс, № 16, 1984). 

Функции нервной системы можно поделить на два типа: высшие и низшие. 

Низшая нервная деятельность представляет собой процессы регуляции работы органов и систем в организме. 

Высшая нервная деятельность включает в себя те функциональные механизмы мозга, которые обеспечивают организму соответствующий контакт с окружающей средой. Высшие  функции лежат в основе психической деятельности человека, формировании свойств личности: темперамента, характера, способностей, потребностей и интересов. Высшая нервная деятельность требует оперативного и адекватного изменения в режиме работы внутренних органов. Следовательно, высшая и низшая нервная деятельность накладываются друг на друга и должны рассматриваться в тесном гармоничном единстве. 

Активность животных и человека проявляется в виде функций и физиологических актов. 

Функция это специфическая деятельность клеток, тканей, органов. Например, функцией мышцы является сокращение, железы - секреция, нейронов - генерирование и проведение импульсов. За счет изменения функций организм приспосабливается к изменениям условий существования. 

Все функции можно разделить на:

1) соматические (животные), которые осуществляются за счет деятельности скелетных мышц, иннервируемых СНС;

2) вегетативные (растительные), которые связаны с обменом веществ, ростом и размножением. Они осуществляются за счет работы внутренних органов, иннервируемых ВНС. 

Основные термины:

Физиологический акт - сложный процесс, который осуществляется с участием различных систем организма (физиологические акты дыхания, пищеварения, выделения, дыхания и т.д.). Например, физиологический акт пищеварения включает в себя возбуждение сенсорных отделов ЦНС (зрительных, обонятельных, вкусовых, тактильных), двигательных центров (добывание, обработка и приготовление пищи), секреторного аппарата ЖКТ (выделение пищеварительных соков), гладких мышц ЖКТ (моторика, перистальтика), кишечного эпителия (всасывание). Таким образом, акт пищеварения обеспечивается проявлением сложных и многочисленных функций на клеточном, тканевом, органном и системном уровнях, которые включаются в функциональную систему (ФУС) и обеспечивают достижение полезного результата.

Физиологической регуляциейназывается активное управление функциями организма и его поведением для обеспечения требуемого обмена веществ, гомеостазиса и оптимального уровня жизнедеятельности с целью приспособления к меняющимся условиям среды.

Гомеоста́з (др.-греч.ὁμοιοστάσις от ὁμοιος — одинаковый, подобный и στάσις — стояние, неподвижность) — саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия. Стремление системы воспроизводить себя, восстанавливать утраченное равновесие, преодолевать сопротивление внешней среды.

Гомеостаз популяции — способность популяции поддерживать определённую численность своих особей длительное время.

АмериканскийфизиологУолтер Кеннон (Walter B. Cannon) в 1932 году в своей книге «The Wisdom of the Body» («Мудрость тела») предложил этот термин как название для «координированных физиологических процессов, которые поддерживают большинство устойчивых состояний организма». В дальнейшем этот термин распространился на способность динамически сохранять постоянство своего внутреннего состояния любой открытой системы. Однако представление о постоянстве внутренней среды было сформулировано ещё в 1878 году французским учёным Клодом Бернаром.

Нейрорегуляция - регулирующее воздействие нервной системы на ткани, органы и их системы, обеспечивающее согласованность их деятельности и нормальное существование организма как целого в меняющихся условиях среды.

Обмен веществ — набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды. Метаболизм обычно делят на две стадии: в ходе катаболизма сложные органические вещества деградируют до более простых; в процессах анаболизма с затратами энергии синтезируются такие вещества, как белки, сахара, липиды и нуклеиновые кислоты.

Обмен веществ происходит между клетками организма и межклеточной жидкостью, постоянство состава которой поддерживается кровообращением: за время прохождения крови в капиллярах через проницаемые стенки капилляров плазма крови 40 раз полностью обновляется с интерстициальной жидкостью. Серии химических реакций обмена веществ называют метаболическими путями, в них при участии ферментов одни биологически значимые молекулы последовательно превращаются в другие. Ферменты играют важную роль в метаболических процессах потому, что:

• действуют как биологические катализаторы и снижают энергию активации химической реакции;

• позволяют регулировать метаболические пути в ответ на изменения среды клетки или сигналы от других клеток.

 

 

 

Занятие № 2 

Лабораторная работа № 1

Тема: Микроскоп и техника микроскопирования.

Цель работы: изучить устройство микроскопа. 

Оборудование: микроскопы – 15 штук, таблица, презентация. 

Методические указания 

Для изучения объектов имеющих малые размеры и неразличимых невооруженным глазом, используют специальные оптические приборы – микроскопы. В зависимости от назначения различают: упрощенные, рабочие, исследовательские и универсальные. По используемому источнику освещения микроскопы подразделяются на: световые, люминесцентные, ультрафиолетовые, электронные, нейтронные, сканирующие, тоннельные. Конструкция любого из перечисленных микроскопов включает механическую и оптическую части. Механическая часть служит для создания условий наблюдения – размещения объекта, фокусировки изображения, оптическая – получения увеличенного изображения. 

Устройство светового микроскопа 

Микроскоп называется световым, так как он обеспечивает возможность изучать объект в проходящем свете в светлом поле зрения. На (рис.Внешний вид Биомед 2) представлен общий вид микроскопа Биомед-2. 

   

1. Штатив; 

2. Ограничительный винт; 

3. Винт крепления препарато-держателя; 

4. Держатель препарата; 

5. Ручка грубой настройки; 

6. Ручка точной настройки; 

7. Ручка регулировки высоты конденсора; 

8. Винты центровки конденсора; 

9. конденсор; 

10. Окуляр; 

11. Монокулярная головка; 

12. Револьвер на 4 позиций; 

13. Объективы; 

14. Предметный столик; 

15. Осветитель; 

16. Основание; 1. Окуляр; 

2. Монокулярная головка; 

3. Револьвер на 4 позиций; 

4. Объективы; 

5. Предметный столик; 

6. Кольцо регулировки ирисовой диафрагмы; 

7. Конденсор; 

8. Осветитель; 

9. Основание; 

10. Штатив; 

11. Измерительный нониус; 

12. Ограничительный винт; 

13. Держатель препарата; 

14. Ручка грубой настройки; 

15. Ручка точной настройки; 

16. Ручка перемещения столика по X(слева на право); 

17. Ручка перемещения столика по Y(от себя к себе); 

18. Выключатель; 

19. Ручка регулировки яркости 

Механическая часть микроскопа состоит из основания микроскопа, подвижного предметного столика и револьверного устройства. 

Фокусировка на объект осуществляется перемещением предметного столика путем вращения ручек грубой и тонкой настройки. 

Диапазон грубой фокусировки микроскопа – 40 мм. 

Конденсор крепится на кронштейне и располагается между предметным столиком и коллекторной линзой. Его движение производиться вращением ручкой регулировки высоты конденсора . Общий вид его показан на (рис.???) Двухлинзовый конденсор с апертурой 1,25 обеспечивает освещение полей на объекте при работе с объективами увеличением от 4 до 100 крат. 

Предметный столик укреплен на кронштейне. Координатное перемещение предметного столика, возможно, при вращении рукояток. Крепление объекта на столике осуществляется держателями препарата. Держатели можно перемещать относительно друг друга. 

Координаты объекта и величина перемещения отсчитывается по шкалам с ценой деления 1 мм и нониусам с ценой деления 0,1 мм. Диапазон перемещения объекта в продольном направлении 60 мм, в поперечном направлении – 40 мм. Конденсор

 

Конденсор

Микроскоп оборудован узлом крепления конденсора с возможностью центрировочного и фокусировочного перемещения. 

В качестве базового в микроскопе используется универсальный конденсор, установленный в держатель; при использовании иммерсионного масла - числовая апертура составляет 1,25. 

При настройке освещения плавное изменение числовой апертуры пучка лучей освещающих препарат, осуществляется с помощью апертурной диафрагмы. 

Конденсор устанавливается в держатель конденсора в фиксированное положение и закрепляется стопорным винтом. 

Винты для центрировки конденсора используются в процессе настройки освещения для перемещения конденсора в плоскости, перпендикулярной к оптической оси микроскопа, при центрировке изображения полевой диафрагмы относительно краев поля зрения. 

Рукоятка перемещения конденсора вверх-вниз, расположена на левой стороне кронштейна держателя конденсора, используются при настройке освещения для фокусирования на изображение полевой диафрагмы. 

Светофильтры устанавливаются в поворотное кольцо, расположенное в нижней части конденсора. 

Оптическая часть микроскопа 

Состоит из осветительной и наблюдательной систем. Осветительная система равномерно освещает поля зрения. Наблюдательная система предназначена для увеличения изображения наблюдаемого объекта. 

Осветительная система 

Находится под предметным столиком. Она состоит из коллекторной линзы установленной в корпусе, которая ввинчивается в отверстие основания микроскопа и патрона с установленной в него лампой. Патрон с лампой установлен внутри основания микроскопа. Питание осветителя микроскопа обеспечивается от сети переменного тока через трех-контактый провод питания, подключаемый с помощью штекера к сети питания. Включение лампы осветителя осуществляется выключателем, расположенным на основании микроскопа. 

Наблюдательная система 

Состоит из объективов, монокулярной насадки и окуляров. 

Объективы

Объективы составляют самую важную, наиболее ценную и хрупкую часть микроскопа. От них зависит увеличение, разрешающая способность и качество изображения. Они представляют собой систему взаимно центрированных линз, заключенных в металлическую оправу. На верхнем конце оправы имеется резьба, при помощи которой объектив крепится в гнезде револьвера. Передняя (ближайшая к объекту) линза в объективе называется фронтальной, единственная в объективе, производящая увеличение. Все остальные линзы объектива называются коррекционными и служат для устранения недостатков оптического изображения. 

При прохождении через линзы пучка световых лучей с разной длиной волны возникает радужное окрашивание изображения – хроматическая аберрация. Неодинаковое преломление лучей на кривой поверхности линзы приводит к сферической аберрации, возникающей вследствие неравномерного преломления центральных и периферических лучей. В результате точечное изображение получается в виде размытого кружка. 

Окуляры

Окуляр микроскопа состоит из двух линз: глазной (верхней) и собирательной (нижней). Между линзами находится диафрагма. Боковые лучи диафрагма задерживает, близкие к оптической оси пропускает, что усиливает контрастность изображения. Назначение окуляра состоит в увеличении изображения, которое дает объектив. Окуляры имеют собственное увеличение ×5, ×10, ×12.5, ×16 и ×20, что указано на оправе. 

Выбор окуляров зависит от комплекта применяемых объективов. При работе с объективами ахроматами, ахростигматами и ахрофлюарами целесообразно использовать окуляры с линейным полем зрения не более 20 мм, с объективами планахроматами и планапохроматами - окуляры с линейным полем зрения 20; 22 и 26,5 мм. 

Дополнительно микроскоп может комплектоваться окуляром WF10/22 со шкалой; цена деления шкалы 0,1 мм. 

Характеристики микроскопов

Увеличение микроскопа

К основным характеристикам микроскопа относятся увеличение и разрешающая способность. Общее увеличение, которое дает микроскоп, определяется как произведение увеличения объектива на увеличение окуляра. Однако увеличение не характеризует качества изображения, оно может быть четким и нечетким. Четкость получаемого изображения характеризуется разрешающей способностью микроскопа, т.е. той наименьшей величиной объектов или их деталей, которые можно увидеть с помощью этого прибора. 

Общее увеличение Г микроскопа при визуальном наблюдении определяется по формуле: Г = βок × βок, где: 

βоб - увеличение объектива (маркируется на объективе); 

βок - увеличение окуляра (маркируется на окуляре). 

Диаметр поля, наблюдаемого в объекте, Доб мм, определяется по формуле: Доб= Док × βоб. Док –диаметр окулярного поля зрения(маркируется на окуляре)мм. 

Рабочее расстояние объектива

Микроскопы снабжают четырьмя съемными объективами с собственными увеличениями 4×, 10×, 40× и 100×, обозначенными на металлической оправе. Увеличение объектива зависит от кривизны основной фронтальной линзы: чем больше кривизна, тем короче фокусное расстояние и тем больше увеличение. Это необходимо помнить при микроскопировании – чем большее увеличение дает объектив, тем меньше свободное рабочее расстояние и тем ниже следует опускать его над плоскостью препарата. 

Техника микроскопирования

Микроскоп при помощи кабеля питания подключают к электрической сети. С помощью револьвера устанавливают в ход лучей объектив с увеличением ×10. Легкий упор и звук щелчка пружины револьвера свидетельствуют о том, что объектив установлен по оптической оси. Ручкой грубой фокусировки опускают объектив на расстояние 0,5 – 1,0 см от предметного столика. 

Правила работы с сухими объективами.

Приготовленный препарат помещают на предметный столик и закрепляют зажимом. С помощью сухого объектива с увеличением ×10 просматривают несколько полей зрения. Передвигают предметный столик боковыми винтами. Нужный для исследования участок препарата устанавливают в центре поля зрения. Поднимают тубус и вращением револьвера переводят объектив с увеличением ×40, наблюдая сбоку, макрометрическим винтом снова опускают тубус с объективом почти до соприкосновения с препаратом. Смотрят в окуляр, очень медленно поднимают тубус до появления контуров изображения. Точную фокусировку производят с помощью микрометрического винта, вращая его в ту или другую сторону, но не более чем на один полный оборот. Если при вращении микрометрического винта чувствуется сопротивление, значит, ход его пройден до конца. В этом случае поворачивают винт на один-два полных оборота в обратную сторону, снова находят изображение при помощи макрометрического винта и переходят к работе с микрометрическим винтом. 

Полезно приучить себя при микроскопировании держать оба глаза открытыми и пользоваться ими попеременно, так как при этом меньше утомляется зрение.

При смене объективов не следует забывать, что разрешающая способность микроскопа зависит от соотношения апертуры объектива и конденсора. Числовая апертура объектива с увеличением ×40 составляет 0,65, неиммергированного конденсора – 0,95. Привести их в соответствие практически можно следующим приемом: сфокусировав препарат с объективом, следует вынуть окуляр и, глядя в тубус, прикрывать ирисовую диафрагму конденсора до тех пор, пока ее края не станут видны у границы равномерно освещенной задней линзы объектива. В этот момент числовые апертуры конденсора и объектива будут примерно равны. 

 

 

Занятие № 5

Тема: Общая гистология.

Цель: расширить познания о изучении тканей и органов, методах гистологии и её истории. 

Методы и приёмы обучения: беседа, лекция, составление ОК.

Дидактические материалы: презентация. 

Форма контроля: 

Содержание лекционного материала:  

                                                                 Предмет гистологии. Разделы.

Гистология ("гистос" греч. -ткань) - в узком понимании это - наука или учение о тканях. В последнее 10-летие содержание гистологии переросло такого узкого понимания и включает в себя изучение закономерностей микроскопического развития, строения организма на разных уровнях его организации - на субклеточном, клеточном, тканевом, органном, с учетом их функций. 

Курс гистологии условно разделен на следующие разделы: 

1. Цитология - наука о клетке. 

2. Эмбриология - наука о развитии, от зарождения до полного формирования организма. 

3. Общая гистология - наука обобщих закономерностях, присущих тканям. 

4. Частная гистология - изучает строение, развитие органов и систем. 

Такое разделение в известной мере условно и продиктовано удобством изучения материала. На самом деле клетка не может существовать вне тканей, также как ткани не существуют вне органов, а органы вне целого организма. 

Основным методом исследования в гистологии является микроскопирование (световая, специальные методы микроскопирования, электронная), поэтому формирование гистологии как самостоятельной науки тесно связано с историей изобретения микроскопа. 

Первый микроскоп был сконструирован в 1609-10 гг Галилео Галилеем. Для научной работы этот микроскоп не употреблялся и был утерян, но тем не менее получил известность. В 1617-19 гг при дворе английского короля Якова I Корнелий Дреббел сконструировал аналогичный микроскоп - который также не послужил для научной работы и был утерян. 

На микроскоп очень долгое время смотрели как на занятную игрушку, они широко рекламировались и быстро распространились по всей Европе, в первую очередь по аристократическим салонам. Первые микроскописты-любители в основном были не биологи, рассматривали под микроскопом ради забавы все что попадется под руки. Но тем не менее они сделали много интересных и важных открытий. Настоящих научных исследований, проведенных с помощью микроскопа профессиональными учеными, в 17-18 веках было очень мало. 

Первые исследования принадлежат секретарю Лондонского королевского научного общества Роберту Гуку (1635-1703). Результаты своих микроскопических исследования он опубликовал в 1665 г в монографии"Микрография или физиологическое описание мельчайших тел, исследованных при помощи микроскопа". Р.Гук изучал в числе многих других обьектов и тонкие срезы растений. Изучая срезы пробки Гук обнаружил замкнутые пузырьки - ячейки и назвал их "клетками" (cellula). Гук задался вопросом - насколько широко распространено ячеистое строение, не является ли оно "схемой", принципом, распространяющийся на всех растений. 

И начал изучать срезы стеблей различных растений и обнаружил аналогичные ячейки, разграниченные перегородками. Отличие этих ячеек от ячеек пробки состояло в том, что они не были пустыми, а были заполнены соком. Таким образом Р.Гук сформировал представление о клетке, как о пузырьке, полностью замкнутом со всех сторон; он же установил факт широкого распространения клеточного строения растительных тканей. После опубликования выше упомянутой монографии Р.Гук к микроскопическим наблюдениям больше не возвращался. 

К микроскопистам-любителям можно отнести и знаменитого Антона-Ван-Левенгука - манафактурного торговца по профессии. Он вел наблюдения в продолжении более чем 50 лет и сообщал результаты Лондонскому королевскому научному обществу. Впоследствие в 1680 г он был избран почетным членом этого общества и в 1696 г его наблюдения были обобщены в книге "Тайны природы". Левенгук открыл мир микроскопических животных - инфузорий, впервые описал эритроциты и сперматозоиды. 

Каспар Фридрих Вольф - в 1759 г в диссертации "Теория происхождения" впервые попытался обьяснить возникновение новых растительных клеток при росте. Считал, что из уже имеющихся клеток-мешочков выдавливается жидкое вещество в виде капельки, поверхность капли затвердевает и капля превращается в новую клетку-мешочек. 

Ксавье Биша (фр. анатом, 1771-1802) - еще в 1801 г дал классификацию тканей на макроскопическом уровне - выделял 21 тканей; органы образуются путем комбинации различных тканей. 

Ян Пуркинье и его школа в 1830-45 гг использовали окраку (индиго), просветление срезов бальзамом, создали микротом; все это позволило изучать клетки животных тканей под микроскопом. 

Нем. ученые Лейдиг и Келликер в 1835-37 гг попытались создать первую микроскопическую классификацию тканей. 

Матиас Шлейден (нем.) в 1838 г создал теорию цитогенеза. 

Теодор Шванн (нем.) в 1839 г основываясь на теории цитогенеза Шлейдена создал клеточную теорию

Говоря о вкладе отечественных исследователей в гистологию в советский период нужно отметить: 

1. Академик АА Заварзин - предложил теорию "параллельных рядов в тканевой эволюции" - эволюция тканей у разных типов и классов животных происходит сходно, параллельными рядами, поэтому у разных животных ткани с родственными функциями имеют сходное строение. 

2. НГ Хлопин - создал теорию "дивергентной эволюции тканей" - ткани развиваются в эволюции и онтогенезе дивергентно, путем расхождения признаков. Поэтому в каждой из 4-х основных группах тканей предлагается выделить подгруппы или типы тканей по их происхождению, источнику развития. 

Кафедра гистологии БГМУ создана в 1934 году под руководством профессора Николая Илларионовича Чурбанова. Сотрудники кафедры занимались изучением нейроэндокринного аппарата пищеварительной системы, разработкой гематологических нормативов для различных возрастных групп населения республики Башкортостан, влиянием производственных факторов на организм матери и плода в системе мать:плод, проблемой регенерации мышечных тканей. 

 

Методы исследования в гистологии. 

Как любая наука гистология располагает своим арсеналом методов исследований: 

I. Основной метод - микроскопирование. 

А. Световая микроскопия - исследования обычным световым мик-пом. 

Б. Спец-ые методы микроскопирования: 

- фазовоконтрастный микроскоп (для изуч. живых неокраш-х обьектов) 

-темнопольный микроскоп (для изуч. живых неокраш-х обьектов) 

-люминесцентный мик-п (для изуч. живых неокраш-х обьектов) 

-ультрафиолетовый мик-п (повышает разрешающую способность м-па) 

-поляризационный мик-п(для иссл. обьектов с упорядочонным распола- 

жением молекул - скелет. муск-ра, коллагеновые волокна и т.д.) 

-интерфекренционная микроскопия (для опред-я сухового остатка в 

клетках, определение толщины обьектов) 

В. Электронная микроскопия: 

-трансмиционная (изучение обьектов на просвет) 

-сканирующий (изучение поверхности обьектов) 

II. Специальные (немикроскопические) методы: 

1.Цито- или гистохимия - суть заключается использовании строгоспецифических химических реакций с светлым конечным продуктом в клетках и тканях для определения количества различных веществ(белков, ферментов, жиров, углеводов и т. д.). Можно применить на уровне светового или электронного микроскопа. 

2. Цитофотометрия - метод применяется в комплексе с 1 и дает возможность количественно оценить выявленные цитогистохимическим методом белки, ферменты и т.д. 

3. Авторадиография - вводят в организм вещества, содержащие радиоактивные изотопы химических элементов. Эти вещества включаются в обменные процессы в клетках. Локализацию, дальнейшие перемещения этих веществ в органах определяются на гистопрепаратах по излучению, которое улавливается фотоэмульсией, нанесенной на препарат. 

4. Рентгентоструктурный анализ - позволяет определить количество химических элементов в клетках, изучить молекулярную структуру биологических микрообьектов. 

5. Морфометрия - измерение размеров биол. структур на клеточном и субклеточном уровне. 

6. Микроургия - проведение очень тонких операций микроманипулятором под микроскопом (пересадка ядер, введение в клетки различных веществ, измерение биопотенциалов и т.д.) 

6. Метод культивирования клеток и тканей - в питательных средах или в диффузионных камерах, имплантированных в различные ткани организма. 

7. Ультрацентрофугирование - фракционирование клеток или субклеточных структур путем центрофугирования в растворах различной плотности. 

8. Экспериментальный метод. 

9. Метод трансплантации тканей и органов. 

 

Занятие № 6 

Лабораторная работа № 2. 

Тема: Ткани животного организма

Цель:познакомиться с тканями животного организма, особенностями их строения в зависимости от выполняемой функции.

Оборудование: микропрепараты «Эпителиальная ткань», «Рыхлая соединительная ткань», «Мазок крови человека», «Гладкая мышечная ткань», «Нервная ткань», микроскопы, таблица «Схема строения животной клетки».

Инструктивная карточка

1. Рассмотрите микропрепарат «Эпителиальная ткань» (рис. 1, А). Найдите клетки эпителия, обратите внимание на особенности их строения (клетки плотно прилегают к друг другу, отсутствует межклеточное вещество). Зарисуйте препарат. Рассмотрите рисунок, прочитайте нужную информацию. Данные внесите в таблицу.

2. Рассмотрите микропрепарат «Рыхлая соединительная ткань» (рис. 1, И). Обратите внимание на особенности строения ткани (наличие большого количества межклеточного вещества). Зарисуйте препарат. 

Рассмотрите рисунок, прочитайте нужную информацию. Данные внесите в таблицу.

3. Рассмотрите микропрепарат «Мазок крови человека» (рис. 1, Ж). Кровь – это жидкая соединительная ткань. Найдите эритроциты, обратите внимание на особенности их строения (клетки мелкие, двояковогнутые, лишены ядер, красного цвета). Зарисуйте препарат. Рассмотрите рисунок, прочитайте нужную информацию. Данные внесите в таблицу.

4. Рассмотрите микропрепарат «Гладкая мышеч-ная ткань» (рис. 1, Г). Обратите внимание на особенности строения мышечных клеток (это одноядерные клетки веретенообразной формы). Зарисуйте препарат. Рассмотрите рисунок, прочитайте информацию о видах, свойствах мышечной ткани и ее функции. Данные внесите в таблицу.

5. Рассмотрите микропрепарат «Нервная ткань» (рис. 1, Б). Обратите внимание на особенности строения нервных клеток (состоят из тела и многочисленных отростков двух видов). Зарисуйте препарат. Рассмотрите рисунок, прочитайте информацию о свойствах нервной ткани и ее функции. Данные внесите в таблицу.

6. Ответьте на вопрос: чем ткани растения отличаются от тканей животного?

 

Оформление работы в видетаблицы.

Таблица. Ткани животного организма

Вид ткани Место нахождения Особенности строения Функции

Эпителиальная  

Соединительная  

Кровь  

Гладкая мышечная  

Нервная  

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Виды тканей животного организма: 

А – эпителиальная ткань; Б – нервная ткань; В – сердечная мышечная ткань; Г – гладкая мышечная ткань; 

Д – жировая ткань; Е – хрящ; Ж – кровь; З – костная ткань; И – рыхлая соединительная ткань

 

Проверочные задания

Задание 1. Вставьте пропущенные слова:

1. Группа клеток, сходных по размеру, строению и выполняемым функциям называется … .

2. Наружный слой кожи животного в основном состоит из … ткани.

3. Наличие большого количества плотного межклеточного вещества характерно для … ткани.

4. Быструю связь организма с внешней средой, а также связь органов между собой обеспечивает … ткань.

5. Защищает организм от проникновения микробов и ядовитых веществ … ткань.

6. Рост организма происходит за счет деления клеток … ткани.

7. Приводит организм в движение … ткань.

8. Основные свойства мышечной ткани – … и … .

9. Клетки в тканях соединены … веществом.

10. Теплоизолирующую роль выполняет … ткань.

Задание 2. Выбери правильный ответ.

1. Ткань – это:

а) группа клеток, сходных по строению, происхождению и функциям;

б) группа рядом расположенных клеток;

в) совокупность межклеточного вещества;

г) группа клеток, отличающихся по строению, но выполняющих сходные функции.

2. Ткань, выстилающая полости органов и поверх-ность тела, – это:

 

а) соединительная;                б) мышечная;           в) эпителиальная;            г) жировая.

 

3. Жидкая соединительная ткань – это: 

а) костная ткань;                б) кровь;             в) жировая ткань;           г) хрящ.

4. Функцию движения выполняет: 

а) эпителиальная ткань;     б) соединительная ткань;          в) мышечная ткань;            г) костная ткань.

5. Возбудимость и сократимость – это свойства: 

а) мышечной ткани;      б) соединительной ткани;         в) нервной ткани;          г) эпителиальной ткани.

6. Возбудимость и проводимость – это свойства: 

а) мышечной ткани;        б) соединительной ткани;        в) нервной ткани;         г) эпителиальной ткани.

7. Многоядерные клетки с поперечной исчерченностью составляют:а) гладкую мышечную ткань;     

б) поперечнополосатую мышечную ткань;  в) соединительную ткань;        г) нервную ткань.

 

Задание 3. Верно ли утверждение?

1. Кровь – это соединительная ткань.

2. Нервные клетки имеют многочисленные короткие и несколько длинных отростков.

3. Основное свойство нервной ткани – возбудимость и проводимость.

4. У зародышей всех позвоночных животных скелет состоит из костной ткани.

5. Сокращение сократительных волокон делает мышцу длиннее и тоньше.

6. Жировая, костная, хрящевая ткани и кровь относятся к соединительным тканям.

7. Эпителиальная ткань связывает организм с окружающей средой.

8. За счет костной ткани осуществляется рост организма.

9. Стенку внутренних органов образует поперечнополосатая мышечная ткань. 

10. Сердечная мышечная ткань имеет много перемычек, что позволяет ускорить прохождение нерв-ного импульса.

 

3адание 4. Восстановите логическую цепь.

• Несколько видов тканей ––> ?

• Форменные элементы + плазма ––> ?

• Клетки + межклеточное вещество ––> ?