Что нельзя увидеть с помощью светового микроскопа

СВЕТОВАЯ МИКРОСКОПИЯ

Чтобы понять, насколько незаменим микроскоп в микробиологических исследованиях, нужно вспомнить об ограничениях, присущих глазу как оптическому прибору. Видимая величина объекта прямо пропорциональна углу, под которым этот предмет рассматривается. Значит, если расстояние от глаза до объекта уменьшится вдвое, то видимые размеры объекта увеличатся вдвое. Однако глаз человека не может сфокусироваться на предметах, находящихся от него на расстоянии меньше примерно 25 см. Это и есть то расстояние, на котором достигается максимальная разрешающая способность. Чтобы вообще можно было увидеть объект, его угловые размеры должны быть не менее 1′. При расстоянии в 25 см это соответствует частице величиной около 0,1 мм.

Большинство клеток (а значит, и большинство одноклеточных организмов) слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. Поэтому для того, чтобы обнаружить такие организмы и рассмотреть их форму и строение, необходим микроскоп. Назначение системы линз этого прибора, расположенных между объектом и глазом, состоит в том, чтобы увеличить кажущийся угол, под которым виден объект в поле микроскопа. Помимо увеличения, большое значение имеют также контрастность и разрешение. Чтобы объект можно было различить под микроскопом, необходима определенная степень контраста между этим объектом и окружающим фоном, а для получения четкого увеличенного изображения микроскоп должен обладать достаточной разрешающей способностью, которая позволяла бы раздельно воспринимать очень близкие точки изображения.

Антони ван Левенгук открыл мир микробов, пользуясь простыми микроскопами с одной короткофокусной двояковыпуклой линзой. Для разработки используемых теперь сложных микроскопов и их усовершенствования потребовалось почти два века исследований по прикладной оптике.

В современном сложном микроскопе имеются три отдельные системы линз. Конденсор, расположенный между источником света и объектом, собирает лучи света в поле микроскопа.

Простым линзам присущи два оптических дефекта. Они неспособны сфокусировать одновременно все поле микроскопа (сферическая аберрация) и создают окрашенную кайму вокруг изображения (хроматическая аберрация). Эти дефекты можно почти полностью устранить, поместив рядом с основной линзой дополнительные корригирующие линзы. Поэтому и объектив, и окуляр современного сложного микроскопа составляют из нескольких линз, чтобы свести эти аберрации к минимуму.

Для получения четкого изображения очень важно правильно отрегулировать кон-денсорную линзу. При использовании больших увеличений необходимо установить конденсор так, чтобы обеспечить критическое освещение поля микроскопа: лучи света от источника должны фокусироваться в плоскости объекта, а световое поле должно занимать линзу объектива почти полностью.

Предел разрешающей способности

Максимальное полезное увеличение, достижимое с помощью светового микроскопа, определяется физическими свойствами света. Так как свет имеет волновую природу, очень малый объект будет виден в микроскоп как диск, окруженный рядом светлых и темных колец. Две соседние точки объекта можно «разрешить», т. е. они будут восприниматься раздельно, только в том случае, если эти окружающие их кольца не перекрываются. Пределом разрешения называется наименьшее расстояние между двумя точками, при котором их еще можно видеть раздельно. Именно этим расстоянием и определяется максимальное полезное увеличение светового микроскопа.

Контраст в световом микроскопе и его повышение

Мелкие живые биологические объекты, например клетки микробов, рассматривают под микроскопом обычно в тонком слое водной среды, заключенном между предметным и покровным стеклами. При этом видимость объекта обусловлена тем, что он пропускает света меньше, чем окружающая его среда, и в результате между объектом и средой создается некоторый контраст. Объект пропускает меньше света, во-первых, потому, что часть света поглощается клеткой, и во-вторых, потому, что часть его выводится из оптического пути микроскопа в результате различия в показателях преломления клетки и окружающей среды. Если не считать некоторых сильно окрашенных структур (каковы, например, хлоропласты), биологические объекты обычно очень слабо поглощают в видимой области спектра. Поэтому контраст живой клетки обусловлен почти исключительно преломлением света. Однако степень контраста можно сильно повысить, применив окрашивание. Обработка такими красителями, которые избирательно связываются, всей клеткой или определенными ее компонентами, приводит к значительно более сильному поглощению света. Большинство методов окрашивания вызывает гибель клеток, и поэтому перед окрашиванием клетки обычно фиксируют, т. е. проводят определенную их химическую обработку, чтобы по возможности уменьшить структурные изменения в клетках после их гибели. Обычно для этого применяют растворы, содержащие осмиевую кислоту и альдегиды, особенно часто глутаральдегид.

Микробные клетки чаще всего нет необходимости окрашивать, чтобы сделать их видимыми. Проще всего наблюдать микроорганизмы в живом состоянии, во влажном препарате, и для многих целей этого достаточно. Главная ценность окрашивания состоит в том, что оно дает возможность получать специфическую информацию о внутренней структуре клетки или ее химических свойствах. Например, специфическое окрашивание дезоксирибонуклеиновой кислоты позволяет выявить структуру и локализацию ядра. Много специальных методов окрашивания используется для получения данных о внутриклеточном отложении таких резервных материалов, как гликоген, полифосфаты и поли-р-оксимасляная кислота. Окраска по Граму и прочные кислые красители позволяют получать сведения о составе слоев клеточной стенки у бактерий. Иногда для выявления поверхностных слоев с очень низким показателем преломления, например слизи или капсул, часто окружающих клетки микробов, используют так называемые негативные красители, которые не проникают внутрь клетки. Такие слои можно выявить, добавив в среду, в которой суспендированы клетки, тушь. Содержащиеся в ней частицы угля не могут проникнуть через капсулу, и она выявляется в виде окружающей клетку светлой зоны.

При освещении небольшого объекта часть света рассеивается, и объект становится видимым как светящаяся точка на темном фоне. Это явление используется в методе темнопольного освещения, позволяющего выявлять такие объекты, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть при обычном освещении, или почему-либо не создают достаточного контраста. Такое освещение достигается с помощью специального конденсора, который фокусирует на препарате полый конус света, расходящиеся пучки которого не попадают в объектив. Через объектив проходит и создает изображение только тот свет, который рассеивается на объекте.

Подсветка образца в методе темнопольной микроскопии может осуществляться и в падающем свете. Изображение в этом случае создается светом, рассеивающимся на неоднородностях образца.

Ультрафиолетовая и флуоресцентная микроскопия

Так как разрешающая способность светового микроскопа находится в прямой зависимости от длины волны используемого света, можно несколько повысить разрешение (примерно вдвое), если освещать объект ультрафиолетовыми лучами. Для коротковолнового ультрафиолета стекло непрозрачно, поэтому линзы в таком микроскопе должны быть изготовлены из кварца; изображение приходится фотографировать, так как глаз ультрафиолетовых лучей не воспринимает. Из-за большой стоимости оборудования и его сложности ультрафиолетовая микроскопия находит лишь ограниченное применение. Однако ее модификация, так называемая флуоресцентная микроскопия, часто применяется для решения ряда важных биологических вопросов.

Источник

ГДЗ биология 5 класс Пасечник С бабочкой Дрофа 2020 Линейный курс Задание: 7 Увеличительные приборы

Стр. 50. Вопросы в начале параграфа

№ 1. Что собой представляет научный метод «наблюдение»?

Научный метод «наблюдение» представляет собой комплекс целенаправленных восприятий явлений объективной действительности, в процессе которых наблюдатель может получать знания о внешних сторонах, свойствах, реакциях изучаемого конкретного объекта.

№ 2. Какие увеличительные приборы вы знаете? Для чего их применяют?

Увеличительные приборы позволяют увеличить изображение в несколько сотен раз, чтобы более детально изучить их внешние характеристики. Я знаю такие увеличительные приборы:

Лупа – это простой прибор, который позволяет получить увеличенное до 20 раз изображение. С его помощью можно только увидеть клетки, но вот изучить их строение не удастся;

Микроскоп – это более сложный прибор, позволяющий не только рассмотреть, но и изучить самые мелкие предметы, так как его увеличительная способность достигает нескольких тысяч раз;

Телескоп – это прибор, который предназначен для наблюдения за небесными телами, однако под таким понятием еще подразумевают оптическую телескопическую систему, применяющуюся не обязательно для астрономических целей.

Стр. 51. Лабораторная работа «Устройство лупы и рассматривание с её помощью клеточного строения растений»

Рассматриваем ручную лупу. Это достаточно простой прибор, который позволяет увидеть предмет, увеличенным в 20 раз. Лупа состоит из ручки, необходимой для удерживания прибора в руке, и оправы, на которой крепится увеличительное стекло. При помощи лупы легко можно рассмотреть некоторые части и клетки исследуемого предмета, однако строение этих клеток увидеть не получится.

Рассматриваем невооружённым глазом мякоть полуспелого плода томата, арбуза, яблока. Невооруженным глазом можно увидеть, что мякоть плода томата и арбуза рыхлая, мягкая. Мякоть плода яблока немного плотнее, но также имеет рыхлую структуру. У всех плодов она состоит из мелких крупинок, которые словно «кирпичики» образовывают структуру плода.

Рассматриваем кусочки мякоти плодов под лупой. Для этого ручную лупу держим близко к глазу, а биологический объект приближаем к лупе (или лупу к объекту) до тех пор, пока не получим чёткого изображения. Рассматривая кусочки мякоти плодов арбуза, яблока и томата под лупой, можно увидеть разное строение их клеток. Например, у мякоти плода помидора и арбуза клетки округлые, прозрачные, бледно-розовые. У мякоти яблока клетки бесцветные. В мякоти всех плодов клетки имеют оболочку, которая не придает им определенную форму, не дает растекаться цитоплазме и внутри которой находятся органеллы.

Зарисовываем увиденное в тетрадь, рисунки подписываем.

Вывод:

Невооруженным глазом разглядеть клетки, из которых состоит мякоть плодов арбуза, яблока или томата, невозможно. Удается лишь оценить ее структуру: рыхлая, мягкая, в виде зернышек. При помощи лупы можно увидеть клетки, которые у каждой мякоти разные. Например, у яблока они светлые, полупрозрачные. А у арбуза и томата – бледно-розовые, округлые. Также с помощью лупы можно увидеть, что все клетки имеют клеточную стенку, которая держит форму.

Стр. 53. Лабораторная работа. «Устройство микроскопа и приёмы работы с ним».

Рассматриваем микроскоп. Находим тубус, окуляр, объектив, штатив с предметным столиком, зеркало, винты. Выясняем, какое значение имеет каждая часть.

Тубус представляет собой зрительную трубку, в которую вставляются увеличительные стекла.

Окуляр – это верхняя часть тубуса, через которую можно увидеть изображение в микроскопе.

Штатив – это специальное приспособление, которое служит соединяющим и удерживающим креплением для всех частей микроскопа.

Объектив – это нижняя часть тубуса, позволяющая еще больше увеличивать рассматриваемый объект при помощи дополнительных увеличительных стекол.

Винты – это механизмы, которые нужны для того, чтобы настраивать в окуляре максимально четкое изображение.

Зеркало – это еще одна деталь микроскопа, которая предназначена для улавливания солнечных лучей и направления их на располагающийся на предметном столике объект.

Предметный столик – это подставка, у которой по центру есть отверстие, предназначенная для размещения стеклянной пластины (предметного стекла) с изучаемым объектом.

Определяем, во сколько раз микроскоп увеличивает изображение объекта. В среднем микроскоп может увеличить изображение объекта до 3600 раз. Чтобы узнать, какое увеличение дает тот или иной прибор, необходимо перемножить увеличительные возможности объектива (это обычно подписано на соответствующих частях микроскопа) на увеличительные возможности окуляра.

Знакомимся с правилами пользования микроскопом.

Отрабатываем последовательность действий при работе с микроскопом: установка микроскопа, чищение от пыли окуляра и зеркала, начало работы с малого увеличения, изучение объекта при большом увеличении, уборка прибора в места его хранения.

Вывод:

Микроскоп является важным оптическим прибором, который необходим для проведения биологических исследований. Он имеет сложное строение и требует соблюдения правил при обращении с ним. С его помощью можно увидеть детальное строение клетки, ее состав.

Стр. 53. Вопросы после параграфа

№ 1. Какие увеличительные приборы используются для изучения микроскопических объектов?

Для изучения микроскопических объектов используются такие увеличительные приборы, как лупа и микроскоп.

№ 2. Что представляет собой лупа и какое увеличение она даёт?

Лупа является самым простым из увеличительных приборов. Она бывает двух видов – ручная и штативная. Ручная лупа состоит из ручки, за которую нужно держать прибор при использовании, и увеличительного стекла. Увеличительное стекло имеют выпуклую с двух сторон форму и вставлено в оправу.

Для изучения объекта лупу берут за ручку (рукоятку) и подносят к предмету на то расстояние, при котором его изображение будет видно максимально четко. Такая лупа позволяет увеличить изображение предмета в 2 – 20 раз.

Штативная лупа – это аналог ручной лупы. Ее конструкция немного сложнее: в оправу вставлены два увеличительных стекла, которые крепятся на штативе. К штативу также присоединен предметный столик, на котором есть зеркало и отверстие. Такая лупа позволяет увеличить изображение предмета в 10 – 25 раз.

№ 3. Как устроен световой микроскоп?

Световой микроскоп состоит из таких основных элементов, как объектив и окуляр, которые закреплены в подвижном тубусе. Тубус располагается на металлическом основании или штативе. Также к штативу крепится предметный столик. В тубус вставляются линзы.

На верхнем конце тубуса находится окуляр, состоящий из оправы и двух увеличительных стекол. На нижнем конце тубуса – объектив, который состоит из оправы и нескольких увеличительных стекол.

У современных моделей светового микроскопа также есть специальная осветительная система, которая состоит из нескольких линз. В учебном приборе ее роль выполняет вогнутое зеркало.

Предметный столик у микроскопа выполняет роль поверхности, на которой располагается микроскопический препарат. В центре у него есть отверстие, которое пропускает свет, отражаемый зеркалом.

№ 4. Как узнать, какое увеличение даёт микроскоп?

Микроскоп позволяет получить максимальное увеличение изучаемого предмета до 3600 раз. Чтобы точно узнать, какое же увеличение дает микроскоп, нужно умножить число, которое указано на окуляре, на число, которое указано на используемом объективе.

Пример: на окуляре написано «10», а на объективе «20». Это значит, что: 10 умножаем на 20 и получаем 200. Микроскоп дает увеличение в 200 раз.

Стр. 53. Подумайте

Почему с помощью светового микроскопа нельзя изучать непрозрачные предметы?

При помощи светового микроскопа можно изучать только прозрачные объекты, например, тонкий срез растительной или животной ткани. Все потому, что под стеклом прибора располагается источник света или зеркало, лучи которого проходят сквозь изучаемый предмет и попадают на систему линз объектива. Эти линзы и позволяют получить увеличенное изображение. Если предмет будет непрозрачным, то лучи от зеркала или источника света просто не смогут пройти сквозь него, а значит, не удастся получить нужное изображение.

Стр. 54. Задание

Выучите правила работы с микроскопом.

Работу с микроскопом нужно проводить только сидя.

Перед началом работы прибор нужно осмотреть, протереть от пыли окуляр, зеркало, объективы мягкой салфеткой.

Устанавливается микроскоп на ровной поверхности, примерно за 5 – 10 см от края.

Начинать работу с микроскопом нужно с малого увеличения. Для этого объектив опускают в рабочее расстояние – примерно на 1 см от предметного стекла.

Пользуясь зеркалом с вогнутой стороной, нужно направить свет от окна в объектив, а после максимально равномерно осветить поле зрения.

На предметный столик положить микропрепарат. Далее вращать винт наводки на себя, плавно поднимая при этом объектив до тех пор, пока в окуляр не будет хорошо видно изображение объекта.

Для изучения при большем увеличении настроить объектив.

После завершения исследования установить малое увеличение, поднять объектив, убрать препарат с предметного столика, протереть все части микроскопа и убрать его в место хранения.

Источник

Что нельзя увидеть с помощью светового микроскопа

Каково преимущество использования световой микроскопии перед электронной?

1) большее разрешение

2) возможность наблюдать живые объекты

3) дороговизна метода

4) сложность приготовления препарата

Т. к. технология электронной микроскопии позволяет получать электронно-оптическое изображение при помощи потока электронов. Образец сначала фиксируют глутаральдегидом или другими фиксирующими веществами, а затем обезвоживают и заливают пластмассой.

Поэтому преимущество использования световой микроскопии перед электронной — возможность наблюдать живые объекты.

По­это­му пре­иму­ще­ство ис­поль­зо­ва­ния све­то­вой мик­ро­ско­пии перед элек­трон­ной — воз­мож­ность на­блю­дать живые объ­ек­ты.

Ка­ко­во пре­иму­ще­ство ис­поль­зо­ва­ния элек­трон­ной мик­ро­ско­пии перед све­то­вой — боль­шее раз­ре­ше­ние

и в чём заключается Ваш вопрос?

Очевидно,что большее разрешение подходит больше(извините за тавтологию)

это разные вопросы. читайте внимательно.

Вопрос базового уровня. Корректный.

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Каково преимущество использования световой микроскопии перед электронной?

1) большее разрешение

2) возможность наблюдать живые объекты

3) дороговизна метода

4) сложность приготовления препарата

5) доступность и не трудоёмкость при приготовлении препаратов

Микроскоп — устройство, которое позволяет видеть увеличенное изображение объектов и структур, которые не видны глазу человека. В медико-биологических исследованиях используются световые и электронные методы микроскопии. Микроскопы, основанные на световой технологии, позволяют увеличивать объекты от 0,5 микрометров с разрешением объектов до 0,1 микрометра больше чем в 1500 раз. Микроскопы, основанные на электронной технологии — до 20 000 раз. Поскольку технология электронной микроскопии позволяет получать электронно-оптическое изображение при помощи потока электронов. Образец сначала фиксируют глутаральдегидом или другими фиксирующими веществами, а затем обезвоживают и заливают пластмассой. Поэтому преимущество использования световой микроскопии перед электронной — возможность наблюдать живые объекты.

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. В световой микроскоп можно увидеть

Процессы 2−4 идут в органоидах и невозможно их рассмотреть в световой микроскоп. При делении хромосомы располагаются в цитоплазме, они имеют размеры, видимые в световой микроскоп. В световой микроскоп можно видеть структуру клетки размером не менее 350 нм, поэтому, например, рибосомы, микротрубочки (толщина около 25 нм), эндоплазматическую сеть (толщина мембраны около 6 нм) увидеть нельзя, а размер хлоропластов колеблется от 4 до 10 мкм — их можно увидеть в световой микроскоп.

Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

Метод световой микроскопии используют для изучения

1) строения мембран митохондрий

2) движения цитоплазмы в клетках

3) функционирования рибосом

4) строения тканей животных

5) процесса удвоения ДНК

В световой микроскоп можно рассмотреть: 2) движение цитоплазмы в клетках и 4) строение тканей животных

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. При изучении растительной клетки под световым микроскопом можно увидеть

1) клеточную мембрану и аппарат Гольджи

2) оболочку и цитоплазму

3) ядро и хлоропласты

4) рибосомы и митохондрии

5) эндоплазматическую сеть и лизосомы

В световой микроскоп можно видеть структуру клетки размером не менее 350 нм, поэтому, например, рибосомы, микротрубочки (толщина около 25 нм), эндоплазматическую сеть (толщина мембраны около 6 нм) увидеть нельзя, а размер хлоропластов колеблется от 4 до 10 мкм — их можно увидеть в световой микроскоп. В растительной клетке с помощью светового микроскопа можно увидеть оболочку, цитоплазму, ядро.

При изучении растительной клетки под световым микроскопом можно увидеть

Разрешающая сила самого сильного светового микроскопа составляет около 150—200 нм и не позволяет увидеть многие органеллы, а тем более рассмотреть их внутреннее строение. Последнее стало возможным лишь после изобретения электронного микроскопа.

В растительной клетке с помощью светового микроскопа можно увидеть оболочку, цитоплазму, ядро.

В световой микроскоп можно увидеть

Процессы Б,В,Г, идут в органоидах и не возможно их рассмотреть в световой микроскоп, при делении хромосомы располагаются в цитоплазме, они имеют размеры, видимые в световой микроскоп.

Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. С помощью световой микроскопии в клетке можно различить

4) клеточную стенку

5) эндоплазматическую сеть

В световой микроскоп можно видеть структуру клетки размером не менее 350 нм, поэтому, например, рибосомы, микротрубочки (толщина около 25 нм), эндоплазматическую сеть (толщина мембраны около 6 нм) увидеть нельзя. В растительной клетке с помощью светового микроскопа можно увидеть оболочку (клеточную стенку), цитоплазму, ядро, вакуоль.

Какие преимущества имеет световой микроскоп перед электронным?

1) световой микроскоп легче, компактнее (проще в обращении, значительно дешевле), и не требует сложной подготовки препаратов;

2) в световой микроскоп можно рассматривать живые клетки и видеть цветное изображение (можно видеть движение цитоплазмы с органоидами, стадии деления клетки)

Расставьте перечисленные события в хронологическом порядке

1) Изобретения электронного микроскопа

2) Открытие рибосом

3) Изобретение светового микроскопа

4) Утверждение Р. Вирхова о появлении «каждой клетки от клетки»

5) Появление клеточной теории Т. Шванна и М. Шлейдена

6) Первое употребление термина «клетка» Р. Гуком

Сначала был сделан первый микроскоп, в котором были открыты первые клетки, затем написаны положения клеточной теории, в которую при дальнейшем изучении клетки были внесены поправки, после создания электронного микроскопа были открыты мелкие органоиды клетки.

Давайте рассуждать так:

1) Изоб­ре­те­ния элек­трон­но­го мик­ро­ско­па

2) От­кры­тие ри­бо­сом 1961

3) Изоб­ре­те­ние све­то­во­го мик­ро­ско­па 1590 захарий янсен

4) Утвер­жде­ние Р. Вир­хо­ва о по­яв­ле­нии «каж­дой клет­ки от клет­ки»1858

5) По­яв­ле­ние кле­точ­ной тео­рии Т. Шван­на и М. Шлей­де­на

6) Пер­вое упо­треб­ле­ние тер­ми­на «клет­ка» Р. Гуком

Для изучения строения молекул полисахаридов и их роли в клетке используют метод

Полисахариды – это органические молекулы, изучением строения которых занимается биохимия.

Биохимия занимается только 2-мя типами органических веществ- белками и нуклеиновыми кислотами.

Биологическая химия — наука о химическом составе живых систем всех уровней организации, о химических процессах, лежащих в основе их развития и деятельности, происходящих в целостном организме, в изолированных органах и тканях, на клеточном, субклеточном и молекулярном уровнях. Статическая Биохимия изучает химический состав тканей, динамическая Биохимия исследует превращения веществ в организме, функциональная Биохимия занимается анализом химических процессов, лежащих в основе определенных проявлений жизнедеятельности.

Экспериментатор решил исследовать болезнь, поражающую листья табака. Чтобы выделить возбудителя заболевания, был выделен сок больных растений и пропущен через фильтр с размерами пор 750 нм. Благодаря размеру пор фильтр задерживает на своей поверхности частицы размером с бактерий. После фильтрации сока на фильтре через световой микроскоп не было выявлено никакого инфекционного агента. Получившимся фильтратом экспериментатор полил здоровые растения табака и они снова заболели.

Какой инфекционный агент является возбудителем заболевания листьев табака? По какой причине он не был выявлен на фильтре? Почему после обработки фильтратом здоровые растения заболевали? Какие параметры в этих экспериментах задавались самим учёным (независимые переменные), а какие параметры менялись в зависимости от этого (зависимые переменные)?

1. Инфекционный агент, заражающий растения табака — вирус.

2. Вирусы имеют размер меньше, чем поры фильтра, использовавшегося в эксперименте.

3. Вирусы, не задерживаясь на поверхности фильтра, проходят через поры и попадают в фильтрат, которым обрабатывали здоровые растения.

4. Независимые переменные (задаваемые экспериментатором) — размер пор в фильтре, растения табака, вид вируса.

5. Зависимые переменные (изменяющиеся в ходе эксперимента) — состояние здоровых растений после обработки фильтратом.

Источник