Клетки эпидермиса можно проанализировать в ходе исследования кожицы лука под микроскопом. Лабораторная работа позволит внимательно изучить структуру клетки лука, используя его кожицу, а также увидеть и сделать анализ функций основных органелл растительной клетки. Для исследования понадобится небольшая часть луковицы, которую необходимо подготовить, а затем рассмотреть слой эпидермиса под микроскопом.

Задачи для учащихся

Основные задачи:

1. Формирование желания изучать природные объекты.
2. Развитие интеллектуальных умений и когнитивных способностей.
3. Мотивация к изучению и исследованию, а также получению знаний, умений и навыков по предмету «Биология» и других естественных наук.

Внепредметные (метапредметные) задачи:

1. Проведение исследовательской деятельности (самостоятельно или по парам).
2. Умение анализировать и искать информацию в различных источниках.
3. Навык рисования схематических изображений, увиденных в микроскопе, их дальнейший анализ и расшифровка.
4. Овладение методами наблюдения, анализа и моделирования.
5. Использование коммуникативных навыков и речевого аппарата для формулирования вывода по исследовательской деятельности.
6. Умение учитывать регулятивные особенности и выполнять задание в установленные сроки.

Предметные задачи:

1. Получение основных и самых важных представлений о клетке.
2. Умение сравнивать биологические объекты (в данном случае растительную и животную клетки).
3. Навык описывать биологический объект, оперируя терминами и описаниями биологических явлений.
4. Знание основных клеточных структур и умение описывать их функции.
5. Умение работать с микроскопом.
6. Приобретение навыка подготовки рабочего места, приготовления микропрепарата и выполнения всех ступеней подготовительного этапа.

Правила занятий

Необходимо помнить о том, что работу можно проводить лишь после тщательного изучения техники безопасности и строения микроскопа, без которых проведение исследования невозможно. Работа предполагает использование различных режущих и колющих предметов (например, нож, пинцет и препаровальная игла). Место проведения работы должно быть подготовлено. Прежде чем приступать к исследованию, необходимо протереть стол и выполнить все пункты подготовительного этапа. Для этого нужно ознакомиться с правилами безопасности и правилами оформления рисунка. Учитель должен предоставить правила ученикам до того, как учащиеся приготовят препарат кожицы чешуи лука.

Техника безопасности

Все правила безопасности подлежат строгому соблюдению:

1. Необходимо быть очень внимательным и аккуратным при работе с острыми приборами.
2. Нужно убрать со стола все лишние вещи.
3. Запрещено ходить по классу во время исследования, так как это может повлиять на работу, результаты других учеников и безопасность оптических приборов.
4. Все этапы работы должны производиться над подносом для приборов, чтобы не запачкать рабочее место йодом.

После объяснения правил безопасности и раздачи всех необходимых материалов для работы, необходимо обратить внимание на правильное оформление рисунка и дефиниции биологических терминов.

Оформление рисунка

• Рисунок должен иметь название.
• Изображение должно быть нарисовано в левой части рабочей страницы и занимать примерно одну четверть пространства на листе (рисунок должен быть крупным и отчётливым).
• К отдельным объектам на рисунке подпись не ставится, объекты нумеруются на отходящих отрезках, начерченных простым карандашом.
• Цифры необходимо расшифровать справа или под рисунком.

Описание исследования

Лабораторная работа может выглядеть следующим образом (некоторые моменты исследования могут быть изменены в зависимости от требований и условий работы):

Название: Исследование микропрепарата кожицы лука под микроскопом.

Цель исследования: изучение структуры клетки кожицы лука, функций органелл.

Материалы: лук, микроскоп, предметное стекло, покровное стекло, йод, пипетка, салфетка, фильтровальная бумага, пинцет, нож, препаровальная игла.

План проведения лабораторной работы

1. Подготовительный этап.

• подготовить и почистить луковицу, разрезать ножом и снять плёнку (защитный слой) с помощью пинцета с одной из чешуек лука;
• настроить микроскоп;
• протереть салфеткой предметное стекло.

1. Основной этап.

• поместить один слой эпителия луковых клеток на предметное стекло, используя препаровальную иглу и, если это необходимо, пинцет (не рекомендуется делать это рукой);
• с помощью пипетки капнуть йод на предметное стекло, чтобы окрасить эпителий лука для лучшего наблюдения микропрепарата (излишки йода можно удалить фильтровальной бумагой, не повреждая эпителия лука);
• разместить на окрашенной кожице лука покровное стекло и удалить все пузырьки с поверхности исследуемого объекта;
• поместить готовый микропрепарат на предметный столик;
• рассмотреть готовый микропрепарат под различными увеличениями (х4, х10, х40) с широко открытой диафрагмой;
• медленно увеличивать и уменьшать интенсивность света, закрывая диафрагму, наблюдая за изменением изображения для получения идеальных условий изучения объекта.

1. Заключительный этап.

• зарисовать увиденное изображение;
• проанализировать рисунок;
• отметить на рисунке и описать увиденные органеллы;
• поработать с терминологическим аппаратом и записать все необходимые термины;
• написать вывод к работе.

Основные органеллы растительной клетки

Таким образом, эпидермис лука содержит удобные для изучения под микроскопом клетки. Тип растительной ткани кожицы лука — покровный. Под микроскопом средней мощности можно с лёгкостью увидеть основные клеточные структуры, например, ядро, ядрышко и клеточную мембрану.

Ядро клетки кожицы лука можно увидеть в микроскоп, не прилагая усилий. Это тёмное крупное пятно заметнее всех других органоидов. В ядре содержится генетический материал. В ядре также можно обнаружить круглые структуры, называемые ядрышками. Ядрышко является важной органеллой, играющей одну из ключевых ролей работы всего организма.

Благодаря ядрышку, образуются небольшие органеллы — рибосомы. Рибосомы — это очень маленькие клеточные структуры, которые невозможно увидеть с помощью светового микроскопа. В луковой клетке также присутствует хорошо развитая клеточная стенка и клеточная мембрана, которые можно разглядеть в микроскоп средней мощности.

Между вакуолью и клеточной стенкой находится цитозоль. Цитозоль — это прежде всего вода, соли и органические молекулы, выполняющие различные функции в организме. Внутри находятся другие органеллы: органические структуры, которые служат фабриками, коммуникационными центрами и другими функциональными элементами в управлении клеточным метаболизмом (обменом веществ). А также внутри этой органеллы находятся включения, состоящие из ряда элементов, крахмалов, белков и других молекул, используемых в качестве строительных блоков для ряда функций.

Отличие растительной клетки от животной

Растения отличаются от животных на клеточном уровне. Например, клетки растений имеют жёсткие клеточные стенки, а клеточные мембраны животных клеток гибче растительных. В клеточных стенках много целлюлозы, материала, придающего клетке жёсткость. Будучи накоплена в большом количестве во многих структурах, целлюлоза обеспечивает прочность и жёсткость всего, от цветочных стеблей до стволов деревьев.

Растительные клетки имеют одну большую вакуоль. Вакуоль — это большая открытая область, расположенная в центре клетки, которая используется в качестве резервуара для воды и ионов, а в некоторых случаях — для хранения токсинов. Хотя клетки животных могут иметь вакуоли, они представлены не как один большой центральный резервуар, а как несколько меньших резервуаров. Клетки растений также имеют хлоропласты. Это органеллы, содержащие хлорофилл в системных массивах для получения света и преобразования его в глюкозу.

Одно из отличий растительной клетки от животной — наличие вакуоли. Вакуоли содержат необходимую воду, ионы и ряд органических молекул, вырабатываемых растением. Они необходимы растениям для пигментации и образования химических веществ, влияющих на наличие у растений характерного аромата. В луке вакуоль очень большая и отчётливая.

Характерный аромат лука создаётся сочетанием присутствующих в цитоплазме органических молекул и вторичного органического химического вещества, фермента аллиназа (фермент слезоточивости), который содержится в луковой вакуоли. Когда лук повреждается вследствие механического разрушения, аллиназа выделяет специфический запах.

Вывод к лабораторной работе

Содержание растительного организма, в данном случае лука, представлено клетками. Они состоят из органелл. В растительной клетке можно обнаружить полужидкую цитоплазму, не имеющую цвета. В цитоплазме расположены ядро и ядрышко.

В ходе исследования можно заметить клеточную оболочку, которая играет защитную функцию и придаёт форму цитоплазме. Она упругая, прозрачная и плотная. Еще клетки растений содержат вакуоль, в которую входят различные органические молекулы и химические вещества, влияющие на пигментацию и запах растения. Некоторые участки клеточной оболочки тоньше других. Это подтверждает наличие у растений пор, которые позволяют клеткам связываться между собой.

Вопросы для учащихся

В ходе лабораторной работы учащиеся ознакомляются с различными терминами и биологическими процессами. В конце опыта учащимся могут быть заданы следующие вопросы:

1. Что такое клетка?
2. Что представляет собой клетка растения?
3. Какие органеллы клетки вы знаете?
4. Каковы различия растительной и животной клеток?
5. Какие органеллы клетки растения можно увидеть под микроскопом, а какие нельзя? Почему?
6. Все ли растительные клетки одинаковы? Отличаются ли они у разных растений, если, например, сравнить клетки лука, картофеля и элодеи?
7. Какие основные шаги подготовительного этапа лабораторной работы вы можете отметить?
8. Для чего эпидермис лука окрашивают йодом в ходе лабораторной работы?
9. Каковы функции увиденных органелл растительной клетки?
10. Каких целей вы достигли в результате выполнения лабораторной работы?