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Gekochte Kartoffelzellen unter dem Mikroskop. Zweck: Kennenlernen der Struktur der Stärkekörner der Hauptnahrungspflanzen. Biologieunterricht „Pflanzenzellstruktur“

Knollen unterscheiden sich von Rhizomen dadurch, dass ihre Stängel kurz und dick sind und die Blätter unterentwickelt sind. Wie jeder Trieb haben sie Knospen und befinden sich an der Spitze und in den Achseln unterentwickelter Blätter. An den Knollen entwickeln sich keine Adventivwurzeln. Kartoffelknollen wachsen nicht sofort aus unterirdischen Knospen. Aus der Knospe wächst zunächst ein langer weißer unterirdischer Trieb – der Ausläufer. Ein Ausläufer lebt weniger als ein Jahr. Die Oberseite beginnt mit der Zeit dicker zu werden und verwandelt sich im Herbst in eine Knolle.

Die Knolle speichert viel Stärke in Form kleiner Körner. Eine Kartoffelknolle ist ein modifizierter Spross mit einem verdickten Stiel und kleinen Blättern.

Was zu tun ist. Betrachten Sie die äußere Struktur einer Kartoffelknolle.

Was Sie sehen sollten. Auf seiner Oberfläche finden sich Spitzen- und Achselknospen (Augen), Blattnarben (Ränder) und die Narbe des abgetrennten Ausläufers.

Was zu tun ist. Zählen Sie die Anzahl der Augen an der Knolle.

Was Sie sehen sollten. Finden Sie die Ober- und Unterseite der Knolle.

Beachten Sie die ungleichmäßige Verteilung der Augen am verdickten Stiel.

Der Teil der Knolle, an dem sich mehr Augen befinden, wird als Spitze bezeichnet, und der gegenüberliegende Teil, an dem sich die Narbe des Ausläufers befindet, wird als Basis bezeichnet.

Was zu tun ist. Schneiden Sie die Knolle in zwei Teile. Geben Sie einen Tropfen Jodlösung auf die geschnittene Knolle.

Wie hat sich die Farbe der geschnittenen Knolle verändert?
Welche Stoffe lagern sich in den Knollenzellen ab?
Welche Bedeutung hat eine Knolle im Leben einer Pflanze?

Bereiten Sie sich auf den Bericht vor. Zeichnen Sie das Aussehen der Knolle in Ihr Notizbuch und beschriften Sie ihre Teile. Schreiben Sie die Zeichen auf, die beweisen, dass es sich bei der Knolle um einen Spross handelt.

Das Gewebe (Fruchtfleisch) von Kartoffeln, Gemüse und Obst besteht aus dünnwandigen Zellen, die in alle Richtungen etwa gleichmäßig wachsen. Dieses Gewebe wird Parenchym genannt. Der Inhalt einzelner Zellen ist eine halbflüssige Masse – das Zytoplasma, in das verschiedene Zellelemente (Organellen) eingetaucht sind – Vakuolen, Plastiden, Kerne, Stärkekörner usw. (Abb. 9.2). Alle Zellorganellen sind von Membranen umgeben. Jede Zelle ist mit einer Membran bedeckt, die die primäre Zellwand darstellt.

Die Membranen jeweils zweier benachbarter Zellen werden durch Mittelplatten zusammengehalten und bilden das Gerüst des Parenchymgewebes (Abb. 9.3).

Der Kontakt zwischen Zellinhalten erfolgt über Plasmodesmen, das sind dünne zytoplasmatische Stränge, die durch die Membranen verlaufen.

Die Oberfläche einzelner Gemüse- und Obstproben ist mit Hautgewebe bedeckt – Epidermis (Früchte, Landgemüse) oder Periderm (Kartoffeln, Rüben, Rüben usw.).

Da frisches Gemüse eine erhebliche Menge Wasser enthält, sind alle Strukturelemente seines Parenchymgewebes bis zu dem einen oder anderen Grad hydratisiert. Wasser als Lösungsmittel hat einen wichtigen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften von Pflanzengewebe. Durch die Hydratation hydrophiler Verbindungen bis zu einem gewissen Grad wird die Struktur der Wände und Mittelplatten plastifiziert. Dies sorgt für einen relativ hohen Turgordruck im Gewebe.

Turgor ist ein Spannungszustand, der durch den Druck des Zellinhalts auf ihre elastischen Membranen und den Druck der Membranen auf den Zellinhalt entsteht.

Der Turgordruck kann beispielsweise abnehmen, wenn Gemüse und Früchte verdorren oder austrocknen, oder ansteigen, was zu beobachten ist, wenn welkes Gemüse in Wasser getaucht wird. Diese Eigenschaft von Gemüse und Obst kann bei der kulinarischen Verarbeitung berücksichtigt werden. Daher wird empfohlen, Kartoffeln und Wurzelgemüse mit geschwächtem Turgor vor der mechanischen Reinigung mehrere Stunden lang einzuweichen, um die Verarbeitungszeit zu verkürzen und die Abfallmenge zu reduzieren.

Reis. 9.2. Struktur einer Pflanzenzelle

Reis. 9.3. Pflanzliche Gewebewand:

1 -- Mittelplatte; 2 - Plasmalemma.

Vergrößerung x 45000 (nach J.-C. Roland, A. Szolesi, D. Szolesi)

Die Vakuole ist das größte Element im Zentrum der Zelle. Es ist eine Art Blase, die mit Zellsaft gefüllt ist und das am meisten hydratisierte Element der Parenchymzelle von Gemüse und Obst ist (95...98 % Wasser). Die Zusammensetzung des trockenen Zellsaftrückstandes umfasst in unterschiedlichen Mengen nahezu alle wasserlöslichen Nahrungsstoffe.

Der Großteil des in Kartoffeln, Gemüse und Obst enthaltenen Zuckers in freiem Zustand, lösliches Pektin, organische Säuren, wasserlösliche Vitamine und Polyphenolverbindungen sind in Vakuolen konzentriert.

Zellsaft enthält ca. 60...80 % der gesamten Mineralstoffe in Gemüse und Obst. Salze einwertiger Metalle (Kalium, Natrium usw.) sind fast vollständig im Zellsaft konzentriert. Es enthält etwas weniger Kalzium-, Eisen-, Kupfer- und Magnesiumsalze, da sie Bestandteil anderer Gewebeelemente sind.

Zellsaft enthält sowohl freie Aminosäuren als auch lösliche Proteine, die in den Vakuolen Lösungen relativ geringer Konzentration bilden.

Eine dünne Zytoplasmaschicht mit anderen Organellen nimmt eine Wandposition in der Zelle ein. Das Zytoplasma besteht hauptsächlich aus Proteinen, Enzymen und geringen Mengen an Lipiden (das Verhältnis von Proteinen zu Lipiden beträgt 90:1). Im Zytoplasma liegen sie wie in Vakuolen in Form einer Lösung vor, jedoch in höherer Konzentration (10 %).

Plastiden sind Organellen, die nur in Pflanzenzellen vorkommen. Die typischsten davon sind Chloroplasten, die Chlorophyll enthalten. Unter bestimmten physiologischen Bedingungen bilden Plastiden kein Chlorophyll; in diesen Fällen produzieren sie entweder Proteine (Proteoplasten) oder Lipide und Pigmente (Chromoplasten), aber meistens erfüllen solche Plastiden Reservefunktionen, und dann reichert sich Stärke in ihnen an (Amyloplasten), sodass Plastiden gefärbt und farblos sind. Letztere werden Leukoplasten genannt.

Chloroplasten enthalten neben Chlorophyll Proteine und Lipide im Verhältnis 40:30 sowie Stärkekörner.

Bei der Entwicklung von Chromoplasten entstehen große Kügelchen oder Kristalle, die Carotinoide, darunter auch Carotine, enthalten. Das Vorhandensein dieser Pigmente in grünem Gemüse und einigen Früchten (Stachelbeeren, Weintrauben, rote Pflaumen usw.) führt zu unterschiedlichen grün-gelben Farbtönen. Carotine verleihen Karotten, Rüben usw. eine gelb-orange Farbe. Die orange Farbe weist jedoch nicht immer auf ihren hohen Gehalt in Obst und Gemüse hin; Beispielsweise ist die Farbe von Orangen und Mandarinen auf ein anderes Pigment zurückzuführen – Cryptoxanthin. Gleichzeitig kann der relativ hohe Carotingehalt in grünem Gemüse durch Chlorophyll überdeckt werden.

Amyloplasten sind hauptsächlich mit großen Stärkekörnchen gefüllt. Es ist zu beachten, dass sich in Pflanzenzellen alle darin enthaltenen Stärkekörner in dem Raum befinden, der durch die Hülle von Amyloplasten oder anderen Plastiden begrenzt wird.

Der Zellkern enthält Chromatin (entwickelte Chromosomen), bestehend aus DNA und Grundproteinen (Histonen), sowie Nukleolen, die reich an RNA sind.

Membranen sind ein aktiver Molekülkomplex, der zum Stoffwechsel und zur Energiegewinnung fähig ist.

Das Zytoplasma an der Grenze zur Zellmembran ist mit einer einfachen Membran namens Plasmalemma bedeckt. Der äußere Rand des Plasmalemmas ist sichtbar, wenn man mit einer konzentrierten Natriumchloridlösung behandelte Pflanzengewebepräparate unter dem Mikroskop untersucht. Aufgrund des Unterschieds zwischen dem osmotischen Druck innerhalb und außerhalb der Zelle gelangt Wasser von der Zelle in die Umgebung und verursacht eine Plasmolyse – die Trennung des Zytoplasmas von der Zellmembran. Ebenso kann die Plasmolyse durch die Behandlung von Pflanzengewebeabschnitten mit konzentrierten Zucker- oder Säurelösungen induziert werden.

Zytoplasmatische Membranen regulieren die Zellpermeabilität, indem sie Moleküle und Ionen bestimmter Substanzen selektiv zurückhalten oder ermöglichen, in die Zelle hinein und aus ihr herauszukommen.

Die Vakuole ist ebenso wie das Zytoplasma von einer einfachen Membran namens Tonoplast umgeben.

Die wichtigsten Strukturbestandteile von Membranen sind Proteine und polare Lipide (Phospholipide). Es gibt verschiedene Arten der Struktur der Zytoplasmamembran: dreischichtig (aus zwei Proteinschichten mit einer biomolekularen Lipidschicht), körnig (aus Partikeln mit einem Durchmesser von etwa 100 · 10–10 m oder aus kleineren Partikeln – Untereinheiten). Derzeit wird die Membran als eine flüssige Struktur betrachtet, die von Proteinen durchdrungen ist.

Die Oberfläche von Kernen, Plastiden und anderen zytoplasmatischen Strukturen ist mit einer Doppelmembran bedeckt, die aus zwei Reihen einfacher Membranen besteht, die durch einen perinukleären Raum getrennt sind. Diese Membranen verhindern auch, dass sich der Inhalt zweier benachbarter Organellen vermischt. Einzelne Stoffe gelangen nur in genau definierten Mengen von einer Organelle zur anderen, die für den Ablauf physiologischer Prozesse im Gewebe erforderlich sind.

Zellmembranen werden zusammen mit den Mittelplatten Zellwände genannt. Im Gegensatz zu Membranen zeichnen sie sich durch vollständige Durchlässigkeit aus.

Zellwände machen 0,7...5,0 % des Nassgewichts von Gemüse und Obst aus. So beträgt ihr Anteil in Gemüse der Obstgruppe, beispielsweise in Zucchini, nicht mehr als 0,7 %. In Blattgemüse – Weißkohl, Salat, Spinat – etwa 2 %. Wurzelgemüse hat den höchsten Gehalt an Zellwänden – 2...4 %.

Die Zusammensetzung der Zellwände besteht hauptsächlich aus Polysacchariden (80...95 %) – Ballaststoffen, Hemizellulosen und Protopektin, daher werden sie oft als Zellwandkohlenhydrate bezeichnet. Die Zusammensetzung der Zellmembranen umfasst alle oben genannten Polysaccharide. Es wird angenommen, dass die Mittelplatten hauptsächlich aus sauren Polysacchariden (Protopektin) bestehen, die die Rolle einer interzellulären zementierenden Substanz spielen, die manchmal von Proteinverbindungen und in den ältesten Geweben von Lignin begleitet wird.

Tabelle 9.1. Extensin- und Hydroxyprolingehalt

in den Zellwänden einiger pflanzlicher Lebensmittel(%)

Neben Kohlenhydraten enthalten Zellwände stickstoffhaltige Substanzen, Lignin, Lipide, Wachse und Mineralien.

Unter den stickstoffhaltigen Substanzen in den Zellwänden von Pflanzengewebe wurde ein strukturelles Verlängerungsprotein gefunden – ein Polymer aus der Gruppe der Glykoproteine, dessen Proteinteil mit Kohlenhydraten – Arabinose- und Galactose-Resten – verbunden ist. Das Molekulargewicht des Proteinanteils solcher Makromoleküle beträgt 50.000, die Fortsätze haben die Form eines starren Stabes und bestehen zu 50 % aus Hydroxyprolin. Die Zellwand enthält mehrere Proteinfraktionen, die sich im Hydroxyprolingehalt unterscheiden.

Extensions ähneln in mancher Hinsicht dem Protein Kollagen, das in tierischen Geweben ähnliche Funktionen erfüllt. Der Gehalt an Extensin und Hydroxyprolin in den Zellwänden verschiedener Gemüsesorten und Kartoffeln ist nicht gleich (Tabelle 9.1). Kartoffelzellwände bestehen zu etwa einem Fünftel aus Extensin. Die Zellwände von Wurzelgemüse enthalten 2-mal weniger davon als die Zellwände von Kartoffeln; In den Zellwänden der Melone überschreitet der Extensingehalt 5 % nicht.

Das Verhältnis von Kohlenhydraten und Extensin in den Zellwänden hängt von der Art des Pflanzengewebes ab. Die Zellwände vieler pflanzlicher Lebensmittel bestehen zu etwa 1/3 aus Zellulose, 1/3 aus Hemizellulose und 1/3 aus Pektin und Protein. In den Zellwänden von Tomaten herrscht ein unterschiedliches Verhältnis von -1:1 zwischen Kohlenhydraten und Proteinen.

Lignin ist ein natürliches Polymer mit komplexer Struktur, das die Zellwände von Pflanzen bildet. Spielt die Rolle einer verkrustenden Substanz, die Zellulose- und Hemizellulosefasern bindet. Kovalent verbunden mit Hemicellulose-Polysacchariden (XPLAN), mit Pektinsubstanzen und Protein. Der Ligningehalt in pflanzlichen Geweben hängt von der Art und dem Grad der Verholzung ab. In den Zellwänden von Rüben und Karotten ist ein erheblicher Anteil Lignin enthalten, im Weißkohl reichert sich weniger davon an.

Da das Erweichen von Kartoffeln, Gemüse und Obst beim thermischen Garen mit der Zerstörung der Zellwände einhergeht, erscheint es angebracht, deren Struktur zu berücksichtigen.

Nach modernen Vorstellungen ist die Zellwand ein hochspezialisiertes Aggregat aus verschiedenen Polymeren (Cellulose, Hemicellulosen, Pektinstoffe, Proteine etc.), dessen Struktur in verschiedenen Pflanzen mit der gleichen Genauigkeit kodiert ist wie die Struktur von Proteinmoleküle.

In Abb. Abbildung 9.4 zeigt ein Modell der Struktur der primären Zellwand.

Die primäre Zellwand besteht aus Zellulosefasern (Mikrofibrillen), die weniger als 20 % des Volumens der hydratisierten Wand ausmachen. Parallel in den Zellwänden angeordnete Cellulosefasern bilden mithilfe von Wasserstoffbrücken Mizellen, die eine regelmäßige, nahezu kristalline Packung aufweisen. Eine Cellulosemizelle kann in einem Abstand von zehn ihres Durchmessers von einer anderen getrennt werden. Der Raum zwischen Cellulosemizellen ist mit einer amorphen Grundsubstanz (Matrix) gefüllt, die aus Pektinsubstanzen, Hemicellulosen (Xyloglucan und Arbinogalanthan) und mit Tetrasacchariden verbundenen Strukturproteinen besteht.

Die primäre Zellwand wird als ganzes sackartiges Makromolekül betrachtet, dessen Bestandteile eng miteinander verbunden sind. Zwischen Cellulosemizellen und Xyloglucan bestehen zahlreiche Wasserstoffbrückenbindungen. Xyloglucan wiederum ist kovalent an die seitlichen Galactanketten von Pektinsubstanzen gebunden, und Pektinsubstanzen sind über Arabinogalactan kovalent an das Strukturprotein gebunden.

Da sich die Zellwände vieler Gemüse- und Obstsorten durch einen relativ hohen Gehalt an zweiwertigen Kationen, hauptsächlich Ca und Mg (0,5...1,0 %), auszeichnen, können zwischen Pektinmolekülen, die freies Carboxyl enthalten, Chelatbindungen in Form von Salzbindungen entstehen Gruppenbrücken.

Reis. 9.4. Aufbau der primären Zellwand (nach Albersheim):

1 - Cellulose-Mikrofibrille: 2 - Xyloglucan; 3 - hauptsächlich

Rhamnogalakturonketten von Pektinsubstanzen; 4 - seitlich

Galactanketten von Pektinsubstanzen; 5-Strukturprotein

mit Arabinose-Tetrasacchariden; 6- Arabinogalactan

Die Wahrscheinlichkeit der Salzbrückenbildung und der Veresterungsgrad von Polygalacturonsäuren stehen in einem umgekehrten Zusammenhang. Salzbrücken tragen zur Stärkung der Zellwände und des Parenchymgewebes im Allgemeinen bei.

Das Hautgewebe von Kartoffelknollen, Wurzelgemüse und anderen Gemüsesorten zeichnet sich aufgrund der darin enthaltenen Ballaststoff- und Hemizellulosekonzentration durch einen verringerten Nährwert aus. Daher werden diese Gewebe beim Kochen von Kartoffeln und den meisten Gemüsesorten entfernt.

Ziel: Kennenlernen der Struktur der Stärkekörner der Hauptnahrungspflanzen

Methodische Anleitung. Der häufigste Speicherstoff in Pflanzen ist das Polysaccharid Stärke. Primärstärke wird aus Photosyntheseprodukten in Pflanzenblättern gebildet und sieht aus wie kleine Körner. Hier wird es nicht gespeichert, sondern zum Aufbau pflanzlicher Organe transportiert oder als Reservestoff in Früchten eingelagert.

Reis. 6. Stärkekörner verschiedener Pflanzenarten

A – aus Kartoffelknollen: 1 – einfach; 2 – komplex; 3 – halbkomplex;

B – Weizen (einfach); B – Hafer (komplex); G – Mais (einfach);

D – Reis (komplex); E – Buchweizen (einfach)

Hier wird es nicht gespeichert, sondern zum Aufbau pflanzlicher Organe transportiert oder als Reservestoff in Früchten eingelagert.

Sekundär- oder Reservestärke wird in Leukoplasten (Amyloplasten) in spezialisierten Organen – Rhizomen, Knollen, Samen, Früchten – gebildet. Aus dieser Stärke werden einfache, halbkomplexe und komplexe Körner gebildet.

Gibt es im Leukoplasten eine Stelle, um die sich Stärkeschichten ablagern, entsteht ein einfaches Stärkekorn (Abb. A1, B, D).

Ein komplexes Korn entsteht, wenn zwei oder mehr Ablagerungspunkte vorhanden sind (Abb. A2; B, E, F).

Halbkomplexe Körner entstehen, wenn Stärke zunächst um mehrere Punkte herum abgelagert wird und sich nach deren Kontakt gemeinsame Schichten bilden (Abb. 6, A3). Weizen, Roggen und Mais haben einfache Stärkekörner; Reis, Hafer und Buchweizen haben komplexe Stärkekörner. Alle drei Arten von Stärkekörnern kommen in Kartoffelknollen vor. Form, Größe und Struktur der Stärkekörner sind für jede Pflanzenart spezifisch. Daher kann bei der Analyse von Lebensmittelrohstoffen pflanzlichen Ursprungs, insbesondere Mehl, die Struktur von Stärkekörnern verwendet werden, um das Vorhandensein von Verunreinigungen in ihnen zu identifizieren und zu bestimmen.

Übung: Bereiten Sie stärkehaltige Körner aus Kartoffeln, Weizen, Hafer, Reis und Buchweizen zu. Führen Sie eine Färbung (Reaktion) mit Jodlösung durch. Skizzieren Sie die Stärkekörner der oben genannten Pflanzen in hoher Vergrößerung und behalten Sie dabei die Proportionen zwischen ihnen bei. Beschriften Sie die Zeichnungen und geben Sie die Art der Pflanze und die Art der Stärkekörner an.

Arbeitsablauf:

Stärkehaltige Kartoffelkörner. Schneiden Sie ein kleines Stück der Knolle ab und machen Sie einen Abstrich auf einem Glasobjektträger, indem Sie zuvor einen Tropfen Wasser darauf auftragen. Der Tropfen wird mit einem Deckglas abgedeckt und mikroskopisch bei geringer und dann bei starker Vergrößerung untersucht. Sie müssen versuchen, alle drei Arten von Stärkekörnern zu finden (manchmal ist dies nicht möglich). Wenn Sie die Schichtung der Stärkekörner untersuchen, decken Sie das Diaphragma ab und drehen Sie die Mikroschraube leicht. Skizzieren Sie das Bild, das Sie gesehen haben.

Das Präparat wird mit Jodlösung gefärbt und unter dem Mikroskop wird der Färbevorgang beobachtet.

Zubereitungen aus Stärkekörnern von Weizen, Hafer, Reis und Buchweizen werden am besten aus gequollenen Samen zubereitet. In diesem Fall wird durch Schneiden des Korns dessen Inhalt (Endosperm) extrahiert und auf einen Wassertropfen auf einem Glasobjektträger übertragen. Gehen Sie dann wie im vorherigen Fall vor und betrachten Sie es bei starker Vergrößerung.

Es ist notwendig, die Form der Stärkekörner von Weizen, Hafer, Reis und Buchweizen zu skizzieren. Man muss lernen, sie anhand ihrer Struktur zu unterscheiden und ihre Art zu bestimmen.

Stanislav Yablokov, Staatliche Universität Jaroslawl. P. G. Demidova

Es ist nun schon zwei Jahre her, dass ich den Mikrokosmos zu Hause beobachte, und ein Jahr, seit ich ihn mit der Kamera gefilmt habe. In dieser Zeit habe ich mit eigenen Augen gesehen, wie Blutzellen aussehen, wie Schuppen von den Flügeln von Schmetterlingen fallen und wie das Herz einer Schnecke schlägt. Natürlich könnte man aus Lehrbüchern, Videovorträgen und thematischen Websites viel lernen. Aber gleichzeitig gäbe es kein Gefühl der Präsenz, der Nähe zu etwas, das mit bloßem Auge nicht sichtbar ist. Dass dies nicht nur Worte aus einem Buch sind, sondern persönliche Erfahrungen. Ein Erlebnis, das heute jedem zugänglich ist.

Zwiebelhaut. Vergrößerung 1000×. Jodfärbung. Das Foto zeigt den Zellkern.

Zwiebelhaut. Vergrößerung 1000×. Azur-Eosin-Färbung. Auf dem Foto ist ein Nukleolus im Zellkern sichtbar.

Kartoffel. Blaue Flecken sind Stärkekörner. Vergrößerung 100x. Jodfärbung.

Film auf dem Rücken einer Kakerlake. Vergrößerung 400×.

Pflaumenschale. Vergrößerung 1000×.

Flügel eines Bibionidenkäfers. Vergrößerung 400×.

Flügel eines Weißdornschmetterlings. Vergrößerung 100x.

Schuppen von Mottenflügeln. Vergrößerung 400×.

Chloroplasten in Graszellen. Vergrößerung 1000×.

Babyschnecke. Vergrößerung 40×.

Kleeblatt. Vergrößerung 100x. Einige Zellen enthalten dunkelrotes Pigment.

Erdbeerblatt. Vergrößerung 40×.

Chloroplasten in Algenzellen. Vergrößerung 1000×.

Blutausstrich. Färbung mit Azur-Eosin nach Romanovsky. Vergrößerung 1000×. Auf dem Foto: Eosinophiler vor dem Hintergrund roter Blutkörperchen.

Blutausstrich. Färbung mit Azure-Eosin nach Romanovsky. Vergrößerung 1000×. Auf dem Foto: links ein Monozyten, rechts ein Lymphozyt.

Was kaufen?

Theater beginnt mit einem Kleiderbügel, und Mikrofotografie beginnt mit der Anschaffung von Ausrüstung und vor allem eines Mikroskops. Eines seiner Hauptmerkmale ist die Menge der verfügbaren Vergrößerungen, die durch das Produkt der Vergrößerungen von Okular und Objektiv bestimmt werden.

Nicht jede biologische Probe eignet sich für die Betrachtung mit hoher Vergrößerung. Dies liegt daran, dass die Schärfentiefe umso geringer ist, je größer die Vergrößerung des optischen Systems ist. Dadurch wird das Bild unebener Oberflächen des Präparats teilweise unscharf. Daher ist es wichtig, über einen Satz Objektive und Okulare zu verfügen, mit denen Sie Beobachtungen mit einer Vergrößerung von 10-20 bis 900-1000x durchführen können. Manchmal ist es gerechtfertigt, eine 1500-fache Vergrößerung zu erreichen (15-faches Okular und 100-faches Objektiv). Eine stärkere Vergrößerung ist sinnlos, da die Wellennatur des Lichts es uns nicht erlaubt, feinere Details zu erkennen.

Der nächste wichtige Punkt ist die Art des Okulars. „Mit wie vielen Augen“ möchten Sie das Bild betrachten? Normalerweise gibt es monokulare, binokulare und trinokulare Varianten. Bei einem Monokular müssen Sie schielen, was das Auge bei längerer Beobachtung ermüdet. Sie blicken mit beiden Augen in ein Fernglas (nicht zu verwechseln mit einem Stereomikroskop, das ein dreidimensionales Bild liefert). Für Foto- und Videoaufnahmen von Mikroobjekten benötigen Sie ein „Drittes Auge“ – einen Aufsatz zur Installation von Geräten. Viele Hersteller stellen spezielle Kameras für ihre Mikroskopmodelle her, Sie können aber auch eine normale Kamera verwenden, indem Sie einen Adapter dafür kaufen.

Die Beobachtung bei hohen Vergrößerungen erfordert aufgrund der kleinen Apertur der Objektive eine gute Beleuchtung. Der Lichtstrahl des Illuminators, der in einem optischen Gerät – einem Kondensor – umgewandelt wird, beleuchtet das Präparat. Abhängig von der Art der Beleuchtung gibt es verschiedene Beobachtungsmethoden, von denen die Hell- und Dunkelfeldmethoden die gebräuchlichsten sind. Bei der ersten, einfachsten Variante, die vielen aus der Schule bekannt ist, wird das Präparat gleichmäßig von unten beleuchtet. In diesem Fall breitet sich Licht durch die optisch transparenten Teile des Präparats in die Linse aus und wird in undurchsichtigen Teilen absorbiert und gestreut. Es entsteht ein dunkles Bild auf weißem Hintergrund, daher der Name der Methode. Bei einem Dunkelfeldkondensator ist alles anders. Der daraus austretende Lichtstrahl hat die Form eines Kegels; die Strahlen gelangen nicht in die Linse, sondern werden an einer undurchsichtigen Probe gestreut, auch in Richtung der Linse. Dadurch ist ein helles Objekt vor einem dunklen Hintergrund sichtbar. Diese Beobachtungsmethode eignet sich gut zur Untersuchung transparenter Objekte mit geringem Kontrast. Wenn Sie also planen, das Spektrum der Beobachtungsmethoden zu erweitern, sollten Sie Mikroskopmodelle wählen, die den Einbau zusätzlicher Geräte ermöglichen: Dunkelfeldkondensor, Dunkelfeldblende, Phasenkontrastgeräte, Polarisatoren usw.

Optische Systeme sind nicht ideal: Der Lichtdurchgang durch sie ist mit Bildverzerrungen – Aberrationen – verbunden. Deshalb versuchen sie, Linsen und Okulare so herzustellen, dass diese Aberrationen so weit wie möglich eliminiert werden. All dies wirkt sich auf ihre Endkosten aus. Aus Preis- und Qualitätsgründen ist es für die professionelle Forschung sinnvoll, planachromatische Objektive zu kaufen. Starke Objektive (z. B. 100-fache Vergrößerung) haben eine NA von mehr als 1, wenn Immersionsöl, Öl mit hohem Brechungsindex, Glycerinlösung (für den UV-Bereich) oder nur Wasser verwendet werden. Wenn Sie also neben „trockenen“ Linsen auch Immersionslinsen verwenden, sollten Sie sich vorab um die Immersionsflüssigkeit kümmern. Sein Brechungsindex muss einer bestimmten Linse entsprechen.

Manchmal sollte man auf die Gestaltung der Objekttabelle und der Griffe zu ihrer Steuerung achten. Es lohnt sich auch, den Typ der Beleuchtung zu wählen, bei dem es sich entweder um eine normale Glühlampe oder um eine LED handeln kann, die heller ist und sich weniger erwärmt. Auch Mikroskope haben individuelle Eigenschaften. Jede zusätzliche Option erhöht den Preis, sodass die Wahl des Modells und der Konfiguration beim Verbraucher liegt.

Heutzutage kaufen sie oft preiswerte Mikroskope für Kinder, Monokulare mit kleinem Linsensatz und bescheidenen Parametern. Sie können nicht nur ein guter Ausgangspunkt für die Erkundung der Mikrowelt sein, sondern auch, um sich mit den Grundprinzipien des Mikroskops vertraut zu machen. Danach sollte das Kind ein seriöseres Gerät kaufen.

So schauen Sie zu

Sie können Kits mit fertigen Medikamenten kaufen, die alles andere als billig sind, aber dann wird das Gefühl der persönlichen Teilnahme an der Studie nicht so lebendig sein und sie werden früher oder später langweilig. Daher sollte sowohl auf die zu beobachtenden Objekte als auch auf die zur Verfügung stehenden Mittel zur Vorbereitung der Präparate sorgfältig geachtet werden.

Die Beobachtung im Durchlicht geht davon aus, dass das untersuchte Objekt recht dünn ist. Da selbst die Schale einer Beere oder Frucht zu dick ist, werden Schnitte unter dem Mikroskop untersucht. Zu Hause werden sie mit gewöhnlichen Rasierklingen hergestellt. Um ein Zerdrücken der Schale zu vermeiden, wird sie zwischen Korkstücke gelegt oder mit Paraffin gefüllt. Mit etwas Geschick kann man eine Schichtdicke von mehreren Zellschichten erreichen, idealerweise sollte man jedoch mit einer einzelligen Gewebeschicht arbeiten – mehrere Zellschichten ergeben ein unscharfes, chaotisches Bild.

Das Testpräparat wird auf einen Objektträger gegeben und ggf. mit einem Deckglas abgedeckt. Sie können Brillen in einem Fachgeschäft für medizinische Geräte kaufen. Sollte das Präparat nicht gut auf dem Glas haften, wird es durch leichtes Anfeuchten mit Wasser, Immersionsöl oder Glycerin fixiert. Nicht jedes Medikament offenbart sofort seine Struktur; manchmal muss ihm durch die Färbung seiner gebildeten Elemente „geholfen“ werden: Kerne, Zytoplasma, Organellen. Jod und Brillantgrün sind gute Farbstoffe. Jod ist ein ziemlich universeller Farbstoff; er kann zum Färben einer Vielzahl biologischer Präparate verwendet werden.

Wenn Sie in die Natur gehen, sollten Sie sich mit Gläsern zum Auffangen von Wasser aus dem nächstgelegenen Gewässer und kleinen Beuteln für Blätter, getrocknete Insektenreste usw. eindecken.

Was Sie sehen sollten

Das Mikroskop ist gekauft, die Instrumente sind gekauft – es kann losgehen. Und Sie sollten mit den am besten zugänglichen beginnen – zum Beispiel Zwiebelschalen. An sich dünn, mit Jod getönt, weist es in seiner Struktur deutlich erkennbare Zellkerne auf. Dieses aus der Schule bekannte Experiment lohnt sich zunächst einmal. Die Zwiebelschale sollte 10-15 Minuten lang mit Jod übergossen und dann unter fließendem Wasser abgespült werden.

Darüber hinaus kann Jod zum Färben von Kartoffeln verwendet werden. Der Schnitt muss so dünn wie möglich erfolgen. Buchstäblich 5-10 Minuten, wenn es in Jod vorhanden ist, werden Stärkeschichten freigelegt, die sich blau verfärben.

Auf Balkonen häufen sich oft große Mengen fliegender Insektenkadaver. Beeilen Sie sich nicht, sie loszuwerden: Sie können als wertvolles Material für die Forschung dienen. Wie Sie auf den Fotos sehen können, werden Sie feststellen, dass Insekten Haare an den Flügeln haben, die sie vor Nässe schützen. Die hohe Oberflächenspannung des Wassers verhindert, dass der Tropfen durch die Haare „fällt“ und den Flügel berührt.

Wenn Sie jemals den Flügel eines Schmetterlings oder einer Motte berührt haben, ist Ihnen wahrscheinlich aufgefallen, dass eine Art „Staub“ davonfliegt. Die Fotos zeigen deutlich, dass es sich hierbei nicht um Staub, sondern um Schuppen von den Flügeln handelt. Sie haben unterschiedliche Formen und lassen sich recht leicht lösen.

Darüber hinaus können Sie mit einem Mikroskop die Struktur der Gliedmaßen von Insekten und Spinnen untersuchen und beispielsweise die Chitinfilme auf dem Rücken einer Kakerlake untersuchen. Und achten Sie bei richtiger Vergrößerung darauf, dass solche Filme aus eng aneinanderliegenden (ggf. verschmolzenen) Schuppen bestehen.

Ein ebenso interessantes Beobachtungsobjekt ist die Schale von Beeren und Früchten. Entweder ist die Zellstruktur jedoch möglicherweise nicht zu unterscheiden, oder die Dicke ermöglicht kein klares Bild. Auf die eine oder andere Weise müssen Sie viele Versuche unternehmen, bis Sie eine gute Zubereitung erhalten: Sortieren Sie verschiedene Traubensorten, um eine zu finden, bei der die Farbstoffe der Schale eine interessante Form haben, oder machen Sie mehrere Schalenabschnitte daraus eine Pflaume, wodurch eine einzellige Schicht entsteht. In jedem Fall wird die Belohnung für die geleistete Arbeit angemessen sein.

Gräser, Algen und Blätter sind für die Forschung noch besser zugänglich. Doch trotz ihrer weiten Verbreitung kann es schwierig sein, aus ihnen ein gutes Medikament auszuwählen und zuzubereiten. Das Interessanteste an Grünpflanzen sind vielleicht die Chloroplasten. Daher muss der Schnitt extrem dünn sein.

Grünalgen, die in allen offenen Gewässern vorkommen, haben oft eine akzeptable Dicke. Dort finden Sie auch Schwebealgen und mikroskopisch kleine Wasserbewohner – Jungschnecken, Daphnien, Amöben, Zyklopen und Pantoffeln. Eine kleine Babyschnecke, optisch transparent, ermöglicht es Ihnen, ihren Herzschlag zu sehen.

Ihr eigener Forscher

Nachdem Sie einfache und zugängliche Arzneimittel untersucht haben, möchten Sie möglicherweise die Beobachtungstechnik komplizieren und die Klasse der untersuchten Objekte erweitern. Dazu benötigen Sie spezielle Literatur und spezielle Werkzeuge, die für jeden Objekttyp spezifisch sind, aber dennoch eine gewisse Universalität besitzen. Beispielsweise kann die Gram-Färbungsmethode, bei der verschiedene Arten von Bakterien beginnen, sich in der Farbe zu unterscheiden, auf andere, nichtbakterielle Zellen angewendet werden. Auch die Methode der Blutausstrichfärbung nach Romanovsky steht ihr nahe. Zum Verkauf stehen sowohl fertiger flüssiger Farbstoff als auch Pulver, das aus seinen Bestandteilen Azurblau und Eosin besteht. Sie können im Fachhandel gekauft oder online bestellt werden. Wenn Sie den Farbstoff nicht bekommen, können Sie den Laborassistenten, der in der Klinik Ihren Bluttest durchführt, um ein Stück Glas mit einem gefärbten Abstrich bitten.

Um das Thema Blutforschung fortzusetzen, sollten wir die Goryaev-Kammer erwähnen – ein Gerät zur Zählung der Anzahl von Blutzellen und zur Schätzung ihrer Größe. Methoden zur Untersuchung von Blut und anderen Flüssigkeiten mit der Goryaev-Kamera sind in der Fachliteratur beschrieben.

In der modernen Welt, in der eine Vielzahl technischer Mittel und Geräte fußläufig erreichbar sind, entscheidet jeder selbst, wofür er sein Geld ausgibt. Dabei kann es sich um einen teuren Laptop oder einen Fernseher mit übermäßig großer Diagonale handeln. Es gibt auch diejenigen, die durch die Anschaffung eines Teleskops den Blick von Bildschirmen abwenden und ihn weit in den Weltraum lenken. Mikroskopie kann zu einem interessanten Hobby und für manche sogar zu einer Kunst, einem Mittel zur Selbstdarstellung werden. Wenn wir durch das Okular eines Mikroskops schauen, dringen wir tief in die Natur ein, von der wir selbst ein Teil sind.

„Wissenschaft und Leben“ über Mikrofotografie:

Mikroskop „Analit“ – 1987, Nr. 1.

Oshanin S.L. Mit einem Mikroskop am Teich. - 1988, Nr. 8.

Oshanin S. L. Leben unsichtbar für die Welt. - 1989, Nr. 6.

Miloslavsky V. Yu. - 1998, Nr. 1.

Mologina N. - 2007, Nr. 4.

Glossar zum Artikel

Öffnung- die tatsächliche Öffnung des optischen Systems, bestimmt durch die Abmessungen von Spiegeln, Linsen, Blenden und anderen Teilen. Der Winkel α zwischen den Außenstrahlen eines konischen Lichtstrahls wird als Öffnungswinkel bezeichnet. Numerische Apertur A = n sin(α/2), wobei n der Brechungsindex des Mediums ist, in dem sich das Beobachtungsobjekt befindet. Die Auflösung des Gerätes ist proportional zu A, die Ausleuchtung des Bildes beträgt A 2. Um die Apertur zu vergrößern, wird Immersion verwendet.

Eintauchen- eine transparente Flüssigkeit mit einem Brechungsindex n > 1. Das Präparat und die Mikroskoplinse tauchen in sie ein, wodurch sich ihre Apertur und damit ihre Auflösung vergrößern.

Planachromatische Linse- ein Objektiv mit korrigierter chromatischer Aberration, das ein flaches Bild über das gesamte Feld erzeugt. Herkömmliche Achromate und Apochromate (Aberrationen für zwei bzw. drei Farben korrigiert) ergeben ein gekrümmtes Feld, das nicht korrigiert werden kann.

Phasenkontrast- eine Methode der mikroskopischen Untersuchung, die auf der Änderung der Phase einer Lichtwelle basiert, die durch ein transparentes Präparat läuft. Die Schwingungsphase ist mit bloßem Auge nicht sichtbar, daher wandeln spezielle Optiken – ein Kondensor und eine Linse – die Phasendifferenz in ein negatives oder positives Bild um.

Monozyten- eine Form der weißen Blutkörperchen.

Chloroplasten- grüne Organellen pflanzlicher Zellen, die für die Photosynthese verantwortlich sind.

Eosinophile- Blutzellen, die bei allergischen Reaktionen eine schützende Rolle spielen.

„: Erhöhte Anzahl weißer Blutkörperchen, bakterielle Infektion, Kartoffeln enthalten Stärke, Insekten übertragen Krankheiten – diese und ähnliche Aussagen sind überall zu hören. Jeden Tag dringen dieselben Informationen über Fernsehbildschirme, aus dem Mund von Bekannten, aus Zeitungen und Zeitschriften in unser Gehirn. Informationen, die scheinbar nur Spezialisten vorbehalten sind – Ärzten und Biologen. Schließlich sind sie diejenigen, die diese Themen in ihrem täglichen Leben berühren. Ein gewöhnlicher Mensch erhält aus bestimmten Studien nur Schlussfolgerungen, trockene Worte, denen es an Klarheit mangelt. In diesem Artikel werde ich versuchen, einfach über den Komplex zu sprechen. Darüber, wie sich jeder die auf den ersten Blick schwer fassbare Welt der Zellen und Mikroorganismen näher bringen kann.

Es ist nun zwei Jahre her, dass ich diese Welt zu Hause beobachte, und ein Jahr, in dem ich fotografiere. In dieser Zeit konnte ich mit eigenen Augen sehen, was für Blutkörperchen es gibt, was aus den Flügeln von Schmetterlingen und Motten fällt, wie das Herz einer Schnecke schlägt. Natürlich kann man aus Lehrbüchern, Videovorträgen und thematischen Websites viel lernen. Das Einzige, was unverdient bleiben würde, ist das Gefühl der Präsenz und Nähe zu etwas, das mit bloßem Auge nicht sichtbar ist. Was in einem Buch gelesen oder in einer Fernsehsendung gesehen wird, wird höchstwahrscheinlich in sehr kurzer Zeit aus dem Gedächtnis gelöscht. Was Sie persönlich durch die Linse eines Mikroskops sehen, wird Ihnen für immer in Erinnerung bleiben. Und was bleibt, ist nicht so sehr das Bild des Gesehenen, sondern das Verständnis, dass die Welt genau so strukturiert ist und nicht anders. Dass dies nicht nur Worte aus einem Buch sind, sondern persönliche Erfahrungen. Eine Erfahrung, die heutzutage jedem zugänglich ist.

Was kaufen?

Theater beginnt mit der Aufhängung, und Recherche beginnt mit der Anschaffung der Ausstattung. In unserem Fall wird es ein Mikroskop sein, da man mit einer Lupe nicht viel sehen kann. Unter den Hauptmerkmalen eines Mikroskops „für den Heimgebrauch“ sind natürlich die verfügbaren Vergrößerungen hervorzuheben, die durch das Produkt der Vergrößerungen von Okular und Objektiv bestimmt werden. Nicht jede biologische Probe ist für die Untersuchung bei hohen Vergrößerungen geeignet. Dies liegt daran, dass eine höhere Vergrößerung des optischen Systems eine geringere Schärfentiefe mit sich bringt. Dadurch wird das Bild unebener Oberflächen des Präparats teilweise unscharf. Deshalb ist es wichtig, ein Set zu haben Linsen Und Okulare, was Beobachtungen im gesamten Vergrößerungsbereich ermöglicht: 10–20×, 40–60×, 100–200×, 400–600×, 900–1000×. Manchmal ist die 1500-fache Vergrößerung durch den Kauf eines 15-fachen Okulars und eines 100-fachen Objektivs gerechtfertigt. Alles, was stärker vergrößert, erhöht die Auflösung nicht merklich, da bei etwa 2000- bis 2500-facher Vergrößerung die sogenannte „optische Grenze“, verursacht durch Beugungserscheinungen, bereits nahe ist.

Der nächste wichtige Punkt ist die Art der Düse. Normalerweise gibt es monokulare, binokulare und trinokulare Varianten. Das Klassifizierungsprinzip basiert darauf, „mit wie vielen Augen“ man ein Objekt betrachten möchte. Bei einem monokularen System müssen Sie schielen und bei Langzeitbeobachtungen aufgrund von Ermüdung ständig den Blick wechseln. Hier hilft Ihnen der Fernglasaufsatz, in den Sie, wie der Name schon sagt, mit beiden Augen schauen können. Insgesamt wirkt sich dies positiv auf das Wohlbefinden Ihrer Augen aus. Um nicht verwirrt zu sein Fernglas mit einem Stereomikroskop. Letzteres ermöglicht durch das Vorhandensein von zwei Linsen eine dreidimensionale Wahrnehmung des beobachteten Objekts, während binokulare Mikroskope einfach beiden Augen das gleiche Bild zuführen. Um Mikroobjekte zu fotografieren und zu filmen, benötigen Sie ein „Drittes Auge“, nämlich einen Aufsatz zur Installation der Kamera. Viele Hersteller stellen spezielle Kameras für ihre Mikroskopmodelle her, Sie können aber auch eine normale Kamera verwenden (allerdings müssen Sie einen Adapter kaufen).

Die Beobachtung bei hohen Vergrößerungen erfordert aufgrund der geringen Blendenöffnung der entsprechenden Objektive eine gute Beleuchtung. Vorbei sind die Zeiten, in denen das Medikament im reflektierten Licht eines Spiegels untersucht wurde. Heutzutage sind Mikroskope komplexe optisch-mechanisch-elektrische Geräte, die die Errungenschaften des wissenschaftlichen und technischen Fortschritts voll ausnutzen. Moderne Geräte verfügen über eine eigene Glühbirne, deren Licht über ein spezielles Gerät verteilt wird - Kondensator, - was die Droge beleuchtet. Je nach Kondensortyp lassen sich verschiedene Beobachtungsmethoden unterscheiden, am beliebtesten sind die Hellfeld- und die Dunkelfeldmethode. Die erste, vielen aus der Schule bekannte Methode geht davon aus, dass das Präparat gleichmäßig von unten beleuchtet wird. Darüber hinaus breitet sich an den Stellen, an denen das Arzneimittel optisch transparent ist, Licht vom Kondensor in die Linse aus, und in einer undurchsichtigen Umgebung wird das Licht absorbiert, nimmt Farbe an und wird gestreut. Dadurch entsteht ein dunkles Bild auf weißem Hintergrund – daher der Name der Methode.

Bei einem Dunkelfeldkondensator ist alles anders. Es ist so konzipiert, dass die austretenden Lichtstrahlen bis auf die Linsenöffnung selbst in unterschiedliche Richtungen gerichtet sind. Daher passieren sie ein optisch transparentes Medium, ohne in das Sichtfeld des Betrachters zu fallen. Andererseits werden Strahlen, die auf ein undurchsichtiges Objekt treffen, an diesem in alle Richtungen gestreut, auch in Richtung der Linse. Dadurch wird ein helles Objekt vor einem dunklen Hintergrund sichtbar. Diese Beobachtungsmethode eignet sich für die Untersuchung transparenter Objekte, die vor einem hellen Hintergrund keinen Kontrast aufweisen. Standardmäßig sind die meisten Mikroskope Hellfeldmikroskope. Wenn Sie also planen, das Spektrum der Beobachtungsmethoden zu erweitern, sollten Sie Mikroskopmodelle wählen, die den Einbau zusätzlicher Geräte ermöglichen: Kondensoren, Phasenkontrastgeräte, Polarisatoren usw.

Wie Sie wissen, sind optische Systeme nicht ideal: Der Lichtdurchgang durch sie ist mit Bildverzerrungen verbunden – Aberrationen. Deshalb versuchen sie, Linsen und Okulare so herzustellen, dass diese Aberrationen so weit wie möglich eliminiert werden. All dies wirkt sich auf ihre Endkosten aus. Aus Preis- und Qualitätsgründen ist es sinnvoll, planachromatische Objektive zu kaufen. Sie werden in der professionellen Forschung eingesetzt und sind preisgünstig. Objektive mit hoher Vergrößerung (z. B. 100-fach) haben eine numerische Apertur größer als 1, was den Einsatz von Öl bei der Beobachtung erfordert – das sogenannte Eintauchen. Wenn Sie daher neben „trockenen“ Linsen auch Immersionslinsen verwenden, sollten Sie sich vorab um Immersionsöl kümmern. Sein Brechungsindex muss zu Ihrem spezifischen Brillenglas passen.

Dies ist natürlich nicht die vollständige Liste der Parameter, die beim Kauf eines Mikroskops berücksichtigt werden sollten. Manchmal ist es wichtig, auf die Gestaltung und den Standort der Bühne sowie auf die Griffe zu ihrer Steuerung zu achten. Es lohnt sich, den Typ der Beleuchtung zu wählen, bei dem es sich entweder um eine normale Glühlampe oder um eine LED handeln kann, die heller leuchtet und sich weniger erwärmt. Auch Mikroskope können individuelle Merkmale aufweisen. Aber das Wichtigste, was über ihre Struktur gesagt werden sollte, ist vielleicht schon gesagt. Jede zusätzliche Option ist ein Aufpreis, sodass die Wahl des Modells und der Konfiguration in der Verantwortung des Endverbrauchers liegt.

In letzter Zeit gibt es einen Trend zum Kauf von Mikroskopen für Kinder. Bei solchen Geräten handelt es sich in der Regel um Monokulare mit kleinem Linsensatz und bescheidenen Parametern, die kostengünstig sind und nicht nur als guter Ausgangspunkt für direkte Beobachtungen, sondern auch zum Kennenlernen der Grundprinzipien des Mikroskops dienen können. Danach kann das Kind aufgrund der Schlussfolgerungen, die es bei der Arbeit mit dem „Budget“-Modell gezogen hat, ein seriöseres Gerät kaufen.

Wie kann man zuschauen?

Für die Amateurbeobachtung sind weder außergewöhnliche Kenntnisse im Umgang mit dem Mikroskop noch in der Präparation von Proben erforderlich. Natürlich können Sie bei weitem kein billiges Set an Fertigarzneimitteln kaufen, aber dann wird das Gefühl Ihrer persönlichen Anwesenheit in der Studie nicht so lebendig sein und früher oder später werden die Fertigarzneimittel langweilig. Deshalb sollten Sie nach dem Kauf eines Mikroskops darüber nachdenken, welche realen Objekte Sie beobachten möchten. Darüber hinaus benötigen Sie zwar spezielle, aber zugängliche Mittel zur Zubereitung von Medikamenten.

Die Beobachtung im Durchlicht setzt voraus, dass das Untersuchungsobjekt ausreichend dünn ist. Da nicht jede Schale einer Beere oder Frucht selbst die erforderliche Dicke aufweist, werden Schnitte unter dem Mikroskop untersucht. Zu Hause lassen sich mit normalen Rasierklingen einigermaßen gute Schnitte erzielen. Mit etwas Geschick ist es möglich, eine Schichtdicke von mehreren Zellschichten zu erreichen, was die Differenzierbarkeit von Probenobjekten deutlich erhöht. Idealerweise lohnt es sich, mit einer einzelligen Gewebeschicht zu arbeiten, da mehrere übereinanderliegende Zellschichten ein unscharfes und chaotisches Bild ergeben.

Der Prüfkörper wird auf einen Objektträger gelegt und ggf. mit einem Deckglas abgedeckt. Wenn im Lieferumfang des Mikroskops keine Brille enthalten ist, sollte diese daher separat erworben werden. Dies kann in Ihrem nächstgelegenen Fachgeschäft für medizinische Geräte erfolgen. Allerdings haftet nicht jedes Medikament gut auf dem Glas, daher kommen Fixierungsmethoden zum Einsatz. Die wichtigsten sind die Fixierung mit Feuer und Alkohol. Die erste Methode erfordert ein gewisses Geschick, da man das Medikament einfach „verbrennen“ kann. Die zweite Methode ist oft gerechtfertigter. Da es nicht immer möglich ist, reinen Alkohol zu bekommen, können Sie in der Apotheke als Ersatz ein Antiseptikum kaufen, bei dem es sich im Wesentlichen um Alkohol mit Verunreinigungen handelt. Es lohnt sich dort auch Jod und Brillantgrün zu kaufen. Diese uns bekannten Desinfektionsmittel erweisen sich tatsächlich auch als gute Farbstoffe für Medikamente. Denn nicht jedes Medikament verrät auf den ersten Blick sein Wesen. Manchmal muss ihm „geholfen“ werden, indem seine geformten Elemente bemalt werden: Kern, Zytoplasma, Organellen.

Für die Blutentnahme sollten Sie Vertikutierer, Pipetten und Watte kaufen. All dies ist in Sanitätshäusern und Apotheken erhältlich. Darüber hinaus sollten Sie sich zum Sammeln von Gegenständen aus der Wildnis mit kleinen Tüten und Gläsern eindecken. Wenn Sie ins Freie gehen, sollte es für Sie zur guten Gewohnheit werden, ein Glas mitzunehmen, um Wasser aus dem nächstgelegenen Gewässer aufzufangen.

Was gibt es zu sehen?

Das Mikroskop ist gekauft, die Instrumente sind gekauft – es kann losgehen. Und Sie sollten mit dem am besten zugänglichen beginnen. Was könnte zugänglicher sein als Zwiebelschalen (Abb. 1 und 2)? Da die Zwiebelschale an sich dünn ist und mit Jod getönt ist, weist sie in ihrer Struktur deutlich differenzierte Kerne auf. Dieses aus der Schule bekannte Experiment lohnt sich vielleicht zuerst einmal. Die Zwiebelschale selbst muss mit Jod gefüllt und 10–15 Minuten lang befleckt werden, danach muss sie unter fließendem Wasser abgespült werden.

Darüber hinaus kann Jod zum Färben von Kartoffeln verwendet werden (Abb. 3). Vergessen Sie nicht, dass der Schnitt so dünn wie möglich sein muss. Buchstäblich 5–10 Minuten, wenn man eine geschnittene Kartoffel in Jod hält, werden Stärkeschichten freigelegt, die sich blau verfärben. Jod ist ein ziemlich universeller Farbstoff. Es kann zum Färben verschiedenster Präparate eingesetzt werden.

Abbildung 1. Zwiebelschale(Vergrößerung: 1000×). Jodfärbung. Auf dem Foto ist der Zellkern differenziert.

Abbildung 2. Zwiebelschale(Vergrößerung: 1000×). Azur-Eosin-Färbung. Auf dem Foto ist der Nukleolus im Kern differenziert.

Abbildung 3. Stärkekörner in Kartoffeln(Vergrößerung: 100×). Jodfärbung.

Auf den Balkonen von Wohngebäuden sammeln sich häufig große Mengen an Fluginsektenkadavern. Beeilen Sie sich nicht, sie loszuwerden: Sie können als wertvolles Material für die Forschung dienen. Wie Sie auf den Fotos sehen können, sind die Flügel der Insekten behaart (Abbildungen 4-6). Insekten brauchen dies, damit ihre Flügel nicht nass werden. Aufgrund der hohen Oberflächenspannung können Wassertropfen nicht durch die Haare „fallen“ und den Flügel berühren.

Dieses Phänomen nennt man Hydrophobie. Wir haben im Artikel „Physikalische Hydrophobie“ ausführlich darüber gesprochen. - Ed.

Abbildung 4. Marienkäferflügel(Vergrößerung: 400×).

Abbildung 5. Flügel des Bibioniden(Vergrößerung: 400×).

Abbildung 6. Flügel eines Weißdornschmetterlings(Vergrößerung: 100×).

Wenn Sie jemals den Flügel eines Schmetterlings oder einer Motte berührt haben, ist Ihnen wahrscheinlich aufgefallen, dass eine Art „Staub“ davonfliegt. Die Fotos zeigen deutlich, dass es sich bei diesem Staub um Schuppen von ihren Flügeln handelt (Abb. 7). Sie haben unterschiedliche Formen und lassen sich recht leicht abreißen.

Darüber hinaus können Sie die Struktur der Gliedmaßen von Arthropoden oberflächlich untersuchen (Abb. 8) und Chitinfilme untersuchen – beispielsweise auf dem Rücken einer Kakerlake (Abb. 9). Bei richtiger Vergrößerung kann man davon ausgehen, dass solche Filme aus eng aneinanderliegenden (eventuell verschmolzenen) Schuppen bestehen.

Abbildung 7. Schuppen von Mottenflügeln(Vergrößerung: 400×).

Abbildung 8. Spinnenglied(Vergrößerung: 100×).

Abbildung 9. Film auf dem Rücken einer Kakerlake(Vergrößerung: 400×).

Als nächstes ist die Schale von Beeren und Früchten zu beobachten (Abb. 10 und 11). Nicht alle Früchte und Beeren haben Schalen, die für die Beobachtung unter dem Mikroskop akzeptabel sind. Entweder ist die Zellstruktur nicht differenziert oder die Dicke ermöglicht kein klares Bild. Auf die eine oder andere Weise müssen Sie viele Versuche unternehmen, bevor Sie ein gutes Medikament erhalten. Sie müssen verschiedene Rebsorten durchgehen – zum Beispiel, um eine zu finden, bei der die Farbstoffe in der Schale eine „schöne“ Form haben, oder um mehrere Abschnitte der Schale einer Pflaume anzufertigen, bis Sie es geschafft haben eine einzellige Schicht. In jedem Fall wird die Belohnung für die geleistete Arbeit angemessen sein.

Abbildung 10. Schwarze Traubenschalen(Vergrößerung: 1000×).

Abbildung 11. Pflaumenschale(Vergrößerung: 1000×).

Abbildung 12. Kleeblatt(Vergrößerung: 100×). Einige Zellen enthalten dunkelrotes Pigment.

Ein für die Forschung gut zugängliches Objekt ist Grün: Gras, Algen, Blätter (Abb. 12 und 13). Aber trotz seiner Allgegenwärtigkeit ist die Auswahl und Zubereitung einer guten Probe nicht so einfach.

Das Interessanteste am Grün sind vielleicht die Chloroplasten (Abb. 14 und 15). Daher muss der Schnitt extrem dünn sein. Grünalgen, die in allen offenen Gewässern vorkommen, haben oft eine akzeptable Dicke.

Abbildung 13. Erdbeerblatt(Vergrößerung: 40×). Abbildung 16. Schwebealge mit Flagellum(Vergrößerung: 400×).

Abbildung 17. Schneckenbaby(Vergrößerung: 40×).

Abbildung 18. Blutausstrich. Azur-Eosin-Färbung nach Romanovsky (Vergrößerung: 1000×). Das Foto zeigt einen Eosinophilen vor dem Hintergrund roter Blutkörperchen.

Ein eigenständiger Wissenschaftler

Video 1. Schneckenherzschlag(optische Mikroskopvergrößerung 100×).

Nach dem Studium einfacher und zugänglicher Medikamente besteht ein natürlicher Wunsch darin, die Beobachtungstechniken zu komplizieren und die Klasse der untersuchten Objekte zu erweitern. Dafür benötigen Sie erstens Literatur zu speziellen Forschungsmethoden und zweitens spezielle Werkzeuge. Obwohl diese Mittel für jeden Objekttyp spezifisch sind, weisen sie dennoch eine gewisse Allgemeingültigkeit und Universalität auf. Beispielsweise kann die bekannte Gram-Färbemethode, bei der verschiedene Arten von Bakterien nach der Färbung farblich unterschieden werden, auch zur Färbung anderer, nichtbakterieller Zellen verwendet werden. Im Wesentlichen kommt ihm die Methode der Blutausstrichfärbung nach Romanovsky nahe. Zum Verkauf stehen sowohl fertige flüssige Farbstoffe als auch Pulver bestehend aus Farbstoffen wie Azurblau und Eosin. Alle Farbstoffe können in medizinischen und biologischen Fachgeschäften gekauft oder online bestellt werden. Wenn Sie aus irgendeinem Grund keinen Blutfarbstoff erhalten, können Sie den Laborassistenten, der im Krankenhaus Ihren Bluttest durchführt, bitten, ein Glas mit einem gefärbten Blutausstrich an den Test anzuschließen.

Wenn man das Thema Blutforschung fortsetzt, darf man nicht umhin, die Goryaev-Kamera zu erwähnen – ein Gerät zur Zählung von Blutzellen. Als wichtiges Instrument zur Beurteilung der Anzahl roter Blutkörperchen im Blut, selbst in jenen Tagen, als es noch keine Geräte zur automatischen Analyse seiner Zusammensetzung gab, ermöglicht die Kamera von Goryaev dank der darauf angebrachten Markierungen mit bekannter Technik auch die Messung der Größe von Objekten Teilungsgrößen. Methoden zur Untersuchung von Blut und anderen Flüssigkeiten mit der Goryaev-Kamera sind in der Fachliteratur beschrieben.

Abschluss

In diesem Artikel habe ich versucht, die wichtigsten Punkte im Zusammenhang mit der Wahl eines Mikroskops, den verfügbaren Werkzeugen und den wichtigsten Klassen von Beobachtungsobjekten zu berücksichtigen, die im Alltag und in der Natur nicht schwer anzutreffen sind. Wie bereits erwähnt, erfordern spezielle Beobachtungswerkzeuge zumindest Grundkenntnisse im Umgang mit einem Mikroskop, sodass ihre Betrachtung den Rahmen dieses Artikels sprengen würde. Wie Sie auf den Fotos sehen können, kann Mikroskopie zu einem angenehmen Hobby und für manche vielleicht sogar zu einer Kunst werden.

In der modernen Welt, in der eine Vielzahl technischer Mittel und Geräte fußläufig erreichbar sind, entscheidet jeder selbst, wofür er sein Geld ausgibt. Aus Unterhaltungsgründen könnte dies ein teurer Laptop oder ein Fernseher mit übermäßiger Diagonale sein. Es gibt aber auch diejenigen, die den Blick von den Bildschirmen abwenden und ihn entweder weit in den Weltraum richten, sich ein Teleskop anschaffen oder durch das Okular eines Mikroskops tief ins Innere blicken. Innerhalb der Natur, von der wir ein Teil sind.