Урок 25. Лабораторне дослідження клітин
Матеріал
Урок 25. Лабораторне дослідження клітин
Місце уроку в темі: Цей урок – наступний у темі «Біологія клітини». Він закладає практичний фундамент роботи з оптичним мікроскопом, дослідження клітин, та навичок інтерпретації результатів мікроскопічного аналізу.
Проблема уроку: Як самостійно досліджувати невидиме?
Очікувані результати для вчителя:
Очікувані результати для учнівства:
Ключові слова:
- мікроскопія
- оптичний мікроскоп
- роздільна здатність
- збільшення
- препарат
План уроку
- Мотивація – Де використовують мікроскоп? (5 хв)
- Тобі може знадобитися – Як оцінити збільшення об’єкта? Що таке збільшення та роздільна здатність? (10 хв)
- Життєва ситуація – Використання мікроскопа, для дослідження самостійно приготуваного препарату. (20 хв)
- Попрактикуймо самостійно – практичне завдання. (5 хв)
- Рефлексія (5 хв)
Дружня порада для вчителя
Тривалість: 5 хв.
🛠 Як провести:
- Використайте додаткові чіткі та яскраві мікроскопічні зображення, які можуть зацікавити учнів.
Головна ідея:
Володіння навичками мікроскопії є ключем до досліджень у біології та медицині.
🔬 Мікроскоп – інструмент, який «озброює» око!
- Завдяки мікроскопії можна досліджувати не лише біологічні об’єкти. Мікроскопія є досить поширеним методам у багатьох сферах діяльності людей.
Сфери застосування мікроскопів:
- Контроль якості виготовленої продукції
- Аналіз стану друкованих плат
- Ремонт мікроелектроніки
- Хобі та інтереси (робота з дрібними деталями і елементами)
- Колекціонування (дослідження монет, ювелірних виробів, штампи, і інше)
- Дослідження тканин
- Медицина (аналіз стану шкіри, зубів, та ін.)
Сьогодні на уроці ми проведемо лабораторне дослідження клітин, застосовуючи оптичний мікроскоп. Розгляньте Рис. 2 – на ньому ви побачите зображення клітин бактерій, рослин, та тварин. Дайте відповіді на питання нижче:
📢 Запитання для дискусії:
- Які відмінності у розмірах клітин бактерій, тварин та рослин ви спостерігаєте?
- Які структури у рослинних клітинах мають зелений колір?
- Яку структуру добре видно на зображенні тваринних клітин, проте вона не спостерігається на препараті рослинних клітин?
Дружня порада для вчителя
Тривалість: 10 хв.
🛠 Як провести:
- Підготуйте мікроскопи для використання учнями.
- Запитайте:
- 👉 Що ви очікуєте побачити на банкноті під мікроскопом?
- 👉 Чому національні банкноти містять приховані мікроскопічні елементи?
Демонстрація налаштування мікроскопа:
- Покажіть учням, як правильно помістити банкноту на предметний столик.
- Продемонструйте, як налаштовувати фокус при переході від меншого до більшого збільшення.
Практична частина:
- Учні працюють у групах або парами, виконуючи такі кроки:
- Знаходять цікавий елемент банкноти (герб, літера, цифра).
- Спостерігають об’єкт при малому збільшенні (8х).
- Фокусуються та поступово переходять на більші об’єктиви (20х, 40х).
- Малюють побачене при кожному збільшенні на Рис. 4.
- Вимірюють ширину об’єкта на банкноті та на малюнках.
- Обчислюють загальне збільшення та похибку за формулою.
Додаткові ідеї:
- Запропонуйте учням дослідити не лише банкноти, а й інші об’єкти: папір, тканину, волокна одягу.
- Запропонуйте учням розглянути під мікроскопом дисплей смартфона та обговоріть побачене з точки зору вивченого на уроках фізики та сприйняття кольорів оком.
🔬 Як користуватись мікроскопом?
- Помістіть банкноту у 20, 50, 100 ₴, або будь-яку іншу на предметне скло та закріпіть її на столику мікроскопа за допомогою затискачів, використовуйте невелике збільшення (наприклад об’єктив 8х)
- Обережно пересувайте її, або гвинти предметного столика доки не побачите обраний для досліджень об’єкт в полі зору: державний герб України, одну літеру чи цифру
- Сфокусуйтесь на ньому, прокрутіть револьверну голівку, та потім почергово сфокусуйтеся на об’єкті об’єктивами більшої сили (напр. 20х та 40х)
- Обчисліть збільшення, помноживши збільшення лінзи окуляра та лінзи об’єктива• Намалюйте як ви побачили обраний об’єкт на банкноті у кожному з трьох полів спостереження при використанні об’єктивів різної сили на Рис. 4.
Збільшення отримане в полі зору можна розрахувати, поділивши розмір зображення (на вашому малюнку) на фактичний розмір (об’єкту на банкноті).
- За допомогою лінійки виміряйте ширину видимого поля по діаметру, поклавши лінійку на предметний столик при кожному збільшенні, запишіть поруч з колом, далі ширину/довжину вибраного об’єкту (герба, літери чи цифри) на банкноті (фактичну) ширину/довжину на ваших малюнках на Рис. 4 (зображеннях отриманих у полі зору).
- Порівняйте збільшення, розраховане на основі вашого малюнка (за способом з минулого уроку), із фактичним збільшенням яке ви розрахували на Рис. 4 та заповніть таблицю нижче.
🔢 Як розрахувати похибку?
Похибка = збільшення отримане при вимірюванні лінійкою / загальне збільшення × 100%
| У полі зору 1 | У полі зору 2 | У полі зору 3 | |
|---|---|---|---|
| Загальне збільшення: | |||
| Збільшення розраховане при вимірюванні лінійкою: | |||
| Похибка: |
- Замість використання лінійок зразки можна вимірювати за допомогою цифрових штангенциркулів (за наявності) для підвищення точності
Запитання для обговорення:
- Як змінилося зображення при переході на більше збільшення?”
- Чи однакові результати похибки ви отримали при спостереженнях у різних полях зору?
- Порівняйте отримані вами похибки з похибками в однокласників, чи сильно вони відрізняються, та чи вдалось досягти прийнятної точності?
- Чому могли виникнути такі відмінності?
Дружня порада для вчителя
Тривалість: 20 хв.
Демонстрація:
Перед початком роботи покажіть учням
- Як правильно тримати предметне скло та наносити зразки.
- Як накривати препарат покривним склом, щоб уникнути бульбашок повітря.
- Як правильно використовувати мікроскоп (налаштування світла, вибір об’єктива, фокусування).
- Як правильно забарвлювати препарати, щоб підкреслити структуру клітин.
🔎 Організація роботи:
👩🔬 Групова або індивідуальна робота – залежно від наявності обладнання.
⚠️ Техніка безпеки:
- Якщо використовується кров, наголосіть на стерильності інструментів і важливості індивідуального використання (альтернатива – готові препарати).
- Учні працюють зі склом та реагентами, тож варто нагадати про акуратність.
Питання для класу:
- Чим відрізняються рослинні та тваринні клітини?
- Навіщо забарвлювати клітини при мікроскопічних дослідженнях?
- Чому в клітинах цибулі немає хлоропластів?
- Які структури видно найкраще під світловим мікроскопом?
🔬 Ви маєте дослідити будову клітин різних організмів. Чи справді рослинні та тваринні клітини так відрізняються? Як вони виглядають під мікроскопом? Сьогодні ви навчитеся самостійно готувати мікроскопічні препарати та порівнювати різні типи клітин.
🧪 Як приготувати мікроскопічний препарат?
Дослідження клітин епідерми цибулі
🔹 Що потрібно:
✅ Цибулина (краще червоного (фіолетового) сорту)
✅ Скальпель або лезо
✅ Пінцет
✅ Предметне та покривне скло
✅ Крапля води
✅ Метиленовий синій або йод (для забарвлення)
🔹 Що робити:
- Відокремте тонку прозору плівку з внутрішньої сторони луски цибулі.
- Покладіть її на предметне скло та додайте краплю води.
- Якщо необхідно, забарвіть препарат краплею метиленового синього або йоду.
- Обережно накрийте плівку покривним склом, уникаючи бульбашок повітря.
- Розгляньте під мікроскопом при різних збільшеннях (10x, 40x).
- Замалюйте побачену структуру клітин:
Дослідження клітин інших рослин
🔹 Що можна дослідити:
✅ Листки елодеї (живі хлоропласти добре видно без забарвлення)
✅ Картопляний крохмаль (додаємо йод для кращої візуалізації)
✅ Шкірка помідора або перцю
🔹 Процедура:
- Використовуйте схожий метод підготовки препарату, як у випадку з цибулею.
- Зверніть увагу на відмінності у формах клітин та наявність хлоропластів.
- Замалюйте побачену структуру клітин:
Дослідження тваринних клітин (клітини крові)
🔹 Що потрібно:
✅ Скляна паличка або одноразовий ланцет (голка)
✅ Стерильна серветка
✅ Скельце з краплею фізіологічного розчину
✅ Розчин еозину або метиленового синього
🔹 Що робити:
- Якщо є можливість, використовуйте готовий препарат крові.
- Якщо ж потрібно створити власний:
- Обережно отримайте мікроскопічну кількість крові.
- Розмажте її тонким шаром на предметному склі.
- Додайте забарвлюючий розчин.
- Дочекайтеся висихання та розгляньте препарат під мікроскопом.
Намалюйте еритроцити та лейкоцити, звертаючи увагу на їх форму та розміри:
📌 Завдання для вас:
- Порівняйте рослинні та тваринні клітини. Що їх об’єднує? У чому головні відмінності?
- Знайдіть ядро у рослинних клітинах – у якій частині клітини воно розташоване?
- Порахуйте кількість клітин у полі зору мікроскопа при різних збільшеннях.
🌱🩸 Результати вашого дослідження допоможуть вам зрозуміти, як влаштовані живі організми на клітинному рівні!
Дружня порада для вчителя
Тривалість: 5 хв.
🧐 Питання для класу:
- Як можна відрізнити рослинну клітину від тваринної на основі мікрофотографії?
- Як можна обчислити масштаб збільшення?
🔹 Пояснення:
- Рослинні клітини мають клітинну стінку та хлоропласти, що відрізняє їх від тваринних.
- Електронна мікроскопія дозволяє побачити наддрібні деталі, які неможливо розгледіти у світловий мікроскоп.
- Визначення масштабу збільшення – важлива навичка, яку учні зможуть застосувати в майбутніх дослідженнях.
Завдання: Нижче наведено мікрофотографію еукаріотичної клітини, зроблену за допомогою трансмісійної електронної мікроскопії (ТЕМ).
а) Визначте три клітинні структури, зображені на мікрофотографії, і опишіть їх роль у клітині.
| _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
б) Визначте тип клітини, зображений на мікрофотографії, і обґрунтуйте свій вибір.
| _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
в) Підрахуйте, у скільки разів клітина на зображенні збільшена в порівнянні з оригінальним розміром:
| _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
Дружня порада для вчителя
Тривалість: 5 хв.
Обговорення:
- Які органели рослинної клітини найбільш важливі для її життєдіяльності?
- Чому клітинна стінка є ключовим елементом рослинних клітин, а тваринні клітини її не мають?
- Як мікроскопічні дослідження вплинули на розвиток біології та медицини?
Як провести:
- Формат «мікрофону» – кілька учнів діляться своїми думками перед класом.
- Робота в парах – обговорення вражень і відповідей із напарником/цею.
- Письмовий формат – запис відповідей у зошит.
✍️ Закінчіть речення:
- Найцікавішим відкриттям для мене було:
| __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
- Я не очікував/очікувала, що дослідження клітин може
| __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
- Питання, яке мені ще хотілося б дослідити:
| __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
Оцініть свій рівень розуміння:
👍 – Все зрозуміло, можу пояснити іншому.
🤔 – Дещо зрозумів(ла), але залишились питання.
👎 – Мені було складно, хочу розібратись глибше.
📺 Відео для натхнення:
- Як виглядають клітини під мікроскопом? (канал SciInspi):
https://www.youtube.com/watch - Найбільша одноклітинна істота (канал TED-Ed):
https://www.youtube.com/watch?v=FK9xHry877U
🎮 Віртуальний мікроскоп:
https://www.ncbionetwork.org/iet/microscope/
🧬 Цікаве читання:
Що таке клітина? – стаття на Nature Education
Урок 25. Лабораторне дослідження клітин
Місце уроку в темі: Цей урок – наступний у темі «Біологія клітини». Він закладає практичний фундамент роботи з оптичним мікроскопом, дослідження клітин, та навичок інтерпретації результатів мікроскопічного аналізу.
Проблема уроку: Як самостійно досліджувати невидиме?
Очікувані результати для учнівства:
Ключові слова:
- мікроскопія
- оптичний мікроскоп
- роздільна здатність
- збільшення
- препарат
План уроку
- Мотивація – Де використовують мікроскоп? (5 хв)
- Тобі може знадобитися – Як оцінити збільшення об’єкта? Що таке збільшення та роздільна здатність? (10 хв)
- Життєва ситуація – Використання мікроскопа, для дослідження самостійно приготуваного препарату. (20 хв)
- Попрактикуймо самостійно – практичне завдання. (5 хв)
- Рефлексія (5 хв)
🔬 Мікроскоп – інструмент, який «озброює» око!
- Завдяки мікроскопії можна досліджувати не лише біологічні об’єкти. Мікроскопія є досить поширеним методам у багатьох сферах діяльності людей.
Сфери застосування мікроскопів:
- Контроль якості виготовленої продукції
- Аналіз стану друкованих плат
- Ремонт мікроелектроніки
- Хобі та інтереси (робота з дрібними деталями і елементами)
- Колекціонування (дослідження монет, ювелірних виробів, штампи, і інше)
- Дослідження тканин
- Медицина (аналіз стану шкіри, зубів, та ін.)
Сьогодні на уроці ми проведемо лабораторне дослідження клітин, застосовуючи оптичний мікроскоп. Розгляньте Рис. 2 – на ньому ви побачите зображення клітин бактерій, рослин, та тварин. Дайте відповіді на питання нижче:
📢 Запитання для дискусії:
- Які відмінності у розмірах клітин бактерій, тварин та рослин ви спостерігаєте?
- Які структури у рослинних клітинах мають зелений колір?
- Яку структуру добре видно на зображенні тваринних клітин, проте вона не спостерігається на препараті рослинних клітин?
🔬 Як користуватись мікроскопом?
- Помістіть банкноту у 20, 50, 100 ₴, або будь-яку іншу на предметне скло та закріпіть її на столику мікроскопа за допомогою затискачів, використовуйте невелике збільшення (наприклад об’єктив 8х)
- Обережно пересувайте її, або гвинти предметного столика доки не побачите обраний для досліджень об’єкт в полі зору: державний герб України, одну літеру чи цифру
- Сфокусуйтесь на ньому, прокрутіть револьверну голівку, та потім почергово сфокусуйтеся на об’єкті об’єктивами більшої сили (напр. 20х та 40х)
- Обчисліть збільшення, помноживши збільшення лінзи окуляра та лінзи об’єктива• Намалюйте як ви побачили обраний об’єкт на банкноті у кожному з трьох полів спостереження при використанні об’єктивів різної сили на Рис. 4.
Збільшення отримане в полі зору можна розрахувати, поділивши розмір зображення (на вашому малюнку) на фактичний розмір (об’єкту на банкноті).
- За допомогою лінійки виміряйте ширину видимого поля по діаметру, поклавши лінійку на предметний столик при кожному збільшенні, запишіть поруч з колом, далі ширину/довжину вибраного об’єкту (герба, літери чи цифри) на банкноті (фактичну) ширину/довжину на ваших малюнках на Рис. 4 (зображеннях отриманих у полі зору).
- Порівняйте збільшення, розраховане на основі вашого малюнка (за способом з минулого уроку), із фактичним збільшенням яке ви розрахували на Рис. 4 та заповніть таблицю нижче.
🔢 Як розрахувати похибку?
Похибка = збільшення отримане при вимірюванні лінійкою / загальне збільшення × 100%
| У полі зору 1 | У полі зору 2 | У полі зору 3 | |
|---|---|---|---|
| Загальне збільшення: | |||
| Збільшення розраховане при вимірюванні лінійкою: | |||
| Похибка: |
- Замість використання лінійок зразки можна вимірювати за допомогою цифрових штангенциркулів (за наявності) для підвищення точності
Запитання для обговорення:
- Як змінилося зображення при переході на більше збільшення?”
- Чи однакові результати похибки ви отримали при спостереженнях у різних полях зору?
- Порівняйте отримані вами похибки з похибками в однокласників, чи сильно вони відрізняються, та чи вдалось досягти прийнятної точності?
- Чому могли виникнути такі відмінності?
🔬 Ви маєте дослідити будову клітин різних організмів. Чи справді рослинні та тваринні клітини так відрізняються? Як вони виглядають під мікроскопом? Сьогодні ви навчитеся самостійно готувати мікроскопічні препарати та порівнювати різні типи клітин.
🧪 Як приготувати мікроскопічний препарат?
Дослідження клітин епідерми цибулі
🔹 Що потрібно:
✅ Цибулина (краще червоного (фіолетового) сорту)
✅ Скальпель або лезо
✅ Пінцет
✅ Предметне та покривне скло
✅ Крапля води
✅ Метиленовий синій або йод (для забарвлення)
🔹 Що робити:
- Відокремте тонку прозору плівку з внутрішньої сторони луски цибулі.
- Покладіть її на предметне скло та додайте краплю води.
- Якщо необхідно, забарвіть препарат краплею метиленового синього або йоду.
- Обережно накрийте плівку покривним склом, уникаючи бульбашок повітря.
- Розгляньте під мікроскопом при різних збільшеннях (10x, 40x).
- Замалюйте побачену структуру клітин:
Дослідження клітин інших рослин
🔹 Що можна дослідити:
✅ Листки елодеї (живі хлоропласти добре видно без забарвлення)
✅ Картопляний крохмаль (додаємо йод для кращої візуалізації)
✅ Шкірка помідора або перцю
🔹 Процедура:
- Використовуйте схожий метод підготовки препарату, як у випадку з цибулею.
- Зверніть увагу на відмінності у формах клітин та наявність хлоропластів.
- Замалюйте побачену структуру клітин:
Дослідження тваринних клітин (клітини крові)
🔹 Що потрібно:
✅ Скляна паличка або одноразовий ланцет (голка)
✅ Стерильна серветка
✅ Скельце з краплею фізіологічного розчину
✅ Розчин еозину або метиленового синього
🔹 Що робити:
- Якщо є можливість, використовуйте готовий препарат крові.
- Якщо ж потрібно створити власний:
- Обережно отримайте мікроскопічну кількість крові.
- Розмажте її тонким шаром на предметному склі.
- Додайте забарвлюючий розчин.
- Дочекайтеся висихання та розгляньте препарат під мікроскопом.
Намалюйте еритроцити та лейкоцити, звертаючи увагу на їх форму та розміри:
📌 Завдання для вас:
- Порівняйте рослинні та тваринні клітини. Що їх об’єднує? У чому головні відмінності?
- Знайдіть ядро у рослинних клітинах – у якій частині клітини воно розташоване?
- Порахуйте кількість клітин у полі зору мікроскопа при різних збільшеннях.
🌱🩸 Результати вашого дослідження допоможуть вам зрозуміти, як влаштовані живі організми на клітинному рівні!
Завдання: Нижче наведено мікрофотографію еукаріотичної клітини, зроблену за допомогою трансмісійної електронної мікроскопії (ТЕМ).
а) Визначте три клітинні структури, зображені на мікрофотографії, і опишіть їх роль у клітині.
| _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
б) Визначте тип клітини, зображений на мікрофотографії, і обґрунтуйте свій вибір.
| _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
в) Підрахуйте, у скільки разів клітина на зображенні збільшена в порівнянні з оригінальним розміром:
| _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
✍️ Закінчіть речення:
- Найцікавішим відкриттям для мене було:
| __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
- Я не очікував/очікувала, що дослідження клітин може
| __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
- Питання, яке мені ще хотілося б дослідити:
| __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
Оцініть свій рівень розуміння:
👍 – Все зрозуміло, можу пояснити іншому.
🤔 – Дещо зрозумів(ла), але залишились питання.
👎 – Мені було складно, хочу розібратись глибше.
📺 Відео для натхнення:
- Як виглядають клітини під мікроскопом? (канал SciInspi):
https://www.youtube.com/watch - Найбільша одноклітинна істота (канал TED-Ed):
https://www.youtube.com/watch?v=FK9xHry877U
🎮 Віртуальний мікроскоп:
https://www.ncbionetwork.org/iet/microscope/
🧬 Цікаве читання:
Що таке клітина? – стаття на Nature Education
Ділись та обговорюй важливе