III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

МИКРОМИР ВОКРУГ НАС
Некрасов И.Е.
Автор работы награжден дипломом победителя второй степени
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


ВВЕДЕНИЕ

На уроках окружающего мира я узнал, что все тела, особенно живые состоят из клеток. И все наши органы тоже состоят из клеток, молекул, атомов. Чтобы я рос, клетки должны делиться. Учитель сказала, что у клетки есть ядро, оболочка и многое другое. Но увидеть это своими глазами мы не можем, так как клетки относятся к микромиру. Что бы увидеть клетку надо специальное оборудование, и самое простое из него – микроскоп.

И вот на день рождение я получаю микроскоп. Теперь я сам могу познакомиться с микромиром. Конечно, только с его малой частью.

Цель:

Провести исследования различных объектов при помощи микроскопа .

Задачи:

  1. Узнать как устроен микроскоп и как правильно с ним работать.

  2. Познакомиться с особенностями работы с данным прибором в домашних условиях.

  3. Представить собственные исследования объектов окружающего нас мира.

  4. Сделать выводы о возможностях использования микроскопов в домашних условиях.

Гипотеза: можно предположить, что даже с помощью простого домашнего микроскопа возможно получить представление о микромире, узнать как устроена клетки из которых состоят все тела.

С ЧЕГО Я НАЧАЛ ИССЛЕДОВАНИЯ

Все мы знаем, что неизведанное, необычное с древних времён привлекало людей. Получив в подарок на мой день рождения микроскоп, я задумался, как появились микроскопы, для чего они нужны людям, как ими пользоваться и смогу ли я сам использовать в обычной жизни микроскоп?

По информации из Википедии я узнал, что Микроско́п (греч. μικρός — маленький и σκοπέω — смотрю) — прибор, предназначенный для получения увеличенных изображений, а также измерения объектов или деталей структуры, невидимых или плохо видимых невооружённым глазом. [4]

Оказывается, микроскопы с древних времен нашли широкое применение в разных областях, например, в криминалистике, палеонтологии, геологии, медицине. В последнее время всё чаще с их помощью проводят хирургические операции, изучают бактерии и вирусы, определяют возбудителей разных болезней. Приборы встречаются у офтальмологов, дерматологов, стоматологов, хирургов и других областях и в других научных сферах.

Стоит отметить, что история создания микроскопа имеет многовековой период. С того времени этот прибор очень сильно изменился. От простой трубки до высокоточного электронного устройства огромной мощности с большими увеличительными возможностями. Примерно с 1крат до 20.000.000, позволяющие разглядеть атомы и погрузиться в микромир. [3]

Например, микроскоп Titan 80-300 Cubed, созданный международной компанией FEI Company, имеет разрешение 0.5 ангстрема (мера длины) — это меньше размеров атома, который имеет размер 2 ангстрема. Это самый высокий результат исследований микрочастиц на уровне самых мелких структур, молекул ДНК (20 ангстрем) с самым высоким разрешением.

Рис.1. Микроскоп Titan 80-300 Cubed.

Увеличение в микроскопе зависит от количества линз, находящихся в окуляре и в среднем в обычных приборах, в зависимости от целей, может варьироваться от 20-ти кратного увеличения до 1500-3000 раз. В нашем исследовании использовался микроскоп с объективами от х80 и до х800 крат. [2]

В своем исследовании я использовал микроскоп МИКРОМЕД С11, с увеличением от х80 до х800 раз. Он небольшой по размеру, удобен в хранении и использовании в домашних условиях. [5]

Мой микроскоп оснащен встроенным осветителем, который работает от батареек. Это может позволить использовать его на уроках в школе. Так же конструкция осветителя микроскопа может работать от сети 220.

Рис.2. МИКРОМЕД С11.

Работа с микроскопом потребовала от меня большой концентрации внимания и аккуратности. При работе с микроскопом необходимо поставить его на ровную поверхность- установить окулярную трубу(в зависимости от увеличения)- подключить блок питания сначала к разъему на микроскопе- подключить к электросети.

Данный микроскоп имеет 2 вида подсветки:

1. Нижняя- для исследования образцов в верхних лучах света;

2. Верхняя- ручка- фонарик, для исследования в отраженных лучах.

Я помещал образец на предметное стекло, закреплял в центре с помощью клипы на предметном столике, направить объектив( револьерную головку повернуть до щелчка) и вращал рукоятку фокусировки до чёткости, зафиксируйте рукоятку. По окончании работы я обязательно отключал источник освещения, извлекал предметное стекло, накрывал пылезащитным чехлом микроскоп.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Для изучения мной выбирались самые разные предметы и частицы.

Мной в объектив было рассмотрено на начальном этапе изучения: нитки, кусок ткани, частицы пыли в поисках живых организмов, листья разных комнатных растений, пищевых продуктов и другие объекты.

Кроме того для проведения исследований необходимы некоторые дополнительные приборы и вещества. Так в зависимости от вида исследования может пригодиться спирт, вода, йод и пищевой краситель для окрашиваний, чашка Петри (плоская баночка из стекла с крышкой), но для каждого исследования просто необходимы: предметное и покровное стекло, пинцет, пипетка, тонкая игла.

Каждое исследование требовало основательного и аккуратного подхода. Например, чтобы рассмотреть плесень, я вырастил её при определённой температуре и в определённой влажности. Чтобы рассмотреть инфузорию туфельку ее необходимо вырастить в определенной среде и поддерживать благоприятные для ее размножения условия, чтобы не погибли новые колонии. Даже для того чтобы рассмотреть лист комнатного растения, нужно очень аккуратно и осторожно снять тончайший слой.

При работе с микроскопом расположение его имеет очень важное значение. Я размещал прибор на столе при достаточно хорошем освещении. Для использования объекта исследования достаточно до 5мм материала или 1-2 капель жидкости. И только когда я всё подготовил, то смог насладиться красотой целого микрокосмоса, необъятного мира в глазок объектива. И главной задачей моего проекта стоит показать предметы моих исследований и то, какими способами они были выполнены.

Хотелось бы отметить, что все фотографии, представленные в работе, были выполнены через объектив фотокамеры на телефоне. Подкрашивание объектов не понадобилось, т.к. они имеют довольно четкие очертания и яркие цвета.

В рамках проекта будет освещена только малая часть тех открытий, которые были уже проведены в домашних условиях. Итак:

3.1. Фикус Бенджамина.

Рис. 3. Увеличение листа фикуса в х80 раз.

Для этого мне понадобился живой лист и выполнен тонкий срез ткани. Срезанная часть аккуратно пинцетом была расправлена на покровном стекле. При наведении объектива в увеличение в х80 раз было видно как клеточный сок движется и циркулирует между клеток. На рис.3 отчетливо видно клетки (островки) и клеточный сок (зеленые дорожки). Соковыделение прекратилось и застыло через 2-3 минуты после среза. Видны клетки и отчетливо тёмными пятнами можно увидеть клеточное ядро.

3.2.Чешуя фиолетового лука.

Рис. 4. Увеличение частицы чешуи в х80 раз.

Для этого мне понадобилось покровное стекло, капля воды из пипетки и небольшой срез сочной чешуи фиолетового лука, который мы аккуратно отделили от его кожицы. При увеличении в х800 раз было хорошо видно ядро клетки и ее оболочка.

3.3. Плесень лимона.

Для исследования плесени, нам понадобилось ее вырастить.

Для этого, половина лимона была помещена в пластиковый контейнер и оставлена на столе при комнатной температуре. Примерно через неделю, мы имели тонкий серый «пыльный» налет по всей поверхности лимона, что и было плесневелыми грибами, которые разрастались на тонкой пленке, покрытой слизью, и под самим лимоном была жидкость мутная, имеющая специфический запах.

На исследование были взяты образцы серой плесени, слизи, и жидкости. Для этого пипеткой на стекло была нанесена жидкость, пинцетом была выложена слизь и скальпелем «пыль» от плесени с поверхности лимона. В каждом образце были отчетливо видны споры плесени (овальные капли). Структура в каждом образце была схожая, но плотность была разная, больше всего спор оказалось в жидкости и в «пыли» плесени с поверхности.

Рис. 5. Увеличение спор в жидкости в х80 раз.

На рис.5 видно, какая огромная колония грибов живет, укореняется и размножается, скорость ее разрастания очень высокая и количество спор увеличивалось прямо «на глазах».

3.4.Инфузория туфелька.

Для такого исследования необходимо было вырастить в домашних условиях живой организм, так как в естественной среде инфузория обитает в пресных водоемах, лужах и питается водорослями и бактериями.

Для создания необходимой среды, богатой бактериями и растительными организмами, нам понадобилась кружка, мелко порезанные очистки картофеля, примерно чайная ложка земли из горшка с комнатным растением и 100 мл воды комнатной температуры. Всё тщательно перемешано и выставлено на подоконник, закрытый от попадания прямых солнечных лучей. Спустя неделю, раствор приобрел специфический гнилостный запах, как в водоеме. Пипеткой образец жидкости был нанесен на покрывное стекло и помещено под объектив с увеличением х80 раз. (Рис.6).

Рис. 6. Инфузория туфелька при увеличении х80 раз

При 800-кратном увеличении (Рис.7) отчетливо видно количество и очертания живых инфузорий. При рассмотрении было видно, с какой скоростью они передвигались. Опыт был повторен в другой день, где скорость передвижений живых организмов отличалась, отчего был сделан вывод, что скорость передвижения и их жизнедеятельность зависит от температуры окружающей среды, так как в этот день за окном было значительно холоднее, чем в предыдущий день. На рисунке видно какую форму имеет инфузория и сложное строение внутри организма.

Рис. 7. Инфузория туфелька при увеличении х800 раз.

3.5. Пылевой клещ.

Иногда удивительные образцы окружают нас в повседневной жизни. Так случайно на стекле экрана планшета был обнаружен пылевой клещ.

Такое насекомое обитает в большинстве домов, даже если соблюдается стерильная чистота, насекомое питается микрочастицами человеческой кожи.

Это микроскопическое насекомое имеет размер примерно 0,5 мм и полупрозрачное тело. Найденный образец был сразу помещен на покрывное стекло под объектив микроскопа с увеличением в х200 раз. На рис.8 видно, что клещ относится к классу паукообразных и имеет 8 ног, покрытые чешуйками и имеющие волоски, на передних ногах видны щупальца. Туловище цельное, но имеет выраженную форму головы.

Рис. 8. Пылевой клещ при увеличении х200 раз.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Как уже было сказано выше, под объективом микроскопа было исследовано множество образцов. Следует отметить, что кроме представленных выше под объектив моего микроскопа попали различные образцы простых предметов, окружающих нас в быту. Мною были исследованы самые обычные вещи, которые у каждого из нас в доме: ткань цветная, плотная, с тонкими и сложными переплетениями, полиэтилен тонкий, толстый и плотный. Еда, самая разная: кожицы фруктов и овощей, хлеб, дрожжи с ее спорами, очень похожие на споры плесени. Текстуры и поверхности предметов и обломков кристаллы сахара, соли и песка.

С появлением микроскопа для меня открылся невиданный и сложный мир. Я увидел и узнал, что такое клетка. Теперь я представляю, из чего состоят тела. В то же время, я специально не ставил задачу рассказать подробно о каждом исследуемом объекте, его строении и составе, чтобы не углубляться в научные и подробные описания. Мне еще это предстоит изучить и разобраться на уроках биологии, химии и физики. Я лишь описал, то как я проводил опыты и показал как выглядит тот или иной образец в объектив микроскопа, как сложен, казалось бы, простой предмет, но в объективе это целый новый мир в клетке, где есть своя форма, структура, состав.

Это лишь начало моих исследований, которые открывают новые знания и желание изучать, исследовать, наблюдать. Эти навыки помогут мне в дальнейшем на уроках биологии, химии и физики, а также в других областях, ведь микромиру и нанооткрытиям, уделяется сейчас большое внимание. Подобным исследованиям всегда будет место, для микроскопа всегда найдутся объекты для рассмотрения и изучения.

Проведенные мною исследования позволили мне подтвердить мою гипотезу: я узнал, что с помощью микроскопа можно исследовать простые предметы окружающего мира, разглядеть отдельные клетки, ядра клеток представленных образцов.

По результатам работы можно сделать следующие выводы:

  1. Я узнал, как устроен мой микроскоп и как с ним правильно работать.

  2. Я в домашних условиях провёл исследования объектов и смог самостоятельно заглянуть в «невидимый» обычному глазу микромир.

  3. Микроскоп полезен в домашних условиях для исследования различных объектов, проведения опытов и экспериментов.

В ходе работы над проектом поставленные задачи были решены, цель достигнута.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. В.А. Корчагина Учебник биологии 6-7 класс- М.: «Просвещение» 1993.

  2. Оксана Мазур: Удивительный микроскоп. Иллюстрированный путеводитель- М.: «Эксмо», 2015.

  3. «Мои первые научные опыты», издательская группа «Контент», М.:, 2003.

  4. https://ru.wikipedia.org

  5. http://www.elrussia.ru

  6. http://www.vita-club.ru