Мақала
Метилен көгімен ұрт жасушаларын бояу: нені бақылау керек
Оқушы заттық әйнекке ұрт жасушалары суспензиясының бір тамшысын тамызып, микроскопқа қарайды, бірақ ештеңе дерлік көрмейді. Жарық көру өрісінде бірнеше бозғылт сұлба жылжып өтеді. Ол фокусты реттейді, содан кейін жарықты күшейтіп, ақырында әйнек бос деген қорытындыға келеді. Әйнек бос емес. Жасушалар бар. Олар дерлік мөлдір, ал мөлдірлік — осы бояу шешуге арналған негізгі мәселе.
Хаттамаға кіріспес бұрын, күтілетін нәтиже мен нақты көрініс арасындағы осы сәйкессіздікті атап өткен жөн. Жаңадан үйренушілер микроскоп бөлшектерді камераның үлкейтуі алыстағы жазуды көрсеткендей айқын көрсетеді деп күтеді. Жарық өрісті микроскоптың қызметі тарлау: ол жарықтың жұтылуындағы айырмашылықтарды көрсетеді. Боялмаған ұрт жасушасы жарықты дерлік жұтпайды, сондықтан көзге көрінетін айырмашылық та дерлік тудырмайды. Метилен көгі осы айырмашылықты қосады. Ол жасушаның ішінде біркелкі емес байланысып, құрылымды контрастқа айналдырады. Оқушылар осы ұғымды түсінгенде, кейінгі әр қадам жай нұсқау емес, осы қағиданың салдары ретінде қабылданады.
Мектеп зертханасында қарапайым бояулардың контрастты қалай арттыратыны туралы негізгі мәліметтер мұнда пайдалы, ал бояудан бұрын жарық өрісті микроскопты баптау жөніндегі еске салу сәтсіз препараттардың жартысының алдын алады. Түстің химиялық негізі микроскопиядағы метилен көгіне кіріспеде түсіндіріледі; онда дәл осы бояудың зертхана үстелінде неліктен жиі кездесетіні қарастырылады.
Сабақта қолданылатын хаттама
Төмендегі ылғалды препарат нұсқасы жалпы сабақтар үшін қарапайым негізгі әдіс болып саналады. Оған жалын да, бекіту кезеңі де қажет емес. Кейбір колледж нұсқаулықтарында қолданылатын бекітілген жағынды нұсқасында ауада кептіру және қысқа уақыт жылумен бекіту қосылады. Мұны Biology LibreTexts арқылы жарияланған North Central Texas College ұрт жағындысы бойынша жұмысынан көруге болады. Алайда жылумен бекіту — микробиологияда қалыптасқан тәсіл, эпителий жасушаларын көрудің міндетті шарты емес.
Қажетті заттар: таза заттық және жабын әйнектер, стерильді бір реттік жағынды таяқшалары (ұсынылады) немесе жаңа жалпақ тіс шұқығыштар, тамызғыш құтыдағы метилен көгінің 0.5–1 пайыздық сулы ерітіндісі, дистилденген немесе деиондалған су, сорғыш қағаз, қолғап және жалпы үлкейтуі 100x және 400x болатын құрама микроскоп.
- Ауызды жай сумен шайыңыз. Бұл кейін қатты боялып, жасушалардан назарды аударатын тағам бөлшектерін кетіреді.
- Әр оқушы тек өз ұртынан үлгі алады. Ұрттың ішкі бетін жаңа стерильді жағынды таяқшасымен ақырын сүртіңіз. Жай басыңыз, қырмаңыз. Жайсыздық немесе қан кету басталғанға дейін-ақ тоқтаңыз.
- Жағынды таяқшасын таза заттық әйнектің ортасымен домалатып, жұқа қабат жағыңыз. Жұқа қабат — препараттың анық көрінуін айқындайтын ең маңызды фактор. Қалың ақ қабат боялғаннан кейін құрылымы ажыратылмайтын көк массаға айналады.
- Жағындының үстіне метилен көгінің бір тамшысын қосыңыз. Оны 1–3 минутқа қалдырыңыз. Көптеген колледж хаттамаларында бір минут жеткілікті; NCERT IX сыныпқа арналған жаратылыстану зертханалық нұсқаулығында уақытша препарат үшін шамамен 3 минут қолданылады. Ұзағырақ ұстау жақсырақ нәтиже бермейді, ал шамадан тыс бояу — уақытқа қатысты ең жиі жіберілетін қате.
- Жергілікті хаттамаға сай дистилденген сумен ақырын шайыңыз немесе артық бояуды сорғыш қағазбен сіңіріп алыңыз. Фон қою көк емес, бозғылт көк болуы керек.
- Жабын әйнекті қиғаштап түсіріп, алдымен бір шетін тигізіңіз, содан кейін баяу түсіріңіз. Бұл ауа көпіршіктерінің түсуіне жол бермейді.
- Жасушаларды табу үшін төмен үлкейтуден бастаңыз, фокустың дұрыстығын және нысанның ортада тұрғанын тексеріңіз, содан кейін 100x, ақырында 400x үлкейтуге ауысыңыз. 400x кезінде тек дәл фокустауды пайдаланыңыз.
Бояу концентрациясын бір сөйлеммен нақтылаған жөн. Мектеп хаттамаларында көбіне метилен көгінің 1 пайыздық сулы ерітіндісі қолданылады. Концентрациясы жоғары бастапқы ерітінді немесе ұзақ әсер ету ядроға қарағанда фонды тезірек қоюландырады, сөйтіп жаттығуға қажет контрастты кері өзгертеді.
Ұрттан алынған материалмен қауіпсіз жұмыс істеу
Ұрт үлгілерінде сілекей мен ауыз қуысының қалыпты микроорганизмдері болады, сондықтан үлгі бергендер дені сау сыныптастар болса да, әрбір жаңа жағындыны ықтимал жұқпалы материал ретінде қарастырыңыз. Америкалық микробиология қоғамының оқу зертханаларына арналған биоқауіпсіздік нұсқаулығында жалпы қағидалар берілген: сабаққа дейін қауіп-қатерді бағалау, қолғап кию, шашырау мүмкін болғанда көзді қорғау, жұмыстан кейін қолды жуу, зертхана үстелдерін дезинфекциялау және ластанған бір реттік заттарды бекітілген биологиялық қалдықтарды жою тәртібімен тастау.
Сабақтағы төрт ереже қауіптің басым бөлігін қамтиды. Әр жағынды таяқшасы мен әр заттық әйнек тек бір үлгі берушіге тиесілі болуы керек, оларды ортақ пайдалануға болмайды. Үлгіні тек өзіңізден алыңыз, қасыңыздағы адамнан алмаңыз. Бір реттік жағынды таяқшалары мен тіс шұқығыштар бірден арнайы қалдық контейнеріне тасталады, үстелге қайта қойылмайды. Метилен көгінің өзі тері мен киімді бояйды әрі көзді тітіркендіреді, сондықтан қолғап киіп, бояулармен жұмыс істеудің қалыпты гигиена ережелерін сақтаңыз. Бұл жаттығуды жағындыдан қандай да бір микроорганизмдерді өсіруге ұластырмаңыз және адамнан жаңа алынған материалды мектептің қауіпсіздік тәртібінен тыс өз бетіңізше жылумен бекітпеңіз.
Нені бақылау керек және ол неліктен солай көрінеді
100x кезінде пішіні дұрыс емес сопақша немесе көпбұрышты, бозғылт көк, жалпақ әрі кең жасушаларды іздеңіз. Олар жеке-жеке немесе бір-бірін ішінара жауып тұрған бос қабаттар түрінде орналасады. Әр жасушада әдетте бір қоюлау көк дақ болады. Бұл дақ — ядро. Олардың орналасуын да байқаңыз: жалпақ эпителий жасушалары шар емес, жұқа тақташалар тәрізді, сондықтан шеттері дөңгелек шарларға емес, шытынаған глазурьге ұқсайды.
400x кезінде үш белгі анық ажыратылады. Жасуша шекарасы оны қоршап тұрған жіңішке, қоюлау сызық ретінде көрінеді. Цитоплазма ішкі кеңістікті біркелкі ашық көк түспен толтырады. Ядро қоюлау әрі жинақырақ, көбіне сопақша болады; әдетте ортасына жақын орналасады, бірақ әрдайым емес. Оқушылардан осы үшеуін, сондай-ақ пішін мен үлкейту шамасын жазуды сұраңыз, өйткені жұмыс парағында дәл осы деректер қажет.
Мұнда дәлдікке қатысты бір маңызды жайт бар, ал көптеген жұмыс парақтарында ол қате беріледі. Көрінетін шекара плазмалық мембрана аймағына сәйкес келеді, бірақ мембрананың өзі — қалыңдығы шамамен 7–10 нанометр болатын липидті қосқабат — мектеп микроскобының ажырату мүмкіндігінен әлдеқайда кіші. Оқушылар жасушаның оптикалық шетін және сол жерде жиналған бояуды көреді. Органеллаларға қатысты да осындай сақтық қажет. Бұл препаратта митохондриялар, эндоплазмалық тор, Гольджи денешіктері және рибосомалар көрінбейді. NCBI-дің микроскопия құралдары туралы жасуша биологиясына арналған шолуында түсіндірілгендей, қолайлы жағдайда кәдімгі жарық микроскобы шамамен 0.2 микрометрге дейінгі бөлшектерді ажыратады, ал ультрақұрылымдардың көбі осы шекке жақын немесе одан кіші болады. Ажырату қабілетін арттырмайтын бос үлкейту бейнені ірілендіреді, бірақ жаңа бөлшектерді көрсетпейді.
Неліктен ядро ең қою боялады? Метилен көгі — ерітіндіде оң зарядталған катиондық бояу; ол жасушадағы теріс зарядталған материалмен, ең алдымен нуклеин қышқылдарымен байланысады. Хроматин ДНҚ-ны ядрода шоғырландырады, сондықтан бояудың ең көп мөлшері ядрода жиналады. Цитоплазмада РНҚ және басқа зарядталған молекулалар бар, сондықтан ол да боялады, бірақ бояу шашыраңқы әрі ашығырақ таралады. Маңызды ескерту: метилен көгі ДНҚ-ға ғана тән бояу емес. Ядроларды бейнелеу кезіндегі метилен көгінің таралуы туралы зерттеуде катионның нуклеин қышқылдарына бай аймақтармен байланысатыны сипатталған, ал жасушалық препараттарда метилен көгінің байланысуы туралы бұрынғы сандық зерттеуде байланысқан бояудың басым бөлігі нуклеин қышқылдарымен байланысқаны анықталған. Сондықтан қою ядро мен ашық цитоплазма — молекулалық талдау емес, контраст көрінісі.
Оқушылар жіберетін қателер және оларды қалай түсіндіруге болады
Сәтсіз препараттардың дерлік бәрі бес үлгінің біріне жатады. Оқушыларға жұмысты ойланбастан қайталай берудің орнына, препараттағы мәселені анықтауды үйретіңіз.
Шамадан тыс бояу жасушалар мен фонды біркелкі қоюландырып, ядроны көру өрісінде ажыратылмайтындай етеді. Мұны бояу уақытын қысқарту немесе мұқият шаю арқылы түзетіңіз. Жеткіліксіз бояу жарық күшейгенде жоғалып кететін бозғылт сұлбалар қалдырады; уақытты отыз секундтан қосып арттырыңыз. Қалың жағындыларда жасушалар бір-бірін тығыз жауып, ешбір шекараны ажырату мүмкін болмайды; мұның шешімі механикалық — келесі жолы жұқалау жағыңыз, өйткені үйілген жасушаларды ешқандай шаю түзете алмайды. Ауа көпіршіктері жиектері анық әрі қою мінсіз шеңберлер түрінде көрінеді және оларды құрылым деп қабылдайтын жаңадан үйренушілердің назарын аударады; жабын әйнекті қиғаш ұстап, баяу қайта орналастырыңыз. Жасушалардың үстіне немесе айналасына шашыраған ұсақ қою нүктелер әдетте ауыз қуысының қалыпты бактериялары болады, бұл Ingrid Science ұрт жасушаларына арналған әдістемесі сияқты мектеп хаттамаларында да атап көрсетілген. Олар ауыз қуысында микроорганизмдер бар екенін растайды; бұл оқушылардың есінде қалуы мүмкін, бірақ осы жаттығуда олардың түрін анықтау мүмкін емес және оларды жасуша бөліктері ретінде салуға болмайды. Тағам қалдықтары мен шырыш жіпшелері біркелкі емес әрі қатты боялады; алдын ала шаю оларды азайту үшін жасалады.
Бұл жаттығудың мүмкіндігі қандай шектеулі
Бұл — диагностикалық тест емес, оқу мақсатындағы бақылау. Сабақта боялған жасушалардың сыртқы көрінісіне қарап инфекцияны, қатерлі ісікті немесе қандай да бір ауруды анықтау мүмкін емес, әрі мақаланы мұның керісінше меңзейді деп түсінбеу керек. Препарат екі үлкейту деңгейінде пішінді, шекараны, цитоплазманы және ядроны көрсетеді. Ол мембрананың ультрақұрылымын, органеллалардың егжей-тегжейін немесе молекулалардың нақты түрін көрсетпейді. Шектеуді нақты айту ғылымды да, оқушыларды да қорғайды: жақсы нәтиже — денсаулық туралы қорытынды емес, үлкейту шамасы мен қолданылған бояуы жазылған, дұрыс белгіленген сурет.
Оқушының жұмыс парағы және белгілері бар микрофотосуреттер
Осы бетке арналған екі оқу материалы — жоғарыдағы белгілері бар микрофотосурет пен төмендегі жұмыс парағы. Әр оқушыға бір жұмыс парағын басып шығарыңыз немесе оны экранға шығарып, оқушылардан ұяшықтарды дәптерлеріне көшіріп алуды сұраңыз.
Оны 45 минуттық сабақта қалай қолдануға болады: қауіпсіздік нұсқаулығы мен үлгі алуға он минут, бояу мен препарат дайындауға он минут, екі үлкейту деңгейінде бақылау мен сурет салуға он бес минут, тексеру тізімін толтыруға және белгілері бар микрофотосуретпен салыстыруға он минут бөліңіз. Тексеру тізімінің тармақтары әдейі нақты әрекеттерге негізделген. Жұқа жағынды, дұрыс бояу уақыты, цитоплазмадан қоюырақ ядро, жазылған үлкейту шамасы. Осы төртеуінің бәрін белгілей алған оқушы сабақтың негізгі ұғымын түсінген: микроскоптар айырмашылықтарды көрсетеді, ал бояулар көрсетуге тұрарлық айырмашылықтарды жасайды.