Эксперименты по анатомии и физиологии животных

Работа 1.

Приготовление препарата и рассматривание под,

микроскопом клеток слизистой оболочки рта человека

Цель — дать конкретное представление о строении тканевой клетки тела человека.

Материал и оборудование:

1) микроскоп;

2) предметное и покровное стекла;

3) скальпель (весь металлический) или чайная ложка;

4) препаровальная игла;

5) вода;

6) чернила (лучше красные);

7) стеклянная палочка;

8) раствор марганцовокислого калия;

9) часовое стекло или маленькое блюдечко.

Методика и техника работы.

Для окрашивания препарата готовится краска следующим образом; на часовое стекло при помощи стеклянной палочки помещается 7—8 капель чистой воды и прибавляется одна капля обыкновенных чернил. Необходимо брать чистые чернила, которые до работы хранятся закрытыми. Когда чернила берутся из школьных чернильниц,, стоящих открытыми, то рассмотрению препарата под микроскопом мешают крупные пылевые частицы,-попадающие с чернилами. Капля чернил при помощи стеклянной палочки тщательно смешивается с водой. Капля подкрашенной чернилами воды при помощи стеклянной палочки переносится на предметное стекло. Затем берется скальпель, на ручке которого не должно быть никаких зазубрин. Ручка скальпеля дезинфицируется в растворе марганцовокислого калия и вносится в рот. Держа скальпель за тот конец, на котором находится лезвие, ручкой его следует поскоблить внутреннюю поверхность щеки. Маленький комочек - слизи («оскребок»), который окажется на ручке скальпеля, следует при помощи препаровальной иглы поместить в каплю подкрашенной воды, заранее приготовленной на предметном стекле. Капля подкрашенной воды с клетками эпителиальной ткани покрывается покровным стеклом. Препарат рассматривается сначала при малом, а затем при большом увеличении. Для рассмотрения выбираются клетки правильной формы; в поле зрения наблюдателя иногда попадаются клетки разорванные или помятые: их рассматривать при большом увеличении не следует.

Под микроскопом следует рассмотреть ядро, протоплазму и оболочку. В протоплазме около ядра хорошо заметна зернистость. Снаружи тканевая клетка покрыта уплотненным слоем, который мы различаем в виде тонкого контура клетки (рис. 1).

Этот слой очень изменчив по своему строению и составу, он проницаем для одних веществ и непроницаем для других. Через этот слой происходит поглощение клеткой растворимых питательных веществ, кислорода и выделение продуктов жизнедеятельности клетки.

Нахождение общего в строении растительной и животной клетки имеет большое значение для формирования научного материалистического мировоззрения. Общее в строении растительной и животной клетки (наличие ядра, протоплазмы) показывает учащимся родство между животными и растительными организмами, единство всего живого.

При первом же ознакомлении учащихся с животной клеткой необходимо указать, что живое вещество в организме имеет как клеточное, так и неклеточное строение.

Выводы.

Животная клетка имеет те же главные составные части, которые имеются и в растительной клетке (ядро, протоплазма и оболочка). Однако в животной клетке большое количество клеточного сока встречается очень редко (клетки хорды) и кроме того отсутствует обособленная оболочка из клетчатки, характерная для растительной клетки.

Работа 2.

Рассматривание поверхностного эпителиального слоя кожи лягушки

Цель — дать конкретное представление об особенностях строения эпителиальной ткани, связанных с ее функцией.

Материал и оборудование:

1) эпителиальные пленки лягушки:

2) см. работу 1, кроме скальпеля и марганцовокислого калия.

Методика и техника.

При первом знакомстве с эпителиальной тканью следует показать, каков внешний вид этой ткани при рассматривании ее невооруженным глазом. Удобным объектом для этого являются те эпителиальные пленки, которые сбрасывает с поверхности кожи лягушка, если она день-два сидит в банке с малым количеством воды.

Эти тонкие, нежные, почти прозрачные пленки нужно осторожно пинцетом вынуть из воды и положить на часовое стеклышко с водою (или в блюдечко с водою). Часовое стекло с пленками желательно поставить на каждую парту, чтобы дать учащимся возможность рассмотреть эту пленку и описать ее внешний вид. После макроскопического изучения этой ткани следует приступить к разъяснению ее микроскопического строения и к рассмотрению микроскопического препарата, приготовленного самими учащимися или учителем.

Препарат поверхностного слоя эпителия, покрывающего кожу лягушки, готовится следующим образом: кусочек пленки кладется на часовое стекло или на блюдечко с разведенными чернилами (приготовление краски см. в раб. 1), откуда через 1-2 минуты при помощи иглы переносится в каплю чистой воды на предметное стекло. Пленка тщательно расправляется иглами так, чтобы она лежала одним слоем, без складок и морщин.

Для облегчения работы по расправлению кусочек надо брать минимальной величины, не более четверти квадратного сантиметра. Расправленную в воде пленку покрывают покровным стеклом.

Под микроскопом хорошо видно, что клетки эпителиальной ткани плотно прилегают друг к другу, образуя сплошной клеточный пласт (плотную пленку) (рис. 2).

Вывод.

Эпителиальная ткань отличается обилием клеток и незначительным количеством живого межклеточного вещества. Клетки эпителиальной ткани плотно прилегают друг к другу, образуя плотную пленку. Подобное строение эпителиальной ткани тесно связано с ее функцией. Функция эпителиальной ткани, расположенной на поверхности тела, — покров, защита, а функция эпителиальной ткани, выстилающей поверхность внутренних полостей различных органов (желудок, кишки и др.),—покров и всасывание.

Работа 3.

Приготовление препарата хрящевой ткани и рассматривание его под микроскопом

Цель - дать конкретное представление о строении хрящевой ткани, продемонстрировать единство формы и функции.

Материал и оборудование:

1) живая или усыпленная лягушка;

2) инструменты для вскрытия;

3) препаровальная игла;

4) безопастная бритва;

5) два часовых стекла или небольших блюдечка;

6) чернила;

7) вода;

8) стеклянная палочка;

9) микроскоп;

10) предметное и покровное стекла.

Методика и техника.

У живой лягушки до урока разрушают препаровальной иглой головной и спинной мозг и отрезают задние конечности. Отрезать надо выше тазобедренного сустава, чтобы головка бедренной кости не осталась при туловище. С задней конечности лягушки снимают кожу и удаляют с бедра мышцы. Головку бедренной кости освобождают от суставной сумки. С хряща, покрывающего головку бедренной кости, бритвой срезают тонкие пластинки и кладут их в разведенные фиолетовые чернила (приготовление краски см. в раб. 1).

После окраски наиболее тонкие срезы промывают в воде и рассматривают в капле воды под покровным стеклом. Срез должен быть очень тонкий, так как только при наличии этого условия можно продемонстрировать, что между клетками хрящевой ткани находится большое количество межклеточного вещества (рис. 3).

Вывод.

Хрящевая ткань, относящаяся к группе опорных соединительных тканей, имеет большое количество твердого упругого живого межклеточного вещества, в котором разбросаны заключенные в капсулы живые клетки. Особенности строения этой ткани тесно связаны с особенностями ее функции.

Работа 4.

Приготовление препарата поперечнополосатой мышечной ткани и рассматривание его под микроскопом

Цель — дать конкретное представление о том, что мышца состоит из тончайших волокон, имеющих весьма сложное строение, показать единство формы и функции.

Первый вариант

Материал и оборудование:

1) свежеотрезанные задние лапки лягушки;

2) микроскоп;

3) предметное и покровное стекла;

4) ножницы;

5) скальпель;

6) две препаровальные иглы;

7) физиологический раствор NaCI 0,65%;

8) стеклянная палочка;

 9) 1% уксусная кислота.

Методика и техника.

Ознакомление с внешним и внутренним строением . мышц можно провести с использованием задней конечности лягушки. За несколько минут до урока необходимо

разрушить иглой головной и спинной мозг у 6—8 лягушек, отрезать у них задние лапки и снять с лапок кожу. Подготовленные таким образом конечности раздать учащимся на столы. Учащиеся рассматривают мышцы бедра и голени. Под руководством учителя находят икроножную мышцу лягушки на задней стороне голени. Подведя под тело икроножной мышцы скальпель или одно из лезвий ножниц, учащиеся ведут его под длинное сухожилие, постепенно отделяя сухожилие от кости; наконец, длинное сухожилие совсем перерезается. Взяв пинцетом конец длины ого сухожилия, учащиеся убеждаются, что на другом конце икроножная мышца двумя короткими сухожилиями прикрепляется к бедренной кости.

Затем внимание учащихся обращается на блестящую оболочку, покрывающую мышцу. Раздвинув мышцы, задней стороны . бедра, учащиеся находят нерв.

В результате рассматривания мышц задней конечности лягушки выясняется, что мышца -сложный орган, в основном состоящий из мышечной ткани, но включающий соединительную ткань, нервы и кровеносные сосуды.

После рассмотрения внешнего строения мышцы учащимся предлагается вырезать кусочек мышцы, положить его на край предметного стекла и при помощи препаровальных игл растеребить его на стекле. Кусочек мышцы легко распадается на тончайшие волокна. Временный

препарат поперечнополосатых мышечных волокон готовится следующим образом: несколько волоконец помещаются на предметное стекло в каплю физиологического раствора и покрываются покровным стеклом. При рассматривании препарата под малым увеличением можно видеть не

только отдельные мышечные волокна, но и их поперечную исчерченность. После прибавления под покровное стекло капли 1 % уксусной кислоты выступают блестящие палочковидные

ядра, находящиеся в каждом мышечном волокне в большом количестве (рис. 4). Работа заканчивается схематичной зарисовкой учащимися строения волокна скелетной мышцы.

Выводы.

Скелетные мышцы состоят из волокон. Волокно скелетной мышцы отличается от клетки тем, что в протоплазме его находится много ядер и тончайшие волоконца — мышечные фибрилла, обладающие свойством сокращаться. Особенности строения волокон скелетной мышцы (большая длина и наличие фибриллей) тесно связаны с функцией мышечной ткани.

Второй вариант

Материал и оборудование:  

1) небольшие кусочки хорошо

разваренной говядины (по кусочку на каждую парту);

2) готовый гистологический препарат поперечнополосатого мышечного волокна;

3) две препаровальные иглы (на каждую парту);

4) предметное стекло, на которое кладется кусочек разваренного мяса;

5) микроскоп.

Методика и техника.

Учащимся предлагается при помощи препаровальных игл разделить кусочек мяса на волокна. Эта простая практическая работа убеждает учащихся в том, что мышца состоит из тончайших волокон. Необходимо объяснить учащимся, что в живой мышце волокна плотно прилегают друг к другу; при варке мяса вещество, находящееся между волокнами, разваривается, в результате чего волокна легко отделяются друг от друга.

Затем учитель объясняет строение поперечнополосатого мышечного волокна, сопровождая свое объяснение схематическим рисунком на доске, и, наконец, демонстрирует под микроскопом готовый гистологический препарат поперечнополосатого мышечного волокна. Учащимся предлагается при рассмотрении препарата найти все характерные особенности строения волокна скелетной мышцы.

В зависимости от условий оборудования (наличия или отсутствия лягушек, уксусной кислоты, готового препарата) учитель может использовать первый или второй вариант практической работы или демонстрации строения волокон скелетной мышцы.

Выводы. См. первый вариант

Работа 5.

Наблюдение кровообращения в лапке лягушки

Вариант первый

Цель — показать густую сеть капилляров, мелкие артерии и вены и дать конкретное представление о движении крови в живом организме.

Материал и оборудование:

1) лягушка;

2) бинт или тряпочка;

3) булавки;

4) пробковая (деревянная или картонная пластинка);

5) штатив с кольцом или заменяющий его предмет для поддерживания пластинки;

6) вата;

7) пипетка;

8) микроскоп;

9) нож или пробочное сверло.

Методика и техника.

В одном углу пластинки при помощи пробочного сверла или ножа делается круглое отверстие величиной с десятикопеечную монету.

Лягушка бинтуется в мокрый бинт или тряпочку (перед бинтованием бинт целиком погружается в воду и отжимается не слишком сильно) так, чтобы одна из ее задних конечностей осталась

свободной. Бинтовать следует плотно, но не слишком туго. Чтобы лягушка не имела возможности сгибать свободную конечность, к этой конечности прикладывается и е большая палочка;, палочка

должна доходить до стопы. Палочка прибинтовывается к конечности при помощи влажного бинта. Стопа остается свободной.

Лягушка кладется на пластинку брюхом вверх. Края марли прикалываются булавками к пластинке, чтобы лягушка лежала неподвижно. Над отверстием пластинки натягивается плавательная перепонка свободной лапки и укрепляется при помощи булавок. Булавки втыкаются не в палец лягушки, а в перепонку близ самого пальца. Сильно растягивать перепонку не следует, так как кровообращение в ней может прекратиться ().

Пластинку с прикрепленной лягушкой переносят на предметный столик микроскопа. Один конец пластинки кладется на столик микроскопа так, чтобы отверстие пластинки совпадало с отверстием столика, а другой конец пластинки: кладется на кольцо штатива, поднятое до уровня столика микроскопа.

Препарат рассматривается при малом увеличении. Следует найти вены, артерии и капилляры. Капилляры легко; определить по их размерам: в них красные тельца обычно движутся в один ряд, что следует рассмотреть под микроскопом.

Чтобы определить, находится ли в поле зрения вена или артерия, надо передвинуть препарат так, чтобы найти разветвление сосуда. Если кровь течет из сосуда в разветвления, то это — артерия. Если кровь из разветвлений собирается в общий сосуд — это вена (рис. ).

В поле зрения микроскопа будут еще хорошо видны темные пигментные клетки, которые могут обратить на себя внимание. При большом увеличении следует рассмотреть движение крови в капиллярах. Время от времени плавательную перепонку следует смачивать водой при помощи пипетки или кисточки.

Работа 6

Кровообращение в языке лягушки

Цель — показать густую сеть капилляров, мелкие артерии и вены и дать конкретное представление о движении крови в живом организме.

Материал и оборудование:  

1) лягушка;

2) бинт или тряпочка;

3) булавки;

4) пробковая (деревянная или картонная пластинка);

5) штатив с кольцом или заменяющий его предмет для поддерживания пластинки;

6) вата;

7) пипетка;

8) микроскоп;

9) нож или пробочное сверло.

Методика и техника.

Отверстие в пластинке делается по средней линии пластинки, ближе к одной из коротких сторон ее. У лягушки разрушают иглой спинной мозг и головной мозг. Затем ее прикалывают булавками к пластинке спиной вверх.  Вытягивают язык и, осторожно растягивая, прикалывают его над отверстием в пробковой пластинке. Сильно растягивать язык не следует, так как кровообращение может остановиться (рис.). Во все время наблюдения кровообращения в языке необходимо его смачивать водой. Лягушку следует покрыть до головы двойным кусочком фильтровальной бумаги или ваткой смоченными в воде.

В дальнейшем наблюдение ведется так же как в работе выше. Наблюдение кровообращения в языке дает более отчетливую картину, чем в перепонке ноги, тем более что там звездчатые пигментные клетки мешают ясности изображения.

Работа 7.

Кровообращение в брыжейке лягушки

Цель — показать густую сеть капилляров, мелкие артерии и вены и дать конкретное представление о движении крови в живом организме.

Материал и оборудование: те же, что и в работе выше.

Добавление:

1) физиологический раствор (0,65% NaCl);

2) отверстие в пластинке делается сбоку. К пластинке приклеивается пробковое кольцо так, чтобы оно окружало края отверстия. Величина отверстия равна 10-копеечной монете (рис. 23).

Методика и техника.

Лягушка с разрушенным спинным мозгом кладется на спину и прикалывается к доске с таким расчетом, чтобы одна из сторон брюшка приходилась как раз около отверстия с кольцом (рис. 23). Острыми тонкими ножницами прорезают боковую стенку тела (длина разреза 1!/г см), находящуюся возле отверстия. Пинцетом осторожно вытягивают через разрез петлю кишки и кладут ее вокруг кольца около отверстия. При этом брыжейка ложится горизонтально и натягивается над отверстием. В кишку вкалываются две-три булавки, чтобы укрепить ее неподвижно. Натягивать сильна брыжейку не следует. Брыжейка все время смачивается физиологическим раствором. В дальнейшем работа проводится также,  как сказано выше.

Преимущества наблюдения в брыжейке:

1) отсутствие пигментации, сильно мешающей наблюдению кровообращения в лапке;

2) большая тонкость перепонки допускает возможность наблюдать выхождение лейкоцитов из стенок сосудов; 3) возможность наблюдать образование тромба при поражении сосудов. Последнее наблюдается следующим образом.

Остро отточенной иглой(толщина ее проверяется под микроскопом) произвести укол

в один из сосудов, наблюдаемых под микроскопом. Наступающее кровоизлияние вскоре

прекращается вследствие образования тромба.

Примечание. Этот вариант наблюдения кровообращения в живом организме полезен для кружко-

вой работы. Выхождение лейкоцитов из сосуда и образование тромба при поражении сосуда возможно видеть только при длительном наблюдении.

Работа 8.

Наблюдение над работающим сердцем лягушки

Цель —наблюдение над работою живого сердца.

Материал и оборудование:

1) живая лягушка;

2) ванночка или пробковая пластинка;

3) инструменты для вскрытия;

4) часовое стекло (можно заменить куском тонкого стекла, тонким блюдечком для варенья);

5) физиологический раствор NaCl (0,65%);

6) булавки;

7) часы с секундной стрелкой или песочные часы на пол минуты или на минуту (необязательно).

Методика и техника.

У лягушки длинной иглой разрушают головной и спинной мозг. Обездвиженную таким образом

лягушку кладут на пробковую или деревянную дощечку и прикалывают булавками брюшной стороной кверху. Обнажают сердце следующим образом: захватив пинцетом складку кожи на середине брюшка, делают надрез. Разрез кожи продолжают до челюсти. Захватив пинцетом нижний край грудины, приподнимают ее слегка и мышцы подрезают с обеих сторон грудины. Затем отделяют грудину от сердца, для чего под грудину вводится плашмя скальпель или ветвь ножниц, при помощи которых и разрушаются пленки соединительной ткани. Грудина приподнимается при помощи пинцета, затем перерезаются ключицы, вороньи кости и грудина удаляется. Бьющееся сердце становится хорошо заметным. Захватив осторожно сердечную сорочку пинцетом, вскрывают ее и тупой стороной пинцета освобождают бьющееся сердце. Лягушки с обнаженным бьющимся сердцем покрываются фильтровальной бумагой (или тонким слоем ваты), смоченной физиологическим раствором. В таком виде лягушки даются на уроке каждой группе учащихся.

Изучить явление фагоцитоза лейкоцитами морской свинки эритроцитов лягушки

Ход опыта:

1. За 24 ч до проведения опыта морским свинкам вводят внутриперитонеально 10 мл 3 % раствора пептона. Одной из них дополнительно подкожно вво¬

дят 0,5 мл смеси скипидара с вазелиновым маслом (1:1).

2.Спустя указанное время внутриперитонеально вводят 5 мл 5 % взвеси эритроцитов лягушки (курицы, гуся) в изотоническом растворе.

3. Через 20—30 мин морскую свинку фиксируют брюшком вверх, посредине живота скальпелем делают надрез и из брюшной полости микропипеткой (пастеровской пипеткой) получают перитонеальную жидкость, из которой готовят мазки и препараты в висячей капле для исследования процессов фагоцитоза.

4. Каплю жидкости наносят на подготовленное предметное стекло и с помощью шлифованного стекла готовят тонкий мазок. Затем мазок высушивают, фиксируют в жидкости Никифорова или метиловом спирте в течение 5 мин, окрашивают краской Романовского-Гимза (3 млна 100 мл дистиллированной воды) в течение 20 мин,промывают проточной холодной водой, удаляют избыток влаги фильтровальной бумагой. Полученный окрашенный мазок исследуют под микроскопом.

5.Для приготовления препарата висячей капли используют предметное стекло с лункой и покровное стекло. По периферии лунки наносят слой вазелина. Небольшую каплю перитонеальной жидкости наносят на покровное стекло и добавляют 1 % раствор краски нейтраль-рот. На покровное стекло накладывают предметное стекло, чтобы верхушка капли попала в центр лунки, слегка прижимают, чтобы создать герметичность препарата. Затем переворачивают препарат вверх покровным стеклом.

6.Изучают под микроскопом все четыре стадии фагоцитоза: в мазке — зафиксированные, в висячей капле —в динамике. Причем в последнем случае четвертая стадия (переваривание эритроцита) определяется по окрашиванию цитоплазмы лейкоцита (фагоцита) в розовый цвет вследствие изменения pH цитоплазмы от нейтральной до кислой, обусловливающей изменение цвета индикатора нейтраль-рот.

7.Результаты по изучению перитонеальной жидкости двух морских свинок заносят в протокол, сравнивают между собой, зарисовывают, делают выводы. Объясняют причины различной интенсивности фагоцитоза в организме животных.

Литература

Брондэ Б. Д., Рохлин О. В. Молекулярные и клеточные основы иммунологического распознавания,—М.: Наука, 1978,—336 с.

Маянский А. Н„ Маянский Д. Н. Часовые здоровья,—Новосибирск: Наука, 1987,— 175 с.

Петров Р. В. Иммунология.—М.: Медицина, 1982,—336 с.