درسنامه آموزشی علوم تجربی کلاس ششم
درس 10: خیلی کوچک، خیلی بزرگ
آیا تا به حال یاخته (سلول) را از نزدیک مشاهده کردهاید؟ برای دیدن یاختهها از چه وسیلهای استفاده میکنیم؟ میکروسکوپ
برای مشاهدهی بیشتر یاختهها و جانداران تک یاختهای از میکروسکوپ استفاده میشود.
مشاهدهی یاخته و جانداران کوچک در زیر میکروسکوپ بسیار جالب و شگفتانگیز است. قبل از کار با میکروسکوپ بهتر است با اجزای آن آشنا شویم.
جمعآوری اطلاعات (صفحه 74 کتاب درسی)
در مورد استفاده و نقش میکروسکوپها در دنیای امروز، اطلّاعات جمعآوری و در مورد آنها در کلاس گفتوگو کنید.
اختراع میکروسکوپ تحول بزرگی در علم زیست شناسی به وجود آورد. با به کارگیری این ابزار قوی، بشر توانست ذراتی را که با چشم دیده نمیشوند، مشاهده کند. یک سلول جانوری را در نظر بگیرید که قطر متوسط آن بین 10 تا 20 میکرون است، این سلول 50 بار کوچکتر از ریزترین جسم قابل دیدن با چشم غیر مسلح است. بنابراین تنها با اختراع میکروسکوپ نوری بود که آدمی توانست سلول را ببیند. بعد از گذشت چند قرن، میکرسکوپ هنوز نقش مهمی در پژوهشهای زیستی ایفا میکند و درسالهای اخیر تحولات در بهبود کیفیت آن صورت گرفته است. یکی از عمدهترین پیشرفتها در ساخت میکرسکوپ، اختراع نوع الکترونی آن در دههٔ 1940 میلادی بود که امکان مشاهده ذرات و اندامکهای درون سلولی را بهتر از گذشته فراهم کرد. امروز میکرسکوپ نه تنها جهت برسی شکل و ساختار نمونههای زیستی مورد استفاده قرار میگیرد، بلکه در تعیین ارتباط بین ساختارهای تشکیل دهندهٔ سلول و فعالیتهای گوناگون آنها نیز نقش به سزایی ایفا میکند. همچنین در علم فیزیک برای مشاهدهٔ ساختار درونی مولکولها، در شیمی برای مشاهده و برسی ترکیبات شیمیایی و پیوندهای اتمی مولکولی مورد استفاده قرار میگیرد.
کار با میکروسکوپ
برای استفادهی صحیح از میکروسکوپ مراحل زیر را با کمک معلّم خود انجام دهید.
1- پس از تمیز کردن عدسیها، صفحهی میکروسکوپ را در پایینترین وضعیت خود قرار دهید.
2- عدسی شیئی با بزرگنمایی کم را در مسیر نور قرار دهید.
3- یکی از نمونههای آماده در آزمایشگاه را بردارید و لام (تیغهی شیشهای) را روی صفحه بین گیرهی میکروسکوپ طوری قرار دهید که لامل (تیغک شیشهای) به سمت بالا باشد و نور از آن عبور کند.
4- درون عدسی چشمی نگاه کنید و با پیچ تنظیم، صفحهی میکروسکوپ را آهسته به سمت بالا بیاورید.
5- با مشاهدهی تصویر با پیچ جابهجاکننده، لام را به اندازهای حرکت دهید که تصویر در وسط میدان دید قرار گیرد؛ سپس تصویر را تنظیم کنید تا واضح دیده شود.
6- عدسی با بزرگنمایی متوسّط را در مسیر نور قرار دهید و تصویر را به آهستگی تنظیم کنید.
7- عدسی با بزرگنمایی زیاد را در مسیر نور قرار دهید و دوباره تصویر را تنظیم کنید.
نمونههایی مانند بال و پای مگس و حشرات دیگر و گردههای گیاهان مختلف محیط زندگی خود را زیر میکروسکوپ قرار دهید و شکل آنچه را مشاهده میکنید، رسم کنید.
آزمایش کنید (صفحه 75 کتاب درسی)
با کمک والدین خود چند شیشهی کوچک در دار تهیه کنید و از آب مکانهای مختلف مثل حوض، برکه، نهر، رودخانه که ظاهر سبز رنگ دارند، نمونهبرداری کنید و به کلاس بیاورید.
با کمک معلّم، قطرهای از نمونههای آب را روی تیغهی شیشهای بریزید و تیغک را روی آن قرار دهید. میکروسکوپ را تنظیم و نمونه را مشاهده کنید. شکل آنچه را میبینید در دفتر خود بکشید و با شکلهای زیر مقایسه کنید.
آنچه که در آب برکه مشاهده میشود موجوداتی هستند که جانداران ساده یا آغازیان نام دارند. این گروه از جانداران اغلب تک سلولی بوده و نسبت به جانوران و گیاهان، ساختمان سادهتری دارند.
جلبکهای تکسلولی که به علت داشتن سبزینه (کلروفیل) توانایی غذا سازی دارند، به وفور در آب برکه مشاهده میشوند. جلبکهای تکسلولی هم در آب شور و هم در آب شیرین زندگی میکنند و وجودشان برای جانداران آبزی اهمیت فراوان دارد، زیرا هم اکسیژن آب را افزایش میدهند و هم منبع تغذیهای آبزیان به شمار میروند. جلبکها را به رنگهای سبز و قرمز و قهوهای میتوانیم مشاهده نماییم که برخی از آنها دارای زائدههایی به نام تاژک و مژک هستند.
از جلبکهایی که میتوانیم در آب برکه مشاهده نماییم دیاتوم هستند که پوسته سیلیسی دارند، همچنین در آب برکه میتوانیم گونههایی از جانداران ساده به نام باکتریها و قارچهای تکسلولی را مشاهده نماییم.
شما ممکن است در قطرهی آب، رشتههای سبز رنگی را ببینید که از کنار هم قرار گرفتن یاختههای مثل هم تشکیل شدهاند. این موجودات زنده پر یاختهای ساده هستند و جلبکهای رشتهای نام دارند.
ذرّات ریز دیگری که بین این رشتهها میبینید، ممکن است جانداران تکیاختهای یا پر یاختهای ساده باشند.
علم و زندگی (صفحه 76 کتاب درسی)
مقداری مخمّر از نانوایی محلّهی خود تهیه کنید. مخمّر نانوایی را در آب بریزید و کمی صبر کنید. یک قطره از محلول تهیه شده را روی لام بریزید و لامل را روی آن قرار دهید. موجودات تک یاختهای گرد یا بیضی شکلی که میبینید، همان مخمّرها هستند. اگر با دقّت بیشتر نگاه کنید، بعضی از آنها را در حال جوانه زدن خواهید دید. مخمّرها از قارچهای تک یاختهای هستند.
نکتهی تاریخی: در گذشتههای دور برای دیدن اجسام ریز از ذرّهبین استفاده میشد. ذرّهبین اجسام را 10 تا 20 برابر بزرگ میکند. اوّلین میکروسکوپها با قرار دادن ذرّهبینها در کنار همدیگر ساخته شدند. رابرت هوک حدود 400 سال پیش اوّلین میکروسکوپ را ساخت و با آن توانست قطعهای از چوب پنبه را با دقتّ ببیند و تصویر آن را رسم کند. اصطلاح سلوّل (به معنای اتاق کوچک) را نیز او برای حفرههای چوب پنبه به کار برد. پس از آن میکروسکوپ دیگری ساخته شد که با آن توانستند موجودات ریز درون آب را ببینند.
میکروسکوپهای امروزی
با طرز کار عدسیها و استفاده از آنها در علوم پنجم آشنا شدید و دانستید که یکی از کاربردهای عدسی در ساخت میکروسکوپ است.
تقریباً همهی میکروسکوپهای امروزی مثل همان میکروسکوپهای قدیمی از کنار هم قرار گرفتن چندین عدسی ساخته شدهاند. در این میکروسکوپها نور از یک منبع نوری به نمونه تابیده میشود. نور از نمونه و عدسیها عبور میکند و ما میتوانیم تصویر نمونه را بهصورت روشن و بزرگتر از خود آن ببینیم.
علم و زندگی (صفحه 77 کتاب درسی)
جدیدترین و پیشرفتهترین میکروسکوپهای نوری میتوانند نمونه را تا 2000 برابر بزرگتر نشان دهند. پژوهشگران در آزمایشگاهها از این نوع میکروسکوپ استفاده میکنند. (به همراه معلّم خود از آزمایشگاه نزدیک مدرسه دیدن کنید و با کاربرد میکروسکوپ در آنجا آشنا شوید.)
گفتوگو (صفحه 78 کتاب درسی)
میکروسکوپهای قدیمی و امروزی را با یکدیگر مقایسه کنید. از این مقایسه چه نتیجهای میگیرید؟
میکروسکوپهای قدیمی ساختار بسیار سادهای داشتند و در آنها به جای لامپ، آینهای وجود داشته که نور را به سمت نمونه منعکس میکرد. همچنین بزرگنمایی میکروسکوپهای قدیمی کم بوده ولی با پیشرفت علم، از انرژی الکتریکی و نیز عدسیهایی با بزرگنمایی بیشتر در ساختمان میکروسکوپها استفاده گردید به طوری که اکنون انسان میتواند حتی مولکولها و اتمها و نیز کوچکترین اجزای درون هسته سلولها را با وضوح مناسب شناسایی کند. همچنین میکروسکوپهای پیشرفته امروزی توانایی عکس برداری و فیلم برداری نیز دارند. نوعی از میکروسکوپ امروزی به نام میکروسکوپ الکترونی است که میتواند تصاویر سه بعدی از سلولها و سایر اجسام تهیه کند. نتیجه میگیریم ساختمان میکروسکوپ به مرور زمان کاملتر و پیشرفتهتر شدهاند و قابلیتهای آنها نیز افزایش یافته است.
مشاهدهی یاختههای گیاهی و جانوری
برای مشاهدهی یاختههای اطراف روزنه که به آن یاختههای نگهبان روزنه میگویند، میتوان از برگ تازهی گیاه تره، شمعدانی یا گیاهان دیگر استفاده کرد. برگ را تا بزنید تا بشکند. سپس با حرکت مورّب یک نیمه روی نیمهی دیگر، بخش شفّافی را که سطوح بالایی و پایینی برگ را پوشاندهاند، جدا کنید. تکّهی کوچکی از آن را روی لام بگذارید. پس از اضافه کردن یک قطره آب، لامل را روی آن قرار دهید و با میکروسکوپ مشاهده کنید.
شکل آنچه را در زیر میکروسکوپ میبینید در دفتر خود بکشید. آیا تصویری که میبینید با شکل زیر شباهتی دارد؟ بله، چون در هر دو تصویر، 3 بخش غشا یا پوسته، هسته و سیتوپلاسم قابل مشاهده است. همچنین سلولهایی به نام سلولهای نگهبان روزنه را میتوانیم مشاهده کنیم. هر روزنه را یک جفت سلول لوبیایی شکل به نام سلول نگهدارندهٔ روزنه یا نگهبان روزنه احاطه کرده است. این سلولها باعث باز یا بسته شدن روزنهها میشوند.
آزمایش کنید (صفحه 78 کتاب درسی)
مطابق شکل زیر، تعدادی از یاختههای سطحی کنده شدهی دهان را به همراه مقداری بزاق دهان به روی لام منتقل کنید. پس از گسترش آن، لامل را روی آن قرار دهید و زیر میکروسکوپ مشاهده کنید. برای مشاهدهی بهتر نمونه، یک قطره محلول لوگول یا آبی متیل به آن اضافه و نور میکروسکوپ را تنظیم کنید. (قبل و بعد از آزمایش، دستهای خود را با آب و صابون بشویید.) شکل آنچه را در زیر میکروسکوپ میبینید در دفتر خود بکشید و با شکل زیر مقایسه کنید. با مقایسه دو شکل متوجه میشویم که سلولها از سه بخش غشا یا پوسته، سیتو پلاسم و هسته تشکیل شدهاند. همچنین مشاهده میکنیم که سلولهای این بافت بسیار نزدیک هم هستند و فضای بین سلولی کمی دارند. همچنین چند لایهای هستند و شکلی همانند سنگفرش دارند.
