ANADOLU ÜNİVERSİTESİ AÇIKÖGRETİM FAKÜLTESİ İLKÖĞRETİM ÖĞRETMENLİĞİ LİSANS TAMAMLAMA PROGRAMI Laboratuvar Uygulamaları ve Fen Öğretiminde Güvenlik Cilt 1 Ünite 1-9
T.C. ANADOLU ÜNİVERSİTESİ YAYINLARI NO: 1079 AÇIKÖĞRETİM FAKÜLTESİ YAYINLARI NO: 595 FEN BİLGİSİ ÖĞRETMENLİĞİ Laboratuvar Uygulamaları ve Fen Öğretiminde Güvenlik Yazarlar: Prof.Dr. Ahmet ÖZATA Prof.Dr. Ertuğrul YÖRÜKOĞULLARI Prof.Dr. Kudret ÖZDAŞ Doç.Dr. Mustafa ŞENYEL Yrd.Doç.Dr. Cengiz TÜRE Editör: Prof.Dr. Muhsin ZOR
Bu kitabın basım, yayım ve satış hakları Anadolu Üniversitesine aittir. "Uzaktan öğretim" tekniğine uygun olarak hazırlanan bu kitabın bütün hakları saklıdır. İlgili kuruluştan izin almadan kitabın tümü ya da bölümleri mekanik, elektronik, fotokopi, manyetik kayıt veya başka şekillerde çoğaltılamaz, basılamaz ve dağıtılamaz. Copyright 1999 by Anadolu University All rights reserved No part of this book may be reproduced or stored in a retrieval system, or transmitted in any form or by any means mechanical, electronic, photocopy, magnetic tape or otherwise, without permission in writing from the University. Tasarım: Yrd.Doç.Dr. Kazım SEZGİN ISBN 975-492 - 833-9
Başlarken Kıymetli öğretmenlerimiz, sizlere Lisans Tamamlama Programı çerçevesinde kısa bir sürede hazırlayıp sunduğumuz bu kitap iki farklı gruptan meydana gelmiştir. Birinci grup, kitabımızın adından da anlaşılacağı üzere, laboratuvarlarda yapılabilecek deneyleri; ikinci grup ise güvenlikle ilgili bilgileri kapsamaktadır. Birinci grup da kendi içerisinde biyoloji, fizik ve kimya olarak üç bölümden oluşmuştur. Bu bölümlerdeki deneyler, ellerinizdeki imkanlar kullanılarak, yapılması mümkün olan deneylerdir. Her deneyin yapılabilmesine ilişkin açıklayıcı bilgiler kitapta yer almaktadır. Bu gruptaki üç bölüm birbirlerinden bağımsızmış gibi görünseler de, özellikle fizik ve kimyada bazı örtüşmeler karşımıza çıkmaktadır. Bunun en açık örneğini "gazlar ve elektroliz" konularında görmekteyiz. Her iki bölümdeki bütünlük ve akıcılığın engellenmemesi açısından, ayrıca, açıklama ve yapılış itibariyle de kitabımızı zenginleştirdiğinden, birbirinin benzeri olan bazı deney konuları, virgüllerine bile dokunulmadan ilgili yerlerinde oldukları gibi korunmuşlardır. Her deneyin gerçekleştirilmesinde, doğal olarak araç ve gereçler çok önemlidir, ancak; bize göre en önemlisi güvenlik önlemlerinin alınmış olmasıdır. Yapılabilecek en küçük hata, ihmal ve dikkatsizlik, telafisi mümkün olmayan sonuçlar doğurabilir. Bu bakımdan her deney ortamında gerekli güvenlik önlemlerini almadan ve bu önlemlerin neler olduğunu öğrencilerinize açıklamadan hiç bir deneye başlamayınız. Sizlerin ve öğrencilerinizin sağlığı hepimiz için çok kıymetlidir. Değerli meslektaşlarım, ülkemizin geleceğini emanet edeceğimiz, öğrenme gayreti içerisinde, ışıltılı gözlerle gözlerinizin içine bakan öğrencilerinizin yetiştirilmesinde, büyük ve önemli sorumluluklar yüklenmiş olan sizlerin, bilgi birikimlerinize bu kitapla bir katkıda bulunabilmenin haklı gururunu taşıyoruz. Bizlere böyle bir imkanın verilmesini sağlayanlara şahsım ve arkadaşlarım adına teşekkürü bir borç bilir, hepinize başarılar dilerim. Editör Prof.Dr. Muhsin ZOR ANADOLU ÜNİ VERSİ TESİ
Mikroskop ve Kullanılması Yazarlar Prof.Dr.Ahmet ÖZATA Yrd.Doç.Dr. Cengiz TÜRE ÜNİTE 1 Amaçlar Bu üniteyi çalıştıktan sonra; mikroskobu oluşturan parçaları, mikroskop kullanmayı ve bakımını, bilinen bazı objelerin mikroskop altında nasıl görüldüğünü ve ne kadar büyütüldüğünü, daha büyük objelerin diseksiyon mikroskoplarında nasıl incelendiğini uygulayarak öğreneceksiniz. İçindekiler Giriş 3 Mikroskop Kullanımı ve Bakımı 4 Diseksiyon Mikroskobu 7 Özet 9 Değerlendirme Soruları 9 Çalışma Önerileri Bu ünitedeki konuları çalışırken çevrenizdeki olanaklara göre bir mikroskop temin ederek mutlaka kendiniz uygulayarak öğrenmeye çalışınız.
M İ KROSKOP VE KULLANILMASI 3 1.Giriş İlk mikroskop 1660 da Hollanda'lı Leuvenhoek tarafından yapılmıştır. Daha sonra İngiliz R.Hook tarafından geliştirilmiştir. Günümüzde büyütme gücü 100.000.' leri geçen elektron mikroskobuna kadar gelinmiştir. Çok küçük organizma ve objelerin incelenmesinde, bunların daha detaylı bir şekilde görülebilmesini sağlayan çeşitli büyütücü araçlar kullanılır. Bu amaca yönelik olarak geliştirilmiş olan mikroskop, çıplak gözle görülemeyecek kadar küçük olan cisimleri incelemek için yapılmış bir araçtır. İnsan gözü 0.1 mm. den daha küçük objeleri göremez. Mikroskop daha küçük objeleri görmede gözün görme sınırını genişletici bir rol oynar. Günümüzde laboratuvarlarda en yaygın kullanılanlar, aydınlık alan (ışık) mikroskopudur (Şekil 1.1). Şekil 1.1: Bir Işık Mikroskobunun Genel Kısımları Gözünüz bir objenin görüntüsünün net olmasını, otomatik olarak ayarlanan bir mercekle sağlar. Buna karşılık mikroskobun merceklerinin mekanik olarak ayarlanması gerekir. Kaba ayar ve ince ayar vidaları, mercekleri görüntüsü elde edilmek istenen objeye yaklaştırır veya uzaklaştırır. Bazı mikroskoplarda merceklerin yerine objenin konduğu tabla hareket eder. AÇIKÖĞ RETİ M FAKÜLTESİ
4 M İ KROSKOP VE KULLANILMASI Görüntünün net olması objektif ile obje arasındaki mesafeye bağlıdır. Fazla büyütmelerde görüntünün net olması için büyük objektifin, az büyütmelere nazaran objeye çok daha yakın bulunması gerekir. Bu yüzden büyük objektif kullanırken lamın kırılmamasına ve daha önemlisi objektifin çizilmemesine çok dikkat etmek gerekir. Mikroskopla gözlediğiniz objeyi ne kadar büyüttüğünüzü bilmeniz önemlidir. Büyütme derecesini bulmak için oküler ile kullandığınız objektif üzerindeki rakamları çarpmanız yeterlidir. Eğer okülerin gücü 10X (on defa büyütme) ve objektifin gücü 40X (kırk defa büyütme) ise toplam büyütme 10 X 40 = 400'dür. Bu çalışmada mikroskopun nasıl kullanıldığını, bilinen bazı objelerin mikroskop altında nasıl göründüğünü ve bakılacak objelerin mikroskop için nasıl hazırlandığını öğreneceksiniz. 2. Mikroskop Kullanımı ve Bakımı Mikroskop özenli bir bakım gerektiren duyarlı bir araçtır. Mikroskobu kullanırken daima aşağıdaki genel kurallara dikkat etmeniz gerekmektedir. Mikroskobu bir elinizle altından, diğer elinizle kolundan sıkıca tutarak daima iki elle taşıyınız. Mikroskobunuzu masanın kenarına fazla yakın koymayınız ve masanın üzerindeki gereksiz şeyleri önceden kaldırınız. Eğer su ile hazırlanmış bir preparat kullanıyorsanız, mikroskobun tabanını tam yatay duruma getiriniz. Mikroskobun mercekleri hemen hemen diğer bütün parçalarına eşit değerdedir. Bu sebeple onları hiçbir zaman yumuşak tülbentten başka bir şeyle silmeyiniz. Çalışmanız bittiği zaman, mikroskobu kutusuna koymadan önce küçük objektifi kullanma durumuna getiriniz. Mikroskopun çalışmaya hazırlanması Küçük objektifi kullanma durumuna getiriniz. Objektifin tam olarak yerine geldiği bir tık sesinden anlaşılır. Tablanın ortasındaki deliği aydınlık hale getirecek şekilde aynayı ayarlayınız. Mikroskopların çoğunda ışığı azaltıp çoğaltmaya yarayan bir diyafram bulunur. Bazı objeler parlak ışıkta, bazıları da hafif ışıkta daha iyi incelenirler. Merceklerin temizliğini kontrol ediniz ve gerekiyorsa siliniz. Deney 1. Mikroskop Kullanma Alıştırmaları Araç ve Gereçler: Mikroskop, lam, lamel, makas, su, damlalık, cetvel, küçük harflerle basılmış yazılar, resimli bir dergiden kesilmiş resim parçası. ANADOLU ÜNİ VERSİ TESİ
M İ KROSKOP VE KULLANILMASI 5 Uygulama: Ufak punto ile yazılmış bir gazete veya dergiden bir (H) harfi keserek temiz bir lam üzerine koyunuz. Bir damlalık yardımıyla harfin üzerine bir damla su ekleyiniz. Buna su ortamında hazırlanmış preparat denir. Kağıdın ıslanması için bir süre bekledikten sonra lameli kapatınız. Lameli kapatırken lamla 45 lik açı yapacak şekilde tutup yavaş yavaş lam üzerine yatırınız. Preparatı tabla üzerine yerleştirip maşalarla tespit ediniz. Harf tablanın ortasındaki delik üzerine gelecek şekilde preparatı kaydırınız. Küçük objektifin tam yerinde olduğunu kontrol ettikten sonra yan taraftan bakarak ve kaba ayar vidasını kullanarak objektifi preparata yaklaştırınız. Bu hareket arada 1 mm. kadar bir aralık kalıncaya veya, bazı mikroskoplarda olduğu gibi, hareket duruncaya kadar devam etmelidir. Şimdi okülerden bakarak ve kaba ayar vidasını kullanarak H harfi görününceye kadar objektifi yavaş yavaş yukarı kaldırınız. Harfin çok net görünmesini sağlamak için ince ayar vidasını kullanınız. Diyaframı en iyi görüntü elde etmek için ayarlayınız. Harfin mikroskopla ve çıplak gözle görünüşlerini karşılaştırınız. Bir (A) harfi keserek önceki gibi bir preparat hazırlayıp küçük objektifle inceleyiniz. Harfin çıplak gözle görünen yönü ile mikroskopta görünen yönünü karşılaştırınız. Bir (F) harfi ile hazırlayacağınız preparatta da harfin yönünün çıplak göze nazaran mikroskopta nasıl göründüğünü tarif ediniz. Baş parmağınızı F harfinden hazırladığınız preparatın iki ucuna yerleştirerek, okülerden bakarken, preparatı yavaş yavaş hareket ettiriniz. Nasıl bir hareket görünüyor? Objenin gerçek durumu ve hareketini mikroskoptaki görüntüsüne bakarak söyleyebilirmisiniz? Diğer bir çalışma için, açık ve koyu renkli iki saç telini birbirine çapraz duracak şekilde koyarak su ortamında bir preparat hazırlayınız. Bunları küçük objektifle inceleyerek görünüşlerini tarif ediniz. Çaprazlama noktasını görüş alanının tam ortasına getirecek şekilde preparatı hareket ettiriniz. Büyük objektifi kullanarak, aşağıda büyük objektifin kullanılması başlığı altında verilen çalışmaları yapınız. Büyük objektifin kullanılması Önce küçük objektifle görüntüyü, ışık ve netlik ayarını en iyi duruma getiriniz. Saçların çaprazlandığı yeri görüş alanının tam ortasına getiriniz ve netlik ayarına dokunmadan büyük objektifi kullanma durumuna çeviriniz. Görüntüyü en net durumuna getirmek için yalnızca ince ayar vidasını kullanmanız yeterlidir. Büyük objektif hiçbir zaman kaba ayar vidası ile netleştirilmez. Diyaframı en uygun ışık verecek şekilde ayarlayınız. Birinci denemenizde büyük objektifle görüntü elde edemediyseniz, bütün işlemleri yeni baştan tekrarlayınız. AÇIKÖĞ RETİ M FAKÜLTESİ
6 M İ KROSKOP VE KULLANILMASI İnce ayar vidasını kullanarak saçların çaprazlandığı yeri net yapınız. Her iki saçıda aynı nitelikte görebiliyor musunuz? Mikroskopla bakarken çaprazlanan bu iki açık ve koyu saçtan hangisi diğeri üzerinde olduğunu belirlemeye çalışınız. Deney 2: Mikroskopta Ölçmeler Araç ve Gereçler: Mikroskop, lam, lamel, makas, cetvel, damlalık, bir dergiden kesilmiş resim parçası. Uygulama: Bilim adamlarının mikroskopta incelediği çeşitli varlıklar değişik büyüklük ve biçimdedir. Bu özelliklerin nicel gözlemlerini usulüne uygun olarak yapabilmeniz için onları ölçmenin bazı yollarını öğrenmeniz gereklidir. Çok küçük varlıkları, tıpkı bir cetvelle ölçüyormuş gibi, ölçmek için mikroskop bir araç olarak nasıl kullanılabilir? Bu çalışmada bazı cisimleri mikroskop altında ölçmek için basit bir teknik öğreneceğiz. Bu teknikte, mikroskobun görüş alanına (mikroskoba bakıldığı zaman daire şeklinde görünen aydınlık alan) uyacak büyüklükte elle çizilmiş bir çemberin çapı ölçülerek görüş alanının çapı bulunur. Mikroskobik cisimlerin büyüklükleride alanın bilinen büyüklüğü ile karşılaştırılarak kestirilir. Bu teknikte tecrübe kazanmak için, bir derginin resmindeki noktaların ve bir saç telinin büyüklüklerini kestirmeye çalışmak yeterlidir. Bu teknik mikroorganizmaları tayin etmekte çok kullanışlıdır. Çünkü bir mikroorganizmanın belirlenen büyüklüğü diğer bir çeşit mikroorganizmanın büyüklüğünden farklıdır.örneğin, amipler öglenalardan çok daha büyüktürler. Daha önceki konuda öğrendiğiniz gibi mikroskobu çalışmaya hazır konuma getiriniz. Ucu çok sivriltilmiş bir kurşun kalem ile temiz bir kağıdın üzerine bir kaç tane çok küçük çember çiziniz. Çizebildiğiniz en küçük çemberden başlayarak 6 veya 8 çember çiziniz. Bunların en büyüğü 3-4 mm.'den daha geniş olmamalıdır. Kağıdı her birinin içinde bir çember bulunacak şekilde ve kare biçiminde parçalar halinde kesiniz. En küçük çember bulunan kağıtla su ortamında bir preparat hazırlayarak küçük objektifle bakınız. Bu çember belkide görüş alanından daha küçük olacaktır. Diğer çemberle de preparatlar hazırlayarak görüş alanının sınırlarına en uygun gelen çemberi bulunuz. Bu çemberin çevrelediği alanı, mikroskobun küçük objektifinin görüş alanı olarak kabul edebilirsiniz. Çemberin çapını dikkatle ölçüp milimetre cinsinden değerini, küçük objektifin görüş alanının yaklaşık çapı olarak defterinize kaydediniz. Bu ölçmeyi saydam, milimetrik bir cetveli lam üzerine koyup küçük objektifle bakarakta yapabilirsiniz. Bunu denedikten sonra çember çizerek aldığınız ölçü ile karşılaştırınız. İki ölçü birbirine eşit oluyor mu? Mikroskopsuz görülemeyecek kadar küçük objelerin ölçülmesinde birim olarak mikron (µ) kullanılır. 1 milimetre 1000 mikrona eşittir. Mikroskobunuzun görüş alanını mikron cinsinden hesaplayınız. ANADOLU ÜNİ VERSİ TESİ
M İ KROSKOP VE KULLANILMASI 7 Gazete veya dergideki fotoğraflardan küçük bir parça keserek su ortamında bir preparat hazırlayıp küçük objektifte inceleyiniz. Noktalardan oluşmuş ve görüş alanının ortasından geçen çizgi üzerindeki noktaların toplam uzunluğunu, noktalar arasındaki açıklıkların toplam uzunluğu ile toplayınız. Bulduğunuz sonuç 2. maddede elde ettiğinize çok yakın olmalıdır. Değilse yakın bir değer buluncaya kadar tekrarlayınız. Büyük objektifi çeviriniz ve görüş alanının merkezinden geçen çizgideki noktaları ve aralıkları sayınız. Daha önce bulduğunuz nokta ve aralıkların ölçümlerinden yararlanarak büyük objektifin görüş alanının çapını yaklaşık olarak bulunuz. Büyük objektifin görüş alanı küçük objektifinkinden daha geniş mi? Daha küçük mü? Kaç defa? Büyük objektifin görüş alanının çapını da kaydediniz. Büyük ve küçük objektiflerin üzerinde yazılı büyütme numaraları ile bunların çapları arasında aşağıdaki gibi bir ters orantı bulunmaktadır. büyük objektifin büyütmesi küçük objektifin büyütmesi x küçük objektifin görüfl alan büyük objektifin görüfl alan Bunu kendi mikroskobunuz için hesaplayınız. İki farklı kişiden alacağınız saç tellerini kısa parçalara kestikten sonra her birinden ayrı preparatlar yapmak üzere lam üzerine aralık bırakmayacak şekilde yan yana yerleştiriniz. Önce küçük objektifle görüntüyü elde edip sonra büyük objektifi çeviriniz. Büyük objektifin görüş alanının çapı ile karşılaştırarak saç tellerinin kalınlığını bulunuz. 3. Diseksiyon Mikroskobu Bazı mikroskobik çalışmalar için diseksiyon mikroskobu normal mikroskoptan daha elverişlidir. Bu şekildeki mikroskoplar aslında iki mikroskobun birleştirilmiş biçimidir. Bu tür mikroskoplarda iki objektif ve iki oküler bulunmaktadır. Böylece incelenen objenin iki gözle bakıldığı zamanki gibi üç boyutlu olarak görülmesini sağlar. Normal olarak kullandığımız mikroskopların küçük objektiflerinde bile bütün olarak görülemeyecek kadar büyük boyuttaki objelerin incelenmesinde diseksiyon mikroskobundan yararlanmak daha iyi olur. Bu tip mikroskoplar aynı zamanda, saydam olmayan objelerin incelenmesinde oldukça kullanışlı bir araçtır (Şekil 1.2). AÇIKÖĞ RETİ M FAKÜLTESİ
8 M İ KROSKOP VE KULLANILMASI Şekil 1.2: Stereoskopik Diseksiyon Mikroskobu Araç ve Gereçler: Diseksiyon mikroskobu, gazete, biraz kum ve şeker, yaprak, her hangi bir böcek türü. Uygulama: Mikroskobunuzu masanızın üzerinde iyi ışık alacak bir yere yerleştiriniz. Küçük objektifleri kullanma durumuna getiriniz. İki gözünüzle birlikte rahatça görebilmeniz için oküler arasındaki mesafeyi gözünüze göre ayarlayınız. Bir gazeteden 10 cm uzunluğunda ve 1 cm genişliğinde bir şerit keserek mikroskobun tablası üzerine yerleştiriniz. Kaba ayar vidasını kullanarak objektifleri sonuna kadar aşağıya indiriniz. Daha sonra okülerden bakarak gazetedeki yazılar net bir şekilde görülünceye dek tüpü yavaş yavaş yukarıya doğru hareket ettiriniz. Duruma göre ışığı yeniden ayarlamak gerekebilir. Diseksiyon mikroskoplarının çoğunda okülerlerin ikisi birden görüntü netleştirebilmek için ayarlanabilir cinstendir. Gazete parçasını sağa-sola ve ileri-geri hareket ettiriniz. Her defasında görüntünün hareket yönünü normal mikroskoba göre karşılaştırınız. Daha fazla büyütme gücüne sahip objektifleri kullanarak, gerekiyorsa ışık ve netlik ayarlarını yeniden düzenleyiniz. Böylece daha öncekine göre daha büyük bir görüntü elde edebilirsiniz. Mikroskobunuzun işlevlerini böylece iyice kavradıktan sonra araç ve gereçler kısmında sözü edilen objelerin yanısıra, başka objeleride inceleyebilirsiniz. ANADOLU ÜNİ VERSİ TESİ
M İ KROSKOP VE KULLANILMASI 9 Özet Mikroskop çıplak gözle görülemeyecek kadar küçük objeleri incelemek için yapılmıştır. Mikroskop küçük objeleri görmede gözün görme sınırlarını genişletici bir rol oynar. Bu ünitede laboratuvarlarda en fazla kullanılan aydınlık alan (ışık) mikroskobu ve daha büyük boyutlu objeler için kullanılan diseksiyon mikroskobundan yararlanarak, bazı objeler incelenirken, mikroskobu oluşturan kısımlar, kullanma şekli, ölçümler, bakımları ve korunmaları hakkında bilgiler verilmiştir. Değerlendirme Soruları 1. İlk mikroskop kim tarafından bulunmuştur? A. Darwin B. Hooke C. Leuvenhoek D. Pasteur E. Newton 2. Günümüzde en yaygın kulanımı olan mikroskop türü aşağıdakilerden hangisidir? A. Elektron mikroskobu B. Fleuresans mikroskobu C. Faz-kontrast mikroskobu D. Aydınlık alan (ışık) mikroskobu E. Polarizasyon mikroskobu 3. Kullandığınız mikroskobun objeyi ne kadar büyüttüğünü nasıl hesaplarsınız? A. Oküler ile kullandığınız objektife ait büyütmü değerlerini çarparak B. Yalnızca okülerin üzerindeki değeri alarak C. Yalnızca kullandığınız objektife ait değeri alarak D. Oküler ile objektife ait büyütme değerlerini toplayarak E. Objektif ile okülere ait değerleri biribirinden çıkararak 4. Gözle görebildiğimiz objelerin yalnızca detaylarını inceleyebilmek için kullanılması uygun olan mikroskop türü aşağıdakilerden hangisidir? A. Elektron mikroskobu B. Floresans mikroskobu C. Diseksiyon mikroskobu D. Aydınlık alan (ışık) mikroskobu E. Polarizasyon mikroskobu AÇIKÖĞ RETİ M FAKÜLTESİ
10 M İ KROSKOP VE KULLANILMASI 5. Mikroskopta görüntünün net olabilmesi en fazla aşağıda belirtilenlerden hangi faktöre bağlıdır? A. Objenin büyüklüğüne B. Merceklerin büyütme gücüne C. Objektifle obje arasındaki mesafeye D. Işık ile obje arasındaki mesafeye E. Objenin cinsine Yararlanılan ve Başvurulabilecek Kaynaklar Gray, P., (1973) The Enclopedia of Microscopy and Microtecnique. VanNostrad Reinhold Com., New York, Cincinatia, Toronto, London, Melbourne. Grimstone, A.V. and Skaer, R.J., (1972) A quidebook to mikroskopilcal methods. Cambridge University Press Cambridge. İnce H., H., (1988) Işık Mikroskopları Kullanma ve Bakımı. Ege Üniv. İzmir. Karol, S. ve Ark., (1980) Modern Biyoloji, M.E.B. İstanbul. Malyer, H ve Genç, Z., (1994) Botanik uygulamaları. Morfoloji, Uludağ Üniv. Basımevi, Bursa. Müller, G. and Raith, (1982) Mikroskopta Çalışma Yöntemleri. (Çev. Erkan, Y.). Okay, S., Karamanoğlu K. ve Ark., (1976) Modern Biyoloji ve Laboratuvar Çalışmaları, M.E.B. Basımevi - İstanbul. Değerlendirme Sorularının Yanıtları 1. C 2. D 3. A 4. C 5. C ANADOLU ÜNİ VERSİ TESİ