Современные методы цитологических исследований таблица

Методы цитологии. – БИОЛОГИЯ. Пушина Анна Владимировна

Современные методы цитологических исследований таблица

  • познакомиться с известными методами цитологии.
  • выучить основные методы цитологии.
  • цитология, световая и электронная микроскопия, метод исследования.

Наука цитология изучает строение клетки, как основополагающей и функциональной частицы живой материи на планете.

Давайте на рисунке 1 вспомним строение клетки и ее форму.
  
Рис.

1 Клетка – основа живой материи на ЗемлеОсновными задачами этой науки есть следующее:1)    Изучать строение и функционирование клеток;2)    Изучать химический состав клетки и функции  клеточных компонентов;3)    Исследовать процесс воспроизведения и размножения клеток;4)    Наблюдать и анализировать, как клетка может приспосабливаться к постоянно меняющимся условиям среды, кторая ее откружает;5)    Исследовать особенности структуры клеток, которые выполняют специализированную функцию;6)    Изучать развитие отдельных клеточных структур, которые выполняют специфическую функцию. Для решения таких важних и сложных задач в цитологии применяются различные методы. В современное время мы смогли выяснить природу, функции и распределение органелл цитоплазмы после того, как современная биология клетки достигла определенных возможностей в развитии, а именно: 1) метод электронной микроскопии;2) метод фракционирования клеток. Этот метод помогает биохимикам выделять отдельные фракции клеток, в которых содержатся  определенные органеллы. А потом изучать отдельные  реакции метаболизма в этих клетках;3) метод радиоавтографии, который позволяет прямое изучение определенных метаболических реакций  в органелах клетки.

Ребята, предлагаю вашому вниманию видео, из котрого вы узнаете, что же изучает наука цитология.

1 «Жизнь клетки нашего организма»

 Давайте их детально изучим и постараемся понять суть и значение каждого метода.
Световая микроскопия является главным методом для изучения клеток. Ребята, предлагаю вам посмотреть следующее видео про микросокопы.

2 «Устройство светового микроскопа»


 Световые микроскопы с использованием солнечного или искусственного света дают нам возможность определить мельчайшие особенности строения отдельной клетки, а также, ее органеллы и оболочку. Дети, на рисунке 2 вы можете увидеть, как выглядит световой микроскоп. 
    
Рис. 2 Световая микроскопия – основной метод в цитологии
Для изучения тонкого строения клеточных структур, кторые не видны человеческому глазу, широко используют электронную микроскопию. В электронном микроскопе самым основной деталью и принципиально важной является пучок электронов. 
В цитологи часто используют цито- и гистохимические методы. Они основаны на выборочном воздействии реактивов, красителей для определенных химических веществ цитоплазмы. Эти методы позволяют нам детально изучить химический состав клетки, выяснить местонахождение  отдельных химических веществ. 
Метод дифференциального  или разделительного центрифугирования помогает  с помощью центрифуги разделять клетку на отдельные и разные по массе и строению составные части. А потом детально изучать химический состав каждой части.
     

Рис. 3 Использование рентгена в изучении органов
Рентгеноструктурный анализ позволяет ученым  определять расположение в пространстве, а также, физические свойства молекул, которые входят в клеточные структуры. Такой метод позволяет, например, изучить молекулы ДНК и белка. Ребята, на рисунке 3 вы можете частино понять суть этого метода через рентген снимок.

1)    Что такое цитология?2)    Какие задачи существуют в этой науке?

3)    Как человечество решает эти задачи и какие использует для этого методы?

Часть 2. Авторадиография, Метод клеточных культур, Метод микрохирургии, фракцирование, радиоавтография

Продолжим знакомство и изучение методов цитологии.Авторадиография – еще один метод, который позволяет обнаруживать места синтеза биополимеров, определять пути и способы переноса питательных веществ в отдельной клетке.

 
Рис. 4 Деление клетки под микроскопом

Суть этого метода состоит в том, чтобы регистрировать вещества, каждый из которых помечен радиоактивными изотопами. Кино- ифотосъемка помогает ученням фиксировать и в дальнейшем показывать и изучать уже детально отдельные  процессы жизнедеятельности клеток. Например, процесс деления клетки. На рисунке 4 давайте вспомним этапы деления клетки.Метод клеточных культур заключается в выращивании клеток или целых организмов из отдельных клеток с помощью питательных веществ и в условиях погной стерильности. Этот метод дает нам возможность изучать клетки разных органов, тканей растений и животных, а также, деление клетки, их дифференциации и специализации.Метод микрохирургии применяется для исследования живых клеток, для выяснения функций отдельных органов. Это метод оперативного вмшательства и воздействия на клетку, в т.ч. удаление или вживление  отдельных органелл. Этот метод также предусматривает пересадку органелл из клетки в клетку, введение крупних макромолекул в клетку. На рисунке 5 вам будет понятна суть метода микрохирургии.
Рис. 5 МикрохиругияФракцирование помогает выделять органеллы из отдельных клеток. Этот метод широко используется и имеет саме важные и главные результаты.Он помогает определять химический состав органелл иферменты, которые в них находятся. Результаты этого метода позволяют понищать суть и значение их функций в клетке.Сначала клетки доводят до разрушения с помощью гомогенизации и в определенной бреде. Эта середа гарантирует сохранность органелл и препятсвует их агрегации. Мембранные переплетения, эндоплазматический ретикулум и плазматическая мембрана распадаются на фрагменты и позволяют ученням тщательно изучать их строение и функции. Дети, на рисунке 6 вы можете видеть фракционную частицу клетки, кторая получена данным методом.

 [[Выделение фракцій клетки под микроскопом|]]

Рис. 6 Выделение фракцій клетки под микроскопомЕще один относительно новый метод помог человечеству безгранично расширить свои возможности в световой и электронной микроскопии.Данный метод получил название радиоавтография. Это самый  современный метод, возникший после стремительного развития ядерной физики, в результате которого мы смогли выделить радиоактивные изотопы разных элементов. С помощью рисунка 7, ребята, давайте разберемся, что такое изотоп.
Рис. 7 Что такое изотопы?Для этого метода нужны изотопы тех элементов, которые используются клеткой или могут связываться с веществами, используемыми клеткой, и которые можно вводить животным или добавлять к культурам в количествах, не нарушающих нормального клеточного метаболизма. 

Ребята, в следующем видео вы поймете, что такое нанотехнологии и их роль в цитологи.

3 «Нанотехнологии»

 Поскольку радиоактивный изотоп(или помеченное им вещество)
участвует в биохимических реакциях так же, как его нерадиоактивный аналог, и в то же время испускает излучение, путь изотопов в организме можно проследить с помощью различных методов обнаружения радиоактивности. Дети, на рисунке 8 показан радиоактивный изотоп со свои излучением.
 
Рис. 8 Радиоактивный изотоп
Один из способов обнаружения радиоактивности основан на ее способности действовать на фотопленку подобно свету; но радиоактивное излучение проникает сквозь черную бумагу, используемую для того, чтобы защитить фотопленку от света, и оказывает на пленку такое же действие, как свет.

Контролирующий блок №2

1)    Назовите основной метод в цитологии. Насколько важны результаты этого метода в изучении клетки и ее органелл?

2)    Какой вы знаете последний и самый новый метод в цитологии?

Задание

Составить сравнительную таблицу, в которой провести анализ всех изсвестных методов в цитологи.

Источник: //www.sites.google.com/site/biologiapusinaannavladimirovna/informacionno-obrazovatelnye-prostranstva/kurs-biologia-10/metody-citologii

Методы цитологии и клеточная теория

Современные методы цитологических исследований таблица

Самым первым и привычным методом, с которым знакомят еще на школьных уроках биологии является электронная микроскопия. Создание первого электронного микроскопа датируется началом 17 века. Первый человек, применивший световой микроскоп в целях изучения живых клеток – Роберт Гук в 1665 году.

Однако, Гук лишь увидел клетку, а вот Антони ван Левенгук изучил и описал строение эритроцитов, сперматозоидов и микроорганизмов. Именно Левенгука считают основоположником использования световой микроскопии.

Антони ван Левенгук

Для того, чтобы не путать ученых с такими созвучными фамилиями, то нужно просто выстроить у себя логическую картинку: вначале человек должен был обнаружить факт наличия живых клеток, а потом уже изучать строение настолько, насколько это возможно.

Притом, описание, естественно дает куда больше информации, чем просто факт того, что ткань состоит из живых клеток, поэтому основоположником применения микроскопа в цитологии, да и вообще в биологии, — человек, описавший клетки. Если воссоздать эту цепочку и ассоциировать Гука и Левенгука с цифрами, то вначале будет тот, у кого фамилия короче, т.е Гук, а потом уже – Левенгук.

Таким образом, вначале идет Гук, затем – Левенгук. Гук первый увидел клетки, но Левенгук из описал, поэтому он и есть основатель.

На уроках биологии школьники сталкиваются с такой проблемой как «поимка» света для того, чтобы увидеть хоть что-нибудь в световой микроскоп.

Нюансом использования этого прибора является то, что в световой микроскоп можно разглядеть предметы размером в диапазоне 400-800 нм, т.

к если предмет будет меньше, то световой поток просто обогнет его, а не отразится. Следовательно, ученый ничего не увидит.

Электронная микроскопия

В связи с этим, изобретатели предположили, что можно использовать не естественный солнечный свет, а пучок электронов, то есть, лампочку. Так в 1930-х годах был создан электронный микроскоп, который дал возможность изучать более мелкие предметы.

Один из первых световых микроскопов Световой микроскоп Электронный микроскоп

Растровая электронная микроскопия

Далее был изобретен растровый электронный микроскоп. Суть его в том, что предмет (клетка) подвергается бомбежке электронами.

Они отражаются от поверхности предмета и в зависимости от интенсивности электрического сигнала в результате отражения электронов поверхностью, формируется черно-белый снимок, по которому можно узнать о рельефе изучаемого объекта.

Живые клетки или организмы погибают в результате изучения под растровым электронным микроскопом.

Растровый электронный микроскоп Снимок, полученный с помощью растрового электронного микроскопа

Биологическая маркировка

Кроме методов микроскопии существуют и другие методы изучения клеток. Например, для того чтобы проследить за чем-либо внутри живой клетки, можно поставить метку. Так делают, когда необходимо изучить какой-нибудь белок.

Подбирается специфический маркер, чаще всего тот, который способен флуоресцировать. Так делаю не только при изучении белков, но и колоний клеток, в том числе – нейронов.

Что касается радиоактивных меток, то наиболее распространены изотопы углерода, водорода и фосфора.

Клеточный цитокенез. Фото с использованием флюоресценции

Центрифугирование

Если требуется извлечь для изучения органоиды, то ученые прибегают к центрифугированию. В результате механического повреждения цитоплазматическая мембрана разрушается, что дает выход всем органоидам.

Если же клетка растительная, то до центрифугирования используются дополнительные лизирующие (расщепляющие) целлюлозу вещества. Далее на большой скорости в закрытой пробирке в буферном растворе вращаются клетки.

За счёт того, что разные клеточные структуры имеют разную плотность и массу, они оказываются на разных уровнях в пробирке. Так можно получить не все органеллы, но это приемлемый метод для митохондрий и рибосом.

На сегодняшний день существует множество методов, как химического расщепления клетки, так и механического разделения, однако вышеперечисленные методы являются наиболее консервативными и их должен знать абитуриент.

Положения клеточной теории

Теодор Шванн и Маттиас Шлейден создали клеточную теорию в 1835 году.

Теодор Шванн Маттиас Шлейден

Клеточная теория включает в себя следующие положения:

  1. Все живые существа состоят из клеток.

Этот пункт достаточно очевиден. Проще всего подумать о сложном организме. Например, о человеке. Он состоят из органов и тканей. А ткани и органы из живых клеток. Для одноклеточного организма все еще проще, он и есть живая клетка, что ясно из названия.

Исключением являются вирусы, ведь они – внеклеточная форма жизни. Во времена Шлейдена и Шванна про вирусы еще ничего не знали, поэтому положение считалось истинным. Теперь оно требует небольшой правки. Вирусы были открыты в конце 19 века русским ученым Дмитрием Иосифовичем Ивановым. Он обнаружил вирус табачной мозаики в пораженных листьях табака, что объясняет название

Иванов Д.И Лист, пораженный вирусом табачной мозаики Структура вируса табачной мозаики

2. Все клетки имеют сходное строение, химический состав и общие принципы жизнедеятельности.

Все растительные клетки подобны друг другу, все животные клетки подобны друг другу. И даже растительные клетки и животные клетки подобны друг другу, хоть и имеют отличия. Макроэлементы едины для всех живых организмов. Микроэлементы и ультрамикроэлементы могут отличаться в разных клетках и организмах. У всех организмов и клеток есть признаки живого. Они едины для всех.

3. Каждая клетка самостоятельна: деятельность организма является суммой жизнедеятельности составляющих его клеток.

Исходя из положения о жизнедеятельности клеток, становится ясно, что в случае одноклеточных организмов клетка выполняет всю работы для собственного существования целиком и полностью самостоятельно. В более сложных организмах клетки специализированы, но они работают сопряженно, опираясь на те же принципы организации жизнедеятельности.

Позднее, в 1855 году наш отечественный ученый Рудольф Вирхов внес важное дополнение: «Всякая клетка происходит от клетки».

Деление клеток было открыто еще в 1841 Робертом Ремаком, однако данное открытие не было внесено в положения клеточной теории, что, собственно, и исправил Р. Вирхов.

Источник: //spadilo.ru/metody-citologii-i-kletochnaya-teoriya/

Цитологические методы исследования

Современные методы цитологических исследований таблица

В настоящее время в медицине широко используют цитологические методы исследования и цитологическую диагностику для распознавания многих заболеваний.

Цитологическая диагностика базируется на исследовании микроскопической картины препарата, содержащего как отдельные клетки, так и клетки в составе ткани, а также клеточного окружения в норме и при различных патологических процессах.

Врачи-цитологи проводят профилактические исследования, ставят предварительные диагнозы и дают оценки результатов лечения.

Применяются цитологические исследования в онкологии для распознавания опухолей; в гематологии — для диагностики заболеваний и оценки эффективности их лечения; в гинекологии — с целью диагностики онкологических заболеваний и гормональных нарушений; для распознавания многих заболеваний органов дыхания, пищеварения, мочевыделения, нервной системы и т.д.

Валерий Иванович Ключников работает в должности врача-цитолога в Национальном медико-хирургическом Центре им. Н.И.Пирогова.

“В основном я провожу исследования при помощи микроскопии цитологических мазков, отпечатков, соскобов, материала полученного при биопсии и пункции”, – сообщает Валерий Иванович, предоставляя часть результатов своей повседневной работы. «Микрофотографии я получаю, используя тринокулярный Микромед-1, камеру Altami USB 3150 R6 1/2 CMOS (3 Mpix) и программу Altami Studio 2.0.0, с помощью которой удобно проводить измерения элементов».

Рис.1. Железистый эпителий

На рисунке 1 представлена микрофотография железистого эпителия из церквикального канала. Клетки железистого эпителия обведены эллиптическими фигурами.

«Цитологические исследования цервикального канала, то есть шеечного канала матки, проводятся для профилактики предрака и рака шейки матки.

На данной микрофотографии виден нормальный железистый эпителий из цервикального канала, но я считаю, что это пример плохо окрашенного мазка. По нему нельзя сделать какие-либо выводы из-за наличия артефактов.

Артефакты здесь — рыхлые скопления краски (дефекты окраски мазка). Это мешающие объекты, и иногда они искажают общую картину анализа», – объясняет Валерий Иванович.

Исследование нормального пролиферативного типа мазка показано на рисунке 2. Мазок был взят с наружной поверхности шейки матки и из цервикального канала (ЦК).

«Здесь мы видим поверхностные клетки многослойного сквамозного (чешуйчатого) эпителия (МСЭ) с мелкими ядрами и скопление клеток железистого эпителия из ЦК в виде железистой структуры (полоски) с крупными гиперхромными (плотными) ядрами.

В программе Altami Studio было произведено определение размера частиц: измерен диаметр такого ядра, и величина его оказалась равной 11.46 мкм», – комментирует Ключников В.И.

Рис. 2. Измерение диаметра ядра железистого эпителия

Микрофотография на рисунке 3 с изображением мазка пролиферативного типа с наружной поверхности шейки матки. «Это нормальный мазок женщины репродуктивного (детородного) возраста.

В первой фазе цикла он характеризуется обилием зрелых поверхностных клеток МСЭ. В других случаях данный тип мазка может быть признаком патологии.

На микрофотографии видны клетки МСЭ с мелкими ядрами, а также присутствует мелкая палочковая микрофлора», – рассказывает врач-цитолог Валерий Иванович.

Рис. 3. Мазок пролиферативного типа

Микроскопическое исследование мазка пролиферативного типа иногда позволяет диагностировать вирусную природу патологии шейки матки (Рис. 4).

«На этой микрофотографии я наблюдаю нормальную вагинальную палочковую микрофлору, но увеличение ядер отдельных клеток с образованием околоядерной зоны просветления (койлоцитоз).

Это говорит о поражении эпителиальных клеток папиломавирусной инфекцией», – замечает Ключников В. И.

Рис. 4. Папилломавирусная инфекция (ПВИ)

На рисунке 5 представлена микрофотография мазка с наружной поверхности шейки матки женщины в состоянии менопаузы. «Здесь я могу подтвердить диагноз острого воспаления, а именно, атрофического кольпита (вагинита).

На это указывает обильное скопление лейкоцитов и увеличение ядра клеток. В программе для микроскопа Altami Studio был измерен диаметр произвольно выбранного на микрофотографии ядра. Диаметр был равен 14.

71 мкм», – отвечает наш респондент.

Атрофический кольпит — симптомокомплекс, имеющий причиной значительное снижение содержания эстрогенов, который приводит к истончению многослойного плоского эпителия.

«Цитологическое исследование является одним из основных методов объективной диагностики атрофического кольпита», – утверждает Валерий Иванович.

Рис. 5. Атрофический кольпит

Помимо гинекологических исследований, Валерий Иванович проводит диагностику узлов щитовидной железы (Рис. 6).

«На данной микрофотографии мы можем наблюдать нормальные клетки эпителия щитовидной железы (ЩЖ) в массе растворимого, продуцируемого ими, коллоида (уплотненного слизеподобного вещества).

Во взятом мазке выражена вакуолизация, то есть разновидность клеточной дистрофии, характеризующаяся образованием в цитоплазме вакуолей. Это говорит о различных нарушениях в обмене веществ клеток, в их функции и строении», – сообщает Валерий Иванович.

Коллоидный зоб ЩЖ – заболевание, развивающееся в результате йододефицита. В качестве профилактики для предотвращения узловых образований достаточно потреблять йод и витамины.

Рис. 6. Преимущественно коллоидный зоб

«Также я исследую мазки, приготовленные из пунктата. Пунктат – это небольшое количество ткани или жидкости, извлеченное путем пункции тонкой иглой. На следующей микрофотографии зафиксировано исследование пунктата из узлового образования ЩЖ (Рис. 7).

В данном случае он представляет собой мономорфные (сохраняющие одну форму в течение всего периода развития) мелкие клетки ЩЖ типа А в небольших скоплениях. Наблюдается склонность к образованию микрофолликулярных структур (полоски, розетки), то есть имеется подозрение на аденому.

Мономорфная аденома — это, проще говоря, одиночный, плотный узел, который расположен в глубине железы.

Но не нужно пугаться данного диагноза, аденома щитовидной железы – доброкачественная опухоль и она редко переходит в злокачественную»

Рис. 7. Аденома щитовидной железы

Цитология применяется в том числе и для обследования желудка — по материалам, полученным при эндоскопии (Рис. 8). В программе Altami Studio был измерен диаметр ядра клеток эпителия желудка. «Это нормальные клетки эпителия, диаметр одного из самых больших ядер равен 54.7449 мкм», – замечает Ключников В. И.

Рис. 8. Эндоскопический материал из желудка

«Для подсчета элементов крови, их концентрации и определения подвижности я использую камеру Горяева (Рис. 9). Она откалибрована в программе Altami Studio. При помощи камеры Горяева мне удобно определять увеличение микроскопа. Я ее использую исключительно как калибратор».

Рис. 9. Камера Горяева

«Цитология – наука достаточно сложная и, к тому же, субъективная. По этой причине у врача-цитолога должна быть не только соответствующая квалификация, но и большой опыт работы в области цитологии», – делится Валерий Иванович.

«Цитологические исследования нужны для д иагностики различных состояний шейки матки, для исследования новообразований щитовидной железы и для других профилактических осмотров.

В настоящее время цитологическими исследованиями, получившими признание и широкое распространение, достигаются большие успехи в обеспечении здоровья населения», – считает врач-цитолог Ключников Валерий Иванович .

Читать другие материалы по теме:

Измерение перемещения объекта при помощи COM технологии
Исследование электролюминофоров
Контроль качества кольцевых уплотнителей фитингов и идентификация резьбы труб
камеры на USB 3.0
Микроскоп сравнения
Вам не подходят существующие решения?
Контроль качества зерна
Анализ изображений

Источник: //altamisoft.ru/article/cytological-methods/

Методы цитологии. Клеточная теория. урок. Биология 10 Класс

Современные методы цитологических исследований таблица

Тема: Основы цитологии

Урок: Методы цитологии. Клеточная теория

Для изучения жизнедеятельности и строения клетки используют различные подходы или методы исследования.

Разрешающая способность человеческого глаза составляет 100 микрометров (микрон).

То есть, если вы начертите две линии на расстоянии 100 микрон друг от друга и посмотрите на них, то эти две линии сольются в одну, а если вы поставите две точки на расстоянии 100 микрометров, эти две точки покажутся вам одной точкой.

Размеры клеток и клеточных компонентов определяются микронами или долями микрон. Для того чтобы увидеть структуру такого масштаба и размера, необходимы оптические приборы.

Исторически сложилось, что первым оптическим прибором был световой микроскоп (рис. 1).

Рис. 1. Световой микроскоп

Лучший световой микроскоп имеет разрешающую способность около 0,2 микрометров, то есть 200 нанометров, что примерно в 500 раз улучшает возможности человеческого глаза.

Первые микроскопы были созданы в конце XVI в – начале XVII века, а первым человеком, который использовал микроскоп для изучения живых объектов, был Роберт Гук, это случилось в 1665 году.

Он изучал растительные ткани и показал, что пробка и другие растительные ткани состоят из ячеек, разделенных перегородками, эти ячейки он назвал клетками.

Световые микроскопы очень широко применяются и в настоящее время, однако они имеют ряд недостатков. Одни из них заключаются в том, что с помощью светового микроскопа невозможно увидеть объекты, размеры которых меньше длины световой волны – 400-800 нанометров, поскольку световая волна не может быть отражена таким объектом, а огибает его.

В начале 30-х годов XX века был создан электронный микроскоп (рис. 2), который давал биологам возможность увидеть объекты размером 0,5 нанометров.

Почему это произошло? Потому что физики предложили биологам использовать не световой луч, а поток электронов, которые могли уже отражаться от более мелких объектов.

Рис. 2. Сравнительная характеристика светового (сверху) и электронного (снизу) микроскопа

На рисунке 2 представлены рабочие диапазоны светового и электронного микроскопов. Как мы видим, клеточные органеллы и вирусы можно увидеть только с помощью электронного микроскопа.

В сущности, принцип действия электронного микроскопа такой же, как и у светового, в котором пучок световых лучей направляется линзой конденсатора через образец, а изображение увеличивается с помощью системы линз. В электронном микроскопе оператор сидит у пульта управления лицом к колонне, по которой проходит пучок электронов (рис. 3).

Электронный микроскоп перевернут вверх дном по сравнению со световым микроскопом. Здесь у электронного микроскопа источник электронов находится в верхней части колоны, а сам образец – внизу.

Рис. 3. Принцип работы светового (слева) и электронного (справа) микроскопа

На вольфрамовую нить накала, находящуюся в верхней части колонны, подается высокое напряжение, и нить накала излучает пучок электронов, чтоб сфокусировать эти электроны, необходимы электромагниты.

Внутри колонны создается глубокий вакуум, чтобы сократить до минимума рассеивание электронов. В трансмиссионном просвечивающем микроскопе электроны проходят через образец, поэтому сам образец должен быть очень тонким, иначе электроны могут быть поглощены этим образцом, или рассеются. Пройдя через образец, электроны фокусируются добавочными электромагнитными линзами.

Электроны невидимы для человеческого глаза, поэтому они направляются на флуоресцентный экран, который воспроизводит видимые изображения или на фотопленку. Так можно получить постоянный фотоснимок – электронную микрофотографию.

Для того что бы получить объемные изображения предметов, используют сканирующий электронный микроскоп (рис. 4).

Рис. 4. Объемные изображения пыльцы растений (справа), полученные при помощи сканирующего электронного микроскопа (слева)

В нем точно сфокусированный пучок электронов движется взад и вперед по поверхности образца, а отраженные от поверхности электроны собираются и формируют изображение, наподобие того, которое возникает на экране телевизора.

С помощью электронного микроскопа можно увидеть только неживые объекты. Процессы, происходящие в клетке, то есть живую клетку, можно наблюдать в мощный световой микроскоп при замедленной кинофотосъёмке.

Если требуется проследить за судьбой какого-либо химического соединения в клетке, то можно заменить один из атомов в его молекуле на радиоактивный изотоп. Тогда эта молекула будет иметь радиоактивную метку, по которой ее можно обнаружить с помощью счетчика радиоактивных частиц или по способности засвечивать фотопленку.

Для выделения и изучения отдельных органоидов клетки используется метод ультрацентрифугирования: разрушенные клетки в пробирке вращаются с очень большой скоростью в центрифугах.

Так как разные составные части клеток имеют различные массу, размеры и плотность, то они под действием центробежной силы оседают на дно с разными скоростями.

Таким образом, изучают митохондрии, рибосомы и другие органеллы.

Рис. 5. Создатели клеточной теории М. Шлейден и Т. Шванн

В XVIII – XIX веках основным орудием исследования живых объектов в руках биологов был световой микроскоп. В 1838 году вышла книга Маттиаса Шлейдена (рис.

 5) «Материалы к филогенезу», в которой он показал, что все растительные ткани состоят из клеток и рассуждал о вопросе происхождения клеток в живых организмах, непосредственно в растительных организмах. Ровно через год в 1839 году Теодор Шванн (рис.

 5) опубликовал свою книгу «Микроскопические исследования о соответствии в структуре, и росте животных и растений» в которой и были изложены первые версии клеточной теории.

Вот основные постулаты клеточной теории:

1. Все живые существа состоят из клеток.

2. Все клетки имеют сходное строение, химический состав и общие принципы жизнедеятельности.

3. Каждая клетка самостоятельна: деятельность организма является суммой процессов жизнедеятельности составляющих их частей.

Несмотря на всю прогрессивность клеточной теории, Шванн и Шлейден ошибочно полагали, что новые клетки появляются из внеклеточного вещества, поэтому существенным дополнением клеточной теории был принцип Рудольфа Вирхова (каждая клетка из клетки).

Позднее Вальтер Флеминг описал процесс деления клетки – митоз. А Оскар Гертвиг и Эдуард Страсбургер независимо друг от друга, на основании экспериментов с одноклеточными водорослями, пришли к выводу, что наследственная информация клетки заключена в ядре.

Таким образом, работами многих исследователей была создана современная клеточная теория, которая имеет следующие положения:

1. Клетка является универсальной структурной и функциональной единицей живого.

2. Все клетки имеют сходное строение, химический состав и общие принципы жизнедеятельности.

3. Клетки образуются только при делении предшествующих им клеток.

4. Клетки способны к самостоятельной жизнедеятельности, но в многоклеточных организмах их работа скоординирована, и организм представляет собой целостную систему.

Микроскоп и время. История создания микроскопа не совсем ясна, известно, что он появился в конце XVI – в начале XVII века, и одним из мастеров, который сконструировал микроскоп, был Захарий Янсен, очковый мастер (рис. 6).

Рис. 6. Один из первых изготовителей микроскопов, З. Янсен, и его творение

Долгое время он использовался как игрушка, и даже Г. Галилей в 1619 году писал, что любопытно смотреть через микроскоп на муху размером в теленка, и только Роберт Гук в 1665 г. стал использовать микроскоп в научных исследованиях. Он рассматривал растительные ткани и клетки пробки, и таким образом открыл клетки у растений.

Р. Гук усовершенствовал микроскоп (недостатком первых микроскопов было плохое освещение). С этой целью Гук сделал приспособление, состоящее из сферы, наполненной водой, или из плосковыпуклой линзы, фокусировавшей солнечный свет. А в вечернее время Гук использовал светильник, который был дополнительным источником освещения.

Домашнее задание

1. Что такое микроскоп?

2. Чем световой микроскоп отличается от электронного микроскопа?

3. Опишите метод ультрацентрифугирования.

4. Что такое радиоактивные маркеры? Как они используются?

5. Перечислите ученых, работы которых способствовали возникновению и развитию клеточной теории.

6. Перечислите постулаты клеточной теории.

7. Обсудите с друзьями и родными, каким образом из одной клетки развивается целый организм. Как можно влиять на этот процесс?

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Википедия (Источник).

2. Википедия (Источник).

3. Википедия (Источник).

4. Википедия (Источник).

Список литературы

1. Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Общая биология 10-11 класс Дрофа, 2005.

2. Биология. 10 класс. Общая биология. Базовый уровень / П. В. Ижевский, О. А. Корнилова, Т. Е. Лощилина и др. – 2-е изд., переработанное. – Вентана-Граф, 2010. – 224 стр.

3. Беляев Д. К. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 11-е изд., стереотип. – М.: Просвещение, 2012. – 304 с.

4. Биология 11 класс. Общая биология. Профильный уровень / В. Б. Захаров, С. Г. Мамонтов, Н. И. Сонин и др. – 5-е изд., стереотип. – Дрофа, 2010. – 388 с.

5. Агафонова И. Б., Захарова Е. Т., Сивоглазов В. И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е изд., доп. – Дрофа, 2010. – 384 с.

Источник: //interneturok.ru/lesson/biology/10-klass/bosnovy-citologii-b/metody-tsitologii-kletochnaya-teoriya

WikiMedicOnline.Ru
Добавить комментарий