mozok.click » Біологія » Мікроскопія та інші методи дослідження клітин
Інформація про новину
  • Переглядів: 2332
  • Автор: admin
  • Дата: 26-11-2017, 06:38
26-11-2017, 06:38

Мікроскопія та інші методи дослідження клітин

Категорія: Біологія

Терміни й поняття: клітина, мікроскоп, мікроскопія (світлова, електронна), фізичні методи дослідження клітин, цитологія, клітинна біологія, метод культуриклітин.

Історична довідка. Першою людиною, яка побачила клітину, був Роберт Гук (1635-1703). Трапилося це в 60-х роках XVII ст. Якось він нарізав корок тонкими скибочками і заради цікавості розглянув їх за допомогою тогочасного мікроскопа (відгрец. мікрос — малий, скоп — спостерігаю), який у ті часи використовували лише для світських розваг (іл. 9.1). Він побачив, що корок складається з повторюваних

рядів однакових комірок, які він назвав англійським словом «cell» («камера», «чарунка», «клітка»). В англійській науковій мові затвердилася назва «cell», а в українській —«клітина». Сучасники Гука відкриття комірчастої будовитканин рослин не помітили.

Головним методом дослідження клітин є мікроскопія, що вивчає дуже дрібні об’єкти за допомогою мікроскопів.

Фізичні методи дослідження.

Світлова мікроскопія. Відкриття клітинної будови всіх живих істот сталося завдяки винайденню світловогомікроскопа (іл. 9.2), у якому використовується збільшувальна здатність опуклих скляних лінз. Цей прилад збільшує зображення дрібних предметів щонайбільше у 2 000разів. В основу світлової мікроскопії покладено оптичнівластивості світла. Межі роздільної здатності мікроскопа(тобто розмір найменшого об’єкта, який можна побачити за допомогою цього приладу) визначаються довжиноюсвітлової хвилі, а тому частки, коротші за довжину світлової хвилі, у звичайний мікроскоп розглянути неможливо.

Здебільшого структури клітини безбарвні, тому у світловій мікроскопії застосовують спеціальні барвники,що роблять зображення окремих деталей клітини кольоровим, чітким і контрастним, зокрема надають можливість розглянути ядро та інші органоїди. Однак при цьому вбивається клітина. Саме тому головними факторами,що обмежували розвиток досліджень клітини, були нелише недосконалі мікроскопи, а й те, що вивчалися фіксовані, неживі матеріали. Останнє унеможливлювалоспостереження за процесами, що відбуваються в клітинах.

Новітні технології дозволяють вести мікроскопічні дослідження живих клітин. До того ж сучасні мікроскопи поєднанні з комп’ютерами, які здатні давати об’ємнезображення.



Електронна мікроскопія. У 50-ті роки XX ст. для дослідження клітини було застосовано електронний мікроскоп (іл. 9.3), завдяки якому стало можливим збільшення зображення мікрооб'єктів у сотні тисяч разів. Якщо прийняти роздільну здатність ока людини за одиницю, то роздільназдатність світлового мікроскопа дорівнюватиме 500 одиницям, а електронного — 100 000!

Метод електронної мікроскопії полягає в просвічуванні клітинних структур потоком електронів високої енергії.

Довжина хвилі потоку електронів значно коротша за довжину хвилі світла — це дає змогу розглянути найдрібніші органоїди абочастини клітин, розмір яких становить тисячні частини міліметра.

Щоб електрони «відчули» тендітні структури клітини, спочатку готують надтонкі зрізи клітин завтовшки в соті частини міліметра, апотім їх обробляють спеціальною речовиною,що здатна розсіювати електрони. За допомогою електронного мікроскопа було детальновивчено будову клітинної мембрани та цитоплазми. Це дало змогу дійти висновку, що клітина рослин і тварин, всупереч попереднім уявленням про неї як про мішечок з рідиною, насправді є густою сіткою каналів, утворених мембранами.

Серед фізичних методів дослідження клітин великого значення набуло центрифугування. Для цього використовують спеціальні машини (центрифуги), що здатні розділяти під дією відцентрової сили суміш води (рідини) та дуже дрібнихтвердих часток (іл. 9.4).


Лабораторні центрифуги розганяють біологічний матеріал з клітинами до величезних швидкостей, унаслідок дії відцентрової силивідбувається розкладання клітинних структур на компоненти — відповідно до їх питомої маси. Це дозволяє вивчати властивості нелише кожної частини клітини, а й навіть окремих молекул ДНК, РНК або білків.

Авторадіографія. До середовища, що оточує клітину, додають радіоактивні речовини, наприклад, радіоактивний карбон(ГУ)оксид. Клітина його поглинає, і він починаєбрати участь у хімічних реакціях, розподіляючись по цитоплазмі.

Потім клітину розташовують на плівці, чутливій до радіоактивного опромінення, і радіоактивна речовина ніби сама себе фотографує (звідси й походить назва авто-радіографія). Таким чином, розглядаючи мікрофотографії (іл. 9.5), можна відстежитине лише стадії синтезу речовин у клітині, ай визначити, у яких саме частинах клітинивідбувається цей процес і навіть установитийого швидкість.

Іл. 9.5. Радіоавтограма аорти (видно клітини м 'язової тканини з темнимирадіоактивними мітками в ядрах, щосвідчить про інтенсивний синтезуних ДНК)

Дослідження живих клітин. Сучасна наука про клітину цитологія (від грец. кітос — клітина і логос — вчення) переросла в систему наук, яка має назву клітинна біологія. Особливістю сучасної клітинної біології

є дослідження живих клітин. Одним з найцікавіших методів дослідження живих клітин є мікрохірургія (іл. 9.6).


Цей метод полягає в трансплантації елементів клітини одного організму до клітини іншого. Завдяки мікрохірургії було виявленофункцію ядра як органа, що визначає формуклітини та характер її функціонування.

Крім того, використовують й інші методи дослідження живих клітин, зокрема вплив на окремі органоїди та структури клітин сфокусованим пучком лазернихпроменів, що надало можливості вивчити механізми клітинного поділу.

Окремою галуззю клітинної біології є метод культури клітин, за якого ізольовані клітини тварин та рослин переносять у спеціально створене середовище, де клітини здатні не лише жити, а й розмножуватись.

Особливого значення набуває гібридизація клітин, коли клітини різних організмів, наприклад, тютюну й троянди або людини та миші після попередньої обробки «зливають» в одну клітину. З гібридних рослинних клітин можуть вирости справжні рослини, а у тварин такі клітини зазвичай нежиттєздатні й існують протягом нетривалого часу.

Клітини — це надзвичайно малі за розміром об’єкти, тому їх можна вивчати лише за допомогою спеціальних методів і приладів. Головним способом дослідженняклітин є мікроскопія.

1. Хто першим відкрив клітину? 2. Що обмежує роздільну здатність світлового мікроскопа? 3. Які нові знання були набуті за допомогою електронного мікроскопа? 4. Чому метод авторадіографії отримав таку назву? 5. Для чого потрібні методидослідження живих клітин? 6. Що таке гібридизація клітин?

• Чому штучно ізольовані живі клітини не можуть жити довго?

• Чому яйцеклітини птахів такі великі?

 

Це матеріал з підручника Біологія 9 клас Межжерін

 






^