Цитологический метод исследования в биологии — АНТИ-РАК

Методы цитологии

Цитологический метод исследования в биологии — АНТИ-РАК

Строение, ультраструктура и функционирование клеточных органоидов исследуется в настоящее время с помощью следующих основных методов: световой и электронной, темнопольной, фазово-контрастной, поляризационной, люминесцентной микроскопии, используемых для изучения строения, ультраструктуры фиксированных клеток, и дифференциального центрифугирования, позволяющего выделять отдельные органоиды и анализировать их цитохимическими, биохимическими, биофизическими, и другими методами.

Световая микроскопия.

Принцип метода состоит в том, что пучок света, пройдя через объект, попадает в систему линз объектива, и строит первичное изображение, которое увеличивается с помощью линз окуляра. оптическая часть микроскопа, определяющая его основные возможности, – объектив.

В современных микроскопах объективы сменные, что позволяют изучать клетки при разных увеличениях. Главной характеристикой микроскопа как оптической системы является разрешающая способность, т.е. способность давать раздельное изображение двух близких друг к другу объектов.

Изображения, даваемые объективом, можно увеличить во много раз, применяя сильный окуляр или, например проекции на экран (до 105 раз). Разрешающая способность светового микроскопа ограничивается длиной волны света: чем меньше длина волны, тем выше разрешающая способность.

Обычно в световых микроскопах используются источники освещения в видимой области спектра (400-700 нм), поэтому максимальное разрешение микроскопа в этом случае может быть не выше 200-350 нм (0,2-0,35 мкм). Если использовать фиолетовый свет (260-280 нм), то можно повысить разрешение до 130 – 140 нм (0,13-0,14 мкм).

Это будет пределом теоретического разрешения светового микроскопа, определяемого волновой природой света.

Таким образом, все, что может дать световой микроскоп как вспомогательный прибор к нашему глазу, – это повысить разрешающую способность его примерно в 1000 раз (невооруженный глаз человека имеет разрешающую способность около 0,1 мм, что равно 100 мкм).

Это и есть «полезное» увеличение микроскопа, выше которого мы будем только увеличивать контуры изображения, не открывая в нем новых деталей.

Следовательно, при использовании видимой области света 0,2-0,3 мкм является конечным пределом разрешения светового микроскопа.

Электронная микроскопия.

В принципе электронный микроскоп устроен так же, как и световой, только роль светового пучка выполняет в нем пучок электронов, а фокусируется этот пучок не линзами, а электромагнитами.

Однако для пучка электронов длина волны значительно короче длин волн видимого света, что и обеспечивает более высокую разрешающую способность электронного микроскопа по сравнению со световым микроскопом.

Разрешение у современных электронных микроскопов 0,2-1 нм.

В трансмиссионном электронном микроскопе электроны проходят сквозь объект подобно тому, как в световом микроскопе сквозь него проходит свет. В результате пучок электронов создает изображение объекта на фотографической пластинке.

Одно из главных неудобств электронного микроскопа заключается в том, что в камере должен поддерживаться высокий вакуум, потому что в воздушной среде электроны легко отклоняются и захватываются молекулами газа.

Живая же материя не может существовать в высоком вакууме, так как в этих условиях испаряется вся содержащаяся в ней вода; поэтому при помощи трансмиссионного электронного микроскопа можно исследовать только фиксированный материал.

Кроме того, срезы должны быть очень тонкими, чтобы сквозь них могли проходить электроны.

В сканирующем электронном микроскопе электроны отражаются от поверхности объекта и создают изображение при движении в обратном направлении.

Предел разрешения у сканирующего микроскопа ниже, чем у трансмиссионного, и ему требуется не столь высокий вакуум.

Благодаря этому с помощью сканирующего электронного микроскопа можно проводить прижизненные исследования некоторых организмов с достаточно твердыми покровами.

Он позволяет также получать превосходные фотографии, воспроизводящие в мельчайших деталях поверхности некоторых живых существ. Чтобы усилить контрастность конечного изображения, почти все объекты окрашивают.

В световой микроскопии используют красители, а для трансмиссионного электронного микроскопа – фиксаторы, содержащие тяжелые металлы (например, четырехокись осмия, перманганат калия, свинец), способные поглощать электроны.

Для сканирующего электронного микроскопа материал часто замораживают, чтобы получить поверхность, покрытую льдом. При этом исключаются потери воды водорастворимых веществ, меньшими являются также химические изменения структур.

При анализе данных, полученных с помощью электронного микроскопа, надо помнить, что этим методом исследуются статические состояния клетки в момент быстрой остановки движения цитоплазмы, вызванной воздействием фиксирующих химических веществ.

Темнопольная микроскопия

Суть его в том, что подобно пылинкам в луче света (эффект Тиндаля) в клетке при боковом освещении светятся мельчайшие частицы (меньше 0,2 мкм), отраженный свет которых попадает в объектив микроскопа. Этот метод успешно применяется при изучении живых клеток.

Метод фазово-контрастной микроскопии основан на том, что отдельные участки прозрачной, в общем, клетки хоть мало, но все же отличаются друг от друга по плотности и по светопреломлению. Проходя через них, свет изменяет свою фазу, однако такое изменение фазы световой волны наш глаз не улавливает, так как он чувствителен только к изменению интенсивности света.

В фазово-контрастном микроскопе в объектив вмонтирована специальная пластинка, проходя через которую луч света испытывает дополнительный сдвиг фазы колебаний. При построении изображения взаимодействуют уже лучи, находящиеся в одной фазе либо в противофазе, но обладающие разной амплитудой; тем самым создается светло-темное контрастное изображение объекта.

С помощью поляризационного микроскопа изучают объекты, обладающие так называемой изотропией, т.е. упорядоченной ориентацией субмикроскопических частиц (волокна веретена деления, миофибриллы и др.). У такого микроскопа перед конденсором помещается поляризатор, который пропускает световые волны с определенной скоростью поляризации.

После препарата и объектива помещается анализатор, который может пропускать свет с этой плоскостью поляризации. Когда между скрещенными призмами будет находиться объект, обладающий двойным лучепреломлением, т.е.

способностью поляризовать свет, он будет виден как светящийся на темном поле. С помощью поляризационного микроскопа можно убедиться, например, в ориентированном расположении мицелл в клеточной стенке растений.

При изучении живых клеток широко используют флуоресцирующие красители и метод флуоресцентной микроскопии.

Суть его заключается в том, что целый ряд веществ обладают способностью светиться (флуоресцировать, люминесцировать) при поглощении ими световой энергии.

Спектр флуоресценции всегда смещен в сторону больших длин волн по отношению к возбуждающему флуоресценцию излучению. Этот принцип позволяет рассматривать флуоресцирующие объекты в зоне коротких волн.

В таких микроскопах применяются фильтры, дающие освещение в сине-фиолетовой области. Существуют ультрафиолетовые люминесцентные микроскопы.

Собственной флуоресценцией обладают некоторые пигменты (хлорофиллы, бактериальные пигменты), витамины (А и В2), гормоны.

Можно применять метод флуоресцентной микроскопии, добавляя живым клеткам флуоресцирующие вещества, которые избирательно связываются с определенными структурами, вызывая их вторичную люминесценцию.

Для изучения клеток органов и тканей животных используют метод клеточных культур. Простой вариант этого метода заключается в том, что в камеру, наполненную питательной средой, помещают небольшой кусочек живой ткани. Через некоторое время на периферии такого кусочка начинается деление и рост клеток.

В другом случае вырезанный кусочек ткани слегка обрабатывают раствором фермента трипсина или хелатона версена, что приводит к его диссоциации, к полному разобщению клеток друг от друга.

Затем такую взвесь отмытых клеток помещают в сосуд с питательной средой, где они опускаются на дно, прикрепляются к стеклу и начинаются размножаться, образуя сначала колонии, а затем сплошной клеточный пласт.

Так растут однослойные клеточные культуры, очень удобные для прижизненных наблюдений. При культивировании вне организма кроме смены среды важно поддерживать и необходимую температуру, и соблюдение стерильности. В культуре можно выращивать и растительные клетки.

Для этого кусочки ткани обрабатываются ферментами, растворяющими клеточные оболочки. Отделившиеся клеточные тела, протопласты, помещают в культуральную среду, где они делятся и образуют зоны размножившихся клеток.

Сейчас метод культивирования клеток вне организма широко используется не только для цитологических, но и генетических, вирусологических и биохимических исследований.

Наблюдения за живыми клетками обычно регистрируются в виде фотографий, сделанных с помощью специальных фотонадсадок к микроскопу. Живую клетку можно снимать и на кинопленку.

Применяя такую ускоренную или замедленную киносъемку (цейтраферная съемка), можно подробно видеть протекание важных процессов, как деление клеток, фагоцитоз, течение цитоплазмы, биение ресничек и т.д.

Несмотря на важность и достаточную простоту витальных наблюдений, большая часть сведений о структуре и свойствах клеток получена на фиксированном материале.

Задачи фиксации – это убить клетку, прекратить активность внутриклеточных ферментов, предотвратить распад клеточных компонентов, а также избежать потери структур и веществ, препятствовать появлению структур, отсутствующих в живой клетке.

В качестве фиксаторов применяют альдегиды и их смеси с другими веществами, спирты, сулема, четырехокись осмия и др. После фиксации объекты подвергают дополнительной обработке – окрашиванию. Для окраски применяют различные натуральные (гематоксилин и кармин и др.) и главным образом синтетические красители.

Но для окрашивания клеток в составе органов необходимо получить их срезы. Срезы до 5 -10 мкм получают на микротоме.

Существует ряд специфических красочных приемов направленных на выявление специфических химических веществ получил название гистохимических или цитохимических. Это собственно цитохимические реакции.

Основные требования, предъявляемые к такого рода реакциям, следующие: специфичность, связывание красителя, неизменность, локализация вещества.

Количество конечного продукта цитохимической реакции можно определить с помощью цитофотометрии.

Основу его составляет определение количества химических веществ по поглощению ими света определенной длины волны (например, при определении количества ДНК на клетку после реакции Фельгена).

Количественную оценку получают не только поглощающие объекты и вещества, но и излучающие.

Разработаны приемы количественной флуорометрии, позволяющие по степени свечения определить содержание веществ, с которыми связываются флуорохромы.

Для выявления белков, отдельных последовательностей нуклеотидов в ДНК или для определения мест локализации РНК-ДНК – гибридных молекул используют метод иммунофлуоресценции.

Для выяснения локализации мест синтеза биополимеров, для определения переноса веществ в клетке, для наблюдения за миграцией или свойствами отдельных клеток широко используют метод авторадиографии – регистрации веществ, меченых изотопами. Например, с помощью этого метода при использовании меченых предшественников РНК было показано, что вся РНК синтезируется только в интерфазном ядре, а наличие цитоплазматической РНК является результатом миграции синтезированных молекул из ядра.

В цитологии применяют различные аналитические и препаративные методы биохимии. В последнем случае можно получить в виде отдельных фракций разнообразные клеточные компоненты и изучать их химию, ультраструктуру и свойства. В настоящее время в виде чистых фракций получают практически любые клеточные органеллы и структуры.

Одним из основных способов выделения клеточных структур является дифференциальное (разделительное) центрифугирование.

Принцип его применения состоит в том, что время для оседания частиц в гомогенате зависит от их размера и плотности: чем больше частица или чем она тяжелее, тем быстрее она осядет на дно пробирки.

Чтобы ускорить этот процесс оседания используют ускорения, создаваемые центрифугой.

При повторном дробном центрифугировании смешанных подфракции можно получить чистые фракции.

В случаях более тонкого разделения фракций используют центрифугирование в градиенте плотности сахарозы, что позволяет хорошо разделить компоненты, даже незначительно отличающиеся друг от друга по удельной массе.

Полученные фракции, прежде чем их анализировать биохимическими способами, необходимо проверить на чистоту с помощью электронного микроскопа.

Контрольные вопросы:

1. Уровни организации живой материи

2. Клеточная теория организации организмов

3. Методы исследования в цитологии

4. Задачи и предмет цитологии

5. Устройство светового микроскопа

6. Устройство электронного микроскопа

7. Техника безопасности при цитологических работах

8. Требования к подготовке биологического материала для цитологического исследования

9. Фиксирующие вещества, механизм действия

10. Цитохимия, требования к материалу и возможности

11. Количественный анализ (морфометрия), требования и возможности

12. Артефакты в цитологии, пути объективизации результатов

Рекомендуемая литература:

1. Заварзин А.А., Харазова А.Д. Основы общей цитологии. – Л., 1982.

2. Ченцов Ю.С. Основы цитологии. – М., 1984.

3. Шубникова Е.А. Функциональная морфология тканей. – М., Изд-во МГУ, 1981.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/12_57263_metodi-tsitologii.html

Цитологический метод: особенности проведения, материал для исследования

Цитологический метод исследования в биологии — АНТИ-РАК

В статье будут описаны методы цитологических исследований. Цель проведения данного анализа — определить тип зафиксированных поражений, их доброкачественную или злокачественную природу. Разберемся подробнее в этом вопросе.

Клетка является основным строительным материалом организма. От ее качества напрямую зависит уровень здоровья человека и его способность противостоять разнообразным патологиям. Изучение клеток позволяет выявлять начало патологических изменений, контролировать ход терапии и устойчивость полученного результата. Исследование структуры клеток носит название цитологического.

Суть таких исследований

Суть цитологического метода заключается в анализе особенностей клеточного состава определенного биоматериала при помощи микроскопа: изменений в цитоплазме, ядрах.

Как правило, под цитологией понимают исследование гинекологического характера, однако данный метод исследования может применяться для изучения сока из предстательной железы, отпечатков удаленных тканей, синовиальной жидкости, мокроты.

Что выявляют во время данного анализа?

Цитологический метод исследования позволяет выявить нарушения в гормональных функциях яичников. А изучение мазков, взятых с влагалищного свода и маточной шейки, позволяет обнаружить онкологические заболевания на ранних стадиях и предраковые состояния. Кроме того, исследование позволяет выявить рак предстательной железы, мочевого пузыря, желудка, легких и иных органов.

Также представляется возможным выявление гистологической формы опухолевого образования, определение распространенности злокачественного образования, распознание метастаз. Но целью цитологического исследования является не только рак, но и аутоиммунные патологии, воспалительные, вирусные заболевания. При помощи подобного анализа также можно следить за скоростью регенерации тканей.

Назначить цитологический метод исследования может гинеколог, онколог, хирург, терапевт. Основными показаниями для этого являются:

  • Подозрение на вирусное заражение, раковое заболевание, процесс воспаления. В этом случае исследование необходимо для уточнения предполагаемого диагноза.
  • Подтверждение онкологии при резекции тканей.
  • Отслеживание динамики терапии разнообразных патологий.
  • Контроль терапевтических результатов.
  • Профилактический скрининг.
  • Контроль состояния при наличии возможности рецидива. В обязательном порядке цитологические исследования проводятся после излечения рака.

Чем отличаются цитологический и гистологический метод исследования? Об этом ниже.

Отличие цитологического анализа от гистологического исследования заключается в том, что изучаются клетки, а не срезы тканей. А значит, заключительные выводы делаются на основе изменений, происшедших в ядре, цитоплазме, ядерно-цитоплазменном соотношении, образования комплексов и структур клеток.

Использоваться для исследования может различный биологический материал – все зависит от того, какой орган исследуется.

Биоматериал для исследования

Как правило, цитологический метод исследования (в отличие от гистологического, когда для исследования берутся части тканей, как правило, путем биопсии или их резекции) вмешательства в организм пациента не предполагает: практически все биоматериалы можно получить безболезненным способом. Исследоваться могут:

  1. Соскобы, взятые с язв, эрозированных поверхностей, свищей, ран.
  2. Мазки, смывы с цервикального канала и шейки матки. Цитологический метод исследования здесь используется чаще всего.
  3. Амниотическая жидкость.
  4. Выделения молочных желез.
  5. Секрет из предстательной железы.
  6. Моча.
  7. Мокрота.

Однако сбор некоторых биоматериалов может доставить пациенту неприятные ощущения. Но такая процедура проводится быстро, а чаще всего собрать необходимый материал удается при проведении других исследований, что исключает новые болезненные процедуры.

Инвазивный способ

Инвазивным способом происходит сбор следующих материалов для цитологического метода изучения:

  1. Пунктаты из серозных и суставных полостей (сбор происходит при помощи тонкой иглы).
  2. Цереброспинальная жидкость.
  3. Кровь.
  4. Смывы с различных органов при эндоскопии.

Кроме того, цитологическому исследованию могут подвергаться отпечатки тканей, которые были удалены в ходе операции или взяты с целью гистологического исследования.

Полученные биологические образцы могут исследоваться разными методиками.

Основные методы цитологического исследования

В различных клиниках могут применяться разные способы такого исследования, основными среди которых являются:

  1. Световая микроскопия. В основе такого метода находится анализ при помощи оптического микроскопа. Исследуемый материал должен быть прозрачным или полупрозрачным, чтобы световой луч мог проникать сквозь него. Современные световые микроскопы позволяют увеличить образец в 3 000 раз. Минусом такого метода является то, что он не позволяет исследовать клетки, размер которых менее 200 нм. Световая микроскопия позволяет рассмотреть общий план клетки, процессы ее жизненного цикла. Микроскопия бывает светлых, темных полей, люминесцентной, ультрафиолетовой. Данная методика подходит для анализа разнообразных штаммов бактерий, измененных, опухолевых клеток. Точность метода практически равна 100%.
  2. Электронная микроскопия. Проводится при помощи электронного микроскопа и позволяет получить увеличение исследуемых образцов до 500 000 раз. Кроме того, электронный микроскоп дает результаты высокой четкости (предварительно клетки протравливают специальными веществами). Данная методика дает возможность рассмотреть вирусы, строение мембран клеток, другие микрообъекты, к примеру, рибосомы, взаимодействия антигена и антител.
  3. Центрифугирование. Данная методика используется с целью детального анализа химического состава органелл клеток. Предварительно раздробленные в гомогенизаторе образцы помещают в центрифугу, после чего запускают ее вращение. Органеллы послойно оседают на дне центрифуги. После этого фракции разделяют и изучают клеточные структуры. Именно таким способом удается получить материал для цитохимического исследования.
  4. Методика меченых атомов. Авторадиография дает возможность наблюдения за биохимическими процессами, протекающими в отдельных клетках. Для этого производят замену кислородных, углеродных и других атомов в клетках на радиоактивные изотопы, после чего специальными проборами фиксируют их локализацию, характер поведения, передвижение.
  5. Методика рентгеноструктурного анализа. Необходима для анализа пространственных расположений белковых цепочек, РНК, ДНК в клеточных структурах.
  6. Методика клеточных структур. Предполагает выращивание клеток в питательной среде и их последующее изучение.
  7. Микрохирургическая методика. Предполагает имплантирование или удаление различных органелл из клетки, введение сторонних молекул, искусственный обмен органеллами между клетками.

Патологии, выявляемые путем такого анализа

Главным заболеванием, следы которого ищут путем цитологического исследования – рак. Кроме того, цитология позволяет выявить предраковые состояния и следующие патологии:

  1. Инфаркты.
  2. Патологии ЦНС воспалительного характера.
  3. Зрелость плода (если проводится исследование амниотической жидкости).
  4. Заболевания незлокачественного характера (сердечная недостаточность застойного типа, туберкулез, пневмония).
  5. Присутствие вирусных антигенов и инфекционных агентов в образцах биоматериала.
  6. Процессы воспаления, в том числе различные менингиты.

Выводы

Таким образом, методы цитологической диагностики являются одним из наиболее информативных способов изучения состояния различных органов, которые сегодня известны медицине. Они позволяют своевременно обнаружить онкологические заболевания, предраковые состояния, другие болезни.

Источник: https://FB.ru/article/436942/tsitologicheskiy-metod-osobennosti-provedeniya-material-dlya-issledovaniya

Методы цитологии. Клеточная теория. урок. Биология 10 Класс

Цитологический метод исследования в биологии — АНТИ-РАК

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

Консультация доктора
Добавить комментарий