Методи дослідження клітин. Типи мікроскопії. 9 клас. Балан

Методи дослідження клітин. Типи мікроскопіїЯк людство відкрило мікросвіт: від лінзи Роберта Гука до електронних пучків та клітинної інженерії

ВСТУПНЕ ПИТАННЯЧи завжди для дослідження клітини потрібен мікроскоп?Різноманітність клітин. Клітини евкаріотів мають різноманітні форми та розміри. Більшість із них є мікроскопічними. Ключова думка. Мікроскопія — основний, але не єдиний метод. Сучасна цитологія поєднує оптику, хімію та генні технології.

БАЗОВІ ПОНЯТТЯЩо вивчає цитологія?ЦИТОЛОГІЯНаука, яка досліджує будову, функції та процеси життєдіяльності клітин.

ІСТОРІЯ НАУКИ • 1665 РІКРоберт Гук: Відкриття терміна «клітина»Перше спостереження. Розглянув у власноруч сконструйований мікроскоп зріз корка (мертві рослинні тканини). Введення терміна. Запропонував назву «клітина» (cell), оскільки комірки нагадували чернечі келії.

ІСТОРІЯ НАУКИ • 1702 РІКАнтоні ван Левенгук: Першопроходець мікросвіту. Майстер лінз. Виготовив понад 500 лінз та 25 мікроскопів власної конструкції. Живі клітини. Вперше описав інфузорії, бактерії, еритроцити та сперматозоїди.

ЦІКАВІ ФАКТИ ІСТОРІЇПерші ілюстрації мікросвіту (Франческо Стелутті, 1630)Передумови відкриття Гука. Ще у 1630 році Франческо Стелутті опублікував малюнки медоносної бджоли, виконані за допомогою оптичного мікроскопа. Перші прилади з однією лінзою з'явилися ще у XIII ст., а складні мікроскопи — на межі XVI–XVII ст.

МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯСвітлова (оптична) мікроскопія. Принцип роботи. Проходження променів світла через прозорий або напівпрозорий об'єкт. Система лінз. Світло фокусується та збільшується завдяки лінзам об'єктива та окуляра. Живі об'єкти. Дозволяє спостерігати за живими клітинами, рухом цитоплазми та поділом.

БУДОВА ПРИЛАДУБудова світлового мікроскопа. Окуляр — лінза, в яку дивиться спостерігач. Об'єктив — система лінз, повернута до препарату. Предметний столик — місце розміщення препарату. Конденсор & Дзеркало — збирання та спрямування світла.

ПРАКТИЧНА БІОЛОГІЯЯк розрахувати кратність збільшення?Формула загального збільшення: Загальне збільшення = Збільшення окуляра × Збільшення об'єктива. Приклад: Якщо окуляр збільшує в 10 разів, а об'єктив у 40 разів: 10 × 40 = 400-кратне збільшення

МЕЖІ МОЖЛИВОСТЕЙПараметри світлової мікроскопії2500×Максимальне збільшення. Сучасні оптичні мікроскопи досягають збільшення 2–2,5 тис. разів.200 нм. Роздільна здатність. Дає змогу вивчати об'єкти розміром близько 200 нанометрів і більше.

НОВА ЕРА ЦИТОЛОГІЇ • 1931 РІКЕлектронна мікроскопія. Винахідники. Сконструйований німецькими інженерами Максом Кноллем та Ернстом Рускою (Нобелівська премія 1986 р.). Заміна світла. Замість світла використовується потік електронів у магнітному полі. Заміна лінз. Роль скляних лінз виконують електромагніти.

НАНО-РІВЕНЬМожливості електронного мікроскопа10 000 000×Збільшення. Здатен збільшувати зображення об'єктів до 10 мільйонів разів.0,1 нм. Роздільна здатність. Дозволяє вивчати ультраструктуру органел, мембран та рибосом.

ТИПИ ЕЛЕКТРОННОЇ МІКРОСКОПІЇСканувальна електронна мікроскопія (СЕМ)3 D-Зображення. Досліджує поверхні клітин та органел, отримуючи об'ємні тривимірні фотографії. Напилення металом. Об'єкти покривають тонким шаром золота або платини для відбивання електронів.

{3 BCD2 EF0-CFFF-409 F-9 E0 F-A081 F7 EE04 D0}Критерій. Світлова мікроскопія. Електронна мікроскопія. Джерело випромінювання. Світлові променіПотік електронів. Макс. збільшення. До 2 500 разів. До 10 000 000 разів. Стан об'єкта. Живі та фіксовані клітини. Лише неживі (в вакуумі)Зображення. Кольорове, природне. Чорно-біле (комп'ютерне розфарбування)ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗСвітлова vs Електронна мікроскопія

СУЧАСНІ МЕТОДИМетод культури клітин. Сутність методу. Утримання та розмноження живих клітин на штучних поживних середовищах (агар-агар). Фармакологія. Тестування впливу нових ліків, вірусів та вітамінів на клітини без шкоди для організму. Виробництво. Отримання біологічно активних речовин та цінних препаратів у біореакторах.

РОЗДІЛЕННЯ ФРАКЦІЙДиференційне центрифугування. Принцип відцентрової сили. Подрібнені клітини піддаються дії відцентрової сили (у сотні тисяч разів більшої за силу тяжіння). Результат. Органели осідають шарами відповідно до своєї щільності та маси (спочатку ядра, потім мітохондрії, рибосоми).

МЕДИЧНЕ ЗНАЧЕННЯЦитодіагностика у медициніЦитологічний мазок. Один з найпоширеніших аналізів у сучасній медицині для розпізнавання хвороб шкіри, легень, нирок. Рання діагностика. Виявлення пухлин, онкологічних захворювань та аномальних клітин крові на первинних стадіях. Внесок Рудольфа Вірхова. У XIX ст. довів, що хвороби людини пов'язані з патологічними змінами в будові й функціонуванні клітин.

ПЕРСПЕКТИВИКлітинна інженерія. Що таке клітинна інженерія?Галузь біології, яка займається модифікацією клітин з метою отримання клітин і тканин із новими, наперед заданими властивостями.

УЗАГАЛЬНЕННЯ ТЕМИПідсумок уроку (§ 14)1. Цитологія2. Світлова мікроскопія3. Електронна мікроскопія4. Спеціальні методи. Наука про будову та життєдіяльність клітин. Досліджує живі клітини, збільшення до 2500×. Дає збільшення до 10 млн разів для вивчення органел. Культура клітин та центрифугування розширюють межі дослідження.

ЗАКРІПЛЕННЯ ЗНАНЬПоміркуйте та дайте відповідь: Домашнє завдання: Опрацювати § 14 підручника.1. Коли під час досліджень варто застосовувати оптичний мікроскоп, а коли — електронний?2. Чи можливо вивчати біологічні процеси в клітинах за допомогою методів мікроскопії?3. Яке значення має метод мікроскопії для розвитку клітинної інженерії?