1. Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί στη Γη αποτελούνται από κύτταρα που έχουν παρόμοια δομή, χημική σύνθεση και λειτουργία. Αυτό μιλάει για τη σχέση (κοινή προέλευση) όλων των ζωντανών οργανισμών στη Γη (της ενότητας του οργανικού κόσμου).

2. Το κελί είναι:

• δομική μονάδα (οι οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα)
• λειτουργική μονάδα (οι λειτουργίες του σώματος εκτελούνται λόγω της εργασίας των κυττάρων)
• γενετική μονάδα (το κύτταρο περιέχει κληρονομικές πληροφορίες)
• μονάδα ανάπτυξης (ένας οργανισμός μεγαλώνει πολλαπλασιάζοντας τα κύτταρα του)
• μονάδα αναπαραγωγής (η αναπαραγωγή συμβαίνει λόγω των γεννητικών κυττάρων)
• μια μονάδα ζωτικής δραστηριότητας (οι διαδικασίες του πλαστικού και του μεταβολισμού της ενέργειας λαμβάνουν χώρα στο κύτταρο) κ.λπ.

3. Όλα τα νέα θυγατρικά κύτταρα σχηματίζονται από τα υπάρχοντα μητρικά κύτταρα με διαίρεση.

4. Η ανάπτυξη και ανάπτυξη ενός πολυκύτταρου οργανισμού συμβαίνει λόγω της ανάπτυξης και της αναπαραγωγής (με μίτωση) ενός ή περισσότερων αρχικών κυττάρων.

Παιδιά

γκουκανοιχτά κελιά.

Leeuwenhoekανακάλυψε ζωντανά κύτταρα (σπερματοζωάρια, ερυθροκύτταρα, βλεφαρίδες, βακτήρια).

καφέάνοιξε τον πυρήνα.

SchleidenΚαι Schwannέβγαλε την πρώτη κυτταρική θεωρία («Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί στη Γη αποτελούνται από κύτταρα παρόμοια στη δομή»).

Μέθοδοι

1. Μικροσκόπιο φωτόςαυξάνεται έως και 2000 φορές (συνηθισμένο σχολείο - από 100 σε 500 φορές). Μπορείτε να δείτε τον πυρήνα, τους χλωροπλάστες, το κενοτόπιο. Είναι δυνατό να μελετηθούν οι διεργασίες που συμβαίνουν σε ένα ζωντανό κύτταρο (μίτωση, κίνηση οργανιδίων κ.λπ.).

2. Ηλεκτρονικό μικροσκόπιοαυξάνεται έως και 10 7 φορές, γεγονός που σας επιτρέπει να μελετήσετε τη μικροδομή των οργανιδίων. Η μέθοδος δεν λειτουργεί με ζωντανά αντικείμενα.

3. Υπερφυγόκεντρος.Τα κύτταρα καταστρέφονται και τοποθετούνται σε φυγόκεντρο. Τα στοιχεία των κυττάρων διαχωρίζονται με πυκνότητα (τα βαρύτερα μέρη συλλέγονται στο κάτω μέρος του σωλήνα, τα ελαφρύτερα - στην επιφάνεια). Η μέθοδος επιτρέπει την επιλεκτική απομόνωση και μελέτη οργανιδίων.

Επιλέξτε δύο σωστές απαντήσεις από τις πέντε και σημειώστε τους αριθμούς κάτω από τους οποίους αναφέρονται. Υποδείξτε τη διατύπωση μιας από τις διατάξεις της κυτταρικής θεωρίας
1) Το κέλυφος του κυττάρου των μανιταριών αποτελείται από υδατάνθρακες
2) Τα ζωικά κύτταρα δεν διαθέτουν κυτταρικό τοίχωμα
3) Τα κύτταρα όλων των οργανισμών περιέχουν έναν πυρήνα
4) Τα κύτταρα των οργανισμών είναι παρόμοια σε χημική σύσταση
5) Νέα κύτταρα σχηματίζονται με διαίρεση του αρχικού μητρικού κυττάρου

Απάντηση

Επιλέξτε τρεις επιλογές. Ποιες είναι οι διατάξεις της θεωρίας των κυττάρων;
1) Νέα κύτταρα σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της διαίρεσης του μητρικού κυττάρου
2) Τα σεξουαλικά κύτταρα περιέχουν ένα απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων
3) Τα κύτταρα είναι παρόμοια σε χημική σύσταση
4) Κύτταρο - μονάδα ανάπτυξης όλων των οργανισμών
5) Τα κύτταρα των ιστών όλων των φυτών και των ζώων έχουν ίδια δομή
6) Όλα τα κύτταρα περιέχουν μόρια DNA

Απάντηση

1) βιογενής μετανάστευση ατόμων
2) σχέση των οργανισμών

4) η εμφάνιση της ζωής στη Γη πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια

6) η σχέση έμψυχης και άψυχης φύσης

Απάντηση

Επιλέξτε μία, την πιο σωστή επιλογή. Ποια μέθοδος σας επιτρέπει να απομονώνετε επιλεκτικά και να μελετάτε τα κυτταρικά οργανίδια
1) χρωματισμός
2) φυγοκέντρηση
3) μικροσκοπία
4) χημική ανάλυση

Απάντηση

Επιλέξτε μία, την πιο σωστή επιλογή. Λόγω του γεγονότος ότι η διατροφή, η αναπνοή και ο σχηματισμός αποβλήτων γίνονται σε οποιοδήποτε κύτταρο, θεωρείται μονάδα
1) ανάπτυξη και ανάπτυξη
2) λειτουργικό
3) γενετική
4) η δομή του σώματος

Απάντηση

Επιλέξτε τρεις επιλογές. Οι κύριες διατάξεις της κυτταρικής θεωρίας μας επιτρέπουν να βγάλουμε συμπεράσματα σχετικά με
1) η επίδραση του περιβάλλοντος στη φυσική κατάσταση
2) σχέση των οργανισμών
3) η προέλευση των φυτών και των ζώων από έναν κοινό πρόγονο
4) η ανάπτυξη των οργανισμών από απλούς σε σύνθετους
5) παρόμοια δομή κυττάρων όλων των οργανισμών
6) η δυνατότητα αυθόρμητης δημιουργίας ζωής από άψυχη ύλη

Απάντηση

Επιλέξτε τρεις επιλογές. Η παρόμοια δομή φυτικών και ζωικών κυττάρων είναι απόδειξη
1) η σχέση τους
2) Κοινή προέλευση των οργανισμών όλων των βασιλείων
3) η προέλευση των φυτών από τα ζώα
4) επιπλοκή των οργανισμών στη διαδικασία της εξέλιξης
5) η ενότητα του οργανικού κόσμου
6) ποικιλομορφία οργανισμών

Απάντηση

Επιλέξτε μία, την πιο σωστή επιλογή. Το κύτταρο θεωρείται η μονάδα ανάπτυξης και ανάπτυξης των οργανισμών.
1) έχει πολύπλοκη δομή
2) το σώμα αποτελείται από ιστούς
3) ο αριθμός των κυττάρων αυξάνεται στο σώμα με μίτωση
4) οι γαμέτες εμπλέκονται στη σεξουαλική αναπαραγωγή

Απάντηση

Επιλέξτε μία, την πιο σωστή επιλογή. Το κύτταρο είναι η μονάδα ανάπτυξης και ανάπτυξης ενός οργανισμού.
1) έχει πυρήνα
2) αποθηκεύει κληρονομικές πληροφορίες
3) είναι ικανό για διαίρεση
4) οι ιστοί αποτελούνται από κύτταρα

Απάντηση

1. Επιλέξτε δύο σωστές απαντήσεις από τις πέντε και σημειώστε τους αριθμούς κάτω από τους οποίους αναγράφονται. Με τη βοήθεια της μικροσκοπίας φωτός σε ένα φυτικό κύτταρο, μπορεί κανείς να διακρίνει:
1) ενδοπλασματικό δίκτυο
2) μικροσωληνίσκοι
3) κενοτόπιο
4) κυτταρικό τοίχωμα
5) ριβοσώματα

Απάντηση

2. Επιλέξτε δύο σωστές απαντήσεις από τις πέντε και σημειώστε τους αριθμούς κάτω από τους οποίους αναφέρονται. Σε ένα ελαφρύ μικροσκόπιο, μπορείτε να δείτε
1) κυτταρική διαίρεση
2) Αντιγραφή DNA
3) μεταγραφή
4) φωτόλυση νερού
5) χλωροπλάστες

Απάντηση

3. Επιλέξτε δύο σωστές απαντήσεις από τις πέντε και σημειώστε τους αριθμούς κάτω από τους οποίους αναγράφονται. Κατά τη μελέτη ενός φυτικού κυττάρου κάτω από ένα μικροσκόπιο φωτός, μπορεί κανείς να δει
1) κυτταρική μεμβράνη και συσκευή Golgi
2) κέλυφος και κυτταρόπλασμα
3) πυρήνας και χλωροπλάστες
4) ριβοσώματα και μιτοχόνδρια
5) ενδοπλασματικό δίκτυο και λυσοσώματα

Απάντηση

Επιλέξτε δύο σωστές απαντήσεις από τις πέντε και σημειώστε τους αριθμούς κάτω από τους οποίους αναφέρονται. Τα ακόλουθα άτομα συνέβαλαν στην ανάπτυξη της κυτταρικής θεωρίας:
1) Οπαρίνη
2) Βερνάντσκι
3) Schleiden και Schwann
4) Μέντελ
5) Virchow

Απάντηση

Επιλέξτε δύο σωστές απαντήσεις από τις πέντε και σημειώστε τους αριθμούς κάτω από τους οποίους αναφέρονται. Η μέθοδος φυγοκέντρησης επιτρέπει
1) προσδιορίστε την ποιοτική και ποσοτική σύνθεση των ουσιών στο κύτταρο
2) Προσδιορίστε τη χωρική διαμόρφωση και ορισμένες φυσικές ιδιότητες των μακρομορίων
3) καθαρίστε τα μακρομόρια που αφαιρέθηκαν από το κύτταρο
4) λάβετε μια τρισδιάστατη εικόνα του κελιού
5) διαιρέστε τα κυτταρικά οργανίδια

Απάντηση

Επιλέξτε δύο σωστές απαντήσεις από τις πέντε και σημειώστε τους αριθμούς κάτω από τους οποίους αναφέρονται. Ποιο είναι το πλεονέκτημα της χρήσης της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας έναντι της μικροσκοπίας φωτός;
1) υψηλότερη ανάλυση
2) η ικανότητα παρατήρησης ζωντανών αντικειμένων
3) το υψηλό κόστος της μεθόδου
4) η πολυπλοκότητα της προετοιμασίας του φαρμάκου
5) την ικανότητα μελέτης μακρομοριακών δομών

Απάντηση

Επιλέξτε δύο σωστές απαντήσεις από τις πέντε και σημειώστε τους αριθμούς κάτω από τους οποίους αναφέρονται. Ποια οργανίδια βρέθηκαν στο κύτταρο χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικό μικροσκόπιο;
1) ριβοσώματα
2) πυρήνες
3) χλωροπλάστες
4) μικροσωληνίσκοι
5) κενοτόπια

Απάντηση

Προσδιορίστε δύο χαρακτηριστικά που "πέφτουν" από τη γενική λίστα και σημειώστε ως απάντηση τους αριθμούς κάτω από τους οποίους υποδεικνύονται. Οι κύριες διατάξεις της κυτταρικής θεωρίας μας επιτρέπουν να συμπεράνουμε ότι
1) βιογενής μετανάστευση ατόμων
2) σχέση των οργανισμών
3) η προέλευση των φυτών και των ζώων από έναν κοινό πρόγονο
4) η εμφάνιση της ζωής στη Γη πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια
5) παρόμοια δομή κυττάρων όλων των οργανισμών

Απάντηση

1. Επιλέξτε δύο σωστές απαντήσεις από τις πέντε και σημειώστε τους αριθμούς κάτω από τους οποίους αναγράφονται στον πίνακα. Μέθοδοι που χρησιμοποιούνται στην κυτταρολογία
1) υβριδολογικό
2) γενεαλογικό
3) φυγοκέντρηση
4) μικροσκοπία
5) παρακολούθηση

Απάντηση

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019

Μέχρι τα τέλη του XIX αιώνα. οι περισσότερες από τις δομές που μπορούν να φανούν με χρησιμοποιώντας ένα μικροσκόπιο φωτός(δηλαδή, ένα μικροσκόπιο που χρησιμοποιεί ορατό φως για να φωτίσει ένα αντικείμενο) έχει ήδη ανακαλυφθεί. Το κύτταρο τότε φαινόταν να είναι κάτι σαν ένα μικρό κομμάτι ζωντανού πρωτοπλάσματος, που περιβάλλεται πάντα από μια πλασματική μεμβράνη, και μερικές φορές - όπως, για παράδειγμα, στα φυτά, από ένα άψυχο κυτταρικό τοίχωμα. Η πιο αξιοσημείωτη δομή στο κύτταρο ήταν ο πυρήνας, που περιείχε ένα εύκολα λεκιασμένο υλικό - τη χρωματίνη (η λέξη είναι σε μετάφραση και σημαίνει "έγχρωμο υλικό").

Η χρωματίνη είναι μια απελευθερωμένη μορφή χρωμοσώματα. Πριν από την κυτταρική διαίρεση, τα χρωμοσώματα μοιάζουν με μακριές λεπτές κλωστές. Τα χρωμοσώματα περιέχουν DNA, το γενετικό υλικό. Το DNA ρυθμίζει τη ζωτική δραστηριότητα του κυττάρου και έχει την ικανότητα να αναδιπλασιάζεται, παρέχει δηλαδή ο σχηματισμός νέων κυττάρων.

Τα σχήματα δείχνουν γενικευμένα ζώα και φυτικό κύτταροόπως φαίνεται κάτω από ένα μικροσκόπιο φωτός. (Το "γενικευμένο" κύτταρο δείχνει όλες τις τυπικές δομές που βρίσκονται σε οποιοδήποτε κύτταρο.)

Οι μόνες δομές του κυττάρου, τα οποία παρουσιάζονται εδώ και τα οποία μέχρι τα τέλη του XIX αιώνα. δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί - πρόκειται για λυσοσώματα. Οι εικόνες δείχνουν μικρογραφίες ορισμένων ζωικών και φυτικών κυττάρων.

ζωή περιεχόμενο κυττάρωνπου γεμίζει το διάστημα μεταξύ του πυρήνα του και της πλασματικής μεμβράνης ονομάζεται κυτταρόπλασμα. Το κυτταρόπλασμα περιέχει πολλά διαφορετικά οργανίδια. Ένα οργανίδιο είναι μια κυτταρική δομή μιας συγκεκριμένης δομής που εκτελεί μια συγκεκριμένη λειτουργία. Η μόνη δομή που βρίσκεται στα ζωικά κύτταρα και απουσιάζει στα φυτικά κύτταρα είναι το κεντριόλιο. Γενικά, τα φυτικά κύτταρα μοιάζουν πολύ με τα ζώα, αλλά περιέχουν περισσότερες διαφορετικές δομές. Σε αντίθεση με τα ζωικά κύτταρα, τα φυτικά κύτταρα έχουν:

1) σχετικά άκαμπτο κυτταρικό τοίχωμαπου καλύπτει το εξωτερικό της πλασματικής μεμβράνης. Λεπτές κλωστές, τα λεγόμενα πλασμοδέσματα, περνούν μέσα από τους πόρους του κυτταρικού τοιχώματος, οι οποίοι δεσμεύουν το κυτταρόπλασμα των γειτονικών κυττάρων σε ένα ενιαίο σύνολο.
2) χλωροπλάστηςστην οποία λαμβάνει χώρα η φωτοσύνθεση.
3) μεγάλο κεντρικό κενό; στα ζωικά κύτταρα υπάρχουν μόνο μικρά κενοτόπια, με τη βοήθεια των οποίων, για παράδειγμα, πραγματοποιείται.

Σχετικά με τον τρόπο χρήσης μικροσκόπιο φωτόςθα το μάθει ο αναγνώστης στο αντίστοιχο άρθρο.

Προκαρυώτες και ευκαρυώτες

Στο προηγούμενο άρθρο, έχουμε ήδη μιλήσει για δύο τύπους κυττάρων - προκαρυώτες ical και ευκαρυωτες calic, - οι διαφορές μεταξύ των οποίων είναι θεμελιώδους φύσης. Στα προκαρυωτικά κύτταρα, το DNA βρίσκεται ελεύθερα στο κυτταρόπλασμα, σε μια ζώνη που ονομάζεται νουκλεοειδές. δεν είναι πραγματικός πυρήνας. Στα ευκαρυωτικά κύτταρα, το DNA βρίσκεται στον πυρήνα, που περιβάλλεται από ένα πυρηνικό περίβλημα, που αποτελείται από δύο μεμβράνες. Όταν συνδυάζεται με πρωτεΐνη, το DNA σχηματίζει χρωμοσώματα. Οι διαφορές μεταξύ προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών κυττάρων αναλύονται λεπτομερέστερα στο αντίστοιχο άρθρο.

Για τη μελέτη των κυττάρων, έχουν αναπτυχθεί και εφαρμοστεί πολλές μέθοδοι, οι δυνατότητες των οποίων καθορίζουν το επίπεδο των γνώσεών μας σε αυτόν τον τομέα. Η πρόοδος στη μελέτη της κυτταρικής βιολογίας, συμπεριλαμβανομένων των πιο εξαιρετικών επιτευγμάτων των τελευταίων ετών, συνδέονται συνήθως με την εφαρμογή νέων μεθόδων. Επομένως, για μια πληρέστερη κατανόηση της κυτταρικής βιολογίας, είναι απαραίτητο να έχουμε τουλάχιστον κάποια κατανόηση των σχετικών μεθόδων κυτταρικής έρευνας.

Μικροσκόπιο φωτός

Η παλαιότερη και, ταυτόχρονα, η πιο κοινή μέθοδος μελέτης κυττάρων είναι η μικροσκοπία. Μπορούμε να πούμε ότι η αρχή της μελέτης του κυττάρου τέθηκε με την εφεύρεση του οπτικού μικροσκοπίου φωτός.

Το γυμνό ανθρώπινο μάτι έχει ανάλυση περίπου 1/10 mm. Αυτό σημαίνει ότι αν κοιτάξετε δύο γραμμές που απέχουν λιγότερο από 0,1 mm, συγχωνεύονται σε μία. Για τη διάκριση των δομών που βρίσκονται πιο κοντά, χρησιμοποιούνται οπτικά όργανα, για παράδειγμα, ένα μικροσκόπιο.

Όμως οι δυνατότητες του μικροσκοπίου φωτός δεν είναι απεριόριστες. Το όριο ανάλυσης ενός μικροσκοπίου φωτός ορίζεται από το μήκος κύματος του φωτός, δηλαδή, ένα οπτικό μικροσκόπιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για τη μελέτη τέτοιων δομών, οι ελάχιστες διαστάσεις των οποίων είναι συγκρίσιμες με το μήκος κύματος της ακτινοβολίας φωτός. Το καλύτερο μικροσκόπιο φωτός έχει ανάλυση περίπου 0,2 μm (ή 200 nm), που είναι περίπου 500 φορές καλύτερη από το ανθρώπινο μάτι. Είναι θεωρητικά αδύνατο να κατασκευαστεί ένα μικροσκόπιο φωτός υψηλής ανάλυσης.

Πολλά στοιχεία κυττάρων είναι παρόμοια στην οπτική τους πυκνότητα και, χωρίς ειδική επεξεργασία, είναι πρακτικά αόρατα σε ένα συμβατικό μικροσκόπιο φωτός. Για να γίνουν ορατά, χρησιμοποιούνται διάφορες βαφές με συγκεκριμένη επιλεκτικότητα.

Στις αρχές του XIX αιώνα. Υπήρχε ανάγκη για βαφές για τη βαφή υφασμάτων, που με τη σειρά τους προκάλεσε την επιταχυνόμενη ανάπτυξη της οργανικής χημείας. Αποδείχθηκε ότι μερικές από αυτές τις χρωστικές βάφουν επίσης βιολογικούς ιστούς και, εντελώς απροσδόκητα, συχνά δεσμεύονται κατά προτίμηση σε ορισμένα συστατικά του κυττάρου. Η χρήση τέτοιων επιλεκτικών βαφών καθιστά δυνατή τη μελέτη της εσωτερικής δομής του κυττάρου πιο διακριτικά. Ακολουθούν μερικά μόνο παραδείγματα:

Η βαφή αιματοξυλίνης χρωματίζει ορισμένα συστατικά του πυρήνα σε μπλε ή μοβ χρώμα.

Μετά από διαδοχική επεξεργασία με phloroglucinol και στη συνέχεια με υδροχλωρικό οξύ, οι λιγνιτωμένες κυτταρικές μεμβράνες γίνονται κόκκινες.

Η βαφή Sudan III βάφει ροζ τις κυτταρικές μεμβράνες του φελλού.

Ένα ασθενές διάλυμα ιωδίου σε ιωδιούχο κάλιο μετατρέπει τους κόκκους του αμύλου σε μπλε.

Για μικροσκοπικές μελέτες, οι περισσότεροι ιστοί στερεώνονται πριν από τη χρώση. Μετά τη στερέωση, τα κύτταρα γίνονται διαπερατά στις βαφές και η κυτταρική δομή σταθεροποιείται. Ένα από τα πιο κοινά σταθεροποιητικά στη βοτανική είναι η αιθυλική αλκοόλη.

Η στερέωση και η χρώση δεν είναι οι μόνες διαδικασίες που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή παρασκευασμάτων. Οι περισσότεροι ιστοί είναι πολύ παχύς για να παρατηρηθούν αμέσως σε υψηλή ανάλυση. Επομένως, γίνονται λεπτές τομές σε μικροτόμο. Αυτή η συσκευή χρησιμοποιεί την αρχή του τεμαχιστή ψωμιού. Ελαφρώς παχύτερες τομές γίνονται για φυτικούς ιστούς από ότι για ζώα, αφού τα φυτικά κύτταρα είναι συνήθως μεγαλύτερα. Το πάχος των τομών φυτικού ιστού για μικροσκοπία φωτός είναι περίπου 10 μm - 20 μm. Ορισμένα υφάσματα είναι πολύ μαλακά για να τα κόψετε αμέσως. Επομένως, μετά τη στερέωση, χύνονται σε λιωμένη παραφίνη ή σε ειδική ρητίνη, η οποία εμποτίζει ολόκληρο το ύφασμα. Μετά την ψύξη, σχηματίζεται ένα συμπαγές μπλοκ, το οποίο στη συνέχεια κόβεται σε μικροτόμο. Είναι αλήθεια ότι για τους φυτικούς ιστούς, η πλήρωση χρησιμοποιείται πολύ λιγότερο συχνά από ό, τι για τα ζώα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα φυτικά κύτταρα έχουν ισχυρά κυτταρικά τοιχώματα που αποτελούν το πλαίσιο του ιστού. Τα λιγνωμένα κοχύλια είναι ιδιαίτερα ανθεκτικά.

Ωστόσο, η πλήρωση μπορεί να διαταράξει τη δομή του κυττάρου, επομένως χρησιμοποιείται μια άλλη μέθοδος, όπου αυτός ο κίνδυνος μειώνεται; γρήγορη ψύξη. Εδώ μπορείτε να κάνετε χωρίς στερέωση και έκχυση. Ο κατεψυγμένος ιστός κόβεται σε ειδικό μικροτόμο (κρυότομο).

Τα κατεψυγμένα τμήματα που παρασκευάζονται με αυτόν τον τρόπο έχουν ένα σαφές πλεονέκτημα, καθώς διατηρούν καλύτερα τα χαρακτηριστικά της φυσικής δομής. Ωστόσο, μαγειρεύονται πιο δύσκολα και η παρουσία κρυστάλλων πάγου εξακολουθεί να σπάει κάποιες λεπτομέρειες.

Οι μικροσκόποι ανέκαθεν ανησυχούσαν για την πιθανότητα απώλειας και παραμόρφωσης ορισμένων συστατικών του κυττάρου κατά τη στερέωση και τη χρώση. Επομένως, τα αποτελέσματα που λαμβάνονται επαληθεύονται με άλλες μεθόδους.

Φαινόταν πολύ δελεαστικό να εξετάσουμε τα ζωντανά κύτταρα κάτω από ένα μικροσκόπιο, αλλά με τέτοιο τρόπο ώστε οι λεπτομέρειες της δομής τους να φαίνονται πιο ξεκάθαρα. Αυτή η δυνατότητα παρέχεται από ειδικά οπτικά συστήματα: μικροσκόπια αντίθεσης φάσης και παρεμβολής. Είναι γνωστό ότι τα κύματα φωτός, όπως και τα κύματα του νερού, μπορούν να παρεμβαίνουν μεταξύ τους, αυξάνοντας ή μειώνοντας το πλάτος των κυμάτων που προκύπτουν. Σε ένα συμβατικό μικροσκόπιο, καθώς τα κύματα φωτός διέρχονται από τα επιμέρους συστατικά ενός κυττάρου, αλλάζουν τη φάση τους, αν και το ανθρώπινο μάτι δεν ανιχνεύει αυτές τις διαφορές. Αλλά λόγω παρεμβολής, τα κύματα μπορούν να μετασχηματιστούν και στη συνέχεια διαφορετικά συστατικά του κυττάρου μπορούν να διακριθούν μεταξύ τους κάτω από ένα μικροσκόπιο χωρίς να καταφύγουν σε χρώση. Αυτά τα μικροσκόπια χρησιμοποιούν 2 δέσμες κυμάτων φωτός που αλληλεπιδρούν (υπερθέτουν) το ένα πάνω στο άλλο, αυξάνοντας ή μειώνοντας το πλάτος των κυμάτων που εισέρχονται στο μάτι από διαφορετικά συστατικά του κυττάρου.

Για να μπορέσετε να εξετάσετε ένα μικρό αντικείμενο, είναι απαραίτητο να το μεγεθύνετε. Η μεγέθυνση επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας ένα σύστημα φακών που βρίσκεται μεταξύ του ματιού του ερευνητή και του αντικειμένου. Μεγάλη σημασία για τις μικροσκοπικές παρατηρήσεις είναι η αντίθεση και η ανάλυση, που καθιστούν δυνατή τη σαφή διάκριση του αντικειμένου από το φόντο και την ξεχωριστή προβολή πολύ κοντινών λεπτομερειών της εικόνας. Ανάλογα με την αρχή της δημιουργίας εικόνας, η μικροσκοπία χωρίζεται σε φως, ηλεκτρόνιο και λέιζερ.

Τα σύγχρονα μικροσκόπια φωτός είναι πολύπλοκα και έχουν τρία συστήματα φακών (Εικόνα 2.1). Το σύστημα συμπυκνωτή είναι υπεύθυνο για τον σωστό φωτισμό του οπτικού πεδίου και βρίσκεται μεταξύ της πηγής φωτός και του αντικειμένου. Με μια εξωτερική πηγή φωτός, οι ακτίνες κατευθύνονται στον συμπυκνωτή μέσω ενός καθρέφτη. Πολλά σύγχρονα μικροσκόπια έχουν ενσωματωμένη πηγή φωτός και δεν διαθέτουν καθρέφτη. Μεγεθύνετε την εικόνα του συστήματος φακών του αντικειμενικού φακού που βλέπει το αντικείμενο και του προσοφθάλμιου φακού σε επαφή με το μάτι του ερευνητή. Η συνολική μεγέθυνση ορίζεται ως το γινόμενο της μεγέθυνσης του αντικειμενικού φακού και της μεγέθυνσης του προσοφθάλμιου φακού. Η ικανότητα διαχωρισμού ενός μικροσκοπίου εξαρτάται από το μήκος κύματος του φωτός που χρησιμοποιείται, τις οπτικές ιδιότητες των φακών και τον δείκτη διάθλασης του μέσου που έρχεται σε επαφή με τον εξωτερικό φακό του αντικειμενικού φακού.

Ρύζι. 2.1.

Η απλούστερη τεχνική που αυξάνει την ανάλυση ενός μικροσκοπίου είναι η χρήση της εμβάπτισης. Μεταξύ του εξωτερικού φακού του αντικειμενικού φακού και του αντικειμένου τοποθετείται μια σταγόνα υγρού, του οποίου ο δείκτης διάθλασης είναι μεγαλύτερος από αυτόν του αέρα. Για κάθε υγρό, χρησιμοποιείται ένας ειδικός αντικειμενικός στόχος εμβάπτισης. Οι πιο συνηθισμένοι είναι οι φακοί νερού (λευκός δακτύλιος) και λαδιού (μαύρος δακτύλιος). Οι τροποποιήσεις της συμβατικής μικροσκοπίας φωτεινού πεδίου είναι μικροσκοπία υπεριώδους, σκοτεινού πεδίου, αντίθεσης φάσης.

Η χρήση υπεριωδών ακτίνων μικρότερου μήκους κύματος καθιστά επίσης δυνατή την αύξηση της ανάλυσης του μικροσκοπίου. Ωστόσο, η χρήση ειδικών πηγών φωτός και οπτικών χαλαζία οδηγεί σε σημαντική αύξηση του κόστους των μικροσκοπικών μελετών.

Στη μικροσκοπία σκοτεινού πεδίου, το αντικείμενο φωτίζεται μόνο με λοξές πλευρικές δέσμες χρησιμοποιώντας έναν ειδικό συμπυκνωτή σκοτεινού πεδίου. Κάτω από τέτοιο φωτισμό, το οπτικό πεδίο παραμένει σκοτεινό και τα μικρά σωματίδια λάμπουν με ανακλώμενο φως. Η μικροσκοπία σκοτεινού πεδίου καθιστά δυνατή τη διάκριση των περιγραμμάτων των αντικειμένων που βρίσκονται πέρα ​​από την ορατότητα ενός συμβατικού μικροσκοπίου, για παράδειγμα, προκαρυωτικών μαστιγίων. Ωστόσο, με αυτή τη μέθοδο παρατήρησης, είναι αδύνατο να εξεταστεί η εσωτερική δομή του αντικειμένου.

Όταν χρησιμοποιείτε μια συσκευή αντίθεσης φάσης, μπορείτε να παρατηρήσετε ζωντανά διαφανή αντικείμενα που πρακτικά δεν διαφέρουν σε πυκνότητα από το περιβάλλον φόντο. Το χρώμα και η φωτεινότητα των ακτίνων που διέρχονται από τέτοια αντικείμενα σχεδόν δεν αλλάζουν, αλλά υπάρχει μια μετατόπιση φάσης που δεν καταγράφεται από το ανθρώπινο μάτι. Μια συσκευή αντίθεσης φάσης, που χρησιμοποιείται ως προσάρτημα σε ένα συμβατικό μικροσκόπιο, μετατρέπει τις διαφορές φάσης των κυμάτων φωτός σε αλλαγές στο χρώμα και τη φωτεινότητά τους. Τα διαφανή αντικείμενα γίνονται πιο καθαρά και ακόμη και μεμονωμένες δομές και εγκλείσματα μπορούν να παρατηρηθούν στα κύτταρα μεγάλων μικροοργανισμών.

Διάλεξη 13. Η μικροσκοπία ως μέθοδος μελέτης κυττάρων και ιστών.

1. Μικροσκόπιο φωτός.

2. Ηλεκτρονική μικροσκοπία.

Η σύγχρονη κυτταρολογία έχει πολυάριθμες και ποικίλες ερευνητικές μεθόδους, χωρίς τις οποίες θα ήταν αδύνατο να συσσωρευτεί και να βελτιωθεί η γνώση σχετικά με τη δομή και τις λειτουργίες των κυττάρων. Σε αυτό το κεφάλαιο, θα εξοικειωθούμε μόνο με τις κύριες, πιο σημαντικές μεθόδους έρευνας.

Το σύγχρονο μικροσκόπιο φωτός είναι ένα πολύ τέλειο όργανο, το οποίο εξακολουθεί να είναι υψίστης σημασίας στη μελέτη των κυττάρων και των οργανιδίων τους. Με τη βοήθεια μικροσκοπίου φωτός επιτυγχάνεται αύξηση 2000-2500 φορές. Η μεγέθυνση ενός μικροσκοπίου εξαρτάται από την ανάλυσή του, δηλαδή τη μικρότερη απόσταση μεταξύ δύο σημείων που είναι ορατά χωριστά.

Όσο μικρότερο είναι το σωματίδιο που φαίνεται από το μικροσκόπιο, τόσο μεγαλύτερη είναι η ικανότητα διάλυσής του. Το τελευταίο, με τη σειρά του, καθορίζεται από το άνοιγμα του φακού (διάφραγμα είναι το αποτελεσματικό άνοιγμα του οπτικού συστήματος, που καθορίζεται από το μέγεθος των φακών ή των ανοιγμάτων) και το μήκος κύματος του φωτός.

Ο προσδιορισμός της ανάλυσης του μικροσκοπίου γίνεται με τον τύπο: a = 0,6, όπου a είναι η ελάχιστη απόσταση μεταξύ δύο σημείων. - μήκος κύματος φωτός. n είναι ο δείκτης διάθλασης του μέσου που βρίσκεται μεταξύ του παρασκευάσματος και του πρώτου, δηλαδή του μετωπικού, αντικειμενικού φακού. α είναι η γωνία μεταξύ του οπτικού άξονα του φακού και της πιο ισχυρής απόκλισης δέσμης που εισέρχεται στο φακό ή η γωνία περίθλασης των ακτίνων.

Η τιμή που υποδεικνύεται στον παρονομαστή του κλάσματος (n sin a) είναι σταθερή για κάθε φακό και ονομάζεται αριθμητικό διάφραγμα του. Το αριθμητικό διάφραγμα καθώς και η μεγέθυνση είναι χαραγμένα στην κάννη του φακού. Η σχέση μεταξύ του αριθμητικού ανοίγματος και της ελάχιστης απόστασης ανάλυσης είναι η εξής: όσο μεγαλύτερο είναι το αριθμητικό διάφραγμα, τόσο μικρότερη είναι αυτή η απόσταση, δηλαδή τόσο μεγαλύτερη είναι η ανάλυση του μικροσκοπίου.

Η αύξηση της ανάλυσης του μικροσκοπίου, απολύτως απαραίτητη για τη μελέτη των λεπτομερειών της δομής του κυττάρου, επιτυγχάνεται με δύο τρόπους:

1) αύξηση του αριθμητικού ανοίγματος του αντικειμενικού φακού.

2) μείωση του μήκους κύματος του φωτός που φωτίζει το φάρμακο.

Οι στόχοι βύθισης χρησιμοποιούνται για την αύξηση του αριθμητικού διαφράγματος. Ως υγρά χρησιμοποιούνται τα ακόλουθα: νερό (n = 1,33), γλυκερίνη (n = 1,45), λάδι κέδρου (/1 = 1,51) σε σύγκριση με n αέρα ίσο με 1.

Δεδομένου ότι ο δείκτης διάθλασης των υγρών εμβάπτισης είναι μεγαλύτερος από 1, το αριθμητικό άνοιγμα του αντικειμενικού φακού αυξάνεται και οι ακτίνες μπορούν να εισέλθουν σε αυτό, δημιουργώντας μια μεγαλύτερη γωνία με τον οπτικό άξονα του αντικειμενικού φακού από ό,τι όταν υπάρχει αέρας μεταξύ του μπροστινού φακού του αντικειμενικού φακού και του δείγμα.

Ο δεύτερος τρόπος για να αυξηθεί η ανάλυση του μικροσκοπίου είναι η χρήση υπεριωδών ακτίνων, το μήκος κύματος των οποίων είναι μικρότερο από το μήκος κύματος των ακτίνων του ορατού φωτός.

Ωστόσο, η ανάλυση ενός μικροσκοπίου μπορεί να αυξηθεί μόνο μέχρι ένα ορισμένο όριο, που περιορίζεται από το μήκος κύματος του φωτός. Τα μικρότερα σωματίδια που είναι καθαρά ορατά σε ένα σύγχρονο μικροσκόπιο φωτός θα πρέπει να έχουν τιμή μεγαλύτερη από το "/z του μήκους κύματος του φωτός. Αυτό σημαίνει ότι όταν χρησιμοποιείται το ορατό τμήμα του φωτός της ημέρας με μήκος κύματος από 0,004 έως 0,0007 mm, σωματίδια τουλάχιστον 0 0002-0,0003 mm Επομένως, με τη βοήθεια σύγχρονων μικροσκοπίων είναι δυνατό να ληφθούν υπόψη εκείνες οι λεπτομέρειες της δομής των κυττάρων που έχουν τιμή τουλάχιστον 0,2-0,3 microns.

Επί του παρόντος, έχουν δημιουργηθεί πολλά διαφορετικά μοντέλα μικροσκοπίων φωτός. Παρέχουν τη δυνατότητα μιας πολύπλευρης μελέτης των κυτταρικών δομών και των λειτουργιών τους.

βιολογικό μικροσκόπιο. Το βιολογικό μικροσκόπιο (MBI-1, MBI-2, MBI-3, MBR, κ.λπ.) έχει σχεδιαστεί για τη μελέτη παρασκευασμάτων που φωτίζονται από το εκπεμπόμενο φως. Είναι αυτός ο τύπος μικροσκοπίου που χρησιμοποιείται ευρύτερα για τη μελέτη της δομής των κυττάρων και άλλων αντικειμένων.

Ωστόσο, με τη βοήθεια βιολογικού μικροσκοπίου, είναι δυνατή η λεπτομερής μελέτη κυρίως σταθεροποιημένων και χρωματισμένων κυτταρικών σκευασμάτων. Τα περισσότερα ζωντανά μη χρωματισμένα κύτταρα είναι άχρωμα και διαφανή στο μεταδιδόμενο φως (δεν απορροφούν φως) και δεν μπορούν να φανούν λεπτομερώς.

Μικροσκοπία αντίθεσης φάσης. Η εικόνα αντίθεσης παρασκευασμάτων ζωντανών κυττάρων, σχεδόν αόρατη όταν παρατηρείται σε βιολογικό μικροσκόπιο, δίνει μια συσκευή αντίθεσης φάσης).

Η μέθοδος αντίθεσης φάσης βασίζεται στο γεγονός ότι τα μεμονωμένα τμήματα ενός διαφανούς παρασκευάσματος διαφέρουν από το περιβάλλον ως προς τον δείκτη διάθλασης. Επομένως, το φως που διέρχεται από αυτά διαδίδεται με διαφορετικές ταχύτητες, δηλ. βιώνει μια μετατόπιση φάσης, η οποία εκφράζεται σε μια αλλαγή στη φωτεινότητα. Οι αλλαγές φάσης των κυμάτων φωτός μετατρέπονται σε δονήσεις φωτός διαφορετικού πλάτη και μια εικόνα αντίθεσης του δείγματος γίνεται αντιληπτή από το μάτι, στην οποία η κατανομή του φωτισμού αντιστοιχεί στην κατανομή ευρειών ευκαιριών στη μελέτη των ζωντανών κυττάρων, των οργανιδίων τους και των οργανιδίων τους. εγκλείσματα σε άθικτη κατάσταση. Αυτή η περίσταση παίζει σημαντικό ρόλο, καθώς η στερέωση και η χρώση των κυττάρων, κατά κανόνα, βλάπτει τις κυτταρικές δομές.

Η συσκευή αντίθεσης φάσης για ένα βιολογικό μικροσκόπιο αποτελείται από ένα σύνολο αντικειμένων φάσης που διαφέρουν από τους συνηθισμένους με την παρουσία μιας δακτυλιοειδούς πλάκας φάσης, έναν συμπυκνωτή με ένα σύνολο δακτυλιοειδών διαφραγμάτων και ένα βοηθητικό μικροσκόπιο που μεγεθύνει την εικόνα του δακτυλιοειδές διάφραγμα και την πλάκα φάσης όταν συνδυάζονται.

μικροσκοπία παρεμβολής. Η μέθοδος της αντίθεσης παρεμβολής είναι κοντά στη μέθοδο της μικροσκοπίας αντίθεσης φάσης και καθιστά δυνατή τη λήψη εικόνων αντίθεσης μη χρωματισμένων διαφανών ζωντανών κυττάρων, καθώς και τον υπολογισμό του ξηρού βάρους των κυττάρων. Ένα ειδικό μικροσκόπιο παρεμβολής που χρησιμοποιείται για αυτούς τους σκοπούς είναι σχεδιασμένο με τέτοιο τρόπο ώστε μια δέσμη παράλληλων ακτίνων φωτός που προέρχονται από μια πηγή φωτός να χωρίζεται σε δύο παράλληλους κλάδους - έναν επάνω και έναν κάτω.

Ο κάτω κλάδος διέρχεται από το παρασκεύασμα και η φάση της φωτεινής του ταλάντωσης αλλάζει, ενώ το άνω κύμα παραμένει αμετάβλητο. Για το φάρμακο, δηλ. στα πρίσματα του αντικειμενικού, και οι δύο κλάδοι επανασυνδέονται και παρεμβαίνουν μεταξύ τους. Ως αποτέλεσμα παρεμβολής, τμήματα του παρασκευάσματος με διαφορετικά πάχη ή άνισους δείκτες διάθλασης βάφονται σε διαφορετικά χρώματα και γίνονται αντιπαραβαλλόμενα και ευδιάκριτα.

Μικροσκόπιο φθορισμού. Όπως η μέθοδος αντίθεσης φάσης, η μικροσκοπία φθορισμού (ή φωταύγειας) καθιστά δυνατή τη μελέτη ενός ζωντανού κυττάρου. Ο φθορισμός είναι η φωταύγεια ενός αντικειμένου, που διεγείρεται από τη φωτεινή ενέργεια που απορροφάται από αυτό. Ο φθορισμός μπορεί να διεγείρεται από τις υπεριώδεις, καθώς και από τις μπλε και βιολετί ακτίνες.

Ένας αριθμός δομών και ουσιών που περιέχονται στα κύτταρα έχουν τον δικό τους (ή πρωτεύοντα) φθορισμό. Για παράδειγμα, η πράσινη χρωστική ουσία χλωροφύλλη, που βρίσκεται στους χλωροπλάστες των φυτικών κυττάρων, έχει ένα χαρακτηριστικό έντονο κόκκινο φθορισμό. Αρκετά λαμπερή λάμψη δίνουν οι βιταμίνες Α και Β, ορισμένες χρωστικές ουσίες βακτηριακών κυττάρων. Αυτό επιτρέπει την ταυτοποίηση μεμονωμένων βακτηριακών ειδών.

Ωστόσο, οι περισσότερες από τις ουσίες που περιέχονται στα κύτταρα δεν έχουν δικό τους φθορισμό. Τέτοιες ουσίες αρχίζουν να λάμπουν, αποκαλύπτοντας μια ποικιλία χρωμάτων, μόνο μετά από προεπεξεργασία με φωταυγείς βαφές (δευτερογενής φθορισμός). Αυτές οι βαφές ονομάζονται φθοροχρωμικά. Περιλαμβάνουν φλουορεσκεΐνη, πορτοκαλί ακριδίνης, θειική βερβερίνη, φλοξίνη και άλλες. Τα φθορόχρωμα χρησιμοποιούνται συνήθως σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις (για παράδειγμα, 1:10.000, 1:100.000) και δεν βλάπτουν ένα ζωντανό κύτταρο. Πολλά από τα φθοριόχρωμα χρωματίζουν επιλεκτικά μεμονωμένες κυτταρικές δομές και ουσίες υπό ένα συγκεκριμένο φως. Έτσι, υπό ορισμένες συνθήκες, το πορτοκαλί ακριδίνης χρωματίζει το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) πράσινο και το ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA) το πορτοκαλί. Επομένως, ο δευτερογενής φθορισμός με πορτοκαλί ακριδίνης είναι τώρα μία από τις σημαντικές μεθόδους για τη μελέτη του εντοπισμού των νουκλεϊκών οξέων στα κύτταρα διαφόρων οργανισμών.

Επιπλέον, η χρήση φθοριοχρωμάτων καθιστά δυνατή τη λήψη παρασκευασμάτων αντίθεσης που είναι βολικά για παρατήρηση, στα οποία είναι εύκολο να βρεθούν οι επιθυμητές δομές, να αναγνωριστούν τα βακτηριακά κύτταρα και να μετρηθούν. Η μέθοδος της μικροσκοπίας φθορισμού καθιστά επίσης δυνατή τη μελέτη αλλαγών σε κύτταρα και μεμονωμένες ενδοκυτταρικές δομές σε διαφορετικές λειτουργικές καταστάσεις και καθιστά δυνατή τη διάκριση μεταξύ ζωντανών και νεκρών κυττάρων.

Όταν οι ακτίνες μπλε και ιώδους φωτός χρησιμοποιούνται ως πηγή φθορισμού, ο εξοπλισμός αποτελείται από ένα συμβατικό βιολογικό μικροσκόπιο, μια λάμπα χαμηλής τάσης (για μικροσκόπιο) και ένα φίλτρο μπλε φωτός που διέρχεται τις ακτίνες που διεγείρουν τον φθορισμό και ένα κίτρινο φως φίλτρο που αφαιρεί τις υπερβολικές μπλε ακτίνες. Η χρήση των υπεριωδών ακτίνων ως πηγής φθορισμού απαιτεί ειδικό μικροσκόπιο φθορισμού με οπτικά χαλαζία που μεταδίδουν υπεριώδεις ακτίνες.

Πολωτικό μικροσκόπιο. Η μέθοδος της πολωτικής μικροσκοπίας βασίζεται στην ικανότητα διαφόρων συστατικών κυττάρων και ιστών να διαθλούν το πολωμένο φως. Ορισμένες κυτταρικές δομές, για παράδειγμα, ίνες ατράκτου, μυοϊνίδια, βλεφαρίδες του βλεφαροφόρου επιθηλίου κ.λπ., χαρακτηρίζονται από έναν ορισμένο προσανατολισμό μορίων και έχουν την ιδιότητα διπλής διάθλασης. Αυτές είναι οι λεγόμενες ανισότροπες δομές.

Οι ανισότροπες δομές μελετώνται χρησιμοποιώντας πολωτικό μικροσκόπιο. Διαφέρει από ένα συμβατικό βιολογικό μικροσκόπιο στο ότι ένας πολωτής τοποθετείται μπροστά από τον συμπυκνωτή και ένας αντισταθμιστής και ένας αναλυτής τοποθετούνται πίσω από το παρασκεύασμα και τον αντικειμενικό φακό, επιτρέποντας μια λεπτομερή μελέτη της διπλής διάθλασης στο υπό εξέταση αντικείμενο. Ταυτόχρονα, συνήθως παρατηρούνται ανοιχτόχρωμες ή έγχρωμες δομές στα κύτταρα, η εμφάνιση των οποίων εξαρτάται από τη θέση του φαρμάκου σε σχέση με το επίπεδο πόλωσης και από το μέγεθος της διπλής διάθλασης.

Ένα πολωτικό μικροσκόπιο καθιστά δυνατό τον προσδιορισμό του προσανατολισμού των σωματιδίων σε κύτταρα και άλλες δομές, την καθαρή θέαση δομών με διπλή διάθλαση και με την κατάλληλη επεξεργασία των παρασκευασμάτων, είναι δυνατόν να γίνουν παρατηρήσεις σχετικά με τη μοριακή οργάνωση ενός ή άλλου μέρους του κυττάρου .

Μικροσκοπία σκοτεινού πεδίου. Η μελέτη των παρασκευασμάτων σε σκοτεινό πεδίο πραγματοποιείται με τη χρήση ειδικού συμπυκνωτή. Ένας συμπυκνωτής σκοτεινού πεδίου διαφέρει από έναν συμβατικό συμπυκνωτή φωτεινού πεδίου στο ότι εκπέμπει μόνο πολύ λοξές ακτίνες της πηγής φωτός. Δεδομένου ότι οι ακτίνες των άκρων έχουν έντονη κλίση, δεν εισέρχονται στον αντικειμενικό φακό και το οπτικό πεδίο του μικροσκοπίου είναι σκοτεινό και το αντικείμενο που φωτίζεται από το διάσπαρτο φως φαίνεται φωτεινό.

Τα κυτταρικά παρασκευάσματα συνήθως περιέχουν δομές διαφορετικής οπτικής πυκνότητας. Σε ένα γενικό σκοτεινό φόντο, αυτές οι δομές είναι καθαρά ορατές λόγω της διαφορετικής φωταύγειας τους και λάμπουν επειδή διασκορπίζουν τις ακτίνες φωτός που πέφτουν πάνω τους (φαινόμενο Tyndall).

Μια ποικιλία ζωντανών κυττάρων μπορεί να παρατηρηθεί σε ένα σκοτεινό πεδίο.

υπεριώδες μικροσκόπιο. Οι υπεριώδεις ακτίνες (UV) δεν γίνονται αντιληπτές από το ανθρώπινο μάτι, γι' αυτό είναι αδύνατη η άμεση μελέτη των κυττάρων και των δομών τους σε αυτά. Για τους σκοπούς της μελέτης κυτταρικών παρασκευασμάτων σε ακτίνες UV, η Ε.Μ. Ο Brumberg (1939) σχεδίασε το αρχικό υπεριώδες μικροσκόπιο MUF-1 και αρκετά μοντέλα αυτού του μικροσκοπίου είναι διαθέσιμα επί του παρόντος. Μέθοδος Ε.Μ. Το Brumberg βασίζεται στο γεγονός ότι πολλές ουσίες που αποτελούν τα κύτταρα έχουν χαρακτηριστικά φάσματα απορρόφησης UV.

Κατά την εξέταση διαφόρων ουσιών σε ζωντανά ή σταθεροποιημένα μη χρωματισμένα κύτταρα και ιστούς σε ένα τέτοιο μικροσκόπιο, το παρασκεύασμα φωτογραφίζεται τρεις φορές (στην ίδια πλάκα) στις ακτίνες τριών διαφορετικών ζωνών του φάσματος UV.

Για τη φωτογράφιση, τα μήκη κύματος UV επιλέγονται έτσι ώστε κάθε ζώνη να περιέχει μια ζώνη απορρόφησης μιας μεμονωμένης ουσίας που δεν απορροφά ακτίνες στις άλλες δύο ζώνες. Επομένως, οι ουσίες που είναι ορατές στις φωτογραφίες είναι διαφορετικές σε όλες τις εικόνες.

Οι εικόνες που προκύπτουν τοποθετούνται στη συνέχεια σε μια ειδική συσκευή που ονομάζεται χρωμοσκόπιο. Η μία φωτογραφία εμφανίζεται με μπλε, η δεύτερη με πράσινο και η τρίτη με κόκκινο.

Λαμβάνονται τρεις έγχρωμες εικόνες, οι οποίες συνδυάζονται σε μία στο χρωμοσκόπιο και σε αυτήν την τελική εικόνα του αντικειμένου, διάφορες ουσίες του κυττάρου αποδεικνύονται χρωματισμένες με διαφορετικά χρώματα.

Αλλά το υπεριώδες μικροσκόπιο επιτρέπει όχι μόνο τη λήψη φωτογραφιών, αλλά και την οπτική παρατήρηση ιστών και κυττάρων, για τα οποία διαθέτει ειδική οθόνη φθορισμού.

Με αυτό το μικροσκόπιο, είναι δυνατό να εξεταστούν σωματίδια που είναι ελαφρώς μικρότερα από ό,τι με ένα συμβατικό βιολογικό μικροσκόπιο, λόγω του γεγονότος ότι οι ακτίνες UV έχουν πολύ μικρότερο μήκος κύματος από τις συνηθισμένες ακτίνες φωτός.

Επομένως, η ανάλυση ενός μικροσκοπίου UV είναι 0,11 μικρά, ενώ η ανάλυση ενός βιολογικού μικροσκοπίου που χρησιμοποιεί κανονικό φωτισμό είναι 0,2-0,3 μικρά.

Χρησιμοποιώντας ένα μικροσκόπιο υπεριώδους, πραγματοποιείται ποσοτικός προσδιορισμός της απορρόφησης των ακτίνων UV από νουκλεϊκά οξέα και άλλες ουσίες που περιέχονται στα κύτταρα, δηλαδή προσδιορίζεται η ποσότητα αυτών των ουσιών σε ένα κύτταρο.

Μικροφωτογραφία. Γίνεται μικροφωτογραφία διαφόρων μικροσκοπικών σκευασμάτων προκειμένου να ληφθεί η μεγεθυμένη εικόνα τους - μικροφωτογραφία. Είναι βολικό να μελετάτε μεμονωμένες δομές κυττάρων και άλλων αντικειμένων σε μικροφωτογραφίες. Οι μικροφωτογραφίες είναι έγγραφα που αντικατοπτρίζουν με μεγάλη ακρίβεια όλες τις λεπτομέρειες της δομής ενός μικροσκοπικού δείγματος.

Τα μικροσκοπικά παρασκευάσματα φωτογραφίζονται χρησιμοποιώντας ειδικές μικροφωτογραφικές συσκευές ή μικροφωτογραφικές κάμερες προσάρτησης. Τα τελευταία χρησιμοποιούνται ευρέως και είναι κατάλληλα για μικροφωτογράφηση με βιολογικό και οποιοδήποτε άλλο μικροσκόπιο. Μια μικροφωτογραφική κάμερα προσάρτησης είναι μια κάμερα της οποίας ο φακός έχει αφαιρεθεί και αντικατασταθεί από μικροσκόπιο.

Το οπτικό σύστημα του μικροσκοπίου λειτουργεί ως φακός αυτής της κάμερας. Υπάρχουν διάφοροι τύποι μικροφωτογραφικών συνημμένων. Τα προσαρτήματα μικροφωτογραφιών του τύπου MFN-8 είναι πολύ βολικά.

Υπάρχει επίσης ειδικό βιολογικό μικροσκόπιο MBI-6 με μόνιμη κάμερα. Το MBI-6 επιτρέπει τη συμβατική οπτική εξέταση παρασκευασμάτων και τη φωτογράφισή τους σε εκπεμπόμενο και ανακλώμενο φως, σε φωτεινά και σκοτεινά οπτικά πεδία, με αντίθεση φάσης και σε πολωμένο φως.

Η μικροφίλμ παίζει σημαντικό ρόλο στη μελέτη των διαδικασιών της κυτταρικής ζωής. Για να μελετηθούν οι λεπτομέρειες των πιο σημαντικών διεργασιών που συμβαίνουν στο κύτταρο, όπως η διαίρεση, η φαγοκυττάρωση, οι κυτταροπλασματικές ροές κ.λπ., χρησιμοποιείται μια συσκευή time-lapse.

Με τη βοήθεια αυτής της συσκευής, είναι δυνατό να παραχθεί είτε επιταχυνόμενη μαγνητοσκόπηση, η οποία χρησιμοποιείται συνήθως σε διαδικασίες γρήγορης ροής, είτε κινηματογράφηση σε αργή κίνηση εκείνων των αλλαγών στο κελί που χαρακτηρίζονται από αργή πορεία.

Το μικροφίλμ δεν είναι μόνο μια μέθοδος που επιτρέπει σε κάποιον να μελετήσει λεπτομερώς διάφορες δομές και διαδικασίες σε ένα ζωντανό κύτταρο, αλλά και μια μέθοδο για την τεκμηρίωση αυτών των διεργασιών και όλων των αλλαγών που σχετίζονται με αυτές.