1. Semua organisme hidup di bumi terdiri dari sel-sel yang memiliki struktur, komposisi kimia dan fungsi yang serupa. Ini berbicara tentang kekerabatan (common origin) dari semua organisme hidup di Bumi (kesatuan dunia organik).

2. Kandangnya adalah:

• unit struktural (organisme terdiri dari sel)
• unit fungsional (fungsi tubuh dilakukan melalui kerja sel)
• unit genetik (sel berisi informasi keturunan)
• unit pertumbuhan (suatu organisme tumbuh karena penggandaan sel-selnya)
• unit reproduksi (reproduksi terjadi karena sel germinal)
• unit aktivitas vital (proses metabolisme plastik dan energi terjadi di dalam sel), dll.

3. Semua sel anak baru terbentuk dari sel induk yang ada melalui pembelahan.

4. Pertumbuhan dan perkembangan organisme multiseluler terjadi karena pertumbuhan dan reproduksi (melalui mitosis) satu atau lebih sel asal.

Teman-teman

Kait membuka selnya.

Leeuwenhoek menemukan sel hidup (sperma, sel darah merah, ciliata, bakteri).

Cokelat membuka intinya.

Schleiden Dan Schwann mengembangkan teori sel pertama (“Semua organisme hidup di Bumi terdiri dari sel-sel yang strukturnya serupa”).

Metode

1. Mikroskop cahaya meningkat hingga 2000 kali lipat (sekolah reguler - dari 100 menjadi 500 kali lipat). Inti, kloroplas, dan vakuola terlihat. Anda dapat mempelajari proses yang terjadi dalam sel hidup (mitosis, pergerakan organel, dll).

2. Mikroskop elektron meningkat hingga 10 7 kali lipat, yang memungkinkan untuk mempelajari struktur mikro organel. Metode ini tidak berlaku pada benda hidup.

3. Ultrasentrifugasi. Sel-sel dihancurkan dan ditempatkan dalam centrifuge. Komponen sel dipisahkan menurut kepadatannya (bagian terberat dikumpulkan di dasar tabung, bagian paling ringan dikumpulkan di permukaan). Metode ini memungkinkan isolasi selektif dan studi organel.

Pilih dua dari lima jawaban yang benar dan tuliskan angka-angka yang menunjukkannya. Tentukan rumusan salah satu ketentuan teori sel
1) Dinding sel jamur terdiri dari karbohidrat
2) Sel hewan tidak memiliki dinding sel
3) Sel-sel semua organisme mengandung nukleus
4) Sel-sel organisme memiliki komposisi kimia yang serupa
5) Sel-sel baru terbentuk dengan membagi sel induk aslinya

Menjawab

Pilih tiga opsi. Ketentuan apa yang terkandung dalam teori sel?
1) Sel-sel baru terbentuk sebagai hasil pembelahan sel induk
2) Sel kelamin mengandung satu set kromosom haploid
3) Sel memiliki komposisi kimia yang serupa
4) Sel merupakan unit perkembangan seluruh organisme
5) Sel-sel jaringan semua tumbuhan dan hewan memiliki struktur yang sama
6) Semua sel mengandung molekul DNA

Menjawab

1) migrasi biogenik atom
2) keterkaitan organisme

4) munculnya kehidupan di Bumi sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu

6) hubungan antara alam hidup dan alam mati

Menjawab

Pilih salah satu, opsi yang paling benar. Metode manakah yang memungkinkan Anda mengisolasi dan mempelajari organel sel secara selektif?
1) mewarnai
2) sentrifugasi
3) mikroskop
4) analisis kimia

Menjawab

Pilih salah satu, opsi yang paling benar. Karena nutrisi, respirasi, dan pembentukan produk limbah terjadi di sel mana pun, maka sel dianggap sebagai satu kesatuan
1) pertumbuhan dan perkembangan
2) fungsional
3) genetik
4) struktur tubuh

Menjawab

Pilih tiga opsi. Prinsip dasar teori sel memungkinkan kita menarik kesimpulan tentang
1) pengaruh lingkungan terhadap kebugaran
2) keterkaitan organisme
3) asal usul tumbuhan dan hewan dari nenek moyang yang sama
4) perkembangan organisme dari yang sederhana sampai yang kompleks
5) kesamaan struktur sel semua organisme
6) kemungkinan timbulnya kehidupan secara spontan dari benda mati

Menjawab

Pilih tiga opsi. Struktur sel tumbuhan dan hewan yang serupa adalah buktinya
1) hubungan mereka
2) asal usul organisme dari semua kingdom
3) asal usul tumbuhan dari hewan
4) komplikasi organisme dalam proses evolusi
5) kesatuan dunia organik
6) keanekaragaman organisme

Menjawab

Pilih salah satu, opsi yang paling benar. Sel dianggap sebagai unit pertumbuhan dan perkembangan organisme
1) memiliki struktur yang kompleks
2) tubuh terdiri dari jaringan
3) jumlah sel dalam tubuh bertambah melalui mitosis
4) gamet berpartisipasi dalam reproduksi seksual

Menjawab

Pilih salah satu, opsi yang paling benar. Sel adalah unit pertumbuhan dan perkembangan suatu organisme, karena
1) ia memiliki inti
2) menyimpan informasi turun-temurun
3) mampu membelah
4) jaringan terdiri dari sel

Menjawab

1. Pilih dua dari lima jawaban yang benar dan tuliskan nomor di mana jawaban tersebut ditunjukkan. Dengan menggunakan mikroskop cahaya pada sel tumbuhan seseorang dapat membedakan:
1) retikulum endoplasma
2) mikrotubulus
3) vakuola
4) dinding sel
5) ribosom

Menjawab

2. Pilih dua dari lima jawaban yang benar dan tuliskan nomor di mana jawaban tersebut ditunjukkan. Anda dapat melihatnya dengan mikroskop cahaya
1) pembelahan sel
2) replikasi DNA
3) transkripsi
4) fotolisis air
5) kloroplas

Menjawab

3. Pilih dua dari lima jawaban yang benar dan tuliskan nomor di mana jawaban tersebut ditunjukkan. Saat mempelajari sel tumbuhan di bawah mikroskop cahaya, Anda dapat melihatnya
1) membran sel dan aparatus Golgi
2) membran dan sitoplasma
3) inti dan kloroplas
4) ribosom dan mitokondria
5) retikulum endoplasma dan lisosom

Menjawab

Pilih dua dari lima jawaban yang benar dan tuliskan angka-angka yang menunjukkannya. Orang-orang berikut berkontribusi terhadap pengembangan teori sel:
1) Oparin
2) Vernadsky
3) Schleiden dan Schwann
4) Mendel
5) Virchow

Menjawab

Pilih dua dari lima jawaban yang benar dan tuliskan angka-angka yang menunjukkannya. Metode sentrifugasi memungkinkan
1) menentukan komposisi kualitatif dan kuantitatif zat dalam sel
2) menentukan konfigurasi spasial dan beberapa sifat fisik makromolekul
3) memurnikan makromolekul yang dikeluarkan dari sel
4) memperoleh gambar tiga dimensi sel
5) membagi organel sel

Menjawab

Pilih dua dari lima jawaban yang benar dan tuliskan angka-angka yang menunjukkannya. Apa keuntungan menggunakan mikroskop elektron dibandingkan mikroskop cahaya?
1) resolusi lebih tinggi
2) kemampuan mengamati benda hidup
3) tingginya biaya metode ini
4) rumitnya penyiapan obat
5) kemampuan mempelajari struktur makromolekul

Menjawab

Pilih dua dari lima jawaban yang benar dan tuliskan angka-angka yang menunjukkannya. Organel apa yang ditemukan di dalam sel dengan menggunakan mikroskop elektron?
1) ribosom
2) kernel
3) kloroplas
4) mikrotubulus
5) vakuola

Menjawab

Identifikasi dua karakteristik yang “keluar” dari daftar umum, dan tuliskan angka-angka yang menunjukkannya dalam jawaban Anda. Prinsip dasar teori sel memungkinkan kita menyimpulkan hal itu
1) migrasi biogenik atom
2) keterkaitan organisme
3) asal usul tumbuhan dan hewan dari nenek moyang yang sama
4) munculnya kehidupan di Bumi sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu
5) kesamaan struktur sel semua organisme

Menjawab

1. Pilih dua dari lima jawaban yang benar dan tuliskan angka-angka yang ditunjukkan dalam tabel. Metode yang digunakan dalam sitologi
1) hibridologi
2) silsilah
3) sentrifugasi
4) mikroskop
5) pemantauan

Menjawab

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019

Pada akhir abad XIX. sebagian besar struktur yang dapat dilihat dari menggunakan mikroskop cahaya(yaitu, mikroskop yang menggunakan cahaya tampak untuk menerangi suatu objek) telah ditemukan. Sel kemudian dibayangkan sebagai sesuatu seperti segumpal kecil protoplasma hidup, selalu dikelilingi oleh membran plasma, dan kadang-kadang, seperti pada tumbuhan, oleh dinding sel tak hidup. Struktur sel yang paling menonjol adalah nukleus, yang mengandung bahan yang mudah ternoda - kromatin (kata yang diterjemahkan berarti "bahan berwarna").

Kromatin adalah bentuk despiralisasi kromosom. Sebelum pembelahan sel, kromosom tampak seperti benang panjang dan tipis. Kromosom mengandung DNA, materi genetik. DNA mengatur kehidupan sel dan memiliki kemampuan untuk bereplikasi, yaitu menyediakan pembentukan sel-sel baru.

Gambar-gambar tersebut menunjukkan hewan yang digeneralisasi dan sel tumbuhan seperti yang terlihat di bawah mikroskop cahaya (Sel “umum” menunjukkan semua struktur khas yang ditemukan di sel mana pun.)

Struktur sel tunggal, yang ditampilkan di sini dan yang pada akhir abad ke-19. belum ditemukan - ini adalah lisosom. Gambar-gambar tersebut menunjukkan foto mikro dari beberapa sel hewan dan tumbuhan.

Hidup isi sel, mengisi ruang antara nukleus dan membran plasma disebut sitoplasma. Sitoplasma mengandung banyak organel yang berbeda. Organel adalah struktur seluler dari struktur tertentu yang menjalankan fungsi tertentu. Satu-satunya struktur yang ditemukan pada sel hewan yang tidak terdapat pada sel tumbuhan adalah sentriol. Secara umum, sel tumbuhan sangat mirip dengan sel hewan, namun memiliki struktur yang lebih berbeda. Berbeda dengan sel hewan, sel tumbuhan mempunyai:

1) relatif dinding sel yang kaku, menutupi bagian luar membran plasma; benang tipis, yang disebut plasmodesmata, melewati pori-pori di dinding sel, yang menghubungkan sitoplasma sel tetangga menjadi satu kesatuan;
2) kloroplas, tempat terjadinya fotosintesis;
3) vakuola sentral yang besar; dalam sel hewan hanya terdapat vakuola kecil yang dapat digunakan, misalnya, .

Tentang cara menggunakan mikroskop cahaya pembaca akan mengetahuinya di artikel terkait.

Prokariota dan eukariota

Pada artikel sebelumnya kita telah membicarakan tentang dua jenis sel - prokariota budaya dan eukariota ical, - perbedaannya mendasar. Pada sel prokariotik, DNA terletak bebas di sitoplasma, di area yang disebut nukleoid; Ini bukanlah inti sebenarnya. Pada sel eukariotik, DNA terletak di dalam nukleus, dikelilingi oleh selubung inti yang terdiri dari dua membran. DNA bergabung dengan protein untuk membentuk kromosom. Perbedaan antara sel prokariotik dan eukariotik dibahas lebih rinci dalam artikel terkait.

Banyak metode telah dikembangkan dan digunakan untuk mempelajari sel, yang kemampuannya menentukan tingkat pengetahuan kita di bidang ini. Kemajuan dalam studi biologi sel, termasuk pencapaian paling menonjol dalam beberapa tahun terakhir, biasanya dikaitkan dengan penggunaan metode baru. Oleh karena itu, untuk pemahaman yang lebih lengkap tentang biologi sel, diperlukan setidaknya beberapa pemahaman tentang metode yang tepat untuk mempelajari sel.

Mikroskop cahaya

Metode tertua dan sekaligus paling umum untuk mempelajari sel adalah mikroskop. Kita dapat mengatakan bahwa studi tentang sel dimulai dengan penemuan mikroskop optik cahaya.

Mata telanjang manusia memiliki resolusi sekitar 1/10 mm. Artinya, jika Anda melihat dua garis yang jaraknya kurang dari 0,1 mm, keduanya akan bergabung menjadi satu. Untuk membedakan struktur yang terletak lebih dekat, digunakan instrumen optik, seperti mikroskop.

Namun kemungkinan mikroskop cahaya bukannya tidak terbatas. Batas resolusi mikroskop cahaya ditentukan oleh panjang gelombang cahaya, yaitu mikroskop optik hanya dapat digunakan untuk mempelajari struktur yang dimensi minimumnya sebanding dengan panjang gelombang radiasi cahaya. Mikroskop cahaya terbaik memiliki daya pisah sekitar 0,2 mikron (atau 200 nm), yaitu sekitar 500 kali lebih baik daripada mata manusia. Secara teoritis tidak mungkin membuat mikroskop cahaya dengan resolusi tinggi.

Banyak komponen sel yang memiliki kerapatan optik serupa dan, tanpa perlakuan khusus, praktis tidak terlihat dalam mikroskop cahaya konvensional. Untuk membuatnya terlihat, digunakan berbagai pewarna dengan selektivitas tertentu.

Pada awal abad XIX. Adanya kebutuhan akan pewarna untuk mewarnai kain tekstil, yang pada gilirannya menyebabkan percepatan perkembangan kimia organik. Ternyata beberapa pewarna ini juga menodai jaringan biologis dan, secara tidak terduga, sering kali secara istimewa mengikat komponen sel tertentu. Penggunaan pewarna selektif tersebut memungkinkan untuk mempelajari struktur internal sel dengan lebih akurat. Berikut adalah beberapa contoh:

· pewarna hematoksilin mewarnai beberapa komponen inti menjadi biru atau ungu;

· setelah perlakuan secara berurutan dengan phloroglucinol dan kemudian dengan asam klorida, membran sel lignifikasi menjadi merah ceri;

· Pewarna Sudan III mewarnai membran sel suberisasi menjadi merah muda;

Larutan lemah yodium dalam kalium iodida mengubah butiran pati menjadi biru.

Untuk pemeriksaan mikroskopis, sebagian besar jaringan difiksasi sebelum pewarnaan. Setelah difiksasi, sel menjadi permeabel terhadap pewarna dan struktur sel menjadi stabil. Salah satu fiksatif yang paling umum dalam botani adalah etil alkohol.

Fiksasi dan pewarnaan bukan satu-satunya prosedur yang digunakan untuk menyiapkan sediaan. Kebanyakan jaringan terlalu tebal untuk dapat langsung diamati pada resolusi tinggi. Oleh karena itu, sayatan tipis dilakukan dengan menggunakan mikrotom. Alat ini menggunakan prinsip alat pengiris roti. Jaringan tumbuhan dipotong menjadi beberapa bagian yang sedikit lebih tebal daripada jaringan hewan karena sel tumbuhan biasanya lebih besar. Ketebalan bagian jaringan tumbuhan untuk mikroskop cahaya sekitar 10 mikron – 20 mikron. Beberapa jaringan terlalu lunak untuk langsung dipotong. Oleh karena itu, setelah fiksasi, mereka dituangkan ke dalam parafin cair atau resin khusus, yang memenuhi seluruh kain. Setelah dingin, terbentuk balok padat yang kemudian dipotong menggunakan mikrotom. Benar, tambalan lebih jarang digunakan untuk jaringan tumbuhan dibandingkan hewan. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa sel tumbuhan memiliki dinding sel yang kuat yang membentuk kerangka jaringan. Cangkang lignifikasi sangat kuat.

Namun, menuangkan dapat mengganggu struktur sel, jadi metode lain digunakan untuk mengurangi bahaya ini? pembekuan cepat. Di sini Anda dapat melakukannya tanpa memperbaiki dan mengisi. Jaringan yang beku dipotong menggunakan mikrotom khusus (cryotome).

Bagian beku yang disiapkan dengan cara ini memiliki keuntungan tersendiri yaitu lebih menjaga fitur struktur alami. Namun, memasaknya lebih sulit, dan keberadaan kristal es masih merusak beberapa detailnya.

Ahli mikroskop selalu mengkhawatirkan kemungkinan hilangnya dan distorsi beberapa komponen sel selama proses fiksasi dan pewarnaan. Oleh karena itu, hasil yang diperoleh diverifikasi dengan metode lain.

Kesempatan untuk mengamati sel-sel hidup di bawah mikroskop, namun sedemikian rupa sehingga detail strukturnya tampak lebih jelas, nampaknya sangat menggiurkan. Peluang ini disediakan oleh sistem optik khusus: mikroskop fase kontras dan interferensi. Diketahui bahwa gelombang cahaya, seperti gelombang air, dapat saling berinterferensi, menambah atau mengurangi amplitudo gelombang yang dihasilkan. Dalam mikroskop konvensional, ketika gelombang cahaya melewati masing-masing komponen sel, fasenya berubah, meskipun mata manusia tidak dapat mendeteksi perbedaan ini. Namun karena adanya interferensi, gelombang dapat diubah, dan kemudian berbagai komponen sel dapat dibedakan satu sama lain di bawah mikroskop, tanpa harus melakukan pewarnaan. Mikroskop ini menggunakan 2 berkas gelombang cahaya yang berinteraksi (superposisi) satu sama lain, menambah atau mengurangi amplitudo gelombang yang masuk ke mata dari berbagai komponen sel.

Untuk dapat melihat suatu benda yang kecil maka perlu diperbesar. Pembesaran dicapai dengan menggunakan sistem lensa yang terletak di antara mata pemeriksa dan objek. Kontras dan resolusi sangat penting untuk pengamatan mikroskopis, memungkinkan seseorang membedakan objek dari latar belakang dengan jelas dan secara terpisah melihat detail gambar yang sangat dekat. Tergantung pada prinsip pembuatan gambar, mikroskop dibagi menjadi cahaya, elektron dan laser.

Mikroskop cahaya modern bersifat kompleks dan memiliki tiga sistem lensa (Gbr. 2.1). Sistem kondensor bertanggung jawab untuk menerangi bidang pandang dengan baik dan terletak di antara sumber cahaya dan objek. Dengan sumber cahaya eksternal, sinar diarahkan ke kondensor melalui cermin. Banyak mikroskop modern memiliki sumber cahaya internal dan tidak memiliki cermin. Bayangan sistem lensa objektif yang menghadap benda dan lensa okuler yang bersentuhan dengan mata peneliti diperbesar. Perbesaran total didefinisikan sebagai hasil kali perbesaran objektif dan perbesaran lensa okuler. Daya pisah mikroskop bergantung pada panjang gelombang cahaya yang digunakan, sifat optik lensa, dan indeks bias medium yang bersentuhan dengan lensa objektif bagian luar.

Beras. 2.1.

Teknik paling sederhana untuk meningkatkan resolusi mikroskop adalah dengan menggunakan perendaman. Setetes cairan yang indeks biasnya melebihi indeks bias udara ditempatkan di antara lensa luar lensa dan benda. Lensa imersi khusus digunakan untuk setiap cairan. Yang paling umum adalah lensa air (cincin putih) dan minyak (cincin hitam). Modifikasi mikroskop medan terang konvensional adalah mikroskop ultraviolet, medan gelap, dan kontras fase.

Penggunaan sinar ultraviolet dengan panjang gelombang lebih pendek juga meningkatkan resolusi mikroskop. Namun, penggunaan sumber cahaya khusus dan optik kuarsa menyebabkan peningkatan biaya studi mikroskopis yang signifikan.

Dalam mikroskop medan gelap, objek hanya disinari oleh berkas samping miring menggunakan kondensor medan gelap khusus. Dengan pencahayaan ini, bidang pandang tetap gelap dan partikel kecil bersinar dengan cahaya yang dipantulkan. Mikroskop medan gelap memungkinkan seseorang untuk melihat kontur objek yang berada di luar visibilitas mikroskop konvensional, seperti flagela prokariotik. Namun dengan metode observasi ini tidak mungkin untuk memeriksa struktur internal suatu objek.

Saat menggunakan perangkat kontras fase, Anda dapat mengamati objek transparan hidup yang kepadatannya praktis tidak berbeda dengan latar belakang sekitarnya. Warna dan kecerahan sinar yang melewati benda-benda tersebut hampir tidak berubah, tetapi terjadi pergeseran fasa yang tidak terdeteksi oleh mata manusia. Perangkat kontras fase, yang digunakan sebagai pelengkap mikroskop konvensional, mengubah perbedaan fase gelombang cahaya menjadi perubahan warna dan kecerahan. Objek transparan menjadi lebih jelas, dan bahkan struktur individu dan inklusi dapat diamati dalam sel mikroorganisme besar.

Kuliah 13. Mikroskop sebagai metode mempelajari sel dan jaringan.

1. Mikroskop cahaya.

2. Mikroskop elektron.

Sitologi modern memiliki metode penelitian yang banyak dan beragam, yang tanpanya mustahil mengumpulkan dan meningkatkan pengetahuan tentang struktur dan fungsi sel. Dalam bab ini kita hanya akan mengenal metode penelitian dasar dan terpenting.

Mikroskop cahaya modern adalah perangkat yang sangat canggih, yang masih sangat penting dalam studi sel dan organelnya. Dengan menggunakan mikroskop cahaya, pembesaran 2000-2500 kali dicapai. Perbesaran mikroskop bergantung pada resolusinya, yaitu jarak terkecil antara dua titik yang terlihat terpisah.

Semakin kecil partikel yang terlihat melalui mikroskop, semakin besar resolusinya. Yang terakhir, pada gilirannya, ditentukan oleh bukaan lensa (bukaan adalah bukaan sebenarnya dari sistem optik, ditentukan oleh ukuran lensa atau diafragma) dan panjang gelombang cahaya.

Resolusi mikroskop ditentukan dengan rumus: a = 0,6, dimana a adalah jarak minimum antara dua titik; -- panjang gelombang cahaya; n adalah indeks bias medium yang terletak di antara sediaan dan lensa objektif pertama, yaitu frontal; a adalah sudut antara sumbu optik lensa dan sinar menyimpang paling kuat yang masuk ke lensa, atau sudut difraksi sinar.

Nilai yang ditunjukkan pada penyebut pecahan (n sin a) adalah konstan untuk setiap lensa dan disebut bukaan numeriknya. Bukaan numerik serta pembesaran terukir pada laras lensa. Hubungan antara bukaan numerik dan jarak minimum yang dapat diselesaikan adalah sebagai berikut: semakin besar bukaan numerik, semakin kecil jaraknya, yaitu semakin tinggi resolusi mikroskop.

Meningkatkan resolusi mikroskop, yang mutlak diperlukan untuk mempelajari detail struktur sel, dicapai dengan dua cara:

1) meningkatkan bukaan numerik lensa;

2) mengurangi panjang gelombang cahaya yang menyinari obat.

Untuk meningkatkan aperture numerik, digunakan tujuan imersi. Cairan yang digunakan adalah: air (r = 1,33), gliserin (r = 1,45), minyak cedar (/1 = 1,51) dibandingkan udara n sama dengan 1.

Karena indeks bias cairan perendaman lebih besar dari 1, bukaan numerik lensa meningkat dan sinar yang membentuk sudut lebih besar dengan sumbu optik lensa dapat masuk ke dalamnya dibandingkan jika terdapat udara di antara lensa depan lensa. lensa dan spesimen.

Cara kedua untuk meningkatkan resolusi mikroskop adalah dengan menggunakan sinar ultraviolet yang panjang gelombangnya lebih pendek dari panjang gelombang sinar tampak.

Namun resolusi mikroskop hanya dapat ditingkatkan sampai batas tertentu, dibatasi oleh panjang gelombang cahaya. Partikel terkecil yang terlihat jelas pada mikroskop cahaya modern harus mempunyai nilai lebih besar dari 1/3 panjang gelombang cahaya, artinya bila menggunakan bagian cahaya tampak dengan panjang gelombang 0,004 hingga 0,0007 mm, partikel minimal 0 akan terlihat di mikroskop 0,0002-0,0003 mm Oleh karena itu, dengan bantuan mikroskop modern, detail struktur sel yang berukuran minimal 0,2-0,3 mikron dapat diperiksa.

Saat ini, banyak model mikroskop cahaya yang berbeda telah dibuat. Mereka memberikan kesempatan untuk studi beragam tentang struktur seluler dan fungsinya.

Mikroskop biologis. Mikroskop biologis (MBI-1, MBI-2, MBI-3, MBR, dll.) dimaksudkan untuk mempelajari sediaan yang disinari oleh cahaya yang ditransmisikan. Mikroskop jenis inilah yang paling banyak digunakan untuk mempelajari struktur sel dan benda lainnya.

Namun, dengan bantuan mikroskop biologis, dimungkinkan untuk mempelajari secara rinci terutama sediaan sel yang difiksasi dan diwarnai. Sebagian besar sel hidup yang tidak diwarnai tidak berwarna dan transparan dalam cahaya yang ditransmisikan (tidak menyerap cahaya), dan tidak dapat diperiksa secara detail.

Mikroskop kontras fase. Perangkat kontras fase memberikan gambaran kontras dari sediaan sel hidup, hampir tidak terlihat saat diamati dalam mikroskop biologis).

Metode kontras fase didasarkan pada fakta bahwa masing-masing area sampel transparan berbeda dari lingkungan sekitarnya dalam indeks bias. Oleh karena itu, cahaya yang melewatinya bergerak dengan kecepatan yang berbeda-beda, yaitu mengalami pergeseran fasa, yang dinyatakan dalam perubahan kecerahan. Perubahan fase gelombang cahaya diubah menjadi getaran cahaya dengan amplitudo berbeda, dan gambaran kontras dari sediaan dirasakan oleh mata, di mana distribusi iluminasi sesuai dengan distribusi peluang luas untuk mempelajari sel hidup, organelnya, dan inklusi di dalamnya. keadaan utuh. Keadaan ini memainkan peran penting, karena fiksasi dan pewarnaan sel, pada umumnya, merusak struktur seluler.

Perangkat kontras fase untuk mikroskop biologis terdiri dari satu set lensa fase yang berbeda dari lensa konvensional dengan adanya pelat fase annular, kondensor dengan satu set diafragma annular, dan mikroskop tambahan yang memperbesar gambar diafragma annular. dan pelat fase ketika digabungkan.

Mikroskop interferensi. Metode kontras interferensi mirip dengan metode mikroskop kontras fase dan memungkinkan untuk memperoleh gambar kontras sel hidup transparan yang tidak diwarnai, serta menghitung berat kering sel. Mikroskop interferensi khusus yang digunakan untuk tujuan ini dirancang sedemikian rupa sehingga berkas sinar cahaya paralel yang berasal dari sumber cahaya dibagi menjadi dua cabang paralel - atas dan bawah.

Cabang bawah melewati persiapan, dan fase getaran cahayanya berubah, sedangkan gelombang atas tetap tidak berubah. Untuk obatnya, mis. dalam prisma lensa, kedua cabang menyambung kembali dan saling mengganggu. Akibat interferensi, area obat yang memiliki ketebalan berbeda atau indeks bias tidak sama dicat dengan warna berbeda dan menjadi kontras serta terlihat jelas.

Mikroskop fluoresensi. Seperti kontras fase, mikroskop fluoresensi (atau pendaran) memungkinkan untuk mempelajari sel hidup. Fluoresensi adalah pancaran suatu benda, yang tereksitasi oleh energi cahaya yang diserapnya. Fluoresensi dapat dipicu oleh sinar ultraviolet, biru dan ungu.

Sejumlah struktur dan zat yang terkandung dalam sel memiliki fluoresensinya sendiri (atau primer). Misalnya, pigmen klorofil hijau, yang terdapat pada kloroplas sel tumbuhan, memiliki ciri fluoresensi merah cerah. Cahaya yang agak terang dihasilkan oleh vitamin A dan B serta beberapa pigmen sel bakteri; ini memungkinkan untuk mengenali jenis bakteri tertentu.

Namun, sebagian besar zat yang terkandung dalam sel tidak memiliki fluoresensi sendiri. Zat tersebut mulai bersinar, memperlihatkan berbagai warna, hanya setelah perlakuan awal dengan pewarna luminescent (fluoresensi sekunder). Pewarna ini disebut fluorochromes, yang meliputi fluorescein, acridine orange, berberine sulfate, phloxin, dan lain-lain. Fluorochromes biasanya digunakan dalam konsentrasi yang sangat lemah (misalnya, 1:10000, 1:100000) dan tidak merusak sel hidup. Banyak fluorokrom secara selektif mewarnai struktur dan zat seluler individu dalam cahaya tertentu. Jadi, acridine orange, dalam kondisi tertentu, mewarnai asam deoksiribonukleat (DNA) hijau dan asam ribonukleat (RNA) oranye. Oleh karena itu, fluoresensi sekunder dengan acridine orange sekarang menjadi salah satu metode penting untuk mempelajari lokalisasi asam nukleat dalam sel berbagai organisme.

Selain itu, penggunaan fluorokrom memungkinkan diperoleh sediaan yang kontras dan mudah diamati dimana struktur yang diinginkan dapat dengan mudah ditemukan, sel bakteri dapat dikenali dan dihitung. Metode mikroskop fluoresensi juga memungkinkan untuk mempelajari perubahan sel dan struktur intraseluler individu dalam keadaan fungsional yang berbeda, dan memungkinkan untuk membedakan antara sel hidup dan sel mati.

Ketika sinar cahaya biru dan ungu digunakan sebagai sumber fluoresensi, peralatan tersebut terdiri dari mikroskop biologis konvensional, lampu tegangan rendah (untuk mikroskop) dengan filter cahaya biru yang mentransmisikan sinar yang merangsang fluoresensi, dan filter cahaya kuning. yang menghilangkan kelebihan sinar biru. Penggunaan sinar ultraviolet sebagai sumber fluoresensi memerlukan mikroskop fluoresen khusus dengan optik kuarsa yang mentransmisikan sinar ultraviolet.

Mikroskop polarisasi. Metode mikroskop polarisasi didasarkan pada kemampuan berbagai komponen sel dan jaringan untuk membiaskan cahaya terpolarisasi. Beberapa struktur seluler, seperti filamen gelendong, miofibril, silia epitel bersilia, dll., dicirikan oleh orientasi molekul tertentu dan memiliki sifat birefringence. Inilah yang disebut struktur anisotropik.

Struktur anisotropik dipelajari menggunakan mikroskop polarisasi. Ini berbeda dari mikroskop biologis konvensional karena polarizer ditempatkan di depan kondensor, dan kompensator serta penganalisis ditempatkan di belakang spesimen dan lensa, memungkinkan studi mendetail tentang birefringence pada objek yang diperiksa. Dalam hal ini, struktur terang atau berwarna biasanya diamati di dalam sel, yang kemunculannya bergantung pada posisi obat relatif terhadap bidang polarisasi dan besarnya birefringence.

Mikroskop polarisasi memungkinkan untuk menentukan orientasi partikel dalam sel dan struktur lainnya, untuk melihat dengan jelas struktur dengan birefringence, dan dengan pemrosesan sediaan yang tepat, pengamatan dapat dilakukan pada organisasi molekuler dari bagian tertentu dari sel.

Mikroskop lapangan gelap. Studi obat dalam gelap dilakukan dengan menggunakan kondensor khusus. Kondensor medan gelap berbeda dari kondensor medan terang konvensional karena hanya mentransmisikan sinar tepi yang sangat miring dari sumber cahaya. Karena sinar tepinya sangat miring, sinar tersebut tidak masuk ke dalam lensa, dan bidang pandang mikroskop tampak gelap, sedangkan benda yang disinari oleh cahaya yang tersebar tampak terang.

Sediaan sel biasanya mengandung struktur dengan kepadatan optik berbeda. Dengan latar belakang gelap secara umum, struktur ini terlihat jelas karena cahayanya yang berbeda, dan bersinar karena menghamburkan sinar cahaya yang jatuh ke atasnya (efek Tyndall).

Di lapangan gelap, berbagai sel hidup dapat diamati.

Mikroskop ultraviolet. Sinar ultraviolet (UV) tidak dapat ditangkap oleh mata manusia, sehingga penelitian langsung terhadap sel dan struktur di dalamnya menjadi tidak mungkin dilakukan. Untuk tujuan mempelajari persiapan sel dalam sinar UV, E.M. Broomberg (1939) merancang mikroskop ultraviolet MUF-1 yang asli, dan beberapa model mikroskop ini tersedia saat ini. Metode E.M. Broomberg didasarkan pada fakta bahwa banyak zat penyusun sel memiliki karakteristik spektrum serapan sinar UV.

Saat mempelajari berbagai zat dalam sel dan jaringan hidup atau tetap yang tidak ternoda dalam mikroskop seperti itu, sediaan difoto tiga kali (pada pelat yang sama) dalam sinar dari tiga zona spektrum UV yang berbeda.

Untuk fotografi, panjang gelombang UV dipilih sehingga di setiap zona terdapat pita serapan suatu zat yang tidak menyerap sinar di dua zona lainnya. Oleh karena itu, zat yang terlihat di foto ternyata berbeda di semua foto.

Gambar yang dihasilkan kemudian ditempatkan dalam alat khusus yang disebut kromoskop. Satu gambar dilihat dengan warna biru, gambar kedua berwarna hijau, dan gambar ketiga berwarna merah.

Tiga gambar berwarna diperoleh, yang digabungkan menjadi satu dalam kromoskop, dan dalam gambar akhir objek ini, berbagai zat sel dicat dengan warna berbeda.

Tetapi mikroskop ultraviolet tidak hanya memungkinkan fotografi, tetapi juga pengamatan visual terhadap jaringan dan sel, yang memiliki layar fluoresen khusus.

Dengan menggunakan mikroskop ini, partikel dengan ukuran yang sedikit lebih kecil dapat diperiksa dibandingkan dengan mikroskop biologis konvensional, karena sinar UV memiliki panjang gelombang yang jauh lebih pendek daripada sinar cahaya biasa.

Oleh karena itu, resolusi mikroskop UV adalah 0,11 μm, sedangkan resolusi mikroskop biologis yang menggunakan pencahayaan konvensional adalah 0,2-0,3 μm.

Dengan menggunakan mikroskop ultraviolet, dilakukan penentuan kuantitatif penyerapan sinar UV oleh asam nukleat dan zat lain yang terkandung dalam sel, yaitu ditentukan jumlah zat tersebut dalam satu sel.

Fotografi mikro. Fotografi mikro dari berbagai sediaan mikroskopis dilakukan untuk memperoleh gambar yang diperbesar - fotografi mikro. Mikrograf berguna untuk mempelajari struktur individu sel dan objek lainnya; foto mikro mewakili dokumen yang secara akurat mencerminkan seluruh detail struktur spesimen mikroskopis.

Pemotretan sediaan mikroskopis dilakukan dengan menggunakan instalasi mikrofoto khusus atau kamera lampiran mikrofoto. Yang terakhir ini banyak digunakan dan cocok untuk fotografi mikro dengan mikroskop biologis dan mikroskop lainnya. Kamera mikrofoto adalah kamera yang lensanya telah dilepas dan diganti dengan mikroskop.

Sistem optik mikroskop berfungsi sebagai lensa kamera ini. Ada beberapa jenis lampiran mikrofoto. Lampiran mikrofoto seperti MFN-8 sangat nyaman.

Ada juga mikroskop biologis khusus MBI-6 dengan kamera permanen. MBI-6 memungkinkan pemeriksaan visual rutin obat dan fotografinya dalam cahaya yang ditransmisikan dan dipantulkan, dalam bidang pandang terang dan gelap, dengan fase kontras dan dalam cahaya terpolarisasi.

Pembuatan film mikro memainkan peran penting dalam mempelajari proses kehidupan sel. Untuk mempelajari rincian proses terpenting yang terjadi di dalam sel, seperti pembelahan, fagositosis, aliran sitoplasma, dll., digunakan perangkat time-lapse.

Dengan menggunakan perangkat ini, dimungkinkan untuk menghasilkan pembuatan film yang dipercepat, yang biasanya digunakan dalam proses yang terjadi dengan cepat, atau pembuatan film gerakan lambat dari perubahan-perubahan dalam sel yang ditandai dengan aliran yang lambat.

Pembuatan film mikrosin tidak hanya merupakan metode yang memungkinkan seseorang mempelajari secara rinci berbagai struktur dan proses dalam sel hidup, tetapi juga metode untuk mendokumentasikan proses-proses ini dan semua perubahan yang terkait dengannya.