Методы цитологии и клеточная теория | теория по биологии 🌱 цитология

Световая микроскопия

Самым первым и привычным методом, с которым знакомят еще на школьных уроках биологии является электронная микроскопия. Создание первого электронного микроскопа датируется началом 17 века. Первый человек, применивший световой микроскоп в целях изучения живых клеток – Роберт Гук в 1665 году.

Однако, Гук лишь увидел клетку, а вот Антони ван Левенгук изучил и описал строение эритроцитов, сперматозоидов и микроорганизмов. Именно Левенгука считают основоположником использования световой микроскопии.

Для того, чтобы не путать ученых с такими созвучными фамилиями, то нужно просто выстроить у себя логическую картинку: вначале человек должен был обнаружить факт наличия живых клеток, а потом уже изучать строение настолько, насколько это возможно. Притом, описание, естественно дает куда больше информации, чем просто факт того, что ткань состоит из живых клеток, поэтому основоположником применения микроскопа в цитологии, да и вообще в биологии, — человек, описавший клетки. Если воссоздать эту цепочку и ассоциировать Гука и Левенгука с цифрами, то вначале будет тот, у кого фамилия короче, т.е Гук, а потом уже – Левенгук. Таким образом, вначале идет Гук, затем – Левенгук. Гук первый увидел клетки, но Левенгук из описал, поэтому он и есть основатель.

На уроках биологии школьники сталкиваются с такой проблемой как «поимка» света для того, чтобы увидеть хоть что-нибудь в световой микроскоп. Нюансом использования этого прибора является то, что в световой микроскоп можно разглядеть предметы размером в диапазоне 400-800 нм, т.к если предмет будет меньше, то световой поток просто обогнет его, а не отразится. Следовательно, ученый ничего не увидит.

Электронная микроскопия

В связи с этим, изобретатели предположили, что можно использовать не естественный солнечный свет, а пучок электронов, то есть, лампочку. Так в 1930-х годах был создан электронный микроскоп, который дал возможность изучать более мелкие предметы.

Растровая электронная микроскопия

Далее был изобретен растровый электронный микроскоп. Суть его в том, что предмет (клетка) подвергается бомбежке электронами. Они отражаются от поверхности предмета и в зависимости от интенсивности электрического сигнала в результате отражения электронов поверхностью, формируется черно-белый снимок, по которому можно узнать о рельефе изучаемого объекта. Живые клетки или организмы погибают в результате изучения под растровым электронным микроскопом.

Биологическая маркировка

Кроме методов микроскопии существуют и другие методы изучения клеток. Например, для того чтобы проследить за чем-либо внутри живой клетки, можно поставить метку. Так делают, когда необходимо изучить какой-нибудь белок. Подбирается специфический маркер, чаще всего тот, который способен флуоресцировать. Так делаю не только при изучении белков, но и колоний клеток, в том числе – нейронов. Что касается радиоактивных меток, то наиболее распространены изотопы углерода, водорода и фосфора.

Клеточный цитокенез. Фото с использованием флюоресценции

Центрифугирование

Если требуется извлечь для изучения органоиды, то ученые прибегают к центрифугированию. В результате механического повреждения цитоплазматическая мембрана разрушается, что дает выход всем органоидам. Если же клетка растительная, то до центрифугирования используются дополнительные лизирующие (расщепляющие) целлюлозу вещества. Далее на большой скорости в закрытой пробирке в буферном растворе вращаются клетки. За счёт того, что разные клеточные структуры имеют разную плотность и массу, они оказываются на разных уровнях в пробирке. Так можно получить не все органеллы, но это приемлемый метод для митохондрий и рибосом.

На сегодняшний день существует множество методов, как химического расщепления клетки, так и механического разделения, однако вышеперечисленные методы являются наиболее консервативными и их должен знать абитуриент.

Положения клеточной теории

Теодор Шванн и Маттиас Шлейден создали клеточную теорию в 1835 году.

Клеточная теория включает в себя следующие положения:

  1. Все живые существа состоят из клеток.

Этот пункт достаточно очевиден. Проще всего подумать о сложном организме. Например, о человеке. Он состоят из органов и тканей. А ткани и органы из живых клеток. Для одноклеточного организма все еще проще, он и есть живая клетка, что ясно из названия.

Исключением являются вирусы, ведь они – внеклеточная форма жизни. Во времена Шлейдена и Шванна про вирусы еще ничего не знали, поэтому положение считалось истинным. Теперь оно требует небольшой правки. Вирусы были открыты в конце 19 века русским ученым Дмитрием Иосифовичем Ивановым. Он обнаружил вирус табачной мозаики в пораженных листьях табака, что объясняет название

2. Все клетки имеют сходное строение, химический состав и общие принципы жизнедеятельности.

Все растительные клетки подобны друг другу, все животные клетки подобны друг другу. И даже растительные клетки и животные клетки подобны друг другу, хоть и имеют отличия. Макроэлементы едины для всех живых организмов. Микроэлементы и ультрамикроэлементы могут отличаться в разных клетках и организмах. У всех организмов и клеток есть признаки живого. Они едины для всех.

3. Каждая клетка самостоятельна: деятельность организма является суммой жизнедеятельности составляющих его клеток.

Исходя из положения о жизнедеятельности клеток, становится ясно, что в случае одноклеточных организмов клетка выполняет всю работы для собственного существования целиком и полностью самостоятельно. В более сложных организмах клетки специализированы, но они работают сопряженно, опираясь на те же принципы организации жизнедеятельности.

Позднее, в 1855 году наш отечественный ученый Рудольф Вирхов внес важное дополнение: «Всякая клетка происходит от клетки».

Деление клеток было открыто еще в 1841 Робертом Ремаком, однако данное открытие не было внесено в положения клеточной теории, что, собственно, и исправил Р. Вирхов.

 
Текст: Ксения Алексеевна, 6.5k 👀

Задание EB0221

Рассмотрите таблицу «Биология как наука». Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный в таблице вопросительным знаком

Разделы биологии

Области исследования
Этология Закономерности поведения животных в естественных условиях
?

Строение клеток организмов разных царств


Цитоло́гия (от греч. κύτος — «клетка» и λόγος — «учение», «наука») — раздел биологии, изучающий живые клетки, их органеллы, их строение, функционирование, процессы клеточного размножения, старения и смерти.

Ответ: цитология

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор

Задание EB11108

Докажите, что клетка является открытой системой.
  1. Клетка участвует в постоянном обмене веществ и энергии с окружающей средой.
  2. Клетка отвечает на сигналы внешней среды и возвращается к исходному состоянию. Ее реакции обратимы.
  3. Клетка способна к регуляции своего химического состава.
Ответ: см. решение

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор

Задание EB10942

Докажите, что клетка является саморегулирующейся системой.
  1. Клетка является системой, т.  к. состоит из множества взаимосвязанных и взаимодействующих частей — органоидов и др. структур.
  2. Система является открытой, т.  к. в нее поступают из окружающей среды вещества и энергия, в ней осуществляется обмен веществ.
  3. В клетке поддерживается относительно постоянный состав благодаря саморегуляции, осуществляемой на генетическом уровне. Клетка способна реагировать на раздражители.
Ответ: см. решение

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор

Задание EB10404

Расставьте перечисленные события в хронологическом порядке
  1. Изобретения электронного микроскопа
  2. Открытие рибосом
  3. Изобретение светового микроскопа
  4. Утверждение Р. Вирхова о появлении «каждой клетки от клетки»
  5. Появление клеточной теории Т. Шванна и М. Шлейдена
  6. Первое употребление термина «клетка» Р. Гуком

Сначала был изобретен световой микроскоп.

Затем была открыта клетка и введен такой термин.

Далее была написана клеточная теория, которую в дальнейшем дополнил Вирхов.

Рибосомы настолько крошечные, что их не видно в световой микроскоп, поэтому они были открыты лишь после изобретения электронного микроскопа.

Ответ: 365412

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор

ЕГЭ по биологии

Вся теория

Биология как наука и ее методыСистематика органического мираЦарство БактерииЦарство ГрибыЛишайникиПлауны и ХвощиПапоротникиГолосеменныеПокрытосеменныеКорень, побег, стебель и лист.Цветок и соцветия, плоды и семенаПростейшиеТип ГубкиТип КишечнополостныеТип Плоские червиТип Хордовые. Подтип Бесчерепные.Тип Моллюски (Mollusca)Тип Членистоногие (Arthropoda)Рыбы: хрящевые и костныеКласс Земноводные или Амфибии (Amphibia)Класс Пресмыкающиеся или Рептилии (Reptilia)Класс Птицы (Aves)Класс Млекопитающие (Mammalia)Организм человека. Системы органов. Ткани.Опорно-двигательная система. Скелет. Строение костей и мышц.Кровь: состав и функции, постоянство внутренней среды. Иммунная система.Кровеносная системаДыхательная системаПищеварительная системаВыделительная системаПоловая системаВнутренняя среда клеткиУглеводыЛипидыБелкиКлеточная мембрана и ядроЦитоплазма. Клеточный центр. Рибосомы.Эндоплазматическая сеть. Аппарат Гольджи. Лизосомы. Клеточные включения.Митохондрии. Пластиды. Органоиды движения.Сходства и различия разных типов клетокЖизненный цикл клетки. Митоз. МейозБесполое размножениеПоловое размножениеГаметогенезОнтогенезГенетический код. Биосинтез белкаМоно- и дигибридное скрещивание. Законы МенделяГенетическое определение полаИзменчивостьМутацииСреды обитания и экологические нишиТипы экологических взаимоотношенийПопуляции. Пищевые цепи и пирамидыЭволюционная теория: от Линнея до ДарвинаБиологический вид и его критерииПопуляции и их роль в эволюцииБорьба за существование и естественный отборВидообразованиеМакроэволюция и ее доказательстваНервная система и высшая нервная деятельностьБиологический словарьБаллы ЕГЭ по биологии по заданиям 2022Шкала перевода баллов ЕГЭ по биологии 2022Генетический состав популяции и изменения ее генофондаГлавные направления эволюции органического мираГипотезы происхождения жизни на ЗемлеЭтапы возникновения жизни на ЗемлеРазвитие жизни в Криптозое