Теория:

Для изучения функционирования клеток применяют самые разнообразные методы.
Световая микроскопия
  • В \(1590\) г. был создан первый микроскоп (братьями Янсен).
  • В начале \(XVII\) века были созданы первые микроскопы, в которых увеличение изображения создавалось за счет использования системы линз. 
  • В \(1665\) году, английский физик и ботаник Роберт Гук применил микроскоп для исследования живых организмов (он рассматривал ветку бузины) и увидел клетки (на самом деле это были клеточные стенки, но Гук ввел название «клетка»).
  • В \(1696\) году Антони ван Левенгук в своей книге «Тайны природы, открытые с помощью совершеннейших микроскопов» описал эритроциты, сперматозоиды, микроорганизмы(поэтому ван Левенгук и считается основоположником биологической микроскопии).
Световой микроскоп был основным “оружием” биологов в \(XVIII-XIX\) вв. В настоящее время они тоже широко применяются, однако с их помощью невозможно изучать объекты, размер которых меньше длины световой волны (400-800 нм), т.к световая волна не может быть отражена очень маленьким предметом (она просто обогнёт его).
 
1314025135_f_18743320.jpg
 
В начале \(30\)-х годов \(XX\) века был создан электронный микроскоп, давший биологам возможность увидеть составные части клеток размером всего 1 нм. В электронном микроскопе вместо луча света пучок электронов, которые способны отражаться от мельчайших объектов.
 
YhWNKhhDLsWCTTE-1600x900-noPad.jpg
 
Современные методы флуоресцентной и конфокальной микроскопии позволяют получать микроскопические изображения с максимальным разрешением.
 
486196_html_m212e4c35.png
 
Сканирующий электронный микроскоп даёт возможность получать объёмные изображения предметов.
 
89e91_bikroskop-0019.jpg
 
Существенный недостаток электронного микроскопа — невозможность исследования живых клеток (перед исследованием с помощью электронного микроскопа клетки необходимо подвергать особой обработке, в результате которой они погибают). Поэтому, если необходимо пронаблюдать длительные процессы, происходящие в живой клетке, используют замедленную киносъемку через мощные световые микроскопы.
 
Если требуется проследить за судьбой какого-либо химического соединения в клетке, то можно заменить один из атомов в его молекуле на радиоактивный изотоп (чаще всего используют изотопы фосфора (32Р), водорода (3Н) и углерода (14С)). Тогда эта молекула будет иметь радиоактивную метку, по которой её можно обнаружить с помощью специальных приборов или по её способности засвечивать фотоплёнку.

267_4.jpg
 
Для выделения и изучения отдельных органоидов клетки используется метод ультрацентрифугирования: клетки в пробирках вращают с очень большой скоростью в особых приборах — центрифугах. Так как разные составные части клеток имеют различные массу, размеры и плотность, то они под действием центробежной силы оседают на дно пробирки с разными скоростями. Таким методом выделяют митохондрии, рибосомы и некоторые другие органоиды клетки.
 
centrifuge.jpg
 
В распоряжении ученых сейчас имеется также целый ряд химических и физических методов, позволяющих проводить исследования на молекулярном уровне, в связи с чем активно развивается наука — молекулярная биология.
 
biologiya.jpg
 
Источники:
Каменский А. А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология. 9 класс // ДРОФА
Каменский А. А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10-11 класс // ДРОФА
Лернер Г.И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель
Иллюстрации:
http://fs.nashaucheba.ru/docs/2129/index-486196.html?page=2
http://www.help-rus-student.ru/pictures_fail/29/267_4.htm