Теория:
Для изучения функционирования клеток применяют самые разнообразные методы.
Световая микроскопия
- В \(1590\) г. был создан первый микроскоп (братьями Янсен).
- В начале \(XVII\) века в микроскопах стали использовать системы из нескольких линз, что позволило получить большее увеличение изображения.
- В \(1665\) году английский физик и ботаник Роберт Гук стал исследовать с помощью микроскопа живые организмы (он рассматривал ветку бузины) и увидел ячейки, похожие на соты, которые он назвал клетками.
- Антони ван Левенгук вскоре обнаружил одноклеточные организмы — амёбы, инфузории и бактерии, а также сперматозоиды и эритроциты животных.
Световой микроскоп был основным «оружием» биологов в \(XVIII\)–\(XIX\) вв. Сейчас его используют тоже, но в такой микроскоп не удаётся рассмотреть структуры, если они меньше длины световой волны.

Рис. \(1\). Световой микроскоп
В \(30\)-х годах \(XX\) века появился электронный микроскоп, который позволил увидеть компоненты клеток, имеющие размер всего \(1\) нм. Этот прибор даёт возможность получать изображение объектов благодаря использованию пучка электронов.

Рис. \(2\). Электронный микроскоп
Современные методы флуоресцентной и конфокальной микроскопии позволяют получать микроскопические изображения с максимальным разрешением, а сканирующий электронный микроскоп даёт объёмные изображения предметов.

Рис. \(3\). Изображение эпителия трахеи
под сканирующим электронным микроскопом
Существенный недостаток электронного микроскопа — невозможность исследования живых клеток (при подготовке к электронной микроскопии клетки нужно обрабатывать особым способом, из-за чего они погибают). Поэтому, если необходимо пронаблюдать длительные процессы, происходящие в живой клетке, применяют фотосъёмку или замедленную киносъёмку через световые микроскопы большой мощности.
Для установления роли химического соединения в клетке используют радиоактивную метку. Один из атомов в молекуле исследуемого вещества заменяют на радиоактивный изотоп. Чаще всего используют изотопы фосфора (), водорода () и углерода (). Молекулу с таким атомом можно обнаружить специальными приборами или по её способности засвечивать фотоплёнку.
Метод ультрацентрифугирования применяют для выделения клеточных органоидов. Пробирки с клеточным материалом очень быстро вращают в специальных приборах — центрифугах. Органоиды клеток отличаются своими массами и размерами, поэтому под действием центробежной силы они оседают с разными скоростями. Так выделяют митохондрии, рибосомы и некоторые другие органоиды клетки.

Рис. \(4\). Центрифуга
Сейчас учёные могут использовать также разные современные методы, позволяющие изучать клетку на молекулярном уровне, в связи с чем активно развивается наука — молекулярная биология.
Источники:
Рис. 1. Микроскоп https://cdn.pixabay.com/photo/2020/01/12/21/51/microscope-4761195_960_720.png. 07.09.2021.
Рис. 2. Электронный микроскоп https://cdn.pixabay.com/photo/2017/04/12/02/42/transmission-electron-microscope-2223456_960_720.jpg. 07.09.2021.
Рис. 3. Изображение эпителия трахеи под сканирующим электронным микроскопом: Автор Louisa Howard. Общественное достояние. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a5/Bronchiolar_epithelium_4_-_SEM.jpg/800px-Bronchiolar_epithelium_4_-_SEM.jpg. 07.09.2021.
Рис.4. Центрифуга https://cdn.pixabay.com/photo/2018/04/04/21/57/centrifuge-3291253_960_720.jpg. 07.09.2021.