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. 
 
1 (5).png
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.
 
transmission-electron-microscope-2223456_640.png
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.
 
800px-Bronchiolar_epithelium_4_-_SEM.jpg
 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 (P32), водорода (H2) и углерода (C14). 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.
 
centrifuge-3291253_640.png
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.