ГЛАВА 1. Основы цитологии - науки о клетки
§3. Цитология - наука о клетке
Вспомните. Задание №1
Что такое клетка?
Ответ:
Клетка — структурно−функциональная элементарная единица строения и жизнедеятельности всех организмов. Клетка имеет все признаки жизни: обмен веществ и энергии, саморегуляцию, раздражимость, самовоспроизведение и т. д
Задание №2
Каковы размеры клеток?
Ответ:
Размеры клеток варьируют от 0,1 – 0,25 мкм (некоторые бактерии) до 155 мм; диаметр большинства эукариотических клеток лежит в пределах 10 – 100 мкм.
Задание №3
Какие приборы используют для изучения клеток?
Ответ:
Клетки очень малы в своих размерах, и чтобы их разглядеть используют увеличительные приборы: лупу, световой микроскоп, электронный микроскоп.
Вопросы. Задание №1
Что изучает цитология как наука? Каковы её предмет и задачи?
Ответ:
Объектом изучения цитологии как науки является клетка − элементарная единица живого, обладающая всеми его признаками. Она способна размножаться, расти, обмениваться веществами и энергией с окружающей средой, реагировать на изменения, происходящие в этой среде, и т. д. Все эти проявления жизнедеятельности и составляют предмет цитологических исследований, задачами которых являются познание сущности, раскрытие механизмов протекания и регуляции процессов, происходящих в клетках. Решение этих задач невозможно без всестороннего изучения особенностей строения клеток у различных организмов.
Задание №2
Какие методы исследования цитологии вы знаете?
Ответ:
Для изучения строения и жизнедеятельности клеток применяют самые разнообразные методы. Исторически первым методом стала световая микроскопия. Потом открыли электронную микроскопию. Если требуется проследить за каким−либо химическим соединениемв клетке, то можно, применить метод радиографии. Для выделения и изучения отдельных органоидов клетки используют метод ультрацентрифугирования: разрушенные клетки помещают в пробирки и вращают с очень большой скоростью в особых приборах — центрифугах.
Задание №3
В чём заключается отличие светового микроскопа от электронного?
Ответ:
Световые микроскопы широко применяют и в настоящее время, однако с их помощью невозможно изучать объекты, размер которых меньше длины световой волны (400—800 нм). Это связано с тем, что световая волна не может быть отражена очень маленьким предметом, поскольку огибает его. Поэтому у физиков возникла идея использовать вместо луча света пучок электронов, которые способны отражаться от мельчайших объектов. Так, вначале 30−х гг. XX в. был создан электронный микроскоп, давший возможность увидеть составные части клеток размером всего 1 нм.
Задание №4
Для чего применяют метод радиографии?
Ответ:
Если требуется проследить за каким−либо химическим соединением в клетке, то можно, применив метод радиографии, заменить один из атомов в его молекуле на радиоактивный изотоп. Тогда молекула изучаемого соединения будет иметь радиоактивную метку, по которой её можно обнаружить с помощью счётчика радиоактивных частиц или благодаря её способности засвечивать фотоплёнку.
Задание №5
Каково значение цитологических исследований для развития биологических наук, медицины, сельского хозяйства?
Ответ:
Хорошо известно, что все живые организмы — бактерии, грибы, растения, животные — состоят из клеток. Основная причина возникновения болезни — повреждение или гибель клеток в какой−либо системе органов. Например, при слишком большой нагрузке на конечность, клетки костной ткани разрушаются, и происходит перелом.
При инфекционных заболеваниях также происходит гибель клеток какой−либо ткани: при гепатите вирусы поражают клетки печени; при малярии плазмодии разрушают эритроциты крови; при холере бактерии поражают клетки кишечника. В результате развития этих заболеваний может погибнуть весь организм.
Такое тяжёлое заболевание, как рак, начинается с ошибок при делении отдельных клеток, когда возникают клетки, склонные к бесконтрольному делению, которое приводит к образованию опухоли, а затем и её вторичных очагов — метастаз. Из этого следует, что для устранения болезни необходимо целенаправленно лечить поражённые клетки. Например, при диабете (когда клетки поджелудочной железы не вырабатывают гормон инсулин) врачи пересаживают больному стволовые клетки, которые, вырабатывая инсулин, способны заменить погибшие или неработающие клетки диабетика. Чтобы победить болезнь, надо хорошо понимать, что происходит в клетке, и научиться лечить её. Поэтому проведение цитологических исследований очень важно. Необходимы знания по цитологии для создания новых пород животных и сортов растений, а также для получения нужных человеку веществ методами генной и клеточной инженерии.
Подумайте. Задание №1
Можно ли с помощью электронного микроскопа увидеть бактериальную клетку диаметром 20 мкм?
Ответ:
Электронный микроскоп дает возможность увидеть составные части клеток размером всего 1 нм. А 20 микрометров это не большой размер, равный 0,02 миллиметрам. Соответственно бактериальную клетку можно увидеть с помощью электронного микроскопа.
