Клітка зеленої рослини. Підходи до дослідження клітки

Ви перебуваєте: Клітка зеленої рослини

Біологи вивчають клітки різними методами. На першім місці серед них природно назвати пряме візуальне спостереження, однак такому спостереженню піддаються лише найбільші клітки. Для більш дрібних потрібне збільшення, якого можна досягтися за допомогою простої лупи (приблизно 10Х) або звичайного мікроскопа, що має систему лінз ( до 1000Х). У світловому мікроскопі живаючи тривимірна клітка представляється іноді дуже складним, мінливим і неупорядкованим утвором. Прагнучи до одержання більш простої й стабільної картини, біологи навчилися вбивати клітки й зберігати їх шляхом занурення в який-небудь фіксатор, наприклад у формальдегід. Убиті й фіксовані клітки відмивають, збезводнюють проведенням через спирт, заливають у яке-небудь щільне середовище, наприклад у парафін або пластмасу, а потім готують із них тонкі зрізи за допомогою бритви або мікротома. При сприятливих умовах мікротом дає можливість одержувати зрізи товщиною від 1 до 10 мкм. Для того щоб виявити окремі клітинні структури, ці тонкі зрізи поміщають послідовно в різні барвники, що відрізняються друг від друга розчинністю й молекулярним зарядом і внаслідок цього адсорбируемые різними клітинними структурами. При досить ретельній роботі й відповідній навичці можна таким шляхом одержати картину, у якій окремі клітинні структури будуть пофарбовані по-різному, скажемо ядерний матеріал - у рожевий колір, цитоплазматичні структури - у зелений або фіолетовий з різними відтінками, а клітинні стінки не пофарбовані взагалі або пофарбовані ще в який-небудь колір. Майже все з того, що ми тепер знаємо про клітку, учені з'ясували саме таким способом, використовуючи різні методи фіксації матеріалу, заливання його в середовище, готування зрізів і фарбування

Ще більше збільшення ( до 1 000 000 X) забезпечує електронний мікроскоп. У ньому замість світлового пучка використовується пучок електроновий, що дає можливість одержати більший дозвіл, оскільки розв'язна здатність обернено пропорційна довжині хвилі використовуваного випромінювання, а довжини хвиль де Бройля електронів дуже малі в порівнянні з довжинами хвиль видимого діапазону спектра. Теоретична межа дозволу в електронному мікроскопі поки не досягнуться. Пояснюється це тим, що електричний 'шум' у магнітних лінзах, фокусирующих пучок електронів, робить зображення нестабільним. Однак недавні вдосконалення, розраховані на те, щоб знизити цей 'шум' (наприклад, сильне охолодження лінз), дозволяють сподіватися, що зрештою в електронному мікроскопі вдасться досягтися ще більшого дозволу.

Для електронної мікроскопії із залитих у пластмасу кліток готують тонкі зрізи за допомогою алмазних або скляних ножів. Потім зрізи обробляють такими реагентами, як чотириокис осмію; ці реагенти вибірково приєднуються до різних клітинних структур і роблять їх у різній мері непрозорими для електронів. Після цього на фотографічній пластинці або на флуоресцентному екрані вивчають деталі отриманої картини. Структури на електронних мікрофотографіях не пофарбовані - вони чорні, білі або сірі; одержувати кольорові зображення ми поки ще не навчили

Ще один спосіб одержання інформації про клітки пов'язаний з хімічним дослідженням виділених клітинних органелл. Якщо обережно розтерти клітинну масу у відповіднім середовищі, то принаймні частина клітинних органелл можна виділити в интактном виді. Органеллы, що мають різну щільність, розділяють центрифугированием при постійно зростаючім числі оборотів (мал. 2.1). Наприклад, такі важкі частки, як ядра й хлоропласта, осаджуються при порівняно невеликих швидкостях, відповідних до відцентрових сил, в 1000-3000 раз перевищуючим силу земного притягання (1000-3000 g); мітохондрії переходять в осад приблизно при 10 000 g, рибосоми - приблизно при 30 000 g, а для більш дрібних часток і для великих молекул може знадобитися й ще в 100 раз більша швидкість центрифугирования. Диференціальне центрифугирование поряд з іншими методами (східчастим фільтруванням, фізичною абсорбцією й элюцией або поділом по величині електричного заряду) дозволяє одержувати в достатніх кількостях окремі види клітинних органелл або їх фрагментів. Отримані хлоропласта, мітохондрії, рибосоми, мембрани та інші фрагменти використовуються потім для експериментів, ціль яких полягає в тому, щоб визначити хімічну природу й біохімічну активність кожної із цих виділених фракцій