Негізгі бет
Course: Жоғарғы сынып биологиясы > Unit 2
Lesson 1: Жасушаларға кіріспеМикроскоп
Микроскоптарға және олардың жұмыс жасау қағидаттарына кіріспе. Жарық, люминесцентті микроскопия және электрондық микроскопияны қамтиды.
Кіріспе
Егер сіз кейбір жасушаны зерттейтін биологтардан олардың жұмысында не ұнайтынын сұрасаңыз, жауап бір нәрсеге алып келеді: олардың барлығы микроскоппен жұмыс жасаудан ләззат алады. Ақыр соңында, оларға ұнайтын нәрсе - кішкене қараңғы бөлмеде бірнеше сағат бойы отырып, сүйікті жасуша типімен микроскоп линзасы арқылы байланысу мүмкіндігі. Бұл біртүрлі көрінуі мүмкін, бірақ іс жүзінде жасушалар әшекей әйнек секілді көрінеді. Менің сүйікті мысалдарымның бірі - төмендегі суретте көрсетілген кішкентай гүлді, қыша тектес Arabidopsis thaliana өсімдігінің жапырағындағы жасушалар.
Бұл қарапайым жарық микрофотосуреті емес, бұл арнайы дайындалған өсімдіктің флуоресцентті бейнесі, онда жасушаның әртүрлі бөліктері оларды жарқырату үшін арнайы биологиялық маркерлермен белгіленген. Алайда, біз көре алсақ та, көрмесек те, мұндай жасушалық күрделілік пен сұлулық бізді барлық жерде қоршап жатыр.
Сіз өзіңіздің аулаңыздағы раушан гүлінен бастап, жолда өскен шөпке дейін, сіз жеген сәбізге дейінгі кез-келген өсімдікте дәл сондай күрделі оюлы және әдемі пішінді жасушаларды таба аласыз. Оны өсімдіктермен ғана шектемейік: осындай әдемі жасушаларды теріңізден, жәндіктердің қанатынан және сіз көргіңіз келетін кез-келген тірі ұлпадан табуға болады.
Біз және бізді қоршаған әлем жасушалардан жасалған ғимараттар секілді. Мұны бағалау үшін бізге микроскопия қажет.
Микроскоптар мен линзалар
Жасушалардың мөлшері әр түрлі болғанымен, жалпы олар өте кішкентай. Мысалы, адамның әдеттегі қызыл қан жасушасының диаметрі шамамен сегіз микрометрді құрайды (0,008 миллиметр). Сізге түсінікті болу үшін мысал келтірейін: иненің үшкір басының диаметрі шамамен бір миллиметрді құрайды, сондықтан иненің басына 125-ке жуық қызыл қан жасушаларын бір қатарға тізуге болады. Кейбір ерекшеліктерді қоспағанда, жеке жасушаларды қарапайым көзбен көру мүмкін емес, сондықтан ғалымдар оларды зерттеу үшін микроскоптарды (micro- = “кішкентай”; -scope = “қарау”) қолдануы керек. Микроскоп - бұл көзге көрінбейтін тым кішкентай нысандарды үлкейтетін және олар үлкенірек болып көрінетін кескін жасайтын құрал. Жасушалардың фотосуреттерінің көпшілігі микроскоптың көмегімен түсіріледі және бұл суреттерді микрофотосуреттер деп те атауға болады.
Жоғарыдағы анықтамадан микроскоп ұлғайтқыш шынының (немесе лупа) бір түрі сияқты көрінуі мүмкін. Іс жүзінде ұлғайтқыш шыны микроскопқа жатады; өйткені онда тек бір объектив бар және оны қарапайым микроскоп деп атайды. Әдетте біз микроскоп деп санайтын қиял-ғажайып құралдар құрама микроскоптар, яғни олардың бірнеше линзалары бар. Бұл линзалардың орналасуына байланысты олар жарықтан ауытқып, үлкейткіш әйнекке қарағанда әлдеқайда үлкен кескін жасай алады.
Екі линзасы бар құрама микроскопта линзалардың орналасуы қызықты нәтижеге ие: сіз көретін кескіннің бағдары сіз зерттеп отырған нақты нысанға қатысты өзгереді. Мысалы, егер сіз «e» әрпі бар газет парағын қарасаңыз, микроскоп арқылы көрген кескініңіз «ə» әрпі сияқты көрінетін болады
Қарапайым микроскоптың зерттеу зертханасында қолданылатын қуатты машинадан қандай айырмашылығы бар? Микроскопияда екі параметрдің маңызы зор: үлкейту және ажыратқыш қабілеттері.
- Үлкейту- бұл микроскоптың (немесе микроскоп ішіндегі линзалар жиынтығының) затты қанша есе үлкейтетінін көрсететін өлшем. Мысалы, орта мектептер мен колледждерде қолданылатын жарық микроскоптары бастапқы өлшемдерінен шамамен 400 есе үлкейеді. Демек, шын өмірде ені 1 мм болатын зат микроскоп кескінінде ені 400 мм болады.
- Микроскоптың немесе линзаның ажыратқыштығы- бұл екі нүктені бөлуге және оларды жеке нысан ретінде ажыратуға болатын ең жақын қашықтық. Бұл мән неғұрлым аз болса, микроскоптың ажыратқыш қабілеті соғұрлым жоғары болады және кескіннің айқындылығы мен бөлшектері жақсарады. Егер заттық шыныда екі бактерия жасушасы бір-біріне өте жақын орналасқан болса, олар төмен ажыратқыш микроскопта бір бұлыңғыр нүкте сияқты көрінуі мүмкін, бірақ ажырату қабілеті жоғары микроскопта бөлек деп айтуға болады.
Егер сіз өте ұсақ нәрсенің анық көрінісін алғыңыз келсе, үлкейту де, ажыратқыш та өте маңызды параметрлер. Мысалы, егер микроскоп үлкейтуі жоғары, бірақ ажыратқыштығы төмен болса, сіз бұлыңғыр кескіннің үлкенірек нұсқасын аласыз. Микроскоптардың әртүрлі типтері үлкейту және ажыратқыштығымен ерекшеленеді.
Жарық микроскоптары
Студенттер қолданатын микроскоптардың көпшілігі жарық микроскоптары ретінде жіктеледі. Жарық микроскоптарында көрінетін жарық үлгіден өтеді (сіз қарап отырған биологиялық үлгі) және линзалар жүйесі арқылы бүгіліп, пайдаланушыға үлкейтілген кескінді көруге мүмкіндік береді. Жарық микроскопиясының артықшылығы - оны көбінесе тірі жасушаларды бақылауға пайдалануға болады, сондықтан микроскопта өздерінің қалыпты істерімен айналысып жатқан (мысалы, қоныс аудару немесе бөліну) жасушаларды көруге болады.
Студенттер қолданатын зертханалық микроскоптар жарық өрісті микроскоптар болып табылады, яғни көрінетін жарық үлгі арқылы өтіп, ешқандай өзгертусіз тікелей кескін қалыптастыру үшін қолданылады. Жарық микроскопиясының сәл жетілдірілген түрлері жасушалар мен ұлпалардың бөлшектерін көруді жеңілдетіп, айқындылықты арттыру үшін оптикалық әдістерді қолданады.
Жарық микроскопиясының тағы бір түрі - флуоресценттік немесе люминесцентті микроскопия , ол флуоресцентті (бір толқын ұзындығын жұтып, екіншісін шығаратын) үлгілерді бейнелеу үшін қолданылады. Бір толқын ұзындығындағы жарық флуоресцентті молекулаларды тездету үшін, ал олар шығаратын басқа толқын ұзындығындағы жарық жиналып, кескін жасау үшін қолданылады. Көп жағдайда жасушаның немесе ұлпаның біз қарағымыз келетін бөлігі табиғи түрде флуоресцентті емес, яғни микроскоппен қарамас бұрын люминесцентті бояғышпен немесе затбелгімен белгіленуі керек.
Мақаланың басында жапырақтың суреті конфокальды микроскопия деп аталатын арнайы флуоресценттік микроскопия көмегімен алынған. Конфокальды микроскоп лазердің көмегімен үлгінің жұқа қабатын қоздырады және көзделген қабаттан шыққан сәулені ғана жинап, қоршаған қабаттардағы флуоресцентті молекулалардың араласуынсыз айқын кескін жасайды
Электронды микроскоптар
Жарық микроскопиясының кейбір озық түрлері (біз жоғарыда қарастырған әдістерден тыс) өте жоғары ажыратқыштық кескіндерді шығара алады. Алайда, егер сіз өте жоғары ажыратқыштықта өте ұсақ нәрсені көргіңіз келсе, электрондық микроскопия сияқты тағы бір дәлелденген әдісті қолдансаңыз болады.
Электрондық микроскоптардың жарық микроскоптарынан айырмашылығы - олар сәуленің емес, электрондардың сәулесінің көмегімен үлгі бейнесін жасайды. Электрондардың толқын ұзындығы көзге көрінетін жарыққа қарағанда әлдеқайда қысқа және бұл электрондық микроскоптарға стандартты жарық микроскоптарына қарағанда жоғары ажыратқыштық суреттерді алуға мүмкіндік береді. Электрондық микроскоптар арқылы бүтін жасушаларды ғана емес, сонымен қатар олардың ішіндегі жасуша құрылымдары мен бөлімдерін де зерттеуге болады.
Алайда бір шектеу - электрондық микроскопияға арналған үлгілерді вакуумға орналастыру арқылы көру керек (және оларды ұзақ уақытқа бекіту әдісі арқылы дайындайды). Бұл тірі жасушаларды бейнелеуге болмайтынын білдіреді.
Жоғарыдағы суретте Salmonella бактерияларының жарық микрофотосуретте қалай көрінетінін (сол жақта) электрондық микроскоп кескінімен салыстыруға болады (оң жақта). Бактериялар жеңіл микроскоп кескінінде кішкентай күлгін нүктелер түрінде көрінеді, ал электрондық микрофотосуретте олардың пішіні мен беткі құрылымын, сондай-ақ олар басып алмақ болған адам жасушаларының бөлшектерін анық көруге болады.
Электрондық микроскопияның екі негізгі түрі бар. Сканерлеуші электрондық микроскопиясында (СЭM) электрондардың сәулесі жасушаның немесе ұлпаның беткі жағында алға-артқа жылжып, үш өлшемді беттің нақты бейнесін жасайды. Микроскопияның бұл түрі оң жақта, жоғарыда көрсетілген Salmonella бактерияларының суретін алу үшін қолданылған.
Жарық өткізгіш электрондық микроскопияда (ЖӨЭМ), керісінше, үлгіні кескіндемес бұрын өте жұқа кесінділерге кесіп алады (мысалы, өткір жүзді қолданып), ал электронды сәуле оның беткі жағын ғана қамтып қоймай, кесінді арқылы өтеді
Жоғарыдағыдай электрондық микроскоптар стандартты жарық микроскоптарына қарағанда едәуір көлемді және қымбатырақ, бұл олармен жұмыс істеуге тура келетін субатомдық бөлшектердің санын ескергенде таңқалдыра қоймайды!
Талқылауға қосылғыңыз келе ме?
Әзірге посттар жоқ.