2. Цитоло́гия (греч. κύτος — «вместилище», здесь:
«клетка» и λόγος — «учение», «наука») — наука,
изучающая строение и функции клеток.
Современная цитология – это экспериментальная
наука, исследующая закономерности процессов
живой клетки на молекулярно-генетическом уровне.
Цитология изучает:
- строение и химический состав клеток;
- функции клеток и внутриклеточных структур;
- размножение и развитие клеток;
- приспособление клеток к условиям окружающей среды.
3. Клетка может существовать только как целостная система, неделимая на
части.
Целостность клетки обеспечивают биологические мембраны.
Клетка - элемент системы более высокого ранга - организма.
Клетка - открытая система, связанная с окружающей средой обменом веществ
и энергии.
Клетка - функциональная система, в которой каждая молекула выполняет
определенные функции.
Клетка обладает устойчивостью, способностью к саморегуляции и
самовоспроизводству.
Клетка - самоуправляемая система. Управляющая генетическая система
клетки представлена сложными макромолекулами - нуклеиновыми кислотами
(ДНК и РНК).
5. МИКРОСКОП (от греческого mikros - малый и skopeo - смотрю), оптический прибор для получения увеличенного
изображения мелких объектов и их деталей, не видимых невооруженным глазом.
Изобретение микроскопа обусловлено скачком в развитием оптики в XVI-XVII вв. Некоторые оптические свойства изогнутых
поверхностей были известны еще Евклиду (300 лет до н.э.) и Птоломею (127-151 гг.), однако их увеличительная способность
не нашла практического применения. В связи с чем, первые очки были изобретены Сальвинио дели Арлеати в Италии только в
1285 г.
В XVI веке Леонардо да Винчи и Мауролико показали, что малые объекты лучше изучать с помощью лупы. Тогда же в
Нидерландах потомственные оптики Захарий и Ханс Янсены (1590 г.) смонтировали две выпуклые линзы внутри одной
трубки, т. е. фактически создав первый микроскоп и заложив основы для создания сложных микроскопов.
Микроскоп Янсена
Его увеличение составляло от 3 до 10 раз.
Каждый следующий микроскоп значительно
усовершенствовал. В этот период (XVI в.)
датские, английские и итальянские
исследовательские приборы постепенно начали
распространяться, закладывая фундамент
современной микроскопии.
Усовершенствование оптики позволило Антони
ван Левенгуку в 1674 г. изготовить линзы с
увеличением, достаточным для проведения
простых научных наблюдений. Наряду с
Левенгуком в XVII в. сразу несколько ученых
занимались микроскопией. Так, Галилей (1610 г.)
сконструировал микроскоп путем сочетания линз
в свинцовой трубке. Декарт в своей книге
"Диоптрика" (1637 г.) описал сложный
микроскоп, составленный из двух линз - плоско-
вогнутой (окуляр) и двояковыпуклой (объектив
МИКРОСКОП
6. Методы цитологии
Световая
микроскопия
Неживые
клетки
С помощью светового микроскопа
достигается увеличение в 2000 – 2500
раз.
Многостороннее исследование
клеточных структур и их функций.
МИКРОСКОП (от греческого mikros - малый и skopeo - смотрю), оптический прибор
для получения увеличенного изображения мелких объектов и их деталей, не
видимых невооруженным глазом.
Микроскопирование позволяет изучить
строение клетки и ее органоидов,
наблюдать некоторые процессы
жизнедеятельности, например,
движение цитоплазмы, деление клетки.
7. Методы цитологии
Электронная
микроскопия Неживые
Вместо света используется быстрый
поток электронов, а стеклянные линзы
заменены электромагнитными полями.
Многостороннее исследование
клеточных структур и их функций.
Существует два основных типа электронных
микроскопов:
трансмиссионный (просвечивающий)
сканирующий.
В трансмиссионном микроскопе пучок
электронов, проходя сквозь специально
подготовленный образец, оставляет его
изображение на экране. Этот микроскоп дает
плоское (двухмерное) изображение.
Максимальное разрешение сканирующего
микроскопа невелико, около 10 нм, но зато
изображение получается объемным
(трехмерным). Здесь луч не проходит через
образец, а отражается от его поверхности
(образец сканируют).
8. Методы цитологии
Флуоресцентная
микроскопия
Живые
Проникая в клетку, красители
соединяются с белками, и вначале вся
цитоплазма приобретает диффузную
окраску. Некоторые вещества способны
светиться при поглощении ими световой
энергии.
Выявляются изменения,
происходящие в клетках и тканях
при разных внешних воздействиях.
9. Методы цитологии
Микрохирургии Живые Разнообразные операции на клетках с
использованием прибора
микроманипулятора. Позволяет извлекать
отдельные клеточные структуры
(извлечение ядра из оплодотворенной
яйцеклетки)
Для получения клонов.
Роль ядра и цитоплазмы в жизни
клеток .
Цитохимический Любые
Методы с помощью которых производится
определение от 10 до 0,01 мг вещества.
Содержание белков, фосфора,
аминокислот, нуклеиновых кислот,
сахаров и т. д
Пересадка ядер у амёб; момент проталкивания ядра
сквозь соприкасающиеся поверхности обеих амёб.
Цитохимический
10. Методы цитологии
Центрифугирования
(фракционирования)
Живые
клетки
Основан на расслоении при вращении
содержимого клетки на составные части в
зависимости от удельного веса органоидов.
Изучение компонентов клетки.
Прежде, чем подвергнуть клетки
центрифугированию, разрушают их клеточные
оболочки. Это достигается продавливанием через
маленькие отверстия, ультразвуковой вибрацией,
или обычным измельчением растительных тканей
пестиком в фарфоровой ступе. После этого ткани
помещают в пробирки и с высокой скоростью
вращают в центрифуге.
Крупные компоненты клетки образуют осадок при
низких скоростях. Мелкие компоненты клетки
выпадают в осадок при более высоких скоростях.
Этапы центрифугирования:
- низкая скорость (ядра, цитоскелет);
- средняя скорость (хлоропласты);
- высокая скорость (митохондрии);
- очень высокая скорость (рибосомы).
11. Методы цитологии
Меченых атомов
(авторадиография)
Живые
В молекуле меченого вещества один из
атомов замещен атомом того же вещества,
но обладающим радиоактивностью.
Благодаря тому, что эти изотопы обладают
радиоактивным излучением, их можно
легко обнаружить.
Применяется при изучении
сложных химических процессов.
Синтез белков и нуклеиновых
кислот, проницаемость клеточной
оболочки, локализации веществ в
клетке и т. д
Введение в клетку веществ с радиоактивными
изотопами. Метод позволяет проследить за миграцией
веществ в клетке, их превращениями, обнаружить
локализацию и характер биохимических процессов.
12. Методы цитологии
Метод
культуры клеток
и тканей
Живые
клетки
В камеру, наполненную питательной
средой, помещают небольшой кусочек
живой ткани или клетки. Клетки
размножаются.
Позволяет наблюдать за ростом и
делением клеток и тканей вне
организма, выделять факторы
роста, получать клеточные гибриды
путем слияния клеток.
15. Роберт Гук
1665 год
Впервые описал строение коры
пробкового дуба и стебля растений,
ввел в науку термин «клетка».
16. Несколько позже, в 1671–1682 гг., итальянец
Марчелло Мальпиги и англичанин Неемии Грю
описали микроструктуру некоторых органов
растений. Н. Грю ввел в науку термин “ткань” для
обозначения совокупности однородных клеток.
Неемия Грю
Марчелло Мальпиги
17. Антони ван Левенгук
• Усовершенствовал
микроскоп.
• Наблюдал и зарисовал ряд
простейших,
сперматозоиды, бактерии,
эритроциты и их движение
в капиллярах.
• Открыл бактерии.
1674 год
не был ученым биологом
18. • Изучение клетки ускорилось в 1830-х годах, когда
появились усовершенствованные микроскопы.
20. Карл Бэр
1827 год
Открыл яйцеклетку
млекопитающих и установил,
что каждый организм
развивается из одной клетки
естествоиспытатель, основатель
эмбриологии
Открытия, сделанные К. Бэром, показали, что
клетка – единица не только строения, но и
развития организмов.
21. • В 1838—1839 ботаник Маттиас Шлейден и анатом Теодор Шванн
практически одновременно выдвинули идею клеточного строения
организма.
• Т. Шванн предложил термин «клеточная теория» и представил эту теорию
научному сообществу.
Теодор Шванн
Маттиас Шлейден
22. Клеточная теория
1839 год
Теодор Шванн издал в Берлине книгу
«Микроскопические исследования о
соответствии в структуре и росте
животных и растений».
Познакомившись с работами Шлейдена
о роли ядра в клетке и сопоставив их со
своими исследованиями,
сформулировал клеточную теорию
строения организмов.
Теодор Шванн,
немецкий гистолог и
физиолог животных
23. М. Шлейден 1838 г. в книге
«Данные о развитии растений»
предложил теорию
образования растительных
клеток и показал значение
ядра для формирования всей
клетки.
Матиас Якоб Шлейден,
немецкий ботаник
При создании клеточной теории
Т. Шванн исходил из открытия М. Шлейдена.
Шван и Шлейден считали, что клетки
в организме возникают путем
новообразования из первичного
неклеточного вещества.
24. Рудольф Вирхов
1858 год
Доказал, что клетки
возникают из клеток путем
размножения, что
дополнило клеточную
теорию.
немецкий медик и анатом
«Каждая клетка
образуется в результате
деления другой клетки»
25. Основные положения
современной клеточной теории
1) Клетка – единица строения и функционирования
живого, представляющая собой элементарную
живую систему, для которой характерны все
признаки живого.
2) Клетки всех организмов имеют сходный
химический состав и общее строение.
3) Новые клетки образуются путем деления исходной
материнской клетки.
4) Многоклеточные организмы развиваются из одной
исходной клетки.
5) Сходство клеточного строения организмов
свидетельствует о единстве их происхождения.
26. Клеточная теория — самое широкое и фундаментальное из
всех биологических обобщений, согласно которому все
организмы имеют клеточное строение.
Создание клеточной теории явилось крупнейшим
событием в биологии, одним из решающих доказательств
единства всей живой природы.
28. В1. Укажите три функции, которые выполняет современная клеточная
теория
1) Экспериментально подтверждает научные данные о строении
организмов
2) Прогнозирует появление новых фактов, явлений
3) Описывает клеточное строение разных организмов
4) Систематизирует, анализирует и объясняет новые факты о
клеточном строении организмов
5) Выдвигает гипотезы о клеточном строении всех организмов
6) Создает новые методы исследования клетки
