Узнаем как правильно нарисовать микроскоп карандашом поэтапно

Микроскопом пользуются в учебных заведениях, медицине и научных учреждениях. Он применяется для детального рассмотрения очень малых объектов, которые невидимы обычным зрением.

Если вы хотите научиться правильно рисовать этот непростой прибор, потребуется сначала получить информацию о способах и нюансах подобной работы. Из этой статьи вы получите подробную информацию о том, как нарисовать микроскоп с помощью карандаша доступным способом. Пользуясь нижеописанным поэтапным руководством, вы сможете получить точный рисунок оптического прибора — микроскопа.

Как нарисовать микроскоп карандашом (поэтапно)

• Этап 1. Сначала нарисуйте зрительную трубку или тубус, предназначенный для наблюдения за объектом. Существуют разновидности с одной и двумя трубками. Изобразите прямоугольник, слегка закруглённый на конце, с небольшим расширением. Тубус должен вставляться в основу, которая крепится к диску со штативом внизу
• Этап 2. Нарисуйте диск с объективами. Полученный овал на рисунке — это круг в реальности, с вытянутой передней частью. В диске вставлено от трёх до четырёх объективов. Они содержат линзы различной увеличительной кратности (способности). Именно объективы дают необходимое увеличение предмета. Нарисуйте объектив цилиндрической формы, немного сузив к концу. Это место, где непосредственно находятся линзы
• Этап 3. Прорисуйте заднюю часть микроскопа от основания тубуса. Это так называемая ножка, которая соединяет платформу и тубус микроскопа. Расчертите прямыми линиями, чтобы передать отчётливые очертания ножки
• Этап 4. Прорисуйте предметный столик с держателями. Это маленькие пластинки, которые закрепляются винтами. Их, как правило, две и они удерживают предметные стекла. На них размещается объект для изучения. В нижнем разрезе стола виден винт. Необходим для удаления и приближения стола от объектива
• Этап 5. Прорисуйте заготовку — место, куда должна вставляться ножка микроскопа. Эта фигура похожа на коробку. С обоих боков нанесите крупные винты для опускания и поднятия ножки оптического прибора
• Этап 6. Нарисуйте платформу (основание) прибора, место, на котором он стоит и крепится. На основе изобразите подсветку — небольшой фонарик или лампу
• Этап 7. С обеих сторон от выступа с подсветкой дорисуйте основу прибора с ножками внизу. На боку, в прямоугольнике располагается кнопка выключения и включения подсветки
• Этап 8. Нанесите штрихи на винтах и подсветке. Именно таким способом получится передать их ребристую текстуру.

• Этап 9. Удалите все лишние вспомогательные линии. При желании раскрасьте полученный черно-белый рисунок. Выделите светлые и тёмные области эскиза.

Ознакомтесь внимательно с поэтапной инструкцией для того, чтобы понять, как нарисовать микроскоп просто и хорошо.

Необходимые инструменты и материалы

Перед тем как нарисовать микроскоп, вам потребуется подготовить канцелярские и вспомогательные инструменты, нео

бходимые для работы:

• Белый лист бумаги.
• Грифельный карандаш.
• Ластик.
• Изображение или фотографию микроскопа.
• Несколько цветных карандашей тёмных оттенков.

Как нарисовать световой микроскоп

1. Подготовьте образец — изображение или фотографию светового микроскопа.
2. Начните с прорисовки окуляра. Изобразите его в виде овала (вид сбоку). Нарисуйте внутри него другой овал, несколько меньше. Это отверстие с линзой, при помощи которого рассматривают изучаемый объект.
3. Окуляр размещается в конце трубки. Изобразите его двумя параллельными линиям, а противоположный конец наметьте дугой.
4. В призму входит трубка, она расположена в кожухе. Для изображения призмы изобразите прямоугольный треугольник ниже дуги. Для придания объёма начертите две линии по диагонали вправо и вверх. Прервите верхнее изображение трубки, и соедините линии между собой.
5. Изобразите объектив в виде небольшого цилиндра. Под ним нарисуйте подставку овальной формы.

6. Вверху нарисуйте небольшой прямоугольный предметный столик. При желании можете изобразить боковое зеркало и три вставных объектива на поворотной турели (место, где крепится объектив или объективы).

Спорные факты

По мнению историков, создателем микроскопа считается Антони Ван Левенгук. На протяжении многих лет, до середины XVIII столетия его изобретение пользовалось популярностью. Однако существует мнение, что раньше Левенгука, в 1661 году, Роберт Гук усовершенствовал образец Гюйгенса — добавил к прототипу микроскопа дополнительную линзу. Именно это решило вопрос чёткости изображения. Мы не знаем достоверно, кто изобрёл микроскоп. Однако можем полноценно оценить роль изобретения для всего мира в целом.

Как нарисовать микроскоп карандашом (47 фото)

Чтобы нарисовать какой-либо прибор, используют самые разные техники. Рисунок может быть простым или сложным, выполненным в простом карандаше или в цвете. Для колорирования допускается использование цветных акварелей, гуаши или все тех же карандашей. О том, как выполнить такую работу, расскажем на примере нескольких уроков, отличающихся по своей сложности.

Материалы необходимые для работы

Перед тем, как приступить к рисованию, следует подготовить необходимое:

• Простые карандаши разной твердости. Они нужны, чтобы создавать – тонкие линии наброска и наводить контур. Желательно учесть, что твердый грифель маркируется латинской буквой H, мягкие карандаши имеют маркировку буквой B. при этом цифра, стоящая перед буквой, указывает насколько мягок или, наоборот, тверд грифель.
• Цветные карандаши. Бывают простые или акварельные. Отличаются принципом нанесения. Обычными просто накладывается штриховка. По акварельным, после закрашивания фона, нужно пройтись сверху кисточкой, смоченной в воде.
• Если планируется выполнение цветного рисунка, нужно подготовить соответствующие краски – акварель или гуашь.
• Подобрать правильно бумагу. Необходимо помнить – для красок и карандашей тип бумаги должен быть разным.
• Линейка, кому не удается наносить прямые линии корректно.
• Можно воспользоваться циркулем для срисовывания кругов.
• Ластики разной плотности.

Вариант для ребенка

Чтобы у ребенка получилось выполнить микроскоп, специалисты рекомендуют выполнять его в профиль, без изображения объема. Линии будут максимально геометричные, то есть представлять из себя горизонтальные, вертикальные и наклонные прямые, а также регулярные кривые, то есть окружности и их части, возможно эллипсы.

Далее поэтапно выполняются следующие шаги:

• Нарисовать основание микроскопа. Она представляет из себя трапецию с достаточно длинными основаниями и небольшой высотой.
• Сверху с правой стороны, отступая небольшой промежуток от правого угла нарисовать квадрат, который будет фиксатором стойки микроскопа.
• С левой стороны нарисовать плоский прямоугольник по верхней плоскости трапеции.
• Следующий шаг – это пририсовывание к правому квадрату двух окружностей, чьи диаметры будут немного отличаться. Разница между диаметрами – это толщина дужки микроскопа.
• Окружность вырисовывается сначала полностью. А потом при помощи ластика стирается левая верхняя четверть для двух окружностей.
• По нижнему краю разрезанные окружности называется горизонтальный прямоугольник с нижней частью основания.
• По правой стороне вырисовывается небольшой диагонально расположенный прямоугольник с изображением винтового крепления. На нем находится винтовое крепление. Его пририсовать там, где окружность крепится к нижней стойке.
• На следующем этапе вырисовывается труба микроскопа. Она фиксируется к верхней части окружности к крепежному элементу.
• Труба – это не просто прямоугольник. В верхней части она оснащена окуляром. В нижней его части необходимо нарисовать два прямоугольника, которые будут изображать выдвигающиеся линзы – так называемая лупа.
• На следующем этапе можно предложить ребенкураскрасить микроскоп в любые, максимально понравившиеся цвета.

Рисунок достаточно милый, но одновременно с тем в своей технике исполнения он не сложен. Поэтому, изучив строение прибора, ребенку легко будет воспроизвести его на виде сбоку.

Реалистичное изображение микроскопа

Этот вариант сложнее. Необходимо изображать так называемую аксонометрию или пространственное изображение. Если нет однозначного осознания, как выглядит этот прибор, лучше в поисковой строке забить запрос – how to draw microscope. При этом в выдаче будут, как уроки от отечественных художников, так и от иностранных мастеров. В этом случае есть большая вероятность найти то, что нужно.

Вот один из мастер-классов. Его следует детально смотреть, чтобы нарисовать прибор:

• Начинается все с изображения зрительной трубки. При этом несмотря на то, что она изображается двумя наклонными параллельными линиями, в верхней конечности это будут овалы, которые будут замыкать торец.
• Затем пририсовывается по нижней части к трубке держатель.
• По нижней части держателя, при помощи овала изображается диск на котором располагаются объективы.
• С обратной стороны от держателя вырисовывается ножка, удерживающая конструкцию в нужном положении. После чего вырисовывается основа со столиком, на котором располагаются лапки для крепления материала, который рассматривается через лупу.
• К столику пририсовывается стойка прибора. По своей форме напоминает достаточно высокую призму, по обеим сторонам которой имеются ручки, обеспечивающие уровень регулировки.
• Когда вырисованных контуры, наносят насечки. Как правило они располагаются на всех цилиндрических поверхностях, которые крутятся для регулирования. Такая штриховка передает ребристую структуру.

Чтобы убедиться, что все выполнено как надо, необходимо посмотреть на фото прибора и соотнести его с тем, что получилось. Хотя, естественно, что следует подобрать фотографию до этого и именно по ней проводить срисовывание элементов микроскопа. Только в таком случае можно получить реалистичный прибор.

Фото идеи и примеры для рисования микроскопа

Работа с микроскопом — урок. Биология, Бактерии. Грибы. Растения (5–6 класс).

Рис. \(1\). Микроскоп

  

Чтобы успешно работать с микроскопом, необходимо соблюдать порядок работы.

 

1. Включить свет.

 

2. На предметный столик поместить препарат так, чтобы луч света просвечивал его, и прикрепить зажимами.

 

3. Смотря в микроскоп, макровинт поворачивать в сторону от себя, чтобы предметный столик отдалялся от объектива, пока не появится чёткое изображение предмета (Если вращать винт в противоположном направлении, то можно повредить препарат или

объектив).

                                                            

4. Рассматривая на малом увеличении (увеличение объектива \(4х\)), найти место, где образец является наиболее тонким, т. е. где клетки расположены в один слой.

 

5. Поставить большее увеличение объектива (\(10x\)) и рассмотреть препарат. Чёткость изображения настраивается микровинтом.

 

6. Поставить большее увеличение объектива (\(40x\)), рассмотреть препарат и зарисовать его.

 

7. После просмотра убрать препарат. Микроскоп поставить малым объективом вниз, выключить свет.

 

Рисуя препарат, надо соблюдать требования к биологическому рисунку.

Пример:

клетка листа лилии.

Увеличение микроскопа: \(400\) раз (\(400х\)).

  

 

1. Цитоплазма.

2. Хлоропласты.

3. Ядро.

4. Вакуоль.

5. Клеточная стенка.

• У рисунка есть название.
• Указано используемое увеличение.

• На рисунке показана форма клетки, форма составных частей, размеры соответствуют видимым в микроскоп.
• На рисунке есть обозначения.
• Длина клетки на рисунке равна хотя бы \(3\) см.

Источники:

Рис. 1. Микроскоп https://www.shutterstock.com/ru/image-vector/modern-electronic-powerful-lab-microscope-parts-418659865

Рис. 2. Рисунок микропрепарата © ЯКласс

Чем вредны мошки, как с ними бороться дома и виды мошек

Мошки являются распространенными насекомыми, которые обитают на всем Земном шаре. Насчитывают около 1500 видов, 560 из которых встречаются в наших широтах. Некоторые из этих насекомых являются опасными для человека и животных. Их укусы очень болезненны и могут вызывать аллергическую реакцию. Также они являются переносчиками опасных заболеваний, которые потенциально угрожают жизни человека. Укусы мошек под микроскопом

Как выглядят личинки мошки?

Самки мошек откладывают свои яйца на поверхности воды. При помощи своих мощных лапок они цепляются за камни или стебли растений. Характерной особенностью этих насекомых является то, что их самки могут откладывать яйца группами. В результате они образуют на поверхности воды целые колонии.

Личинки мошек в воде

Когда из яиц вылупливаются личинки, они надежно крепятся к любому основанию задним концом своего тела. Эта часть в увеличенном виде в микроскопе напоминает крюки, которые размещаются на мощной мускулатуре. Эти личинки в большей степени являются неподвижными.

При тщательном осмотре можно обнаружить лишь рот, который периодически колеблется. Вокруг него размещаются своеобразные веера в виде многочисленных отростков, волосков и щетинок. Они образуются из боковых частей верхней губы. Это сложный механизм, который служит для улавливания пищи в условиях стремительного течения на водоеме. Также на маленькой головке можно увидеть две пары глазных пятен.

Под микроскопом на теле личинки четко просматривается конусовидный отросток, который называют ногой. Когда насекомое выползает на поверхность, его тело выделяет вязкий секрет, который облегчает перемещение. При этом во время движения личинка помогает себе этим конусовидным отростком. С его помощью она крепится к любой поверхности.

Личинка мошки

В то же время молодая особь подтягивает задний конец тела. Таким образом, она достаточно легко перемещается по любой поверхности. Личинка дышит всей поверхностью тела. Она нуждается в большом количестве кислорода. Насекомое может его получить лишь на водоеме с быстрым течением. В стоячей воде эти вредители чаще всего погибают из-за недостатка кислорода.

При неблагоприятных условиях личинки способны выпускать паутину длиной 2 м. Они могут находиться на ней длительное время, после чего возвращаются на прежнее место. Перед окукливанием молодая особь плетет небольшую куколку из клейких паутинок. Она имеет вид чехлика, на котором размещается куколка.

На ее поверхности можно увидеть целый комплекс дыхательных трубок, которые обеспечивают полноценный газообмен для насекомого. Взрослые мошки покидают куколок примерно через 10-14 дней. При этом они обволакивается пузырьком воздуха, который поднимает их на поверхность воды. Это позволяет насекомым не намочить своих крыльев.

Комары, клещи, мошки на даче, саду, огороде и как с ними бороться

Разновидности

Мошки бывают разные, и соответственно методы борьбы с ними могут отличаться. Поэтому сначала следует разобраться с тем, какие именно виды мошек облюбовали ваш дом.

• Пищевые (дрозофилы). Они появляются там, где часто остаются в открытом доступе подгнившие овощи и фрукты, поэтому и самих насекомых иногда их так и называют – плодовая, фруктовая мошка.
• Платяные. Могут завестись в очень старых вещах, которые многие годы не перебираются или убраны на хранение грязными, не постиранными.
• Цветочные мошки, или грибные комарики. Поселяются на комнатных растениях при неправильном уходе за ними.
• Водяные. Так как идеальные условия для них – там, где влажно, то жить они будут в ванной, в бане, на кухне.

Нужно ли бороться с насекомыми?

Мошка – очень мелкое насекомое и неопасное для человека. Но они:

• очень быстро плодятся;
• провоцируют и ускоряют процесс гниения продуктов;
• их наличие портит привлекательный вид вашего жилища.

Да и вообще, мошки, особенно в большом количестве, раздражают и вызывают отвращение. А фото мошки под микроскопом может и напугать. Поэтому следует не провоцировать их появление. Ведь все перечисленные правила, предупреждающие появление противных насекомых, элементарны и являются нормой для аккуратных хозяев, заботящихся о своем доме и его обитателях. Если же вредители появились, нужно постараться как можно быстрее от них избавиться с помощью простых способов, не требующих больших затрат времени и денег.

Описание и фото

Тельце мошки может достигать 4 – 6 мм в длину, оно чёрного или коричневого цвета. Во время полёта она издаёт жужжащий звук, благодаря жужжальцам (видоизменённым крыльям), которые трутся друг о друга. Хоботок короткий, поэтому она выгрызает на поверхности кожи ранку вширь, чтобы добраться до крови. Продолжительность жизни насекомого всего около 4 недель, но даже за такой короткий период времени, мошка успевает произвести на свет не одно поколение себе подобных.

Чаще всего, кусает и пьёт кровь самка, а самец всю свою короткую жизнь пьёт только цветочный нектар.

На территории России обитает несколько десятков разновидностей мошек, которые питаются кровью млекопитающих и нападают на человека. Особенно многочисленные популяции мошки пятнистой, тундровой, украшенной и красноголовой.

Большие скопления этих насекомых (до нескольких тысяч особей) можно встретить около водоёмов. Наличие открытой воды – главное условие для их размножения. Любят они селиться и во влажных лесах, болотистой местности. На открытых, сухих, продуваемых ветром пространствах, мошка не встречается.

Где обитает гнус

Распространение гнуса охватывает практически весь земной шар, но, как уже упоминалось выше, в разных климатических поясах его состав может кардинально различаться. Основная среда, где обитает гнус в России, – это леса и тундра. Особенно насекомые любят болотистые, сырые участки и районы, так как большинству личинок необходима влажная среда для развития. На юге России и на побережье Чёрного моря, где находится зона субтропического климата, гнус тоже есть. В его состав могут входить москиты, слепни и другие насекомые, типичные для этих районов

Виды мошек

Блэндфордская мошка (Simulium posticatum)

• Несмотря на название, привязанное к британской географии, мошка обитает по всей Европе к востоку от Франции, в России чаще всего встречается Северо-западном и Уральском регионах.
• Живёт в стоках, сливных канавах, лужах, в лесах и лугах.
• Наиболее активна в мае.

Короткощупиковая мошка (Simulium morsitans)

• Мошка широко распространена на территориях от Франции до побережья Дальнего Востока.
• Водится около рек, ручьёв, заводей.
• Чаще всего кусает в голени, активна с июня по сентябрь.

Серебристая мошка (Simulium argyreatum)

• Ареал распространения аналогичен короткощупиковым мошкам, включает скандинавские страны.
• Живёт в высокой траве во влажных местах, около болот.
• Активна весь летний сезон.

Светлолобая мошка (Simulium noelleri)

• Населяет всю умеренную полосу к северу от экватора, включая Россию, Канаду, большую часть Скандинавии, Западную и Центральную Европу.
• Живёт преимущественно рядом со стоячей водой.
• Активна когда нет снега, примерно с апреля по октябрь.

К мошкам в быту также часто относят мушек и других мелких насекомых, которые по научной классификации мошками не являются, но их размеры делают их похожими на представителей этого семейства. К таковым относятся, например, грибные мушки, горбатки

или

дрозофилы

.

Если вас интересует уничтожение мелких летающих паразитов, точно определять виды мошек для этого не обязательно. Со всеми представителями семейства можно бороться одними и теми же средствами. Здесь большую роль будет играть где именно они завелись – в помещении или на улице.

Период активности

Лёт гнуса начинается, когда дневная температура повышается до +15…+18 градусов. В условиях Подмосковья, мошка начинает активно досаждать в конце мая – начале июня. В августе её натиск ослабевает, в сентябре насекомые пропадают совсем.

Наибольшая активность наблюдается с рассвета до полудня. В жаркие часы насекомые прячутся в кроне деревьев и кустарников, в высокой траве. После 7 вечера и ночью, в дождь, они почти не летают.

На севере, в условиях Полярного дня, мошка активна круглосуточно.

Как предотвратить появление вредителя

Вариант перемещения от соседей, в принципе, возможен. Но в первую очередь наличие или отсутствие мошек зависит от хозяев дома, от соблюдения порядка и нехитрых правил.

• Не стоит оставлять пищу на столе надолго, например, на ночь. Мошка очень любит мягкие, начинающие портиться фрукты и овощи с тонкой кожицей. Да и вам будет жалко через некоторое время выкинуть испортившийся продукт. Поэтому не поленитесь – обрежьте все гнилые места и уберите в контейнер в холодильник или порежьте в салат или на компот.
• Раз в сутки обязательно выбрасывайте мусор из ведра, даже если оно не полное. Помойное ведро, полное разнообразных отходов, которое долго стоит, – просто идеальное место для размножения неприятных насекомых. Периодически мойте ведро, так как к нему прилипают остатки отходов или засыхает какая-либо жидкость.

Во время уборки не пропускайте никаких углов и закутков. Какой-нибудь кусочек груши или пару ягодок, закатившиеся за тумбочку на кухне, могут стать рассадником таких мушек.Если есть в доме питомцы в клетках, поддерживайте чистоту в их домике. Их еда, запрятанная в укромный уголок на «черный день» тоже может стать причиной появления мелких, но противных мошек.Периодически прочищайте канализационные трубы, во избежание появления гнилостного запаха, такого привлекательного для этих крылатых насекомых.Правильно ухаживайте за комнатными растениями. Не нужно пересушивать почву, но и не следует лить излишнюю воду. Не поливать растения остатками заварки. Вовремя пересаживать. Выбирать проверенные марки грунта во избежание покупки уже зараженной личинками земли.Следите за сантехникой. Не допускайте протечек и образования постоянных луж.Тщательно вытирайте со стола. Сладкие лужицы от сока или компота, капли алкоголя привлекают мошек.Меняйте губки и тряпочки достаточно часто.Не копите посуду в раковине – мойте ее сразу после еды.Закрывайте окна специальной сеткой, чтобы мошка не проникла с улицы.

Место жительства

Самые распространенные места обитания мошек — это, конечно, цветочные горшки. Но на этом список не заканчивается, особенно, если разговор идет про дрозофил, которые способны питаться мусором.

Найти очаг фруктовых мошек непросто, но сделать это надо обязательно, поскольку в противном случае борьба с ними затянется надолго.

Кухня — любимая комната

Если в квартире завелись мошки, то в первую очередь стоит «грешить» на кухню. Именно тут часто поддерживается теплая и влажная атмосфера, которую так любят мелкие насекомые, мухи, мушки.

Конечно, если завелась белокрылка или сциариды, то стоит искать в горшечных цветах. А вот если речь идет про дрозофилу, то придется сделать генеральную уборку с целью найти вредителя.

Основные «места опасности», где стоит искать надоедливых вредителей:

• подоконник — часто хозяйки ставят готовое блюдо на подоконник, чтобы оно остыло, или же помытые фрукты, так как места больше нет. На такие вкусности и дрозофилы с удовольствием прилетят. И конечно, подоконник — место, где часто стоят цветы, а значит, тут могут поселиться все виды мошек;
• раковина — если не мыть раковину тщательно, то со временем образуется жирный налет, которому дрозофилы тоже будут рады, поскольку, по их мнению, это тот еще деликатес. Другая причина, по которой они могут возникнуть у раковины, — засор в фильтре или сифоне. Кусочки еды попадают в сливное отверстие, но не уходят дальше в канализацию и начинают гнить. Тут-то и появляется аромат, привлекающий мошек. И самая банальная причина — прилетели от соседей;
• сыпучие продукты — из-за неправильного хранения сыпучих продуктов, вроде круп, мухи, орехов, чая, и там могут завестись мошки. Причем речь идет не о домашнем хранении, а именно на производстве или в магазине — где-то там были нарушены стандарты;
• фрукты и овощи — самое очевидное место, где стоит искать нежданных гостей. Мошки либо приходят домой вместе с покупными продуктами, либо прилетают на их подгнивший запах.

Да, на кухне множество мест, где могут поселиться мушки. Но если поддерживать чистоту, то встретиться с надоедливыми гостями практически невозможно.

Ванная — сырость в радость

Еще одно место в квартире, где поддерживается теплая и влажная атмосфера — ванная комната. Мушки, конечно, предпочитают кухню, но если там поживиться нечем, то через водопровод можно слетать к соседям и полакомиться у них.

Если мошки появились в ванной комнате, это не значит, что хозяйка — неряха. Да, мошек привлекает антисанитария, но есть множество других причин для их любви к ванной:

• образовывающиеся лужи на полу из-за подтекания трубы;
• сырость;
• канализационные загрязнения;
• плохо вымытый унитаз:
• просроченные средства по уходу за телом.

А если в ванной есть окно, вблизи которого находится цветущее дерево или мусорный бак, то от мошек точно отбоя не будет в таком помещении. Лучше всего избегать расположения горшечных цветов в ванной комнате, поскольку вечно сырая земля может заплесневеть и послужит шикарными апартаментами для мошкары.

Описание внешнего вида мошки

Мошка под микроскопом по своему внешнему виду очень сильно напоминает муху. Ее размер составляет 2-3 мм и редко превышает 6 мм. Цвет тельца насекомого — серый. После того как мошка укусила человека или животное и насытилась кровью, оно становится красноватым. Грудь мошки является выпуклой. Она полностью покрыта мелкими волосками. Брюшко мошки состоит из 9 сегментов, которые образую единое целое.

Мошка (гнус) под микроскопом

Также на тельце насекомого размещается пара крыльев. Они являются достаточно широкими. Если посмотреть под микроскоп, видно, что на крыльях есть темноватые узоры. Именно они придают насекомому серый окрас. Жилки на передней части крыла плотные и утолщенные. Они по всей длине покрыты короткими волосками и шипами.

Кубитальная жилка на крыльях образует некую вилку без стебелька. Лапки мошки – толстые и короткие. Две пары конечностей размещены в нижней части брюшка, а еще одна – в верхней. Они подогнуты к тельцу и по всей своей длине покрыты мелкими ворсинками.

Голова насекомого обращена вниз. На ней размещаются многочисленные короткие усики. Также есть пара глаз, которые занимают большую площадь на боковой поверхности головы. Рот мошки представляет собой сложный аппарат. Он состоит из мясистой оболочки, внутри которой размещаются острые как бритва зубы-ножи.

Именно благодаря им насекомое может выкусывать кусочек плоти на теле жертвы, чем доставляет ей много страданий. При этом его верхняя часть также принимает участие в этом процессе и входит в состав колющего аппарата. Рот и челюсти мошки относятся к колюще-сосущему виду. Нижняя челюсть имеет вид щупиков, которые состоят из 4 члеников.

Укус мошки под микроскопом

Именно при помощи такого сложного механизма мошки способны так искусно выкусить часть плоти жертвы. Во время атаки на кожу вместе со слюной насекомого попадает некоторое количество анестезирующего вещества. Это делает укус незаметным, но через некоторое время появляется сильнейший отек, жжение и покраснение.

Аллергия на укус мошки у ребенка

Также в слюне этих вредителей находятся ядовитые вещества, которые и могут привести к аллергической реакции. Особенно такие укусы опасны для детей младшего возраста. Они могут вызвать значительное повышение температуры тела, возникает воспалительный процесс, а сама рана часто гноится из-за постоянного расчесывания. Особенностью этого вида считается то, что на людей и животных нападают исключительно самки в светлое время суток и почти никогда ночью. Самцы питаются только нектаром из цветков.

Чем опасны укусы

В отличие от комара, который прокалывает кожу хоботком и, словно шприцем, аккуратно откачивает кровь, мошка выгрызает в коже дырку, оставляя после себя долго заживающую болезненную ранку. Более того, она способна заползать под одежду в поисках открытого участка кожи.

Практически всегда место укуса опухает и сильно зудит, потому что в слюне гнуса содержится белок, вызывающий аллергические реакции у человека.

Аллергия может быть настолько сильной, что всё закончится отёком Квинке. Опухоль от укуса мошки может не сходить несколько дней, часто на этом месте образуется гематома.

Особенно опасны укусы в лицо и шею, отёки в этих местах распространяются быстро, и долго не проходят.

Помимо этого мошка является переносчиком онхоцеркоза, сибирской язвы, туляремии, чумы.

Мелкие насекомые часто попадают в глаза, рот, нос, раздражая слизистую оболочку. Их большое скопление способно буквально ослепить и оглушить, набиваясь в глаза и уши.

Методы борьбы

Если мошка все-таки появилась в вашем доме, меры надо принимать незамедлительно. Хлопать мухобойкой или гоняться за мелкими вредителями с пылесосом – занятие неэффективное. Лучше всего использовать их любимые блюда для приманки и ставить ловушки.

• Берется банка, не очень большая – до 0,5 л. Туда наливается приманочная жидкость, которая состоит из яблочного уксуса и воды в равных долях. Можно также брать и подпортившийся компот или фрукт, но от них запах может быть хуже, чем от уксуса. В банку вставляется воронка или свернутый в виде конуса листик. Суть в том, что, летя на запах, мошка найдет путь к любимому лакомству, а вот обратно вряд и выберется.
• В простой пакет кладется сладкий фрукт (банан, груша), желательно уже очень мягкий, на грани свежести. Оставляется на ночь открытым. Утром зрелище мошек, облепивших еду, будет не очень приятным. Надо быстро закрыть пакет, завязать и вынести на уличную помойку.
• Налить в блюдце вино или пиво. Насекомые будут садиться на жидкость в желании полакомиться, а в итоге намочат крылья и утонут.
• Намазать около слива в раковине вареньем. Когда на пир соберутся мошки, резко открыть воду и просто смыть их.

Есть и уже готовые приспособления для борьбы с надоедливыми мошками: фумигатор со специальными пластинами, липкая лента, инсектициды.

Также мошки реагируют на запах, и для борьбы с ними можно использовать этот факт.

• На нагретую сковороду пожить предварительно измельченную камфару. Она начнет нагреваться и от этого появится запах, который мошки не переносят. Можно со сковородой пройтись по всей квартире и «обработать» ее этим запахом.
• Разложить на кухне в разных местах предварительно очищенный корень хрена.

Способы избавиться

Появление мошек в доме — это проблема, требующая пристального внимания. Поначалу их появление может пройти незамеченным, однако с учетом быстрого размножения очень скоро они начнут приносить серьезный вред. Некоторые разновидности мошек требуют индивидуального подхода к уничтожению, но большинство поддается истреблению стандартными методами.

Классические методы

Классические методы, как правило, наиболее надежные

Они способны помочь избавиться от насекомых в краткие сроки, но при этом требуют определенных мер предосторожности

Чаще всего в борьбе с мошкарой применяют:

• Аэрозоли против насекомых. Составы «Дихлофос», «Комбат», Raid по-прежнему хорошо помогают справиться с вредителями. Используют их строго по инструкции, не забывая о средствах защиты.
• Фумигатор. Чаще всего прибор применяют против комаров, но он эффективен и при борьбе с другими насекомыми. Достаточно лишь отыскать пластины или специальную жидкость против мух.
• Клейкие ловушки . В отличие от липкой ленты, которую часто применяют против мух, эти ловушки намного удобнее в использовании.
• Световые ловушки-запперы. Устройства, основанные на электрическом воздействии на насекомых, не слишком эффективны в качестве основного оружия против мошек, но могут помочь в качестве вспомогательного средства.

Так, обрабатывать поверхности необходимо строго в перчатках и, желательно, в респираторе или маске, чтобы избежать воздействия токсичных веществ. Нельзя применять спреи и другие средства рядом с продуктами питания, детскими игрушками. На время обработки нужно не должно быть детей и домашних животных в квартире.

Как нарисовать Муравья поэтапно

Как нарисовать Муравья

Сегодня мы будем рисовать любимого детишками персонажа известной всем басни, а именно Муравья. Если вы не знаете, то мы откроем вам секрет, что муравей самый сильный из всех насекомых нашей планеты. Это насекомое очень трудолюбиво, так как весь день трудится, нося добычу к муравейнику.

Наша задача – научить вас рисовать муравья, поэтому мы будем делать картинку поэтапно. Возможно, она пригодится вам на урок биологии или для других целей. Собственно этот урок не особо отличается от других, и начнем мы его с обычной процедуры – нанесения общего контура. С каждым шагом мы будем добавлять в наш рисунок больше деталей. Итак, начинаем излагать на бумагу насекомое простым карандашом.

Комариное «пение»

Не нужно лишний раз напоминать, какой звук издает комар. Конечно же, когда они летят, до ушей человека доносится противный назойливый писк. Откуда он раздается? Из ротовой полости насекомого? Отнюдь, нет! Именно большая частота колебаний крыльев комара и является тем самым инструментом, способствующим издавать писк, который затихает в те моменты, когда насекомое просто уселось на «жертву» либо отдыхает на иных предметах среды своего обитания, сложив крылья.

Зачастую кажется, что в комнате вместо одного – двух насекомых целый рой, настолько громкий этот писк, способный вызывать у людей бессонницу.

Диаграмма микроскопа

с маркировкой, без маркировки и пустая

Вы изучаете все части микроскопа в классе естественных наук? Окулярная линза, линза объектива, ирисовая диафрагма — все эти элементы работают вместе, чтобы увеличивать мельчайшие детали мира, невидимые невооруженным глазом. А с помощью удобной схемы микроскопа и рабочего листа микроскопа, представленных на этой странице, вы быстро станете экспертом в деталях светового микроскопа.

Вместе эти два научных листа составляют отличное учебное пособие для студентов, готовящихся к предстоящим частям викторины с микроскопом или теста по биологии для первокурсников.Их также можно распечатать как ресурсы для учителей. Я также включил определения, чтобы объяснить, как работают все части микроскопа.

Схема микроскопа

с маркировкой

Прежде всего, у нас есть маркированная схема микроскопа, доступная как в черно-белом, так и в цветном исполнении. Полезно в качестве учебного пособия для изучения анатомии микроскопа. Доступно шесть печатных форм. Вы можете загрузить их по отдельности, щелкнув изображения ниже, или загрузить их вместе в одном пакете pdf здесь.

[clearBoth]

Схема микроскопа

без маркировки

После того, как вы изучили все части сложного микроскопа, пора проверить свой мозг. Распечатайте диаграмму микроскопа без надписей и посмотрите, сможете ли вы заполнить все пропуски.

[clearBoth]

Схема пустого микроскопа

Далее у нас есть пустая диаграмма микроскопа. Это может быть полезно для учителей естественных наук, создающих доску объявлений, или для плаката школьного проекта.

Рабочий лист микроскопа / Части викторины о микроскопе

Наконец, у нас есть рабочий лист микроскопа. Помимо маркировки частей микроскопа, студентов просят описать функции каждой части оптического микроскопа. Преподаватели также могут распечатать этот рабочий лист, чтобы раздать учащимся как часть викторины под микроскопом.

Части микроскопа

1. Окуляр / линза окуляра — линза, в которую пользователь смотрит, чтобы увидеть образец.
2. Диоптрийная регулировка — используется для изменения фокуса между окулярами на

3. Кронштейн — поддерживающая деталь оптического микроскопа, установленная на основании.
4. Носовая часть — вращающаяся револьверная головка для переключения между линзами объектива.
5. Объективы — линзы с разной степенью увеличения.
6. Держатель слайда — зажимы для удержания слайда на месте.
7. Столик — платформа, на которой находится предметное стекло.
8. Coarse Focus — Приводит образец в общий фокус.
9. Fine Focus — точная настройка фокусировки образца.
10. Конденсатор — фокусирует свет от источника света на образец.
11. Ирисовая диафрагма — непрозрачная радужная оболочка, состоящая из лезвий, пропускающих свет через апертуру.
12. Основание — Опорный блок светового микроскопа.
13. Источник света — свет или дневной свет, направляемый через зеркало.
14. Выключатель — Вы, наверное, понимаете, что это значит 🙂

Желаем удачи в викторине или тесте! — Тим

СохранитьСохранить

СохранитьСохранить

СохранитьСохранить

СохранитьСохранить

СохранитьСохранить

1.5: Настройка микроскопа и правильное предметное стекло

Все микроскопы в лаборатории — парфокальные. Это означает, что если слайд находится в фокусе для одной цели, он останется в основном в фокусе, если цель будет изменена. На практике это означает, что обычно вам нужно использовать ручку грубой фокусировки только один раз за слайд. Вы получаете слайд в фокусе под объективом с наименьшим увеличением (где фокусировка проще всего), а затем, начиная с этого момента, выполняйте только незначительные настройки с помощью регуляторов точной фокусировки, даже если вы меняете объектив.

Когда вы впервые получаете новое предметное стекло, вы обычно можете определить его местонахождение, посмотрев на предметное стекло, пока оно все еще находится в вашей руке. Образец обычно представляет собой цветное пятно где-то рядом с центром покровного стекла. После того, как вы надежно закрепите слайд на сцене с помощью зажимов сцены, используйте ручки управления сценой, чтобы переместить пятно цвета, пока оно не окажется прямо над отверстием в центре сцены, через которое проходит свет. Теперь, когда вы смотрите в окуляры, используя самый нижний объектив (всегда начинайте с самого нижнего объектива), вы сможете найти образец и быстро сфокусировать его.

Иногда на окуляре или линзах объектива появляются частички грязи или пыли, что затрудняет фокусировку на образце. Для очистки линз всегда используйте бумагу для линз, предоставленную инструктором лаборатории, или чистый ватный тампон. Не используйте ткань или бумагу других типов, так как они могут поцарапать линзу. KimWipes НЕ являются бумагой для линз, НИКОГДА не используйте KimWipes для чистки стеклянных линз или слайдов. Чтобы удалить грязь с помощью бумаги для линз, сначала сверните бумагу для линз и попробуйте сухой щеткой счистить грязь спиралевидными движениями, вращающимися от центра линзы кнаружи.Если это не помогло, смочите бумагу для линз или чистый ватный тампон синим раствором для чистки линз (не наносите воду непосредственно на линзы) и очистите ее спиральными движениями от центра линзы к краю.

Ниже приведен контрольный список для первоначальной настройки микроскопа. Каждый раз, когда у вас появляется новый слайд, вы должны использовать этот контрольный список.

Лабораторная работа 1, упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

1. Подключите микроскоп к розетке и включите источник света.

2. Возьмите микроскоп за ручку для переноски, расположите его так, чтобы он был доступен для вашего сиденья, открытой стороной столика к вам

3.Поверните объективы так, чтобы объектив с наименьшим увеличением (наименьшим размером) встал на место.

4. Посмотрите на предметное стекло невооруженным глазом и найдите образец.

5. Установите слайд на место зажимами для столика. Покровное стекло на слайде должно быть обращено вверх. Найдите элементы управления на сцене и убедитесь, что при их повороте ползун плавно перемещается влево и вправо или вверх и вниз, в зависимости от ручки.

6. Используйте элементы управления предметным столиком, чтобы переместить предметное стекло так, чтобы источник света падал прямо на образец, который нужно увеличить.

7. Найдите ручки грубой и точной фокусировки. Наблюдая за сценой и объективом, используйте ручку грубой фокусировки, чтобы подвести маломощный объектив как можно ближе к слайду.

8. Поднесите глаз к окуляру (или окулярам, ​​если микроскоп бинокулярный) и поверните ручку грубой фокусировки в направлении опускания до тех пор, пока какой-либо аспект образца не окажется в фокусе.

9. Переместите руку к ручке точной фокусировки и получите идеальный фокус для ваших глаз. НЕ прикасайтесь снова к ручке грубой фокусировки.

10. С помощью регуляторов предметного столика переместите образец так, чтобы он приблизился к точному центру поля зрения.

11. Перейдите к следующему объективу с наибольшим увеличением (не пропускайте отдельные объективы) и используйте только точную фокусировку, чтобы получить идеальное изображение для ваших глаз.

12. Если вам нужно дальнейшее увеличение, перейдите к следующему объективу с наибольшим увеличением и используйте только точную фокусировку, чтобы изображение получилось идеальным для ваших глаз.

13. Не используйте 100-кратный объектив (если он у вас есть) в этом курсе. Его нужно использовать с иммерсионным маслом, и мы не будем заставлять студентов делать это.

Чем виртуальное изображение отличается от реального изображения

Виртуальное изображение, которое вы видите, глядя в свой микроскоп, не совсем то же самое, что реальное изображение, которое вы видите своим глазом. Во-первых, он больше. Во-вторых, ориентация изображения другая. Две линзы в составном микроскопе отражают исходное изображение два раза в двух разных плоскостях, увеличивая его.Итак, то, что вы считаете «верхом» изображения, на самом деле является его нижним, а то, что вы думаете о «правом», на самом деле левым. Обычно это не проблема на микроскопическом уровне, но важно понимать, как микроскоп перестраивает ваше виртуальное изображение.

Лабораторная работа 1, упражнение \ (\ PageIndex {2} \)

1. Получите слайд с буквой «е». Если он уже находится под вашим микроскопом, поверните объектив с наименьшим увеличением на место, используйте грубую фокусировку, чтобы опустить столик, и удалите предметное стекло.
2. Посмотрите на неувеличенную букву «е» на слайде.Поверните слайд в руке так, чтобы буква «e» оказалась правой стороной вверх. Теперь закрепите предметное стекло на предметном столике микроскопа с помощью зажимов предметного столика так, чтобы буква «e» была обращена к вам правой стороной вверх, когда вы смотрите на него невооруженным глазом.
3. В правом кружке ниже нарисуйте то, как выглядит буква «е», когда вы смотрите на нее правой стороной вверх. Предположим, что круг ниже — это размер всего покровного стекла. Нарисуйте букву e, которую видите без посторонней помощи, в правильной пропорции к покровному стеклу. (Неувеличенная буква «е» займет крошечную часть области покровного стекла.)
4. Закрепите предметное стекло на предметном столике микроскопа так, чтобы буква «e» по-прежнему была обращена к вам правой стороной вверх. Следуйте контрольному списку в лабораторной работе 1, упражнение 1-7, чтобы убедиться, что вы правильно настраиваете микроскоп для использования, но оставайтесь на объективе с наименьшим увеличением. Получите букву «е» в поле зрения и в фокусе.
5. В левом кружке наверху нарисуйте, как выглядит буква «е» при просмотре ее в микроскоп под объективом с наименьшим увеличением. Под кружком напишите общее увеличение изображения.
6. Как поворачивается образец при просмотре под микроскопом?
7. Посмотрите на предметный столик и сдвиньте его прямо (не через окуляры). Переместите ручку управления предметным столиком, которая заставляет ползун отойти от вас на предметном столике, затем верните его в исходное положение.
8. Теперь переместите ручку управления столиком точно так же, как вы только что сделали, но посмотрите на букву «e» через окуляр. Когда сцена удаляется от вас, в каком направлении движется виртуальный образ?
9. Опять же, смотрите на сцену и скользите прямо (не через окуляр.) На этот раз переместите ручку управления сценой, которая заставляет ползунок перемещаться вправо, затем верните его в исходное положение.
10. Теперь переместите ручку управления столиком точно так же, как вы только что сделали, но посмотрите на букву «e» через окуляр. Когда сцена движется вправо, в каком направлении движется виртуальный образ?
11. Поле зрения — это вся область, которую вы видите в окуляр. Используйте ручки управления сценой, чтобы переместить виртуальное изображение вашего «е» в одну сторону от поля зрения.Держите большую часть буквы «е» в поле зрения, но перемещайте ее в одну или другую сторону.
12. Теперь переключитесь на цель следующего уровня. (Не пропускайте.) Каким образом вам нужно было повернуть цели, по часовой стрелке или против часовой стрелки, чтобы перейти к цели следующей мощности, а не цели максимальной мощности?
13. Используя только ручку точной фокусировки (вы НЕ используете ручку грубой фокусировки ни на каком объекте, кроме самого нижнего объектива), сфокусируйте букву «e».
14. При переходе к следующей цели, какую часть поля зрения вы увеличиваете?
15. Отойдите от окуляров и посмотрите на расстояние между предметным стеклом и нижней частью объектива.Вернитесь к цели с наименьшей мощностью. Теперь переходите к следующей цели (не переходите к самой высокой цели случайно). Теперь перейдите к третьей по высоте цели. Что происходит с расстоянием между затвором и нижней частью объектива, когда вы поворачиваетесь к более мощным объективам?
16. Если третий по силе объектив все еще на месте, сколько места между слайдом и нижней частью объектива?
17. Обратите внимание, что существует опасность разбить линзу объектива о предметное стекло, если вы будете использовать грубую фокусировку.Почему вас проинструктировали использовать только грубую фокусировку с объективом с наименьшим увеличением?
18. Рисуйте только то, что видите на самом деле. Даже если вы ожидаете увидеть что-то, если этого нет, вы не должны это рисовать. Не основывайте свои рисунки на том, что вам написано в учебнике или другом источнике. Не рисуйте предметы в формах, которые тексты или другие источники говорят вам ожидать, если вы на самом деле не видите эти формы.

Создание простых, но точных линий увеличенных образцов

Не нужно быть великим художником, чтобы нарисовать схему клеток и структур, которые вы видите под микроскопом.Вам нужно только быть осторожным, чтобы нарисовать что-то примерно того же размера и формы, что и то, что вы видите. Следуйте следующим рекомендациям:

1. Рисуйте только то, что видите на самом деле. Даже если вы ожидаете увидеть что-то, если этого нет, вы не должны это рисовать. Не основывайте свои рисунки на том, что вам написано в учебнике или другом источнике. Не рисуйте предметы в формах, которые тексты или другие источники говорят вам ожидать, если вы на самом деле не видите эти формы.
2. Делайте вещи как можно проще.Нарисуйте четкие непрерывные линии. Избегайте затенения или перекрестной штриховки, если нет веской причины для их добавления.
3. Не стесняйтесь упрощать реальность, опуская ненужные детали. Нарисуйте то, что вам интересно, но опустите фоновый материал, мусор или любые другие отвлекающие элементы. Просто будьте осторожны, если вы что-то упускаете, это не является важной частью того, что вы рисуете.

Прежде чем смотреть в микроскоп, вы всегда должны иметь общее представление о том, что ищете.Ткани и другие микроскопические образцы могут сбивать с толку и загромождать. Если вы в целом знаете, что ищете, а иногда, что более важно, чего не ищете, вам будет намного проще найти то, что вы хотите нарисовать, и вам будет намного проще решить, как это нарисовать. .

Просто помните, что то, что вы видите под микроскопом, может сильно отличаться от идеальных образцов, которые обычно можно найти на рисунках в учебниках и на веб-сайтах. Используйте идеализированные изображения, чтобы найти то, что вы ищете, но рисуйте образец таким, какой он есть на самом деле, независимо от ваших ожиданий.

Например, в большинстве учебников нейроны, наиболее часто встречающиеся в нервной ткани клетки, изображаются как варианты рисунка на рисунке \ (\ PageIndex {1} \) A.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): A. Типичная диаграмма нейрона. Б. Настоящий нейрон. (Слева CC-BY-SA, Джонатан Хаас, Викимедиа, справа CC-BY, У. Клей Спенсер, Ребекка МакВиртер, Тайн Миллер, Пнина Страсбургер, Оуэн Томпсон, ЛаДина В. Хиллиер, Роберт Х. Уотерстон, Дэвид М. Миллер III )

На типичной диаграмме нейрона, которая появляется в текстах и ​​на веб-сайтах, обычно присутствует чистое ядро, а часто и видимое ядрышко.Иногда видны такие органеллы, как митохондрии (на рисунке \ (\ PageIndex {1} \) A их нет). Дендриты обычно короткие и разветвленные. Почти всегда есть один, легко идентифицируемый аксон, который длиннее всех дендритов и разветвляется на конце.

На рисунке \ (\ PageIndex {1} \) B показан реальный нейрон, рассматриваемый в микроскоп. Если вы просматриваете достаточное количество нейронов через достаточно разные типы микроскопов, вы можете в конечном итоге создать составную диаграмму, которая включает в себя особенности многих образцов, чтобы представить «типичный» нейрон, но маловероятно, что если вы посмотрите на один нейрон, вы увидите все, что показано на рисунке. \ (\ PageIndex {1} \) А.На самом деле, зачастую настоящие экземпляры очень мало похожи на своих собратьев из учебников. Нарисуйте то, что вы видите, а не то, что, по вашему мнению, вы должны видеть. Просто убедитесь, что вы смотрите на то, что должны найти (например, нейрон, а не кусок грязи или клеточного мусора), а затем нарисуйте это как есть.

В случае реального нейрона на рисунке \ (\ PageIndex {1} \) B ядра не видно, возможно, есть одна большая проекция и одна маленькая проекция, которые вы могли бы назвать дендритами — но проекций не так много — и ни один из выступов не разветвляется.Есть один длинный тонкий выступ, который, вероятно, является аксоном, и он не разветвлен.

Если вы нарисуете то, что видите, вы получите рисунок, подобный изображенному на рис. 1.14B. Это не похоже на нейрон из учебника, но это разумное представление о том, что есть в данном случае.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): реальный нейрон. (Слева CC-BY-SA, Джонатан Хаас, Викимедиа, справа CC-BY, В. Клей Спенсер, Ребекка МакВиртер, Тайн Миллер, Пнина Страсбургер, Оуэн Томпсон, ЛаДина В. Хиллиер, Роберт Х.Уотерстон, Дэвид М. Миллер III)

Большинство студентов считают, что они «не умеют рисовать», и не хотят делать наброски того, что они видят под микроскопом. Вы не позволяете нехватке художественных навыков останавливать вас.

1. Нарисуйте контур, который приблизительно соответствует изображаемому объекту. Не зацикливайтесь на идеальном совпадении. Примерно нормально.
2. Постарайтесь получить примерно правильные пропорции. Если что-то вдвое меньше или втрое меньше, чем что-то еще, сделайте это и на чертеже.
3. Не рисуйте все, что видите. Улучшайте реальность, рисуя только те части образца, которые вам интересны. Вам не нужно рисовать каждый кусочек мусора или грязи. Решите, какие части вашего экземпляра важны, и нарисуйте только их.
4. Не используйте штриховку или перекрестную штриховку, если для этого нет веской причины. На самом деле вам будет легче понять ваш рисунок, если вы будете рисовать только контуры. Так же будет проще и быстрее рисовать.

Лабораторная работа 1, упражнение \ (\ PageIndex {3} \)

1. Возьмите предметное стекло мазка крови человека. Установите объектив с наименьшим увеличением на место на микроскопе.

2. Следуйте контрольному списку в лабораторном упражнении \ (\ PageIndex {1} \), пока не увидите мазок крови под объективом 40x.

3. Вы увидите в основном эритроциты. Вероятно, они будут розоватыми и будут кружками без ядер. Иногда в центре некоторых из них появляются пустые кружки, но это не ядра.Если вы будете искать по слайду, используя элементы управления на сцене, вы найдете редкие круглые клетки с ядрами. Это белые кровяные тельца. На каждые 100 эритроцитов приходится менее одного лейкоцита. Эти белые кровяные тельца, вероятно, будут светло-голубыми или серыми с пурпурными или темно-синими ядрами. Их ядра не всегда будут круглыми.

4. Найдите на слайде участок с двумя или более лейкоцитами среди всех красных кровяных телец.

5. В круге ниже нарисуйте четыре или пять репрезентативных эритроцитов (не рисуйте все красные кровяные тельца, которые вы видите) и нарисуйте все белые кровяные тельца в вашем поле зрения.Уделяйте особое внимание рисованию ядер белых кровяных телец как можно точнее.

6 Не удаляйте и не меняйте положение слайда до тех пор, пока один из ваших партнеров по лаборатории не убедится, что ваши лейкоциты нарисованы правильно. Представьтесь партнеру и попросите его о помощи.

ЛИЦЕНЗИИ И АТРИБУЦИИ

CC ЛИЦЕНЗИОННОЕ СОДЕРЖАНИЕ, ОРИГИНАЛ

A&P Labs. Автор: Росс Уитвам. Предоставлено: Университетом женщин Миссисипи.Находится по адресу: http://www.muw.edu/. Лицензия: CC BY-SA: Attribution-ShareAlike

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \) B. Рисунок Рисунок Рисунок \ (\ PageIndex {1} \) нейрона A. Автор: Росс Уитвам. Предоставлено: Университетом женщин Миссисипи. Находится по адресу: http://www.muw.edu. Лицензия: CC BY-SA: Attribution-ShareAlike

CC ЛИЦЕНЗИОННЫЙ КОНТЕНТ, ПРЕДЫДУЩИЙ РАЗДЕЛАННЫЙ

Рисунок \ (\ PageIndex {2a} \). Типичная диаграмма нейрона. Автор: Джонатан Хаас. Находится по адресу: https: // commons.wikimedia.org/w/inde…curid=18271454. Лицензия: CC BY-SA: Attribution-ShareAlike

CC ЛИЦЕНЗИОННОЕ СОДЕРЖАНИЕ, СПЕЦИАЛЬНЫЙ АТРИБУЦИЯ

Рисунок \ (\ PageIndex {2b} \) A. Настоящий нейрон; Рисунок \ (\ PageIndex {1} \) B. Настоящий нейрон. Авторы: У. Клей Спенсер, Ребекка МакВиртер, Тайн Миллер, Пнина Страсбургер, Оуэн Томпсон, ЛаДина У. Хиллиер, Роберт Х. Уотерстон, Дэвид М. Миллер III. Находится по адресу: http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0112102. Лицензия: CC BY: Attribution

При хранении микроскопа всегда следуйте этому списку:

1. Удалите все слайды, найденные на сцене, и верните их в коробку для слайдов.
2. Поверните самую маленькую линзу или не установите линзу на место над сценой. Опустите сцену на несколько оборотов.
3. Сверните шнур в руке, начиная с микроскопа и двигаясь по направлению к вилке.
4. Навесьте спиральный шнур на линзу окуляра.
5. Посмотрите на номер на задней панели микроскопа, верните осциллограф в пронумерованную коробку.

6. Если в пронумерованном поле уже есть микроскоп, проверьте его номер и переместите его.Если он не пронумерован, просто подтолкните его к задней части коробки и поместите свой ближе к передней части. У нас есть несколько дополнительных микроскопов, которые мы храним таким образом.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): бинокулярный микроскоп. (CC-BY-SA; Росс Уитвам http://www.muw.edu/ )

Исследование клеток с помощью светового микроскопа — Структуры клеток — Шлюз OCR — Редакция GCSE Biology (Single Science) — Шлюз OCR

Метод

Поверните линзы объектива так, чтобы малое увеличение, например, x10, соответствовало уровню предметного столика.

Поверните грубую фокусировку так, чтобы предметный столик находился как можно ближе к линзе объектива.

Для этого не смотрите в микроскоп.

Поместите предметное стекло микроскопа — подготовленное вами или постоянное предметное стекло — на предметный столик.

Выровняйте его так, чтобы образец — если вы его видите — находился в центре сцены, через которую проходит свет.

Сфокусируйте слайд от себя, поворачивая грубую регулировку фокуса.

Нарисуйте изображение с низким энергопотреблением или запишите цифровое изображение того, что вы видите.

Поверните объективы так, чтобы объектив с большим увеличением, например, x40, находился на одной линии с предметным столиком.

Верните слайд в фокус, используя точную настройку фокуса.

Если вам не удалось, вернитесь на низкое энергопотребление и повторно сфокусируйтесь, затем попробуйте еще раз.

Риски

• Будьте осторожны, глядя в микроскоп, если освещение слишком яркое.
• Будьте осторожны при использовании пятен от микроскопа.
• Будьте осторожны при обращении с покровными стеклами и предметными стеклами микроскопа.

Рисование изображения

Запишите изображения микроскопа, используя маркированные диаграммы — или вы можете создавать цифровые изображения.

При первом исследовании клеток или тканей с малым увеличением нарисуйте изображение на этом этапе, даже если вы собираетесь исследовать слайд с большим увеличением.

Используется диаграмма с низким увеличением:

• как план, чтобы показать расположение любых отдельных областей ткани, например ткани в корне растения
• , чтобы показать контур отдельных клеток, составляющих ткань, если ткань однородная

Затем создается диаграмма высокого увеличения — подробное изображение части слайда.Обычно его рисуют, чтобы показать одну клетку, например, одну щечную клетку или луковицу.

Убедитесь, что чертежи микроскопа полностью помечены.

Схема составного микроскопа

В этой статье мы обсудим: — 1. Основные части составного микроскопа 2. Увеличение изображения объекта с помощью составного микроскопа 3. Разрешающая способность 4. Метод исследования микробов 5. Измерение размера объектов.

Основные части составного микроскопа:

Основные части обычно применяемого монокулярного составного микроскопа (рис.15.1) следующие:

(i) Линзы:

Окуляр с разным увеличением (5-20 раз). Он имеет линзу, направленную к объекту, и линзу, расположенную близко к глазу наблюдателя. Объективы обычно имеют три различных увеличения, а именно: малое увеличение (10X), большое увеличение (40-45X) и иммерсионное (90-100X).

Фокусное расстояние составляет 16 мм, 4 мм и 1,8–2,0 мм соответственно. Эти объективы для удобства установлены на вращающейся револьверной головке.Окуляр и объективы устанавливаются на двух концах полой трубки, называемой «основной трубкой».

(ii) Регулировка линзы объектива:

В некоторых микроскопах предусмотрены ручки грубой и точной фокусировки для опускания или подъема основной трубки с линзами для получения четкого изображения. Это делается вращением ручек. Грубая настройка предназначена для визуализации объекта, тогда как точная настройка используется для фокусировки более мелких деталей.

(iii) Стадия:

Объект наблюдения хранится на предметном стекле и помещается на сцену.Он может иметь зажимы для удержания слайда в желаемом положении или механический столик для горизонтального перемещения объекта. В некоторых микроскопах столик можно поднимать или опускать с помощью грубой и точной настройки для фокусировки объекта.

(iv) Зеркало:

Зеркало отражает свет, который проходит через объект для наблюдения за ним. Зеркало имеет две плоскости: вогнутую и вогнутую.

Когда доступно естественное освещение, плоское зеркало может использоваться для отражения света, потому что вогнутое зеркало будет формировать оконные изображения.Однако при искусственном освещении вогнутое зеркало необходимо для большего увеличения, тогда как для меньшего можно использовать плоское зеркало.

(v) Подступенчатая диафрагма:

Это предназначено для управления количеством света, проходящего через объект.

(vi) Подступенчатый конденсатор:

Конденсатор вспомогательной ступени состоит из выпуклых линз, которые концентрируют и усиливают свет, отраженный зеркалом.При увеличении объектива, превышающем 10X, становится необходимым использование конденсора для сужения ядра проходящего света, который заполнял бы меньшую апертуру объектива. Обычно используемые конденсаторы называются конденсаторами «Аббе» и используются с плоскими зеркалами.

Увеличение изображения объекта с помощью составного микроскопа:

Светлопольный или составной микроскоп в основном используется для увеличения или увеличения изображения просматриваемого объекта, которое иначе нельзя увидеть невооруженным глазом.Увеличение можно определить как степень увеличения изображения объекта, предоставленного микроскопом.

Увеличение в микроскопе является результатом индивидуальной увеличительной способности окуляров и объективов. Например, если окуляр 10X, а объектив 40X, образец увеличивается в 400 раз. Если масляный иммерсионный объектив (100X) используется вместе с окуляром 10X, образец увеличивается в 1000 раз.

Следующие факторы играют важную роль в увеличении:

(i) Длина оптической трубки.

(ii) Фокусное расстояние линзы объектива.

(iii) Увеличение окуляра.

Общее увеличение изображения объекта можно рассчитать с помощью следующего уравнения:

Общее увеличение = Длина оптической трубки / Фокусное расстояние объектива x Увеличение окуляра.

Теоретически, если увеличить увеличивающую способность окуляра и объективов составного микроскопа, можно будет получать все более и более высокие увеличения.

Увеличение до 3000 может быть получено с помощью линз с высокой мощностью, но изображение будет размытым, а детали будут нечеткими. Это связано с тем, что в микроскопе важны не только линзы, но и длина световой волны, которая определяет разрешающую способность микроскопа.

Разрешающая способность (разрешающая способность) составного микроскопа:

Разрешающая способность (разрешающая способность) светлопольного или составного микроскопа определяется как его способность различать две частицы, расположенные очень близко.На увеличенном изображении объект должен быть не только больше, но и детали должны быть четкими.

Это возможно, когда микроскоп может видеть две точки, расположенные очень близко, как два разных объекта. Другими словами, можно сказать, что разрешающая способность — это минимальное расстояние, на котором два структурных элемента объекта могут быть видны как отдельные отдельные структуры даже на увеличенном изображении.

Это объяснение можно понять, сравнив его с человеческим глазом.Человеческий глаз функционирует по тому же принципу, что и глаз светового поля или светового микроскопа, то есть человек может видеть объекты благодаря отраженному ими свету.

Человеческий глаз имеет разрешающую способность около 0,25 мм в том смысле, что две точки, расположенные на расстоянии 0,25 мм (или более) друг от друга, можно рассматривать только как две точки; все, что ближе, чем это расстояние, будет выглядеть как одна точка.

Факторы разрешающей способности:

Разрешающая способность светлопольного (светового) микроскопа зависит от двух факторов:

(а) Длина волны света и

(b) Числовая температура (NA) объектива.

(a) Длина волны света:

В световых (светлопольных) микроскопах длина волны света, используемого для освещения, находится в видимом диапазоне (400-750 нм). Если в этом диапазоне используется свет с более короткой длиной волны, разрешение будет выше. Например, синий свет имеет более короткую длину волны, чем красный свет. Большее разрешение можно получить, используя синий свет в качестве источника освещения, чем красный свет.

(b) Числовая апертура (NA) объектива:

Числовая апертура (NA) определяется как свойство линзы, определяющее количество света, которое может попасть в нее.Это зависит от двух факторов.

(i) Показатель преломления среды, заполняющей пространство между образцом и передней частью линзы объектива, и

(ii) Угловая апертура, то есть угол между наиболее расходящимися лучами, проходящими через линзу, и оптической осью линзы. (Чем больше расходящихся или наклонных лучей допускает объектив, тем выше разрешающая способность).

Числовая апертура (NA) может быть вычислена математически с помощью следующей формулы.

NA = n sin f

Где, n = показатель преломления среды

f = угловая температура

Расчет разрешающей способности:

Разрешающую способность светлопольного микроскопа можно рассчитать по следующей формуле:

Разрешение (разрешающая способность) (RP) = длина волны света, используемого для освещения / 2 x числовая апертура (NA)

Для удобства, если желтый свет с длиной волны 580 нм с числовой апертурой (NA) 1.0 используется в микроскопе, разрешающая способность (RP) микроскопа будет:

Разрешающая способность (RP) = 580/2 x 1 = 290 нм

Метод исследования микробов с помощью составного микроскопа:

Обычно используются два метода: «мокрый» и «сухой и фиксирующий».

A. Мокрый метод:

Обычно для изучения микроорганизмов во влажных условиях используются два основных метода:

(a) Метод мокрого монтажа и

(b) Метод висящей капли.

(a) Метод мокрого монтажа:

Это наиболее распространенный метод (рис. 15.2). Каплю жидкости, содержащей исследуемые микроорганизмы, наносят на предметное стекло и на нее кладут покровное стекло из тонкого стекла. Жидкость тонким слоем растекается между покровным стеклом и предметным стеклом. Теперь крепление исследуют под микроскопом. Для более высоких увеличений (например, с объективом 100 X) используется метод масляной иммерсии.

Капля иммерсионного масла помещается между линзой объектива и покровным стеклом перед исследованием микроорганизмов под микроскопом.Иммерсионное масло заполняет пространство между образцом и линзой объектива и, таким образом, заменяет воздух, присутствующий между образцом и линзой объектива. В результате числовая апертура (NA) улучшается, а уровень увеличения увеличивается.

(b) Метод подвешивания:

Он используется для наблюдения за подвижностью, прорастанием или делением микроорганизмов. В этом методе (рис. 15.3) используется полость суппорта с круглой вогнутостью в центре.

Периферия выемки на слайде-полости замазана вазелином. Капля жидкой микробной культуры помещается в центр покровного стекла, если это жидкая культура. Если культура твердая, ее смешивают с каплей дистиллированной воды перед нанесением на покровное стекло.

Покровное стекло переворачивают над выемкой так, чтобы капля свешивалась свободно, а край покровного стекла плотно прилегал к периферии выемки, покрытой линией ваз. Микроорганизмы, присутствующие в висящей капле, теперь наблюдаются под микроскопом.

(ii) Метод сушки и фиксации:

Микроорганизмы, особенно бактерии, слишком малы, нуждаются в постоянной подготовке путем их сушки и фиксации на чистом предметном стекле с окрашиванием или без него. Для приготовления сухого препарата каплю дистиллированной воды с небольшим количеством культуры наносят тонким мазком на чистое предметное стекло.

Мазку дают высохнуть, а затем его «фиксируют», пропуская его через пламя два-три раза, при этом размазанное предметное стекло отходит от пламени.Если желательно, это высушенное и фиксированное количество может быть окрашено, и препарат снова высушен для наблюдения под микроскопом.

Измерение размеров объектов с помощью составного микроскопа:

Размер объектов, просматриваемых под сложным микроскопом, можно точно определить с помощью микрометра. Последняя состоит из двух шкал: шкалы окуляра (также называемой «сетка» или «окуляр») и микрометрической шкалы предметного столика. Шкала окуляра калибруется с помощью предметного микрометра, который затем используется для измерений.

Шкала окуляра размещена внутри окуляра микроскопа, а микрометр предметного столика — на предметном столике микроскопа. Шкала на последней имеет длину ровно 1 мм и разделена на 100 делений, так что каждое деление составляет 10 мкм. Как указывалось ранее, предметный микрометр используется для калибровки шкалы окуляра.

(i) Калибровка (рис. 15.4):

1. Сначала отмечается, какая линза объектива используется в микроскопе.

2. Ступенчатый микрометр устанавливают так, чтобы он находился в поле зрения.

3. Окуляр поворачивают так, чтобы две шкалы, окуляр или окулярная шкала и шкала микрометра предметного столика, были параллельны.

4. Теперь предметный микрометр перемещается так, чтобы первые деления двух шкал совпадали.

Теперь можно увидеть, сколько делений шкалы окуляра и шкалы микрометра предметного столика соответствуют друг другу. Поскольку 1 деление на микрометре предметного столика равно 10 мкм, можно найти значение одного деления шкалы окуляра.

Например, на иллюстрации «iii» на рис. 15.4 четыре деления шкалы окуляра равны 10 делениям (т. Е. 100 мкм) шкалы микрометра предметного столика; 1 деление шкалы окуляра = 25 нм для конкретной линзы объектива, используемой в данном случае.

Указанные выше положения повторяются с использованием линз объектива, а следующая информация записывается на клейкой этикетке. Информация, записанная на наклейке, наклеивается на основание микроскопа для дальнейшего использования.

(ii) Использование:

Откалибровав шкалу окуляра для всех линз объектива микроскопа, можно использовать ее для измерения размеров клеточных и субклеточных структур, например, бактериальных клеток, споров грибов, эпидермальных клеток лука и т. Д.

Как нарисовать микроскоп

Простое, пошаговое руководство по рисованию под микроскопом

Нажмите ЗДЕСЬ, чтобы сохранить учебник в Pinterest!

Микроскоп — это научный инструмент, «позволяющий получать увеличенные изображения небольших объектов.Слово «микроскоп» происходит от древнегреческих слов, означающих «маленький» и «чтобы видеть». Микроскопы используются для исследования небольших объектов, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.

Тип микроскопа в нашем руководстве по рисованию известен как составной микроскоп, оптический микроскоп или световой микроскоп. Впервые он был изобретен в начале 1600-х годов.

До этого времени люди не осознавали, что микробы вызывают болезни — они даже не знали, что микробы существуют! , люди думали, что болезни вызываются заклинаниями, вызывающими недовольство богов, ядом или дыханием плохого воздуха.Но в 1676 году ученый по имени Антуан ван Левенгук сообщил о своем открытии микроорганизмов. Сегодня образцы от пациента можно наблюдать под микроскопом, чтобы определить, какой тип бактерий вызывает инфекцию.

Прокрутите вниз, чтобы загрузить этот учебник в формате PDF.

Знаете ли вы? Микроскопы были изобретены за несколько сотен лет до электричества и лампочек. Это означало, что ранние микроскопы полагались на солнечный свет, фокусируемый с помощью небольших зеркал.

Хотите нарисовать мультяшный микроскоп? Это простое пошаговое руководство по рисованию мультяшных объектов покажет вам, как это сделать. Все, что вам понадобится, это карандаш, ластик и лист бумаги.

Если вам понравился этот урок, см. Также следующие руководства по рисованию: Ученый-мультипликатор, Очки и Увеличительное стекло.

Пошаговые инструкции по рисованию микроскопа

Чертеж микроскопа — шаг 1

1. Начните с обвода неправильной формы изогнутой линией. Это формирует верхнюю часть микроскопа, известную как головка.

Чертеж микроскопа — шаг 2

2. Вытяните пару прямых параллельных линий от головы и соедините их на конце короткой изогнутой линией. Это формирует окулярный тубус. Кончик трубки называется окуляром. Это линза, через которую вы смотрите на свои крошечные объекты.

Чертеж микроскопа — шаг 3

3. Используйте изогнутую линию, чтобы обвести округлую форму под головой. Ниже нарисуйте еще одну изогнутую линию, оставив фигуру открытой с одной стороны. Затем нарисуйте три прямые параллельные линии.Обратите внимание на изгиб в середине каждой линии. Соедините их внизу изогнутыми линиями. Это образует кронштейн микроскопа.

Чертеж микроскопа — шаг 4

4. Вытяните две короткие линии под головой. Под ними нарисуйте пару изогнутых линий, соединенных на каждом конце. Это формирует револьверную головку или револьверную головку. Под башней нарисуйте три скругленных прямоугольника. Заключите узкий овал в конце каждого и соедините их вверху изогнутыми линиями. Это линзы объективов микроскопа.

Чертеж микроскопа — шаг 5

5.Сотрите часть основания кронштейна микроскопа. На его месте с помощью прямых линий нарисуйте четырехгранную фигуру или ромб. Протяните короткую прямую линию вниз от каждого из ее ближайших углов. Соедините их прямыми линиями. Это формирует трехмерную прямоугольную площадку, на которую будут помещены образцы.

Чертеж микроскопа — шаг 6

6. Вытяните три прямые вертикальные линии под кронштейном микроскопа и предметным столиком. соедините их внизу прямыми линиями. Это образует нижнюю часть рамки или кронштейна микроскопа.

Чертеж микроскопа — шаг 7

7. Нарисуйте ручки грубой и точной фокусировки или регулировки, стирая при необходимости. Для каждого нарисуйте небольшой овал внутри небольшого овала.

Чертеж микроскопа — шаг 8

8. Нарисуйте цилиндр у основания кронштейна. Используйте прямые, параллельные, вертикальные линии для его сторон и изогнутые линии для его верха и низа. Это образует осветитель или источник света микроскопа.

Чертеж микроскопа — шаг 9

9. Используйте прямые линии, чтобы обвести прямоугольную форму вокруг дна микроскопа.От каждого из ближайших углов вытяните короткие прямые линии вниз. Соедините их прямыми линиями. Это формирует трехмерное прямоугольное основание микроскопа.

Прокрутите вниз, чтобы загрузить этот учебник в формате PDF.

Printable Drawing Tutorial

УСТРАНЕНИЕ НЕПОЛАДОК УЧАСТНИКА

Все еще видите рекламу или не можете загрузить PDF-файл?

Во-первых, убедитесь, что вы вошли в систему. Вы можете войти в систему на странице входа в систему.

Если вы по-прежнему не можете загрузить PDF-файл, наиболее вероятным решением будет перезагрузка страницы.

Это можно сделать, нажав кнопку перезагрузки браузера.

Это значок в виде круглой стрелки в верхней части окна браузера, обычно в верхнем левом углу (вы также можете использовать сочетания клавиш: Ctrl + R на ПК и Command + R на Mac).

Инструкции по установке слайдов | Microscope.com

ПЯТНА

Пятна используются для идентификации различных типов клеток с помощью световых микроскопов.Они придают изображению более контрастный вид и позволяют классифицировать клетки по их форме (морфологии). Используя множество различных красителей, вы можете выборочно окрашивать различные области, такие как клеточная стенка, ядро ​​или вся клетка. Пятна также помогают отличить живые клетки от мертвых.

Пятна, как правило, делятся на нейтральные, кислотные или основные, в зависимости от их химического состава, и соответственно привлекают или отталкивают различные организмы. Например, ученые и медицинские работники используют метиленовый синий, слабощелочную окраску, чтобы выявить присутствие дезоксирибонуклеиновой кислоты, более известной как ДНК.

Типы пятен

Йод — одно из наиболее распространенных красителей, которое используется для идентификации крахмала в различных образцах. Он окрашивает углеводы растений и животных в коричневый или сине-черный цвет. Гликоген будет красным.

Метиленовый синий — это щелочной краситель, полезный для идентификации кислых ядер клеток и ДНК в образцах крови животных, бактерий или крови. Он также полезен в аквариумах для предотвращения распространения грибковых инфекций среди рыб. Подробнее>

Эозин Y — кислотный краситель, окрашивающий в розовый цвет щелочные клетки (например, цитоплазма).Он окрашивает клетки крови, цитоплазму и клеточные мембраны в красный цвет. Наиболее важные медицинские применения эозина — это исследование крови и костного мозга, включая мазок Папаниколау. Подробнее>

Окраска по Граму — один из наиболее часто используемых процессов для идентификации бактерий, который ежедневно используется в больницах. Это первичный тест, который быстро и с минимальными затратами делит бактерии на два типа: грамположительные и грамотрицательные. Подробнее>

ШАГИ ПО ОКРАШИВАНИЮ

1. Подготовьте слайд для влажной фиксации.

2. Соберите каплю пятна с помощью пипетки или пипетки.

3. Нанесите каплю пятна на внешний край покровного стекла.

4. Приложите кусок салфетки или бумажного полотенца к противоположной стороне покровного стекла, вплотную к краю. Это поможет нарисовать пятно под крышкой и на образце.

5. Возможно, вам потребуется добавить еще одну каплю, чтобы обеспечить полное покрытие.

6. Теперь слайд готов к просмотру.

Инструменты клеточной биологии — Клетка

Как и во всех экспериментальных науках, исследования в области клеточной биологии зависят от лабораторных методов, которые можно использовать для изучения структуры и функций клеток.Многие важные достижения в понимании клеток явились прямым следствием разработки новых методов, которые открыли новые возможности для исследований. Таким образом, оценка экспериментальных инструментов, доступных клеточному биологу, имеет решающее значение для понимания как текущего состояния, так и будущих направлений этой быстро меняющейся области науки. Некоторые из важных общих методов клеточной биологии описаны в следующих разделах. Другие экспериментальные подходы, включая методы биохимии и молекулярной биологии, будут обсуждаться в следующих главах.

Световая микроскопия

Поскольку большинство клеток слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом, изучение клеток во многом зависело от использования микроскопов. Действительно, само открытие клеток явилось результатом развития микроскопа: Роберт Гук впервые ввел термин «клетка» после своих наблюдений за куском пробки с помощью простого светового микроскопа в 1665 году (). Используя микроскоп, увеличивающий объекты примерно в 300 раз от их фактического размера, Энтони ван Левенгук в 1670-х годах смог наблюдать множество различных типов клеток, включая сперматозоиды, эритроциты и бактерии.Предложение клеточной теории Матиаса Шлейдена и Теодора Шванна в 1838 году можно рассматривать как рождение современной клеточной биологии. Микроскопические исследования растительных тканей Шлейденом и животных тканей Шванном привели к такому же выводу: все организмы состоят из клеток. Вскоре после этого было установлено, что клетки не образуются de novo , а возникают только в результате деления ранее существовавших клеток. Таким образом, клетка получила свое нынешнее признание в качестве фундаментальной единицы всех живых организмов благодаря наблюдениям, сделанным с помощью светового микроскопа.

Рисунок 1.23

Ячеистая структура пробки. Репродукция рисунка Роберта Гука тонкого среза пробки, исследованного под световым микроскопом. «Клетки», которые наблюдал Гук, на самом деле были только клеточными стенками, оставшимися от клеток, которые давно существовали (подробнее …)

Световой микроскоп остается основным инструментом клеточных биологов, с техническими усовершенствованиями, позволяющими визуализировать постоянно увеличивающиеся детали. клеточной структуры. Современные световые микроскопы могут увеличивать объекты примерно в тысячу раз.Поскольку большинство клеток имеют диаметр от 1 до 100 мкм, их можно наблюдать с помощью световой микроскопии, как и некоторые более крупные субклеточные органеллы, такие как ядра, хлоропласты и митохондрии. Однако световой микроскоп не обладает достаточной мощностью, чтобы выявить мелкие детали клеточной структуры, для которых разрешение — способность микроскопа различать объекты, разделенные небольшими расстояниями, — даже более важно, чем увеличение. Изображения можно увеличивать сколько угодно (например, путем проецирования на большой экран), но такое увеличение не увеличивает уровень детализации, которую можно наблюдать.

Предел разрешающей способности светового микроскопа составляет примерно 0,2 мкм; два объекта, разделенных меньшим расстоянием, чем это расстояние, выглядят как единое изображение, а не отличаются друг от друга. Это теоретическое ограничение световой микроскопии определяется двумя факторами — длиной волны (λ) видимого света и светосилой линзы микроскопа (числовая апертура, NA ) — в соответствии со следующим уравнением:

Длина волны видимый свет равен 0.От 4 до 0,7 мкм, поэтому значение λ для светового микроскопа фиксируется примерно на 0,5 мкм. Числовую апертуру можно представить как размер светового конуса, который попадает в линзу микроскопа после прохождения через образец (). Он задается уравнением

, где η — показатель преломления среды, через которую свет проходит между образцом и линзой. Значение η для воздуха составляет 1,0, но его можно увеличить до максимального значения примерно 1,4, если использовать масляную иммерсионную линзу для просмотра образца через каплю масла.Угол α соответствует половине ширины светового конуса, собираемого линзой. Максимальное значение α составляет 90 °, при этом sin α = 1, поэтому максимально возможное значение числовой апертуры составляет 1,4.

Рисунок 1.24

Числовая апертура. Свет фокусируется на образце линзой конденсора, а затем собирается линзой объектива микроскопа. Числовая апертура определяется углом конуса света, попадающего в линзу объектива (α), и (подробнее …)

Теоретический предел разрешения светового микроскопа может быть рассчитан следующим образом:

Микроскопы, способные достижение такого уровня решимости было сделано уже к концу девятнадцатого века; дальнейших улучшений в этом аспекте световой микроскопии ожидать не приходится.

Несколько различных типов световой микроскопии обычно используются для изучения различных аспектов клеточной структуры. Самым простым из них является светлопольная микроскопия , в которой свет проходит непосредственно через клетку, а способность различать различные части клетки зависит от контраста, возникающего в результате поглощения видимого света компонентами клетки. Во многих случаях клетки окрашивают красителями, которые вступают в реакцию с белками или нуклеиновыми кислотами, чтобы усилить контраст между различными частями клетки.Перед окрашиванием образцы обычно обрабатывают фиксаторами (такими как спирт, уксусная кислота или формальдегид) для стабилизации и сохранения их структуры. Исследование фиксированных и окрашенных тканей с помощью светлопольной микроскопии является стандартным подходом для анализа образцов тканей в гистологических лабораториях (). Однако такие процедуры окрашивания убивают клетки и поэтому не подходят для многих экспериментов, в которых желательно наблюдение за живыми клетками.

Рисунок 1.25

Микрофотография окрашенной ткани в светлом поле.Поперечный срез волосяного фолликула на коже человека, окрашенный гематоксилином и эозином. (G. W. Willis / Biological Photo Service.)

Без окрашивания прямой проход света не обеспечивает достаточного контраста для различения многих частей клетки, что ограничивает применимость светлопольной микроскопии. Однако можно использовать оптические вариации светового микроскопа для увеличения контраста между световыми волнами, проходящими через области клетки с различной плотностью. Двумя наиболее распространенными методами визуализации живых клеток являются фазово-контрастная микроскопия и дифференциальная интерференционно-контрастная микроскопия ().Оба вида микроскопии используют оптические системы, которые преобразуют различия в плотности или толщине между различными частями клетки в различия в контрасте, которые можно увидеть на окончательном изображении. В светлопольной микроскопии прозрачные структуры (например, ядро) имеют небольшой контраст, потому что они плохо поглощают свет. Однако свет замедляется при прохождении через эти структуры, поэтому его фаза изменяется по сравнению со светом, прошедшим через окружающую цитоплазму. Фазово-контрастная и дифференциальная интерференционно-контрастная микроскопия преобразует эти различия в фазе в различия в контрасте, тем самым обеспечивая улучшенные изображения живых неокрашенных клеток.

Рисунок 1.26

Наблюдение живых клеток под микроскопом. Микрофотографии клеток щеки человека, полученные с помощью (A) светлопольной, (B) фазово-контрастной и (C) дифференциальной интерференционно-контрастной микроскопии. (С любезного разрешения Морта Абрамовица, Olympus America, Inc.)

Возможности светового микроскопа были значительно расширены за счет использования видеокамер и компьютеров для анализа и обработки изображений. Такие системы электронной обработки изображений могут существенно повысить контраст изображений, полученных с помощью светового микроскопа, позволяя визуализировать небольшие объекты, которые иначе не могли бы быть обнаружены.Например, с помощью дифференциальной интерференционно-контрастной микроскопии с улучшенным видеоизображением удалось визуализировать движение органелл вдоль микротрубочек, которые представляют собой белковые филаменты цитоскелета диаметром всего 0,025 мкм (). Однако это улучшение не преодолевает теоретический предел разрешающей способности светового микроскопа, составляющий примерно 0,2 мкм. Таким образом, хотя улучшение видео позволяет визуализировать микротрубочки, микротрубочки выглядят как размытые изображения диаметром не менее 0,2 мкм, и отдельную микротрубочку невозможно отличить от связки соседних структур.

Рисунок 1.27

Дифференциальная интерференционно-контрастная микроскопия с улучшенным видео. Электронная обработка изображений позволяет визуализировать отдельные микротрубочки. (Любезно предоставлено Э. Д. Салмоном, Университет Северной Каролины, Чапел-Хилл.)

Световая микроскопия была доведена до уровня молекулярного анализа с помощью методов маркировки определенных молекул, чтобы их можно было визуализировать внутри клеток. Конкретные гены или транскрипты РНК могут быть обнаружены путем гибридизации с зондами нуклеиновых кислот комплементарной последовательности, а белки могут быть обнаружены с использованием соответствующих антител (см. Главу 3).И зонды нуклеиновых кислот, и антитела могут быть помечены различными метками, которые позволяют их визуализировать в световом микроскопе, что дает возможность определять расположение конкретных молекул в отдельных клетках.

Флуоресцентная микроскопия — широко используемый и очень чувствительный метод исследования внутриклеточного распределения молекул (). Флуоресцентный краситель используется для метки интересующей молекулы в фиксированных или живых клетках. Флуоресцентный краситель — это молекула, которая поглощает свет на одной длине волны и излучает свет на второй длине волны.Эта флуоресценция обнаруживается путем освещения образца светом с длиной волны, которая возбуждает флуоресцентный краситель, а затем с использованием соответствующих фильтров для определения конкретной длины волны света, излучаемого красителем. Флуоресцентная микроскопия может использоваться для изучения множества молекул внутри клеток. Одним из частых применений является маркировка антител, направленных против определенного белка, флуоресцентными красителями, чтобы можно было определить внутриклеточное распределение белка. Белки в живых клетках можно визуализировать, используя зеленый флуоресцентный белок (GFP) медузы в качестве флуоресцентной метки.GFP может быть слит с широким спектром белков с использованием стандартных методов рекомбинантной ДНК, а затем GFP-меченый белок может быть введен в клетки и обнаружен с помощью флуоресцентной микроскопии.

Рисунок 1.28

Флуоресцентная микроскопия. (A) Свет проходит через фильтр возбуждения, чтобы выбрать свет с длиной волны (например, голубой), которая возбуждает флуоресцентный краситель. Затем дихроичное зеркало отклоняет возбуждающий свет вниз к образцу. Излучаемый флуоресцентным светом (подробнее …)

Конфокальная микроскопия сочетает в себе флуоресцентную микроскопию с электронным анализом изображений для получения трехмерных изображений.Небольшая точка света, обычно излучаемая лазером, фокусируется на образце на определенной глубине. Затем излучаемый флуоресцентный свет собирается с помощью детектора, такого как видеокамера. Однако, прежде чем излучаемый свет достигнет детектора, он должен пройти через отверстие-торец (называемое конфокальной апертурой), расположенное точно в точке, где свет, излучаемый с выбранной глубины образца, попадает в фокус (). Следовательно, только свет, излучаемый из плоскости фокуса, может достигать детектора.Сканирование образца дает двумерное изображение плоскости фокуса, гораздо более четкое, чем изображение, полученное с помощью стандартной флуоресцентной микроскопии (). Более того, серию изображений, полученных на разной глубине, можно использовать для восстановления трехмерного изображения образца.

Рисунок 1.29

Конфокальная микроскопия. Точечный свет фокусируется на образце на определенной глубине, а испускаемый флуоресцентный свет улавливается детектором. Прежде чем попасть в детектор, флуоресцентный свет, излучаемый образцом, должен пройти через конфокальный (более…)

Рисунок 1.30

Конфокальная микрофотография клеток эмбриона мыши. Ядра окрашены в красный цвет, а филаменты актина, лежащие под плазматической мембраной, окрашены в зеленый цвет. (Любезно предоставлено Дэвидом Альбертини, Медицинский факультет Университета Тафтса.)

Микроскопия с двухфотонным возбуждением — это альтернатива конфокальной микроскопии, которая может применяться к живым клеткам. Образец освещается светом с такой длиной волны, что для возбуждения флуоресцентного красителя требуется одновременное поглощение двух фотонов ().Вероятность одновременного возбуждения флуоресцентного красителя двумя фотонами имеет значение только в той точке образца, на которую фокусируется входной лазерный луч, поэтому флуоресценция излучается только из плоскости фокуса входящего света. Это сильно локализованное возбуждение автоматически обеспечивает трехмерное разрешение без необходимости пропускания излучаемого света через отверстие-точечное отверстие, как в конфокальной микроскопии. Более того, локализация возбуждения сводит к минимуму повреждение образца, позволяя получить трехмерное изображение живых клеток.

Рисунок 1.31

Микроскопия с двухфотонным возбуждением. Для возбуждения флуоресцентного красителя требуется одновременное поглощение двух фотонов. Это происходит только в той точке образца, на которую фокусируется входной свет, поэтому флуоресцентный свет излучается только выбранным (подробнее …)

Электронная микроскопия

Из-за ограниченного разрешения светового микроскопа анализ детализация клеточной структуры потребовала использования более мощных микроскопических методов, а именно электронной микроскопии, которая была разработана в 1930-х годах и впервые применена к биологическим образцам Альбертом Клодом, Китом Портером и Джорджем Паладом в 1940-х и 1950-х годах.Электронный микроскоп может достичь гораздо большего разрешения, чем разрешение светового микроскопа, потому что длина волны электронов короче, чем у света. Длина волны электронов в электронном микроскопе может быть всего 0,004 нм, что примерно в 100 000 раз короче длины волны видимого света. Теоретически эта длина волны может дать разрешение 0,002 нм, но такое разрешение невозможно получить на практике, потому что разрешение определяется не только длиной волны, но и числовой апертурой линзы микроскопа.Числовая апертура является ограничивающим фактором для электронной микроскопии, поскольку внутренние свойства электромагнитных линз ограничивают их апертурные углы примерно до 0,5 градуса, что соответствует числовой апертуре только примерно 0,01. Таким образом, в оптимальных условиях разрешающая способность электронного микроскопа составляет примерно 0,2 нм. Более того, разрешение, которое может быть получено с биологическими образцами, еще больше ограничено из-за отсутствия у них собственного контраста. Следовательно, для биологических образцов практический предел разрешения электронного микроскопа составляет 1-2 нм.Хотя это разрешение намного меньше, чем то, которое предсказывается просто по длине волны электронов, оно представляет собой более чем стократное улучшение разрешающей способности светового микроскопа.

Для изучения клеток широко используются два типа электронной микроскопии — просвечивающая и сканирующая. В принципе, просвечивающая электронная микроскопия аналогична наблюдению окрашенных клеток с помощью светового микроскопа. Образцы фиксируются и окрашиваются солями тяжелых металлов, которые обеспечивают контраст за счет рассеяния электронов.Затем пучок электронов проходит через образец и фокусируется для формирования изображения на флуоресцентном экране. Электроны, которые сталкиваются с ионом тяжелого металла при прохождении через образец, отклоняются и не влияют на окончательное изображение, поэтому окрашенные области образца выглядят темными.

Образцы для исследования с помощью просвечивающей электронной микроскопии можно приготовить путем положительного или отрицательного окрашивания. При положительном окрашивании образцы тканей разрезают на тонкие срезы и окрашивают солями тяжелых металлов (такими как четырехокись осмия, уранилацетат и цитрат свинца), которые вступают в реакцию с липидами, белками и нуклеиновыми кислотами.Эти ионы тяжелых металлов связываются с различными клеточными структурами, которые на конечном изображении выглядят темными (). Альтернативные процедуры положительного окрашивания также могут использоваться для идентификации конкретных макромолекул внутри клеток. Например, антитела, меченные электронно-плотными тяжелыми металлами (такими как частицы золота), часто используются для определения субклеточного расположения определенных белков в электронном микроскопе. Этот метод аналогичен использованию антител, меченных флуоресцентными красителями, в флуоресцентной микроскопии.

Рисунок 1.32

Положительное окрашивание. Просвечивающая электронная микрофотография положительно окрашенного лейкоцита. (Don W. Fawcett / Visuals Unlimited.)

Отрицательное окрашивание полезно для визуализации неповрежденных биологических структур, таких как бактерии, изолированные субклеточные органеллы и макромолекулы (). В этом методе биологический образец наносится на поддерживающую пленку, и пятну от тяжелого металла дают высохнуть вокруг его поверхности. Затем неокрашенный образец окружают пленкой электронно-плотного пятна, создавая изображение, на котором образец выглядит светлым на окрашенном темном фоне.

Рисунок 1.33

Отрицательное окрашивание. Просвечивающая электронная микрофотография отрицательно окрашенных актиновых филаментов. (Любезно предоставлено Роджером Крейгом, Медицинский центр Массачусетского университета.)

Металлическое затенение — это еще один метод, используемый для визуализации поверхности изолированных субклеточных структур или макромолекул в просвечивающем электронном микроскопе (). Образец покрыт тонким слоем испаренного металла, например платины. Металл напыляется на образец под углом, так что поверхности образца, обращенные к источнику молекул испаренного металла, покрываются более толстым слоем, чем другие.Это дифференциальное покрытие создает эффект тени, придавая образцу трехмерный вид на электронных микрофотографиях.

Рисунок 1.34

Затенение металла. Электронная микрофотография актиновых / миозиновых нитей цитоскелета, полученная методом металлического затенения. (Дон В. Фосетт, J. Heuser / Photo Researchers, Inc.)

Подготовка образцов путем замораживания трещин в сочетании с металлическим затенением была особенно важна в исследованиях структуры мембран. Образцы замораживают в жидком азоте (при -196 ° C), а затем ломают лезвием ножа.Этот процесс часто расщепляет липидный бислой, обнажая внутренние поверхности клеточной мембраны (). Затем образец покрывается платиной, а биологический материал растворяется кислотой, образуя металлическую копию поверхности образца. Изучение таких реплик в электронном микроскопе обнаруживает множество неровностей на поверхности, соответствующих белкам, которые покрывают липидный бислой. Вариант разрушения при замораживании, называемый травлением замораживанием , позволяет визуализировать внешние поверхности клеточных мембран в дополнение к их внутренним поверхностям.

Рисунок 1.35

Трещина от замерзания. (A) Разрушение при замораживании расщепляет липидный бислой, оставляя белки, встроенные в мембрану, связанную с одной из двух половин мембраны. (B) Микрофотография замороженных плазматических мембран двух соседних клеток. Белки, которые охватывают (подробнее …)

Второй тип электронной микроскопии, сканирующая электронная микроскопия, используется для получения трехмерного изображения клеток (). В сканирующей электронной микроскопии электронный луч не проходит через образец.Вместо этого поверхность ячейки покрыта тяжелым металлом, и для сканирования образца используется пучок электронов. Электроны, которые рассеиваются или испускаются с поверхности образца, собираются для создания трехмерного изображения по мере того, как электронный луч движется по ячейке. Поскольку разрешение сканирующей электронной микроскопии составляет всего около 10 нм, ее использование обычно ограничивается изучением целых клеток, а не субклеточных органелл или макромолекул.

Рисунок 1.36

Растровая электронная микроскопия.Сканирующая электронная микрофотография макрофага. (Дэвид Филлипс / Visuals Unlimited.)

Субклеточное фракционирование

Хотя электронный микроскоп позволил детально визуализировать клеточную структуру, одной микроскопии недостаточно для определения функций различных компонентов эукариотических клеток. Для решения многих вопросов, касающихся функции субклеточных органелл, оказалось необходимым выделить органеллы эукариотических клеток в форме, которая может быть использована для биохимических исследований.Обычно это достигается с помощью дифференциального центрифугирования — метода, разработанного в основном Альбертом Клодом, Кристианом де Дювом и их коллегами в 1940-х и 1950-х годах для разделения компонентов клеток на основе их размера и плотности.

Первым шагом в субклеточном фракционировании является разрушение плазматической мембраны в условиях, которые не разрушают внутренние компоненты клетки. Используются несколько методов, в том числе обработка ультразвуком (воздействие высокочастотного звука), измельчение в механическом гомогенизаторе или обработка с помощью высокоскоростного блендера.Все эти процедуры разрушают плазматическую мембрану и эндоплазматический ретикулум на мелкие фрагменты, оставляя другие компоненты клетки (такие как ядра, лизосомы, пероксисомы, митохондрии и хлоропласты) нетронутыми.

Суспензия разрушенных клеток (называемая лизатом или гомогенатом) затем фракционируется на компоненты путем серии центрифугирования в ультрацентрифуге , которая вращает образцы с очень высокой скоростью (до 100000 об / мин), создавая силы до 500000 раз больше силы тяжести.Эта сила заставляет компоненты клеток перемещаться к дну центрифужной пробирки и формировать осадок (процесс, называемый седиментацией) со скоростью, которая зависит от их размера и плотности, при этом самые крупные и тяжелые структуры осаждаются наиболее быстро (). Обычно гомогенат клеток сначала центрифугируется на низкой скорости, в результате чего осаждаются только целые клетки и самые крупные субклеточные структуры — ядра. Таким образом, обогащенная фракция ядер может быть извлечена из осадка такого низкоскоростного центрифугирования, в то время как другие компоненты клетки остаются суспендированными в супернатанте (оставшемся растворе).Затем супернатант центрифугируют на более высокой скорости для осаждения митохондрий, хлоропластов, лизосом и пероксисом. Недавнее центрифугирование супернатанта на еще более высокой скорости осаждает фрагменты плазматической мембраны и эндоплазматического ретикулума. Четвертое центрифугирование на еще более высокой скорости осаждает рибосомы, оставляя только растворимую часть цитоплазмы (цитозоль) в супернатанте.

Рисунок 1.37

Субклеточное фракционирование. Клетки лизируются, и субклеточные компоненты разделяются серией центрифугирования с возрастающей скоростью.После каждого центрифугирования органеллы, осевшие на дне пробирки, собираются в (подробнее …)

. Фракции, полученные в результате дифференциального центрифугирования, соответствуют обогащенным, но все же не чистым препаратам органелл. Более высокая степень очистки может быть достигнута с помощью центрифугирования в градиенте плотности , при котором органеллы разделяются седиментацией через градиент плотного вещества, такого как сахароза. При центрифугировании на скорости исходный материал наслаивается поверх градиента сахарозы ().Частицы разного размера оседают через градиент с разной скоростью, перемещаясь в виде дискретных полос. После центрифугирования сбор отдельных фракций градиента обеспечивает достаточное разрешение для разделения органелл аналогичного размера, таких как митохондрии, лизосомы и пероксисомы.

Рисунок 1.38

Центрифугирование по скорости в градиенте плотности. Образец наслоен поверх градиента сахарозы, и частицы разного размера оседают через градиент в виде дискретных полос.Разделенные частицы затем могут быть собраны в отдельные фракции (подробнее …)

Равновесное центрифугирование в градиентах плотности может использоваться для разделения субклеточных компонентов на основе их плавучей плотности, независимо от их размера и формы. В этой процедуре образец центрифугируется в градиенте, содержащем высокую концентрацию сахарозы или хлорида цезия. Вместо разделения на основе скорости осаждения частицы образца центрифугируют до тех пор, пока они не достигнут положения равновесия, при котором их плавучая плотность равна плотности окружающего раствора сахарозы или хлорида цезия.Такое равновесное центрифугирование полезно для отделения мембран разных типов друг от друга и достаточно чувствительно для разделения макромолекул, меченных разными изотопами. Классическим примером, обсуждаемым в главе 3, является анализ репликации ДНК путем разделения молекул ДНК, содержащих тяжелые и легкие изотопы азота ( ¹⁵ N и ¹⁴ N), путем равновесного центрифугирования в градиентах хлорида цезия.

Рост клеток животных в культуре

Возможность изучения клеток во многом зависит от того, насколько легко их можно выращивать и манипулировать ими в лаборатории.Хотя этот процесс технически намного сложнее, чем культивирование бактерий или дрожжей, в культуре можно выращивать и обрабатывать самые разные клетки животных и растений. Такие системы культивирования клеток in vitro и позволили ученым изучать рост и дифференциацию клеток, а также выполнять генетические манипуляции, необходимые для понимания структуры и функции генов.

Культуры животных клеток инициируются диспергированием кусочка ткани в суспензию составляющих ее клеток, которую затем добавляют в культуральную чашку, содержащую питательную среду.Большинство типов клеток животных, таких как фибробласты и эпителиальные клетки, прикрепляются и растут на пластиковой поверхности чашек, используемых для культивирования клеток (). Поскольку они содержат быстрорастущие клетки, в качестве исходного материала часто используются эмбрионы или опухоли. Эмбриональные фибробласты особенно хорошо растут в культуре и, следовательно, являются одним из наиболее широко изученных типов клеток животных. Однако при соответствующих условиях некоторые специализированные типы клеток также можно выращивать в культуре, что позволяет изучать их дифференцированные свойства в контролируемой экспериментальной среде.

Рисунок 1.39

Клетки животных в культуре. Сканирующая электронная микрофотография человеческих фибробластов, прикрепленных к поверхности культуральной чашки. (Дэвид М. Филлипс / Visuals Unlimited.)

Питательные среды, необходимые для размножения клеток животных, намного сложнее минимальных сред, достаточных для поддержания роста бактерий и дрожжей. В ранних исследованиях клеточных культур использовались среды, состоящие из неопределенных компонентов, таких как плазма, сыворотка и экстракты эмбрионов. Таким образом, в 1955 году был сделан большой шаг вперед, когда Гарри Игл описал первую определенную среду, поддерживающую рост клеток животных.Помимо солей и глюкозы среды, используемые для культур клеток животных, содержат различные аминокислоты и витамины, которые клетки не могут производить сами. Среды для выращивания большинства животных клеток в культуре также включают сыворотку, которая служит источником полипептидных факторов роста, необходимых для стимуляции деления клеток. Выявлено несколько таких факторов роста. Они служат важными регуляторами роста и дифференцировки клеток в многоклеточных организмах, обеспечивая сигналы, с помощью которых разные клетки общаются друг с другом.Например, важной функцией фибробластов кожи интактного животного является пролиферация, когда это необходимо для восстановления повреждений, возникших в результате пореза или раны. Их деление запускается фактором роста, высвобождаемым из тромбоцитов во время свертывания крови, тем самым стимулируя пролиферацию фибробластов по соседству с поврежденной тканью. Идентификация индивидуальных факторов роста сделала возможным культивирование множества клеток в бессывороточных средах (средах, в которых сыворотка была заменена специфическими факторами роста, необходимыми для пролиферации рассматриваемых клеток).

Исходные культуры клеток, полученные из ткани, называются первичными культурами (). Клетки в первичной культуре обычно растут, пока не покроют поверхность чашки для культивирования. Затем их можно вынуть из чашки и пересадить на более низкую плотность, чтобы сформировать вторичные культуры. Этот процесс можно повторять много раз, но большинство нормальных клеток нельзя выращивать в культуре бесконечно. Например, нормальные человеческие фибробласты обычно можно культивировать для удвоения популяции от 50 до 100, после чего они перестают расти и умирают.Напротив, клетки, полученные из опухолей, часто бесконечно пролиферируют в культуре и называются линиями бессмертных клеток . Кроме того, ряд иммортализованных клеточных линий грызунов был выделен из культур нормальных фибробластов. Вместо того, чтобы умирать, как большинство их собратьев, некоторые клетки в этих культурах продолжают бесконечно размножаться, образуя клеточные линии, подобные тем, которые происходят из опухолей. Такие постоянные клеточные линии были особенно полезны для многих типов экспериментов, поскольку они обеспечивают непрерывный и однородный источник клеток, с которыми можно манипулировать, клонировать и неограниченно размножать в лаборатории.

Даже в оптимальных условиях время деления наиболее активно растущих клеток животных составляет порядка 20 часов — в десять раз больше, чем время деления дрожжей. Следовательно, эксперименты с культивированными клетками животных сложнее и занимают гораздо больше времени, чем эксперименты с бактериями или дрожжами. Например, рост видимой колонии животных клеток из одной клетки занимает неделю или больше, тогда как колонии E . coli или дрожжи развиваются из единичных клеток в течение ночи.Тем не менее, генетические манипуляции с животными клетками в культуре были необходимы для нашего понимания структуры и функции клеток.

Культура растительных клеток

Растительные клетки также можно культивировать в питательной среде, содержащей соответствующие молекулы, регулирующие рост. В отличие от факторов роста полипептидов, которые регулируют пролиферацию большинства клеток животных, регуляторы роста клеток растений представляют собой небольшие молекулы, которые могут проходить через клеточную стенку растений. При наличии соответствующих смесей этих регуляторных молекул роста многие типы растительных клеток размножаются в культуре, производя массу недифференцированных клеток, называемых каллусами ().

Рисунок 1.41

Растительные клетки в культуре. Недифференцированная масса растительных клеток (каллус), растущая на твердой среде. (Джон Н. А. Лотт / Служба биологических фотографий.)

Поразительной особенностью растительных клеток, резко контрастирующей с поведением клеток животных, является феномен, называемый тотипотентностью . Дифференцированные животные клетки, такие как фибробласты, не могут развиваться в другие типы клеток, такие как нервные клетки. Однако многие клетки растений способны образовывать любые из различных типов клеток и тканей, которые в конечном итоге необходимы для регенерации всего растения.Следовательно, с помощью соответствующих манипуляций с питательными веществами и молекулами, регулирующими рост, недифференцированные растительные клетки в культуре могут быть индуцированы с образованием множества растительных тканей, включая корни, стебли и листья. Во многих случаях даже целое растение можно регенерировать из одной культивируемой клетки. В дополнение к теоретическому интересу, способность производить новое растение из одной клетки, которая была обработана в культуре, позволяет легко вносить генетические изменения в растения, открывая важные возможности для сельскохозяйственной генной инженерии.

Вирусы

Вирусы — это внутриклеточные паразиты, которые не могут размножаться сами по себе. Они размножаются, заражая клетки-хозяева и узурпируя клеточные механизмы для производства большего количества вирусных частиц. В своих простейших формах вирусы состоят только из геномной нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), окруженной белковой оболочкой (). Вирусы важны для молекулярной и клеточной биологии, потому что они представляют собой простые системы, которые можно использовать для исследования функций клеток. Поскольку репликация вируса зависит от метаболизма инфицированных клеток, исследования вирусов выявили многие фундаментальные аспекты клеточной биологии.Исследования бактериальных вирусов существенно помогли нам понять основные механизмы молекулярной генетики, а эксперименты с растительным вирусом (вирусом табачной мозаики) впервые продемонстрировали генетический потенциал РНК. Вирусы животных предоставили особо чувствительные зонды для исследования различной активности эукариотических клеток.

Рисунок 1.42

Структура животного вируса. (A) Частицы вируса папилломы содержат небольшую кольцевую молекулу ДНК, заключенную в белковую оболочку (капсид).(B) Электронная микрофотография частиц вируса папилломы человека. Добавлен искусственный краситель. (B, Alfred Pasieka / Science (more …)

Быстрый рост и небольшой размер генома бактерий делают их отличными объектами для экспериментов в области молекулярной биологии, а бактериальные вирусы (бактериофаги) еще больше упростили изучение генетики бактерий. Одним из наиболее важных бактериофагов является Т4, который инфицирует и реплицируется в E . coli . Заражение одной частицей Т4 приводит к образованию примерно 200 вирусных частиц потомства за 20-30 минут.Затем первоначально инфицированная клетка разрывается (лизируется), высвобождая частицы потомства вируса в среду, где они могут инфицировать новые клетки. В культуре бактерий, растущих на агаризованной среде, репликация Т4 приводит к образованию чистого участка лизированных клеток (бляшки) на лужайке бактерий (). Так же, как инфекционные вирусные частицы легко выращивать и анализировать, вирусные мутанты — например, вирусы, которые будут расти в одном штамме E . coli , но не другой — их легко изолировать. Таким образом, T4 манипулируется даже легче, чем E . coli для исследований молекулярной генетики. Причем геном Т4 в 20 раз меньше, чем у E . coli — примерно 0,2 миллиона пар оснований, что еще больше упрощает генетический анализ. Некоторые другие бактериофаги имеют еще меньшие геномы — простейшие из них состоят из молекул РНК, состоящих всего из 3600 нуклеотидов. Таким образом, бактериальные вирусы предоставили чрезвычайно простые экспериментальные системы для молекулярной генетики. Исследования этих вирусов во многом привели к выяснению многих фундаментальных принципов молекулярной биологии.

Рисунок 1.43

Бляшки бактериофага. Бляшки Т4 видны на лужайке E . coli . Каждая бляшка возникает в результате репликации одной вирусной частицы. (E. C. S. Chen / Visuals Unlimited.)

Из-за возросшей сложности генома животных клеток вирусы сыграли даже более важную роль в исследованиях клеток животных, чем в исследованиях бактерий. Многие вирусы животных реплицируются и могут быть проанализированы по образованию бляшек в культурах клеток, как и бактериофаги.Более того, геномы вирусов животных схожи по сложности с геномами бактериальных вирусов (примерно от 3000 до 300000 пар оснований), поэтому вирусы животных гораздо более управляемы, чем их клетки-хозяева.

Существует множество различных вирусов животных, каждый из которых содержит ДНК или РНК в качестве генетического материала (). Одно семейство вирусов животных — ретровирусы — содержат геномы РНК в своих вирусных частицах, но синтезируют ДНК-копию своего генома в инфицированных клетках.Эти вирусы являются хорошим примером важности вирусов как моделей, поскольку исследования ретровирусов — это то, что впервые продемонстрировало синтез ДНК из матриц РНК — фундаментальный способ передачи генетической информации, который, как сейчас известно, происходит как в прокариотических, так и в эукариотических клетках.