в этой среде. Одни организмы состоят всего лишь из одной клетки (простейшие, некоторые водоросли), а другие являются многоклеточными и состоят из огромного числа клеток. Изучением строения клетки и принципов её жизнедеятельности занимается наука цитология.
§ 5. Методы цитологии. Клеточная теория
1. Что такое клетка?
2. Каковы размеры клеток?
3. Какие приборы используют для изучения клеток?
4. Что такое фагоцитоз?
Методы цитологии. Для изучения анатомии и жизнедеятельности клеток применяют самые разнообразные методы. Исторически первым таким методом стала световая микроскопия. Первые микроскопы, в которых увеличение изображения создавалось за счет использования системы линз, были созданы в начале XVII в., однако только через полвека, в 1665 г., англичанин Роберт Гук применил микроскоп для исследования живых организмов и увидел клетки. Несколько позднее (в 1696 г.) Антони ван Левенгук в своей книге «Тайны природы, открытые с помощью совершеннейших микроскопов» описал эритроциты, сперматозоиды, микроорганизмы. Поэтому ван Левенгук и считается основоположником биологической микроскопии.
Световые микроскопы широко применяются и в настоящее время, однако с их помощью невозможно изучать объекты, размер которых меньше длины световой волны (400–800 нм). Дело в том, что световая волна не может быть отражена очень маленьким предметом, она просто обогнёт его. Поэтому у физиков возникла идея использовать вместо луча света пучок электронов, которые способны отражаться от мельчайших объектов. Так, в начале 30-х годов XX в. был создан электронный микроскоп, давший биологам возможность увидеть составные части клеток размером всего 1 нм. Для того чтобы получать объёмные изображения предметов, был сконструирован сканирующий электронный микроскоп (рис. 4).
Рис. 4. Сканирующий электронный микроскоп
Однако перед исследованием с помощью электронного микроскопа клетки необходимо подвергать особой обработке, в результате которой они погибают. Живую клетку таким образом изучать невозможно. В том случае, когда необходимо проследить за процессами, происходящими с живой клеткой в течение длительного времени, используют замедленную киносъёмку через мощные световые микроскопы.
Если требуется проследить за судьбой какого-либо химического соединения в клетке, то можно заменить один из атомов в его молекуле на радиоактивный изотоп. Тогда эта молекула будет иметь радиоактивную метку, по которой её можно обнаружить с помощью счётчика радиоактивных частиц или по её способности засвечивать фотоплёнку. Чаще всего в качестве радиоактивной метки используют изотопы водорода (3Н), углерода (14С) и фосфора (32Р).
Для выделения и изучения отдельных органоидов клетки используется метод ультрацентрифугирования: разрушенные клетки в пробирках вращают с очень большой скоростью в особых приборах – центрифугах. Так как разные составные части клеток имеют различные массу, размеры
