Цитология растений - Атабекова А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Результаты работ, проводимых в нашей стране и за рубежом, показали значительную эффективность цитологических и эмбриологических исследований при решении основных теоретических проблем биологии, а также практических задач, стоящих перед сельским хозяйством, медициной, пищевой промышленностью.
На современном этапе развития научно-технического прогресса цитологические и эмбриологические методы стали важными элементами познания живых объектов. Необходимость развития этих исследований сформулирована в решениях XXVII съезда КПСС. Цитология стала составной частью программы «Биотехнология», направленной на разработку новых методов управления жизнедеятельностью и наследственностью живых организмов, создание новых высокоорганизованных форм растений, животных, микроорганизмов.
Цитологические исследования полностью связаны с применением микроскопа, а также с использованием многочисленных приемов препаративной и аналитической химии и биофизики.
Основным прибором цитологических исследований является световой микроскоп, до сих пор не утративший своего значения при изучении клетки. Существуют самые разнообразные модели световых микроскопов. Для каждого способа микроскойирова-ния необходимы свои методы приготовления препаратов. При изучении клетки под световым микроскопом многие ее структурные компоненты остаются незамеченными. Кроме того, при этом методе исследования живую клетку приходится обычно фиксировать (умерщвлять), дифференцированно ее окрашивать для выделения отдельных структур, что позволяет получить постоянные препараты хорошего качества, на которых отчетливо видно строение растительной клетки. Однако в некоторых случаях фиксирующие агенты (спирт, кислоты, формалин, соли металлов) и красители могут исказить истинную картину клеточной структуры, заменив ее артефактами (структуры, созданные фиксирующим веществом). В этом случае наряду с постоянными препаратами следует параллельно изучать живые клетки. Последние чаще всего окрашивают: нейтральными красителями — цитоплазму, янусом зеленым — митохондрии, метиленовым синим — комплекс Гольджи. Используют и некоторые другие красители, сравнительно легко проникающие в живые клетки.
Для изучения строения живой клетки были созданы специальные микроскопы фазово-контрастный, интерференционный, поляризационный и люминесцентный.
Фазово-контрастный метод основан на том, что различные участки прозрачного препарата отличаются друг от друга по показателю преломления. В результате происходит смещение
фаз, приводящее к изменению яркости и контрастности изображения. Этот метод открывает перед цитологами широкие возможности в познании живых клеток, их органелл и всевозможных включений в неповрежденном виде. Интерференционная микроскопия также основана на получении контрастного изображения неокрашенной живой клетки. Ее проводят на специальных микроскопах, приспособленных к этим исследованиям. При поляризационной микроскопии используют способность некоторых структур преломлять поляризованный свет, что связано с определенной ориентацией молекул и способностью двойного лучепреломления (анизотропные структуры). С помощью поляризационного микроскопа определяют ориентировку частиц в клетках, обнаруживают структуры с двойным лучепреломлением, наблюдают над молекулярной организацией различных зон клетки.
С помощью люминесцентного микроскопа также изучают живые, нефиксированные клетки. Люминесценцией называется свечение объекта в результате поглощения световой энергии» вызываемое ультрафиолетовыми, а также синими и фиолетовыми лучами. Многие клеточные структуры обладают способностью к собственной (первичной) люминесценции. Так, хлорофилл, содержащийся в хлоропластах растительных клеток, обладает ярко-красной люминесценцией; довольно отчетливое свечение имеется у витаминов А и В, а также некоторых бактерий.
Однако 'большинство клеточных веществ способно к свечению лишь после обработки их специальными красителями (вторичная люминесценция). К таким красителям относятся акридин оранжевый, барбаринсульфат, флоксин, флуоресцин и др. Многие из этих красителей способны избирательно окрашивать отдельные клеточные структуры, что помогает их изучению. Так, акридин оранжевый при известных условиях окрашивает ДНК. в зеленый, а РНК в оранжевый цвет, что широко используется при определении локализации нуклеиновых кислот в растительных и животных клетках. Люминесцентный метод дает возможность изготовить контрастные препараты, удобные для изучения, а также определять функциональное состояние отдельных клеток.
Изучение клеточных структур на молекулярном уровне пр и помощи электронного микроскопа проводят на предварительно фиксированных и подготовленных препаратах. Их рассматривают на световом экране или фотографируют.
Современные методы исследований обусловливают взаимосвязь между структурой и функцией, структурой и обменом, что приводит к полному смыканию морфологии с биохимией и физиологией клетки. Так, в наше время широко распространены разные методы определения химического состава и химической динамики клеток.
