Физическая биохимия - Фрайфелдер Д.
Скачать (прямая ссылка):
2-8. Приведите основные соображения по поводу использования покровных стекол в микроскопии. Что произойдет с изображением, если образец находится в жидкости, а покровное стекло отсутствует?
2-9. Если клетка суспендирована в жидкости с показателем преломления таким же, как у клетки, то как будет выглядеть клетка?
2-10. Если к клеткам животных при митозе (когда хромосомы конденсируются) прибавить акридиновый оранжевый (АО), то использование для освещения света, возбуждающего АО, приведет к тому, что во флуоресцентный микроскоп хромосомы будут видны как ярко-зеленые зоны. Эту методику можно использовать для интерпретации следующего эксперимента. Существует прибор, позволяющий облучать маленькую часть клетки узким направленным пучком ультрафиолетовых лучей. Если часть хромосомы облучать таким пучком с диаметром, превышающим поперечное сечение хромосомы, то можно наблюдать одно из следующих явлений: 1) хромосома остается ин-тактной, 2) при наблюдении в фазово-контрастный микроскоп облученная часть хромосомы выглядит бледной в сравнении с остальной частью, которая выглядит черной, 3) при наблюдении в интерференционный микроскоп с использованием белого света облученная часть отличается по цвету от остальной части, А) при добавлении АО облученная часть не флуоресцирует и 5) при окрашивании клетки красителем, дающим красный цвет в случае присутствия дезоксирибозы, облученная часть не окрашивается, тогда как вся остальная хромосома становится красной.
Каково предположительное действие УФ-облучения? Что можно сказать
о составе хромосомы? Какой вывод можно сделать о физической структуре хромосомы?
2-11. В поляризационный микроскоп с анализатором и поляризатором-, перпендикулярными друг другу, наблюдали круглый плоский объект. Объект содержит яркий крест (части его пересекаются под углом 90°), который ориентирован под углом 45° относительно оси поляризатора. При вращении объекта его вид не изменяется. Какова предположительная структура объекта? Что будет наблюдаться, если из микроскопа удалить анализатор, а объект вращать?
Электронная микроскопия
Предел разрешения оптического микроскопа составляет приблизительно 2000 А (гл. 2), что явно недостаточно для наблюдения клеточных органелл, вирусов и макромолекул. Однако применение электронной микроскопии предоставляет такую возможность, причем в специально подобранных условиях предельное разрешение может быть меньше диаметра атома урана, т. е. менее 5 А.
Немного найдется устройств, которые были бы снабжены таким количеством кнопок и измерительных приборов, как электронный микроскоп. Кроме того, некоторые методики требуют от исследователя настоящего искусства и огромного внимания к мельчайшим деталям. Тем не менее в большинстве случаев использование прибора не связано с серьезными затруднениями, а приготовление образцов довольно простое. Не может быть сомнений в том, что каждая лаборатория должна иметь доступ к электронному микроскопу, а каждый биохимик должен быть достаточно осведомлен о возможностях его использования. В данной главе мы не будем касаться специфических методик или технических подробностей, а покажем возможности метода и опишем его принцип действия.
Принцип действия электронного микроскопа
Обычный оптический микроскоп состоит из источника света, конденсора, фокусирующего свет на объекте, держателя (т. е. предметного стекла и столика), объектива для фокусирования изображения и окуляра для проекции изображения, которое дает объектив, на фотопленку или в глаз наблюдателя (гл. 2). Эта же схема действует и в электронном микроскопе, за исключением того, что свет заменен пучком электронов, вместо держателя образца имеется проволочная сетка и вместо стеклянных линз используются электромагнитные.
Электронная линза, в основе которой лежит электромагнит с осевой * симметрией, через который проходит электронный пучок, схематически изображена на рис. 3-1, А. (Фокусирующее действие магнитного поля очень сложно и здесь рассматриваться не
* Часто говорят, что электромагнитные линзы обладают цилиндрической симметрией, подразумевая при этом их цилиндрическую форму. Более точным термином здесь будет «осевая симметрия», поскольку в данном случае имеет место симметрия относительно оси.
А Б
РИС. 3-1.
А—электромагнитная линза. Хотя в деталях могут быть отличия, каждая линза имеет железный кожух, заключающий обмотку из медной проволоки, по которой проходит электрический ток, и полюсные наконечники, концентрирующие силовые линии магнитного поля. В действительности магнитная линза имеет диаметр 120 мм и более, а диаметр канала измеряется микрометрами. Б — прохождение электронов через систему линз электронного микроскопа. Электроны движутся от спирали накаливания вниз. Компоненты микроскопа и луч изображены без соблюдения масштаба. В некоторых микроскопах имеется два конденсора; иногда отсутствует дифракционная линза.
/ — силовые линии; 2 — полюса; 3 — зазор; 4 — канал; 5 — обмотка; 6 — железный кожух; 7 — спираль накаливания; 8— анод; 9 — электронная пушка; 10 — конденсорная линза; И — образец; 12 — линза объектива; 13 — промежуточная линза; 14 — дифракционная линза; 15 — проекционная линза; 16 — флуоресцентный экран или фотопластинка.
