Histologie jak vznikla nezávislá věda v začátek XIX století. Prehistorie histologie byla výsledkem četných makroskopických (vizuálních) studií základních částí různých živočišných a rostlinných organismů. Rozhodující význam pro rozvoj histologie jako vědy o stavbě tkání měl vynález mikroskopu, jehož první vzorky vznikly na počátku 17. století (G. a Z. Jansenovi, G. Galilei, popř. ostatní). Jednu z prvních vědeckých studií pomocí mikroskopu vlastní konstrukce provedl anglický vědec Robert Hooke (1635-1703). Studoval mikroskopickou strukturu mnoha objektů. R. Hooke popsal všechny studované objekty v knize "Mikrografie aneb některé fyziologické popisy nejmenších těles vyrobených pomocí lupy ...", vydané v roce 1665. Ze svých pozorování R. Hooke usoudil, že buňky ve tvaru bublin , nebo buňky, jsou rozšířené v rostlinných objektech a poprvé navrhly termín "buňka".
V roce 1671 anglický vědec N. Grew (1641-1712) ve své knize „ anatomie rostlin"Psal o buněčné struktuře jako obecném principu organizace rostlinných organismů. N. Grew poprvé zavedl termín "tkanina" k označení rostlinné hmoty, protože ta se svým mikroskopickým designem podobala oděvním tkaninám. Ve stejném roce Ital J. Malpighi (1628- 1694) podal systematickou a Detailní popis buněčná (buněčná) stavba různých rostlin. V budoucnu se postupně hromadila fakta, která naznačovala, že nejen rostlinné, ale i živočišné organismy se skládají z buněk. Ve druhé polovině 17. století objevil A. Leeuwenhoek (1632-1723) svět mikroskopických zvířat a poprvé popsal červené krvinky a mužské pohlavní buňky.
V průběhu 18. století docházelo k postupnému hromadění faktů o buněčné stavbě rostlin a živočichů. Buňky živočišných tkání studoval a podrobně popsal český vědec Jan Purkynia (1787-1869) a jeho studenti na počátku 19. století.
Velký význam pro rozvoj poznání o mikroskopická stavba organismů má dále vylepšené mikroskopy. V 18. století se již mikroskopy vyráběly ve velkém. Do Ruska je poprvé přivezl z Holandska Petr I. Později byla na Akademii věd v Petrohradě uspořádána dílna na výrobu mikroskopů. M.V. udělal hodně pro rozvoj mikroskopie v Rusku. Lomonosov, který navrhl řadu technických vylepšení v konstrukci mikroskopu a jeho optického systému. Druhá polovina 19. století je pozoruhodná rychlým zdokonalováním mikroskopické techniky. Vznikly nové konstrukce mikroskopů a díky vynálezu imerzních čoček (vodní imerze se začala používat od roku 1850, olejová - od roku 1878) se rozlišení optických přístrojů desetinásobně zvýšilo. Souběžně se zdokonalováním mikroskopu se vyvíjela i technika přípravy mikroskopických preparátů.
Pokud dříve předměty zkoumané pod mikroskopem ihned po jejich izolaci z rostlin nebo živočichů bez jakékoli předběžné přípravy se nyní začali uchylovat k různým metodám jejich zpracování, což umožnilo zachovat strukturu biologických objektů. Byly navrženy různé způsoby fixace materiálu. Jako fixační prostředky byly použity kyseliny chromová, pikrová, osminová, octová a další, jakož i jejich směsi. K fixaci biologických předmětů byl v roce 1893 poprvé použit jednoduchý a v mnoha případech nepostradatelný fixátor – formalín.
Výroba léků, vhodný pro zkoumání v procházejícím světle, se stal možným po vývoji metod pro lití kusů do hustého média, což usnadnilo získání tenkých řezů. Vynález speciálních struktur pro řezání - mikrotomů - v laboratoři J. Purkinse výrazně zlepšil techniku výroby histologické preparáty. V Rusku sestrojil první mikrotom kyjevský histolog P.I. Peremezhko. Pro zvýšení kontrastu struktur se řezy začaly barvit různými barvivy. Karmín byl prvním histologickým barvivem, které barvilo buněčná jádra a bylo široce používáno (začátek v roce 1858). Další jaderné barvivo - hematoxylin - se používá od roku 1865, ale dlouho nebyly jeho vlastnosti plně vyhodnoceny. Ve druhé polovině 19. století se již používaly anilinové barvy, byla vyvinuta metoda impregnace tkanin dusičnanem stříbrným (K. Golgi, 1873) a barvení nervové tkáně methylenová modř (A.S. Dogel, A.E. Smirnov, 1887).
Kvůli fixaci biologického materiálu a získáváním těch nejtenčích barevných řezů z ní měli badatelé konce 19. století možnost proniknout mnohem hlouběji do tajů stavby tkání a buněk, na jejichž základě vznikla řada největší objevy. V roce 1833 tedy R. Brown objevil trvalou složku buňky – jádro. V roce 1861 schválil M. Schultze pohled na buňku jako na „hrudku protoplazmy s jádrem ležícím uvnitř“. Hlavní základní části buňky začaly počítat jádro a cytoplazmu. V 70. letech 19. století skupina výzkumníků současně a nezávisle objevila nepřímou metodu buněčného dělení - karyokinezi nebo mitózu. V dílech I.D. Chistyakov (1874), O. Buchli (1875), E. Strasburger (1875), W. Meisel (1875), P.I. Peremezhko (1878), V. Schleicher (1878), V. Flemming (1879) a další popsali a znázornili všechna stádia nepřímého buněčného dělení. Tento objev měl velká důležitost rozvíjet znalosti o buňce. Sloužil také jako základ pro hlubší studium tak důležitého biologického procesu, jakým je oplodnění. Studium mitózy a fertilizace přitáhlo zvláštní pozornost výzkumníků k buněčnému jádru a objasnění jeho významu v procesu přenosu dědičných vlastností. V roce 1884 O. Gertwig a E. Strasburger nezávisle na sobě předložili hypotézu, že materiálním nositelem dědičnosti je chromatin.
Předmětem velké pozornosti vědců je chromozomy. Spolu se studiem buněčného jádra byla podrobena důkladné analýze také cytoplazma.
Pokrok v mikroskopické technologii vedl k otevření organel v cytoplazmě- její stálé a vysoce diferencované prvky, mající určitou strukturu a plnící pro buňku životně důležité funkce. V letech 1875-76. německý biolog O. Hertwig a belgický vědec Van Beneden objevili buněčné centrum neboli centrosom; a v roce 1898 italským vědcem K. Golgim - intracelulární retikulární aparát (Golgiho komplex). V roce 1897 K. Benda - v živočišných buňkách a v roce 1904 - F. Mewes - v rostlinných buňkách popsal chondriosomy, které se později staly známými jako mitochondrie.
Tedy do konce 19. století na základě úspěšných vývoj mikroskopické technologie a analýzou údajů o mikroskopické struktuře buňky se nashromáždil kolosální faktografický materiál, který umožnil identifikovat řadu důležitých vzorců ve struktuře a vývoji buněk a tkání. V této době vynikla doktrína buňky v nezávislé biologické vědě - cytologii.
Toto je věda o životě. V současnosti představuje souhrn věd o živé přírodě.
Biologie studuje všechny projevy života: strukturu, funkce, vývoj a původ žijící organismy, jejich vztah v přírodních společenstvech k prostředí a k ostatním živým organismům.
Od doby, kdy si člověk začal uvědomovat svou odlišnost od světa zvířat, začal studovat svět kolem sebe.
Zpočátku na tom závisel jeho život. Primitivní lidé potřebovali vědět, které živé organismy lze jíst, používat jako léky, k výrobě šatů a obydlí a které z nich jsou jedovaté nebo nebezpečné.
S rozvojem civilizace si člověk mohl dovolit takový luxus jako dělat vědu pro vzdělávací účely.
Výzkum kultury starověkých národů ukázaly, že mají rozsáhlé znalosti o rostlinách a zvířatech a široce je uplatňují v každodenním životě.
Moderní biologie - komplexní věda, pro kterou je charakteristické prolínání myšlenek a metod různých biologických oborů, ale i dalších věd – především fyziky, chemie a matematiky.
Hlavní směry vývoje moderní biologie. V současné době lze podmíněně rozlišit tři směry v biologii.
Za prvé je to klasická biologie. Zastupují ji přírodovědci, kteří studují rozmanitost života Příroda. Objektivně pozorují a analyzují vše, co se děje ve volné přírodě, studují živé organismy a klasifikují je. Je mylné si myslet, že v klasické biologii již byly všechny objevy učiněny.
Ve druhé polovině XX století. bylo popsáno nejen mnoho nových druhů, ale byly objeveny i velké taxony, až po říše (Pogonophores) a dokonce i superříše (Archaebacteria nebo Archaea). Tyto objevy donutily vědce k novému pohledu na celek historie vývoježivá příroda, Pro skutečné přírodovědce je příroda hodnotou sama o sobě. Každý kout naší planety je pro ně jedinečný. Proto vždy patří mezi ty, kteří akutně pociťují nebezpečí pro přírodu kolem nás a aktivně se o něj zasazují.
Druhým směrem je evoluční biologie.
V 19. stol autor teorie přírodní výběr Charles Darwin začínal jako obyčejný přírodovědec: sbíral, pozoroval, popisoval, cestoval a odhaloval tajemství divoké zvěře. Hlavním výsledkem však jeho práce to z něj udělalo slavného vědce byla teorie vysvětlující organickou rozmanitost.
V současné době aktivně pokračuje studium evoluce živých organismů. Syntéza genetiky a evoluční teorie vedla k vytvoření tzv. syntetické evoluční teorie. Ale i nyní je stále mnoho nevyřešených otázek, na které evoluční vědci hledají odpovědi.
Vytvořeno na počátku 20. století. od našeho vynikajícího biologa Alexandra Ivanoviče Oparina byla první vědecká teorie vzniku života čistě teoretická. V současné době aktivně experimentální studie tohoto problému a díky použití pokročilých fyzikálních a chemických metod již byly vytvořeny důležité objevy a můžeme očekávat nové zajímavé výsledky.
Nové objevy umožnily doplnit teorii antropogeneze. Ale přechod ze světa zvířat k člověku stále zůstává jednou z největších záhad biologie.
Třetím směrem je fyzikální a chemická biologie, která studuje strukturu živých objektů pomocí moderních fyzikálních a chemických metod. Jedná se o rychle se rozvíjející oblast biologie, která je důležitá jak z teoretického, tak z praktického hlediska. Můžeme s jistotou říci, že nás čekají nové objevy ve fyzikální a chemické biologii, které nám umožní vyřešit mnoho problémů, kterým lidstvo čelí.
Vývoj biologie jako vědy. Moderní biologie má kořeny ve starověku a je spojena s rozvojem civilizace ve středomořských zemích. Známe jména mnoha vynikajících vědců, kteří přispěli k rozvoji biologie. Jmenujme jen některé z nich.
Hippokrates (460 - cca 370 př. n. l.) podal první poměrně podrobný popis stavby člověka a zvířat, poukázal na roli prostředí a dědičnosti při výskytu nemocí. Je považován za zakladatele medicíny.
Aristoteles (384-322 př. n. l.) rozdělen svět do čtyř království: neživý svět země, vody a vzduchu; rostlinný svět; svět zvířat a svět lidí. Popsal mnoho zvířat, položil základ pro taxonomii. Čtyři biologická pojednání, která napsal, obsahovaly téměř všechny do té doby známé informace o zvířatech. Zásluhy Aristotela jsou tak velké, že je považován za zakladatele zoologie.
Theophrastus (372-287 př. n. l.) studoval rostliny. Popsal více než 500 druhů rostlin, podal informace o struktuře a rozmnožování mnoha z nich, zavedl mnoho botanických termínů. Je považován za zakladatele botaniky.
Gaius Plinius starší (23-79) shromáždil informace o živých organismech, které byly v té době známé, a napsal 37 svazků přírodovědné encyklopedie. Téměř až do středověku byla tato encyklopedie hlavním zdrojem znalostí o přírodě.
Claudius Galen ve svém vědecký výzkumširoce používané pitvy savců. Jako první provedl srovnávací anatomický popis člověka a opice. Studoval centrální a periferní nervový systém. Historici vědy ho považují za posledního velkého biologa starověku.
Ve středověku bylo náboženství dominantní ideologií. Stejně jako jiné vědy se biologie v tomto období ještě neprojevila jako samostatný obor a existovala v obecném hlavním proudu náboženských a filozofických názorů. A přestože akumulace znalostí o živých organismech pokračovala, o biologii jako vědě lze v té době mluvit jen podmíněně.
Renesance je přechodné období od kultury středověku ke kultuře moderní doby. Zásadní sociálně-ekonomické proměny té doby byly doprovázeny novými objevy ve vědě.
Nejslavnější vědec této doby Leonardo da Vinci (1452 - 1519) přispěl k rozvoji biologie.
Zkoumal let ptáků, popsal mnoho rostlin, způsoby spojování kostí v kloubech, činnost srdce a zrakovou funkci oka, podobnost lidských a zvířecích kostí.
V druhé polovině XV století. přírodní vědy se začínají rychle rozvíjet. To bylo usnadněno geografickými objevy, které umožnily výrazně rozšířit informace o zvířatech a rostlinách. Rychlé hromadění vědeckých poznatků o živých organismech vedlo k rozdělení biologie na samostatné vědy.
V XVI-XVII století. Botanika a zoologie se začaly rychle rozvíjet.
Vynález mikroskopu (počátek 17. století) umožnil studovat mikroskopickou stavbu rostlin a živočichů. Byly objeveny mikroskopicky malé živé organismy, bakterie a prvoci, neviditelní pouhým okem.
Velkým přínosem pro rozvoj biologie byl Carl Linné, který navrhl klasifikační systém pro zvířata a rostliny,
Karl Maximovich Baer (1792-1876) ve svých dílech formuloval hlavní ustanovení teorie homologických orgánů a zákona zárodečné podobnosti, které položily vědecké základy embryologie.
Jean-Baptiste Lamarck v roce 1808 ve své Filosofii zoologie nastolil otázku příčin a mechanismů evolučních přeměn a nastínil první evoluční teorii v čase.
Ve vývoji biologie sehrála obrovskou roli buněčná teorie, která vědecky potvrdila jednotu živého světa a posloužila jako jeden z předpokladů pro vznik evoluční teorie Charlese Darwina. Za autory buněčné teorie jsou považováni zoolog Theodor Ivann (1818-1882) a botanik Matthias Jakob Schleiden (1804-1881).
Na základě četných pozorování publikoval Charles Darwin v roce 1859 své hlavní dílo „O původu druhů prostřednictvím přirozeného výběru nebo zachování zvýhodněných plemen v boji o život“, ve kterém formuloval hlavní ustanovení teorie evoluce, navrhl mechanismy evoluce a způsoby evolučních přeměn organismů.
V 19. stol Díky práci Louise Pasteura (1822-1895), Roberta Kocha (1843-1910), Ilji Iljiče Mečnikova se mikrobiologie zformovala jako samostatná věda.
20. století začalo znovuobjevením zákonů Gregora Mendela, které znamenalo počátek rozvoje genetiky jako vědy.
Ve 40-50 letech XX století. v biologii se začaly hojně uplatňovat myšlenky a metody fyziky, chemie, matematiky, kybernetiky a dalších věd a jako předměty studia byly využívány mikroorganismy. V důsledku toho se jako nezávislé vědy rychle rozvinuly biofyzika, biochemie, molekulární biologie, radiační biologie, bionika atd. Průzkum vesmíru přispěl ke zrodu a rozvoji vesmírné biologie.
Ve XX století. směr aplikovaného výzkumu – biotechnologie. Tento trend se nepochybně bude v 21. století rychle rozvíjet. Více o tomto směru ve vývoji biologie se dozvíte při studiu kapitoly „Základy šlechtění a biotechnologie“.
V současné době se biologické poznatky využívají ve všech sférách lidské činnosti: v průmyslu a zemědělství, medicína a energie.
Ekologický výzkum je nesmírně důležitý. Konečně jsme si začali uvědomovat, že křehkou rovnováhu, která na naší malé planetě existuje, lze snadno zničit. Před lidstvem stál nelehký úkol – zachování biosféry, aby byly zachovány podmínky pro existenci a rozvoj civilizace. Bez biologických znalostí a speciálních studií to řešit nelze. V současnosti se tak biologie stala skutečnou produktivní silou a racionálním vědeckým základem pro vztah člověka a přírody.
klasická biologie. Evoluční biologie. Fyzikální a chemická biologie.
1. Jaké směry ve vývoji biologie můžete vyčlenit?
2. Kteří velcí vědci starověku významně přispěli k rozvoji biologického poznání?
3. Proč bylo ve středověku možné hovořit o biologii jako vědě jen podmíněně?
4. Proč je moderní biologie považována za komplexní vědu?
5. Jaká je role biologie v moderní společnosti?
6. Připravte zprávu na jedno z následujících témat:
7. Role biologie v moderní společnosti.
8. Role biologie ve výzkumu vesmíru.
9. Role biologického výzkumu v moderní medicíně.
10. Role vynikajících biologů - našich krajanů v rozvoji světové biologie.
Jak moc se změnily názory vědců na rozmanitost živých věcí, lze demonstrovat na příkladu rozdělení živých organismů do království. Ve 40. letech 20. století byly všechny živé organismy rozděleny do dvou království: rostlin a zvířat. Do rostlinné říše patřily také bakterie a houby. Později podrobnější studium organismů vedlo k rozdělení čtyř říší: Prokaryota (Bacteria), Houby, Rostliny a Zvířata. Tento systém daný ve školní biologii.
V roce 1959 bylo navrženo rozdělit svět živých organismů do pěti říší: Prokaryota, Protistů (Protozoa), Houby, Rostliny a Zvířata.
Tento systém je často uváděn v biologické (zejména překladové) literatuře.
Další systémy byly vyvinuty a nadále se vyvíjejí, včetně 20 nebo více království. Například se navrhuje rozlišovat tři superříše: Prokaryota, Archaea (Archaebacteria) a Eukaryota.Každá superříše zahrnuje několik království.
Kamensky A. A. Biologie ročník 10-11
Odeslali čtenáři z webu
Online knihovna se studenty a knihami, osnovy lekcí z biologie 10. třídy, knihy a učebnice podle kalendářní plán Plánování biologie 10. třídy
Obsah lekce shrnutí lekce a podpůrný rámec prezentace lekce interaktivní technologie zrychlení vyučovacích metod Praxe kvízy, testování online úkolů a cvičení domácí úkoly workshopy a tréninkové otázky pro třídní diskuse Ilustrace video a audio materiály fotografie, obrázky, grafika, tabulky, schémata, komiksy, podobenství, rčení, křížovky, anekdoty, vtipy, citáty DoplňkyMIKROSKOP
ZPRÁVA o biologii žáka 6. ročníku
Dlouhou dobu žil člověk obklopený neviditelnými tvory, využíval jejich odpadních produktů (např. při pečení chleba z kynutého těsta, výrobě vína a octa), trpěl, když tito tvorové způsobili nemoci nebo kazili zásoby jídla, ale netušili jejich přítomnost . Neměl jsem podezření, protože jsem to neviděl, a neviděl jsem to, protože velikosti těchto mikro tvorů byly mnohem nižší, než je hranice viditelnosti, které je lidské oko schopno. Je známo, že člověk s normálním zrakem na optimální vzdálenost (25–30 cm) dokáže rozlišit předmět o velikosti 0,07–0,08 mm ve formě bodu. Menší předměty nejsou vidět. To je určeno strukturálními rysy jeho zrakového orgánu.
Přibližně ve stejné době, kdy se začalo s průzkumem vesmíru pomocí dalekohledů, došlo k prvním pokusům odhalit pomocí čoček tajemství mikrosvěta. Takže během archeologických vykopávek ve starověkém Babylonu byly nalezeny bikonvexní čočky - nejjednodušší optická zařízení. Čočky byly vyrobeny z leštěné hory krystal. Dá se mít za to, že jejich vynálezem člověk udělal první krok na cestě do mikrosvěta.
Nejjednodušší způsob zvětšit obraz malého předmětu znamená pozorovat jej lupou. Lupa je sbíhavá čočka s malou ohniskovou vzdáleností (obvykle ne více než 10 cm) vsazená do rukojeti.
výrobce dalekohledů Galileo PROTI 1610
V roce 1993 zjistil, že když je daleko od sebe, jeho dalekohled umožňuje velké zvětšení malých objektů. Dá se to zvážit vynálezce mikroskopu skládající se z pozitivních a negativních čoček.
Pokročilejším nástrojem pro pozorování mikroskopických objektů je jednoduchý mikroskop. Kdy se tato zařízení objevila, není přesně známo. Na samém počátku 17. století vyrobil brýlový řemeslník několik takových mikroskopů Zacharias Jansen z Middelburgu.
V eseji A. Kircher, propuštěn v 1646 rok, obsahuje popis nejjednodušší mikroskop jím jmenovaný "bleší sklo". Skládal se z lupy zasazené do měděné základny, na níž byl upevněn předmětový stolek, který sloužil k umístění předmětného předmětu; ve spodní části bylo ploché nebo konkávní zrcadlo, odrážející sluneční paprsky na předmět a tak jej zespodu osvětlující. Lupa byla pomocí šroubu posouvána ke stolku objektů, dokud nebyl obraz zřetelný a jasný.
První velké objevy byly právě vyrobeny pomocí jednoduchého mikroskopu. V poloviny sedmnáctého století dosáhl nizozemský přírodovědec skvělých úspěchů Anthony Van Leeuwenhoek. Po mnoho let se Leeuwenhoek zdokonaloval ve výrobě drobných (někdy o průměru menším než 1 mm) bikonvexních čoček, které vyráběl z malé skleněné kuličky, kterou zase získával tavením skleněné tyčinky v plameni. Poté byla tato skleněná koule rozemleta na primitivní brusce. Za svůj život Leeuwenhoek vyrobil nejméně 400 takových mikroskopů. Jeden z nich, uchovávaný v Univerzitním muzeu v Utrechtu, poskytuje více než 300násobné zvětšení, což byl pro 17. století obrovský úspěch.
Na počátku 17. století byly složené mikroskopy složený ze dvou čoček. Vynálezce tak složitého mikroskopu není přesně znám, ale mnohá fakta naznačují, že to byl Holanďan. Cornelius Drebel, který žil v Londýně a byl ve službách anglický král James I. Ve složeném mikroskopu byl dvě sklenice: jedna - čočka - obrácená k předmětu, druhá - okulár - obrácená k oku pozorovatele. V prvních mikroskopech sloužilo jako objektiv bikonvexní sklo, které dávalo skutečný, zvětšený, ale inverzní obraz. Tento obraz byl zkoumán pomocí okuláru, který tak hrál roli lupy, ale pouze tato lupa sloužila ke zvětšení nikoli samotného předmětu, ale jeho obrazu.
V 1663 mikroskop Drebel byl zlepšila anglický fyzik Robert Hooke, který do ní zavedl třetí čočku, zvanou kolektiv. Tento typ mikroskopu si získal velkou oblibu a podle jeho schématu byla postavena většina mikroskopů z konce 17. - první poloviny 8. století.
Mikroskopické zařízení
Mikroskop je optický přístroj určený ke studiu zvětšených obrazů mikroobjektů, které jsou pouhým okem neviditelné.
Hlavní části světelného mikroskopu (obr. 1) jsou objektiv a okulár uzavřený ve válcovém tělese - tubusu. Většina modelů určených pro biologický výzkum se dodává se třemi čočkami s různou ohniskovou vzdáleností a otočným mechanismem určeným pro rychlou výměnu – věžička, často nazývaná věžička. Trubka je umístěna na vrcholu masivního stojanu včetně držáku tubusu. Nepatrně pod objektivem (nebo věžičkou s více objektivy) je stolek na objekt, na který jsou umístěny preparáty s testovacími vzorky. Ostrost se nastavuje pomocí šroubu pro hrubé a jemné nastavení, který umožňuje měnit polohu stolku vzhledem k objektivu.
Aby měl zkoumaný vzorek dostatečnou jasnost pro pohodlné pozorování, jsou mikroskopy vybaveny dalšími dvěma optickými jednotkami (obr. 2) - iluminátorem a kondenzorem. Iluminátor vytváří proud světla, který osvětluje testovací přípravek. U klasických světelných mikroskopů zahrnuje konstrukce osvětlovače (vestavěného nebo externího) nízkonapěťovou lampu se silným vláknem, sbíhající čočku a clonu, která mění průměr světelné skvrny na vzorku. Kondenzátor, což je konvergující čočka, je navržen tak, aby zaostřoval paprsky iluminátoru na vzorek. Kondenzor má také irisovou clonu (pole a aperturu), která řídí intenzitu osvětlení.
Při práci s předměty propouštějícími světlo (kapaliny, tenké řezy rostlin apod.) jsou osvětlovány procházejícím světlem - iluminátor a kondenzor jsou umístěny pod stolkem předmětu. Neprůhledné vzorky by měly být osvětleny zepředu. K tomu je osvětlovač umístěn nad stolkem objektu a jeho paprsky jsou nasměrovány na objekt přes čočku pomocí průsvitného zrcadla.
Iluminátor může být pasivní, aktivní (lampa) nebo obojí. Nejjednodušší mikroskopy nemají lampy pro osvětlení vzorků. Pod stolem mají oboustranné zrcadlo, u kterého je jedna strana plochá a druhá konkávní. Za denního světla, pokud je mikroskop blízko okna, můžete získat docela dobré osvětlení pomocí konkávního zrcadla. Pokud je mikroskop v temné místnosti, používá se k osvětlení ploché zrcadlo a externí iluminátor.
Zvětšení mikroskopu se rovná součinu zvětšení objektivu a okuláru. Se zvětšením okuláru 10 a zvětšením objektivu 40 je celkový faktor zvětšení 400. Obvykle jsou součástí sady výzkumného mikroskopu objektivy se zvětšením 4 až 100. Typická sada objektivů mikroskopu pro amatérský a vzdělávací výzkum (x4 , x10 a x40), poskytuje zvýšení ze 40 na 400.
Rozlišení je další důležitou vlastností mikroskopu, která určuje jeho kvalitu a jasnost obrazu, který tvoří. Čím vyšší rozlišení, tím více jemných detailů lze vidět při velkém zvětšení. V souvislosti s rozlišením se hovoří o „užitečném“ a „zbytečném“ zvětšení. „Užitečné“ je maximální zvětšení, při kterém je poskytován maximální detail obrazu. Další zvětšení („zbytečné“) není rozlišením mikroskopu podporováno a neodhalí nové detaily, ale může nepříznivě ovlivnit čistotu a kontrast obrazu. Hranice užitečného zvětšení světelného mikroskopu tedy není omezena celkovým faktorem zvětšení objektivu a okuláru - na přání jej lze vyrobit libovolně velký - ale kvalitou optických součástí mikroskopu, tzn. rozlišení.
Mikroskop se skládá ze tří hlavních funkčních částí:
1. Světelná část
Navrženo tak, aby vytvářelo světelný tok, který umožňuje osvětlit objekt tak, aby následné části mikroskopu plnily své funkce s maximální přesností. Osvětlovací část mikroskopu s procházejícím světlem je umístěna za objektem pod objektivem u přímých mikroskopů a před objektem nad objektivem u inverzních.
Osvětlovací část obsahuje zdroj světla (výbojka a zdroj) a opticko-mechanický systém (kolektor, kondenzátor, polní a aperturně nastavitelné / irisové clony).
2. Část přehrávání
Navrženo tak, aby reprodukovalo objekt v obrazové rovině s kvalitou obrazu a zvětšením požadovaným pro výzkum (tj. sestavení takového obrazu, který reprodukuje objekt co nejpřesněji a ve všech detailech s rozlišením, zvětšením, kontrastem a reprodukcí barev odpovídající optika mikroskopu).
Reprodukční část poskytuje první stupeň zvětšení a je umístěna za objektem do obrazové roviny mikroskopu. Reprodukční část obsahuje čočku a mezilehlý optický systém.
Moderní mikroskopy nejnovější generace jsou založeny na optických systémech čoček korigovaných na nekonečno.
To navíc vyžaduje použití tzv. trubicových systémů, které „sbírají“ paralelní paprsky světla vycházející z objektivu v obrazové rovině mikroskopu.
3. Vizualizační část
Navrženo pro získání skutečného obrazu předmětu na sítnici, filmu nebo desce, na obrazovce televize nebo monitoru počítače s dodatečným zvětšením (druhý stupeň zvětšení).
Zobrazovací část je umístěna mezi obrazovou rovinou objektivu a očima pozorovatele (kamera, kamera).
Součástí zobrazovací části je monokulární, binokulární nebo trinokulární vizuální nástavec s pozorovacím systémem (okuláry, které fungují jako lupa).
Dále tato část zahrnuje systémy dodatečného zvětšení (systémy velkoobchodníka / změna zvětšení); projekční trysky, včetně diskusních trysek pro dva nebo více pozorovatelů; rýsovací zařízení; systémy analýzy obrazu a dokumentace s příslušnými odpovídajícími prvky (fotokanál).
foto z scop-pro.fr
Mikroskopická technika otevřela nové možnosti v lékařské a laboratorní praxi. Bez speciální optiky se dnes neobejdou ani diagnostické studie, ani chirurgické zákroky. Nejvýznamnější role mikroskopů ve stomatologii, oftalmologii, mikrochirurgii. Nejde jen o zlepšení viditelnosti a usnadnění práce, ale o zásadně nový přístup k výzkumu a operacím.
Dopad na jemné struktury na buněčné úrovni znamená, že pacient snáze snese zákrok, rychleji se zotaví a neutrpí poškození zdravých tkání a komplikace. Za všemi těmito výhodami moderní medicíny je často mikroskop – výkonný high-tech přístroj navržený pomocí nedávné úspěchy optika.
V závislosti na účelu se mikroskopy dělí na:
- laboratoř;
- zubní;
- chirurgický;
- oční;
- otolaryngologické.
Optické systémy pro biochemické, hematologické, dermatologické, cytologické studie jsou funkčně odlišné od lékařských. Oční mikroskopy jsou uznávány jako nejpokročilejší a nejvýkonnější – s jejich pomocí bylo možné učinit radikální průlom v léčbě šedého zákalu, dalekozrakosti, krátkozrakosti, astigmatismu. Operace na mikronové úrovni, prováděné pod 40x zvětšením, jsou invazivitou srovnatelné s injekcí, pacient se po operaci zotavuje v řádu dnů.
Neméně zajímavé jsou ty, které umožňují pod 25násobným zvětšením přesně ošetřit zubní kanálky a další nejmenší struktury, které nejsou lidským okem viditelné. Pomocí nejmodernější optiky se zubním lékařům téměř vždy podaří zajistit kvalitní ošetření a zub zachránit.
Zvětšovací přístroje pro mikrochirurgii se vyznačují rozšířeným zorným polem, zvýšenou ostrostí obrazu a možností plynulého nebo stupňovitého nastavení zvětšení. To vše poskytuje nejlepší podmínky viditelnosti pro chirurga a asistenty.
Je důležité, aby použití nové generace přístrojů pro mikroskopii bylo co nejpohodlnější: práce se zvětšovací optikou je jednoduchá a nevyžaduje velké úsilí ani speciální dovednosti. Díky vestavěnému systému osvětlení a pohodlnému tvaru okuláru nepociťuje specialista únavu a nepohodlí ani při dlouhé nepřetržité práci.
Mikroskop je křehký přístroj, se kterým je třeba zacházet opatrně. To platí zejména pro čočky: je nežádoucí dotýkat se optických ploch rukama, k čištění zařízení se používá speciální kartáč a měkké ubrousky namočené v etylalkoholu.
Místnosti s mikroskopy by měly být udržovány při pokojové teplotě a nízké vlhkosti (méně než 60 %).
První mikroskopy druhá polovina 17. století. - fyzik R. Hooke, anatom M. Malpighi, botanik N. Gru, amatérský optik A. Leeuwenhoek a další popsali pomocí mikroskopu stavbu kůže, sleziny, krve, svalů, semenné tekutiny atd. Každá studie byla v podstatě objevem, která se příliš neslučovala s metafyzickým pohledem na přírodu, který se vyvíjel v průběhu staletí. Nahodilost objevů, nedokonalost mikroskopů, metafyzický světonázor neumožňoval za 100 let (od poloviny 17. století do poloviny 18. století) učinit významné kroky vpřed v poznání zákonitostí stavby. zvířat a rostlin, i když byly činěny pokusy o zobecnění (teorie „vláknité“ a „zrnité struktury organismů atd.).
K objevu buněčné struktury došlo v době vývoje lidstva, kdy experimentální fyzika začala tvrdit, že je nazývána paní všech věd. V Londýně vznikla společnost největších vědců, kteří se zaměřovali na zlepšování světa na konkrétních fyzikálních zákonech. Na setkáních členů komunity neprobíhaly žádné politické debaty, pouze se probíraly různé experimenty a sdílely se výzkumy z fyziky a mechaniky. Doba byla tehdy turbulentní a vědci dodržovali velmi přísné utajení. Novému společenství se začalo říkat „vysoká škola neviditelných“. První, kdo stál u zrodu vzniku společnosti, byl Robert Boyle, Hookeův velký rádce. Rada vytvořila potřebnou vědeckou literaturu. Autorem jedné z knih byl Robert Hook, který byl také členem této tajné vědecké komunity. Hooke byl již v těchto letech známý jako vynálezce zajímavých zařízení, která umožňovala dělat velké objevy. Jedním z těchto zařízení bylo mikroskop.
Jedním z prvních tvůrců mikroskopu byl Zacharius Jansen který jej v roce 1595 vytvořil. Myšlenkou vynálezu bylo, že dvě čočky (konvexní) byly namontovány uvnitř speciální trubice se zasouvací trubicí pro zaostření obrazu. Toto zařízení by mohlo zvětšit studované objekty 3-10krát. Robert Hooke vylepšil tento produkt, který hrál vedoucí role v nadcházejícím otevření.
Robert Hooke po dlouhou dobu pozoroval vytvořeným mikroskopem různé malé vzorky a jednou vzal obyčejný korek z nádoby k prohlížení. Po prozkoumání tenké části tohoto korku byl vědec překvapen složitostí struktury látky. V jeho očích se objevil zajímavý vzor mnoha buněk, překvapivě podobný pláství. Protože korek je rostlinný produkt, Hooke začal studovat řezy rostlinných stonků mikroskopem. Všude se opakoval podobný obrázek – sada plástů. Mikroskop ukázal mnoho řad buněk, které byly odděleny tenkými stěnami. Robert Hooke nazval tyto buňky buňky. Následně vytvořeno celá věda o buňkách, čemuž se říká cytologie. Cytologie zahrnuje studium struktury buněk a jejich životně důležité aktivity. Tato věda se používá v mnoha oblastech, včetně lékařství a průmyslu.
Se jménem M. Malpighi Tento vynikající biolog a lékař je spojen s důležitým obdobím mikroskopických studií anatomie zvířat a rostlin.
Vynález a zdokonalení mikroskopu umožnilo vědcům objevovat
svět extrémně malých tvorů, zcela odlišných od těch
které jsou viditelné pouhým okem. Poté, co Malpighi obdržel mikroskop, učinil řadu důležitých biologických objevů. Nejprve uvažoval
vše co mi přišlo pod ruku:
- hmyz,
- lehké žáby,
- krvinky,
- kapiláry,
- kůže,
- játra,
- slezina
- rostlinná pletiva.
Ve studiu těchto předmětů dosáhl takové dokonalosti, že se stal
jeden ze zakladatelů mikroskopické anatomie. Jako první použil Malpighi
mikroskop pro studium krevního oběhu.
Malpighi pomocí 180násobného zvětšení učinil objev v teorii krevního oběhu: při pohledu na preparát žabích plic pod mikroskopem si všiml vzduchových bublin obklopených filmem a malých krevních cévek, viděl rozsáhlou síť kapilárních cév spojujících tepny žíly (1661). Během následujících šesti let Malpighi provedl pozorování, která popsal v vědeckých prací který mu přinesl slávu jako velkého vědce. Malpighiho zprávy o stavbě mozku, jazyka, sítnice, nervů, sleziny, jater, kůže a o vývoji embrya ve slepičím vejci a také o anatomické stavbě rostlin svědčí o velmi pečlivých pozorováních.
Nehemiah Gru(1641 - 1712). anglický botanik a lékař, mikroskop,
zakladatel anatomie rostlin. Hlavní práce jsou věnovány problematice stavby a pohlaví rostlin. Spolu s M. Malpighi byl zakladatelem
anatomie rostlin. Nejprve popsáno:
- průduchy,
- radiální uspořádání xylému v kořenech,
- morfologie cévní tkáně ve formě hustého útvaru ve středu stonku mladé rostliny,
- proces formování dutého válce ve starých stonkech.
Zavedl termín „srovnávací anatomie“, do botaniky zavedl pojmy „tkáň“ a „parenchym“. Studiem struktury květů jsem dospěl k závěru, že jsou to orgány hnojení rostlin.
Leeuwenhoek Anthony(24. října 1632–26. srpna 1723), holandský přírodovědec. Pracoval v obchodě s textilem v Amsterdamu. V Delftu ve volném čase pracoval jako brusič čoček. Celkem za svůj život Leeuwenhoek vyrobil asi 250 čoček, čímž dosáhl 300násobného nárůstu a dosáhl v tom velké dokonalosti. Čočky, které vyrobil a které vložil do kovových držáků s nasazenou jehlou, aby umístil předmět pozorování, poskytly zvětšení 150–300krát. S pomocí takových „mikroskopů“ Leeuwenhoek poprvé pozoroval a načrtl:
- spermie (1677),
- bakterie (1683),
- erytrocyty,
- prvoci,
- jednotlivé rostlinné a živočišné buňky,
- vajíčka a plody
- svalová tkáň,
- mnoho dalších částí a orgánů více než 200 druhů rostlin a živočichů.
Poprvé popsána partenogeneze u mšic (1695–1700).
Leeuwenhoek stál na pozicích preformismu a tvrdil, že vytvořené embryo je již obsaženo ve „zvířeti“ (spermii). Popíral možnost spontánního generování. Svá pozorování popsal v dopisech (celkem až 300), které zasílal především Royal Society of London. Po pohybu krve kapilárami ukázal, že kapiláry spojují tepny a žíly. Poprvé pozoroval erytrocyty a zjistil, že u ptáků, ryb a žab mají oválný tvar, zatímco u lidí a jiných savců mají tvar disku. Objevil a popsal vířníky a řadu dalších drobných sladkovodních organismů.
Nově posloužilo použití achromatického mikroskopu ve vědeckém výzkumu impulsem pro rozvoj histologie. Na počátku XIX století. byl pořízen první snímek jader rostlinných buněk. J. Purkyně(v letech 1825-1827) popsal jádro ve vajíčku kuřete a poté jádra v buňkách různých živočišných tkání. Později zavedl pojem „protoplazma“ (cytoplazma) buněk, charakterizoval formu nervové buňky, struktura žláz atd.
R. Brown dospěl k závěru, že jádro je nezbytnou součástí rostlinné buňky. Postupně se tak začal hromadit materiál o mikroskopické organizaci živočichů a rostlin a struktuře „buněk“ (cellula), které poprvé viděl R. Hooke.
Vytvoření buněčné teorie mělo obrovský progresivní dopad na rozvoj biologie a medicíny. V polovině XIX století. začalo období rychlého rozvoje deskriptivní histologie. Na základě buněčné teorie bylo studováno složení různých orgánů a tkání a jejich vývoj, což již tehdy umožnilo vytvořit v základních pojmech mikroskopickou anatomii a zpřesnit klasifikaci tkání s přihlédnutím k jejich mikroskopické struktuře (A. Kölliker a další).
