Histologi hvordan en uavhengig vitenskap dukket opp i tidlig XIXårhundre. Histologiens forhistorie var resultatet av en rekke makroskopiske (visuelle) studier av bestanddelene i forskjellige dyre- og planteorganismer. Av avgjørende betydning for utviklingen av histologi som vitenskap om strukturen til vev var oppfinnelsen av mikroskopet, hvis første prøvene ble laget på begynnelsen av 1600-tallet (G. og Z. Jansen, G. Galilei, og andre). En av de tidligste vitenskapelige studiene ved bruk av et mikroskop etter eget design ble utført av den engelske forskeren Robert Hooke (1635-1703). Han studerte den mikroskopiske strukturen til mange gjenstander. R. Hooke beskrev alle objektene som ble studert i boken "Micrography or some physiological descriptions of the smallest bodies made with the help of magnifying glasses ...", publisert i 1665. Fra sine observasjoner konkluderte R. Hooke med at bobleformede celler , eller celler, er utbredt i planteobjekter og foreslo først begrepet "celle".
I 1671 skrev den engelske vitenskapsmannen N. Grew (1641-1712) i sin bok " planteanatomi"Skrev om cellestrukturen som et generelt prinsipp for organisering av planteorganismer. N. Grew introduserte først begrepet "stoff" for å referere til plantemasse, siden sistnevnte lignet klesstoffer i sin mikroskopiske utforming. Samme år introduserte italieneren J. Malpighi (1628- 1694) ga en systematisk og Detaljert beskrivelse cellulær (cellulær) struktur av ulike planter. I fremtiden akkumulerte fakta gradvis, noe som indikerer at ikke bare planter, men også dyreorganismer består av celler. I andre halvdel av 1600-tallet oppdaget A. Leeuwenhoek (1632-1723) verden av mikroskopiske dyr og beskrev for første gang røde blodceller og mannlige kjønnsceller.
Utover på 1700-tallet var det en gradvis opphopning av fakta om cellestrukturen til planter og dyr. Celler av dyrevev ble studert og beskrevet i detalj av den tsjekkiske vitenskapsmannen Jan Purkynia (1787-1869) og hans studenter på begynnelsen av 1800-tallet.
Av stor betydning for utvikling av kunnskap om mikroskopisk struktur av organismer har ytterligere forbedret mikroskoper. På 1700-tallet ble det allerede produsert mikroskoper i stort antall. De ble først brakt til Russland fra Holland av Peter I. Senere ble det organisert et verksted for fremstilling av mikroskop ved Vitenskapsakademiet i St. Petersburg. M.V. gjorde mye for utviklingen av mikroskopi i Russland. Lomonosov, som foreslo en rekke tekniske forbedringer i utformingen av mikroskopet og dets optiske system. Andre halvdel av 1800-tallet er kjent for den raske forbedringen av mikroskopisk teknologi. Nye design av mikroskoper ble opprettet, og takket være oppfinnelsen av nedsenkingslinser (vannnedsenking begynte å bli brukt fra 1850, oljenedsenking - fra 1878), økte oppløsningen til optiske instrumenter tidoblet. Parallelt med forbedringen av mikroskopet utviklet det seg også teknikken for å tilberede mikroskopiske preparater.
Hvis tidligere gjenstander undersøkt under et mikroskop umiddelbart etter deres isolasjon fra planter eller dyr uten noen foreløpig forberedelse, begynte de nå å ty til forskjellige metoder for å behandle dem, noe som gjorde det mulig å bevare strukturen til biologiske gjenstander. Ble foreslått forskjellige måter materialfiksering. Kromsyre, pikrinsyre, osmisk, eddiksyre og andre syrer, samt deres blandinger, har blitt brukt som fikseringsmidler. Et enkelt og i mange tilfeller uunnværlig fikseringsmiddel - formalin - ble først brukt til å fikse biologiske gjenstander i 1893.
Produksjon av narkotika, egnet for undersøkelse i gjennomlyst lys, ble mulig etter utviklingen av metoder for å helle stykker i tette medier, noe som gjorde det lettere å oppnå tynne seksjoner. Oppfinnelsen av spesielle strukturer for kutting - mikrotomer - i laboratoriet til J. Purkins forbedret produksjonsteknikken betydelig. histologiske preparater. I Russland ble den første mikrotomen konstruert av Kiev-histologen P.I. Peremezhko. For å forsterke kontrasten til strukturene begynte seksjonene å bli farget med forskjellige fargestoffer. Carmine var det første histologiske fargestoffet som farget cellekjerner og ble mye brukt (begynner i 1858). Et annet kjernefysisk fargestoff - hematoksylin - har blitt brukt siden 1865, men i lang tid ble dets egenskaper ikke fullstendig evaluert. I andre halvdel av 1800-tallet ble anilinfargestoffer allerede brukt, det ble utviklet en metode for impregnering av stoffer med sølvnitrat (K. Golgi, 1873) og farging nervevev metylenblått (A.S. Dogel, A.E. Smirnov, 1887).
På grunn av fiksering av biologisk materiale og oppnå de tynneste fargede seksjonene fra det, hadde forskere på slutten av 1800-tallet muligheten til å trenge mye dypere inn i hemmelighetene til strukturen til vev og celler, på grunnlag av hvilke en rekke største funn. Så i 1833 oppdaget R. Brown en permanent komponent i cellen - kjernen. I 1861 godkjente M. Schultze synet på cellen som «en klump av protoplasma med en kjerne liggende inne i den». Hoved bestanddeler cellene begynte å telle kjernen og cytoplasma. På 70-tallet av XIX århundre oppdaget en gruppe forskere samtidig og uavhengig en indirekte metode for celledeling - karyokinesis eller mitose. I verkene til I.D. Chistyakov (1874), O. Buchli (1875), E. Strasburger (1875), W. Meisel (1875), P.I. Peremezhko (1878), V. Schleicher (1878), V. Flemming (1879) og andre beskrev og illustrerte alle stadier av indirekte celledeling. Denne oppdagelsen hadde veldig viktigå utvikle kunnskap om cellen. Det fungerte også som grunnlag for en dypere studie av en så viktig biologisk prosess som befruktning. Studiet av mitose og befruktning vakte spesiell oppmerksomhet fra forskere til cellekjernen og klargjøring av dens betydning i prosessen med å overføre arvelige egenskaper. I 1884 fremsatte O. Gertwig og E. Strasburger uavhengig av hverandre hypotesen om at kromatin er den materielle bærer av arv.
Objektet for nær oppmerksomhet fra forskere er kromosomer. Sammen med studiet av cellekjernen ble også cytoplasmaet utsatt for en grundig analyse.
Fremskritt innen mikroskopisk teknologi har ført til åpning av organeller i cytoplasma- dens konstante og høyt differensierte elementer, som har en viss struktur og utfører vitale funksjoner for cellen. I 1875-76. den tyske biologen O. Hertwig og den belgiske vitenskapsmannen Van Beneden oppdaget cellesenteret, eller sentrosomet; og i 1898 av den italienske forskeren K. Golgi - det intracellulære retikulære apparatet (Golgi-komplekset). I 1897 beskrev K. Benda - i dyreceller, og i 1904 - F. Mewes - i planteceller kondrisomer, som senere ble kjent som mitokondrier.
Således, ved slutten av det 19. århundre, på grunnlag av den vellykkede utvikling av mikroskopisk teknologi og analyse av data om cellens mikroskopiske struktur, ble det akkumulert kolossalt faktamateriale som gjorde det mulig å identifisere en rekke viktige mønstre i struktur og utvikling av celler og vev. På dette tidspunktet skilte læren om cellen seg ut i en uavhengig biologisk vitenskap - cytologi.
Dette er vitenskapen om livet. For tiden representerer det helheten av vitenskapene om levende natur.
Biologi studerer alle livets manifestasjoner: struktur, funksjoner, utvikling og opprinnelse levende organismer, deres forhold i naturlige samfunn til miljøet og med andre levende organismer.
Siden mennesket begynte å innse sin forskjell fra dyreverdenen, begynte han å studere verden rundt seg.
Til å begynne med var livet hans avhengig av det. Primitive mennesker trengte å vite hvilke levende organismer som kan spises, brukes som medisiner, for å lage klær og boliger, og hvilke av dem som er giftige eller farlige.
Med utviklingen av sivilisasjonen kunne en person ha råd til en slik luksus som å gjøre vitenskap for pedagogiske formål.
Forskning kulturene til de gamle folkene viste at de hadde omfattende kunnskap om planter og dyr og brukte dem mye i hverdagen.
Moderne biologi - kompleks vitenskapen, som er preget av gjensidig gjennomtrenging av ideer og metoder fra ulike biologiske disipliner, så vel som andre vitenskaper - først og fremst fysikk, kjemi og matematikk.
De viktigste retningene for utvikling av moderne biologi. For tiden kan tre retninger i biologi skilles betinget.
For det første er det klassisk biologi. Det er representert av naturvitere som studerer mangfoldet i livet natur. De observerer og analyserer objektivt alt som skjer i dyrelivet, studerer levende organismer og klassifiserer dem. Det er feil å tro at i klassisk biologi er alle oppdagelser allerede gjort.
I andre halvdel av XX århundre. ikke bare mange nye arter er blitt beskrevet, men også store taxaer har blitt oppdaget, opp til riker (Pogonophores) og til og med superriker (Archaebacteria, eller Archaea). Disse oppdagelsene tvang forskere til å ta en ny titt på helheten utviklingshistorie levende natur, For ekte naturvitere er naturen en verdi i seg selv. Hvert hjørne av planeten vår er unikt for dem. Derfor er de alltid blant dem som akutt føler faren for naturen rundt oss og aktivt tar til orde for den.
Den andre retningen er evolusjonsbiologi.
På 1800-tallet forfatter av teorien naturlig utvalg Charles Darwin startet som en vanlig naturforsker: han samlet, observerte, beskrev, reiste og avslørte dyrelivets hemmeligheter. Men hovedresultatet av hans arbeid som gjorde ham til en berømt vitenskapsmann var teorien som forklarer organisk mangfold.
For tiden fortsetter studiet av utviklingen av levende organismer aktivt. Syntesen av genetikk og evolusjonsteori førte til opprettelsen av den såkalte syntetiske evolusjonsteorien. Men selv nå er det fortsatt mange uløste spørsmål som evolusjonsforskere leter etter svar på.
Opprettet på begynnelsen av 1900-tallet. av vår fremragende biolog Alexander Ivanovich Oparin, var den første vitenskapelige teorien om livets opprinnelse rent teoretisk. Er for tiden aktiv eksperimentelle studier av dette problemet og takket være bruken av avanserte fysiske og kjemiske metoder har allerede blitt gjort viktige funn og vi kan forvente nye interessante resultater.
Nye oppdagelser gjorde det mulig å supplere teorien om antropogenese. Men overgangen fra dyreverdenen til mennesket er fortsatt et av biologiens største mysterier.
Den tredje retningen er fysisk og kjemisk biologi, som studerer strukturen til levende objekter ved hjelp av moderne fysiske og kjemiske metoder. Dette er et område av biologi i rask utvikling, viktig både teoretisk og praktisk. Vi kan med sikkerhet si at nye funn venter på oss innen fysisk og kjemisk biologi, som vil tillate oss å løse mange problemer menneskeheten står overfor.
Utviklingen av biologi som vitenskap. Moderne biologi er forankret i antikken og er assosiert med utviklingen av sivilisasjonen i middelhavslandene. Vi kjenner navnene på mange fremragende forskere som har bidratt til utviklingen av biologi. La oss nevne noen av dem.
Hippokrates (460 - ca. 370 f.Kr.) ga den første relativt detaljerte beskrivelsen av strukturen til mennesker og dyr, pekte på miljøets og arvelighetens rolle i forekomsten av sykdommer. Han regnes som grunnleggeren av medisinen.
Aristoteles (384-322 f.Kr.) delte seg verden inn i fire riker: den livløse verden av jord, vann og luft; planteverden; dyreverdenen og menneskeverdenen. Han beskrev mange dyr, la grunnlaget for taksonomi. De fire biologiske avhandlingene han skrev inneholdt nesten all informasjon om dyr kjent på den tiden. Fortjenestene til Aristoteles er så store at han regnes som grunnleggeren av zoologi.
Theophrastus (372-287 f.Kr.) studerte planter. Han beskrev mer enn 500 plantearter, ga informasjon om strukturen og reproduksjonen til mange av dem, introduserte mange botaniske termer. Han regnes som grunnleggeren av botanikken.
Gaius Plinius den eldste (23-79) samlet informasjon om levende organismer kjent på den tiden og skrev 37 bind av Natural History Encyclopedia. Nesten fram til middelalderen var dette leksikonet hovedkilden til kunnskap om naturen.
Claudius Galen i sin Vitenskapelig forskning mye brukte disseksjoner av pattedyr. Han var den første som laget en komparativ anatomisk beskrivelse av menneske og ape. Studerte sentralt og perifert nervesystemet. Vitenskapshistorikere anser ham som antikkens siste store biolog.
I middelalderen var religion den dominerende ideologien. Som andre vitenskaper, hadde biologi i denne perioden ennå ikke dukket opp som et selvstendig felt og eksisterte i den generelle hovedstrømmen av religiøse og filosofiske synspunkter. Og selv om akkumuleringen av kunnskap om levende organismer fortsatte, kan man snakke om biologi som en vitenskap på den tiden kun betinget.
Renessansen er en overgangsperiode fra middelalderens kultur til moderne tids kultur. De grunnleggende sosioøkonomiske transformasjonene på den tiden ble ledsaget av nye oppdagelser innen vitenskapen.
Den mest kjente vitenskapsmannen i denne epoken, Leonardo da Vinci (1452 - 1519), ga et visst bidrag til utviklingen av biologi.
Han studerte fuglenes flukt, beskrev mange planter, måter å forbinde bein i leddene, hjertets aktivitet og øyets visuelle funksjon, likheten mellom menneske- og dyrebein.
I andre halvdel av XV århundre. naturvitenskap begynner å utvikle seg raskt. Dette ble tilrettelagt av geografiske funn, som gjorde det mulig å utvide informasjonen om dyr og planter betydelig. Den raske akkumuleringen av vitenskapelig kunnskap om levende organismer førte til oppdelingen av biologi i separate vitenskaper.
I XVI-XVII århundrer. Botanikk og zoologi begynte å utvikle seg raskt.
Oppfinnelsen av mikroskopet (begynnelsen av 1600-tallet) gjorde det mulig å studere den mikroskopiske strukturen til planter og dyr. Mikroskopisk små levende organismer, bakterier og protozoer, usynlige for det blotte øye, ble oppdaget.
Et stort bidrag til utviklingen av biologi ble gitt av Carl Linnaeus, som foreslo et klassifiseringssystem for dyr og planter,
Karl Maximovich Baer (1792-1876) formulerte i sine arbeider hovedbestemmelsene i teorien om homologe organer og loven om germinal likhet, som la det vitenskapelige grunnlaget for embryologi.
I 1808, i sin zoologifilosofi, reiste Jean-Baptiste Lamarck spørsmålet om årsakene og mekanismene til evolusjonære transformasjoner og skisserte den første evolusjonsteorien i tid.
Celleteorien spilte en enorm rolle i utviklingen av biologi, som vitenskapelig bekreftet enheten i den levende verden og fungerte som en av forutsetningene for fremveksten av Charles Darwins evolusjonsteori. Zoologen Theodor Ivann (1818-1882) og botanikeren Matthias Jakob Schleiden (1804-1881) regnes som forfatterne av celleteorien.
På grunnlag av en rekke observasjoner publiserte Charles Darwin i 1859 sitt hovedverk "On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favored Breeds in the Struggle for Life", der han formulerte hovedbestemmelsene i teorien. av evolusjon, foreslo mekanismene for evolusjon og måter for evolusjonære transformasjoner av organismer.
På 1800-tallet Takket være arbeidet til Louis Pasteur (1822-1895), Robert Koch (1843-1910), Ilya Ilyich Mechnikov, tok mikrobiologien form som en uavhengig vitenskap.
Det 20. århundre begynte med gjenoppdagelsen av Gregor Mendels lover, som markerte begynnelsen på utviklingen av genetikk som vitenskap.
På 40-50-tallet av XX-tallet. i biologi begynte ideene og metodene innen fysikk, kjemi, matematikk, kybernetikk og andre vitenskaper å bli mye brukt, og mikroorganismer ble brukt som studieobjekter. Som et resultat vokste biofysikk, biokjemi, molekylærbiologi, strålingsbiologi, bionikk, etc. raskt frem og utviklet seg som uavhengige vitenskaper Romutforskning bidro til fødselen og utviklingen av rombiologi.
På XX århundre. retningen for anvendt forskning - bioteknologi. Denne trenden vil utvilsomt utvikle seg raskt i det 21. århundre. Du vil lære mer om denne retningen i utviklingen av biologi når du studerer kapittelet "Fundamentals of Breeding and Biotechnology".
For tiden brukes biologisk kunnskap i alle sfærer av menneskelig aktivitet: i industri og jordbruk, medisin og energi.
Økologisk forskning er ekstremt viktig. Vi begynte endelig å innse at den delikate balansen som eksisterer på vår lille planet er lett å ødelegge. Menneskeheten har stått overfor en skremmende oppgave - bevaring av biosfæren for å opprettholde betingelsene for eksistensen og utviklingen av sivilisasjonen. Det er umulig å løse det uten biologisk kunnskap og spesielle studier. Dermed har biologien i dag blitt en reell produktiv kraft og et rasjonelt vitenskapelig grunnlag for forholdet mellom menneske og natur.
klassisk biologi. Evolusjonsbiologi. Fysisk og kjemisk biologi.
1. Hvilke retninger i utviklingen av biologi kan du trekke frem?
2. Hvilke store vitenskapsmenn fra antikken ga et betydelig bidrag til utviklingen av biologisk kunnskap?
3. Hvorfor var det i middelalderen mulig å snakke om biologi som vitenskap kun betinget?
4. Hvorfor regnes moderne biologi som en kompleks vitenskap?
5. Hva er biologiens rolle i det moderne samfunnet?
6. Forbered en melding om ett av følgende emner:
7. Biologiens rolle i det moderne samfunn.
8. Biologiens rolle i romforskning.
9. Den biologiske forskningens rolle i moderne medisin.
10. Rollen til fremragende biologer - våre landsmenn i utviklingen av verdensbiologien.
Hvor mye vitenskapsmenns syn på mangfoldet av levende ting har endret seg, kan demonstreres ved eksemplet med inndelingen av levende organismer i riker. Tilbake på 40-tallet av XX-tallet ble alle levende organismer delt inn i to riker: planter og dyr. Planteriket omfattet også bakterier og sopp. Senere førte en mer detaljert studie av organismer til tildelingen av fire riker: Prokaryoter (bakterier), sopp, planter og dyr. Dette systemet gitt i skolebiologi.
I 1959 ble det foreslått å dele verden av levende organismer i fem riker: prokaryoter, protister (protozoer), sopp, planter og dyr.
Dette systemet er ofte gitt i biologisk (spesielt oversatt) litteratur.
Andre systemer har blitt utviklet og fortsetter å bli utviklet, inkludert 20 eller flere riker. For eksempel er det foreslått å skille mellom tre superriker: Prokaryoter, Archaea (Archaebacteria) og Eukaryotes. Hvert superrike inkluderer flere riker.
Kamensky A. A. Biologi klasse 10-11
Innsendt av lesere fra nettsiden
Nettbibliotek med elever og bøker, skisser av leksjoner fra 10. klasse Biologi, bøker og lærebøker iht. kalenderplan 10. klasse biologi planlegging
Leksjonens innhold leksjonsoppsummering og støtteramme leksjonspresentasjon interaktive teknologier akselererende undervisningsmetoder Øve på quiz, testing av nettbaserte oppgaver og øvelser med lekseverksteder og treningsspørsmål for klassediskusjoner Illustrasjoner video- og lydmaterialer bilder, bilder grafikk, tabeller, skjemaer tegneserier, lignelser, ordtak, kryssord, anekdoter, vitser, sitater TilleggMIKROSKOP
RAPPORT om biologi til en elev i 6. klasse
I lang tid levde en person omgitt av usynlige skapninger, brukte avfallsproduktene deres (for eksempel når de baker brød av surdeig, lager vin og eddik), led når disse skapningene forårsaket sykdommer eller ødela matforsyningen, men mistenkte ikke deres tilstedeværelse. Jeg mistenkte ikke fordi jeg ikke så det, og jeg så det ikke fordi størrelsene på disse mikroskapningene var mye lavere enn grensen for synlighet som det menneskelige øyet er i stand til. Det er kjent at en person med normalt syn på optimal avstand (25–30 cm) kan skille et objekt på 0,07–0,08 mm i størrelse i form av et punkt. Mindre gjenstander kan ikke sees. Dette bestemmes av de strukturelle egenskapene til synorganet hans.
Omtrent på samme tid da utforskningen av verdensrommet ved hjelp av teleskoper begynte, ble de første forsøkene gjort på å avsløre, ved hjelp av linser, hemmelighetene til mikroverdenen. Så under arkeologiske utgravninger i det gamle Babylon ble det funnet bikonvekse linser - de enkleste optiske enhetene. Linsene var laget av polert fjell krystall. Det kan betraktes at mennesket med deres oppfinnelse tok det første skrittet på veien til mikroverdenen.
Den enkleste måtenå forstørre bildet av en liten gjenstand er å observere det med et forstørrelsesglass. Et forstørrelsesglass er en konvergerende linse med liten brennvidde (vanligvis ikke mer enn 10 cm) satt inn i håndtaket.
teleskop maker Galileo V 1610
I 1993 oppdaget han at spotting-skopet hans, når det er bredt fra hverandre, gjorde det mulig å forstørre små gjenstander kraftig. Det kan vurderes oppfinneren av mikroskopet som består av positive og negative linser.
Et mer avansert verktøy for å observere mikroskopiske objekter er enkelt mikroskop. Når disse enhetene dukket opp, er det ikke kjent nøyaktig. Helt på begynnelsen av 1600-tallet ble flere slike mikroskoper laget av en brillehåndverker Zacharias Jansen fra Middelburg.
I essayet A. Kircher, utgitt i 1646 år, inneholder en beskrivelse det enkleste mikroskopet navngitt av ham "loppeglass". Den besto av et forstørrelsesglass innstøpt i en kobberbunn, hvorpå det var festet et gjenstandsbord, som tjente til å plassere den aktuelle gjenstanden; nederst var det et flatt eller konkavt speil, som reflekterte solstrålene på en gjenstand og dermed belyste den nedenfra. Forstørrelsesglasset ble flyttet ved hjelp av en skrue til objektbordet til bildet ble tydelig og klart.
Første store oppdagelser ble nettopp laget ved hjelp av et enkelt mikroskop. I midten av syttendeårhundrer med strålende suksess ble oppnådd av den nederlandske naturforskeren Anthony Van Leeuwenhoek. I mange år perfeksjonerte Leeuwenhoek seg i produksjonen av bittesmå (noen ganger mindre enn 1 mm i diameter) bikonvekse linser, som han laget av en liten glasskule, som igjen ble oppnådd ved å smelte en glassstang i en flamme. Så ble denne glasskulen malt på en primitiv slipemaskin. I løpet av livet laget Leeuwenhoek minst 400 slike mikroskoper. En av dem, oppbevart i Universitetsmuseet i Utrecht, gir mer enn 300x forstørrelse, som var en stor suksess på 1600-tallet.
På begynnelsen av 1600-tallet var det sammensatte mikroskoper består av to linser. Oppfinneren av et så komplekst mikroskop er ikke nøyaktig kjent, men mange fakta indikerer at han var en nederlender. Cornelius Drebel, som bodde i London og var i tjeneste for engelsk konge James I. I det sammensatte mikroskopet var to glass: den ene - linsen - vendt mot objektet, den andre - okularet - vendt mot øyet til observatøren. I de første mikroskopene fungerte et bikonvekst glass som et objektiv, som ga et ekte, forstørret, men omvendt bilde. Dette bildet ble undersøkt ved hjelp av et okular, som dermed spilte rollen som et forstørrelsesglass, men bare dette forstørrelsesglasset tjente til å forstørre ikke selve objektet, men bildet.
I 1663 mikroskop Drebel var forbedret engelsk fysiker Robert Hooke, som introduserte en tredje linse i den, kalt kollektivet. Denne typen mikroskop fikk stor popularitet, og de fleste mikroskopene på slutten av 1600-tallet - første halvdel av 800-tallet ble bygget i henhold til ordningen.
Mikroskop enhet
Et mikroskop er et optisk instrument designet for å studere forstørrede bilder av mikroobjekter som er usynlige for det blotte øye.
Hoveddelene av et lysmikroskop (fig. 1) er et objektiv og et okular innelukket i en sylindrisk kropp - et rør. De fleste modellene designet for biologisk forskning kommer med tre linser med ulik brennvidde og en roterende mekanisme designet for rask endring – et tårn, ofte kalt et tårn. Røret er plassert på toppen av et massivt stativ, inkludert rørholderen. Litt under objektivet (eller tårnet med flere objektiver) er en objektscene, hvor lysbilder med testprøver er plassert. Skarphet justeres ved hjelp av en grov- og finjusteringsskrue, som lar deg endre posisjonen til scenen i forhold til objektivet.
For at prøven som studeres skal ha tilstrekkelig lysstyrke for komfortabel observasjon, er mikroskopene utstyrt med ytterligere to optiske enheter (fig. 2) - en illuminator og en kondensator. Illuminatoren lager en lysstrøm som lyser opp testpreparatet. I klassiske lysmikroskoper involverer utformingen av illuminatoren (innebygd eller ekstern) en lavspentlampe med en tykk glødetråd, en konvergerende linse og en diafragma som endrer diameteren til lysflekken på prøven. Kondensatoren, som er en konvergerende linse, er designet for å fokusere belysningsstrålene på prøven. Kondensatoren har også en irismembran (felt og blenderåpning), som kontrollerer belysningsintensiteten.
Når du arbeider med lystransmitterende objekter (væsker, tynne seksjoner av planter, etc.), blir de opplyst av transmittert lys - belysningsinstrumentet og kondensatoren er plassert under objektbordet. Ugjennomsiktige prøver bør belyses forfra. For å gjøre dette plasseres belysningsinstrumentet over objektscenen, og strålene rettes til objektet gjennom linsen ved hjelp av et gjennomskinnelig speil.
Belysningsinstrumentet kan være passivt, aktivt (lampe) eller begge deler. De enkleste mikroskopene har ikke lamper for å lyse opp prøver. Under bordet har de et dobbeltsidig speil, der den ene siden er flat og den andre er konkav. I dagslys, hvis mikroskopet er i nærheten av et vindu, kan du få ganske god belysning ved å bruke et konkavt speil. Hvis mikroskopet er i et mørkt rom, brukes et flatt speil og en ekstern illuminator til belysning.
Forstørrelsen til et mikroskop er lik produktet av forstørrelsen av objektivet og okularet. Med en okularforstørrelse på 10 og en objektivforstørrelse på 40 er den totale forstørrelsesfaktoren 400. Vanligvis er objektiver med en forstørrelse på 4 til 100 inkludert i et forskningsmikroskopsett. Et typisk mikroskopobjektivsett for amatør- og utdanningsforskning (x4) , x10 og x40), gir økning fra 40 til 400.
Oppløsning er en annen viktig egenskap ved et mikroskop, som bestemmer kvaliteten og klarheten i bildet det danner. Jo høyere oppløsning, jo flere fine detaljer kan sees ved høy forstørrelse. I forbindelse med oppløsning snakker man om «nyttig» og «unyttig» forstørrelse. "Nyttig" er den maksimale forstørrelsen der maksimal bildedetalj er gitt. Ytterligere forstørrelse ("ubrukelig") støttes ikke av oppløsningen til mikroskopet og avslører ikke nye detaljer, men det kan påvirke bildets klarhet og kontrast negativt. Dermed er grensen for nyttig forstørrelse av et lysmikroskop ikke begrenset av den totale forstørrelsesfaktoren til objektivet og okularet - den kan gjøres vilkårlig stor om ønskelig - men av kvaliteten på de optiske komponentene i mikroskopet, dvs. oppløsningen.
Mikroskopet inkluderer tre funksjonelle hoveddeler:
1. Belysningsdel
Designet for å skape en lysstrøm som lar deg belyse objektet på en slik måte at de påfølgende delene av mikroskopet utfører sine funksjoner med den største nøyaktighet. Den lysende delen av et transmittert lysmikroskop er plassert bak objektet under objektivet i direkte mikroskoper og foran objektet over objektivet i inverterte.
Belysningsdelen inkluderer en lyskilde (en lampe og en elektrisk strømforsyning) og et optisk-mekanisk system (kollektor, kondensator, felt- og blenderjusterbare / iris-membraner).
2. Avspillingsdel
Designet for å reprodusere et objekt i bildeplanet med bildekvaliteten og forstørrelsen som kreves for forskning (dvs. å bygge et slikt bilde som gjengir objektet så nøyaktig som mulig og i alle detaljer med oppløsning, forstørrelse, kontrast og fargegjengivelse tilsvarende mikroskopoptikken).
Den reproduserende delen gir det første trinnet av forstørrelse og er plassert etter objektet til bildeplanet til mikroskopet. Den reproduserende delen inkluderer en linse og et mellomliggende optisk system.
Moderne mikroskoper av siste generasjon er basert på optiske linsesystemer korrigert for uendelig.
Dette krever i tillegg bruk av såkalte rørsystemer, som "samler" parallelle lysstråler som kommer ut av objektivet i bildeplanet til mikroskopet.
3. Visualisere del
Designet for å få et ekte bilde av et objekt på netthinnen, filmen eller platen, på skjermen til en TV eller dataskjerm med ekstra forstørrelse (den andre forstørrelsesfasen).
Bildedelen er plassert mellom bildeplanet til linsen og øynene til observatøren (kamera, kamera).
Bildedelen inkluderer en monokulær, kikkert eller trinokulær visuell feste med et observasjonssystem (okularer som fungerer som et forstørrelsesglass).
I tillegg inkluderer denne delen systemer med ekstra forstørrelse (systemer fra en grossist / endring av forstørrelse); projeksjonsdyser, inkludert diskusjonsdyser for to eller flere observatører; tegning enheter; bildeanalyse- og dokumentasjonssystemer med passende matchende elementer (fotokanal).
bilde fra scop-pro.fr
Mikroskopiteknologi har åpnet nye muligheter innen medisinsk og laboratoriepraksis. I dag kan verken diagnostiske studier eller kirurgiske inngrep klare seg uten spesiell optikk. Den viktigste rollen til mikroskoper i odontologi, oftalmologi, mikrokirurgi. Dette handler ikke bare om å forbedre synlighet og legge til rette for arbeid, men om en fundamentalt ny tilnærming til forskning og drift.
Påvirkningen på fine strukturer på cellenivå gjør at pasienten lettere vil tåle intervensjonen, komme seg raskere og ikke lide skade på friskt vev og komplikasjoner. Bak alle disse fordelene med moderne medisin er ofte et mikroskop - en kraftig høyteknologisk enhet designet ved hjelp av nylige prestasjoner optikk.
Avhengig av formålet er mikroskoper delt inn i:
- laboratorium;
- tannlege;
- kirurgisk;
- oftalmisk;
- otolaryngologisk.
Optiske systemer for biokjemiske, hematologiske, dermatologiske, cytologiske studier er funksjonelt forskjellige fra medisinske. Oftalmiske mikroskoper er anerkjent som de mest avanserte og kraftige - med deres hjelp var det mulig å gjøre et radikalt gjennombrudd i behandlingen av grå stær, hyperopi, nærsynthet, astigmatisme. Operasjoner på mikronnivå, utført under 40x forstørrelse, er sammenlignbare i invasivitet med en injeksjon, pasienten kommer seg etter operasjonen i løpet av få dager.
Ikke mindre interessante er de som tillater, under 25x forstørrelse, å nøyaktig behandle tannkanaler og andre minste strukturer som ikke er synlige for det menneskelige øyet. Ved å bruke den nyeste optikken klarer tannleger nesten alltid å gi behandling av høy kvalitet og redde tannen.
Forstørrelsesapparater for mikrokirurgi kjennetegnes av et utvidet synsfelt, økt bildeskarphet og mulighet for jevn eller trinnvis justering av forstørrelsen. Alt dette gir de beste siktforholdene for kirurgen og assistentene.
Det er viktig at den nye generasjonen av instrumenter for mikroskopi er så praktisk som mulig å bruke: arbeid med forstørrelsesoptikk er enkelt og krever ikke mye innsats eller spesielle ferdigheter. På grunn av det innebygde belysningssystemet og den praktiske formen på okularet, opplever ikke spesialisten tretthet og ubehag selv under lang kontinuerlig arbeid.
Et mikroskop er et skjørt instrument som må håndteres med forsiktighet. Dette gjelder spesielt linser: det er uønsket å berøre de optiske overflatene med hendene; en spesiell børste og myke kluter fuktet i etylalkohol brukes til å rengjøre enheten.
Rom som inneholder mikroskoper bør holdes ved romtemperatur og lav luftfuktighet (mindre enn 60%).
Først mikroskopister andre halvdel av 1600-tallet. - Fysiker R. Hooke, anatomist M. Malpighi, botaniker N. Gru, amatøroptiker A. Leeuwenhoek og andre beskrev strukturen til hud, milt, blod, muskler, sædvæske osv. ved hjelp av et mikroskop. Hver studie var i hovedsak en oppdagelse, som ikke kom godt overens med det metafysiske natursynet som har utviklet seg gjennom århundrene. Funnenes tilfeldige natur, mikroskopenes ufullkommenhet, det metafysiske verdensbildet tillot ikke på 100 år (fra midten av 1600-tallet til midten av 1700-tallet) å ta betydelige skritt fremover i kunnskapen om strukturens lover av dyr og planter, selv om det ble gjort forsøk på å generalisere (teorier om "fibrøs" og "granulær struktur av organismer, etc.).
Oppdagelsen av cellestrukturen skjedde på et tidspunkt i utviklingen av menneskeheten, da eksperimentell fysikk begynte å hevde å bli kalt elskerinnen til alle vitenskaper. I London ble det opprettet et samfunn av de største forskerne, som fokuserte på å forbedre verden på spesifikke fysiske lover. På møtene til fellesskapets medlemmer var det ingen politiske debatter, bare ulike eksperimenter ble diskutert og forskning på fysikk og mekanikk ble delt. Tidene var turbulente da, og forskerne overholdt svært streng hemmelighold. Det nye fellesskapet begynte å bli kalt «de usynliges høyskole». Den første som sto ved opprinnelsen til opprettelsen av samfunnet var Robert Boyle, Hookes store mentor. Styret produserte nødvendig vitenskapelig litteratur. Forfatteren av en av bøkene var Robert Hook, som også var medlem av dette hemmelige vitenskapelige fellesskapet. Hooke var allerede i disse årene kjent som oppfinneren av interessante enheter som gjorde det mulig å gjøre store funn. En av disse enhetene var mikroskop.
En av de første skaperne av mikroskopet var Zacharius Jansen som opprettet den i 1595. Ideen med oppfinnelsen var at to linser (konvekse) ble montert inne i et spesielt rør med et uttrekkbart rør for å fokusere bildet. Denne enheten kan øke de studerte objektene med 3-10 ganger. Robert Hooke forbedret dette produktet, som spilte hovedrolle i den kommende åpningen.
Robert Hooke observerte i lang tid forskjellige små prøver gjennom det opprettede mikroskopet, og en gang tok han en vanlig kork fra et kar for visning. Etter å ha undersøkt en tynn del av denne korken, ble forskeren overrasket over kompleksiteten i strukturen til stoffet. Et interessant mønster av mange celler dukket opp for øynene hans, overraskende lik en honningkake. Siden kork er et vegetabilsk produkt, begynte Hooke å studere deler av plantestengler med et mikroskop. Overalt ble et lignende bilde gjentatt - et sett med honningkaker. Mikroskopet viste mange rader med celler, som var adskilt av tynne vegger. Robert Hooke kalte disse cellene celler. Senere dannet hele vitenskapen om celler, som kalles cytologi. Cytologi inkluderer studiet av strukturen til celler og deres vitale aktivitet. Denne vitenskapen brukes på mange områder, inkludert medisin og industri.
Med navn M. Malpighi Denne fremragende biologen og legen er assosiert med en viktig periode med mikroskopiske studier av anatomien til dyr og planter.
Oppfinnelsen og forbedringen av mikroskopet gjorde det mulig for forskere å oppdage
en verden av ekstremt små skapninger, helt annerledes enn dem
som er synlige for det blotte øye. Etter å ha mottatt et mikroskop gjorde Malpighi en rekke viktige biologiske funn. Først vurderte han
alt som kom for hånden:
- insekter,
- lette frosker,
- blodceller,
- kapillærer,
- hud,
- lever,
- milt
- plantevev.
I studiet av disse fagene nådde han en slik perfeksjon at han ble
en av grunnleggerne av mikroskopisk anatomi. Malpighi var den første som brukte
mikroskop for studiet av blodsirkulasjonen.
Ved å bruke en 180x forstørrelse gjorde Malpighi en oppdagelse i teorien om blodsirkulasjon: han så på et froskelunge-preparat under et mikroskop, la merke til luftbobler omgitt av en film, og små blodårer, så et omfattende nettverk av kapillærkar som forbinder arterier med årer (1661). I løpet av de neste seks årene gjorde Malpighi observasjonene han beskrev i vitenskapelige artikler som ga ham berømmelse som en stor vitenskapsmann. Malpighis rapporter om strukturen til hjernen, tungen, netthinnen, nervene, milten, leveren, huden og om utviklingen av embryoet i et kyllingegg, samt om plantens anatomiske struktur, vitner om svært nøye observasjoner.
Nehemiah Gru(1641 - 1712). engelsk botaniker og lege, mikroskopist,
grunnlegger av planteanatomi. Hovedverkene er viet til spørsmål om planters struktur og kjønn. Sammen med M. Malpighi var grunnleggeren
planteanatomi. Først beskrevet:
- stomata,
- radialt arrangement av xylem i røttene,
- morfologi av vaskulært vev i form av en tett formasjon i midten av stilken til en ung plante,
- prosessen med å danne en hul sylinder i gamle stengler.
Han introduserte begrepet "komparativ anatomi", introduserte begrepene "vev" og "parenkym" i botanikk. Når jeg studerte strukturen til blomster, kom jeg til den konklusjon at de er befruktningsorganene i planter.
Leeuwenhoek Anthony(24. oktober 1632–26. august 1723), nederlandsk naturforsker. Han jobbet i en tekstilbutikk i Amsterdam. Tilbake i Delft jobbet han på fritiden som linsesliper. Totalt i løpet av livet laget Leeuwenhoek rundt 250 linser, og oppnådde en 300-dobling og oppnådde stor perfeksjon i dette. Linsene han laget, som han satte inn i metallholdere med en nål festet til dem for å sette observasjonsobjektet, ga en forstørrelse på 150–300 ganger. Ved hjelp av slike "mikroskoper" observerte Leeuwenhoek først og skisserte:
- sædceller (1677),
- bakterier (1683),
- erytrocytter,
- protozoer,
- individuelle plante- og dyreceller,
- egg og fostre
- muskelvev,
- mange andre deler og organer av mer enn 200 arter av planter og dyr.
Først beskrevet partenogenese hos bladlus (1695–1700).
Leeuwenhoek sto på preformismens posisjoner, og argumenterte for at det dannede embryoet allerede er inneholdt i "dyret" (spermatozoon). Han benektet muligheten for spontan generering. Han beskrev sine observasjoner i brev (opptil 300 totalt), som han hovedsakelig sendte til Royal Society of London. Etter blodets bevegelse gjennom kapillærene, viste han at kapillærer forbinder arterier og vener. For første gang observerte han erytrocytter og fant at hos fugler, fisker og frosker har de en oval form, mens de hos mennesker og andre pattedyr er skiveformede. Han oppdaget og beskrev hjuldyr og en rekke andre små ferskvannsorganismer.
Bruken av et akromatisk mikroskop i vitenskapelig forskning har fungert som en nyhet drivkraft for utviklingen av histologi. På begynnelsen av XIX århundre. det første bildet av plantecellekjerner ble laget. J. Purkinje(i 1825-1827) beskrev kjernen i egget til en kylling, og deretter kjernene i cellene til forskjellige dyrevev. Senere introduserte han konseptet "protoplasma" (cytoplasma) av celler, karakteriserte formen nerveceller, struktur av kjertler, etc.
R. Brown konkluderte med at kjernen er en essensiell del av plantecellen. Dermed begynte gradvis å akkumulere materiale på den mikroskopiske organiseringen av dyr og planter og strukturen til "celler" (cellula), sett for første gang av R. Hooke.
Opprettelsen av celleteorien hadde en enorm progressiv innvirkning på utviklingen av biologi og medisin. I midten av XIX århundre. begynte en periode med rask utvikling av beskrivende histologi. Basert på den cellulære teorien ble sammensetningen av forskjellige organer og vev og deres utvikling studert, noe som gjorde det mulig selv da å lage en mikroskopisk anatomi i grunnleggende termer og å avgrense klassifiseringen av vev, under hensyntagen til deres mikroskopiske struktur (A. Kölliker og andre).
