Význam mikroskopu v modernom svete. Stručná história vývoja biológie - vedomostný hypermarket. Najnovšie typy mikroskopov

Toto je veda o živote. V súčasnosti predstavuje súhrn vied o živej prírode.

Biológia študuje všetky prejavy života: štruktúru, funkciu, vývoj a pôvod živé organizmy, ich vzťah v prírodných spoločenstvách s biotopom a s inými živými organizmami.

Keď si muž začal uvedomovať svoju odlišnosť od sveta zvierat, začal skúmať svet okolo seba.

Spočiatku na tom závisel jeho život. Primitívni ľudia potrebovali vedieť, ktoré živé organizmy je možné jesť, používať ako lieky, na výrobu odevov a obydlí a ktoré sú jedovaté alebo nebezpečné.

S rozvojom civilizácie si človek mohol dovoliť taký luxus, akým je zapojenie sa do vedy na kognitívne účely.

Výskum kultúry starovekých národov ukázali, že majú rozsiahle znalosti o rastlinách, zvieratách a sú široko používané v každodennom živote.

Moderná biológia je komplexná veda, ktorá sa vyznačuje vzájomným prienikom myšlienok a metód rôznych biologických disciplín, ako aj ďalších vied - predovšetkým fyziky, chémie a matematiky.
Hlavné smery vývoja modernej biológie. V súčasnosti je možné podmienečne rozlíšiť tri oblasti biológie.

Po prvé, existuje klasická biológia. Reprezentujú ju prírodovedci, ktorí skúmajú rozmanitosť života príroda... Objektívne pozorujú a analyzujú všetko, čo sa deje v živej prírode, študujú živé organizmy a klasifikujú ich. Je nesprávne si myslieť, že všetky objavy v klasickej biológii už boli urobené.

V druhej polovici XX storočia. Nebolo popísaných len veľa nových druhov, ale boli objavené aj veľké taxóny, a to až do kráľovstiev (Pogonophora) a dokonca aj nad kráľovstvami (Archaea alebo Archaea). Tieto objavy prinútili vedcov znova sa pozrieť na celok história vývojaživá príroda, Pre skutočných prírodovedcov je príroda hodnotou sama o sebe. Každý kút našej planéty je pre nich jedinečný. Preto sú vždy medzi tými, ktorí akútne pociťujú nebezpečenstvo pre prírodu okolo nás a aktívne sa zasadzujú za jej ochranu.

Druhou oblasťou je evolučná biológia.

V XIX storočí. autor teórie prírodného výberu Charles Darwin začínal ako obyčajný prírodovedec: zbieral, pozoroval, opisoval, cestoval, odkrýval tajomstvá živej prírody. Hlavný výsledok jeho práca to, čo z neho robilo slávneho vedca, bola teória, ktorá vysvetľuje organickú rozmanitosť.

V súčasnej dobe štúdium evolúcie živých organizmov aktívne pokračuje. Syntéza genetiky a evolučnej teórie viedla k vytvoreniu takzvanej syntetickej evolučnej teórie. Ale aj teraz je stále veľa nevyriešených otázok, na ktoré odpovede hľadajú evoluční vedci.

Vytvorené na začiatku XX storočia. od nášho vynikajúceho biológa Alexandra Ivanoviča Oparina, bola prvá vedecká teória pôvodu života čisto teoretická. V súčasnej dobe sa aktívne vykonávajú experimentálne štúdie tohto problému a to vďaka použitiu pokročilých fyzických cvičení chemické metódy už hotový dôležité objavy a dajú sa očakávať nové zaujímavé výsledky.

Nové objavy umožnili doplniť teóriu antropogenézy. Prechod zo sveta zvierat do človeka však stále zostáva jednou z najväčších záhad biológie.

Tretím smerom je fyzikálna a chemická biológia, ktorá študuje štruktúru živých predmetov pomocou moderných fyzikálnych a chemických metód. Ide o rýchlo sa rozvíjajúcu oblasť biológie, ktorá je dôležitá teoreticky i prakticky. Je bezpečné povedať, že vo fyzikálno -chemickej biológii na nás čakajú nové objavy, ktoré nám umožnia vyriešiť mnoho problémov, s ktorými sa ľudstvo stretáva.

Rozvoj biológie ako vedy. Moderná biológia má korene v staroveku a je spojená s rozvojom civilizácie v stredomorských krajinách. Poznáme mená mnohých vynikajúcich vedcov, ktorí prispeli k rozvoju biológie. Vymenujme len niektoré z nich.

Hippokrates (460 - asi 370 pred n. L.) Podal prvý relatívne podrobný opis štruktúry ľudí a zvierat, poukázal na úlohu životného prostredia a dedičnosť pri výskyte chorôb. Je považovaný za zakladateľa medicíny.

Aristoteles (384-322 pred n. L.) Rozdelený svet do štyroch kráľovstiev: neživý svet zeme, vody a vzduchu; svet rastlín; svet zvierat a svet človeka. Popísal mnoho zvierat, položil základ pre taxonómiu. Štyri biologické pojednania, ktoré napísal, obsahovali prakticky všetky informácie o zvieratách, ktoré boli do tej doby známe. Aristotelove zásluhy sú také veľké, že je považovaný za zakladateľa zoológie.

Theophrastus (372-287 pred n. L.) Študoval rastliny. Popísal viac ako 500 druhov rastlín, poskytol informácie o štruktúre a reprodukcii mnohých z nich a predstavil mnoho botanických termínov. Je považovaný za zakladateľa botaniky.

Guy Plinius starší (23-79) zozbieral informácie o v tej dobe známych živých organizmoch a napísal 37 zväzkov encyklopédie prírodnej histórie. Takmer do stredoveku bola táto encyklopédia hlavným zdrojom poznatkov o prírode.

Claudius Galen vo svojom vedeckom výskume vo veľkom používal pitvy cicavcov. Bol prvým, kto urobil porovnávací anatomický opis človeka a opice. Študoval centrálny a periférny nervový systém... Historici vedy ho považujú za posledného veľkého biológa staroveku.

V stredoveku bola dominantnou ideológiou náboženstvo. Rovnako ako ostatné vedy, biológia v tomto období ešte neprešla do nezávislej oblasti a existovala vo všeobecnom hlavnom prúde náboženských a filozofických názorov. A hoci akumulácia znalostí o živých organizmoch pokračovala, o biológii ako o vtedajšej vede sa dá hovoriť iba podmienečne.

Renesančná éra je prechodom od kultúry stredoveku ku kultúre modernej doby. Vtedajšie radikálne sociálno-ekonomické transformácie sprevádzali nové objavy vo vede.

Najslávnejší vedec tejto éry Leonardo da Vinci (1452 - 1519) určitým spôsobom prispel k rozvoju biológie.

Študoval let vtákov, popísal mnoho rastlín, spôsoby spájania kostí v kĺboch, činnosť srdca a zrakové funkcie oka, podobnosť kostí ľudí a zvierat.

V druhej polovici 15. storočia. Prírodovedné znalosti sa začínajú rýchlo rozvíjať. Uľahčili to geografické objavy, ktoré umožnili výrazne rozšíriť informácie o zvieratách a rastlinách. Rýchla akumulácia vedeckých poznatkov o živých organizmoch viedla k rozdeleniu biológie na samostatné vedy.

V storočiach XVI-XVII. botanika a zoológia sa začali rýchlo rozvíjať.

Vynález mikroskopu (začiatok 17. storočia) umožnil študovať mikroskopickú stavbu rastlín a zvierat. Boli objavené mikroskopicky malé živé organizmy, baktérie a prvoky, ktoré sú voľným okom neviditeľné.

Karl Linnaeus, ktorý navrhol klasifikačný systém pre zvieratá a rastliny, významne prispel k rozvoju biológie.

Karl Maksimovich Baer (1792-1876) vo svojich prácach sformuloval hlavné ustanovenia teórie homológnych orgánov a zákona o embryonálnej podobnosti, ktoré položili vedecké základy embryológie.

V roku 1808 vo svojej práci „Filozofia zoológie“ Jean Baptiste Lamarck nastolil otázku príčin a mechanizmov evolučných transformácií a načrtol prvú evolučnú teóriu v čase.

Obrovskú úlohu vo vývoji biológie zohrala bunková teória, ktorá vedecky potvrdila jednotu živého sveta a slúžila ako jeden z predpokladov pre vznik evolučnej teórie Charlesom Darwinom. Autormi teórie buniek sú zoológ Theodor Ivanna (1818-1882) a botanik Matthias Jacob Schleiden (1804-1881).

Na základe početných pozorovaní vydal Charles Darwin v roku 1859 svoje hlavné dielo „O pôvode druhov prirodzeným výberom alebo zachovaním obľúbených plemien v boji o život“, v ktorom sformuloval hlavné ustanovenia evolučnej teórie, navrhnuté mechanizmy evolúcie a spôsoby evolučných premien organizmov.

V XIX storočí. vďaka dielam Louisa Pasteura (1822-1895), Roberta Kocha (1843-1910), Ilyu Ilyicha Mechnikova sa mikrobiológia formovala ako nezávislá veda.

20. storočie sa začalo znovuobjavením zákonov Gregora Mendela, čo znamenalo začiatok vývoja genetiky ako vedy.

V 40.-50. rokoch 20. storočia. v biológii sa začali vo veľkom používať nápady a metódy fyziky, chémie, matematiky, kybernetiky a ďalších vied a ako predmety výskumu sa používali mikroorganizmy. Výsledkom je, že vznikla biofyzika, biochémia, molekulárna biológia, radiačná biológia, bionika a ďalšie, ktoré sa začali rýchlo rozvíjať ako nezávislé vedy. Výskum vo vesmíre prispel k zrodu a rozvoju vesmírnej biológie.
V XX storočí. bol tam nejaký smer aplikovaný výskum- biotechnológia. Tento smer sa nepochybne bude v 21. storočí rýchlo rozvíjať. Podrobnejšie sa o tomto smere vývoja biológie dozviete pri štúdiu kapitoly „Základy chovu a biotechnológie“.

V súčasnej dobe sa biologické znalosti používajú vo všetkých sférach ľudskej činnosti: v priemysle a poľnohospodárstve, medicíne a energetike.

Environmentálny výskum je mimoriadne dôležitý. Konečne sme si začali uvedomovať, že krehkú rovnováhu, ktorá existuje na našej malej planéte, je ľahké zničiť. Ľudstvo stálo pred skľučujúcou úlohou - zachovaním biosféry, aby udržalo podmienky pre existenciu a rozvoj civilizácie. Bez biologických znalostí a špeciálneho výskumu to nie je možné vyriešiť. Biológia sa tak teraz stala skutočnou a racionálnou produktívnou silou vedecký základ vzťah medzi človekom a prírodou.

Klasická biológia. Evolučná biológia. Fyzikálno -chemická biológia.

1. Aké smery vo vývoji biológie môžete vyčleniť?
2. Ktorí veľkí vedci staroveku významne prispeli k rozvoju biologických znalostí?
3. Prečo v stredoveku bolo možné hovoriť o biológii ako vede len podmienečne?
4. Prečo je moderná biológia považovaná za komplexnú vedu?
5. Akú úlohu má biológia v modernej spoločnosti?
6. Pripravte si správu na jednu z nasledujúcich tém:
7. Úloha biológie v modernej spoločnosti.
8. Úloha biológie vo vesmírnom výskume.
9. Úloha biologického výskumu v modernej medicíne.
10. Úloha vynikajúcich biológov - našich krajanov vo vývoji svetovej biológie.

Ako veľmi sa zmenili názory vedcov na rozmanitosť živých vecí, je možné demonštrovať na príklade rozdelenia živých organizmov na kráľovstvá. V štyridsiatych rokoch dvadsiateho storočia boli všetky živé organizmy rozdelené do dvoch kráľovstiev: rastlín a zvierat. Baktérie a huby boli zaradené aj do rastlinnej ríše. Neskôr podrobnejšia štúdia organizmov viedla k identifikácii štyroch kráľovstiev: prokaryoty (baktérie), huby, rastliny a zvieratá. Tento systém je daný v školskej biológii.

V roku 1959 bolo navrhnuté rozdeliť svet živých organizmov na päť kráľovstiev: prokaryoty, protisty (prvoky), huby, rastliny a zvieratá.

Tento systém je často citovaný v biologickej (najmä prekladanej) literatúre.

Boli vyvinuté a naďalej sa vyvíjajú ďalšie systémy, vrátane 20 alebo viacerých kráľovstiev. Navrhuje sa napríklad rozlíšiť tri super ríše: prokaryoty, archaea (archaebacteria) a eukaryoty. Každé super kráľovstvo obsahuje niekoľko kráľovstiev.

Kamensky A.A. Biology 10-11 grade
Odoslané čitateľmi z webu

Online knižnica so žiakmi a knihami, plány-poznámky z lekcie biológie 10. ročníka, knihy a učebnice podľa kalendárneho plánu, plánovanie biológie 10. ročníka

Obsah lekcie osnova hodiny a rámec podpory prezentácia hodiny interaktívne technológie akceleračné vyučovacie metódy Prax testy, online testovacie úlohy a cvičenia domáce úlohy a školenia otázky pre diskusie v triede Ilustrácie video a audio materiály fotografie, obrázky, grafika, tabuľky, komiksy s diagrammi, podobenstvá, porekadlá, krížovky, anekdoty, vtipy, citáty Doplnky

MIKROSKOP

Žiak 6. ročníka Biológia SPRÁVA

Človek dlho žil obklopený neviditeľnými tvormi, používal produkty svojej životne dôležitej činnosti (napríklad pri pečení chleba z kyslého cesta, pri výrobe vína a octu), trpel, keď tieto tvory spôsobovali choroby alebo kazili zásoby jedla, ale robil to. netušiť ich prítomnosť ... Nemal som podozrenie, pretože som nevidel, a nevidel som, pretože veľkosti týchto mikro tvorov ležali oveľa nižšie, ako je hranica viditeľnosti, ktorej je ľudské oko schopné. Je známe, že osoba s normálnym videním v optimálnej vzdialenosti (25-30 cm) môže vo forme bodu rozlíšiť predmet s veľkosťou 0,07-0,08 mm. Človek si nemôže všimnúť menšie predmety. To je určené štrukturálnymi vlastnosťami jeho orgánu videnia.

Približne v rovnakom čase, keď sa začalo skúmanie vesmíru pomocou teleskopov, boli urobené prvé pokusy odhaliť pomocou šošoviek tajomstvá mikrosveta. Počas archeologických vykopávok v starovekom Babylone boli nájdené bikonvexné šošovky - najjednoduchšie optické prístroje. Šošovky boli vyrobené z leštenej hory kryštál. Môžeme predpokladať, že s ich vynálezom urobil človek prvý krok na ceste do mikrokozmu.

Najjednoduchší spôsob zväčšiť obraz malého predmetu znamená pozorovať ho pomocou lupy. Lupa sa nazýva konvergujúca šošovka s krátkou ohniskovou vzdialenosťou (zvyčajne nie viac ako 10 cm) vložená do držadla.

Tvorca ďalekohľadu Galileo v 1610 rok zistil, že vo veľmi roztiahnutom stave jeho teleskop dokáže veľmi zväčšiť malé objekty. Dá sa to zvážiť vynálezca mikroskopu pozostávajúce z pozitívnych a negatívnych šošoviek.
Perfektnejší nástroj na pozorovanie mikroskopických predmetov je jednoduchý mikroskop... Nie je presne známe, kedy sa tieto zariadenia objavili. Na samom začiatku 17. storočia niekoľko týchto mikroskopov vyrobil majster okuliarov Zachary Jansen z Middelburgu.

V eseji A. Kirchera prepustený v 1646 rok, obsahuje popis najjednoduchší mikroskop ním pomenovaný blšie sklo... Pozostával z lupy zapustenej do medeného podstavca, na ktorú bol pripevnený stôl predmetov, ktorý slúžil na umiestnenie predmetného objektu; dole bolo ploché alebo konkávne zrkadlo, ktoré odrážalo slnečné lúče na predmet a tým ho osvetľovalo zospodu. Lupa bola posúvaná pomocou skrutky na javisko, kým nebol obraz zreteľný a jasný.

Prvé vynikajúce objavy boli vyrobené len tak jednoduchým mikroskopom... V polovici 17. storočia dosiahol holandský prírodovedec brilantný úspech Anthony Van Leeuwenhoek... Za tie roky sa Leeuwenhoek zdokonalil vo výrobe drobných (niekedy s priemerom menším ako 1 mm) bikonvexných šošoviek, ktoré vyrobil z malej sklenenej gule, ktorá sa zase získala roztavením sklenenej tyčinky v plameni. Potom bola táto sklenená guľa rozomletá na primitívny brúsny stroj. Počas svojho života vyrobil Leeuwenhoek najmenej 400 takýchto mikroskopov. Jeden z nich, uložený v univerzitnom múzeu v Utrechte, ponúka viac ako 300-násobné zväčšenie, čo bol v 17. storočí obrovský úspech.

Na začiatku 17. storočia sa tu objavili zložené mikroskopy zložený z dvoch šošoviek. Vynálezca tak komplexného mikroskopu nie je presne známy, ale mnohé skutočnosti naznačujú, že išlo o Holanďana. Cornelius Drebel ktorý žil v Londýne a slúžil mu Anglický kráľ James I. V zloženom mikroskope to bolo dva poháre: jeden - šošovka - obrátená k predmetu, druhá - okulár - obrátená k oku pozorovateľa. V prvých mikroskopoch slúžilo ako objektív bikonvexné sklo, ktoré poskytovalo skutočný, zväčšený, ale inverzný obraz. Tento obraz bol skúmaný pomocou okuláru, ktorý tak plnil úlohu lupy, ale iba táto lupa slúžila na zväčšenie nie samotného predmetu, ale jeho obrazu.

V. 1663 ročný mikroskop Drebel bol vylepšený Anglický fyzik Robert Hooke, ktorý do nej zaviedol tretí objektív, ktorý dostal názov kolektívu. Tento typ mikroskopu si získal veľkú popularitu a väčšina mikroskopov z konca 17. - prvej polovice 8. storočia bola postavená podľa jeho schémy.

Mikroskopické zariadenie

Mikroskop je optický prístroj určený na štúdium zväčšených obrazov mikroobjektov, ktoré sú voľným okom neviditeľné.

Hlavnými časťami svetelného mikroskopu (obr. 1) sú objektív a okulár, uzavreté vo valcovom telese - tubuse. Väčšina modelov pre biologický výskum je dodávaná s tromi šošovkami s rôznymi ohniskovými vzdialenosťami a otočným mechanizmom navrhnutým na ich rýchlu výmenu - vežičkou, často nazývanou aj vežička. Rúrka je umiestnená na vrchu masívneho statívu, ktorý obsahuje držiak na trubicu. Mierne pod objektívom (alebo vežou s viacerými objektívmi) je pódium, na ktorom sú namontované sklíčka so skúšobnými vzorkami. Ostrosť sa nastavuje pomocou hrubej a jemnej nastavovacej skrutky, ktorá vám umožňuje zmeniť polohu stupňa voči objektívu.

Aby mala vyšetrovaná vzorka dostatočný jas na pohodlné pozorovanie, sú mikroskopy vybavené ešte dvoma optickými jednotkami (obr. 2) - iluminátorom a kondenzátorom. Iluminátor vytvára prúd svetla, ktorý osvetľuje testovanú vzorku. V klasických svetelných mikroskopoch konštrukcia iluminátora (zabudovaného alebo externého) predpokladá nízkonapäťovú lampu s hrubým vláknom, ktorá zachytáva šošovku a clonu, čím sa zmení priemer svetelnej škvrny na vzorke. Kondenzátor, ktorý je zbernou šošovkou, je navrhnutý tak, aby zaostroval lúče iluminátora na vzorku. Kondenzátor má tiež clonu (pole a clonu), pomocou ktorej sa reguluje intenzita svetla.

Pri práci s predmetmi prenášajúcimi svetlo (kvapaliny, tenké časti rastlín atď.) Sú osvetlené prechádzajúcim svetlom - iluminátor a kondenzátor sú umiestnené pod pódiom. Nepriehľadné vzorky by mali byť osvetlené spredu. Za týmto účelom je iluminátor umiestnený nad pódiom a jeho lúče sú nasmerované na objekt cez šošovku pomocou priesvitného zrkadla.

Iluminátor môže byť pasívny, aktívny (žiarovka) alebo oboje. Najjednoduchšie mikroskopy nemajú žiarovky na osvetlenie vzoriek. Pod stolom majú obojstranné zrkadlo, pričom jedna strana je plochá a druhá konkávna. Za denného svetla, ak je mikroskop pri okne, môžete dosiahnuť celkom dobré osvetlenie konkávnym zrkadlom. Ak je mikroskop v tmavej miestnosti, na osvetlenie sa použije ploché zrkadlo a externý iluminátor.

Zväčšenie mikroskopu sa rovná súčinu zväčšenia objektívu a okulára. So zväčšením okuláru 10 a so zväčšením objektívu 40 je celkový faktor zväčšenia 400. Súprava pre výskumný mikroskop obvykle obsahuje objektívy so zväčšením 4 až 100. Typická sada mikroskopických objektívov pre amatérsky a vzdelávací výskum (x 4 , x10 a x 40) poskytuje zvýšenie zo 40 na 400.

Rozlíšenie je ďalšou dôležitou charakteristikou mikroskopu, ktorá určuje jeho kvalitu a jasnosť obrazu, ktorý vytvára. Čím vyššie je rozlíšenie, tým jemnejšie detaily možno vidieť pri vysokom zväčšení. V súvislosti s rozlíšením sa hovorí o „užitočnom“ a „zbytočnom“ zväčšení. „Užitočné“ je množstvo zväčšenia, ktoré maximalizuje detaily obrazu. Ďalšie zväčšenie („zbytočné“) nie je podporované rozlíšením mikroskopu a neodhalí nové detaily, ale môže negatívne ovplyvniť jasnosť a kontrast obrazu. Hranica užitočného zväčšenia svetelného mikroskopu teda nie je obmedzená celkovým faktorom zväčšenia objektívu a okuláru - v prípade potreby ho možno ľubovoľne zväčšiť - ale kvalitou optických komponentov mikroskopu, tj. uznesením.

Mikroskop obsahuje tri hlavné funkčné časti:

1. Osvetľovacia časť
Navrhnuté tak, aby vytvárali svetelný tok, ktorý vám umožní osvetliť predmet takým spôsobom, že nasledujúce časti mikroskopu vykonávajú svoje funkcie mimoriadne presne. Svietiaca časť mikroskopu prechádzajúceho svetla je v rovných mikroskopoch umiestnená za objektom pod šošovkou a v obrátených pred objektom nad šošovkou.
Osvetľovacia časť obsahuje svetelný zdroj (žiarovka a zdroj energie) a opticko-mechanický systém (kolektor, kondenzátor, nastaviteľné clonové / clonové clony).

2. Reprodukčná časť
Navrhnuté na reprodukciu objektu v obrazovej rovine s kvalitou obrazu a zväčšením potrebnými na výskum (tj. Na vytvorenie obrazu, ktorý reprodukuje objekt čo najpresnejšie a vo všetkých detailoch s rozlíšením, zväčšením, kontrastom a podaním farieb vhodným pre mikroskopická optika).
Reprodukčná časť poskytuje prvý stupeň zväčšenia a je umiestnená za objektom do obrazovej roviny mikroskopu. Reprodukčná časť obsahuje šošovku a medziľahlý optický systém.
Moderné mikroskopy najnovšej generácie sú založené na optických systémoch objektívov korigovaných na nekonečno.
To navyše vyžaduje použitie takzvaných trubicových systémov, ktoré rovnobežné svetelné lúče vychádzajúce z objektívu „zbierajú“ v rovine mikroskopického obrazu.

3. Vizualizačná časť
Navrhnuté na získanie skutočného obrazu predmetu na sietnici, fotografického filmu alebo platne, na televíznom alebo počítačovom monitore s dodatočným zväčšením (druhý stupeň zväčšenia).

Vizualizačná časť sa nachádza medzi rovinou obrazu objektívu a očami pozorovateľa (kamera, fotoaparát).
Zobrazovacia časť obsahuje monokulárny, binokulárny alebo trinokulárny vizuálny nástavec s pozorovacím systémom (okuláre, ktoré pôsobia ako lupa).
Okrem toho táto časť obsahuje dodatočné systémy zväčšenia (systémy veľkoobchodu / zmeny zväčšenia); projekčné prílohy, vrátane diskusných príloh pre dvoch alebo viacerých pozorovateľov; rysovacie stroje; systémy na analýzu a dokumentáciu obrazu s príslušnými zhodnými prvkami (fotokanál).

Mikroskop je dnes jedným z najdôležitejších nástrojov používaných v mnohých oblastiach vedy.

Mikroskop - (z gréckeho mikros - malý a skopeo - vzhľad), optické zariadenie na získanie zväčšeného obrazu malých predmetov a ich drobností, voľným okom neviditeľné.

Je ťažké pomenovať prvého, kto vynašiel mikroskop, pretože tieto zariadenia sa začali objavovať v 16. storočí v r rozdielne krajiny a mestá.

Mikroskop a jeho aplikácia

V roku 1595 Zacharius Jansen. Bol to Jansen, kto spojil dve konvexné šošovky vo vnútri trubice. Zväčšenie tohto mikroskopu bolo 3 až 10 krát. V roku 1590 sa mikroskop objavil aj Johnovi Lippersgeyovi, ktorý predtým zostrojil jednoduchý ďalekohľad. V roku 1624 Galileo Galilei predstavil svoj ďalekohľad (pomenoval svoj prístroj (taliansky occhiolino - malé oko).

V Holandsku v 17. storočí vytvoril Anthony Van Leeuwenhoek základný prototyp moderného mikroskopu. Najzaujímavejšie je, že Leeuwenhoek nebol vedec. Talentovaný samouk pracoval ako obchodník s manufaktúrou. Prvá vec, na ktorú sa pozrel cez zariadenie, ktoré vytvoril, bola kvapka vody, v ktorej videl mnoho malých organizmov, ktoré nazýval animalculus (latinsky „malé zvieratá“). Ale nezostal len pri tom. Napokon to bol Van Leeuwenhoek, ktorý objavil bunkovú štruktúru živého tkaniva pohľadom na plátky zeleniny, ovocia a mäsa.

Za svoj objav a svoje úspechy bol v roku 1680 Leeuwenhoek zvolený za riadneho člena Kráľovskej spoločnosti a o niečo neskôr sa stal akademikom Francúzskej akadémie vied.

Veda, ktorá študuje predmety mikroskopom, sa nazýva mikroskopia (latinsky malá, malá a vidieť).

V závislosti od vykonávaných funkcií sú mikroskopy rozdelené na:

Optické mikroskopy (okrem iného boli prvé)
- elektrónové mikroskopy;
- skenovacie mikroskopy;
- röntgenové mikroskopy;
- laserové röntgenové mikroskopy;
- diferenciálne mikroskopy;

Mikroskopy sa používajú v nasledujúcich oblastiach:

Biologické (používané v biologickom a lekárskom výskume);
- metalografický (používa sa v priemyselných a vedeckých laboratóriách, kde sa skúmajú nepriehľadné predmety);
- stereoskopický (používa sa v laboratóriách a priemysle na zväčšovanie predmetov počas pracovných operácií);
- polarizácia (používa sa vo výskumných laboratóriách na výskum polarizovaného svetla);

Teraz si môžete bez problémov kúpiť optický mikroskop.

Pôvodná novinka „Mikroskop a jeho aplikácia

História vzniku mikroskopu

Hovorte si, čo sa vám páči, ale mikroskop je jedným z najdôležitejších nástrojov vedcov a jednou z ich hlavných zbraní pri chápaní sveta okolo nich. Ako sa objavil prvý mikroskop, aká je história mikroskopu od stredoveku po súčasnosť, aká je štruktúra mikroskopu a pravidlá práce s ním, odpovede na všetky tieto otázky nájdete v našom článku. Začnime teda.

História vzniku mikroskopu

Aj keď prvé zväčšovacie šošovky, na základe ktorých svetelný mikroskop skutočne funguje, našli archeológovia pri vykopávkach staroveký babylon prvé mikroskopy sa však objavili v stredoveku. Je zaujímavé, že medzi historikmi neexistuje zhoda v tom, kto prvý vynašiel mikroskop. Medzi kandidátov na túto úctyhodnú úlohu patria renomovaní vedci a vynálezcovia ako Galileo Galilei, Christian Huygens, Robert Hooke a Anthony van Leeuwenhoek.

Za zmienku stojí aj taliansky lekár G. Frakostoro, ktorý už v roku 1538 ako prvý navrhol skombinovať niekoľko šošoviek, aby sa dosiahol väčší zväčšovací efekt. Toto ešte nebolo vytvorenie mikroskopu, ale bolo to predzvesť jeho vzniku.

A v roku 1590 istý Hans Jasen, holandský majster okuliarov, oznámil, že jeho syn Zachary Jasen vynašiel prvý mikroskop, pre ľudí stredoveku bol taký vynález podobný malému zázraku. Mnoho historikov si však kladie otázku, či je Zakhari Yasen skutočným vynálezcom mikroskopu. Faktom je, že v jeho životopise je veľa tmavých miest, vrátane škvŕn na jeho povesti, pretože súčasníci obvinili Zachariáša z falšovania a krádeže duševného vlastníctva niekoho iného. Čokoľvek to bolo, ale aby sme s istotou vedeli, či Zakhary Yasen bol vynálezcom mikroskopu alebo nie, to, bohužiaľ, nemôžeme.

A tu je povesť Galileo Galilei v tomto smere bezchybný. Túto osobu poznáme predovšetkým ako veľkého astronóma, vedca, prenasledovaného katolíckou cirkvou za vieru, že Zem sa točí okolo, a nie naopak. Medzi dôležité vynálezy Galilea patrí prvý ďalekohľad, pomocou ktorého vedec očami prenikol do kozmických sfér. Jeho sféra záujmov sa však neobmedzovala iba na hviezdy a planéty, pretože mikroskop je v zásade ten istý ďalekohľad, ale iba naopak. A ak je možné pomocou zväčšovacích šošoviek pozorovať vzdialené planéty, prečo neprevrátiť ich silu iným smerom - študovať, čo je „pod nosom“. „Prečo nie,“ pomyslel si pravdepodobne Galileo, a tak v roku 1609 predstavil širokej verejnosti na Accademia dei Licei svoj prvý kompozitný mikroskop, ktorý pozostával z konvexných a konkávnych zväčšovacích šošoviek.

Starožitné mikroskopy.

Neskôr, o 10 rokov neskôr, holandský vynálezca Cornelius Drebbel vylepšil Galileov mikroskop pridaním ďalšej konvexnej šošovky. Skutočnú revolúciu vo vývoji mikroskopov však urobil holandský fyzik, mechanik a astronóm Christian Huygens. Bol teda prvým, kto vytvoril mikroskop so systémom dvoch šošoviek okulárov, ktoré boli achromaticky regulované. Stojí za zmienku, že Huygensove okuláre sa používajú dodnes.

A tu je ten slávny Anglický vynálezca a vedec Robert Hooke sa navždy zapísal do dejín vedy, a to nielen ako tvorca vlastného originálneho mikroskopu, ale aj ako človek, ktorý s jeho pomocou urobil veľký vedecký objav. Bol to on, kto ako prvý videl cez mikroskop organickú bunku a navrhol, aby všetky živé organizmy pozostávali z buniek, týchto najmenších jednotiek živej hmoty. Robert Hooke publikoval výsledky svojich pozorovaní vo svojej zásadnej práci - Mikrografia.

Táto kniha, ktorú v roku 1665 vydala Kráľovská spoločnosť v Londýne, sa okamžite stala vedeckým bestsellerom tých čias a urobila vo vedeckej komunite skutočný pocit. Napriek tomu, pretože obsahoval rytiny s obrazom vší, múch, rastlinných buniek zväčšených pod mikroskopom. V skutočnosti bola táto práca úžasným popisom schopností mikroskopu.

Zaujímavý fakt: Robert Hooke vzal termín „bunka“, pretože rastlinné bunky ohraničené stenami mu pripomínali mníšske bunky.

Takto vyzeral mikroskop Robeta Hooka, obrázok z „Micrograph“.

A posledným vynikajúcim vedcom, ktorý prispel k vývoju mikroskopov, bol Holanďan Anthony van Leeuwenhoek. Leeuwenhoek, inšpirovaný dielom Roberta Hooka, Micrographia, vytvoril svoj vlastný mikroskop. Levengukov mikroskop, hoci mal iba jednu šošovku, bol mimoriadne silný, takže úroveň podrobností a zväčšenia jeho mikroskopu bola v tej dobe najlepšia. Pozeranie cez mikroskop voľne žijúce zvieratá„Leeuwenhoek urobil veľa dôležitých vedecké objavy z biológie: ako prvý videl červené krvinky, popísal baktérie, kvasinky, načrtol spermie a štruktúru očí hmyzu, objavil a popísal mnohé z ich foriem. Levengukova práca dala obrovský impulz k rozvoju biológie a pomohla upútať pozornosť biológov na mikroskop a stala sa tak neoddeliteľnou súčasťou biologického výskumu, a to dodnes. Taký v všeobecný prehľad história objavu mikroskopu.

Typy mikroskopov

S rozvojom vedy a techniky sa začali objavovať stále sofistikovanejšie svetelné mikroskopy, prvý svetelný mikroskop pracujúci na základe zväčšovacích šošoviek bol nahradený elektrónovým mikroskopom a potom laserovým mikroskopom, röntgenovým mikroskopom, poskytujú mnohonásobne lepší efekt zväčšenia a detaily. Ako tieto mikroskopy fungujú? Viac o tom neskôr.

Elektrónový mikroskop

História vývoja elektrónového mikroskopu sa začala v roku 1931, keď istý R. Rudenberg získal patent na prvý transmisný elektrónový mikroskop. Potom sa v 40. rokoch minulého storočia objavili skenovacie elektrónové mikroskopy, ktoré dosiahli svoju technickú dokonalosť už v 60. rokoch minulého storočia. Vďaka postupnému pohybu elektronickej sondy s malým prierezom nad objektom vytvorili obraz objektu.

Ako funguje elektrónový mikroskop? Jadrom jeho práce je usmernený lúč elektrónov zrýchlený v elektrickom poli a zobrazuje obraz na špeciálnych magnetických šošovkách, tento elektrónový lúč je oveľa menší ako vlnová dĺžka viditeľného svetla. To všetko umožňuje zvýšiť výkon elektrónového mikroskopu a jeho rozlíšenie 1000 až 10 000-krát v porovnaní s tradičným svetelným mikroskopom. To je hlavná výhoda elektrónového mikroskopu.

Takto vyzerá moderný elektrónový mikroskop.

Laserový mikroskop

Laserový mikroskop je vylepšenou verziou elektrónového mikroskopu, jeho činnosť je založená na laserovom lúči, ktorý umožňuje vedcovmu pohľadu pozorovať živé tkanivá v ešte väčšej hĺbke.

Röntgenový mikroskop

Röntgenové mikroskopy sa používajú na skúmanie veľmi malých predmetov s rozmermi porovnateľnými s rozmermi röntgenovej vlny. Ich práca je založená na elektromagnetická radiácia s vlnovou dĺžkou od 0,01 do 1 nanometra.

Mikroskopické zariadenie

Konštrukcia mikroskopu závisí od jeho typu, samozrejme, elektrónový mikroskop sa svojou štruktúrou bude líšiť od svetelného optického mikroskopu alebo od röntgenového mikroskopu. V tomto článku sa budeme zaoberať štruktúrou obyčajného moderného optického mikroskopu, ktorý je najobľúbenejší medzi amatérmi aj profesionálmi, pretože ich možno použiť na riešenie mnohých jednoduchých výskumných problémov.

Po prvé, v mikroskope môžete rozlíšiť optické a mechanické časti. Optická časť obsahuje:

• Okulár je časť mikroskopu, ktorá je priamo spojená s očami pozorovateľa. Hneď v prvých mikroskopoch sa skladal z jedného objektívu, konštrukcia okuláru v moderných mikroskopoch je, samozrejme, o niečo komplikovanejšia.
• Objektív je prakticky najdôležitejšou súčasťou mikroskopu, pretože je to objektív, ktorý poskytuje hlavné zväčšenie.
• Iluminátor - zodpovedný za tok svetla na študovaný objekt.
• Clona - upravuje silu svetelného toku vstupujúceho do skúmaného objektu.

Mechanická časť mikroskopu pozostáva z takých dôležitých častí, ako sú:

• Rúrka, je to trubica, ktorá obsahuje okulár. Rúrka musí byť silná a nesmie byť zdeformovaná, inak optické vlastnosti mikroskopu utrpia.
• Základňa zaisťuje stabilitu mikroskopu počas prevádzky. Práve na ňom je pripevnená trubica, držiak kondenzátora, zaostrovacie gombíky a ďalšie časti mikroskopu.
• Otočná hlava - slúži na rýchlu zmenu objektívu, v lacných modeloch mikroskopov chýba.
• Subjektová tabuľka je miesto, kde je umiestnený vyšetrovaný predmet alebo predmety.

A tu obrázok ukazuje podrobnejšiu štruktúru mikroskopu.

Pravidlá pre prácu s mikroskopom

• Pri sedení je potrebné pracovať s mikroskopom;
• Pred prácou je potrebné mikroskop skontrolovať a utrieť prach jemnou handričkou;
• Položte mikroskop pred seba trochu vľavo;
• Stojí za to začať pracovať s malým nárastom;
• Nastavte osvetlenie v zornom poli mikroskopu pomocou elektrického svetla alebo zrkadla. Pri pohľade cez okulár na jedno oko a pomocou zrkadla s konkávnou stranou nasmerujte svetlo z okna do šošovky a potom rovnomerne osvetlite zorné pole. Ak je mikroskop vybavený iluminátorom, pripojte mikroskop k zdroju energie, zapnite žiarovku a nastavte požadovaný jas spaľovania;
• Mikropreparát umiestnite na pódium tak, aby študovaný predmet bol pod objektívom. Pri pohľade zboku sklopte šošovku pomocou skrutky, kým sa vzdialenosť medzi dolnou šošovkou objektívu a mikropreparátom nestane 4-5 mm;
• Pri premiestňovaní vzorky rukou nájdite správne miesto a umiestnite ho do stredu zorného poľa mikroskopu;
• Ak chcete študovať objekt pri vysokom zväčšení, musíte pri nízkom zväčšení najskôr umiestniť vybranú oblasť do stredu zorného poľa mikroskopu. Potom zmeňte objektív na 40x otočením revolvera tak, aby bol v pracovnej polohe. Dosiahnite dobrý obraz objektu pomocou mikrometrickej skrutky. Na škatuli mikrometrického mechanizmu sú dve čiarky a na mikrometrovej skrutke je bod, ktorý by mal byť vždy medzi čiarami. Ak presahuje ich limity, musí byť vrátené do normálnej polohy. Ak sa toto pravidlo nedodrží, mikrometrická skrutka môže prestať fungovať;
• Po dokončení práce s veľkým zväčšením nastavte nízke zväčšenie, zdvihnite šošovku, vyberte preparát z pracovného stola, utrite všetky časti mikroskopu čistou obrúskou, prikryte ho plastovým vreckom a vložte do skrinky.

Pri písaní článku som sa snažil, aby bol čo najzaujímavejší, najužitočnejší a najkvalitnejší. Bol by som vďačný za akúkoľvek spätnú väzbu a konštruktívnu kritiku vo forme komentárov k článku. Tiež mi môžete napísať svoje prianie / otázku / návrh na môj mail [chránené e -mailom] alebo Facebook, úprimne autor.

Histológia ako nezávislá veda vynikla na začiatku XIX storočia. Prehistória histológie bola vytvorená výsledkami početných makroskopických (vizuálnych) štúdií zložiek rôznych zvierat a rastlinných organizmov. Vynález mikroskopu, ktorého prvé vzorky boli vytvorené na začiatku 17. storočia (G. a Z. Jansens, G. Galilei a ďalší), mal rozhodujúci význam pre formovanie histológie ako vedy o štruktúra tkanív. Jednu z prvých vedeckých štúdií pomocou mikroskopu vlastnej konštrukcie vykonal anglický vedec Robert Hooke (1635-1703). Študoval mikroskopickú štruktúru mnohých predmetov. Všetky študované objekty R. Hooke popísal v knihe „Mikrografia alebo niektoré fyziologické popisy najmenších telies, vyrobené pomocou lupy ...“, publikovanej v roku 1665. R. Hooke zo svojich pozorovaní dospel k záveru, že bublinkové bunky, resp. bunky, v rastlinných objektoch a najskôr navrhol termín „bunka“.

V roku 1671 anglický vedec N. Grew (1641-1712) vo svojej knihe „ Anatómia rastlín“napísal o bunková štruktúra ako všeobecný princíp organizácie rastlinných organizmov. N. Grew najskôr razil termín „tkanina“ na označenie rastlinnej hmoty, pretože ten svojou mikroskopickou štruktúrou pripomínal odevnú tkaninu. V tom istom roku Talian J. Malpighi (1628-1694) systematicky a Detailný popis bunková (bunková) štruktúra rôznych rastlín. Následne sa postupne hromadili skutočnosti naznačujúce, že nielen bunky, ale aj živočíšne organizmy sú zložené z buniek. V druhej polovici 17. storočia A. Leeuwenhoek (1632-1723) objavil svet mikroskopických zvierat a najskôr popísal červené krvinky a mužské reprodukčné bunky.

Po celé 18. storočie dochádzalo k postupnému hromadeniu faktov. o bunkovej štruktúre rastlín a živočíchov... Bunky živočíšnych tkanív študoval a podrobne popísal český vedec Jan Purkinj (1787-1869) a jeho študenti na začiatku 19. storočia.

Veľký význam pre rozvoj znalostí o mikroskopická štruktúra organizmov mal ďalšie vylepšenia v mikroskopoch. V 18. storočí sa už mikroskopy vyrábali vo veľkom. Do Ruska ich najskôr priviezol z Holandska Peter I. Neskôr sa v Akadémii vied v Petrohrade zorganizoval workshop na výrobu mikroskopov. Za vývoj mikroskopie v Rusku M.V. Lomonosov, ktorý navrhol množstvo technických vylepšení konštrukcie mikroskopu a jeho optického systému. Druhá polovica 19. storočia bola poznačená rýchlym zdokonaľovaním mikroskopickej technológie. Vytvorili sa nové konštrukcie mikroskopov a vďaka vynálezu ponorných objektívov (ponorenie do vody sa začalo používať od roku 1850, olejové ponorenie - od roku 1878) sa rozlíšenie optických prístrojov zvýšilo desaťnásobne. Súbežne so zdokonaľovaním mikroskopu sa vyvíjala aj technika prípravy mikroskopických prípravkov.

Ak skôr predmety skúmané pod mikroskopom bezprostredne po ich izolácii z rastlín alebo zvierat bez akejkoľvek predbežnej prípravy sa teraz začali uchýliť k rôznym metódam ich spracovania, ktoré umožnili zachovať štruktúru biologických predmetov. Na upevnenie materiálu boli navrhnuté rôzne metódy. Ako fixačné činidlá sa používajú kyseliny chrómová, pikrová, osmium, octová a ďalšie, ako aj ich zmesi. Jednoduchý a v mnohých prípadoch nenahraditeľný fixátor - formalín - bol prvýkrát použitý na fixáciu biologických predmetov v roku 1893.

Príprava liekov, vhodné na skúmanie v prenesenom svetle, bolo možné po vývoji metód na vkladanie kusov do hustých médií, ktoré uľahčovali výrobu tenkých rezov. Vynález špeciálnych štruktúr na rezanie - mikrotómov - v laboratóriu J. Purkina výrazne zlepšil techniku ​​prípravy histologických prípravkov. V Rusku navrhol prvý mikrotóm kyjevský histológ P.I. Prestriedané. Na zvýšenie kontrastu štruktúr sa začali uchýliť k farbeniu rezov rôznymi farbivami. Carmine bolo prvým histologickým farbivom na farbenie jadier buniek, ktoré našlo široké využitie (od roku 1858). Ďalšie jadrové farbivo, hematoxylín, sa používa od roku 1865, ale dlho neboli jeho vlastnosti úplne vyhodnotené. Do druhej polovice 19. storočia sa už používali anilínové farbivá, spôsob impregnácie tkanín dusičnanom strieborným (K. Golgi, 1873) a farbenie nervové tkanivo metylénová modrá (A.S.Dogel, A.E.Smirnov, 1887).

Vďaka fixácii biologický materiál a získaním najjemnejších zafarbených rezov z neho mali vedci z konca 19. storočia možnosť preniknúť oveľa hlbšie do tajov štruktúry tkanív a buniek, na základe ktorých došlo k radu najväčších objavov. V roku 1833 R. Brown objavil konštantnú zložku bunky - jadro. V roku 1861 M. Schultze schválil pohľad na bunku ako „hrudku protoplazmy s jadrom ležiacim vo vnútri“. Jadro a cytoplazma boli považované za hlavné súčasti bunky. V 70. rokoch 19. storočia skupina vedcov súčasne a nezávisle na sebe objavila nepriamy spôsob delenia buniek - karyokinézu alebo mitózu. V dielach I.D. Chistyakov (1874), O. Bütschli (1875), E. Strasburger (1875), V. Maisel (1875), P.I. Peremezhko (1878), W. Schleicher (1878), W. Flemming (1879) a ďalší opísali a ilustrovali všetky fázy nepriameho delenia buniek. Tento objav mal veľký význam rozvíjať znalosti o bunke. Slúžil tiež ako základ pre hlbšie štúdium tak dôležitého biologický proces ako hnojenie. Štúdium mitózy a oplodnenia pritiahlo osobitnú pozornosť vedcov k jadru bunky a objasneniu jeho dôležitosti v procese prenosu dedičných vlastností. V roku 1884 O. Gertwig a E. Strasburger nezávisle od seba predložili hypotézu, že chromatín je materiálnym nosičom dedičnosti.

Objekt blízkej pozornosti vedcov sa stal chromozómy... Spolu so štúdiom bunkového jadra bola cytoplazma tiež podrobená dôkladnej analýze.

Pokroky v mikroskopickej technológii viedli k otvor v cytoplazme organel- jeho konštantné a veľmi diferencované prvky, ktoré majú určitú štruktúru a vykonávajú pre bunku životne dôležité funkcie. V rokoch 1875-76. nemecký biológ O. Hertwig a belgický vedec Van Beneden objavili bunkové centrum alebo centrosóm; a v roku 1898 talianskym vedcom K. Golgim ​​- aparát intracelulárnej sieťoviny (Golgiho komplex). V roku 1897 K. Benda - v živočíšnych bunkách a v roku 1904 - F. Meves - v rastlinných bunkách opísal chondriozómy, ktoré sa neskôr začali nazývať mitochondrie.

Preto, aby neskorý XIX storočia na základe úspešných vývoj mikroskopickej technológie a analýze údajov o mikroskopickej štruktúre bunky sa nazhromaždil kolosálny vecný materiál, ktorý umožnil identifikovať množstvo najdôležitejších zákonitostí v štruktúre a vývoji buniek a tkanív. V tejto dobe sa doktrína bunky stala nezávislou biologickou vedou - cytológiou.