Основні методи біологічних досліджень

Основні ознаки живої матерії

Основні відмінності біологічної системи від неживої природи:

- обмін речовин і енергії (нерозривний зв'язок організації та обміну, єдність процесів асиміляції і дисиміляції. Стан живого не може зберегтися без неперервного потоку речовин, енергії та інформації, без неперервного зруйнування молекулярних і надмолекулярних компонентів);

- подразливість (відповідь на дію зовнішніх чинників у вигляді так­сисів, тропізмів, рефлексів);

- збудливість;

- ріст;

- розмноження (спосіб відтворення генетичної пам'яті);

- рух;

- спадковість;

- мінливість;

- адаптація;

- гомеостаз;

- взаємозв'язок між біологічними системами і з навколишнім середовищем;

- цілісність і дискретність.

В основі проявів життя, всіх фізіологічних процесів лежать хімічні і фізико-хімічні процеси. Вони зв'язані зі структурною організацією біологічної системи та її функціями:

- самовідтворення;

- самооновлення;

- саморегуляція;

- рух;

- збудливість;

- пам'ять клітини.

При виконанні біологічних досліджень користуються як загальновідомими, так і специфічними методами:

- метод спостереження;

- метод біологічного експерименту;

- історичний метод;

- описовий метод;

- мікроскопічний метод;

- рентгеноструктурний аналіз;

- ступінчасте центрифугування;

- електронної мікроскопії;

- скануючої електронної мікроскопії;

- електронномікроскопічної гістохімії;

- мікроспектральний аналіз;

- статистичні методи.

Оптичні системи в біологічних дослідженнях використовуються під час проведення практичних занять із медичної біології, генетики та паразитології. Застосовують різні прилади та інструменти, перш за все мікроскоп (від грец. μιχρός – малий і σχοπεω – спостерігаю, розглядаю). Сучасна промисловість випускає мікроскопи різних систем, будова яких у принципі ана­логічна. Так, з допомогою стереоскопічних мікроскопів об'єкти вивчають водночас обома очима, що дає об'ємне уявлення і, крім того, значною мірою менше стомлює дослідника. При ультрафіолетовій мікроскопії спостереження провадять за допомогою ультрафіолетових променів. Фазово-контрастні мікроскопи дають можливість вивчати мікроскопічні об'єкти без попереднього спеціального забарвлення на основі різниці в коефіцієнтах заломлення світла. Останнім часом для глибокого вивчення мікроскопічних організмів дедалі ширше застосовують електронні мікроскопи, які збільшують об'єкт у 1000000 і більше разів. Принцип дії цього мікроскопа полягає в тому, що зображення об'єкта формується не світловими променями, а потоком електронів. Внаслідок цього за допомогою електронного мікроскопа можна розглянути ультрамікроскопічні структури клітини, великі молекули, а також віруси.

Для вивчення біологічних об'єктів найчастіше користуються світловими мікроскопами різних систем, в яких об’єкт освітлюється нормальним (нерозчленованим) світловим променем. У кожному світловому мікроскопі розрізняють три основні частини: механічну, освітлювальну та оптичну (рис. 1).

Механічна частина мікроскопа складається зі штатива, тубуса, револьвера, предметного столика, макрометричного гвинта (або кремальєри) і мікрометричного гвинта. Штатив складається з масивної ніжки – основи, на яку спирається весь мікроскоп, і тубусотримача. До тубусотримача прикріплено тубус (зорова труба), який пересувається вгору і вниз за допомогою макрометричного і мікрометричного гвинтів. Пересуваючи тубус за допомогою гвинтів, досліджуваний предмет попадає у фокус об'єктива. За допомогою макрогвинта тубус пересувається на відносно велику відстань, а мікрогвинт здійснює незначні переміщення. До штатива прикріплено предметний столик (круглий або прямокутний). У більшості сучасних мікроскопів частина штатива з предметним столиком і тубусом відгинається назад. У центрі столика є отвір, над яким кладуть предметне скельце з об'єктом, воно фіксується двома затискачами, або клемами. Знизу до тубуса рухомо прикріплено револьвер – пластинку з трьома-чотирма об'єктивами. Повертаючи револьвер, можна під нижній отвір тубуса поставити об’єктив, певної кратності збільшення.

Освітлювальна частина мікроскопа складається із дзеркала, конденсора та ірис-діафрагми. Дзеркало закріплене рухомо під предметним столиком. З одного боку воно плоске, а з другого – вигнуте; плоскою і вигнутою поверхнею користуються залежно від джерела світла і характеру об'єкта. Конденсор, що знаходиться між предметним столиком і дзеркалом, складається з кількох лінз. Ірис-діафрагма закріплена на нижній поверхні конденсора. Промені від джерела світла відбивають­ся дзеркалом і спрямовуються в конденсор. Лінзи конденсора концентрують світлові промені й спрямовують їх через отвір предметного столика на досліджуваний предмет та в об'єктив. Ірис-діафрагма регулює ширину світлового пучка, збільшує або зменшує освітлення предмета.

Оптична частина мікроскопа складається із систем лінз окуляра й об'єктивів. Окуляр вставлений у тубус зверху, на оправі окуляра є цифри, які показують його збільшення (наприклад, ×7, ×10, ×15). Об'єктив являє собою систему лінз, вправлених у трубку – гільзу. Об'єктиви закріплені у револьвері. Вони можуть давати мале збільшення (цифри на оправі ×7, ×8, ×10) і велике (цифри на оправі ×40, ×90). Щоб знати загальне збільшення мікроскопа, слід перемножити цифри окуляра й об'єктива. Якщо, наприклад, на окулярі цифра ×7, а на об'єктиві ×10, то мікроскоп дає збільшення в 70 разів. Крім об'єктивів малого і великого збільшення, в револьвері мікроскопа є ще так званий імерсійний (лат. іmmersio, від immergo – занурюю) об'єктив, який позначається буквами «ОІ» (об'єктив імерсійний) і призначений для розглядування предметів і об'єктів при великому збільшенні, коли вводять рідину (кедрову олію, вазелін, водний розчин гліцерину) між предметом і об’єктивом мікроскопа, щоб підвищити освітленість зображення.

Рис. 1. Біологічний робочий мікроскоп МБР-1:

1 – окуляр;

2 – колонка;

3 – макрометричний гвинт;

4 – мікрометричний гвинт;

5 – дзеркало;

6 – діафрагма;

7 – конденсор;

8 – мікропрепарат;

9 – предметний столик з отвором;

10 – клема;

11 – гвинт для переміщення предметного столика;

12 – об’єктив;

13 – револьвер;

14 – тубус

Методика виготовлення мікропрепаратів

Для вивчення об'єктів виготовляють тимчасові або постійні препарати, для чого треба мати предметні і покривні скельця. Предметне скельце являє собою скляну пластинку завтовшки до 3 мм, розміром 76×40 мм. Коли немає стандартних предметних скелець, їх можна нарізати із старих фотопластинок, попередньо змивши з них теплою водою емульсійний шар. Покривні скельця – це прямокутні або круглі пластинки різного розміру завтовшки 0,15-0,20 мм.

Для виготовлення тимчасового препарату об'єкт розміщують на предметному скельці в краплі води або іншої рідини і вкривають накривним скельцем. Щоб під накривним скельцем не утворилися пухирці повітря, слід доторкнутися до краплі одним із країв скельця і поступово опускати його до горизонтального положення. Води або іншої рідини беруть стільки, щоб заповнити простір між предметним і накривним скельцями.

Якщо рідини багато і вона виступає за межі накривного скельця, її вбирають фільтрувальним папером. Коли ж рідини взято мало, її вводять під накривне скельце скляною паличкою або піпеткою.

Постійні препарати виготовляють за спеціальною методикою.

Дата добавления: 2017-02-01