การวางแนวบนแผ่นสมุดบันทึกในกรงสำหรับเด็กที่มีความบกพร่องทางการมองเห็น วิธีการวางแนวบนกระดาษ – ใบวิเศษ

ทำความรู้จักกับเซลล์ การวางแนวในอวกาศ

วัตถุประสงค์ของบทเรียน : แนะนำเซลล์และด้านข้าง ทำซ้ำตรงที่ ขวา-ซ้าย บน-ล่าง ฝึกการนับและการเปรียบเทียบ พัฒนาคำพูดและความสนใจที่สอดคล้องกัน

อุปกรณ์ : แผ่นงานจากภาคผนวก สมุดบันทึกสี่เหลี่ยม ดินสอ ยางลบ ดินสอสี ลูกบอล กระดาน บันนี่ - ความรู้ทุกอย่าง หนังสือสำหรับเขียนเรื่อง. งานให้ความสนใจ

แนะนำ Bunny - Znayka

พวกคุณ วันนี้ Know-it-all Bunny มาชั้นเรียนกับฉัน ดูเขาสิ ทำไมคุณถึงคิดว่าเขาถูกเรียกอย่างนั้น?

เกม "จับแล้วตอบ" (ด้วยลูกบอลบนพรม)

ชื่อ ชื่อกลาง และนามสกุลของคุณคืออะไร?

สค. อายุของคุณ? ระบุวันเกิดของคุณ

ครอบครัวของคุณชื่ออะไร?

พ่อแม่ของคุณทำงานอะไร?

ประเทศที่เราอาศัยอยู่ชื่ออะไร? และทุนของมัน

คุณรู้ประเทศอะไรอีกบ้าง?

ให้ที่อยู่ของคุณ

คุณรู้จักอาชีพอะไรและพวกเขานำประโยชน์อะไรมาสู่ผู้คน?

ทำไมคุณต้องเรียน?

ทำความรู้จักกับ "เซลล์" »

การสาธิตสมุดบันทึกในกรง

เซลล์มีรูปร่างคล้ายอะไร?(ต่อตารางเมตร)

มาดูกันดีกว่าและรู้จักกันมากขึ้น

การทำงานกับเซลล์ที่ขยายใหญ่ขึ้น นักเรียนแต่ละคนมีแผ่นงาน

ชื่อด้านข้าง: ขวา-ซ้าย บน-ล่าง

อุ่นเครื่องสำหรับนิ้ว

อดีต. 1. มองหา 4 เซลล์แยกกันบนแผ่นงาน (ดูภาคผนวก)

ขั้นแรกให้วาดเส้น สีเหลืองที่ด้านบนของกรง ประการที่สองให้ลากเส้นสีแดงที่ด้านล่างของ; ในส่วนที่สาม - เส้นสีน้ำเงินทางด้านซ้าย ในสี่ - เส้นสีเขียวตาม ด้านขวา.

อดีต. 2. มองหาเซลล์หนึ่ง วางจุดทางด้านขวาของกล่อง ทำเครื่องหมายด้านล่างด้วยไม้กางเขน วางจุดสองจุดทางด้านซ้าย ทำเครื่องหมายด้านบนด้วยไม้กางเขนสองอัน

อุ่นเครื่อง.

ออกกำลังกายในสมุดบันทึกสี่เหลี่ยม

แบบฝึกหัดที่ 3 วงกลมเซลล์ทีละเซลล์ตามตัวอย่างในสมุดบันทึกของคุณ

แบบฝึกหัดที่ 4 . คำสั่งกราฟิก "แมว"

- ในงานนี้คุณจะต้องระมัดระวังให้มาก หากคุณทำทุกอย่างถูกต้อง คุณจะได้ภาพและคุณจะพบว่าใครคือ Know-it-all Bunny ที่เป็นเพื่อนด้วย

- คุณรู้อะไรเกี่ยวกับแมวบ้าง? (สัตว์บ้านมันกินอะไร)

- แมวมีชีวิตอยู่ได้นานแค่ไหน? (เฉลี่ย 15 ปี)

- แมวมีพัฒนาการทางการได้ยินมากกว่ามนุษย์ แมวร้องเฉพาะคนเท่านั้น เมื่อพวกมันสื่อสารกัน พวกมันจะส่งเสียงอื่น

3. อุ่นเครื่อง. การออกกำลังกายความสนใจ

ค้นหาแมวทุกตัวในภาพ

ภาพไหนมีแมวมากกว่ากัน?

มาสร้างเรื่องราวตามภาพกันเถอะ

ผลลัพธ์:

เราได้เรียนรู้อะไรบ้าง? คุณฝึกฝนอะไร?

(เราคุ้นเคยกับกล่อง เราฝึกหาด้านข้างให้ถูกต้อง ทำซ้ำด้านขวาเป็นซ้ายล่างและบน เราพัฒนานิ้วและความสนใจ เรานับและเปรียบเทียบวัตถุ)

แอปพลิเคชัน.

ภาคผนวก 4

กฎการทำงานในโน้ตบุ๊ก:

1. เมื่อนั่งตัวตรง เด็กควรเอนหน้าอกลงบนโต๊ะ

2. ระยะห่างจากขอบโต๊ะถึงหน้าอกไม่ควรเกิน 3-4 ซม.

3. ระยะห่างระหว่างดวงตาของเด็กกับโน้ตบุ๊กคือ 30-33 ซม.

4. มือทั้งสองข้างวางอยู่บนโต๊ะ มีเพียงข้อข้อศอกยื่นออกมาเกินขอบเล็กน้อย มือซ้ายรองรับโน้ตบุ๊กและเลื่อนขึ้นเมื่อเต็มหน้า

5. แสงควรมาจากด้านซ้าย

6.สำหรับเด็กถนัดซ้ายไฟควรตกจากด้านขวา

เราควรพยายามสอนให้เด็กตรวจสอบท่าทางของตนเอง สำหรับสิ่งนี้ มีการใช้กระสอบทราย (ดูรูป) ซึ่งวางบนศีรษะพยายามจับไว้ สิ่งนี้จะสร้างท่าทางที่ตรง เด็กต้องเข้าใจถึงความสำคัญของท่าทางที่ถูกต้องต่อสุขภาพ การพัฒนาทางกายภาพและประสิทธิภาพซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการเรียนรู้ทักษะการเขียนที่ประสบความสำเร็จ

เมื่อคำนึงถึงปัญหาของเด็กถนัดซ้ายและเด็กตีสองหน้า มีความจำเป็นต้องอธิบายงานให้พวกเขาฟังอย่างละเอียดยิ่งขึ้น มอบหมายงานให้เล็กลง แบ่งงานออกเป็นส่วน ๆ และมอบหมายงานที่มีความยากลดลง เด็กทุกคนจะได้รับสมุดบันทึก 2 เล่ม:

ตาหมากรุกขนาดใหญ่ (สมุดบันทึกหมายเลข 1)

สมุดบันทึกโดย S. Gavrin, N. Kutyavin, I. Toporkov, S. Shcherbinin “ การเตรียมมือสำหรับการเขียน” โดยนักจิตวิทยาการศึกษาชื่อดัง (สมุดบันทึกหมายเลข 2)

การทำงานกับสมุดบันทึกเครื่องแรกจะจัดเรียงตามลำดับต่อไปนี้ :

1. ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับสมุดบันทึก (ปก แผ่น หน้า)

2.แนะนำเพจ

3. ทำความรู้จักกับเซลล์

4. ทำความรู้จักกับเส้น

5. ออกกำลังกายในกรง (ดูภาคผนวก)

การทำงานกับสมุดบันทึกที่สองนั้นมีโครงสร้างโดยคำนึงถึงงานที่รวมกันตามข้อกำหนดหลัก: ทำงานให้เสร็จสิ้นอย่างเคร่งครัดตามเงื่อนไข:

1. ระบายสีรูปภาพโดยไม่ต้องเกินรูปทรง

2. ฟักตามทิศทางที่ระบุเท่านั้น

3. เมื่อทำงานอย่าพลิกโน้ตบุ๊ก “ห้ามบิด”

รูปที่ 9

ในตอนแรก คุณภาพของการดำเนินการ (ความถูกต้องและการปฏิบัติตามเงื่อนไขทั้งหมดอย่างระมัดระวัง) เป็นสิ่งสำคัญ ไม่ใช่ความเร็วและปริมาณของสิ่งที่เด็กทำ

เงื่อนไขในการทำงานให้เสร็จสิ้นอย่างถูกต้องในสมุดบันทึกหมายเลข 2 : เด็กทำงานไม่เกิน 15 นาที ในกรณีนี้จะถูกเลือก ตำแหน่งที่ถูกต้องสมุดบันทึกและในอนาคตสมุดบันทึกไม่หมุน - มีเพียงมือเท่านั้นที่เปลี่ยนตำแหน่ง! ลำดับของการทำภารกิจให้สำเร็จคือตั้งแต่ต้นจนจบโดยไม่มี "การกระโดด" หลังจากเสร็จสิ้นแต่ละงานแล้ว จะต้องดำเนินการวิเคราะห์ผลที่ได้รับพร้อมกับเด็ก สำหรับทุกความสำเร็จของเด็ก คุณต้องชมเชยและให้กำลังใจเขา รูปที่ 10

งานทั้งหมดในสมุดบันทึกจะถูกเลือกโดยคำนึงถึงความสนใจที่ไม่แน่นอนของเด็กโดยคำนึงถึงความซับซ้อนของงานและสลับกันตามความสนใจของเด็ก

แบบฝึกหัดสำหรับสมุดบันทึกหมายเลข 1

แบบฝึกหัดที่ 1. ทำความรู้จักกับโน้ตบุ๊ก

วัตถุประสงค์: เพื่อแนะนำให้เด็ก ๆ รู้จักสมุดบันทึกเพื่อสอนให้พวกเขานำทางในสมุดบันทึก (ปก แผ่นงาน หน้า)

ภารกิจที่ 2 ทำความรู้จักกับเซลล์

วัตถุประสงค์: เพื่อแนะนำเด็กให้รู้จักกับกรง

แบบฝึกหัด: กรงคือบ้าน บ้านมีพื้น ผนัง และเพดาน และกรงก็มีพื้น ผนัง และเพดานด้วย

ก) วาดหนึ่งเซลล์ (บนแผ่นงานธรรมดาที่ไม่มีเซลล์)

b) วาดหลายเซลล์ทีละเซลล์ (บนแผ่นงานเดียวกัน)
ภารกิจที่ 3. เล่นกับกรง

เป้าหมาย: เรียนรู้การนำทางในกรง (ศูนย์กลางของกรง มุม ด้านข้าง) แบบฝึกหัด:

a) ค้นหาจุดศูนย์กลางในเซลล์ (เลือกจุดศูนย์กลางของเซลล์ตลอดทั้งบรรทัด) b) ค้นหามุมซ้ายบน (เลือกมุมลงในเซลล์ตลอดทั้งบรรทัด) c) ค้นหามุมขวาล่าง (เลือกมุมลงใน เซลล์ตลอดทั้งบรรทัด)
เส้น)

d) ค้นหาด้านข้างของเซลล์ (ขวา, ซ้าย)

จ) ค้นหา "พื้นและเพดาน" ของเซลล์

f) วาดทั้งเซลล์ (วาด "บ้าน" ทุกๆ เซลล์)

ภารกิจที่ 4. เส้นเป้าหมาย: แนะนำแนวคิดของ "เส้น" แบบฝึกหัด: วาดเส้นตรงที่ด้านล่างและด้านบน

ภารกิจที่ 5. เดินผ่านเซลล์

เป้าหมาย: เรียนรู้การนำทางตามเซลล์

ออกกำลังกาย:

ก) เดินไปรอบ ๆ เซลล์ด้วยมือของคุณ

b) เดินไปรอบ ๆ เซลล์ด้วยปากกา

ผ่านกรง

หลังจาก 2 เซลล์

หลังจาก 3 เซลล์ เป็นต้น

ภารกิจที่ 6. ทำงานกับกรง

เป้าหมาย: เรียนรู้การทำงานกับกรง

การออกกำลังกาย: ฟิตติ้ง รูปแบบต่างๆองค์ประกอบภายในเซลล์ใช้การแรเงาในทิศทางที่ต่างกัน

ภารกิจที่ 7

เป้าหมาย: เหมือนกัน.

แบบฝึกหัด: ติดตั้งวัตถุทรงกลมภายในเซลล์ (คุณสามารถใช้การแรเงาเป็นวงกลมได้)

ภารกิจที่ 8.

เป้าหมาย: เรียนรู้การทำงานภายในขอบเขตและเส้นโดยใช้จุดอ้างอิง

ออกกำลังกาย:

ก) ฉันนำเส้นยาวและสั้นมา

b) เชื่อมต่อจุดต่างๆ ในทิศทางที่ระบุ
ภารกิจที่ 9. การฟักไข่

ฉัน (โก้: เรียนรู้การทำงานภายในขอบเขต

แบบฝึกหัด: การวาดเส้นภายในวัตถุ

ภารกิจที่ 10.

เป้าหมาย: เพื่อกำหนดตำแหน่งของมือในการวาดภาพวัตถุในกรง พัฒนาดวงตา เรียนรู้ที่จะสังเกตช่วงเวลา ("เดิน" ผ่านกรง)

แบบฝึกหัด: เขียนองค์ประกอบแต่ละส่วนหรือรูปแบบ “เราทุกคนอาศัยอยู่ในบ้านและมองออกไปนอกหน้าต่าง”

ภารกิจที่ 11.

เป้าหมาย: เหมือนกัน.

แบบฝึกหัด: สลับองค์ประกอบใหญ่และเล็ก (ตรงและกลม)

ภารกิจที่ 12. พัฒนาสายตา ฝึกการเขียนองค์ประกอบต่างๆ โดยมีวงวนที่ด้านบนและด้านล่าง

เป้า: เหมือนกัน.

แบบฝึกหัด: เขียนเป็นวงว่า "นกกำลังนั่งอยู่บนกิ่งไม้", "ใบไม้กำลังบิน"

ให้ความรู้แก่เด็ก ๆ ว่าสมุดบันทึกมีไว้ทำอะไร ประกอบด้วยอะไรบ้าง สิ่งที่ต้องทำในนั้น ฝึกฝน นิ้วชี้ มือขวาตามแนวเส้นจากบนลงล่างและล่างขึ้นบน

สื่อการสอนสรุปบทเรียนเกี่ยวกับการพัฒนาทักษะการเคลื่อนไหวของมือ:

สมุดบันทึกตาหมากรุกสำหรับเด็กแต่ละคน

เด็กๆ กำลังนั่งอยู่ที่โต๊ะ

นักการศึกษา (ว.)พวกคุณ วันนี้ฉันได้รับโทรศัพท์และได้รับแจ้งว่ามีแขกที่ไม่ธรรมดามาหาเรา คุณต้องไขปริศนา:

ตอนนี้ฉันอยู่ในกรง ตอนนี้ฉันอยู่ในแถว

เขียนเกี่ยวกับฉัน!

คุณยังสามารถวาด...

สิ่งที่ฉัน...? (สมุดบันทึก.)

(หากเด็กๆ พบว่าเดาปริศนาได้ยาก ให้บอกใบ้ให้พวกเขา)

ใน.ทำได้ดีมาก คุณทายปริศนาถูกแล้ว นี่คือสมุดลอกเลียนแบบ ใครรู้บ้างว่าโน้ตบุ๊กมีไว้เพื่ออะไร? (เขียน, วาด)

มีเสียงเคาะประตู

ใน.มีคนกำลังเคาะประตู เข้ามาได้โปรด พวกเราแขกที่รอคอยมานานมาหาเราแล้ว (นำสมุดบันทึกปกสดใส มีโบว์ด้านข้าง และยิ้มที่ปากให้กับกลุ่ม)

สมุดบันทึก.สวัสดีเพื่อนๆ จำฉันได้ไหม? ใช่แล้ว ฉันเป็นสมุดบันทึก ฉันมาเยี่ยมคุณและฉันก็อยากเป็นเพื่อนกับคุณจริงๆ ฉันมีเพื่อนมากมายในหมู่เด็กๆ พวกเขาต้องการฉันจริงๆ

ใน.พวกคุณเวลาผ่านไปเร็วมาก อีกไม่นานคุณจะอายุ 6 ขวบและไปโรงเรียนได้ แม่จะซื้อกระเป๋าเป้และอุปกรณ์การเรียนดีๆ ให้คุณ และต้องแน่ใจว่ามีสมุดบันทึกที่สวยงามและสดใส โน๊ตบุ๊คไม่ได้มาเยี่ยมเราคนเดียว เธอเชิญพี่สาวของเธอ (ครูวางสมุดบันทึกพร้อมรูปภาพวางอยู่บนโต๊ะ)

สมุดบันทึก.พวกคุณแต่ละคนจะมาที่โต๊ะและเลือกเพื่อนโน้ตบุ๊ก

เลือกภาพที่คุณชอบที่สุด (เด็ก ๆ มาที่โต๊ะเลือกสมุดบันทึกที่มีรูปภาพแล้วนั่งลงที่โต๊ะ)

สมุดบันทึก(กล่าวกับอาจารย์) ฉันอยากเล่นกับผู้ชายจริงๆ

ใน.เพื่อนๆ โน้ตบุ๊กชวนมาเล่นเกมกัน

สมุดบันทึก.คุณชอบเล่นเกมไหม? คุณชอบอันไหนมากที่สุด? มาเล่นกันเถอะ (เด็ก ๆ เล่นเกมตามใจชอบ)

ใน.พวกเพื่อนใหม่กำลังรอคุณอยู่ที่โต๊ะ รีบไปหาพวกเขา (เด็ก ๆ นั่งลงที่โต๊ะแล้วหยิบสมุดจด) พวกคุณระวังว่าปกสมุดบันทึกจะสวยงามแค่ไหน มันมีลายอยู่ โดยจะต้องเขียนนามสกุลและชื่อของเจ้าของสมุดบันทึก คุณจะมาหาฉันทีหลังและฉันจะเซ็นให้ทุกคน ตอนนี้จะเป็นเพียงสมุดบันทึกของคุณ พวกเขาเปิดฝาครอบออกและมันก็กำลังมองคุณอยู่ กระดาษโน้ตบุ๊ก. มีเซลล์จำนวนมากที่นี่ เราพบสี่เหลี่ยมจัตุรัสหนึ่งอันและวางนิ้วชี้ของมือขวา (ตรวจสอบว่าเด็กๆ ทำภารกิจสำเร็จหรือไม่) ตอนนี้ใช้นิ้วมือขวาของคุณเลื่อนไปตามแผ่นกระดาษจากบนลงล่างและจากล่างขึ้นบน (3 ครั้ง) นี่คือกระดาษที่เราจะเขียนลงไป ฉันจะสอนวิธีเล่นกับสี่เหลี่ยม คุณจะชอบเกมนี้มาก

ใน.โน๊ตบุ๊ค เราดีใจมากที่คุณมาเยี่ยมและพาน้องสาวของคุณมา เราเสนอให้อยู่ในกลุ่มของเรา ฉันจะสอนเด็กๆ ให้เขียนสมุด โดยน้องสาวสมุดแต่ละคนจะมีเพื่อน และใครเป็นเพื่อน - ตอนนี้เรามาดูกันดีกว่า ทุกคนจะมาหาฉันพร้อมกับสมุดบันทึกและฉันจะเซ็นให้เรารู้ว่ามันคือเพื่อนของใคร (เด็ก ๆ เข้าหาครูพูดชื่อและนามสกุลครูเซ็นสมุดบันทึกทั้งหมด)

สมุดบันทึก.และตอนนี้พวกผมขอเชิญชวนทุกคนมาเต้นรำ

เด็กๆ ที่มีสมุดบันทึกเต้นรำไปกับเสียงเพลงอย่างอิสระ หลังจากเต้นรำเสร็จ พวกเขาก็วางสมุดบันทึกไว้บนโต๊ะ และอันที่สวยที่สุดก็วางอยู่บนขาตั้ง

เค. อูเตคิน่า

การเตรียมตัวไปโรงเรียน

การพัฒนาทักษะการเขียนกราฟิกในเด็กก่อนวัยเรียน

โรงเรียนสมัยใหม่ให้ความสำคัญกับเด็กที่จะเข้าเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 1 เป็นอย่างมาก น่าเสียดายที่ระดับความพร้อมไม่เป็นไปตามข้อกำหนดเหล่านี้เสมอไป ในช่วงแรกของการเรียนรู้ เด็ก ๆ มักจะประสบปัญหาในการเขียน: มือจะเหนื่อยล้าอย่างรวดเร็ว สายงานหายไป และไม่สามารถเขียนตัวอักษรได้อย่างถูกต้อง มักพบการเขียนแบบ "กระจกเงา" เด็กไม่แยกแยะระหว่างแนวคิด "ซ้าย", "ขวา", "แผ่นงาน", "หน้า", "เส้น" และไม่สอดคล้องกับจังหวะการทำงานทั่วไป

ปัญหาเหล่านี้มีสาเหตุมาจากความอ่อนแอของทักษะการเคลื่อนไหวของนิ้วมือและการพัฒนาทักษะการประสานงานระหว่างการมองเห็นและการเคลื่อนไหว ความสนใจโดยสมัครใจ การรับรู้เชิงวิเคราะห์ และความจำทางการมองเห็นไม่เพียงพอ ทั้งหมดนี้ส่งผลเสียต่อการดูดซึมของเด็ก ๆ ในหลักสูตรชั้นประถมศึกษาปีที่ 1 และจำเป็นต้องมีการจัดชั้นเรียนพิเศษในสถาบันการศึกษาก่อนวัยเรียนโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเตรียมมือของเด็กสำหรับการเขียนอย่างเป็นระบบและพัฒนาทักษะการเขียนกราฟิกเฉพาะระดับประถมศึกษา

ฉันได้จัดชั้นเรียนดังกล่าวกับเด็ก ๆ ในช่วง 15 ปีที่ผ่านมาโดยผสมผสานการฝึกทักษะการเคลื่อนไหวของนิ้วมือเข้ากับการแก้ปัญหาพัฒนาการทางจิต (ประสบการณ์การทำงานของฉันสะท้อนให้เห็นในคู่มือ "การพัฒนาทักษะการเขียนกราฟิกในเด็กก่อนวัยเรียน" - M.: VINITI, 1997) ในช่วงเวลานี้ มีการพัฒนาระบบแบบฝึกหัดบางอย่างซึ่งเป็นพื้นฐานใหม่ในการ วิธีการทางจิตวิทยาถึงปัญหานี้

โดยคำนึงถึงลักษณะอายุของเด็กก่อนวัยเรียนที่มีอายุมากกว่า (6 ปี) รวมทั้งลักษณะเฉพาะด้วย การรับรู้ภาพฉันทำชั้นเรียนในสมุดบันทึกที่มีสี่เหลี่ยมขนาดใหญ่ กรงมอบโอกาสที่ดีเยี่ยมในการพัฒนาทักษะยนต์ปรับและทักษะการเขียนกราฟิกขั้นพื้นฐาน เนื่องจากการวาดภาพบนกรงต้องใช้การเคลื่อนไหวเพียงเล็กน้อยและแม่นยำ และยังสร้างเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยสำหรับการพัฒนาการวางแนวในไมโครสเปซ

เด็กจะคุ้นเคยกับสมุดบันทึก บรรทัด และบรรทัดการทำงาน เรียนรู้ที่จะดำเนินการในพื้นที่จำกัด - กรง ตอกย้ำความสามารถในการวัดด้วยปทัฏฐานธรรมดา - เซลล์ เปรียบเทียบวัตถุตามขนาดและรูปร่าง วาดเส้นตรงที่มีความยาวต่างกันและไปในทิศทางที่ต่างกัน, เส้นหยัก, ส่วนโค้ง, วงกลม, วงรี; ติดตามโครงร่างของภาพ ดึงเซลล์; สี; จำสีที่อบอุ่นและเย็น เขาเรียนรู้ที่จะวิเคราะห์งานการเรียนรู้ จดจำและจินตนาการลำดับของการนำไปปฏิบัติ เปรียบเทียบวัตถุ สร้างความเหมือนหรือความแตกต่าง เด็กขัดเกลาความรู้ของเขาเกี่ยวกับรูปทรงเรขาคณิตที่เรียบง่าย เรียนรู้ที่จะรับรู้วัตถุที่มีรูปร่างซับซ้อนในเชิงวิเคราะห์ และสร้างมันขึ้นมาใหม่จากองค์ประกอบต่างๆ

ในกระบวนการทำงานในสมุดบันทึก เด็กจะเสริมสร้างกล้ามเนื้อดีของนิ้วมือ ปรับปรุงการประสานงานของภาพและมอเตอร์และการวางแนวในไมโครสเปซ พัฒนาความสนใจโดยสมัครใจ หน่วยความจำภาพ การรับรู้เชิงวิเคราะห์ และคำพูด

ระบบงานประกอบด้วยแปดส่วนซึ่งดำเนินการตามลำดับต่อไปนี้

1. แนะนำโน๊ตบุ๊คและสายงาน
2. เส้นตรงแนวตั้งและแนวนอนและการรวมกันของพวกเขา
3. สายรุ้ง: สีที่อบอุ่นและเย็น
4. เส้นตรงเอียงและการรวมกันของพวกมัน
5. การพิมพ์ตัวเลขในเซลล์
6. ส่วนโค้ง เส้นหยัก วงกลม วงรี
7. การพิมพ์ตัวอักษรเป็นสี่เหลี่ยม
8. การวาดวัตถุที่มีรูปร่างซับซ้อนโดยใช้เซลล์

ฉันค่อยๆทำแบบฝึกหัดให้ยากขึ้น เมื่อแนะนำให้เด็กรู้จักแบบฝึกหัดใหม่ ฉันอาศัยทักษะและความสามารถที่เขาได้รับมาก่อนหน้านี้

ตัวอย่างแบบฝึกหัดตามส่วน

1. ทำความรู้จักกับโน้ตบุ๊กดูสมุดบันทึก. ประกอบด้วยปกและแผ่น บนหน้าปกมักจะเขียนชื่อและนามสกุลของเจ้าของสมุดบันทึก และข้อมูลอื่นๆ แต่ละแผ่นมีสองด้าน - หน้า พวกเขาเขียน วาด วาดบนพวกเขา ดูหน้า. เส้นตรงจะถูกวาดจากบนลงล่างและจากซ้ายไปขวาซึ่งก่อให้เกิดเซลล์สี่เหลี่ยมที่เหมือนกัน เชื้อเชิญให้เด็กใช้นิ้วชี้ของมือขวาตามแนวจากบนลงล่างและจากซ้ายไปขวา

ความลึกลับ. ไม่ใช่พุ่มไม้ แต่มีใบไม้ ไม่ใช่เสื้อเชิ้ต แต่เย็บ (สมุดบันทึก.)

สายงาน. เป้าหมาย: เพื่อสอนวิธีนำทางสายงาน

บรรทัดการทำงานประกอบด้วยเซลล์จำนวนหนึ่งเรียงจากซ้ายไปขวา และมีเส้นขอบบนและล่าง ในแบบฝึกหัดแรก ครูจะวาดขอบเขตบนและล่างของเส้นการทำงาน เด็ก ๆ ดูเส้นงาน (ประกอบด้วยเซลล์จำนวนหนึ่ง) แล้วระบายสีด้วยดินสอสีน้ำเงิน “เชือกคือแม่น้ำที่มีตลิ่งที่ได้รับการคุ้มครอง คุณไม่สามารถขึ้นฝั่งได้ คุณสามารถเขียนได้เฉพาะในสายงานเท่านั้น” เด็ก ๆ วางจุดบนเส้นงาน: ตรงกลางเซลล์, ตรงกลางด้านข้างของเซลล์, ที่จุดตัดของเส้น (รูปที่ 1)

2. เส้นตรงแนวตั้งและแนวนอนและการรวมกันของพวกเขา. เป้าหมาย: พัฒนาการวางแนวบนสายงาน (บนลงล่าง, ซ้ายไปขวา); การประสานมือและตาและทักษะยนต์ปรับ ทักษะการเขียนอย่างต่อเนื่อง ความสนใจทางสายตา

สิ่งเหล่านี้อาจเป็นเส้นตรงแนวตั้งและแนวนอนที่มีความยาวต่างกันและในช่วงเวลาต่างกัน โดยผสมผสานกัน เช่น สี่เหลี่ยมจัตุรัส สี่เหลี่ยมเล็ก ๆ ซึ่งเด็กๆ จะฟักจากซ้ายไปขวาหรือจากบนลงล่าง และสี (สี 2) การออกกำลังกายจะดำเนินการอย่างเคร่งครัดตามเซลล์

ซี. รุ้ง. วัตถุประสงค์: เพื่อรวบรวมความรู้เกี่ยวกับสีโทนร้อนและสีเย็น เสริมสร้างกล้ามเนื้อเล็กๆ ของนิ้วมือ

ครูวาดสายรุ้ง เด็ก ๆ วาดภาพตามลำดับสี:

สีแดง สีส้ม สีเหลืองเป็นสีโทนอบอุ่น เปรียบเสมือนดวงอาทิตย์ เปรียบเสมือนแสงสว่าง สีเขียว สีฟ้า สีคราม สีม่วง - เป็นสีโทนเย็น เช่น ท้องฟ้า เหมือนแม่น้ำ ทะเล ในอนาคตเมื่อระบายสีตัวเลขเด็ก ๆ จะเลือกความอบอุ่นหรือ สีเย็นตามที่อาจารย์สั่ง

4. เส้นตรงเอียงและการรวมกันของพวกมัน. เป้า; พัฒนาการวางแนวบนสายงานและในไมโครสเปซ (มุมขวาบนและมุมซ้ายล่าง, ซ้ายไปขวา ฯลฯ ) การประสานงานระหว่างมือและตา ทักษะการเขียนอย่างต่อเนื่อง ความสนใจด้วยสายตา เสริมสร้างกล้ามเนื้อมัดเล็กของนิ้วมือ

รูปที่ 2 รูปที่ 3

สิ่งเหล่านี้สามารถเป็นเส้นตรงที่มีช่วงเวลาต่างๆ และการรวมกัน เป็นรูปสามเหลี่ยมที่มีรูปทรงต่างๆ และแรเงาด้วยเส้นเอียงตรง วาดภาพด้วยสีอบอุ่นหรือเย็นตามที่ครูสั่ง (รูปที่ 3)

5. การพิมพ์ตัวเลขในเซลล์. เป้าหมาย: เพื่อพัฒนาการปฐมนิเทศในไมโครสเปซการประสานงานของภาพและมอเตอร์ความสนใจทางสายตา

เราพิมพ์ตัวเลขแบบเดียวกับที่พิมพ์ดัชนีบนซองจดหมาย จากนั้นคุณสามารถเชิญเด็ก ๆ มาเปรียบเทียบ: อะไรเหมือนกันและอะไรแตกต่างกันในระดับตัวเลข: 2 และ 7

6. ส่วนโค้ง เส้นหยัก วงกลม วงรี. เป้าหมาย: เพื่อพัฒนาการประสานมือและตา ความสามารถในการวาดเส้นโค้งมนได้อย่างราบรื่น และการวางแนวในไมโครสเปซ ขอแนะนำให้วาดส่วนโค้งให้สูงหนึ่งเซลล์และหนึ่งเซลล์จากนั้นจึงกว้างสองเซลล์ จารึกวงกลมไว้ในกรงสี่เหลี่ยมจัตุรัส ในสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีด้านละสองเซลล์ จากนั้นจึงเขียนเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสจินตภาพ วาดวงรีในสี่เหลี่ยมที่มีความกว้างหนึ่งเซลล์ สูงสองเซลล์ จากนั้นเป็นสี่เหลี่ยมจินตภาพเดียวกัน (รูปที่ 4)

7. การพิมพ์ตัวอักษรเป็นสี่เหลี่ยม. เป้าหมาย: พัฒนาความสนใจการประสานมือและตา รวบรวมทักษะกราฟิกและการเขียนขั้นพื้นฐาน

ตัวอักษรจะพิมพ์สูงสองเซลล์และกว้างหนึ่งเซลล์ ข้อยกเว้นคือตัวอักษร Zh, F, Sh, Shch, Y พิมพ์ออกมากว้างหนึ่งเซลล์ครึ่ง ในตอนท้ายของแต่ละบทเรียน เด็ก ๆ จะเปรียบเทียบตัวอักษรบางตัวตามสัญญาณของความเหมือนหรือความแตกต่าง: B-C; ใน; เอส-อี; โอ-ยู; Ts-Shch และคณะ

8. การวาดวัตถุที่มีรูปร่างซับซ้อนโดยใช้เซลล์เป้าหมาย: เพื่อพัฒนาการวิเคราะห์ภาพและการสังเคราะห์การรับรู้ของรูปร่างที่ซับซ้อนการวางแนวในอวกาศ รวบรวมทักษะการนับและการวัดด้วยการวัดแบบธรรมดา - เซลล์ สิ่งเหล่านี้อาจเป็นวัตถุต่าง ๆ ที่วาดในเซลล์เครื่องประดับจากรูปทรงเรขาคณิต ขั้นแรก เด็ก ๆ ตรวจสอบตัวอย่าง โดยแบ่งเป็นรูปทรงเรขาคณิตง่ายๆ ด้วยสายตา กำหนดขนาด นับเซลล์ในแต่ละด้าน และกำหนดตำแหน่งสัมพัทธ์ จากนั้นจึงวาดตามตัวอย่างและระบายสี ในขั้นตอนต่อไปของการทำงาน เด็ก ๆ วาดวัตถุหรือเครื่องประดับจากรูปทรงเรขาคณิตตามแผนและระบายสี

ขอแนะนำให้ทำงานเพื่อพัฒนาทักษะการเขียนกราฟิกระดับประถมศึกษาอย่างเป็นระบบสัปดาห์ละ 2-3 ครั้งเป็นเวลาเจ็ดถึงสิบนาทีซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของบทเรียนคณิตศาสตร์ที่ครอบคลุม ฯลฯ ก่อนทำงานในสมุดบันทึก ให้พักร่างกายและหลังจากเรียนจบ งานทำแบบฝึกหัดสำหรับมือ มีความจำเป็นต้องตรวจสอบแสงสว่างในสถานที่ทำงานของเด็กและท่าทางของเขา ระยะห่างจากดวงตาควรอยู่ที่อย่างน้อย 33 ซม.

ในการทำงานในสมุดบันทึก เด็กจะต้องใช้ปากกาลูกลื่น ดินสอธรรมดา และชุดดินสอสี

แผนตัวอย่างบทเรียน (หรือบางส่วนของบทเรียน) เกี่ยวกับการพัฒนาทักษะการเขียนกราฟิกขั้นพื้นฐาน

1. บอกเด็ก ๆ ถึงหัวข้อของบทเรียน
2. การพิจารณาตัวอย่างแบบฝึกหัด คำอธิบายวิธีปฏิบัติ
3. แสดงวิธีทำงานให้เสร็จสิ้นบนกระดานและในสมุดบันทึกพร้อมคำอธิบายพร้อมกัน: “วางปากกาที่มุมขวาบน ลากเส้นในเซลล์ที่มุมซ้ายล่าง ฯลฯ”
4. การบอกเด็กๆ ว่าจะทำงานให้สำเร็จได้อย่างไร
5. เสร็จสิ้นภารกิจ
6. การตรวจสอบโดยครูเกี่ยวกับความถูกต้องแม่นยำของงานมอบหมายของเด็กๆ
7. ให้เด็กมีส่วนร่วมในการวิเคราะห์คุณภาพของงานที่ทำ

ทุกคนรู้ตั้งแต่สมัยเรียนว่าสัตว์และพืชทุกชนิดประกอบด้วยเซลล์จำนวนมาก

ทราบอีกอย่างหนึ่ง: มีสัตว์และพืชที่ประกอบด้วยเซลล์เดียวเท่านั้น

ที่โรงเรียน เราได้เรียนรู้เกี่ยวกับโครงสร้างของเซลล์ ซึ่งเป็นส่วนสำคัญในการสร้างสิ่งมีชีวิตทั้งหมด โดยการตรวจดูผิวหนังของหัวหอมผ่านกล้องจุลทรรศน์ นี่คือฟิล์มใสบางๆ ที่บุผิวด้านในของใบอวบน้ำของหัว กล้องจุลทรรศน์แสดงให้เห็นว่าประกอบด้วยสี่เหลี่ยมจัตุรัสยาว แต่ละคนมีฟองกลม - นิวเคลียส ด้านนอกเซลล์จะ "หุ้ม" ด้วยเมมเบรน นิวเคลียสในเซลล์ผิวหัวหอมมักตั้งอยู่ใกล้กับเปลือกเนื่องจากส่วนหลักของเซลล์ถูกครอบครองโดยถุง - แวคิวโอล ถุงเหล่านี้เต็มไปด้วยน้ำนมของเซลล์ ระหว่างแวคิวโอลและเปลือก จะมองเห็นเส้นใยเนื้อละเอียดบาง ๆ - โปรโตพลาสซึม - มองเห็นได้ เยื่อหุ้มเซลล์จะอยู่ใกล้กันมากนั่นเอง ภาพใหญ่ผิวมีลักษณะคล้ายผนังบ้านที่สร้างจากอิฐ

เซลล์มีขนาดเล็กมากด้วยกล้องจุลทรรศน์ ส่วนใหญ่มักจะมีขนาดหลายไมครอนหรือหลายสิบไมครอน รูปร่างและขนาดของมันขึ้นอยู่กับเนื้อเยื่อของสัตว์หรือพืชที่พวกเขาอยู่ แม้แต่เซลล์ของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียว เช่น มนุษย์ ก็มีรูปร่างที่หลากหลายมาก ขึ้นอยู่กับการทำงานของพวกมันในร่างกาย เมื่อมองแวบแรก เซลล์กล้ามเนื้อดูไม่เหมือนเซลล์เม็ดเลือด ทั้งสองในทางกลับกันต่างจากเซลล์ของเนื้อเยื่อประสาท แต่เซลล์ทั้งหมดก็มีหลายอย่างที่เหมือนกัน

เรามาดูกันว่าการศึกษาเซลล์ดำเนินไปอย่างไร แนวคิดสมัยใหม่เกี่ยวกับโครงสร้างของมันคืออะไร

ย้อนกลับไปในศตวรรษที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ตระหนักว่าเฉพาะการศึกษาหน่วยโครงสร้างชีวิตเหล่านี้เท่านั้นที่จะสามารถตอบคำถามหลักของชีววิทยา: ชีวิตคืออะไร? การใช้ชีวิตแตกต่างจากการไม่มีชีวิตอย่างไร? นักวิจัยนับแสนคนพร้อมกล้องจุลทรรศน์รีบเร่งเข้าสู่โลกแห่งสิ่งมีชีวิตด้วยกล้องจุลทรรศน์ บางคนอุทิศตนเพื่อการศึกษาสัตว์เซลล์เดียวที่สง่างาม - ciliates คนอื่นๆ สนใจโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ และประการแรกคือมนุษย์

เมื่อการศึกษาโครงสร้างเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเพิ่งเริ่มต้นเชื่อกันว่าเซลล์นั้นเป็น "ฟอง" ที่เต็มไปด้วยน้ำเมือกโปร่งแสงชวนให้นึกถึงโปรตีนดิบ ไข่ไก่. กล้องจุลทรรศน์ที่ไม่สมบูรณ์ในสมัยนั้นไม่อนุญาตให้ใครเห็นโครงสร้างภายในของเซลล์

นักวิทยาศาสตร์ชาวเช็ก Purkinje เป็นคนแรกที่ค้นพบโครงสร้างที่ซับซ้อนของมัน

หากคุณตอกไข่นกแล้วเทเนื้อหาลงในจานรอง คุณจะสังเกตเห็นจุดสว่างๆ ตรงกลางไข่แดง นั่นก็คือเอ็มบริโอ เมื่อตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ Purkinje พบว่าในบรรดาเมล็ดพืชและฟองอากาศขนาดเล็กที่แขวนอยู่ในสารกึ่งของเหลวนั้น มองเห็นวัตถุทรงกลมที่มีเมล็ดหนาแน่นอยู่ข้างใน นี่คือนิวเคลียสของเซลล์ นักวิทยาศาสตร์จึงเรียกนิวเคลียสว่า germinal vesicle และสารกึ่งของเหลวที่ล้อมรอบนิวเคลียสว่าเป็นโปรโตพลาสซึม จากนั้นนิวเคลียสก็ถูกค้นพบในเซลล์เกือบทั้งหมด และเมล็ดที่มีความหนาแน่นมากขึ้นภายในนิวเคลียสเรียกว่านิวเคลียส

หลายปีที่ผ่านมา ความสนใจของนักวิทยาศาสตร์มุ่งความสนใจไปที่นิวเคลียส ถือเป็นอวัยวะหลักของเซลล์เนื่องจากปรากฎว่ามันเกี่ยวข้องกับกระบวนการชีวิตที่สำคัญที่สุดนั่นคือการสืบพันธุ์

ไม่ใช่เรื่องง่ายเลยที่จะตรวจสอบโครงสร้างของเซลล์ที่มีชีวิต แม้ว่าคุณจะมีกล้องจุลทรรศน์ที่สมบูรณ์แบบพร้อมใช้ก็ตาม ในบรรดาไซโตพลาสซึมโปร่งแสงสีเดียว แม้แต่นิวเคลียสซึ่งเป็นรายละเอียดที่ใหญ่ที่สุดก็ไม่สามารถมองเห็นได้เสมอไป แต่งานนี้กลายเป็นเรื่องยากเป็นพิเศษเมื่อสิ่งมีชีวิตที่ไม่สงบเช่น ciliates พบว่าตัวเองอยู่ภายใต้เลนส์กล้องจุลทรรศน์ พวกเขารีบวิ่งไปมาอย่างสุ่มและหลุดลอยไปจนลับตาตลอดเวลา คุณสามารถรับตัวแทนที่ "น่านับถือ" ของโลกเซลล์เดียวได้มากขึ้น - อะมีบา อะมีบาเคลื่อนที่ช้าๆ แต่โปรโตพลาสซึมของมันก็เคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องเช่นกัน ดังนั้น จึงเป็นเรื่องที่น่าแปลกที่เพื่อตรวจสอบโครงสร้างของเซลล์ที่มีชีวิต มันจำเป็นต้องถูกฆ่า หรือตามที่นักชีววิทยากล่าวว่า จะต้องแก้ไข

ในระหว่างการตรึง กระบวนการของชีวิตทั้งหมดในเซลล์จะหยุดลง ในขณะนี้สามารถเปรียบเทียบได้กับกรอบของฟิล์มหยุดนิ่ง สารที่ฆ่าเซลล์อย่างรวดเร็วจะถูกใช้เป็นสารยึดเกาะ - แอลกอฮอล์, ฟอร์มาลดีไฮด์, สารละลายของระเหิด, กรดออสมิก ฯลฯ สารยึดเกาะที่ดีที่สุดคือสารที่ทำลายเซลล์น้อยกว่าสารอื่นและรักษารายละเอียดของโครงสร้างได้ดีกว่า

จะเป็นอย่างไรถ้าเราไม่ต้องการเห็นสัตว์เซลล์เดียว แต่ต้องการเห็นโครงสร้างของใบไม้ หรือค้นหาว่ากล้ามเนื้อของสัตว์ประกอบด้วยเซลล์อะไร? ไม่ว่าเราจะมองดูใบไม้สักแค่ไหน เราก็จะไม่เห็นอะไรเลยนอกจากเส้นสายบาง ๆ บนพื้นผิวของมัน หากเราวางแผ่นไว้ใต้กล้องจุลทรรศน์ เราจะไม่เห็นอะไรเลย เพราะวัตถุที่ตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์จะต้องมีความบางและโปร่งใสก่อน

ในปี ค.ศ. 1667 โรเบิร์ต ฮุค ชาวอังกฤษใช้มีดปลายแหลมตัดจุกไม้ก๊อกบางๆ แล้วนำไปวางไว้ใต้กล้องจุลทรรศน์ และค้นพบว่ามันประกอบด้วย "เซลล์" ตั้งแต่นั้นมาความก้าวหน้าในการศึกษาโครงสร้างเซลล์ของสิ่งมีชีวิตมีความเกี่ยวข้องกับการปรับปรุงเทคนิคการเตรียมส่วนที่ค่อนข้างบางอย่างสม่ำเสมอ เพื่อจุดประสงค์นี้จึงมีการสร้างอุปกรณ์พิเศษ - ไมโครโตม

มีดรูปลิ่มขนาดใหญ่เคลื่อนที่ไปตามรางนำทาง บนเส้นทางการเคลื่อนที่จะมี "โต๊ะ" ที่มีวัตถุจับจ้องอยู่ โต๊ะนี้สามารถยกขึ้นและลดระดับลงได้ตามความสูงที่ต้องการโดยใช้สกรู ผู้ทดลองหมุนสกรูด้วยมือข้างหนึ่งแล้วยกโต๊ะขึ้น ส่วนอีกมือหนึ่งขยับมีด ขณะที่มีดเคลื่อนที่ มันจะตัดส่วนบนของวัตถุออก รอยบาดยังคงอยู่ที่ขอบด้านบนของมีด ซึ่งจะกลับสู่ตำแหน่งเดิม

การตัดกิ่งหรือรากของพืชเป็นชิ้นเล็กๆ เป็นเรื่องง่าย เซลล์พืชถูกล้อมรอบด้วยเมมเบรนหนาแน่น และทำให้เนื้อเยื่อพืชมีความแข็ง ลองหั่นตับหรือกล้ามเนื้อเป็นชิ้นบางๆ คุณจะไม่ประสบความสำเร็จ อย่างไรก็ตาม ส่วนที่ค่อนข้างบางสามารถทำจากวัสดุแช่แข็งได้ ในการทำเช่นนี้คุณต้องทำงานบนไมโครโตมแช่แข็งแบบพิเศษ: โต๊ะในนั้นเย็นลงอย่างมากและวัตถุก็แข็งตัว ในกรณีอื่นๆ เพื่อให้วัตถุที่กำลังศึกษามีความแข็งแกร่ง ชิ้นส่วนต่างๆ จะถูกตรึงไว้ก่อนแล้วจึงนำไปแช่ในพาราฟินเหลวในเทอร์โมสตัท (ท้ายที่สุด พาราฟินจะละลายที่ 56 องศา) พาราฟินที่นำออกจากเทอร์โมสตัทจะแข็งตัว พาราฟินแช่แข็งชิ้นหนึ่งพร้อมกับวัตถุที่อยู่ในนั้น - ที่เรียกว่า "บล็อก" - ได้รับการเสริมความแข็งแกร่งโดยใช้มีดผ่าตัดร้อนบนโต๊ะไมโครโตม ตอนนี้คุณสามารถตัด

มาดูกันว่าเซลล์ตับจะมีลักษณะเป็นอย่างไรเมื่อส่องกล้องจุลทรรศน์ หมุนสกรูป้อนสองสามรอบ - และบล็อกอยู่ที่ระดับมีด การหมุนสกรูแต่ละครั้งจะทำให้โต๊ะสูงขึ้นโดยมีบล็อกหลายไมครอน และมีดที่เลื่อนไปตามรางจะตัดพาราฟินแผ่นบางๆ ออกจากบล็อกพร้อมกับตับชิ้นหนึ่งที่ปิดอยู่ หมุนสกรู-ขยับมีด-ตัด...ครั้งแล้วครั้งเล่า ใช้แปรงสีน้ำขนนุ่ม ย้ายส่วนต่างๆ ลงบนสไลด์แก้ว ทาด้วยโปรตีน โปรตีนจะยึดส่วนต่างๆ เข้าด้วยกัน

ตอนนี้พวกเขาจำเป็นต้องทาสี

ผู้ช่วยใบ้

นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นมานานแล้วว่าสีย้อมที่ต่างกันทำให้โครงสร้างเซลล์มีสีต่างกัน ตัวอย่างเช่น นิวเคลียสสามารถย้อมได้ดีกับสีย้อมอัลคาไลน์ และไซโตพลาสซึมย้อมได้ดีกับสีย้อมที่เป็นกรด บ่อยครั้งที่นักเซลล์วิทยาใช้ส่วนผสมของสีย้อมเพื่อเปิดเผยตำแหน่ง สารเคมีในกรง ส่วนผสมของอัลคาไลน์สีฟ้าและอีโอซินที่เป็นกรดทำให้โครงสร้างนิวเคลียร์มีสีน้ำเงินเข้ม และอีโอซินที่เป็นกรดทำให้ไซโตพลาสซึมเปล่งประกายด้วยเฉดสีทั้งหมดของรุ่งอรุณยามเช้า จริงอยู่ที่ส่วนหนึ่งของไซโตพลาสซึมสามารถย้อมด้วยสีย้อมอัลคาไลน์ได้ (พื้นฐาน) บริเวณดังกล่าวเรียกว่า basophilic (เบส-เบส) Basophilia ของไซโตพลาสซึมจะเด่นชัดเป็นพิเศษในเซลล์อายุน้อย เราจะบอกคุณว่าฟีเจอร์นี้เชื่อมโยงกับอะไรในภายหลัง

มีการใช้งานจำนวนมากก่อนที่นักวิทยาศาสตร์จะสรุปได้ว่าความสามารถในการย้อมด้วยสีย้อมหนึ่งหรือสีอื่นนั้นขึ้นอยู่กับว่าส่วนต่างๆ ของเซลล์ทำมาจากสารชนิดใด นักวิจัยได้เรียนรู้สิ่งที่น่าสนใจมากมายจากผู้ช่วยเงียบ ๆ นั่นคือสี อะไรทำให้สารนิวเคลียร์สามารถจับกับสีย้อมอัลคาไลน์ได้? น่าจะเป็นกรดบางชนิด แล้วบริเวณ basophilic ของไซโตพลาสซึมล่ะ? ท้ายที่สุดแล้วพวกมันมีสีในลักษณะเดียวกับแกนกลาง - ด้วยสีฟ้า ที่นี่นักเซลล์วิทยาได้รับความช่วยเหลือจากนักชีวเคมี จากนิวเคลียสของต่อมไทมัส พวกมันแยกสารที่เรียกว่ากรดไทโมนิวคลีอิก คุณสมบัติที่เป็นกรดได้รับจากกรดฟอสฟอริกที่ตกค้างซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุล

ภายในปี 1925 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Feulgen ได้เสนอสีย้อมที่ทำให้สามารถระบุการมีอยู่ของกรดไทโมนิวคลีอิกในเซลล์ได้อย่างแม่นยำ นี่คือสีม่วงแดงพื้นฐาน แต่ก่อนที่สีย้อมจะ “ระบุ” ตำแหน่งของกรดไทโมนิวคลีอิก จะต้อง “สร้างเงื่อนไข” สำหรับสีย้อมนั้นก่อน ดังนั้นไวโอเล็ตฟูชซินจึงถูกลดสีลงเป็นครั้งแรกโดยการให้ความร้อนด้วย กรดไฮโดรคลอริกและโซเดียมไบซัลไฟต์ ผลที่ได้คือของเหลวไม่มีสี - กรดฟูซินัส ต้องเก็บสารละลายนี้ไว้ในที่มืด เนื่องจากกรดซัลฟิวริกฟูกซินัสจะถูกทำลายในที่มีแสง

ส่วนต่างๆ ยังต้องมีการประมวลผลพิเศษ พวกเขาถูกให้ความร้อนด้วยกรดไฮโดรคลอริกอ่อนเพื่อให้น้ำตาลที่อยู่ในกรดไทโมนิวคลีอิก - ดีออกซีไรโบส - เปลี่ยนเป็นอัลดีไฮด์ แว่นตาที่มีส่วนจะถูกจุ่มลงในสารละลายกรดฟูซินัสและวางไว้ในที่มืด ภายในหนึ่งชั่วโมง อัลดีไฮด์ที่เกิดขึ้นในส่วนต่างๆ จะทำลายกรดฟูคซินัสและปล่อยฟูกซินออกมา ซึ่งจะทำให้นิวเคลียสของเซลล์กลายเป็นสีแดงม่วง

แต่เกิดอะไรขึ้น? ท้ายที่สุดแล้วมีเพียงนิวเคลียสเท่านั้นที่ถูกระบายสี และบริเวณไซโตพลาสซึมที่ถูกย้อมในลักษณะเดียวกับนิวเคลียสที่มีส่วนผสมของสีฟ้าและอีโอซินจะไม่ถูกย้อม ตรงนั้นไม่มีกรดไทโมนิวคลีอิกเหรอ? ถูกต้องที่สุด. Basophilia ของไซโตพลาสซึม (นั่นคือความสามารถในการย้อมด้วยสีย้อมอัลคาไลน์) ขึ้นอยู่กับกรดนิวคลีอิกอื่นซึ่งแม้ว่าจะคล้ายกับนิวเคลียร์ แต่ก็แตกต่างกันตรงที่โมเลกุลของมันมีน้ำตาล - ไรโบสอีกตัวหนึ่ง ดังนั้นตรงกันข้ามกับกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกนิวเคลียร์ (DNA) จึงเรียกว่ากรดไรโบนิวคลีอิก (RNA)

เป็นไปได้ไหมที่จะเปื้อนส่วนต่างๆ เพื่อให้มองเห็นกรดนิวคลีอิกทั้งสองพร้อมกัน? ปรากฎว่ามันเป็นไปได้ วิธีการย้อมสีนี้เสนอโดย Unna นักประวัติศาสตร์ชาวเยอรมัน ประกอบด้วยส่วนการรักษาที่มีส่วนผสมของสองสี - เมทิลกรีนและไพโรนีน ในกรณีนี้ไซโตพลาสซึมจะกลายเป็นสีแดงและโครมาตินของนิวเคลียสจะถูกย้อม สีเขียว. วิธีการระบายสีนี้มีบทบาทสำคัญในการศึกษากระบวนการที่เกิดขึ้นในเซลล์ที่มีชีวิต

การใช้สีย้อมต่างๆ ถือเป็นจุดเริ่มต้นของการพัฒนาวิทยาศาสตร์ใหม่ - ไซโตเคมี วิธีไซโตเคมีทำให้ไม่เพียงแต่สามารถพูดคุยเกี่ยวกับสัณฐานวิทยา (โครงสร้าง) ของเซลล์เท่านั้น แต่ยังเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีของส่วนต่าง ๆ ของมันด้วยเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงขององค์ประกอบนี้ในช่วงเวลาต่าง ๆ ของ "ชีวิต" ของเซลล์

สีบอกว่าอะไร?

เป็นที่เข้าใจได้ว่า ประการแรก นักวิทยาศาสตร์พยายามไขปริศนาของการแบ่งเซลล์ เพื่อทำความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงที่ซับซ้อนที่เกิดขึ้นในนิวเคลียส

นิวเคลียสมีรอยเปื้อนไม่สม่ำเสมอ หลังจากการตรึงจะมองเห็นเม็ดและก้อนของวัสดุที่มีสีสูงอยู่ข้างใน สารนี้เรียกว่าโครมาติน (โครเมียม แปลว่าสี) รูปร่างและจำนวนของกลุ่มโครมาตินจะเปลี่ยนไปขึ้นอยู่กับอายุและสภาพของเซลล์ โครงสร้างโครมาตินถูกแช่อยู่ในน้ำนิวเคลียร์ - นิวคลีโอพลาสซึมซึ่งตรงกันข้ามกับสารเซลล์ที่เหลือเรียกว่าไซโตพลาสซึม

นับตั้งแต่การค้นพบนิวเคลียส นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้เวลาและความพยายามอย่างมากในการทำความเข้าใจรูปแบบการแบ่งเซลล์ ในระหว่างฟิชชัน นิวเคลียสจะผ่านการเปลี่ยนแปลงที่ซับซ้อนและต่อเนื่องกันอย่างเคร่งครัด เหตุการณ์หลักที่นี่คือการก่อตัวของร่างกายที่มีคราบสกปรกอย่างเข้มข้น - โครโมโซม - จากโครมาติน (“ โครมา” - สี,“ โสม” - ร่างกาย) จำนวนโครโมโซมและรูปร่างของโครโมโซมจะคงที่เสมอสำหรับสิ่งมีชีวิตที่กำหนด (สัตว์หรือพืช) หลังจากการก่อตัวของโครโมโซม นิวเคลียสจะสูญเสียเปลือกของมัน และโครโมโซมจะอยู่อย่างอิสระในไซโตพลาสซึม จากนั้นชีวิตของเซลล์ก็เริ่มต้นขึ้น ช่วงเวลาที่สำคัญที่สุด- การแยกหรือการเพิ่มโครโมโซมเป็นสองเท่า ด้วยความแม่นยำในการระบุตำแหน่ง โครโมโซมจะถูกแบ่งตามยาว และแทนที่จะมีโครโมโซมเก่า (ของมารดา) โครโมโซม 2 โครโมโซมจะถูกสร้างขึ้นซึ่งเหมือนกันทุกประการ ต่อจากนี้ โครโมโซมจะเคลื่อนไปยังปลายอีกด้านของเซลล์ ที่นั่นพวกเขา "รวมกลุ่ม" "แต่งกาย" ด้วยเปลือกใหม่สร้างนิวเคลียสของลูกสาว ในเวลาเดียวกันไซโตพลาสซึมจะถูกแบ่งครึ่ง แทนที่จะเป็นหนึ่งเดียว คุณจะได้รับเซลล์ใหม่สองเซลล์ที่เหมือนกันทุกประการ

เป็นเวลาประมาณห้าสิบปีที่จิตใจของนักวิทยาศาสตร์หมกมุ่นอยู่กับคำถามเกี่ยวกับการแบ่งเซลล์ พวกเขาเกือบลืมเรื่องไซโตพลาสซึมไปแล้ว แกนกลางถือเป็น "อวัยวะ" หลัก และโดยธรรมชาติแล้วความสนใจของนักวิจัยส่วนใหญ่มุ่งไปที่การศึกษาของมันโดยตรง เมื่อถึงปลายศตวรรษที่ผ่านมา เป็นที่ชัดเจนว่าเซลล์แบ่งตัวอย่างไร และส่วนใดที่นิวเคลียสใช้ในกระบวนการนี้ นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าโครโมโซมที่เกิดขึ้นระหว่างการแบ่งเซลล์ทำหน้าที่ถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมจากเซลล์แม่ไปยังเซลล์ลูกสาว อย่างไรก็ตาม ยังไม่ทราบแน่ชัดเกี่ยวกับวิธีการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมโดยใช้โครโมโซม ในเวลานั้น วิทยาเซลล์ (ศาสตร์แห่งเซลล์) เป็นเพียงวิทยาศาสตร์เชิงพรรณนาเท่านั้น

ในปี พ.ศ. 2418 Richard Hertwig นักชีววิทยาชาวเยอรมัน ศึกษาการแบ่งเซลล์ในเอ็มบริโอ เม่นทะเลสังเกตเห็นการก่อตัวของรังสีที่อยู่ในไซโตพลาสซึมถัดจากนิวเคลียส ด้วยเหตุนี้ จึงค้นพบ “อวัยวะ” อีกชิ้นหนึ่งของเซลล์ เรียกว่า ศูนย์กลางเซลล์ เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสน "อวัยวะ" ของเซลล์จึงถูกเรียกว่าออร์แกเนลล์หรือออร์แกเนลล์ซึ่งตรงกันข้ามกับอวัยวะของร่างกาย - หัวใจ, ปอด, กระเพาะอาหาร ฯลฯ

ปรากฎว่าศูนย์เซลล์มีส่วนร่วมในกระบวนการแบ่งเซลล์ จุดสองจุดล้อมรอบด้วยมงกุฎไซโตพลาสซึมที่เปล่งประกาย - เซนโทรสเฟียร์ในระหว่างการแบ่งเซลล์จะแยกออกไปทางขั้วของมันและเกลียวแกนหมุนจะยืดออกระหว่างจุดเหล่านั้น จุดเหล่านี้เรียกว่าเซนทริโอล เกลียวแกนหมุนติดอยู่กับครึ่งหนึ่งของโครโมโซมที่อยู่ในระนาบกลางของเซลล์ เมื่อหดตัว เกลียวเหล่านี้จะดึงครึ่งหนึ่งของโครโมโซมไปยังเซนทริโอล ซึ่งเป็นบริเวณที่เกิดนิวเคลียสของลูกสาว ดังนั้นในเซลล์ที่สร้างขึ้นใหม่ ศูนย์กลางเซลล์จึงมีเซนทริโอลเพียงเซลล์เดียว แต่เมื่อถึงเวลาที่มีการแบ่งเซลล์ลูกครั้งต่อไป เซนทริโอลก็จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า วงจรซ้ำอีกครั้ง

ถึง ปลายศตวรรษที่ 19ศตวรรษเป็นที่ทราบกันดีว่าไซโตพลาสซึมของเซลล์ส่วนใหญ่ถูกล้อมรอบด้วยเมมเบรนบาง ๆ ภายในนั้นมีนิวเคลียสและถัดจากนิวเคลียสจะมีศูนย์กลางเซลล์ที่มีเซนทริโอลสองตัว ไซโตพลาสซึมที่เหลือปรากฏว่าไม่มีโครงสร้าง

นักเซลล์วิทยายังคงปรับปรุงวิธีการตรึงอย่างต่อเนื่อง และเลือกสีย้อมใหม่สำหรับไซโตพลาสซึม และในปี พ.ศ. 2441 มีการค้นพบออร์แกเนลล์หลักสุดท้ายของเซลล์ - ไมโตคอนเดรียและอุปกรณ์ Golgi

วิธีที่นิยมใช้ในการระบุโครงสร้างเซลล์ของ Camillo Golgi ชาวอิตาลีคือสีเงิน Golgi ศึกษาโครงสร้างของเซลล์ประสาท เขาแก้ไขเนื้อเยื่อประสาทในสารละลายกรดโครมิกจากนั้นจึงรักษาการเตรียมการด้วยสารละลายซิลเวอร์ไนเตรต เกลือเงินค่อนข้างไม่เสถียร แม้แต่การปนเปื้อนเล็กน้อยในสารละลายหรือภาชนะด้วยสารอินทรีย์ก็ทำให้ซิลเวอร์ไนเตรตลดลงเป็นเงินโลหะในรูปของตะกอนสีดำ เกลือเงินมีประสิทธิภาพอย่างยิ่งในการฟื้นฟูไขมัน ดังนั้นสารละลายซิลเวอร์ไนเตรตจึงเป็นสีย้อมที่ดีสำหรับเซลล์ประสาทที่อุดมไปด้วยสารคล้ายไขมัน

ในการเตรียมเซลล์ประสาทจากนกฮูกและแมว Camillo Golgi สังเกตเห็นการก่อตัวใหม่ที่อยู่ใกล้กับนิวเคลียส ระบบของเส้นใยและถุงที่รวบรวมไว้ในที่เดียวและดูดซับเงินหรือออสเมียมเตตรอกไซด์อย่างรุนแรงเรียกว่าอุปกรณ์ตาข่ายภายในหรือเครื่องมือ Golgi

ต่อมาพบโครงสร้างที่คล้ายกันในเซลล์สัตว์มีกระดูกสันหลังเกือบทั้งหมด สันนิษฐานว่าอุปกรณ์ Golgi เกี่ยวข้องกับการทำงานของระบบขับถ่ายของเซลล์ อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถตรวจพบได้ด้วยสารยึดติดและสีย้อมธรรมดา ดังนั้นนักวิจัยจำนวนมากจึงปฏิเสธที่จะรับรู้ถึงการมีอยู่ของอุปกรณ์ที่ Golgi ค้นพบ พวกเขาเพียงแต่คิดว่ามันเป็นสิ่งประดิษฐ์ นั่นคือการบิดเบือนตามธรรมชาติที่เกิดขึ้นในเซลล์ภายใต้อิทธิพลของสารตรึง และหลังจากนั้นไม่นาน ในช่วงไม่กี่ปีมานี้ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนทำให้เครื่องมือ Golgi เป็นสมาชิกเต็มรูปแบบของออร์แกเนลล์ระดับเซลล์

ในปี 1898 เดียวกันนั้นก็ได้มีการค้นพบอีกครั้ง นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Benda ค้นพบว่าเมื่อตรึงด้วยกรดออสมิก จะมีเมล็ดและเส้นด้ายขนาดเล็กจำนวนมากปรากฏขึ้นในไซโตพลาสซึมของเซลล์ นี่คือวิธีที่ค้นพบออร์แกเนลล์ของเซลล์ที่สำคัญมาก - ไมโตคอนเดรีย (ในภาษากรีก "mitos" - ด้าย, "chondros" - เมล็ดข้าว)

Benda ตรวจเซลล์จำนวนมากด้วยกล้องจุลทรรศน์ - ตับ กล้ามเนื้อ เส้นประสาท และอื่นๆ มีไมโตคอนเดรียอยู่ทั้งหมด ซึ่งหมายความว่าจำเป็นต่อชีวิตของทุกเซลล์! หรือบางทีพวกมันอาจเกิดขึ้นภายใต้การกระทำของกรดออสมิกชนิดตรึง? เลขที่ ท้ายที่สุดแล้ว พวกมันสามารถสังเกตได้ในเซลล์ที่มีชีวิต จริงอยู่พวกมันมีขนาดเล็กมาก เบนดาใช้หลักการ "สนามมืด" เพื่อสังเกตพวกมันในห้องขังที่มีชีวิต ในกรณีนี้ เซลล์ที่อยู่บนเวทีกล้องจุลทรรศน์จะส่องสว่างด้วยแสงด้านข้างที่แรง ซึ่งกระแสไฟหลักไม่เข้าตาของผู้สังเกต

ไมโตคอนเดรียมองเห็นเป็นเส้นไหมที่บิดเบี้ยวแวววาว เช่นเดียวกับอนุภาคฝุ่นที่มองเห็นได้ในแนวเฉียง แสงตะวัน. ฝุ่นเล็กๆ เหล่านี้ไม่สามารถมองเห็นได้ในแสงปกติ แม้จะสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่ดีที่สุด แต่ก็ยังมีทัศนวิสัยที่จำกัด ความหนาเพียง 1-2 ในพันของมิลลิเมตร

ในปี 1900 Michaelis เสนอให้วาดภาพด้วย Janus green สีย้อมนี้ติดป้ายกำกับไมโตคอนเดรียในเซลล์ที่มีชีวิตเท่านั้น

จากการสังเกตจำนวนมาก นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นว่าไมโตคอนเดรียส่วนใหญ่อยู่ในเซลล์ที่ทำงานอย่างเข้มข้น เช่น ในกล้ามเนื้อ และในกล้ามเนื้อของไก่มีจำนวนน้อยกว่าในกล้ามเนื้อของนกพิราบ: ไก่บิน เลวร้ายยิ่งกว่านกพิราบ โดยเฉพาะไมโตคอนเดรียจำนวนมากที่พบในกล้ามเนื้อของแมลง แต่กล้ามเนื้อของแมลงนั้นเป็น "เจ้าของสถิติ" ในด้านความเร็วของการหดตัว - พวกมันสามารถหดตัวได้มากถึงพันครั้งต่อวินาที!

ข้อสังเกตทั้งหมดนี้เสนอให้นักวิทยาศาสตร์ทราบว่าไมโตคอนเดรียมีความเชื่อมโยงกับประสิทธิภาพของเซลล์ด้วยพลังงานของเซลล์

ต่อมาพบว่าไมโตคอนเดรียสามารถดูดซับออกซิเจนได้ และที่นี่สีช่วยนักชีววิทยา สีพิเศษบางชนิดจะเปลี่ยนสีเมื่อรวมกับออกซิเจน ในเวลาเดียวกันพวกมันก็กลายเป็นลิวโคฟอร์มไม่มีสี การละทิ้งออกซิเจนจะกลับสู่สภาวะเดิมและได้รับสี ทะลุเข้าไปในเซลล์ สีไม่มีสีสีมัน ซึ่งหมายความว่ามันจะปล่อยออกซิเจนออกมาที่นั่น สิ่งที่น่าสนใจก็คือ ยิ่งไมโตคอนเดรียมีอยู่ในเซลล์มากเท่าไร สีเหล่านี้ก็จะยิ่งเปื้อนมากขึ้นเท่านั้น ไมโตคอนเดรียกำลังปล้นออกซิเจนใช่ไหม? ในกรณีนี้ เห็นได้ชัดว่าพวกมันมีส่วนร่วมในการหายใจของเซลล์

ไมโตคอนเดรียเป็นออร์แกเนลล์สุดท้ายที่ถูกค้นพบในเซลล์โดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง การศึกษาเพิ่มเติมของเซลล์ดำเนินไปตามเส้นทางของการชี้แจงเซลล์เป็นหลัก องค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างขึ้นอยู่กับบทบาทในร่างกาย

มาถึงตอนนี้นักชีววิทยามีแนวคิดที่ชัดเจนเกี่ยวกับโครงสร้างของเซลล์แล้ว แสดงให้เห็นเป็นแผนภาพโครงสร้างของเซลล์ซึ่ง โครงร่างทั่วไปนักวิทยาศาสตร์จินตนาการไว้ก่อนการถือกำเนิดของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน แน่นอนว่านี่เป็นเพียงแผนภาพเท่านั้น ในความเป็นจริง เซลล์มีรูปร่างและขนาดแตกต่างกันมาก ส่วนใหญ่มีนิวเคลียสที่มีนิวเคลียส ไมโตคอนเดรีย อุปกรณ์กอลไจ และแกรนูลต่างๆ เช่น แกรนูลไขมัน นอกจากนี้เซลล์จากสัตว์และพืชยังมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง ดังนั้นเซลล์สัตว์จึงมีจุดศูนย์กลางเซลล์ที่มีเซนทริโอลสองตัว ในขณะที่เซลล์พืชมีเยื่อหุ้มเซลลูโลสหนาแน่นและแวคิวโอลซึ่งเป็นถุงที่มีน้ำเลี้ยงเซลล์

เซลล์พืชยังแตกต่างจากเซลล์สัตว์เมื่อมีเม็ดพลาสติดชนิดพิเศษ คลอโรพลาสต์ทำให้พืชมีสีเขียวตามลักษณะเฉพาะ สีของดอกไม้และผลไม้ขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของโครโมพลาสต์ และลิวโคพลาสต์ (พลาสติดไม่มีสี) ทำหน้าที่เป็นแหล่งสะสมสารสำรอง เช่น แป้ง

มีข้อยกเว้นบางประการ เซลล์สัตว์มีลักษณะเป็นโมโนนิวเคลียร์และมีขนาดเล็กมาก (ตั้งแต่ไม่กี่ถึงหลายสิบไมครอน) ขนาดของเซลล์พืชสามารถไปถึงหน่วยและหลายสิบเซนติเมตรได้ ตัวอย่างเช่น สาหร่ายเซลล์เดียว acetabularia มีขนาด 2-5 เซนติเมตร และ สาหร่ายทะเล caulerpa สูงถึงหลายสิบเซนติเมตร ใน caulerpa นิวเคลียสจำนวนมากอยู่ในไซโตพลาสซึมโดยไม่มีการแบ่งส่วนใดๆ ซึ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์บางคนมีเหตุผลที่จะพิจารณาว่ามันเป็นเซลล์ขนาดยักษ์เซลล์เดียว

แม้ว่าเซลล์จะมีความหลากหลายมากทั้งในด้านรูปร่างและจุดประสงค์ในร่างกาย (พืชหรือสัตว์) แต่เซลล์เหล่านี้กลับแสดงสิ่งที่เหมือนกันมาก โครงสร้างภายใน. ดังนั้นไมโตคอนเดรียจึงมีหน้าที่รับผิดชอบในการหายใจในทุกเซลล์ นักวิทยาศาสตร์ชีวเคมีได้ค้นพบว่าสารหลากหลายชนิดจำนวนมากมีส่วนร่วมในกระบวนการหายใจ ตั้งแต่โมเลกุลโปรตีนที่ซับซ้อนมากไปจนถึงเกลืออนินทรีย์

กระบวนการสังเคราะห์โมเลกุลโปรตีนและสารอื่น ๆ ที่จำเป็นสำหรับเซลล์ที่มีชีวิตมีความซับซ้อนไม่น้อย ประสบการณ์ของนักชีววิทยาแนะนำว่ากระบวนการมากมายและหลากหลายที่เกิดขึ้นในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตจะต้องถูกจำกัดขอบเขตในอวกาศ กล่าวคือ กระจายไปตามโครงสร้างเซลล์บางชนิด นอกจากนี้ โมเลกุลของสารที่เกี่ยวข้องในกระบวนการใดๆ จะต้องอยู่ในลำดับที่เข้มงวดซึ่งสัมพันธ์กัน กลายเป็นว่าเป็นไปไม่ได้เลยที่จะเห็นโครงสร้างสมมุติเหล่านี้ ไม่ต้องพูดถึงโมเลกุลที่เป็นส่วนประกอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ธรรมดา จำเป็นต้องหาวิธีการวิจัยใหม่ๆ

ลำแสงและลำแสงอิเล็กตรอน

เป็นเวลาสามศตวรรษที่มีการปรับปรุงกล้องจุลทรรศน์อย่างต่อเนื่องซึ่งเป็นสหายที่แยกกันไม่ออกของนักชีววิทยา ผู้สร้าง "ดวงตาที่มองไม่เห็น" เหล่านี้ทีละขั้นตอนเข้าหาเครื่องมือที่สมบูรณ์แบบเหล่านั้นซึ่งปัจจุบันรับใช้ทางวิทยาศาสตร์ และทุกย่างก้าวมาพร้อมกับการค้นพบครั้งสำคัญ นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบโครงสร้างของอวัยวะต่างๆ ของร่างกายที่มีชีวิตแล้ว โครงสร้างเซลล์สิ่งมีชีวิตค้นพบสาเหตุของโรคต่างๆ เป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการว่านักวิทยาศาสตร์ที่ไม่มีกล้องจุลทรรศน์สามารถเปิดเผยความลับของชีวิตที่นิวเคลียสของเซลล์มีอยู่ได้อย่างไร และทันใดนั้น เมื่อมนุษย์เข้าถึงส่วนลึกที่สุดของสิ่งมีชีวิต ผู้ช่วยที่ซื่อสัตย์และผ่านการพิสูจน์แล้วคนนี้ก็ปฏิเสธที่จะรับใช้ต่อไป! กฎทางกายภาพที่เป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงกลายเป็นอุปสรรคต่อการปรับปรุงที่ผ่านไม่ได้

ความจริงก็คือในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงคุณจะเห็นเฉพาะวัตถุที่มีขนาดเชิงเส้นอย่างน้อยครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่นแสง ดังนั้นวัตถุที่มีขนาดน้อยกว่า 0.0001 มิลลิเมตรจึงมีค่าเกินกว่า "ความละเอียด" ของกล้องจุลทรรศน์สีอยู่แล้ว ศิลปะของวิศวกรหรือนักวิทยาศาสตร์ไม่มีพลังที่นี่ นี่คือเกณฑ์ที่กำหนดโดยธรรมชาตินั่นเอง แต่ไม่ใช่เพื่อสิ่งใดที่ชายผู้นี้เป็นผู้พิชิตเธอ เขาสร้างซูเปอร์ไมโครสโคป และน้องคนสุดท้องคือกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน

ในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน แทนที่จะเป็นลำแสง มีลำแสงอิเล็กตรอนที่บินจากเส้นใยร้อน - แคโทด และแทนที่จะเป็นเลนส์แก้ว กลับมีแม่เหล็กไฟฟ้าที่โฟกัสลำแสงอิเล็กตรอนและควบคุมมัน

เครื่องมือสมัยใหม่สามารถขยายได้มากถึงล้านเท่า ในขณะที่กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงที่ดีที่สุดสามารถขยายวัตถุได้เพียงหลายพันครั้งเท่านั้น

ในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน การไหลของอิเล็กตรอนจะเร่งขึ้น สนามไฟฟ้าไฟฟ้าแรงสูง - 50-100,000 โวลต์และผ่านระบบเลนส์ก็ชนหน้าจอ ภายใต้ผลกระทบของอิเล็กตรอน หน้าจอที่เคลือบด้วยสารประกอบพิเศษ - ฟอสเฟอร์ - เริ่มเรืองแสงเหมือนกับหน้าจอทีวีที่เรืองแสง

แม้ว่าเส้นทางของรังสีในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนจะค่อนข้างคล้ายกับเส้นทางของรังสีในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง แต่หลักการของการสร้างภาพในนั้นก็แตกต่างกัน ในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ภาพจะถูกสร้างขึ้นเนื่องจากการดูดกลืนแสงที่แตกต่างกัน ดังนั้นการใช้สีย้อมพิเศษจึงขึ้นอยู่กับการเสริมการดูดกลืนแสงจากส่วนต่างๆ ของเซลล์

ในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ภาพจะเกิดขึ้นจากการกระเจิงของอิเล็กตรอน เมื่อชนกับวัตถุ อิเล็กตรอนจะกระเจิงต่างกัน และบางส่วนไปไม่ถึงหน้าจอ ณ จุดนี้ หน้าจอจะไม่เรืองแสงเลยหรือจะเรืองแสงน้อยลงหากมีอิเล็กตรอนน้อยลง นอกจากนี้ การชนกับวัตถุจะลดความเร็วของอิเล็กตรอน และความสว่างของภาพบนหน้าจอจะขึ้นอยู่กับความเร็วของมัน ดังนั้น การก่อตัวของภาพจึงขึ้นอยู่กับการกระเจิงของอิเล็กตรอน และการกระเจิงขึ้นอยู่กับความหนาและความหนาแน่นของวัตถุและเลขอะตอมขององค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบ ดังนั้นการกระเจิงจะรุนแรงกว่าสำหรับอะตอมที่มีน้ำหนักอะตอมมาก

หากเราจำได้ว่าสิ่งมีชีวิตทั้งสัตว์และพืชส่วนใหญ่ประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน ซัลเฟอร์ และฟอสฟอรัส ซึ่งก็คือองค์ประกอบที่มีน้ำหนักอะตอมต่างกันค่อนข้างน้อย ก็จะเห็นได้ชัดว่าภาพของวัตถุดังกล่าวในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนจะเป็น คลุมเครือ คอนทราสต์ต่ำ สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะองค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้กระจายอิเล็กตรอนอย่างอ่อนเท่ากัน เพื่อให้ได้ภาพที่คมชัดและมีคอนทราสต์สูง จึงมีการใช้ “สีย้อม” พิเศษ แต่สีเหล่านี้ไม่ใช่สีเดียวกับที่ใช้ในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง “สีย้อม” ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนจำเป็นต้องมีอะตอมของโลหะหนักซึ่งกระจายอิเล็กตรอนได้ดี

เมื่อเตรียมวัตถุสำหรับการวิจัยนั้นจะถูกชุบด้วย "สีย้อม" ที่ต้องการซึ่งมีอะตอมหนักสะสมอยู่ในโครงสร้างเซลล์ ที่ใช้กันมากที่สุดคือออสเมียมเตตรอกไซด์, โพแทสเซียมไบโครเมตและโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต นอกจากนี้ส่วนต่าง ๆ มักจะถูก "ย้อมสี" เพิ่มเติมด้วยกรดฟอสโฟโมลิบดิกหรือฟอสโฟทังสติกและไฮดรอกไซด์ตะกั่ว สารเหล่านี้คัดเลือกจับกับบางพื้นที่ของเซลล์ เช่นเดียวกับสีย้อมธรรมดาที่ให้ สีที่ต่างกันโครงสร้างเซลล์ในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง เฉพาะในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเท่านั้นที่ภาพไม่ใช่สี แต่เป็นขาวดำ ดังนั้นการแรเงาหรือสารตัดกันจึงถูกต้องกว่าหากจะเรียกว่า "สีย้อมอิเล็กทรอนิกส์"

ตั้งแต่สมัยของโรเบิร์ต ฮุค วิธีการศึกษาโครงสร้างจุลทรรศน์ของวัตถุทางชีววิทยาได้รับการปรับปรุงควบคู่ไปกับวิธีการเพื่อให้ได้ส่วนที่ค่อนข้างบาง ถ้าส่วนกล้องจุลทรรศน์ธรรมดาที่มีความหนา 0.002-0.003 มิลลิเมตรหรือ 2-3 ไมครอนถือว่าบางมาก ดังนั้นสำหรับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่มีความหนาแม้แต่ครึ่งไมครอนหรือ 0.0005 มิลลิเมตร ถือว่ามีความทึบแสงในทางปฏิบัติ เนื่องจากพลังการเจาะทะลุของอิเล็กตรอนมีน้อยมาก หากต้องการศึกษาส่วนต่างๆ โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน จะต้องมีความบางมาก ซึ่งบางกว่ากล้องจุลทรรศน์ทั่วไปถึง 100-200 เท่า ส่วนดังกล่าวเรียกว่าบางเฉียบหรือบางเฉียบ เพื่อให้ได้มาซึ่งอุปกรณ์พิเศษได้ถูกสร้างขึ้น - ultramicrotomes

อัลตราไมโครโตมสมัยใหม่ได้รับการออกแบบเช่นนี้ วัตถุนั้นติดอยู่ที่ปลายแท่งโลหะ ซึ่งเคลื่อนจากบนลงล่างหรือเป็นวงกลมแล้วเคลื่อนผ่านด้วยมีดคงที่ ก้านมีขดลวดผ่าน ไฟฟ้า. เมื่อถูกความร้อน ก้านจะขยายและป้อนวัตถุไปที่มีด ดังนั้นการตัดครั้งต่อไปแต่ละครั้งจะมีความหนาเท่ากับการขยายตัวเชิงเส้นของแท่งในระหว่างการปฏิวัติหนึ่งครั้งหรือหนึ่งครั้ง

เพื่อให้ได้ส่วนที่บางเฉียบ เป็นสิ่งสำคัญมากที่วัสดุที่เราจะตัดจะต้องมีความแข็งเพียงพอ แต่มีความยืดหยุ่น ไม่เช่นนั้นวัสดุจะแตกสลาย เพื่อให้เซลล์หรือเนื้อเยื่อมีความแข็ง หลังจากการตรึงแล้ว พวกมันจะถูกชุบด้วยพลาสติกเหลว ซึ่งจะแข็งตัวเมื่อถูกความร้อน ส่วนใหญ่มักใช้โพลีเมทาคริเลตสำหรับสิ่งนี้ เป็นที่รู้จักกันดีสำหรับทุกคนภายใต้ชื่อลูกแก้วหรือลูกแก้ว พลาสติกชิ้นเล็กๆ ที่มีเซลล์จะถูกยึดไว้ในที่ยึดอัลตราไมโครโตม

คุณภาพของมีดมีความสำคัญเป็นพิเศษ ในตอนแรกพวกเขาพยายามที่จะได้คมตัดที่ดีโดยการลับให้คมอย่างระมัดระวัง มีดโลหะไมโครโตมธรรมดา ใช้มีดเหล่านี้สร้างส่วนที่มีความหนา 0.2-0.1 ไมครอน สำหรับการตัดที่บางลง มีการใช้ใบมีดขัดเงาโดยเฉพาะ ดังนั้นจึงได้ส่วนที่มีความหนา 0.02 ไมครอนและทินเนอร์ ทุกวันนี้พวกเขาเลิกใช้ใบมีดโลหะแล้ว เนื่องจากการลับมันใช้เวลานานและยาก

ในอุลตร้าไมโครโตมสมัยใหม่ มีดคือเศษแก้วที่แตกออกด้วยวิธีใดวิธีหนึ่ง และในห้องปฏิบัติการหลายแห่ง มีการใช้เพชร ซึ่งพิสูจน์แล้วว่าขาดไม่ได้ในการตัดเนื้อเยื่อแข็ง ขนาดของส่วนที่บางเฉียบมีขนาดเล็กมาก (ซึ่งเป็นเศษส่วน ตารางมิลลิเมตร) โดยสังเกตกระบวนการตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์ มีดติดอ่างพิเศษซึ่งมักจะเทแอลกอฮอล์หรืออะซิโตน 20 เปอร์เซ็นต์ ด้วยกล้องจุลทรรศน์ จะมองเห็นส่วนต่างๆ บนพื้นผิวของของเหลว เพื่อให้สามารถถ่ายโอนส่วนต่างๆ ไปยังกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนได้ จะต้องวางส่วนต่างๆ ไว้บนวัสดุพิมพ์บางประเภทที่จะมาแทนที่สไลด์ของกล้องจุลทรรศน์ทั่วไป พื้นผิวดังกล่าวเป็นฟิล์มบางมากที่ได้มาจากสารประกอบพลาสติกหลายชนิด ความหนาของฟิล์มซับสเตรตเหล่านี้คือประมาณ 0.02 ไมครอนหรือน้อยกว่า จากนั้นฟิล์มเหล่านี้จะถูกเสริมความแข็งแรงบนตาข่ายโลหะที่มีเซลล์ขนาดประมาณ 75 ไมครอน

ในการวางส่วนต่างๆ ไว้บนพื้นผิว ให้ใช้แหนบจับตาข่ายแล้วแตะกับส่วนที่อยู่บนผิวน้ำ ชิ้นจะติดฟิล์ม หลังจากนี้หลังจากทำให้ตะแกรงแห้งแล้ว ก็นำไปใส่ในตลับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนได้

โครงสร้างเซลล์แบบ Ultrafine

ในที่สุด เราก็มีตาข่ายโลหะเล็กๆ อยู่ในมือซึ่งมีเซลล์ที่แทบจะมองไม่เห็นซึ่งมีฟิล์มแวววาวอยู่ ส่วนต่างๆ มีขนาดเล็กและบางมาก จึงไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า เราวางตาข่ายไว้ในคาร์ทริดจ์ คาร์ทริดจ์อยู่ในที่ยึดวัตถุของกล้องจุลทรรศน์ ผ่านไปหนึ่งหรือสองนาที... เสร็จแล้ว! ปั๊มสุญญากาศอันทรงพลังจะจัดการกับอากาศจำนวนเล็กน้อยที่เข้าไปในกล้องจุลทรรศน์พร้อมกับตาข่ายอย่างรวดเร็ว เราเปิดแรงดันไฟฟ้าเร่งอิเล็กตรอนและไส้หลอด ลำแสงอิเล็กตรอนพุ่งเข้าหาหน้าจอ และกะพริบเป็นสีเขียวคงที่ แสงสว่าง.

บนหน้าจอ คุณสามารถเห็นเซลล์ตาข่ายที่ปกคลุมไปด้วยฟิล์มใสบางๆ โดยมีช่องสี่เหลี่ยมตัดอยู่ เราหมุนปุ่มควบคุมเลนส์ฉายภาพ - และตอนนี้เซลล์เดียวครอบคลุมทั้งหน้าจอ กำลังขยาย 8000x. เซลล์นี้แตกต่างจากเซลล์ที่เราเห็นในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงอย่างไร! มีเพียงคอร์เท่านั้นที่กินพื้นที่ครึ่งหน้าจอ เต็มไปด้วยวัสดุที่เป็นเม็ด ปรากฎว่ากลุ่มโครมาตินประกอบด้วยการสะสมของเม็ดเล็ก ๆ ธัญพืชที่มีขนาดใหญ่กว่าประกอบกันเป็นนิวเคลียส เส้นของเมล็ดเหล่านี้แยกจากนิวเคลียสไปยังเปลือกนิวเคลียส

เยื่อหุ้มนิวเคลียสที่อยู่รอบนิวคลีโอพลาสซึมก็มีโครงสร้างที่ซับซ้อนเช่นกัน เมมเบรนสองชั้นถูกเจาะด้วยรูหลายรู - รูพรุนนิวเคลียร์ซึ่งสามารถแลกเปลี่ยนสารระหว่างนิวเคลียสและไซโตพลาสซึมได้ บางครั้งจะเห็นได้ว่าเส้นของเม็ดนิวเคลียสพุ่งตรงไปยังรูพรุนนิวเคลียร์ แต่นิวเคลียสประกอบด้วยแกรนูลของกรดไรโบนิวคลีอิก ซึ่งเป็นชนิดเดียวกับที่พบในบริเวณเบสโซฟิลิกของไซโตพลาสซึม ซึ่งหมายความว่านิวเคลียสมีส่วนร่วมในกระบวนการไซโตพลาสซึม เส้นผ่านศูนย์กลางของรูพรุนนิวเคลียร์อยู่ที่ประมาณหนึ่งในหมื่นของมิลลิเมตร แน่นอนว่าไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์ธรรมดา

แม้จะมีความสมบูรณ์แบบ แต่กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนก็ค่อนข้างทำให้นักวิจัยด้านนิวเคลียร์ผิดหวัง โครงสร้างนิวเคลียร์ที่น่าสนใจที่สุด - โครโมโซม - มีขนาดใหญ่เกินกว่าจะศึกษาโดยใช้ส่วนที่บางเฉียบ แต่กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเปิดเผยสิ่งที่น่าสนใจมากมายเกี่ยวกับโครงสร้างของไซโตพลาสซึม!

หากตอนนี้คุณวาดไดอะแกรมโครงสร้างของเซลล์ขึ้นมามันจะดูแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ออร์แกเนลล์ที่เราคุ้นเคย ได้แก่ ศูนย์กลางเซลล์ที่มีเซนทริโอล 2 ตัว เครื่องมือกอลจิ และไมโตคอนเดรีย แต่มันซับซ้อนขนาดไหน! อย่างไรก็ตาม สิ่งที่น่าประหลาดใจที่สุดสำหรับนักวิจัยคือไซโตพลาสซึมที่ "ไม่เป็นระเบียบ"

ลองดูภาพตัดขวางของเซลล์ตับ นอกจากนิวเคลียสและไมโตคอนเดรียแล้ว ดวงตาของเราจะหยุดที่กลุ่มเส้นขนานที่อยู่รอบนิวเคลียสอย่างแน่นอน เมื่อสังเกตอย่างใกล้ชิด ปรากฎว่าเส้นเหล่านี้ปิดเป็นคู่ที่ปลายและก่อตัวเป็นระบบเมมเบรนสองชั้น นี่คือออร์แกนอยด์ใหม่ทั้งหมด

ไม่ว่าโครงสร้างของไมโตคอนเดรียขนาดเล็กจะซับซ้อนอย่างน่าประหลาดใจเพียงไร การมีอยู่ของพวกมันก็เป็นที่รู้กันมานานแล้ว และนี่เป็นครั้งแรกที่นักเซลล์วิทยาได้พบโครงสร้างดังกล่าว เยื่อหุ้มเซลล์สองชั้นเหล่านี้จำเป็นต่อการค้นหาตำแหน่งในโครงสร้างเซลล์เก่าที่คุ้นเคย ปรากฎว่ามันไม่ยากนัก เปรียบเทียบรูปแบบกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน เซลล์ที่แตกต่างกันด้วยข้อมูลกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงที่สอดคล้องกัน นักเซลล์วิทยาได้รับคำตอบที่ชัดเจนอย่างสมบูรณ์: พื้นที่ของเซลล์ที่ถูกครอบครองโดยเยื่อหุ้มเซลล์สองชั้นนั้นตรงกับพื้นที่ basophilic ของไซโตพลาสซึมของเซลล์เหล่านี้ แต่เยื่อหุ้มเซลล์สองชั้นสามารถมองเห็นได้ทุกที่ในเซลล์ - ไมโตคอนเดรีย, เยื่อหุ้ม Golgi, เยื่อหุ้มเซลล์ และไซโตพลาสซึมไม่ใช่เบสฟิลิกทั้งหมด Cytoplasmic Basophilia มีความเกี่ยวข้องกันมานานแล้วกับความสามารถของเซลล์ในการสร้างสารพื้นฐานของชีวิต - โปรตีน ดังนั้นจึงเป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จะค้นหาบทบาทของพื้นที่ "ชั้น" ของไซโตพลาสซึมในชีวิตของเซลล์

และในปีพ.ศ. 2496 Palade พนักงานของสถาบันร็อคกี้เฟลเลอร์ในนิวยอร์กได้แสดงให้เห็นว่า basophilia ของพื้นที่ "เป็นชั้น" ของไซโตพลาสซึมนั้นขึ้นอยู่กับแกรนูลที่เล็กที่สุดที่วางอยู่บนพื้นผิวของเยื่อหุ้มสองชั้นเหล่านี้ หลังจากรักษาเซลล์ด้วยไรโบนิวคลีเอสซึ่งเป็นสารที่ทำลายกรดไรโบนิวคลีอิก เม็ดเหล่านี้ก็หายไป ความสามารถของไซโตพลาสซึมในการย้อมด้วยสีย้อมอัลคาไลน์ซึ่งก็คือบาโซฟิเลียก็หายไปเช่นกัน ซึ่งหมายความว่าแกรนูลนั้นเป็นกรดไรโบนิวคลีอิก! ข้อสันนิษฐานของนักเซลล์วิทยาเกี่ยวกับบทบาทของพื้นที่ basophilic ในเซลล์ได้รับการยืนยันแล้ว Basophilia ของการเจริญเติบโตและเซลล์ต่อมชัดเจน การสังเคราะห์โปรตีนมีความเข้มข้นเป็นพิเศษ

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนช่วยให้ทราบรายละเอียดของเซลล์ซึ่งต้องวัดเป็นปริมาณโมเลกุล ตัวอย่างเช่น ศูนย์กลางของการสังเคราะห์โปรตีน - ไรโบโซมซึ่งอยู่บนเยื่อหุ้มสองชั้นมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 150 อังสตรอม และระยะห่างระหว่างเมมเบรนลาราคือประมาณ 1,000 อังสตรอม การศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับไรโบโซมที่แยกได้จากเซลล์พบว่าแต่ละไรโบโซมประกอบด้วยโมเลกุล RNA เพียงสองโมเลกุลเท่านั้น

กลุ่มของเยื่อหุ้มสองชั้นที่มีไรโบโซมนั่งอยู่เรียกว่า ergastoplasm (ergastoman - แปลว่าหมายถึงการผลิต, การแปลงสภาพ) ในบรรดาเยื่อหุ้มของเออร์กาสโตพลาสมาจะมองเห็นวัตถุทรงกลมได้ - ไมโตคอนเดรีย พวกมันแตกต่างจากไมโตคอนเดรียเหล่านั้นมากขนาดไหนจนกลายเป็นปริศนาสำหรับนักเซลล์วิทยามาหลายปีแล้ว!

เม็ดเล็กและเส้นใยของไมโตคอนเดรียมีขีดจำกัดในการมองเห็นภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง เป็นเวลานานแล้วที่จุดประสงค์ของพวกเขาในกรงก็ไม่ชัดเจน นักวิทยาศาสตร์บางคนเปรียบเทียบพวกมันกับแบคทีเรียและเสนอให้เลี้ยงพวกมันแยกจากเซลล์ จากนั้นพบว่าไมโตคอนเดรียสามารถดูดซับออกซิเจนได้ การทดลองกับไมโตคอนเดรียที่แยกได้จากเซลล์ยืนยันสิ่งนี้ ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ไมโตคอนเดรียสามารถ "มีชีวิตอยู่" นอกเซลล์ได้อย่างแท้จริง แม้ว่าจะเป็นเพียงช่วงเวลาสั้นๆ เท่านั้นก็ตาม ในเวลาเดียวกันพวกมันดูดซับออกซิเจนและปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ - พวกมันหายใจ การวิเคราะห์ทางเคมีของสารละลายที่ไมโตคอนเดรีย "มีชีวิตอยู่" แสดงให้เห็นว่าอันเป็นผลมาจาก "กิจกรรมในชีวิต" สารบางชนิดหายไปและบางชนิดก็ปรากฏขึ้นแทนที่ ในกรณีนี้ เครื่องมือที่มีความแม่นยำมากสามารถบันทึกอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นได้

เพื่อรักษาโครงสร้างที่ได้รับคำสั่งอย่างเคร่งครัดและทำหน้าที่สำคัญ เซลล์จำเป็นต้องมีพลังงานไหลเข้ามา หากอุปกรณ์ถูกตัดการเชื่อมต่อจาก เครือข่ายไฟฟ้าหรือกีดกันรถน้ำมันก็จะหยุดทำงาน แต่เครื่องหรือเครื่องจะหยุดทำงานโดยที่ยังอยู่ในสภาพสมบูรณ์ เมื่อเซลล์หยุดกิน เซลล์จะเริ่มสูญเสียโครงสร้างที่ดี หยุดทำหน้าที่ และพังทลายลง ในช่วงชีวิตของพวกเขา เซลล์กล้ามเนื้อจะทำงาน งานเครื่องกล, เซลล์ประสาทผลิตพลังงานไฟฟ้าเซลล์ของต่อมย่อยอาหารสังเคราะห์สารที่จำเป็นสำหรับการย่อยอาหาร ฯลฯ ในขณะเดียวกันก็รักษาอุณหภูมิในร่างกายไว้ เพื่อการทำงานของ “เครื่องจักรที่มีชีวิต” นี้ จำเป็นต้องมีพลังงานไหลเข้ามา

เช่นเดียวกับเครื่องกำเนิดเทอร์โบหรือรถจักรไอน้ำที่ใช้พลังงานไอน้ำที่ได้จากการเผาไหม้ถ่านหินหรือน้ำมัน เซลล์ที่มีชีวิตก็ “เผาไหม้” เช่นกัน สารอาหารได้รับพลังงานที่ต้องการ เห็นได้ชัดว่าเซลล์ของสิ่งมีชีวิตไม่สามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิการเผาไหม้ของถ่านหิน ใช้ไอน้ำร้อนยวดยิ่ง หรือกระแสไฟฟ้าแรงสูง กระบวนการทั้งหมดในสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นที่อุณหภูมิค่อนข้างคงที่และค่อนข้างต่ำ - ประมาณ 37° - และในสภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำ (ท้ายที่สุดแล้ว โปรโตพลาสซึมมีน้ำเกือบ 80%) สิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร?

เพื่อให้เซลล์ได้รับพลังงานที่จำเป็นสำหรับชีวิต ธรรมชาติได้พัฒนากลไกระดับโมเลกุลมากมายที่มีความแม่นยำและประสิทธิภาพเป็นพิเศษ ตั้งอยู่ในไมโตคอนเดรีย ในทุกเซลล์ ในบรรดาโพรงและเยื่อหุ้มของเออร์กาสโตพลาสซึม เราสามารถมองเห็นร่างกายรูปไข่ที่มีโครงสร้างลาเมลลาร์ที่ชัดเจน ภายนอกถูกจำกัดด้วยเมมเบรนสองชั้น ชั้นในของเมมเบรนนี้จะเกิดรอยพับหรือส่วนที่เรียกว่าเยื่อหุ้มหรือแนวไมโตคอนเดรีย เยื่อหุ้มเซลล์ภายในก็มีสองเท่าเช่นกัน จำนวนและความหนาแน่นของการบรรจุขึ้นอยู่กับประเภทของเซลล์ ยิ่งเซลล์ทำงานเข้มข้นมากเท่าไร เยื่อหุ้มเซลล์ภายในไมโตคอนเดรียก็ยิ่งหนาแน่นมากขึ้นเท่านั้น

เยื่อหุ้มไมโตคอนเดรียแต่ละอันมีความหนา 180-200 อังสตรอม ซึ่งหมายความว่าประกอบด้วยโมเลกุลเพียงไม่กี่ชั้น เมมเบรนเหล่านี้ประกอบด้วยกลุ่มโมเลกุลที่สลายสารอาหาร เช่น น้ำตาล เพื่อปล่อยพลังงาน อย่างไรก็ตาม พลังงานที่นี่ไม่เพียงถูกปล่อยออกมาในรูปของความร้อนเท่านั้น เหมือนกับว่าน้ำตาลถูกเผาในอากาศ พลังงานที่ปล่อยออกมาจะนำไปใช้ในการสังเคราะห์สารพิเศษที่เก็บพลังงานนี้ทันที - กรดอะดีโนซีนไตรฟอสฟอริกหรือ ATP

จากนั้นโมเลกุล ATP จะถูกส่งไปยังโครงสร้างเซลล์ที่ต้องการพลังงานสำหรับกระบวนการต่างๆ เช่น ไปยังเยื่อหุ้มเออร์กาสโตพลาสมิกที่เกิดการสังเคราะห์โปรตีน ที่นั่นโมเลกุล ATP จะสลายตัว และเนื่องจากพลังงานของพันธะของพวกมัน จึงเกิดสารใหม่ของไซโตพลาสซึมขึ้น

เป็นที่ทราบกันว่าอาหารสัตว์และมนุษย์ประกอบด้วยโปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรตเป็นส่วนใหญ่ เซลล์ใช้สารเหล่านี้ทั้งหมดเป็น "เชื้อเพลิง" (คาร์โบไฮเดรตและไขมัน) หรือเป็น วัสดุก่อสร้าง(โปรตีน). ดังนั้นเมื่อโปรตีนเข้าสู่ร่างกาย โปรตีนเหล่านั้นจะถูกย่อยสลายเป็นส่วนประกอบในขั้นแรก นั่นก็คือ กรดอะมิโน จากนั้นลักษณะโปรตีนของสิ่งมีชีวิตจะถูกสร้างขึ้นจากกรดอะมิโนในเออร์กาสโตพลาสซึมของเซลล์ แต่สัตว์สามารถมีชีวิตอยู่ได้โดยการกินสัตว์หรือพืชอื่นเท่านั้น และสิ่งมีชีวิตในพืชสามารถสร้างคาร์โบไฮเดรตจากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำได้โดยใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ ซึ่งเป็นสารที่ทำหน้าที่เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเซลล์สัตว์

การก่อตัวของคาร์โบไฮเดรต (น้ำตาลหรือแป้ง) ในเซลล์พืชจากคาร์บอนไดออกไซด์และ น้ำกำลังมาด้วยความช่วยเหลือของสารพิเศษ - คลอโรฟิลล์ซึ่งทำให้พืชมีสีเขียว โมเลกุลคลอโรฟิลล์ในเซลล์พืชอยู่ในเม็ดหรือเมล็ดเล็ก ๆ - คลอโรพลาสต์ การมีอยู่ของคลอโรพลาสต์เป็นความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเซลล์พืชและเซลล์สัตว์

การใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแสดงให้เห็นว่าคลอโรพลาสต์ซึ่งเป็นโรงงานหลักในการผลิตน้ำตาลและแป้งมีโครงสร้างที่ซับซ้อนมาก โครงสร้างเป็นชั้นคล้ายไมโตคอนเดรีย “พายชั้น” อีกครั้ง เส้นผ่านศูนย์กลางของคลอโรพลาสต์ถึง 6-7 ไมครอน ภายในคลอโรพลาสต์ โมเลกุลของคลอโรฟิลล์ถูกจัดเรียงอย่างแท้จริง "บนชั้นวาง" ควรจะกล่าวว่าการทำลายโครงสร้างชั้นในคลอโรพลาสต์และไมโตคอนเดรียจะทำให้งานหยุดชะงัก คลอโรพลาสต์ที่ถูกทำลายไม่สามารถสังเคราะห์น้ำตาลได้ และไมโตคอนเดรียก็ไม่สามารถทำลายมันเพื่อปล่อยพลังงานออกมาได้

ในบรรดาเยื่อหุ้ม "ชั้น" ของ ergastoplasm และไมโตคอนเดรียจำนวนมากเราสามารถเห็นออร์แกเนลล์อีกอันหนึ่งซึ่งมีอยู่ในเซลล์ทำให้เกิดความขัดแย้งในหมู่นักวิทยาศาสตร์เป็นเวลาหลายปี นี่คืออุปกรณ์ Golgi นับตั้งแต่การค้นพบของเขา มีงานมากมายที่อุทิศให้กับโครงสร้างเซลล์นี้ บางคนแย้งว่ามันมีอยู่จริงในเซลล์ บางคนเชื่อว่าการก่อตัวของมันเกี่ยวข้องกับการกระทำของการตรึงสาร ในที่สุดโครงสร้างของออร์แกเนลล์นี้ก็ได้รับการชี้แจงหลังจากใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเท่านั้น

ในส่วนต่างๆ อุปกรณ์ Golgi ส่วนใหญ่มักประกอบด้วยแผ่นเยื่อสองชั้นที่มีรูปทรงถ้วย มีฟองสบู่อยู่ที่ปลาย เส้นผ่านศูนย์กลางต่างๆ. เยื่อ Golgi แตกต่างจากเยื่อ ergastoplasmic ในกรณีที่ไม่มีเม็ด RNA บนพื้นผิว ในเซลล์ อุปกรณ์ Golgi มักจะตั้งอยู่ใกล้กับนิวเคลียส แม้จะมีการศึกษาจำนวนมากเกี่ยวกับโครงสร้างที่น่าสนใจนี้ แต่ความสำคัญของมันต่อชีวิตของเซลล์ยังไม่ได้รับการชี้แจงอย่างชัดเจน

อย่างไรก็ตาม ควรกล่าวว่ากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนช่วยในการค้นพบออร์แกเนลล์ใหม่อย่างแท้จริงเพียงอันเดียวในไซโตพลาสซึม - ไรโบโซม ดังนั้นผลลัพธ์หลักของการใช้พลังอันทรงพลังนี้ วิธีการที่ทันสมัยการวิจัยเซลล์ถือได้ว่าเป็นการถอดรหัสโครงสร้างที่ละเอียดมากของออร์แกเนลล์ของเซลล์ที่รู้จักก่อนหน้านี้ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนช่วยเติมเต็มช่องว่างระหว่างการจัดเรียงโมเลกุลของไซโตพลาสซึมและโครงสร้างเซลล์ที่มองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์ธรรมดา

ลักษณะเฉพาะและโดดเด่นที่สุดของโครงสร้างที่ละเอียดมากของเซลล์คือการมีอยู่ของสิ่งที่เรียกว่าเยื่อหุ้มเซลล์อยู่ทั่วไป

ในเซลล์ สัตว์ หรือพืชใดๆ ที่เป็นมะเร็งหรือปกติ อายุน้อยหรือสูงวัย โดยไม่คำนึงถึงจุดประสงค์ในร่างกาย เราจะพบออร์แกเนลล์หลักชนิดเดียวกันที่มีโครงสร้างที่ละเอียดมากที่คล้ายกัน ความแตกต่างจะสังเกตได้จากจำนวนออร์แกเนลล์บางชนิดและขนาดของพวกมันเท่านั้น

ดังนั้นกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนจึงยืนยันแผนการเดียวสำหรับการจัดระเบียบสิ่งมีชีวิต