Den wissenschaftlichen Erkenntniszuwachs zum Zellaufbau durch technischen Fortschritt an Beispielen (durch Licht-, Elektronen- und Fluoreszenzmikroskopie) dars?

Hallo,
ich schreibe bald eine Bio Klausur (EF) und verstehe nicht ganz was damit gemeint ist.
->Den wissenschaftlichen Erkenntniszuwachs zum Zellaufbau durch technischn Fortschritt an Beispielen (durch Licht-, Elektronen- und Fluoreszenzmikroskopie) darstellen

Kann mir bitte jemand weiterhelfen?

Viele Grüße!!

Answer 1

[CliffBaxter]

Hi,

die Entdeckung und unsere Vorstellungen von Zellen beruhen auf mikroskopischen Verfahren. Mikroskopie hat also ganz erheblich zum wissenschaftlichen Erkenntnisgewinn dieses Wissenschaftszweiges beigetragen.

Das Lichtmikroskop machte Zellen erstmals sichtbar und wird bis heute genutzt, Zellen zu untersuchen. Beispiel, die Darstellung von Zellen von Flaschenkork in Robert Hookes Micropgraphia:

Mikroskopische Zeichnung von Zellen des Flaschenkork (oben).

Bildquelle: Robert Hooke, Micrographia, 1665

Mit dem LM lassen sich prima typisch biologische Objekte studieren, wie Zellen, Gewebe, Einzeller, Zellkerne, Organellen, wie Mitochondrien oder Chloroplasten.

Letztlich haben Lichtmikroskope ein Auflösungsvermögen von 0,2-0,5 μm, ab dem zwei Punkte nicht mehr als getrennt wahrgenommen werden. Strukturen, die kleiner sind, kann man mit dem LM nicht mehr detailiert sehen.

Ein Elektronenmikroskop nutzt Strahlen viel kürzerer Wellenlänge, als das Licht (Elektronenstrahlen), die erst in den 1930ern nutzbar wurden (Ruska, 1934). Durch die kürzere Wellenlänge verbesserte sich das Auflösungsvermögen der betrachteten Dinge auf 0,1-0,3 nm. Zwischen Mikrometer und Nanometer liegen 3 Größenordnungen. Die Auflösung ist also hier mind. 1000 mal besser, als beim LM. So werden auch Strukturen des Feinbaus der Zellen untersuchbar, die kleiner als 0,2 μm sind, wie z.B.:

• Mikrotubuli 24 nm
• Eiweißmoleküle z.B. 10 nm
• Zellmembranen 7-10 nm
• Ribosomen 0,025 μm
• DNA-Moleküle 2 nm
• Kernporen 40 nm
• u.s.w.

Fluoreszenzmikroskopie dient dem Sichtbarmachen von Molekülen (z.B. Proteinen) und ihrer Lokalisierung in Zellen. Der Fluoreszenzfarbstoff wird dabei chemisch mit Antikörpern gekoppelt, die auf das gewünschte Molekül gerichtet sind, so dass sie es durch Bindung anfärben. Bei Belichtung sendet der Farbstoff Fluoreszenzstrahlung aus und die gesuchten Strukturen fangen an zu leuchten. Schönes Beispiel ist die Darstellung des Cytoskeletts mit Fluoreszenzmikroskopie, wie z.B.:

Fluoreszenzmikroskopische Aufnahme von Zellen der Gefäßwand von Lungenarterien des Rindes, mit angefärbtem Cytoskelett (grün), Zellkern (blau), Aktinfilamente (rot).

Bildquelle: wikipedia, gemeinfrei, link: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:FluorescentCells.jpg

LG