Iga keskkooli või keskkooli loodusteaduste klassi õpilane on mingil ajal pidanud tundma elusrakkude struktuuri. Võib-olla olete hiljuti võtnud oma korra, et õppida tundma erinevaid taime- ja loomarakkude organelle. Kui olete otsustanud näidata oma hiljuti omandatud teadmisi, luues lahtrist ja selle struktuuridest 3D-mudeli (või õpetaja on teile seda määranud), aitab see artikkel teid selles protsessis juhendada.
1
Mõista rakke. Täpse 3D-mudeli koostamiseks peate mõistma primaarseid organelle (rakukomponente, peamiselt raku elundeid), nende omavahelist seost ning taime- ja loomarakkude erinevusi. Peate teadma erinevaid organelle, kui hakkate neid modelleerima. Eluliselt peate mõistma nende kuju. Tavaliselt õpikutes erinevatele lahtrikomponentidele antud värve kasutatakse kontrastiks ja need ei sarnane tavaliselt tegelikkusega, nii et sel juhul võite olla loominguline. Kuid nende modelleerimiseks peate välja töötama õiged kujundid. Samuti on oluline teada, kuidas erinevad rakustruktuurid on üksteisega seotud. Näiteks endoplasmaatiline retikulum (ER) asub alati tuuma lähedal, kuna see töötleb DNA replikatsioonis kasutatavaid valke. Mudelit luues mõelge, kuhu oma organelli paigutate.Teadke erinevusi taime- ja loomarakkude vahel. Kõige tähtsam on see, et taimerakkudel on tselluloosist valmistatud välimine rakusein, need sisaldavad väga suuri vakuoole (membraaniga seotud vee ja ensüümide kogum) ja kloroplaste (taimeraku osad, mis muudavad päikesevalguse kasutatavaks energiaks). Tsentrosoomid esinevad ainult loomarakkudes. Samamoodi on loomarakkudel alati ripsmed, samas kui taimerakkudel sageli mitte. Loomarakud on tavaliselt ümmargused ja ebakorrapärased, samas kui taimerakud on ristkülikukujulised ja fikseeritud kujuga.
2
Töötage välja oma mudeli kontseptsioon. Kas teie mudel on läbipaistev kujutis, mille rakukomponendid on riputatud läbipaistvas materjalis? Kas see on selle asemel väljalõigatud mudel, mis annab raku välimuse, mis on pooleks lõigatud, kuid sisaldab organelle, mis pakuvad kolmemõõtmelist välimust? Kahe alternatiivse mudelistiili konstrueerimise juhised ilmuvad käesolevas artiklis hiljem, kuid kokkuvõte tehakse siin: Esimene võimalus on raku täielikult kolmemõõtmeline esitus, kus kõik organellid on riputatud läbipaistvas želatiinis. Teine võimalus hõlmab käsitöömaterjalide kasutamine väljalõigatud mudeli konstrueerimiseks, millel on vaatamise hõlbustamiseks eemaldatud sektsioon.
3
Mõelge materjalidele, mida te kasutaksite. Materjalid on ilmselgelt erinevad olenevalt mudeli tüübist, mille olete otsustanud konstrueerida. Kõige lihtsam on kasutada esemeid, millel on juba modelleeritava objekti üldine kuju – näiteks midagi umbes ringikujulist raku tuuma jaoks. Muidugi, paljud organellid on nii kummalise kujuga, et võib olla võimatu leida midagi, millel on juba sama välimus. Sel juhul peaksite mõtlema materjalidele, mis on paindlikud ja mida saab sobitada mis tahes välimusega.
4
Ole loominguline. Kas teie 3D-mudel on söödav? Milliseid värve kasutate iga organelli jaoks? Ärge kunagi kaotage silmist olulisi elemente, mis selles projektis peavad olema esindatud, kuid teie mudeli vorm ei pea alati piirama selle stiili ja loovust.
5
Hankige oma rakuosade valmistamiseks materjalid. Valmistate oma raku osad erinevatest toidu- ja köögitarvetest. See, mida te kasutate, on teie otsustada, kuid siin on mõned ideed: läbipaistev želatiin toimib tsütoplasmana, mida leidub nii looma- kui ka taimerakkudes. Kui otsite lihtsalt autentsust, sobiks maitsestamata želatiin suurepäraselt. Kui olete otsustanud söödavaks minna, valige sort, mis ei oleks nii tumedat värvi, et see varjaks mudelorganelle, mille sisse asetate. Tuuma, tuuma ja tuumamembraani jaoks: ostke kivideta puuvili, näiteks ploom või virsik. Süvend on tuum, vili on tuum ja nahk on tuumamembraan. (Kui te ei eelda seda keerukuse taset, sobib lihtne ümmargune toiduaine). Seda läheb vaja kas taime- või loomaraku jaoks.Tsentrosoomid, mis esinevad ainult loomarakkudes, peaksid olema teravad, proovige hambaorki tükid läbi igemetilga või mõne muu väikese kummitaolise eseme pista.Modelleerige Golgi aparaati, mis on esinevad nii taime- kui ka loomarakkudes, kasutades väljalõigatud papitükke, vahvleid, kreekereid, viilutatud banaane või, ehk kõige parem, akordioni moodi virnastatud puuviljarulli. Mõlemat tüüpi raku lüsosoomide jaoks kasutage väikest, ümmargused kommid või šokolaaditükid.Mitokondrid, mida leidub ka nii looma- kui ka taimerakkudes, on mõnevõrra piklikud, nii et proovige kasutada lima ube või võib-olla teatud tüüpi koorimata pähkleid. Ribosoomide jaoks vajate midagi väikest. Proovige puisteid, pipraterad või tavalist pipart. Neid leidub nii taime- kui ka loomarakkudes. Kare endoplasmaatiline retikulum, mis esineb nii looma- kui ka taimerakkudes, sarnaneb Golgi aparaadiga, kuna see on kokku kleebitud lamedate volditud osade struktuur; kuigi erinevalt Golgi aparaadist on sellel karm pind. Võite kasutada selle jaoks sarnaseid materjale, kuid proovige leida viis, kuidas sellele kleepida midagi karedat või tekstuuriga (võib-olla piserdab), et need kaks eristuksid. Sile endoplasmaatiline retikulum näeb rohkem välja nagu sassis ja ebakorrapärase suurusega ühendatud torude seeria . Selleks vajate midagi siledat ja painduvat. Kasutage keedetud spagette, kummikomme või väljaveninud taffi. Vakuoolide loomisel valite looma- ja taimerakkude jaoks erinevad kujud. Loomarakkude jaoks kasutage mõnda mõõdukat kummipalli – ideaaljuhul ühtlase värviga, kuid läbipaistva kvaliteediga (sisuliselt on seal ainult kotid vett ja ensüüme). Vakuoolid taimerakkudes on palju-palju suuremad. Kui tahate siin tõesti keeruliseks muutuda, võite varem valmistada eraldi želatiini (võib-olla valmistatud kontsentreeritud valemiga ekstra jäikuse tagamiseks) ja proovida seda sisestada mudeltaimerakku. Mikrotuubuleid saab modelleerida keetmata spagetitükkidega või olenevalt oma projekti mastaabis õled.Kloroplastide jaoks (ainult taimerakk) kasutage herneid, rohelisi tarretisubasid või pooleks lõigatud rohelisi ube. Hoidke neid rohelisena.
6
Võta želatiinvorm. Lahtri valmistamiseks on teil vaja vormi, kuid kõigepealt peate otsustama, millist tüüpi rakke te valmistate. Looma- ja taimerakud on erineva kujuga ja vajavad erinevat vormi. Kui teete taimerakku, on esimene asi, mida vajate, ristkülikukujuline küpsetusnõu, mis on eelistatavalt valmistatud portselanist. Nõu ise on teie mudelis teie rakusein ja membraan. Kui teete loomarakku, soovite ümmargust või piklikku küpsetusvormi, nagu pajaroog. See roog võib olla teie rakumembraan või võite hiljem rakumudeli tassist eemaldada ja katta selle kuju ja suuruse järgi lõigatud saran-mähisega ning nimetada seda membraaniks.
7
Valmistage želatiin. Küpseta želatiin karbil oleva juhendi järgi – tavaliselt algab see pliidiplaadil vee keetmisest ja seejärel želatiini sisse segamisest. Kalla kuum vedelik ettevaatlikult pajavormi või ahjupannile. Pane külmkappi ja lase seista umbes tund aega või kuni see on peaaegu tahenenud. Ärge oodake, kuni želatiin on täielikult settinud. Soovite, et želatiin muutuks ümber või tahkuks nende piirkondade ümber, kuhu olete sisestanud mudelorganellid. Kui te ei leia selget želatiini, ostke võimalikult heledat värvi, näiteks kollast või oranži. Želatiini saab teha ka nullist.
8
Lisage oma rakuosad. Alustage oma rakuosade želatiini panemist. Võib-olla soovite tükke paigutada järgmiselt: asetage tuum keskele (välja arvatud juhul, kui modelleerite taimerakku). Asetage tsentrosoom tuuma lähedusse. Seda esineb ainult loomarakkudes. Asetage sile endoplasmaatiline retikulum tuuma lähedusse. Seda esineb nii looma- kui ka taimerakkudes. Asetage Golgi keha, mis esineb nii looma- kui ka taimerakkudes, tuuma lähedusse (kuigi kaugemale kui endoplasmaatiline retikulum).Lisage krobeline endoplasmaatiline retikulum sileda teisele küljele. endoplasmaatiline retikulum (tuumast eemal). Seda leidub nii taime- kui ka loomarakkudes. Korraldage kõik muu kõikjal, kus teil on ruumi. Püüdke mitte liiga palju ühte ruumi koguda. Päris rakus on mõned struktuurid, mis hõljuvad kõikjal tsütoplasmas. Neid saab segada peaaegu juhuslikult.
9
Pange mudel tagasi külmkappi. Laske želatiinil veel tund-kaks settida, kuni see täielikult tahkub.
10
Tehke tabel või võti, mis määratleb iga osa. Pärast rakutükkide lisamist koostage loend sellest, millisele raku osale iga üksus vastab (nt “želatiin = tsütoplasma”, “lagrits = töötlemata ER”). Tõenäoliselt peate hiljem suutma inimestele oma raku osadest rääkida.
11
Hankige materjalid. Siin on mõned võimalused.Võite kasutada vahtpolüstüroolist rakupõhja. Käsitöö- või kunstikauplustes on vahtpolüstüroolist pallid (kui tehakse loomarakk), mis on ligikaudu korvpalli või vahtpolüstüroolist ristkülikukujulise kuubi suurused (kui tehakse taimerakk). Kartongi saab kasutada mitmete rakustruktuuride moodustamiseks, näiteks Golgi aparaat või krobeline endoplasmaatiline retikulum. Torulaadsete struktuuride moodustamiseks võib kasutada kõrsi või väikseid voolikuid. Mikrotuubuleid saab konstrueerida segavatest õlgedest, painduvaid kõrsi või torusid saab kasutada sileda endoplasmaatilise retikulumi modelleerimiseks. Kasutage erineva suuruse ja kujuga helmeid teiste rakustruktuuridena, nagu mitokondrid või kloroplastid. Püüdke hoida neid sobival skaalal võrreldes teiste mudelraku struktuuridega.Modelleerivat savi saab kasutada mis tahes struktuuri loomiseks, mida on raskesti replitseerida olemasolevate materjalidega. Värvi abil saab täita tsütoplasma ning eristada seda ja raku väliskülg. Samuti saate värvida mis tahes loodud savistruktuure.
12
Lõika vahtpolüstüroolist 1/4 osa välja. Mõõtke põhi ja tehke punktidesse, mis on võrdsed poole külje pikkusega, punktid. Joonistage jooned, mis näitavad, kuhu lõigata. Seejärel kasutage 1/4 lõigu lõikamiseks ja eemaldamiseks Excecto nuga või midagi sarnast. Taimeraku jaoks tõmmake keskjoon kahele külgnevale küljele ja jätkake neid jooni kogu ulatuses, kuni need muutuvad tagasi. see loomaraku jaoks, tõmmake jooned, nagu teeksite maakerale ekvaatorit ja meridiaane.
13
Värvige see. Värvige 1/4 sektsiooni sisemus, et teie rakuosad silma paistaksid. Võite ka väljastpoolt värvida erineva värviga, et kontrastiks seda tsütoplasmaga.
14
Tehke rakuosad. Looge need ülaltoodud käsitööesemetest. Kõige keerulisemad neist on osad, mida peate savist modelleerima. Hoidke need struktuurid võimalikult lihtsad, jäädes samas truuks modelleeritavale põhistruktuurile. Võib-olla on kõige parem teha savist ainult kõige lihtsamad struktuurid ja jätta keerulisemad osad – näiteks sile endoplasmaatiline retiikulum – torude või mõne muu eseme abil paljundamiseks.
15
Lisage rakuosad. Lisage osad oma rakupõhjale (vahtpolüstürool). Seda saab teha kuuma liimi, tavaliimi, hambaorkide, tihvtide, klambrite või mitmete muude meetodite abil. Mõnel juhul peate võib-olla ka sõna otseses mõttes kaevama või eraldama vahtpolüstürooli, et need osadesse mahuksid. Golgi aparaati ja karedat endoplasmaatilist retikulumit saab oma kätega kartongist vormida. Sel juhul tehke vahtpolüstüroolist viilud ja libistage kartongitükid, et moodustada nende struktuuride volditud kujundid.
16
Tehke tabel või võti, mis määratleb iga osa. Pärast lahtri osade lisamist koostage loend selle kohta, millisele lahtri osale iga üksus vastab. Tõenäoliselt peate hiljem suutma inimestele oma raku osadest rääkida.