Ботаніка - Б.Є. Якубенко 2017

Частина перша. Анатомія і морфологія рослин
Розділ I. Цитологія
Лабораторне заняття Тема 2.3. Будова клітини вищих рослин. Оболонка. Ядро. Цитоплазма вакуоля. Рух цитоплазми. Пластиди: хлоропласти, хромопласти, лейкопласти

Загальні зауваження. Клітина виступає як самостійний Організм і як структурна та біологічна одиниця багатоклітинного організму чи окремих його частин. Вона включає нескінченно різноманітний світ ще непізнаного світу органел і продуктів обміну речовин. У клітині відбувається до 2000 різноманітних хімічних реакцій і перетворень. Усю сукупність органел клітини називають протопластом. Фізіологічні процеси його — Дихання, розмноження, метаболізм, подразливість — зумовлюють життєвість клітини. Характерною ознакою протопласта клітини є рух цитоплазми. На прикладі листка елодеї канадської познайомтеся з коловим рухом цитоплазми.

У результаті життєдіяльності протопласта виникають його похідні — Клітинна оболонка, вакуолярна система і включення. Вакуолярну систему ми розглядаємо як сукупність вакуолей, взаємозв’язаних з частиною ендоплазматичної сітки та розміщених на ній рибосом і поліферментних систем.

Об’єкти:

1. Епідерміс соковитої луски цибулі городньої (Аllium сера L.)

2. Листок елодеї канадської (Еlоdеа саnadensis Місhх.)

3. Листок традесканції віргінської (Тrаdescantia virginіса L.)

4. Плід горобини звичайної (Sorbus aucuparia L.)

Завдання:

1. Самостійно приготуйте препарат епідермісу соковитої луски цибулі городньої.

2. За малого та великого збільшення мікроскопа вивчіть будову рослинної клітини.

3. Зарисуйте 2—3 клітини епідермісу цибулі і позначте їх складові частини.

4. Самостійно приготуйте препарат листка елодеї канадської.

5. За малого та великого збільшення мікроскопа вивчіть рух цитоплазми у клітинах центральної жилки листка елодеї канадської.

6. Зарисуйте 2—3 клітини великим планом, позначте їх складові частини та рух цитоплазми.

Обладнання і матеріали: Мікроскоп МБР-1 або Біолам, скальпелі, леза, бритви, препарувальні голки, шматочки соковитої луски цибулі, листки, елодеї, Реактиви, інше приладдя.

Методика виготовлення препарату епідермісу соковитої луски цибулі. У пеналі знайдіть предметне скло і візьміть його великим і вказівним пальцями лівої руки, а в праву руку — серветку і протріть його з обох боків насухо і дочиста. Покривне скельце протріть серветкою між пучками великого і вказівного пальців (не натискаючи) і покладіть його праворуч на предметному столику мікроскопа. Предметне скло покладіть упоперек на пенал і нанесіть на нього краплину розчину йоду в йодистому калії.

Візьміть шматочок нарізаної луски цибулі і зніміть із неї верхній епідерміс. Для цього спочатку відділіть нижній епідерміс від внутрішнього боку луски і покладіть його у бактеріологічну чашку. Луска, що залишилася, має форму півмісяця. Розламайте її навпіл. Обидві половинки тримаються на тонкій плівочці — епідермісі. Одну половинку стягніть (від середини до краю) уздовж другої половинки. Таким чином ви зняли верхній епідерміс. Помістіть його зірваним боком до предметного скла у краплину розчину йоду в йодистому калії. Епідерміс розправте препарувальною голкою і накрийте покривним скельцем: поставте його ребром у краплину води на предметному склі, щоб змочився його край і опустіть скельце на шматочок епідермісу, злегка придавіть голкою чи олівцем, щоб витіснити з-під нього повітря і зайву рідину. Таким чином одержимо доброякісний препарат — він не матиме повітряних пухирців (рис. 13). Надлишок розчину на предметному склі, що виявляється за межами покривного скельця, відберіть за допомогою шматочків фільтрувального паперу, який знайдете у пеналі.

Рисунок 13. Послідовність виготовлення препарату соковитої луски цибулі

Виготовлений таким способом препарат епідермісу соковитої луски цибулі покладіть на предметний столик так, щоб намічений до вивчення епідерміс накривав центральну частину отвору, був у полі зору під об’єктивом малого збільшення мікроскопа. Препарат закріпіть затискачами на предметному столику мікроскопа.

Мікроскопічне дослідження препарату. За малого збільшення мікроскопа вивчіть будову клітини епідермісу соковитої луски цибулі. На препараті чітко помітно клітинну будову об’єкта. Переміщаючи предметний столик з препаратом за допомогою направляючих гвинтів, розміщених з обох боків предметного столика, виберіть у полі зору 2—3 клітини, в яких добре помітні клітинна оболонка, Цитоплазма, вакуоля і ядра у вигляді маленьких сіруватих утворень (рис. 14).

Рисунок 14. Будова клітини

Не зміщуючи препарат, переведіть мікроскоп на велике збільшення. Для цього двома пальцями лівої руки візьміть об’єктиви малого і великого збільшення і змініть об’єктив малого збільшення (із цифрою ×8) на об’єктив великого збільшення (із цифрою ×40). Щоб одержати зображення, необхідно, дивлячись в окуляр мікроскопа, повернути на себе макрогвинт на якусь частку мікрона і цим самим підняти тубус мікроскопа. За допомогою мікрогвинта відрегулюйте чіткість зображення відповідно до оптичних властивостей кришталика вашого ока. Водночас на препараті добре видно: чітко відособлену клітинну оболонку, яка оточує внутрішній вміст клітини — протопласт. У його складі диференціюється цитоплазма у вигляді зернистої маси, що залягає вздовж клітинної оболонки або окремих тяжів, які розчленовують вакуолю на кілька дрібних. Ви бачите у зрілої клітини одну вакуолю, або, якщо вона не досягла повного розвитку, то кілька вакуолей. Обов’язковою складовою частиною клітини є Ядро з ядерцем (одним або двома). Ядро займає центральне або пристінне положення в клітині, має вигляд кулястого сріблястого тільця, що виділяється на загальному фоні зернистої цитоплазми. Ядро порівняйте з відповідною таблицею та уточніть деталі будови складових частин клітини.

В альбомі великим планом зарисуйте 3—4 клітини і позначте окремі частини тих чи інших структур, що були відзначені вище. Рисунок підпишіть.

Методика виготовлення препарату листка елодеї канадської. Протріть предметне скло і покривне скельце. Чисте предметне скло покладіть упоперек на пенал і за допомогою скляної палички нанесіть на нього посередині кілька краплин води. Із бактеріологічної чашки візьміть гілочку елодеї канадської і зірвіть добре виявлений серединний листок. Помістіть його у краплину води на предметному склі. Для стимуляції руху цитоплазми уколіть 2—3 рази голочкою центральну жилку листка. Об’єкт накрийте покривним скельцем, стежачи за тим, щоб під нього не потрапляло повітря. Якщо ж воно потрапило, легким натискуванням на скельце видаліть його. Готовий препарат розмістіть у центрі поля зору і закріпіть його затискачами.

Мікроскопічне дослідження препарату. За малого збільшення мікроскопа розмістіть препарат так, щоб центральна жилка листка елодеї перебувала посередині поля зору. На листку добре помітна клітинна будова завдяки чіткому розмежуванню клітин жорсткими і добре виявленими оболонками.

Розглянути будову клітини і рух цитоплазми найкраще за великого збільшення мікроскопа. Для цього виберіть поле зору в основі центральної жилки листка, де клітини містять меншу кількість хлоропластів і легше виявити рух цитоплазми. На препараті видно видовжені клітини з тупими кінцями. У них знайдіть окремі Органели. У клітинах насамперед виділяється суцільна клітинна оболонка, яка оточує внутрішній вміст — протопласт. Під оболонкою тонким шаром тягнеться дрібнозерниста цитоплазма. Інколи в окремих місцях клітин можна помітити кулясте ядро щільнішої консистенції. Крім того, в цитоплазмі ви бачите численні зелені, еліпсоїдальної форми тільця — хлоропласти. Серединна частина клітини позбавлена зернистості і являє собою велику вакуолю.

За уважного розгляду препарату, добре освітленому сонячними променями, в окремих клітинах знайдіть рух цитоплазми. Ви побачите, що током цитоплазми пасивно вздовж клітинної оболонки переносяться зелені хлоропласти, тобто в клітинах центральної жилки ви бачите активний рух цитоплазми. Рух — коловий, при якому цитоплазма рухається у пристінному шарі по колу (рис. 15).

В альбомі великим планом зарисуйте 2—3 клітини, позначте описані вище складові частини. Напрям руху плазми покажіть стрілкою.

Вивчення хромопластів у плодах горобини звичайної. Самостійно приготуйте препарат клітин м’якуша плоду горобини і вивчіть будову хромопластів. В альбом зарисуйте великим планом по кілька клітин, що містять хромопласти. Зробіть необхідні позначення до рисунків.

Рисунок 15. Рух цитоплазми та будова хлоропласта:

а — рух цитоплазми: 1 — хлоропласти; 2 — цитоплазма; 3 — рух цитоплазми; 4 — ядро; 5 — ядерце; 6 — вакуоля; 7 — клітинна оболонка; б — будова хлоропласта під електронним мікроскопом: 8 — зовнішня мембрана; 9 — внутрішня мембрана; 10 — між мембранна порожнина; 11 — строма; 12 — тилакоїди гран; 13 — тилакоїди строми; 14 — грани; 15 — ламели; 16 — Рибосоми; 17 — глобули первинного крохмалю; 18 — пори.

Методика виготовлення препарату. Із пенала візьміть предметне скло, а з бактеріологічної чашки — покривне скельце і ретельно протріть їх дочиста і насухо. Предметне скло покладіть упоперек на пенал і нанесіть на нього краплину води. Візьміть плід горобини і за допомогою препарувальної голки надірвіть і відігніть шкірку оплодня. З-під шкірки на кінчик голочки візьміть трохи м’якуша плоду і покладіть у краплину води на предметне скло. Голочкою подрібніть взятий шматочок м’якуша до однорідної маси. До неї додайте краплину води і накрийте покривним скельцем. Готовий препарат покладіть на предметний столик і закріпіть його затискачами.

Мікроскопічне дослідження препарату. Спочатку розгляньте препарат за малого збільшення мікроскопа. Ви бачите велику кількість роз’єднаних клітин неправильної форми. Виберіть 2—3 клітини з найбільш виявленою структурою. У такої клітини привертає увагу помаранчеве або червонувате забарвлення нитчастих, циліндричних та іншої форми структурних тілець, переплетених між собою. Ці оранжеві тільця і є хромопласти. Уважно роздивіться форму, будову та розміщення. Розподіляються вони в зернистій цитоплазмі, розташованій уздовж клітинної оболонки. У клітинах звичайно виявлено кілька вакуолей, розділених цитоплазматичними тяжами. Десь збоку в цитоплазмі відшукайте ядро — кулясте сірувате тільце — з ядерцем (рис. 16).

В альбомі великим планом зарисуйте 2—3 клітини і позначте відмічені складові частини.

Методика виготовлення препарату листка традесканції віргінської. Самостійно приготуйте препарат епідермісу листка традесканції та вивчіть будову продиху і лейкопластів. Предметне скло протріть дочиста і насухо. Аналогічно протріть покривне скельце. Предметне скло покладіть упоперек на пенал і нанесіть на нього краплину води.

Візьміть листок традесканції або нарізані попередньо шматочки листка і обгорніть його на вказівному пальці лівої руки так, щоб нижній бік листка виявився зверху. За допомогою гострого скальпеля чи леза дуже обережно, щоб не поранити палець, надріжте і зніміть частину епідермісу без зеленого м’якуша листка. Якщо це не вдається, то зріжте частину епідермісу. Достатньо шматочка, завбільшки кілька міліметрів. Помістіть його в краплину води на предметне скло. Злегка змочіть його, накрийте покривним скельцем, витісняючи з-під нього повітря. Зайву воду відберіть за допомогою фільтрувального паперу. Препарат покладіть на предметний столик і закріпіть затискачами.

Рисунок 16. Хромопласти у клітинах плодів різних видів рослин:

а — шипшини; б — конвалії; в — горобини; г — глоду; 1 — клітинна оболонка;

2 — цитоплазма; 3 — ядро; 4 — хромопласти; 5 — вакуоля.

Мікроскопічне дослідження препарату. Спочатку препарат розгляньте і вивчіть за малого збільшення мікроскопа. На ньому добре видно клітинну будову епідермісу. Виберіть ділянку, де найчіткіше помітні всі складові частини об’єкта. Розмістіть їх в центрі поля зору.

Далі досліджуйте об’єкт за великого збільшення мікроскопа. Зверніть увагу на те, що епідерміс утворюють живі багатокутні, щільно зімкнені клітини. В їх будові рельєфно виділяються такі елементи: 1) клітинна оболонка, що оточує протопласт клітини; 2) цитоплазма, розміщена вздовж клітинної оболонки у вигляді суцільного шару або цитоплазматичних тяжів, розділяючи окремі вакуолі; 3) ядро з одним або двома ядерцями; 4) лейкопласти (рис. 17) — сріблясті кулясті тільця, які найчастіше розміщуються навколо ядра у вигляді сріблястого віночка.

Рисунок 17. Лейкопласти у клітинах листка традесканції:

1 — клітинна оболонка; 2 — цитоплазма; 3 — ядро; 4 — лейкопласти; 5 — вакуоля

В альбомі великим планом зарисуйте 2—3 клітини з лейкопластами.

Висновки. 1. Пластиди є обов’язковим компонентом рослинної клітини, чим вона вирізняється від тваринної.

2. У процесі еволюції формуються пластиди та їх внутрішня структура відповідно до умов їх існування.

3. За участю пластид відбувається процес фотосинтезу: утворення та нагромадження органічних речовин, збагачення атмосфери киснем, що є умовою розвитку високоорганізованих тварин і людини.

Запитання для самоконтролю:

1. Які ви знаєте типи пластид?

2. Яку будову мають хлоропласти під електронним мікроскопом?

3. Яке походження пластид?

4. Яка будова різних типів пластид?

5. Назвіть пігменти, що входять до складу пластид.

6. В яких пластидах відкладаються крохмальні зерна.

7. Які ви знаєте способи розмноження пластид?

8. Що спільного і відмінного між хлоропластами і хромопластами?

9. Який тип крохмалю відкладається у хлоропластах?

10. Як називаються пластиди, в яких запасається крохмаль?

11. Який крохмаль відкладається у лейкопластах?

12. У яких органах рослини зосереджені хлоропласти?

13. Які органи рослин містять хромопласти?

14. Чи входить каротин і ксантофіл до складу хлоропластів?