Ботаніка - Б.Є. Якубенко 2017

Частина перша. Анатомія і морфологія рослин
Розділ I. Цитологія
Лабораторне заняття Тема 2.4. Запасні поживні речовини

Загальні зауваження. У процесі життєдіяльності в клітині виробляються різноманітні запасні поживні речовини. Найчастіше це білки, Вуглеводи та жири. Під час фотосинтезу глюкоза, полімеризуючись, перетворюється в асиміляційний, або первинний крохмаль, що нагромаджується в листках. У місцях запасання виникає вторинний, або запасний крохмаль у вигляді крохмальних зерен. Крохмалеутворювачами в клітині є лейкопласти в них синтезуються вуглеводи, які називають амілопластами. Лейкопласти, що відкладають про запас білки, називають протеїнопластами; ті, що нагромаджують жири — олеопластами, а ті, у яких нагромаджуються водні або сольові розчини — гідропласти.

Оскільки крохмаль у бульбах картоплі чи зернівці пшениці відкладається протягом доби нерівномірно, то у них чітко помітна шаруватість. Шари крохмалю, що відкладаються в денні години, пухкі, темні і більше насичені гігроскопічною вологою. Навпаки, шари, сформовані вночі — вузькі, світлі, щільні. Закладаються вони в міру надходження глюкози і концентруються навколо утворювального центру. Вирізняють три типи крохмальних зерен: прості, складні та напівскладні. У перших двох є власна шаруватість, а у напівскладних — власна і спільна, для кількох простих, шаруватість.

Запасний білок відкладається у трьох формах: 1) у вигляді алейронових зерен, які утворюються внаслідок висихання вакуолей, що містили водорозчинний білок; 2) у вигляді клейковини, яка відкладається в крохмаленосній частині ендосперму і містить до 90% білка; 3) у вигляді кристалоїдів — у бульбах картоплі.

Об’єкти:

1. Зернівка пшениці м’якої (Triticum aestivum L.)

2. Бульба картоплі (Solanum tuberosum L.)

3. Насіння рицини звичайної (Ricinus communis L.)

4. Зернівка вівса посівного (Аvenа sаtiva L.)

5. Плоди гречки їстівної (Fagopyrum esculentun Moench.)

Завдання:

1. На готовому препараті поперечного розрізу ендосперму зернівки пшениці вивчити будову та запасні поживні речовини, що виробляються клітиною.

2. На самостійно виготовленому препараті бульби картоплі вивчіть типи крохмальних зерен та їх будову.

3. На самостійно виготовленому препараті насінини рицини вивчіть її будову і типи алейронових зерен.

4. На самостійно виготовленому препараті зернівки вівса і горішка гречки вивчіть особливості будови крохмальних зерен.

5. В альбомі зарисуйте зображення об’єктів, що розглядались, і зробіть необхідні позначення до них.

Обладнання і матеріали: мікроскопи МБР-1 або Біолам, готові препарати, матеріал, що роздається, Реактиви, скальпелі, бритви, пінцети, леза, таблиці тощо.

Мікроскопічне дослідження препарату зернівки пшениці м’якої. За малого збільшення мікроскопа вивчіть будову зернівки пшениці і схематично зарисуйте в альбомі розподіл окремих структур. Потім детальніше вивчіть ці структури за великого збільшення мікроскопа.

Першою з цих структур є оплодень. Нижче залягає щільний тонкий шар насіннєвої шкірки, яка по всьому периметру зростається з оплоднем, що є однією з характерних ознак будови плоду злакових − зернівки .

Другою характерною структурою зернівки пшениці є алейроновий шар, утворений клітинами майже прямокутної форми. У кожній з них міститься велика кількість алейронових зерен. Окрім алейронових зерен, у клітинах знайдіть дещо більших розмірів Ядро.

Третьою характерною структурою зернівки є крохмаленосна частина ендосперму. Вона займає більшу частину зернівки і утворена великими багатокутними клітинами, місцями роз’єднаними міжклітинниками. Вся ця тканина має світло-блакитне забарвлення і легко розпізнається. Клітини цієї частини ендосперму заповнені крупними і дрібними крохмальними зернами з концентричною шаруватістю, а між ними — прошарки клейковини (рис. 18).

Розглянутий препарат порівняйте з таблицею і уточніть особливості зображення окремих елементів, відобразивши будову в альбомі.

Методика виготовлення препарату крохмальних зерен картоплі. Візьміть предметне скло і покривне скельце, протріть дочиста і насухо. На предметне скло нанесіть краплину слабкого розчину йоду в йодистому калії і поряд краплину води. В обидві краплини злегка потріть шматочок нарізаної картоплі, щоб виділилися крохмальні зерна. У результаті в краплині води одержите однорідну мутнувату масу. Накрийте цю масу покривним скельцем. Так само зробіть і з краплиною розчину йоду. Підготовлений препарат покладіть на предметний столик мікроскопа і закріпіть його затискачами.

Мікроскопічне дослідження препарату. Спочатку вивчіть препарат за малого збільшення мікроскопа. Водночас у полі зору видно різної величини сріблясті тільця — крохмальні зерна. Щоб вивчити будову і типи крохмальних зерен, необхідно їх розглянути за великого збільшення мікроскопа. У полі зору виберіть найбільші за розмірами крохмальні зерна. У них знайдіть зміщений у базальній частині згусток речовини — утворювальний центр. Навколо нього видно ексцентричні шари, добре помітні за користування мікрогвинтом. Крохмальне зерно, в якому є один утворювальний центр й індивідуальна шаруватість, називається простим крохмальним зерном. Поруч з простими пошукайте складні крохмальні зерна, що являють собою два або три зрослих простих крохмальних зерна, кожне з яких має утворювальний центр і ексцентричну шаруватість. За своїми розмірами вони менші, ніж прості крохмальні зерна. Окрім цих типів, трапляються також напівскладні крохмальні зерна. Вони утворені кількома зрослими між собою простими крохмальними зернами, що оточуються спільною шаруватістю (рис. 19).

Рисунок 19. Типи крохмальних зерен:

а — крохмальні зерна картоплі; І — просте крохмальне зерно; ІІ — напівскладене крохмальне зерно; ІІІ — складне крохмальне зерно; 1 — утворювальний центр; 2 — індивідуальна шаруватість; 3 — спільна шаруватість; б — крохмальні зерна кукурудзи; в — крохмальні зерна вівса; 4 — складне; 5 — просте; г — крохмальні зерна гречки; 6 — просте; 7 — складне.

Розглянутий препарат замініть на заново приготовлений, де замість води на предметне скло нанесіть краплину розчину йоду в йодистому калії. На ньому ви побачите, що під дією йоду крохмальні зерна забарвлюються в синій колір, що є специфічною реакцією для виявлення крохмалю.

Методика виготовлення препаратів крохмальних зерен гречки і вівса. Протріть предметне скло і покривне скельце. Предметне скло покладіть упоперек на пенал та нанесіть на нього краплину води, візьміть зернівку вівса й розріжте її навпіл. З однієї половинки за допомогою скальпеля чи препарувальної голки нашкребіть тонкий шар борошнистої маси. Якщо збереглися борошнисті грудочки, додатково скляною паличкою або скальпелем подрібніть їх і рівномірно розподіліть на предметному склі.

На це саме предметне скло або в окрему краплину води так само нашкребіть борошнистої маси з плоду гречки їстівної. Накрийте препарати покривним скельцем і закріпіть препарат на предметному столику мікроскопа затискачами.

Мікроскопічне дослідження препаратів. За малого збільшення мікроскопа можна побачити великі багатокутні клітини, заповнені крохмальними зернами. Це складне крохмальне зерно гречки. Якщо на нього надавити голочкою або злегка постукати по покривному скельцю, то воно розпадеться на велику кількість дрібних багатогранних простих крохмальних зерен.

Якщо ви зробили один препарат із обох ботанічних об’єктів, то разом з крохмальними зернами гречки побачите складні крохмальні зерна вівса, їх легко розпізнати: вони мають овальну форму, а поверхня їх поділена нарізками на велику кількість простих крохмальних зерен. Це складне крохмальне зерно. Але якщо по ньому постукати, воно розпадається на багато простих крохмальних зерен.

Крохмальні зерна вівса і гречки, як і крохмальне зерно картоплі, під дією слабкого розчину йоду в йодистому калії забарвлюються в синій або фіалковий колір.

В альбомі зарисуйте ці типи крохмальних зерен і покажіть особливості будови для кожного виду культур, а також відобразіть зміну кольору під дією розчину йоду в йодистому калії.

Методика виготовлення препарату алейронових зерен насінини рицини. На предметне скло, розміщене впоперек на пеналі, нанесіть краплину води або слабкого розчину йоду в йодистому калії. Щоб виготовити препарат, візьміть у ліву руку насінину рицини, попередньо знежирену в суміші спирту та ефіру. У праву руку візьміть гостре лезо і зробіть серію тонких поперечних зрізів. За допомогою лупи відберіть найтонший зріз і помістіть його в краплину розчину йоду в йодистому калії. Від дії йоду білок забарвлюється у жовтий колір, а при додаванні до розчину цукру — припиняється Набухання крохмальних зерен. Препарат накрийте покривним скельцем і закріпіть його затискачами на предметному столику.

Мікроскопічне дослідження препарату. Вивчають препарат тільки за великого збільшення мікроскопа. Водночас добре помітна клітинна будова. Між клітинами видно міжклітинники. Клітини багатокутні. У них добре видно щільну блискучу клітинну оболонку, дрібнозернисту цитоплазму з дрібними вакуолями, складні алейронові зерна.

В алейроновому зерні видно його оболонку, строму з аморфної білкової маси, 1—2 багатокутні кристалоїди і кілька кулястих глобоїдів (рис. 20).

Ділянку поперечного зрізу насінини зі складними зернами зарисуйте в альбомі і позначте їх складові частини.

Висновки. 1. Властивістю живих клітин є здатність їх до відкладання про запас вуглеводів, жирів і білків.

2. Вуглеводи відкладаються про запас, зокрема, у вигляді крохмальних зерен. Вирізняють первинний, транзиторний і вторинний, або запасний крохмаль.

3. Білки відкладаються про запас у вигляді алейронових зерен, клейковини і кристалів.

Запитання для самоконтролю

1. Які сполуки відкладаються про запас у рослинній клітині?

2. Назвіть запасні поживні речовини.

3. Які запасні поживні речовини формуються на місці висихаючих вакуолей?

4. Що слід розуміти під термінами олеопласти і гідропласти?

5. Поясніть процес формування крохмальних зерен у рослин.

6. Яка роль в утворенні запасного крохмалю належить амілопластам? Чим вони відрізняються від інших пластид?

7. Назвіть типи крохмальних зерен у різних видів рослин.

8. За участю яких органел формуються крохмальні зерна?

9. Назвіть жироолійні рослини, що вирощуються в Україні.