Тема 1
Запасные вещества протоплазмы.
Клеточный сок и его состав.
Тургор и плазмолиз. Строение
ядра и типы деления. Клеточная
стенка и её изменения
План:
1.Запасные вещества протоплазмы
2.Состав клеточного сока.
3.Тургор и плазмолиз
4. Ядро, строение, типы деления.
5. Клеточная стенка и её изменения
Цель занятий:
Ознакомиться с запасными веществами цитоплазмы и
составом клеточного сока.. Научиться определять их
присутствие в клетке. Понять биологическое значение
явлений тургора и плазмолиза для растения. Изучить
строение ядра и типы деления клетки. Ознакомиться с
изменениями в строении клеточной стенки. Закрепить
знания по органоидам растительной клетки.
Литература:
Хржановский В.Г., Пономарёва С.Ф. Практикум по курсу общей
ботаники.Учеб.пособие.-М.Высш.школа.1985- 422 с
Свенсон К.,Уэбстер П.Клетка.М.Мир.2000.
Де Робертис Э.,Новинский В.,Саэс Ф. Биология
клетки.М.Мир.2004.
Хржановский В.Г.Курс общей ботаники(цитология, гистология
,органография ,размножение ). 2-е изд.: . Высшая школа.1982.-384с..
Албертс Б.,Брей Д.,Льюс Дж.,Рафф М.,Робертс К.,Уотсон Дж.
Молекулярная биология клетки.т.1.М.1994.
Рейва П., Эверт Р., Айкхорн С. Современнпая ботаника : в 2-х
томах.М.:Мир,1990,348с.
Кристиан Де Дюв .Путешествие в мир живой клетки.Перевод с
англ. М.Мир,1987.256 с.
Васильев А.Е.,Воронин Н.С.,Еленевский А.Г., Серебрякова Т.И.
Анатомия и морфология растений. М.»Просвещение « ,1978,478 с.
Жуковский П.М. Ботаника.- 5-е издание, перераб. и
доп.изд».Колос» М.-1982,623 с
В цитоплазме откладываются, в основном, 3 группы запасных
питательных веществ:
Углеводы
Белки
Жиры
Углеводы в протоплазме откладываются в виде крахмала—С6
Н18 О5 (п).
Крахмал в воде не растворяется, в горячей воде разбухает
образуя клейстер.
Различают крахмал первичный или ассимиляционный и
вторичный или запасной.
Первичным или ассимиляционным называется крахмал,
который образуется в листьях в результате процесса
ассимиляции.
Первичный крахмал под действием фермента диастаза
превращается в сахар. Сахар легко растворяется в воде и затем
передвигается по телу растения (транзиторное вещество).
Дойдя до зимующих частей (семена, корни, клубни,
луковицы и др.) сахар под действием фермента
амилазы превращается в крахмал, который
называется вторичным или запасным. Крахмал
имеет вид зерен. Крахмальные зерна бывают
простыми и сложными. Простым называется зерно,
которое состоит из одного зернышка и имеет один
образовательный центр. Сложным называется зерно,
состоящее из многих зёрен. Иногда крахмальное
зерно состоит из одного зернышка, но имеет
несколько образовательных центров, такое зерно
называют полусложным.
Простые крахмальные зерна по расположению
образовательного центра бывают двух видов:
Эксцентрические
2. Концентрические
Эксцентрическим называется зерно, у которого
образовательный центр сдвинут к одному из концов зерна и
слои по зерну идут неравномерно, в одном конце они
широкие, в другом узкие (крахмальное зерно картофеля).
Концентрическим называется зерно, у которого
образовательный центр лежит в центре зерна и слои по зерну
идут равномерно (крахмальное зерно бобовых растений).
Примером сложного крахмального зерна может служить
крахмальное зерно риса.
Реактивом на крахмал является йод, от йода крахмальные
зерна окрашиваются в синий цвет.
1-й объект—Эксцентрическое крахмальное зерно
картофеля
На середину чистого предметного стекла капнем стеклянной
палочкой несколько капель воды. Возьмем кусочек клубня
картофеля, кончиком ланцета слегка поскоблим по срезанной
поверхности половинки клубня и соскобленную мутноватую
массу перенесем в воду на предметное стекло.
Приготовленную
массу,
накрыв
покровным
стеклом,
рассмотрим
под
микроскопом
сначала
при
малом
увеличении, а затем при большом. При большом увеличении,
заметим,
что
крахмальные
зерна
картофеля
имеют
неравномерную
слоистость,
а
образовательный
центр
находится в более узком конце зерна.
2 объект — Концентрическое крахмальное зерно бобовых
Возьмем предметное стекло, капнем чистую воду, затем
кончиком иглы положим в каплю немного гороховой муки.
Приготовленный препарат рассмотрим при большом увеличении
микроскопа. Под микроскопом мы увидим округлые или
овальные крахмальные зерна. Присматриваясь внимательно,
увидим, что образовательный центр, более крупных
крахмальных зерен, располагается в центре в виде мельчайших
блестящих точек или продольной щели, а слои вокруг них
располагаются равномерно.
Реакция на крахмал
С одной стороны покровного стекла капнем каплю йода, от йода
крахмал постепенно должен окрашиваться в синий цвет.
Зарисовать эксцентрическое и концентрическое крахмальное
зерно при большом увеличении микроскопа, обратив внимание
на положение образовательного центра и слои.
2. Б е л к и
Белки в протоплазме откладываются
в виде алейроновых зерен. По
своему происхождению алейроновые
зерна
являются
сгущением
азотистых веществ клеточного сока.
Алейроновые зерна откладываются в
семенах, и, особенно много их в
семенах
бобовых
и
злаковых
растений.
3-й объект — Сложное крахмальное зерно риса
Приготовьте препарат вышеуказанным методом. Зарисуйте
крахмальное зерно риса при большом увеличении, обратим
внимание на форму зерна.
Сложное крахмальное зерно намного мельче чем остальные
крахмальные зерна, имеет форму многогранника.
Алейроновые зёрна бывают простые и сложные. Сложные
алейроновые зёрна отличаются от простых наличием глобоида и
кристаллоида.
У одних растений алейроновые зёрна разбросаны по всем клеткам
семени (касторка), у других сосредоточены в одном определенном
слое, так называемом, алейроновом слое (злаки).
4-й объект—Мякоть семени касторки
Приготовление препаратов производится из очищенного, сухого
семени клещевины. Для приготовления препарата берется
предметное стекло, капается капля глицерина, затем кончиком
ланцета кусочек мякоти семени переносится на предметное стекло
в каплю глицерина и накрывается покровным стеклом. После
этого, покровным стеклом разотрите препарат до образования
мути. Готовый препарат рассматривается под большим
увеличением микроскопа. Под микроскопом видны округлые или
овальные алейроновые зерна. В каждом зерне можно различить
глобоид и кристаллоид.
Зарисуйте
алейроновое
зерно при
большом
увеличении,
отметьте в нем
глобоид и
кристаллоид
.
3. — М а с л а
Масла в протоплазме откладываются в виде капелек. Они не растворяются в воде, но
легко растворяются в эфире, в бензине. Масла делятся на две группы:
1.Легкие масла. 2.Тяжелые масла.
1. Легкие или эфирные масла
Эфирные масла являются продуктом отброса, обладают приятным или неприятным
запахом и быстро испаряются. Эфирные масла в цветах привлекают насекомых,
которые участвуют в опылении. Эфирные масла в листьях и стеблях служат для
зашиты растений от поедания животными.
2. Тяжёлые или запасные масла
Запасные масла откладываются, главным образом, в семенах растений и являются
запасным питательным веществом клетки.
Реактивами на обнаружение масла являются:
Судан — окрашивает масло в оранжевый цвет. Осмиевая кислота — в черный цвет.
3 Реакция на масла
На том же препарате, приготовленном из семени клещевины можно обнаружить капли
масла. Для того, чтобы убедиться, что рассматриваемые нами капли действительно
жирное масло, подействуем на препарат спиртовым раствором краски судан. От нее
капли масла окрашиваются в красно-оранжевый цвет. Алейроновые зерна от Судана
не окрасится. Под действием 1% раствора осмиевой кислоты, жирное масло чернеет.
После обнаружения капель масла, зарисуйте их при большом увеличении
КЛЕТОЧНЫЙ СОК И ЕГО ВЕЩЕСТВА
Клеточным соком называется часть клетки, представляющая из себя
воду, в которой растворены органические и минеральные вещества. В
молодых делящихся клетках, клеточного сока не бывает. Клеточный
сок появляется только взрослых клеток в результате
жизнедеятельности протоплазмы. В молодой клетке большую часть
клетки занимает протоплазма. У более взрослой клетки, в результате
жизнедеятельности, в протоплазме появляются маленькие пузырьки
(вакуоли), наполненные жидкостью. Вакуоли способны притягивать
воду из соседних более взрослых клеток поэтому объем их
увеличивается. Позже, несколько вакуолей сливаются и образуют одну
большую вакуолю, которая у взрослых клеток занимает всю сё
полость и называется клеточным соком клеточный сок, продолжая
притягивать к себе воду, увеличивает свой объем и начинает давить на
протоплазму.
Протоплазма в свою очередь давит на оболочку, оболочка
растягивается и клетка растет. Кроме того, клеточный сок
поддерживает клетку в состоянии напряжения — тургора.
Если какими либо
водоотнимающими
веществами
(кислотою, солью,
щелочью)
концентрация
которых будет
выше, чем
концентрация
клеточного сока,
отнять часть воды
из клетки,
то содержимое клетки сожмется и отойдет от оболочек к середине клетки, такое
состояние клетки называется «плазмолизом».
ЯВЛЕНИЯ ТУРГОРА И ПЛАЗМОЛИЗА
Тургором называется напряженное состояние клетки зависящее от увеличения
количества воды в клеточном соке. В жизни растения тургор играет важную
роль. Благодаря тургору листья, стебли, цветы находятся в расправленном
состоянии, в результате чего все процессы жизни — ассимиляция, движение
веществ, испарение, рост — совершаются нормально. При состоянии тургора
содержимое клетки плотно прилегает к ее оболочке.
1 объект — нить спирогиры
Пинцетом взять несколько нитей спирогиры и положить их в каплю воды
на предметное стекло. Закрыть покровным стеклом и рассмотреть при
большом увеличении микроскопа.
Рассматривая внимательно приготовленный препарат спирогиры, мы
убедимся, что клетки спирогиры находятся в состоянии тургора. Затем,
приподняв покровное стекло, капнем несколько капель водоотнимающего
вещества — селитры. При этом можно проследить как происходит процесс
плазмолиза. Наблюдая за препаратом, можно заметить, что содержимое
клеток начинает съеживаться и отставать от стенок, приближаясь к центру
клетки. Содержимое клетки начинает отставать все больше и больше от
оболочки и принимает форму шарика. Явление это сохраняется до тех пор,
пока концентрация клеточного сока и селитры не уравновесится. Если
клетку находящуюся в состоянии плазмолиза на некоторое время
переместить в чистую воду, то клетка вновь перейдет в состояние тургора,
такое обратное явление называется де плазмолизом.
Зарисовать клетку в состоянии тургора и плазмолиза. Интересующиеся
могут проделать обратное явление — де плазмолиза.
Вещества клеточного сока
В клеточном соке откладываются 2 группы веществ:
1.Органические 2.Неорганические
Органические вещества клеточного сока делятся на несколько
групп:
I. Группа — углеводы
Углеводы в клеточном соке откладываются в виде различных
сахароз например в виде глюкозы—С6 Н12 О6 встречающейся в
винограде и других плодах или, сахарозы С12 Н22 О11
встречающиеся в свекле и в сахарном тростнике.
Сахары являются запасными питательными веществами клетки.
Сахар легко растворяется в воде и быстро передвигается по телу
растения. Реактивом на сахар является реактив Феллинга (Медный
купорос — едкий калий). При нагревании из медного купороса
восстанавливается закись меди и выпадает в виде
краснокирпичного осадка.
1. Объект. Сок винограда или глюкозу поместить в пробирку
подействовать реактивом Феллинга и подогреть на спиртовке.
II группа — азотистые вещества
Азотистые вещества откладываются в виде амино и ами-
докислот, в состав которых входят С, Н, О, N, Sпозже к ним
присоединяется Р и образуются белки. Присутствие белковых
веществ можно обнаружить с помощью цветных реакций.
Реакция Миллона (раствор ртути в крепкой азотной кислоте)
при нагревании белок окрашивается в мясо-красный цвет.
Реакция ксантопротеиновая. При действии на белок-крепкой
азотной кислотой белок окрашивается в желтый
Реакция Биуретовая (едкий калий + медный купорос). При
нагревании белок окрашивается в сине-фиолетовый цвет.
III группа — органические кислоты
Органические кислоты придают клеточному соку кислый
вкус и имеют защитное значение. В клеточном соке у
растений чаще всего встречаются 4 органические кислоты:
яблочная
виноградная
лимонная
щавелевая
IV
группа — дубильные вещества или танины
Дубильные вещества придают клеточному соку вяжущий вкус
и несут защитную функцию.
Они используются в кожевенной промышленности для
дубления кожи или в виде танина применяются в медицине.
Дубильные вещества встречаются в коре дуба, карагача, в корке
граната, корнях тарана; чухры и в других растениях.
Реактивом на дубильные вещества являются соли железа под
действием которых дубильные вещества окрашиваются в
черный или синий цвет.
2 объект. В настой гранатной корки капнуть раствор хлорного
железа. Настой окрасится в чёрный цвет.
V
группа. Алкалоиды или растительные яды
Алкалоиды имеют защитное значение. В небольших дозах
алкалоиды применяются в медицине как лечебные,
снотворные, возбуждающие и другие средства.
Алкалоиды бывают разными:
теин — алкалоид чая
кофеин — алкалоид кофе
хинин — алкалоид хинного дерева
никотин — алкалоид табака
папаверин — алкалоид мака
VI группа. Пигменты
Пигментами называются вещества, вызывающие окраску.
В клеточном соке два пигмента:
1.Антоциан—дает различные окрашивания, в зависимости от
реакции клеточного сока.
При кислой реакции клеточного сока антоциан дает красный
цвет, при щелочной синий, при нейтральной — фиолетовый.
2.
Антохлор — имеет желтый цвет. Этот цвет
обуславливает желтую окраску лепестков (мак, георгины).
Пигменты играют важную физиологическую роль в обмене
веществ, а в цветках служат для привлечения насекомых.
VII. Группа — Камеди, слизи, смолы
Эти вещества являются продуктом отброса растения к ним
относятся гуттаперча, смола, фруктовый клей, каучук и др.
В млечном соке некоторых растений содержится каучук,
имеющий большое значение. У некоторых растений в особых
вместилищах происходит скопление смол. Из канадской пихты
добывается канадский бальзам, имеющий большое техническое
значение, применяется в микроскопии.
В клеточном соке в виде раствора встречаются различные,
витамины А, В, С. Витамины необходимы для здоровья
человека и животных; отсутствие их вызывает различные
болезни.
VIII. Группа — Кристаллы щавелевой кислоты
В результате разнообразных процессов в клеточном соке
часто скопляется щавелевая кислота. Она, соединяясь с
солями кальция, образует различной формы кристаллы.
Кристаллы защищают растения от поедания животными. В
клетках растений чаще встречается три вида кристаллов:
— одиночные или простые кристаллы
— сросшиеся кристаллы или друзы
— игольчатые кристаллы или рафиды.
3 объект — кристаллы
На готовых препаратах рассмотреть при большом
увеличении и зарисовать:
— простые кристаллы в шелухе лука
— друзы в черешке листа хлопчатника
— рафиды в листе агавы.
неорганические вещества клеточного сока
Неорганические вещества клеточного сока откладываются в
виде солей серной кислоты (сульфаты), солей фосфорной
кислоты (фосфаты), солей азотной кислоты (нитраты).
КЛЕТОЧНАЯ ОБОЛОЧКА
Она является продуктом жизнедеятельности протопласта.
Оболочка самая наружная часть клетки. Она отделяет одну
клетку от другой, придает клетке постоянно определенную
форму, прочность и предохраняет внутреннюю часть клетки от
неблагоприятных, воздействий. Оболочка состоит из клетчатки
(целлюлозы) ( С6 Н10 О5)n
В процессе жизнедеятельности физико-химические свойства
оболочки .резко изменяются. К таким изменениям относятся:
1) одревеснение, 2) опробковение, 3) кутинизация, 4)
ослизнение и 5) минерализация.
Одревеснение — пропитывание лигнином, даст прочность
(орех, костянки). Одревеснение хорошо выявляется при
действии реактивов. Йод дает желтый цвет. Флороглюцин и НCl
окрашивает одревесневшие оболочки в красный цвет.
Опробковение — пропитывание суберином. Такие клетки
непроницаемы для воды и газов. При опробковении протоплазма
быстро отмирает, разрушается и полость клетки заполняется
воздухом. Характерный реактив для суберина Судан дает
розовое окрашивание.
Кутинизация — стенки-оболочки пропитываются кутином.
Кутином покрыта поверхность клеток эпидермиса, что
способствует уменьшению испарения воды. При этом клетка
остается живой.
Ослизнение — встречается у водорослей и грибов, а также в
семенах айвы, льна (слизь удерживает влагу и предохраняет от
высыхания).
Минерализация - стенки клетки пропитываются кремнеземом.
ЯДРО
Ядро является важнейшей основной частью протопласта.
Всякая живая клетка, кроме бактерий и сине-зеленых
водорослей, содержит ядро. У большинства организмов в
клетке
находится только одно ядро. Клетки некоторых
водорослей и грибов бывают многоядерными.
В молодых растениях ядро расположено в центре, во
взрослых клетках ближе к оболочке. Ядро состоит из:
1—белкового ядерного вещества 2—ядрышка
3—ядерной оболочки
Белковое вещество ядра включает элементы С,Н,О,N,S и Р. Это
белковое вещество, называемое нуклеоплазма(кариолимфа или
ядерный сок ).
Ядро несет три функции:
Ядро является
энергетическим центром
клетки. С помощью ядра
происходит выделение
ферментов (оксидаз)
которые принимают учас-
тие в окислительных
процессах
сопровождающихся вы-
делением энергии (в про-
цессе дыхания).
Ядро делится и вызывает
деление клетки.
Ядро принимает участие в
Деление ядра.
Ядро имеет три способа
деления: 1Прямое деление
или амитоз. При этом ядро
вытягивается, разрывается на
две части и образует
дочерние ядра, затем в
материнской клетке
появляется перегородка и
образуются две дочерние
клетки. Такой тип деления
встречается у некоторых
низших растений и в старых
клетках высших растений.
2. Митоз или кариокинетическое или непрямое деление
(карион-ядро. кинезис-деление). При кариокинетическом
делении ядро проходит митоз 4 фазы.
Профаза. Ядро из стадии покоя переходит к стадии деления.
Структура ядра становится зернистой. Зерна постепенно
сливаются в глыбки, а глыбки вытягиваясь образуют короткие
нити—хромосомы. К концу профазы исчезают ядрышки и
ядерная оболочка.
Метафаза. Хромосомы располагаются в центре клетки
по экватору. Затем здесь происходит временное удваивание
числа хромосом. Число хромосом у разных растений бывает
различно, по постоянное в определенных условиях.
3. Анафаза. В этой стадии происходит расхождение хромозом к
полюсам клетки. Половина числа хромосом, отходит к одному,
другая к другому полюсу клетки.
4.Телофаза. Хромосомы распадаются на глыбки, глыбки
превращаются в бесструктурное ядерное вещество, вновь
появляются ядрышки, ядерная оболочка и происходит
окончательное формирование двух новых ядер. После этого
появляется перегородка, протоплазма делится и образуются две
новых дочерних клетки.
В результате кариокинетического деления число хромосом не
изменяется. Дочерние клетки будут иметь столько же
хромосом, сколько имела материнская.
Кариокинетическое деление происходит в растущих частя
растений например, в точке роста стебля и кончике корня.
1. Объект—Кариокинез в корешке лука.
Методика приготовления препаратов кариокинетического
деления довольно сложна и требует много времени, поэтому
процесс кариокинеза в корешке лука будем рассматривать на
постоянных фабричных препаратах.
Готовые препараты рассматриваются под большим увели
чением микроскопа. Внимательно рассмотрев каждую фаз
деления зарисуйте все 4 фазы кариокинетического деления.
(профаза, метофаза, анафаза и телофаза).
3). Мейоз или редукционное деление
Редукционное деление у растений происходит не постоянно, а
только в определенные моменты- жизни,
Перед образованием спор, пыльцы и зародышевого мешка. В
процессе редукционного деления ядро проходит шесть фаз:
1-профаза, 2-метафаза, 3-анафаза, 4-метафаза, 5-анафаза, 6-
телофаза.
В профазе происходит образование хромосом.
В метафазе хромосомы попарно располагаются в центре
клетки. В анафазе парные хромосомы расходятся по
полюсам. Во второй метафазе число хромосом у двух
полюсов клетки удваиваются. Во второй анафазе хромосомы
расходятся к четырем сторонам клетки.
В телофазе происходит окончательное формирование
четырех новых ядер. Вокруг каждого ядра обособляется
участок протоплазмы образуется оболочка и получается
четыре новых свободных дочерних клетки, расположенных в
протоплазме материнской клетки. Каждая дочерняя клетка
будет иметь в 2 раза меньше хромосом, чем имела
материнская
2 объект—Редукционное деление
Разобрав процесс редукционного деления ядра зарисуйте
схематично все шесть фаз:
(1. профаза, 2. метафаза, 3. ан
Достарыңызбен бөлісу: |