Работа 1. Изучение вязкости цитоплазмы плазмолитическим методом

 

Цель: ознакомиться с важнейшими свойствами живой цитоплазмы – вязкостью и влиянием на нее различных факторов

Объекты, реактивы, оборудование: веточки элодеи или мха мниум, листья традесканции, камнеломки, бегонии, содержащие антоциан, луковицы синего лука; 0,8 М NaCl, 1M KNO_3, 0,7M Ca(NO₃)₂, 1М сахароза; препаровальные иглы, стеклянные палочки или глазные пипетки, фильтровальная бумага, пинцеты, предметные и покровные стекла, микроскопы.

 

Краткие сведения

 

Одним из важнейших показателей физико-химического состояния коллоидов цитоплазмы является ее вязкость.

Вязкость — это способность цитоплазмы оказывать сопротивление перемещению одних частиц (ионы, молекулы, органеллы) относительно других. Цитоплазма в отличие от других вязких сред обладает так называемой структурной вязкостью, степень которой определяется мерой ее оводненности и спецификой строения белков микрофиламентов, определяющей количество точек скрепления между ними. Вязкость имеет большое приспособительное значение в жизни растений. Она легко изменяется под действием внешних факторов: температуры, водообеспеченности и т.д. Обезвоживание цитоплазмы естественным путем, например при созревании семян или под действием концентрированных кислот и щелочей, увеличивает ее вязкость. Ионы кальция и алюминия, образуя дополнительные точки скрепления между отдельными молекулами белков, повышают вязкость цитоплазмы. Ионы калия, напротив, увеличивают дисперсность коллоидов цитоплазмы, оводняют, разжижают ее.

Вязкость цитоплазмы зависит также и от внутренних факторов: видовых особенностей растения, характера экотипа, возраста органов и фазы онтогенеза растения. Она может быть различна в разных органах. В целом вязкость цитоплазмы весьма лабильный показатель, тесно связанный с жизнедеятельностью растений.

Имеется несколько методов определения вязкости цитоплазмы. Один из наиболее простых и наглядных ^__ определение вязкости по времени плазмолиза. Время плазмолиза ^__ это промежуток времени от погружения клеток в гипертонический раствор до появления выпуклого плазмолиза более чем у половины клеток в поле зрения микроскопа. Время плазмолиза находится в прямой зависимости от вязкости цитоплазмы. Чем ниже вязкость, тем легче цитоплазма отстает от клеточной оболочки и промежуточный, вогнутый плазмолиз быстрее переходит в выпуклый, т.е. время плазмолиза меньше.

а б

1 2 3 4 5

 

 

Рис. 1. Формы плазмолиза: 1 — уголковый; 2 — вогнутый; 3 — выпуклый; 4 — судорожный; 5 — колпачковый (а – цитоплазма; б — вакуоль)

 

Если переход от вогнутого к выпуклому плазмолизу не происходит в течение длительного времени наблюдения (20 мин.), то отмечают, что время плазмолиза данного объекта > 20 мин. В качестве плазмолитика используется либо 0,8 М раствор NаСl либо 1М раствор сахарозы.

Ход работы

Кусочек ткани исследуемого объекта поместить на предметное стекло в каплю воды и рассмотреть исходное состояние клеток. Убрать полоской фильтровальной бумаги воду и капнуть 0,8 М раствор NaCl (кроме задачи 5). Отметить время погружения объекта в раствор. Каждые 5 мин. отмечать степень плазмолиза, делая при этом соответствующие зарисовки типичной клетки по образцу табл.1. В конце графы записать время плазмолиза.

 

Таблица 1

 

Время наблюдения, мин	Вид растения
Камнеломка	бегония	синий лук

 

Задача. Изучить зависимость вязкости цитоплазмы:

1) от вида растения (в клетках нижнего эпидермиса листа камнеломки, традесканции, бегонии либо в клетках выпуклой стороны чешуи синего лука);

2) от возраста листа (в нижнем окрашенном эпидермисе молодых, зрелых, старых листьев камнеломки);

3) от места обитания растений (у мезофитов ^__ традесканции, камнеломки и у гигрофитов ^__ элодеи или мха);

4) от температуры. Часть луковицы синего лука поместить в холодильник при 2⁰С за 2-3 ч до начала работы, предварительно завернув в увлажненную фильтровальную бумагу; другую часть луковицы поместить в термостат или водяную баню при 30⁰С, третью оставить при комнатной температуре. Сравнить вязкость цитоплазмы в клетках эпидермиса выпуклой стороны луковичной чешуи при данных температурах. В качестве объекта можно взять также нижний окрашенный эпидермис зрелого листа камнеломки;

5) от влияния ионов К⁺ и Са²⁺. Кусочки нижнего эпидермиса листа камнеломки или выпуклой стороны чешуи синего лука поместить на предметное стекло: 1)1М раствор сахарозы; 2) 0,7М Са(NО₃)₂; 3) 1М КNО₃. Каждые 5 мин. отмечать степень плазмолиза в соответствующих растворах, делая зарисовки. Раствор сахарозы, не содержащий ионов, используется в качестве контрольного.

Средние показатели работы записать по образцу табл. 2.

Таблица 2

№ п/п	Вариант опыта	Время плазмолиза, мин
1.	Вид растения	Камнеломка
Традесканция
бегония
2.	Экотип	Гигрофит
Мезофит
Ксерофит
3.	Температура, ^0С
4.	Действующие ионы	Сахароза (контроль)
К^+
Са^2+
5.	Возраст листа	Молодой
Зрелый
Старый

 

Сделать выводы о влиянии внешних и внутренних факторов на вязкость цитоплазмы.