Лабораторная работа № 3 Клеточная стенка

(Строение и видоизменение клеточной стенки. Реакции на выявление клетчатки, лигнина, суберина. Поры. Перфорации)

 

Основные понятия. Клеточная стенка образуется в результате жизнедеятельности протопласта и состоит из целлюлозы (клетчатки) и других веществ. В зависимости от выполняемых ими функций клеточные стенки видоизменяются. Различают следующие видоизменения:

* одревеснение - отложение лигнина (С₅₇H₆₀O₁₀); при этом возрастают твёрдость и прочность стенки (большинство клеток древесины, косточки плодов сливы, вишни, персика, скорлупа ореха грецкого и др.). Одревеснение не препятствует проникновению в клетку воды и воздуха. Протопласт клетки может оставаться живым, хотя обычно отмирает;

* опробковение или суберинизация - отложение в клеточную стенку очень стойкого жироподобного аморфного вещества суберина. При полном опробковении протопласт клетки отмирает (например, клетки пробки, выполняющие защитную функцию на поверхности многолетних ветвей деревьев и кустарников);

* кутинизация - заключается в наслаивании на стенку клетки жироподобного вещества кутина; он выделяется на наружной поверхности стенок клеток эпидермы, которой покрыты листья, однолетние стебли, плоды томата, смородины, яблони и т.д.; кутин предохраняет органы растений от потери воды;

* минерализация - связана с накоплением в клеточной стенке минеральных веществ, особенно оксидов кремния и кальция. В результате органы растений приобретают прочность и меньше повреждаются насекомыми и травоядным животными;

* ослизнение - выражается в сильном набухании под воздействием воды высокомолекулярных углеводов с образованием слизей и камедей; этот процесс чаще идёт на поверхности семенной кожуры.

Работа 12 Строение клеточной стенки

 

Порядок работы:

 На временном или постоянном препарате среза эпидермы листа аспидистры высокой (Aspidístra elátior Blume), ириса германского (Í ris germ á nica L.) или эпидермы мясистой чешуи лука репчатого (Á llium c é pa L.) при большом увеличении рассматривают простые поры на боковых стенках клетки. Изучают строение поры в разрезе (вид сбоку) и отмечают: замыкающую плёнку поры, состоящую из двух первичных клеточных стенок и межклеточного вещества между ними, вторичную клеточную стенку и поровый канал.

 Работая микрометрическим винтом, наблюдают поры в плане (вид сверху) на верхних и нижних стенках клетки. В этом случае поры видны как светлые кружочки, диаметр которых равен диаметру порового канала.

 Схематично зарисовывают две клетки, делают обозначения (рис. 10).

Рис. 10. Клеточные стенки.

Работа 13 Реакции на вещества клеточной стенки

 

Порядок работы:

На кусок ваты (целлюлозные волоски семян хлопчатника) наносят реактив Cl-Zn-J₂ и наблюдают грязно-фиолетовое окрашивание.

На лучинку действуют сначала реактивом флороглюцином, затем концентрированной соляной кислотой. Отмечают цветную реакцию на одревеснение - малиновое окрашивание.

На лучинку древесины действуют сернокислым анилином - отмечают жёлтое окрашивание.

Определяют состав газетной и фильтровальной бумаги реактивами на целлюлозу и лигнин.

На натуральную пробку действуют каплей красителя судан-III; отмечают оранжевое окрашивание.

Осторожно проводят пальцами вдоль листьев и стеблей живых или гербарных образцов растений осоки, злака, хвоща. Отмечают, что минерализация клеточных стенок придаёт растениям жёсткость.

 

 

Тема Деление клеток

Основные понятия. Амитоз, митоз и мейоз - способы деления клеток.

Амитоз - прямое деление интерфазного ядра путём перетяжки без образования хромосом. Амитоз встречается в больных или специализированных, обреченных на гибель клетках.

Митоз - универсальная форма деления ядра. Он характерен для соматических (вегетативных) клеток и гамет растений, обеспечивает увеличение их числа; осуществляется в митотическом цикле.

Мейоз - происходит при образовании спор; состоит из двух последовательных делений; обоим делениям предшествует одна интерфаза. В процессе мейоза происходит переход от диплоидного набора хромосом к гаплоидному.

В интерфазном ядре хромосомы деспирализованы, поэтому под световым микроскопом не видны. Во время деления они спирализуются, укорачиваются и утолщаются, поэтому их можно подсчитать, определить форму и измерить величину.

 

Работа 14 Митоз в клетках кончика корня лука репчатого - Állium cépa L.

 

Порядок работы:

Постоянный препарат продольного среза кончика корня лука репчатого рассматривают сначала при малом увеличении. Снаружи кончик корня покрыт корневым чехликом, состоящим из вытянутых клеток с небольшими ядрами. Чехликом прикрыта большая группа меристематических клеток, в которой происходят интенсивные митотические деления. Клетки меристемы почти одинаковы по форме, плотно примыкают друг к другу и имеют крупные ядра.

Среди меристематических находятся клетки с интерфазными ядрами. В таких клетках в ядре хорошо заметны ядрышки и ядерная оболочка. Клеток в состоянии интерфазы большинство, т.к. она длится во много раз дольше, чем фазы митоза.

При большом увеличении рассматривают делящиеся клетки. В непрерывном процессе митотического деления выделяют четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. В профазе в ядре отмечают клубок нитей - хромосом, исчезновение ядрышек. В метафазе обращают внимание на отсутствие ядерной оболочки, четкие границы ахроматинового веретена и тёмные, толстые двухроматидные хромосомы, расположенные в экваториальной плоскости клетки. В анафазе происходит деление центромер, и к полюсам отходят однохроматидные хромосомы. Они расходятся благодаря сокращению тянущих нитей и удлинению опорных нитей ахроматинового веретена. На каждом из полюсов становиться столько хромосом, сколько их было в исходной клетке. В телофазе у полюсов клеток видны тёмные сгустки начавших деспирализоваться хромосом. Формируются новые ядра, в которых становятся заметными ядрышки. Вновь появляется ядерная оболочка. В экваториальной плоскости от центра клетки идёт процесс образования клеточной стенки. Таким образом, осуществляется цитокинез.

Зарисовать схематически фазы митоза и цитокинез, расположив их последовательно (рис. 11).

Рис. 11. Фазы митоза и цитокинез в кончике корня лука репчатого - Á llium c é pa L. (схема)

Вопросы для самоконтроля и подготовки к коллоквиуму по темам модульной единицы 1 "Растительная клетка"

1. Каков химический состав и физические свойства цитоплазмы?

2. Чем обусловлены осмотические явления в клетке? Что такое тургор? Что такое плазмолиз?

3. Что такое компартментация, в чем ее биологический смысл?

4. Какую роль играет аппарат Гольджи в растительной клетке?

5. Каково строение и функции рибосом, где и как они образуются?

6. Какие органеллы цитоплазмы имеют собственные ДНК и рибосомы?

7. Какова роль пластид в жизни клетки?

8. Каков общий план строения пластид?

9. Как связана структура крахмального зерна (простого, сложного) с субмикроскопическим строением лейкопластов?

10. Какие изменения происходят в структуре пластид при превращении лейкопластов в хлоропласты и хлоропластов в хромопласты?

11. Чем обусловлена форма хромопластов?

12. Каково строение ядра?

13. Каков химизм хроматиновых структур ядра? Каково строение молекул ДНК?

14. Какие процессы происходят в ядре в разные периоды интерфазы?

15. Каково строение хромосом? Остается ли оно неизменным?

16. Как возникают ядрышки и какие они выполняют функции? Является ли ядрышко самостоятельной органеллой ядра?

17. Каковы функции ядра?

18. Что такое гаплоидный и диплоидный набор хромосом? Как называются клетки, ядра которых содержат тройной и более набор хромосом?

19. Каковы химический состав и молекулярная структура клеточной стенки?

20. Каков онтогенез клеточной стенки? Что такое фрагмопласт?

21. Какова роль аппарата Гольджи и плазмалеммы в образовании и росте клеточной стенки?

22. Какой из способов роста клеточной стенки обеспечивает утолщение, а какой — поверхностный ее рост?

23. Какую роль играют клеточные стенки в жизни растения?

24. Как устроены поры и как они образуются?

25. Что такое замыкающая пленка поры и из каких элементов она слагается?

26. Что такое перфорации? Где они встречаются?

27. Какое влияние на протопласт оказывают разные видоизменения клеточной стенки?

28. Как называется и чем обусловливается процесс разъединения тканей на отдельные клетки? Где это явление встречается в естественных условиях и как используется человеком?

29. Что такое вакуоли? Как они образуются и каково их строение?

30. Что такое клеточный сок?

31. Как называются продукты вторичного обмена? Какие вещества к ним относятся?

32. Какова роль эргастических веществ в жизни растений?

33. Перечислите пигменты клеточного сока. Назовите пластидные пигменты

34. Какие вещества клеточного сока выпадают в виде кристаллов? Какие формы кристаллов вы знаете?

35. Что такое запасные питательные вещества и какова их роль в жизни растений?

36. Какие вещества откладываются в клетках в качестве запасных?

37. В каких органах растений локализуются запасные питательные вещества, в каких клеточных структурах?

38. Что такое алейроновое зерно?

39. Каковы методы обнаружения в растении белков, жиров и углеводов?

40. Как использует человек запасные питательные вещества растений?

41. Какова физиологическая роль следующих веществ клеточного сока сахаров, дубильных веществ, алкалоидов?

42. Какие типы деления клеток вы знаете?

43. Чем отличается амитоз от остальных делений?

44. В чем биологический смысл митоза? Мейоза?

45. Что такое митотический цикл клетки?

46. Как работает ядро в интерфазе? Из каких периодов состоит интерфаза?

47. Назовите и охарактеризуйте фазы митоза? Какова сравнительная продолжительность фаз?