Практикум з Ботаніки. Навчальний посібник для підготовки фахівців в аграрних вищих навчальних закладів ііivрівнів акредитації з напрямку Агрономія
 Скачать 12.95 Mb.
|
|
Тема 4. БУДОВА РОСЛИННОЇ КЛІТИНИ. ПЛАСТИДИ Загальні зауваження. Пластиди — це білково-ліпідо-нуклеїнові тільця, які містять пігменти і виконують певні функції. За їх структурою та наявністю пігментів пластиди поділяються на три типи: хлоропласти (зелені), хромопласти (золотисто- червоні) і лейкопласти (безколірні). Виникають пластиди з пропластид— субмікроскопічних безбарвних і безструктурних тілець. Вважають, що з одних розвиваються мітохондрії, а з інших — пластиди. У процесі еволюції вони розвивалися від лейко- до хромопластів. Найскладнішу будову мають хлоропласти. Вони мають двомембранну оболонку з численними порами, і строму, в якій диференціюються окремі структурні елементи: грани, гранальні ламели, ламели міжгранальні (рис. 6б). Між структурними елементами розміщені хлорофіл, рибосоми тощо. Під світловим мікроскопом пластиди видно як цілісні тільця різної форми та величини, але без видимих внутрішніх структур. Об’єкти. 1. Листок мніума середнього—Мnium medium B. S. G. 2. Листок традесканції віргінської — Тгаdescantia virginіса L. 3. Плід горобини звичайної — Sorbus aucuparia L. Завдання. 1. Самостійно приготуйте препарат листка мніума і вивчіть будову хлоропласта. 2. Самостійно приготуйте препарат клітин м’якуша плоду горобини і вивчіть будову хромопластів. 3. Самостійно приготуйте препарат епідермісу листка традесканції та вивчіть будову продиху і лейкопластів. 4. В альбом зарисуйте великим планом по кілька клітин, що містять хлоропласти, хромопласти і лейкопласти. Зробіть необхідні позначення до рисунків. Обладнання і матеріали: мікроскоп МБР-1 або Біолам, скальпелі, бритви, леза, препарувальні голки, плоди, живі листки, реактиви, інше приладдя. Література: [І], с. 34—38; [2], с. 7—11; [4], ч. 2, с. 25—38; [7] [8], с. 63— 71; [9], с. 23—24; [10]. с. 46—51; [11], с.23-28; [12], с.33-40; [13 ], с.15-16; [14], с.33-39; [15], с.34-40; 27 Методика виготовлення препарату листка мніума середнього Візьміть предметне скло і покривне скельце і ретельно протріть їх дочиста. На пенал покладіть предметне скло і на нього нанесіть краплину води. З гілочки моху мніума пінцетом зірвіть один серединний листочок і помістіть його у краплину води на предметному склі. Листочок зверху злегка змочіть і накрийте покривним скельцем. Виготовлений препарат покладіть на предметний столик і закріпіть затискачами. Мікроскопічне дослідження препарату. Препарат спочатку розгляньте при малому збільшенні мікроскопа. У полі зору ви бачите, що листочок мніума складається з великої кількості дрібних багатокутних клітин зеленого кольору. Вибравши найчіткіше виявлену ділянку, переведіть мікроскоп із малого на велике збільшення. Як і в попередній роботі, за допомогою мікроскопа підберіть найкращу різкість зображення. Ретельно вивчіть будову клітин. На препараті добре помітна їх будова клітин завдяки чітко відособленій клітинній оболонці. Під нею залягає тонкий шар зернистої цитоплазми. У деяких клітинах помітне кулясте ядро з ядерцем, зануреним у цитоплазму. Особливістю досліджуваного об’єкта є численні хлоропласти — зелені еліпсоїдальні тільця. Більшу частину клітини займає вакуоля, що виділяється як безструктурна частина цитоплазми. В альбомі великим планом зарисуйте 2-3 клітини і позначте їх складові частини. Методика виготовлення препарату із плоду горобини звичайної. Із пенала візьміть предметне скло, а з бактеріологічної чашки - покривне скельце і ретельно протріть їх дочиста і досуха. 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. 28 Мікроскопічне дослідження препарату. Спочатку розгляньте препарат при малому збільшенні мікроскопа. Ви бачите велику кількість роз’єднаних клітин неправильної форми. Виберіть 2-3 клітини з найбільш виявленою структурою. У такої клітини привертає увагу оранжеве 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. 7). В альбомі великим планом зарисуйте 2-3 клітини і позначте відмічені складові частини. Методика виготовлення препарату листка традесканції віргінської. Предметне скло протріть дочиста і досуха. 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 Рис.7. 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 29 закріпіть затискачами. Мікроскопічне дослідження препарату. Спочатку препарат розгляньте і вивчіть при малому збільшенні 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 при великому збільшенні мікроскопа. Зверніть увагу на те, що епідерміс утворюють живі багатокутні, щільно зімк- нені клітини. В їх будові рельєфно виділяються такі елементи: 1) клітинна оболонка, що оточує протопласт клітини; 2) цитоплазма, розміщена вздовж клітинної оболон- ки у вигляді суцільного шару або цитоплазма- тичних тяжів, розділяю- чи окремі вакуолі; 3) ядро з одним або двома ядерцями; 4) лейкопласти (рис.8) - сріблясті кулясті тільця, які найчастіше розміщуються навколо ядра у вигляді сріблястого віночка. Крім безбарвних клітин, епідерміс містить багато зеленуватих клітин – це замикаючі клітини продихів, з якими ми ознайомимося в розділі „Гістологія‖. В альбомі великим планом зарисуйте 2-3 клітини з лейкопластами. Висновки. 1.Пластиди є обов’язковим компонентом рослинної клітини, чим вона відрізняється від тваринної. 2. У процесі еволюції формуються пластиди та їх внутрішня структура відповідно до умов їх існування в повітряному середовищі. 3. З участю пластид відбувається процес фотосинтезу: утворення та нагромадження органічної речовини, збагачення атмосфери киснем, що є умовою розвитку високоорганізованих тварин і людини. Тести для самоконтролю 1. Які ви знаєте типи пластид у квіткових рослин? Які вони у нижчих рослин? 2. Яку будову мають хлоропласти під електронним мікроскопом? 3. Яке походження пластид? 4. Яка їх будова у різних представників різних систематичних груп рослин? 5. Назвіть основні види сполук, що входять до складу пластид. 6. З участю яких пластид виникають первинні і вторинні крохмальні зерна. 7. Які ви знаєте способи розмноження пластид? 8. Що спільного і відмінного між хлоропластами і хромопластами? 9. Чому хромопласти нерідко розглядають як деградуючі хлоропласти? 10. Як формуються грани у різних систематичних Рис 8. Лейкопласти у клітинах листка традесканції: 1 - клітинна оболонка; 2 - цитоплазма; 3 - ядро; 4 - лейкопласти; 5 - вакуоля 30 груп рослин і яка їх будова? 11. Дайте визначення пластид і назвіть їх основні функції. 12. Які пігменти властиві хлоропластам? 13. Назвіть пігментний склад хромопластів. 14. Який тип крохмалю відкладається у хлоропластах? 15. Як називаються пластиди, в яких запасається крохмаль? 16. Який крохмаль відкладається у лейкопластах? 17. У яких органах рослини зосереджені хлоропласти? 18. Які органи рослин містять хромопласти? 19. Чи входить каротин і ксантофіл до складу хлоропластів? 20. Що таке ламели і грани? 31 Тема 5. БУДОВА РОСЛИННОЇ КЛІТИНИ. ЗАПАСНІ ПОЖИВНІ РЕЧОВИНИ Загальні зауваження. У процесі життєдіяльності в клітині та її органелах 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. З їх участю синтезуються вуглеводи, які називають амілопластами. Лейкопласти, що відкладають про запас білки, називають протеопластами; ті, що нагромаджують жири — олеопластами, а ті, які є місцем нагромадження водних або сольових розчинів — гідропластами. 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, рихлі, темні і більше насичені гігроскопічною вологою. Навпаки, шари, сформовані вночі – вузькі, світлі, щільні. Закладаються вони в міру надходження глюкози і концентруються навколо утворювального центру. Розрізняють три типи крохмальних зерен: прості, складні та напівскладні. У перших двох є власна шаруватість, а у напівскладних — власна і спільна шаруватість для кількох простих. 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 крохмалоносній частині ендосперму і містить до 90% білка; 3) у вигляді кристалоїдів – у бульбах картоплі. Об’єкти. І. Зернівка пшениці м’якої - Тгiticum 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. Вивчітьтипи 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. 32 Література: [1], с. 54—57; [2], с. 12—14; [4], ч. 2, с. 51—60; [6], с. 43—46; [7], с.44-53; [8], ч.1, с. 91—99; [9], ч. 2, с; 28—35; [10], с. 51—58; [11], с.45- 50; [12], с. 44-55; [13], с. 20-21; [14], с.55-64; [15], с.53-57. Мікроскопічне дослідження препарату зернівки пшениці м’якої При малому збільшенні мікроскопа вивчіть будову зернівки пшениці і схематично зарисуйте в альбомі розподіл окремих структур. Потім детальніше вивчіть ці структури при великому збільшенні мікроскопа. Першою з цих структур є оплодень. Нижче залягає щільний тонкий шар насінної шкірки, яка по всьому периметру зростається з оплоднем, що є однією з характерних ознак будови плоду зернівки з родини злакових. Другою характерною структурою зернівки пшениці є алейроновий шар, утворений клітинами майже прямокутної форми. У кожній з них міститься велика кількість алейронових зерен, вони кулястої форми, оранжевого кольору, через що їх легко розпізнати. Крім 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 голубуватий колір і легко розпізнається. Клітини цієї частини ендосперму заповнені крупними і дрібними крохмальними зернами з концентричною шаруватістю, а між ними – прошарки клейковини (рис. 9). Рис.9. Частина поперечного зрізу зернівки жита: 1 — спородерма; 2 — проміжний шар; 3 — хлорофілоносний шар; 4 — інтегумент (насінна шкірка); 5— залишки нуцелюса; 6 — алейроновий шар; 7 — алейронові зерна; 8—ендосперм; 9— крохмальні зерна 33 Розглянутий препарат порівняйте з таблицею і уточніть особливості зображення окремих елементів, відобразившибудову в альбомі. Методика виготовлення препарату крохмальних зерен картоплі. Візьміть предметне скло і покривне скельце, протріть дочиста і досуха. 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 при малому збільшенні мікроскопа. При цьому в полі зору видно різної величини сріблясті тільця — крохмальні зерна. Щоб вивчити будову і типи крохмальних зерен, необхідно їх розглянути при великому збільшенні мікроскопа. У полі зору виберіть найбільші за розмірами крохмальні зерна. В них знайдіть зміщений у базальній частині згусток речовини — утворювальний центр. Навколо нього видно ексцентричні шари, добре Рис. 10. Типи крохмальних зерен: а — крохмальні зерна картоплі; І — просте крохмальне зерно; II — напівскладне крохмальне зерно; III — 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—крохмалі зерна гречки; 6—просте; 7—складне 34 помітні при користуванні 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. Крім цих типів, трапляються також напівскладні крохмальні зерна. Вони утворені кількома зрослими між собою простими крохмальними зернами, що оточуються спільною шаруватістю (рис. 10). Розглянутий необроблений препарат замініть на заново приготовлений, оброблений розчином йоду в йодистому калії. На ньому ви побачите, що під дією йоду крохмальні зерна забарвлюються в синій колір, який є специфічним на виявлення крохмалю. Методика виготовлення препаратів крохмальних зерен гречки і вівса. Протріть предметне скло і покривне скельце Предметне скло покладіть упоперек на пенал і 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 краплинуводитак само нашкребіть борошнистої маси з плоду гречки їстівної. Накрийте приготовлену масу покривним скельцем і закріпіть препарат на предметному столику мікроскопа затискачами. Мікроскопічне дослідження препаратів. При малому збільшенні 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 дочиста протерте предметне скло, розміщене впоперек на пеналі, нанесіть краплину води або слабкого розчину йоду в йодистому калії. Щоб виготовити препарат, візьміть у ліву руку із бактеріологічної чашки насінину рицини, попередньо знежирену в суміші спирту та ефіру. У праву руку візьміть бритву або 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 35 жовтий колір, а при додаванні до розчину цукру — припиняється набухання крохмальних зерен. Препарат накрийте покривним скельцем і закріпіть його затискачаминапредметному столику. Мікроскопічне дослідження препарату. Вивчають препарат тільки при великому збільшенні мікроскопа. При цьому добре помітна клітинна будова. Між клітинами видно міжклітинники. Клітини багатокутні. У них добре видно щільну блискучу клітинну обо- лонку, дрібнозернисту цитоплазму з дрібними вакуольками, складні алейронові зерна. В алейроновому зерні видно його оболонку, строму з аморфної білкової маси, 1-2 багатокутні кристалої- ди і кілька кулястих глобоїдів (рис.11). 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. Розрізняють первинний, транзиторний і вторинний, або запасний крохмаль. 3. Білки відкладаються про запас у вигляді алейронових зерен, клейковини і кристалів. Тести для самоконтролю 1. Які сполуки відкладаються про запас у рослинній клітині? 2. Назвіть первинні і вторинні запасні поживні речовини. 3.Якізапасні 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. З участю яких органел формуються крохмальні зерна? 9. Назвіть жироолійні рослини, що вирощуються в Україні. 10. Назвіть типи алейронових зерен та їх складові частини. Рис.11. Клітини ендосперму насінини рицини: 1 – клітинна оболонка; 2 – цитоплазма; 3 – алейро- нове зерно; 4 – оболонка алейронового зерна; 5 –кристалоїд; 6 – глобоїд; 7 – аморфна білкова маса |