Работа 5. Запасные питательные вещества растительной клетки

Объекты изучения: клубень картофеля (Solanumtuberosum). Смесь крахмальных зерен картофеля, пшеницы (Triticumaestivum), овса (Avenasa- tiva), фасоли (Phaseolusvulgaris). Микропрепараты зерновки пшеницы и се- мени подсолнечника (Helianthusannuus), клещевины (Ricinuscommunis).

Реактивы: раствор йода в йодистом калии, краситель ―Судан III‖

Порядок работы. Поместить на предметное стекло небольшое количе- ство смеси крахмальных зерен картофеля, пшеницы, овса, фасоли, окрасить слабым раствором йода в йодистом калии и накрыть покровным стеклом.

Рассмотреть под микроскопом, сравнить с рисунками учебника фор- му и размеры крахмальных зерен разных растений. Зарисовать по 2-3 крах- мальных зерна каждого растения, указав тип (простое, полусложное, слож- ное), слоистость (концентрическая, эксцентрическая).

Затем на препарате зерновки пшеницы найти алейроновый слой. За- рисовать небольшой участок зерновки, показав в клетках алейронового слоя алейроновые зерна, содержащие запасной белок, и глубже лежащие клетки с крахмалом.

Рассмотреть препарат семени подсолнечника. Зарисовать крупные паренхимные клетки с капельками жира, окрашенными в оранжевый цвет красителем ―Судан III‖.

Под рисунками отметить действие реактивов на крахмал, белок, жир.

Работа 6. Клеточная стенка

Объекты изучения: лубяные волокна льна (Linumusitatissimum). Мя- коть плода груши (Pyruscommunis).

Реактивы: хлористый цинк и раствор йода в йодистом калии, флоро- глюцин, соляная кислота.

Порядок работы. Приготовить препарат из лубяных волокон льна. Для этого тонкий пучок волокон положить на предметное стекло и препа- ровальной иглой разделить на элементарные волокна. Окрасить препарат хлор-цинк-йодом, накрыть покровным стеклом и изучить под микроскопом при большом увеличении. Зарисовать часть волокна. Обозначить первич- ную и вторичную оболочки, поры, полость клетки.

Затем приготовить препарат из каменистых клеток мякоти плода груши. Выделить каменистые клетки из мякоти и перенести их на сухое предметное стекло. Комплексы клеток раздробить плоской стороной ножа или скальпеля, окрасить флороглюцином и соляной кислотой (реактивом на одревеснение) и изучить под микроскопом при большом увеличении. Зари- совать 2-3 клетки. Обозначить первичную и вторичную оболочки, поры, полость клетки.

Под рисунками отметить действие реактивов на целлюлозу и лигнин.

Работа 7.Включения растительной клетки

Объекты: шелуха лука репчатого (Alliumcepa), лист традесканции (Tradescantiasp.), постоянный микропрепарат ―стебель кирказона‖.

Порядок работы. Поместить в каплю воды на предметное стекло ку- сочек шелухи лука репчатого. Рассмотреть, зарисовать одиночные и кре- стообразные кристаллы. Затем выдавить на предметное стекло каплю сока из листа традесканции. Рассмотреть рафиды и зарисовать. Далее на посто- янном микропрепарате ―стебель кирказона, поперечный срез‖ рассмотреть друзы и зарисовать.

Вопросы по теме «Растительная клетка»

1.Клетка как основная структурная и функциональная единица живой материи. История изучения клетки. Форма и величина растительных клеток. Связь формы клеток с выполняемой функцией. Основные особенности растительных клеток, их отличия от животных. Протопласт и его производные.

2.Цитоплазма. Ее физические свойства и химический состав. Структурная система цито- плазмы. Понятие об элементарной мембране. Основные органоиды, их строение и функции: эндо- плазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, аппарат Гольджи. Пластиды как органоиды специ- фические для зеленых растений. Субмикроскопическое строение хлоропластов, лейкопластов, хромопластов; пигменты пластид, значение ламеллярных структур.

3.Ядро. Физико-химические особенности. Структурная система ядра: ядерная оболочка, ядерный сок, хромосомно-ядрышковый комплекс. Строение метафазной хромосомы. Ядрышко, его образование, строение и функции. Форма, число и размеры ядер. Функция ядра. Роль ядра в

синтезе белков и в процессе передачи наследственности. Деление ядра и клетки (кариокинез и ци- токинез). Митотический цикл. Митоз и мейоз, их биологическое значение. Амитоз.

4.Производные протопласта. Физиологически активные вещества клеток. Вакуоль, их зна- чение и образование, роль в жизнедеятельности клетки. Химический состав клеточного сока, его пигменты. Кристаллы, цистолиты. Запасные продукты: белки, жиры, углеводы. Типы крахмаль- ных зерен в связи со структурой лейкопластов. Алейроновые зерна простые и сложные. Конечные продукты обмена веществ. Клеточная оболочка. Понятие об осмотическом давлении и тургоре.

II.РАСТИТЕЛЬНЫЕ ТКАНИ

Тело высших растений состоит из разнообразных клеток. Это разно- образие определяется специализацией органов растения и его частей в за- висимости от выполняемых ими функций. Возникают объединения клеток, определяющих эту специализацию – ткани. Ткани - это повторяющиеся комплексы клеток, сходные по происхождению, строению и приспособлен- ные к выполнению одной или нескольких функций.

По современной классификации выделяют 6 типов тканей: образова- тельные, покровные, основные, механические, проводящие и выделительные.

Образовательные ткани

Для растений характерен длительный (неограниченный) рост с обра- зованием новых органов и тканей на протяжении всей жизни. Рост обеспе- чивают образовательные ткани – меристемы. Меристемы состоят из не- дифференцированных (т.е. неспециализированных и по внешнему виду одинаковых) клеток, способных многократно делиться. Возникающие из меристем клетки (производные меристемы) дифференцируются и дают начало всем органам и тканям.

Различают меристемы первичные (составляют тело зародыша, обра- зуют все тело растения) и вторичные (возникают в сформированном расте- нии из первичных меристем или других живых тканей). За их счет форми- руются вторичные постоянные ткани и увеличивается масса растения.

Меристемы состоят из живых тонкостенных клеток паренхимной формы, 3/4 всего объема клетки занимает ядро. Остальные органоиды раз- виты слабо.

Меристемы могут сохранятся очень долго (у некоторых деревьев ты- сячи лет), т.к. содержат некоторое число инициальных клеток, способных делиться неограниченное число раз.

В растении выделяют следующие типы меристем:

* Верхушечные (апикальные). Это меристемы первичные, эмбрио- нального происхождения, закладываются в зародыше. Верхушечные мери- стемы расположены на концах стеблей и корней, они наращивают в длину корень и побег (рис. 5).

* Боковые (латеральные) меристемы образуют в осевых органах слои (первичные меристемы - прокамбий и перицикл, вторичные меристемы – камбий и пробковый камбий), на поперечных cрезах имеющие вид колец или дуг.

* Вставочные (интеркалярные) меристемы - это активно растущие участки у оснований стеблевых междоузлий. Они имеют временный харак- тер и постепенно превращаются в постоянные ткани.

* Раневые (травматические) возникают при залечивании поврежден- ных тканей и органов. Они развиваются из живых паренхимных клеток, ко- торые в месте повреждения приобретают меристематические свойства.

Рис. 5. Верхушечная меристема побега элодеи: А- продольный срез (1 – конус нарастания; 2 – зачаток листа; 3 – бугорок пазушной почки);

Б – конус нарастания (внешний вид и продольный срез); В – клетки первичной меристемы; Г – паренхимная клетка сформировавшегося листа

Покровные ткани

Покровные ткани располагаются на поверхности органов и выпол- няют защитную функцию. По происхождению их делят на первичные и вторичные.

* Эпидерма - живая покровная ткань, первичного происхождения, тонкая прозрачная кожица, одноклеточным слоем покрывающая молодые побеги, листья и плоды (рис. 6). Клетки эпидермы расположены сплошным слоем. Боковые стенки клеток часто извилистые (принцип зубчатки) для прочности. Поверхность эпидермы покрыта сплошной кутиновой пленкой – кутикулой. Эпидерма - сложная ткань. Состоит из основных клеток и усть- ичного аппарата.

Фотосинтез, дыхание и газообмен растений происходят с помощью устьичного аппарата. Устьица (100-300 на 1 мм2) состоят из двух замыкаю- щих клеток, разделенных устьичной щелью. Щель ведет в крупную воз- душную полость.

Трихомы - производные эпидермальных клеток в виде волоскови вы- ростов (рис. 7). Бывают одноклеточными и многоклеточными, мертвыми и

живыми. Мертвые трихомы заполнены воздухом и придают растению бе- лый цвет. Форма трихом разнообразна (головчатые, звездчатые, крючкова- тые), иногда трихомы подвергаются минерализации.* Эпиблема (ризодер- ма) - первичная покровная ткань корня в зоне всасывания. Она однослойная и клетки ее имеют выросты - корневые волоски (см. рис.22.).

Рис. 6. Эпидерма: А- лист ириса; Б – лист кукурузы (1 – замыкающие клетки; 2 – побочные клетки; 3 – устьичная щель; 4 – воздухоносная полость)

Рис. 7. Кроющие, железистые волоски на эпидерме у: А – картофеля;

Б- яблони; В – коровяка; Г – лоха; Д – табака; Е – крапивы ( 1 – 3 последовательные стадии развития)

* Перидерма - вторичная покровная ткань. Возникает у многолетних растений на смену первичной покровной ткани - эпидерме. Перидерма со- стоит из комплекса клеток:

1.Пробка (феллема) - омертвевшая многослойная ткань в клетках ко- торой идет суберинизация оболочек.

2.Пробковый камбий(феллоген) - за счет его деления пробка нараста- ет в толщину.

3.Феллодерма - ткань, питающая феллоген.

На перидерме роль устьиц выполняют чечевички - отверстия для га- зообмена внутренних живых тканей. В чечевичках пробковые слои разо- рваны, расположены рыхло и чередуются с паренхимными клетками, газо- обмен осуществляется через межклеточники (рис. 8).

Рис. 8. Перидерма стебля бузины: А-чечевичка; Б – участок перидермы (1 – выполняющая ткань; 2 – остатки эпидермы; 3 – пробка (феллема); 4 – феллоген; 5 – феллодерма)

* Корка (ритидом). На смену гладкой перидерме у древесных пород приходит корка (у яблони на 6-8 году). Имеет сложный гистологический состав: слои пробки чередуются с другими отмершими тканями. Корка вы- полняет защитную функцию на многолетних стволах.