Лабораторная работа. Транспорт воды и поддержание клеточного объёма
1. Растительная клетка
Растительная клетка отличается от животной главным образом строением клеточной оболочки, наличием хлоропласт, обеспечивающих фотосинтез и вакуолей, заполненных клеточным соком (рис. 2-13).
•Клеточная оболочка состоит из двух слоёв. Внутренний слой прилегает к цитоплазме и называется цитоплазматической или плазматической мембраной, над которой формируется наружный толстый слой из целлюлозы, который называется клеточной стенкой. Клеточная оболочка легко проницаема для жидкостей и газов, и пронизана тончайшими канальцами (плазмодесмами), соединяющими соседние клетки.
o Плазмодесмы — поры, через которые осуществляется обмен веществами между соседними клетками и организация клеток в единое целое. Аналог щелевых межклеточных контактов между животными клетками.
•Пластиды (хлоропласты) — двухмембранные образования, имеющие собственную ДНК; предположительно возникли из цианобактерий в результате слияния с растительной клеткой. Обеспечивают фотосинтез АТФ и органических соединений при участии энергии солнца.
•Вакуоль — одномембранная мешкообразная структура, заполненная клеточным соком, принимает участие в поддержании осмотического гомеостаза и формы клетки. Вакуоли развиваются из цистерн эндоплазматической сети. Мембрана, в которую заключена вакуоль, называется тонопласт. В молодой растительной клетке клеточный сок накапливается в мелких вакуолях, во взрослой клетке вакуоли сливаются, ядро и другие органеллы перемещаются на периферию, а вакуоль занимает почти весь объём клетки. В состав клеточного сока входит вода, в которой растворены органические кислоты (щавелевая, яблочная, лимонная и др.), сахара (глюкоза, сахароза, фруктоза), минеральные соли (азотнокислый кальций, сернокислый магний, кислый фосфорнокислый калий, соли железа). Одна из важных функций вакуолей — накопление ионов и поддержание тургора (тургорного давления).
26
Рис. 2-13. Строение растительной клетки. 1 — комплекс Гольджи; 2 — свободно расположенные рибосомы; 3 — хлоропласты; 4 — межклеточные пространства; 5 — полирибосомы (несколько связанных между собой рибосом); 6 — митохондрии; 7 — лизосомы; 8 — гранулярная эндоплазматическая сеть; 9 — гладкая эндоплазматическая сеть; 10 — микротрубочки; 11 — плазмодесмы; 12 — клеточная мембрана; 13 — ядрышко; 14 — ядерная оболочка; 15 — поры в ядерной оболочке; 16 — целлюлозная оболочка; 17 — гиалоплазма; 18 — тонопласт; 19 — вакуоль; 20 — ядро.
27
2. Осмотические свойства растительной клетки
1.Фрагменты листьев водного растения валлиснерии расположить на предметном стекле и нанести несколько капель дистиллированной воды, так чтобы листья валлиснерии оставались в водной среде. Объект накрыть покровным стеклом и изучить под микроскопом тургорное состояние клеток. При большом увеличении микроскопа видны прямоугольные клетки, имеющие бесцветную двуконтурную оболочку и прилегающую к ней протоплазму с зелёными хлоропластами (рис. 2-14).
2.Воду, в которой находятся клетки растения, заменить гипертоническим раствором (8% хлористый натрий). Для этого с помощью фильтровальной бумаги впитать воду из-под покровного стекла. Затем под покровное стекло с помощью пипетки накапать гипертонического раствора. В гипертоническом растворе клетки теряют воду и переходят из тургорного состояния в состояние плазмолиза. На препарате видны клетки, у которых в результате потери воды из вакуолей протоплазма с хлоропластами отделяется от клеточной оболочки. Содержимое клетки сжимается.
3.Далее следует вновь заменить вышеуказанным способом гипертонический раствор на дистиллированную воду. При замене раствора клетки насыщаются водой и возвращаются к прежнему тургорному состоянию, которое после плазмолиза называется деплазмолизом.
Рис. 2-14. Движение воды через клеточную оболочку растительной клетки. А — тургор; Б —
плазмолиз; В — деплазмолиз.
28