Татьяна Архипова - Руководство к практическим занятиям по цитологии

Тема занятия: «Многообразие растительных клеток на примере клеток эпидермиса Setcreasea purpurea».

Цель занятия:

1. Изучить общий принцип организации растительной клетки с помощью световой микроскопии.

2. Показать морфологическое разнообразие клеток листа в зависимости от выполняемых функций.

Эпидермис пурпурного листа сеткреазии, близкой родственницы традесканции, представляет собой сложную ткань, имеющую в своем составе клетки, выполняющие две главные функции: регуляцию газообмена и защиту от неблагоприятных условий среды. Это – основные эпидермальные клетки и устьичный аппарат, представленный замыкающими клетками устьиц и околоустьичными клетками. Кроме того, листья сеткреазии обильно опушены с обеих сторон длинными многоклеточными трихомами, видимыми невооруженным глазом. Морфология всех типов клеток различна и связана с их функциями.

Основные эпидермальные клетки сеткреазии схожи по морфологии. Они имеют 5–6-угольную форму, могут быть изодиаметрическими или удлиненными. Их боковые стенки прямые. Размеры основных эпидермальных клеток этих растений значительно превышают средние показатели для высших растений (10–100 мкм) и составляют 160–180 мкм, что связано с произрастанием во влажном и теплом климате.

Нижняя сторона листа сеткреазии окрашена в пурпурный цвет. При рассмотрении эпидермиса под микроскопом видно, что окрашены не все основные эпидермальные клетки, а лишь отдельные. Окрашенные клетки собраны в группы по 2–3 или рассеяны по одиночке. Окраска связана с наличием антоцианового пигмента в клеточном соке вакуолей. В клетках хорошо выявляется структурированное ядро диаметром 16 мкм. Хлоропласты немногочисленны, в клетках нижней стороны листа их количество больше. Форма хлоропластов может быть шарообразной или вытянутой, диаметр 5–7 мкм. В основных эпидермальных клетках сеткреазии хлоропласты часто обособлены в цитоплазматических кармашках, несколько штук в группе. В некоторых клетках имеются лейкопласты разнообразных форм: палочковидные, двояковыпуклые, гантелеобразные, их средний размер 6–12 мкм, обычно они собраны вместе по нескольку штук. Достаточно часто в основных эпидермальных клетках выявляются включения разнообразной формы. Это соли оксалата кальция, которые находятся в полости центральной вакуоли и, скорее всего, представляют собой конечный продукт жизнедеятельности, образующийся как приспособление для выведения из обмена веществ излишков кальция.

Устьичный аппарат расположен на нижней стороне листа выше уровня основных эпидермальных клеток в виде приподнятых устьиц. Такие устьица характерны для растений, произрастающих в условиях избыточного увлажнения. Высокоспециализированные замыкающие клетки устьиц содержат многочисленные хлоропласты. Клетки имеют бобовидную форму, которая может изменяться, что влияет на размер устьичной щели, а следовательно, на интенсивность транспирации. Размер замыкающих клеток – 40–50 мкм в длину. Они окружены четырьмя околоустьичными клетками, которые отличаются по форме и строению от основных эпидермальных клеток. Их размер 40–80 мкм, хлоропласты и лейкопласты отсутствуют, антоциановые пигменты не выявляются.

Трихомы сеткреазии являются длинными многоклеточными однорядными. Это мертвые волоски, клетки которых заполнены пузырьками воздуха. Длина волосков 3–4 мм. Трихомы, состоящие из мертвых клеток, образуют покров на поверхности листа, отражая часть солнечных лучей, уменьшая нагрев, снижая транспирацию.

1. Сколько типов растительных клеток в эпидермисе листа сеткреазии?

2. Какие функции выполняют эти клетки?

3. В каких клетках можно увидеть центральную вакуоль, окрашенную антоциановыми пигментами? Отложение солей кальция? Лейкопласты?

4. В каких клетках отсутствуют хлоропласты?

Задание для самостоятельной практической работы: приготовить тонкий поверхностный срез эпидермиса с нижней стороны листа сеткреазии, поместить его в каплю воды на предметное стекло, накрыть покровным стеклом и рассмотреть под микроскопом живые неокрашенные клетки при закрытой диафрагме конденсора. На малом увеличении найти разнообразные типы клеток. Затем перевести препарат на большое увеличение и детально проанализировать структуру клеток. Зарисовать, соблюдая пропорциональные размеры, замыкающие устьичные клетки с хлоропластами и ядром, основные эпидермальные клетки с окрашенной центральной вакуолью, лейкопластами и ядром. Желательно найти и зарисовать основную эпидермальную клетку с включениями оксалатов кальция. На рисунках отметить указанные структуры. На листе с рисунками выписать название структур, характерных только для растительных клеток.