Усі лабораторні роботи. 6-11 класи

Лабораторна робота № 8

Вивчення будови двомембранних органел

Мета: вивчити будову і функції двомембранних органел на прикладі готових і тимчасових препаратів.

Обладнання та матеріали: світловий мікроскоп, предметні й накривні стекла, препарувальні голки, скальпель, коренеплід моркви, листок елодеї, дистильована вода, піпетки, готові постійні препарати: мітохондрії в ниркових канальцях ссавців.

Хід роботи

1. Приготуйте препарат хлоропластів у листку елодеї. Для цього пінцетом акуратно відірвіть молодий листок елодеї. Покладіть його нижнім боком у краплю води на предметне скло, накрийте накривним склом і розгляньте при малому і великому збільшеннях мікроскопа. Порівняйте побачене з малюнком.

2. Приготуйте препарат хромопластів у коренеплоді моркви. Для цього необхідно зробити тонкий повздовжній чи поперечний зріз коренеплоду моркви й розмістити його на предметному склі в краплі води чи гліцерину, прикрити накривним склом. Розгляньте препарат при малому та великому збільшеннях. Порівняйте побачене з малюнком.

3. Розгляньте постійний препарат мітохондрій в ниркових канальцях ссавців. Порівняйте побачене з малюнком.

4. Зробіть висновки.

Виконання роботи

До двомембранних органел належать мітохондрії і пластиди. І ті, й інші мають автономну генетичну систему — кільцеву ДНК, різні типи РНК і рибосоми, що відрізняються від цитоплазматичних. Ці органели утворюються лише внаслідок розмноження (поділу) вже існуючих, а не утворюються заново. Ці їх особливості свідчать на користь симбіогенетичної теорії походження еукаріотичної клітини. Зовнішня мембрана мітохондрій і пластид гладка і за складом подібна до інших мембран клітини (зокрема, мембран ЕПС), а внутрішня — має своєрідну будову, хімічний склад і специфічну проникність. Мітохондрії — двомембранні органели клітин усіх еукаріотів. Основна функція мітохондрій — вивільнення енергії при тканинному диханні і запасання її у вигляді АТФ. Мітохондрії доставляються цитоскелетом у ті ділянки цитоплазми, де виникає потреба в АТФ. Кількість мітохондрій у клітині коливається від 1 до 100 тис.

Рис. 1. Мітохондрії в клітинах ниркового канальця ссавців: 1 — ядро; 2 — мітохондрії

Зовнішня мембрана мітохондрій гладка і в основному побудована з фосфоліпідів. Внутрішня мембрана складається переважно з білків, утворює спрямовані всередину вирости — крісти. Вона непроникна для іонів і вибірково проникна для інших речовин, на ній розташовані грибоподібні АТФ-синтетазні комплекси (складні білкові структури, призначені для синтезу АТФ). Між внутрішньою і зовнішньою мембраною мітохондрії розташована камера. Обмежена внутрішньою мембраною порожнина заповнена мітохондріальним матриксом. У ньому містяться кільцеві молекули мітохондріальної ДНК, специфічні іРНК, тРНК і рибосоми прокаріотного типу, часто зустрічаються· гранули солей кальцію і магнію. У матриксі відбувається автономний синтез білків, що входять до складу внутрішньої мембрани мітохондрії, а також окиснення і синтез жирних кислот. Збільшення числа мітохондрій у клітині відбувається здебільшого внаслідок їх поділу шляхом перешнурування.

Пластиди — двомембранні органели рослинних клітин. Розрізняють три типи пластид: зелені хлоропласти, забарвлені в червоний, оранжевий або жовтий колір хромопласти і безбарвні лейкопласти. Різні типи пластид розвиваються з пропластид і здатні до взаємоперетворення: зміна кольору плодів або осіннє пожовтіння листя пов’язані з перетворенням хлоропластів на хромопласти; позеленіння на світлі бульб картоплі спричиняється перетворенням лейкопластів на хлоропласти. Хлоропласти — округлі або еліптичні пластиди, що здійснюють фотосинтез. Основним переважаючим пігментом є хлорофіл, що надає їм зелений колір. У клітинах вищих рослин можуть бути наявними 15-50 хлоропластів. У водоростей хлоропласти називаються хроматофорами. Вони більші, тому в клітині частіше міститься 1 або кілька хроматофорів. Можуть мати незвичайну форму.

Рис. 2. Хлоропласти в клітинах листа елодеї 1 — клітинна стінка; 2 — цитоплазма; 3 — хлоропласти; 4 — вакуоль

Зовнішня мембрана хлоропластів, як і всіх пластид, гладка. Внутрішня порожнина хлоропласта заповнена стромою. Внутрішня мембрана утворює спрямовані всередину сплощені вирости — ламели, які утворюють окремі замкнені мішечки тилакоїди, зібрані у стопки грани. Окремі грани пов’язані один з одним ламелами. У мембранах тилакоїдів знаходиться хлорофіл, а також допоміжні пігменти каротиноїди. У стромі містяться рибосоми, ДНК, ферменти, відбуваються деякі біохімічні реакції, зокрема синтез ферментів, що здійснюють фотосинтез, і білків мембрани тилакоїдів. Хлоропласти утворюються з пропластид, однак і зрілі хлоропласти здатні до поділу. Хромопласти — забарвлені в червоний, оранжевий або жовтий колір пластиди округлої форми. Їхня внутрішня будова набагато простіша, ніж у хлоропластів, а переважаючими є допоміжні пігменти фотосинтезу — каротиноїди. Вважається, що хромопласти — кінцевий етап у розвитку пластид, інакше кажучи, це старіючі хлоропласти і лейкопласти. Наявність хромопластів частково визначає яскраве забарвлення багатьох квіток, плодів і осіннього листя.

Рис. 3. Хромопласти в клітинах коренеплоду моркви 1 — клітинна стінка; 2 — ядро; 3 — цитоплазма; 4 — хромопласт

Лейкопласти — безбарвні пластиди, присутні в клітинах тих частин рослини, де відбувається накопичення запасних поживних речовин (крохмалю, рідше білків, ліпідів) — коренях, кореневищах, бульбах, а також у ситоповидних елементах деяких покритонасінних. Їхня внутрішня будова найпростіша з усіх пластид.