Материалы. Листья элодеи (Elodea canadensis), валлиснерии (Vallisneria spiralis), стебель тыквы обыкновенной (Cucurbita pepo), талломы спирогиры (Spirogyra); секундомер.

Одним из важнейших свойств цитоплазмы живой клетки является ее способность к движению. Движение цитоплазмы играет важную роль в осуществлении обмена и распределении веществ внутри клетки, а также характеризует уровень жизнедеятельности клеточных структур.

О движении цитоплазмы можно судить по перемещению органелл в крупных клетках с большими вакуолями. В осуществлении движения цитоплазмы принимают участие элементы цитоскелета - микрофиламенты. Источником этого движения служит АТФ.

Движение цитоплазмы - один из наиболее чувствительных показателей жизнеспособности клетки. Многие, даже незначительные воздействия, останавливают или, наоборот, ускоряют его.

Различают движение цитоплазмы: спонтанное, постоянное и индуцированное внешними факторами (изменением освещенности, температуры, химическими веществами, механическими воздействиями и т.п.). Основными типами движения цитоплазмы являются круговое (вращательное или ротационное), струйчатое и колебательное.

Ход работы

Задание 1. Пронаблюдать круговое движение цитоплазмы по перемещению хлоропластов в листе элодеи (Elodea canadensis) или валлиснерии (Vallisneria spiralis). Сделать рисунок.

Последовательность работы. Лист элодеи состоит только из двух слоев клеток, и каждый слой легко просматривается под микроскопом. Оторвать лист элодеи, вблизи от верхушки побега и положить его в каплю воды, взятой из сосуда с элодеей. Объект накрыть покровным стеклом и рассмотреть сначала при малом, а затем при большом увеличении. Обрывание листа вызывает в его клетках движение цитоплазмы, которое легко наблюдать по перемещению хлоропластов в одном направлении вдоль клеточной стенки (круговое движение). Наиболее интенсивное движение можно увидеть в длинных узких клетках средней жилки листа. Зарисовать 1-2 клетки элодеи, показав клеточную оболочку, постенный слой цитоплазмы и пластиды в разном положении. Направление движения цитоплазмы показать стрелками (рис. 20, А).

Такое же движение цитоплазмы, как и в клетках элодеи, можно наблюдать в клетках листа водного растения валлиснерии. Для этого от листовой пластинки острой бритвой отрезать небольшой кусочек, стараясь как можно меньше травмировать лист, поместить его в каплю воды и рассмотреть под микроскопом. Делать срезы с листа не рекомендуется, так как клетки при этом сильно травмируются, и движение в них останавливается.

Задание 2. Пронаблюдать струйчатое движение цитоплазмы по перемещению зернистых включений в клетках волоска эпидермы стебля тыквы (Cucurbita pepo) (рис. 20, Б). Сделать рисунок.

Последовательность работы. Приготовить временный микропрепарат волоска с эпидермы стебля тыквы (рис. 20, Б1). При малом увеличении найти базальную клетку волоска и затем перевести на большое увеличение. Обратить внимание на постенное расположение цитоплазмы, от которой отходят ее тонкие тяжи, пересекающие вакуоль, соединяясь в центре клетки в ядерный кармашек. В тяжах видно струйчатое движение цитоплазмы, которое заметно вследствие перемещения зернистых включений. При большом увеличении зарисовать одну клетку волоска, отметить оболочку, ядро, положение цитоплазмы и ее струйчатое движение (показать стрелками).

Рис. 20. Типы движения цитоплазмы:

А - круговое движение в листе элодеи - Elodea canadensis (А1 - побег, А2 - лист, А3 - клетки листа); Б - струйчатое движение в волоске тыквы - Cucurbita pepo (Б1 - стебель тыквы, Б2 - волоски, Б3 - клетка волоска); В - колебательное движение в клетке спирогиры (Spirogyra). Движение цитоплазмы указано стрелками.

1 - оболочка клетки, 2 - цитоплазма, 3 - хлоропласты, 4 - вакуоль, 5 - хроматофор, 6 - ядро.

Задание 3. Пронаблюдать колебательное (беспорядочное) движение в клетках водоросли спирогиры (Spirogyra) по перемещению мелких включений, скользящих во внутреннем слое цитоплазмы, находящихся на границе с вакуолью.

Последовательность работы. С помощью препаровальной иглы поместить нити спирогиры (Spirogyra) на предметное стекло в каплю воды, накрыть покровным стеклом и рассмотреть под микроскопом. При колебательном движении нет упорядоченного перемещения клеточных компонентов: одни частицы движутся к центру, другие к периферии, третьи находятся в покое (рис. 20, В). Движение имеет неустойчивый и случайный характер, однако оно не является совершенно беспорядочным, как, например, броуновское.

Задание 4. Определить скорость движения цитоплазмы на одном из препаратов, используемых в первом задании.

Последовательность работы. Для определения скорости движения цитоплазмы использовать секундомер и окулярную линейку, помещенную в окуляр микроскопа. С помощью секундомера отсчитать время, в течение которого хлоропласт или другая движущаяся частица проходит расстояние между двумя выбранными делениями окулярной линейки. Такие измерения в одной и той же клетке провести 3 раза. По ним рассчитать среднюю величину и среднюю скорость движения цитоплазмы. Она выражается числом делений окулярной линейки, пройденных движущейся частицей за 1 сек. Если известна цена деления окулярной линейки при данном увеличении микроскопа, то скорость движения можно найти, поделив величину расстояния в микрометрах на число секунд, за которое движущаяся частица проходит это расстояние (мкм/с).

Затем поместить препарат в термостат на 5 минут и определить среднюю скорость перемещения хлоропластов после воздействия на них повышенной температурой. Измерения провести в одних и тех же клетках до и после воздействия.

Контрольные вопросы

1.  С чем связано движение цитоплазмы? Может ли оно происходить в мертвых клетках?

2.  Назвать типы движения цитоплазмы.

3.  В чем отличие вращательного движения цитоплазмы от струйчатого?

4.  Какая особенность в структуре клетки определяет наличие того или другого типа движения цитоплазмы?

5.  Может ли ядро находиться в вакуоли?

6.  Как определить скорость движения цитоплазмы?