Робота №12. Вплив деяких факторів на швидкість руху цитоплазми в клітинах

Основні відомості. Рух цитоплазми – поширене і цікаве явище, яке легко виявити в життєдіяльних клітинах. Біологічне значення цього явища

полягає в тому, що здійснюється перенесення речовин з однієї частини клітини до іншої, забезпечується їх поглинання й виділення, відбувається внутрішньоклітинне переміщення органел тощо. При цьому топографія органел і їх просторове положення у клітинах, яке зумовлене рухом цитоплазми, визначають і створюють найоптимальніші умови їхнього функціонування. Швидкість та характер руху цитоплазми залежать від впливу багатьох зовнішніх і внутрішніх факторів. Доведено, зокрема, що 10 різних хімічних речовин у фізіологічно діючих концентраціях прискорюють або пригнічують рух цитоплазми. Цей процес залежить від температури, рН, ступеня обводненості клітин тощо.

Джерелом енергії для руху цитоплазми є, як і для більшості інших фізіологічних процесів, аденозинтрифосфат (АТФ). Оскільки рушійна сила виникає в основній масі цитоплазми, де відбувається гліколіз, то цей процес є постачальником хімічної енергії, яка перетворюється на механічну.

Різні інгібітори і роз’єднувачі дихання (олігоміцин, 2,4-динітрофенол) гальмують швидкість руху цитоплазми, що свідчить про енергозалежність цього процесу. Рух цитоплазми – найдостовірніший показник життєдіяльності рослинної клітини.

Мета роботи. Виявити рух цитоплазми в живих рослинних клітинах, визначити його швидкість і встановити вплив на цей процес деяких факторів. Переконатися, що швидкість руху залежить від рівня життєдіяльності клітини і забезпечення її енергією.

Матеріали, реактиви, обладнання. Гілочки елодеї або листки валіснерії; 5·10- 3 М розчин АТФ, 5·10-4 М розчин 2,4-динітро-фенолу; мікроскопи з окуляр-мікрометрами, предметне скло й накривні скельця, термостат, хімічні склянки місткістю 100 мл.

Хід роботи.

Дослід 1.

1. З верхівки пагону елодеї пінцетом відірвати листочок або відрізати частину молодого листка валіснерії та перенести у краплину акваріумної води на предметному склі.

2. За 5.10 хв., коли встановиться стаціонарний рівень руху цитоплазми, об’єкти розглянути за середнього збільшення та вибрати ділянку препарату, де найкраще спостерігати за її рухом (за зміною положення в клітинах хлоропластів).

Примітка. У елодеї такою зоною є видовжені клітини поблизу центральної жилки або клітини зубчиків по краю листка. Розміщують препарат на столику так, щоб довга вісь клітини була паралельна шкалі окуляр-мікрометра.

3. Поставити об’єктив х40 і визначити швидкість руху хлоропластів, вимірюючи шлях, на який переміщується органела за одиницю часу в полі зору мікроскопа.

Примітка. Для більшої точності вимірів вимірюючи шлях, на який переміщується органела за одиницю часу в полі зору мікроскопа. Для більшої точності вимірів бажано взяти довший відрізок шляху (наприклад, 10.15 поділок окулярмікрометра). Швидкість руху визначити для п’яти пластид у п’яти клітинах (для статистичної обробки).

Дослід 2.

1. З одного боку накривного скельця нанести краплину 5·10-4 М розчину АТФ і одночасно відтягнути фільтрувальним папером воду з-під нього з другого боку. За 3. 5 хв. після заміщення води на розчин АТФ повторити визначення швидкості руху хлоропластів.

2. Розчин АТФ під накривним скельцем замінити на 5·10-4 М розчин 2,4-динітрофенолу (ДНФ) і через 3. 5 хв. знову визначити швидкість руху хлоропластів.

Примітка. У цьому варіанті досліду будуть вже інші результати.

3. Дані, отримані при визначенні швидкості руху цитоплазми за швидкістю переміщення в ній хлоропластів, записати у таблицю.

Таблиця. Вплив АТФ та 2,4-динітрофенолу (ДНФ) на швидкість руху цитоплазми клітин елодеї

Варіант досліду	Швидкість руху, мкм/с
Н20, 20 оС 5·10-3 М АТФ 5·10-4 М ДНФ

Примітка. За бажанням можна збільшити кількість варіантів досліду, використовуючи розчини солей важких металів або токсичних для гідробіонтів органічних сполук (детергентів,пестицидів, поверхнево-активних речовин та ін.).

Контрольні питання

1. Як визначити швидкість руху цитоплазми в клітинах, що не мають хлоропластів?

2. Як зміниться рух цитоплазми у разі підвищення температури

навколишнього середовища до 30 °С?

3. Яка залежність між швидкістю руху та в’язкістю цитоплазми?