16945

Выделение протопластов

Лекция

Биология и генетика

Выделение протопластов. Цель: выделить протопласты нескольких видов растений и оценить для этих видов изоосмотическую точку. Введение. Протопласты представляют собой растительные клетки без клеточной стенки. Для их получения необходимо разрушить клеточную стенку...

Русский

2013-06-28

30 KB

3 чел.

Выделение протопластов.

Цель: выделить протопласты нескольких видов растений и оценить для этих видов изоосмотическую точку.

Введение.

Протопласты представляют собой растительные клетки без клеточной стенки. Для их получения необходимо разрушить клеточную стенку. Основными компонентами клеточной стенки растений являются целлюлоза, гемицеллюлозы и пектин. Соответственно оптимальная среда для выделения протопластов должна содержать целлюлазу, мацеразу (гидролизует гемицеллюлозы) и пектиназу. Однако часто бывает достаточно одной только целлюлазы.

Растительная клетка в норме находится в состоянии тургора. Очевидно, что при разрушении клеточной стенки тургор исчезает. Если среда для выделения изоосмотична по отношению к содержимому клетки, то протопласт принимает сферическую форму, соответствующую минимуму энергии поверхностного натяжения; в центре протопласта остается большая вакуоль. Если среда для выделения гиперосмотична – протопласт принимает амебообразную форму, вакуоль сильно сжимается. В гипоосмотичной среде происходит разрыв протопластов.

Выполнение работы.

Работа заключается в выделении протопластов в двух различных средах (раствор А и раствор В) для выделения, отличающихся своим осмотическим давлением. В качестве осморегулятора используется маннит, разрушение клеточной стенки проводится целлюлазой. Протопласты выделяем из клеток мезофилла листа. Состав сред для выделения следующий.

Раствор А: 2,5% мас/об раствор целлюлазы (источник – Aspergillus niger, активность 108 ед./г) в растворе маннита 70 г/л, приготовленном на фосфатном буфере (K2HPO4/KH2PO4 pH=5,2 – 5,8).

Раствор В: 2,5% мас/об раствор целлюлазы (источник – Aspergillus niger, активность 108 ед./г) в растворе маннита 90 г/л, приготовленном на фосфатном буфере (K2HPO4/KH2PO4 pH=5,2 – 5,8).

Ход работы.

  1.  Готовим раствор А. 5 г маннита растворяем в 71 мл фосфатного буфера. Берем 26 мл этого раствора, медленно приливаем к 650 мг навеске целлюлазы, растворяем.
  2.  Готовим раствор B. 5 г маннита растворяем в 56 мл фосфатного буфера. Берем 24,5 мл этого раствора, медленно приливаем к 611 мг навеске целлюлазы, растворяем.
  3.  Растворы А и В разливаем по маленьким чашкам Петри.
  4.  Снимаем нижний эпидермис с листа исследуемого растения.
  5.  Из той области листа, с которой снят нижний эпидермис, вырезаем два квадратика 5×5 мм. Один из этих квадратиков погружаем в раствор А, налитый в маленькую чашку Петри нижней стороной вниз, другой – в раствор В нижней стороной вниз.
  6.  Чашки Петри с квадратиками закрываем и ставим на инкубацию в термостат на 3 часа при температуре 37ºС.
  7.  Вынимаем из термостата. Квадратик из листа слегка прижимаем препаровальной иглой. Среду для выделения микроскопируем при помощи светового микроскопа прямо в чашках Петри. Наблюдения заносим в таблицу.

Объект.

Маннит 70 г/л

Маннит 90 г/л

Kalanchoe shizophillia

Выход протопластов высокий. Форма сферическая. Вакуоли крупные.

Образец был уничтожен в ходе выполнения работы.

Kalanchoe  diagremontiana

Выход низкий. Наряду со сферическими клетками присутствуют обрывки клеток и агрегаты хлоропластов.

Выход протопластов высокий. Форма сферическая. Вакуоли крупные.

Crassula arborea

Выход низкий. Преобладают клеточные агрегаты с остатками клеточных стенок. Протопласты имеют сферическую форму; вакуоли крупные.

Выход низкий. Протопласты имеют неправильную форму без вакуолей.

Sedum morganianum

Выход не очень высокий. Присутствуют клеточные агрегаты. Клетки (протопласты) округлой формы. Вакуоли маленькие.

Выход не очень высокий. Присутствуют клеточные агрегаты. Клетки неправильной формы. Вакуолей нет.

Sedum adolphii

Протопласты имеют сферическую форму; вакуоли есть. Присутствуют клеточные агрегаты.

Протопласты имеют неправильную форму. Вакуолей нет. Присутствуют клеточные агрегаты.

Hippeastrum hydridum

Выход не очень высокий. Форма протопластов сферическая; вакуоли крупные. Есть разрушенные клетки.

Выход низкий. Форма протопластов сферическая; вакуоли крупные.

 

Обсуждение результатов.

Присутствие клеточных агрегатов для ряда объектов (Sedum adolphi, Sedum morganianum, Crassula arborea) является следствием неполного разрушения клеточной стенки. Последнее может быть связано как с тем, что клеточная стенка достаточно толстая, и времени инкубации оказалось недостаточно для ее разрушения, так и с тем, что клеточная стенка этих растений содержит относительно много пектинов и гемицеллюлоз, поэтому для ее разрушения присутствия одной целлюлазы недостаточно.

Как говорилось во введении, наличие клеточных обрывков и агрегатов хлоропластов (например, Kalanchoe  diagremontiana в среде, содержащей 70 г/л маннита) говорит о том, что эта среда гипотонична для клеток мезофилла листа этого растения. Для большинства же исследованных растений концентрация маннита 70 г/л является близкой к изотонической, об этом говорит наличие в такой среде сферических протопластов с крупными вакуолями. Для Sedum morganianum эта среда, по всей видимости, является гипертоничной, поскольку протопласты (клетки) в этой среде имеют маленькие вакуоли; сферическую форму клеток можно объяснить неполным разрушением клеточной стенки. Об этом же свидетельствует присутствие клеточных агрегатов. Концентрация маннита 90 г/л является гипертоничной для большинства объектов, кроме Kalanchoe  diagremontiana, для которого она близка к изотонической, и Hippeastrum hydridum, для которого изотоническая концентрация лежит где-то посередине между 70 и 90 г/л. О последнем говорит наличие сферических протопластов с крупными вакуолями в обеих средах.  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

3267. Природно-ресурсный потенциал мирового хозяйства 53.74 KB
  Современный этап развития мирового хозяйства отличается всевозрастающими масштабами потребления природных ресурсов, резким усложнением процесса взаимодействия природы и общества, интенсификацией и расширением сферы проявления специфических...
3268. Жизнь и смерть как философская проблема 45.58 KB
  Издревле человек ставил перед собой вопрос, в чем сущность человеческого бытия. Многие философы и мыслители пытались ответить, для чего живет человек, для чего пришел он в этот мир, почему он умирает и что происходит с ним после смерти. Ори...
3269. Теория человеческих потребностей и ее применение в менеджменте 85.35 KB
  Менеджер достигает целей организации через своих подчиненных. В этом смысле функция мотивации является самой существенной. Именно поэтому я решила более глубоко исследовать теории человеческих потребностей. В частности мотивацию...
3270. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЫ 183.93 KB
  Элементы эволюции сердечно-сосудистой системы. Структурно-функциональная характеристика сердечно-сосудистой системы. Физиологические свойства сердечной мышцы: возбудимость, проводимость, сократимость, автоматия.
3271. Вискозиметрия и кинетика начальных стадий отверждения полиуретанов 110.21 KB
  Химизм реакций образования полиуретанов исследовали во многих работах, что позволило составить общее представление об этом процессе Значительно меньше изучено изменение реологических свойств в процессе образования полиуретанов, хотя этот...
3272. Аграрное право 655.01 KB
  Издание дает представление обо всех основных институтах аграрного законодательства России: государственном управлении сельским хозяйством, правовом положении аграрных организаций и статусе их имущества, финансовых, договорных, трудовых и экологическ...
3273. Исследование адаптивных систем с эталонной моделью. 64.33 KB
  Исследование адаптивных систем с эталонной моделью. Цель работы: закрепить теоретические знания по синтезу адаптивных систем с эталонной моделью (ЭМ) и проверить их работоспособность с помощью моделирования на ПК. 1. Теоретическая часть. Необходимос...
3274. Внешние эффекты и права собственности 105.24 KB
  В отличие от других социальных идей и политических ориентаций демократическое правовое государство при верховенстве правового закона и приоритете прав человека и гражданина практически воспринято обществом как будущее государственного строя...
3275. Язык и мышление, влияние языка на образ мышления 34.79 KB
  По сей день наиболее непостижимой и столь же притягательной для изучения со стороны языкознания, психологии, лингвистики, психолингвистики, логики и прочих наук является тема соотношения языка и человеческого сознания. Даже не зная законов...