Лабораторна робота №2

Тема: Цитологічні основи безстатевого розмноження. Мітоз

Мета: Ознайомитись із процесом непрямого поділу клітини. Впевнитись, що мітоз забезпечує стійке зберігання властивостей організму в ряду поколінь.

Оволодіти методикою і набути навичок у виготовленні і вивченні давлених тимчасових препаратів корінців рослин.

Робота №1: Виготовлення тимчасових препаратів коренів цибулі чи ячменю.

Матеріали та обладнання: фіксовані, попередньо забарвлені корені цибулі чи ячменю, постійні препарати мітозу в кінчиках корінців цибулі, мікроскопи, предметні і накривні скельця, леза, крапельниці з 45% оцтовою кислотою, препарувальні голки, фільтрувальний папір.

Реактиви: ацетокармін, ацетоорсеїн або метиленовий синій (із розрахунку 100-150 мг фарбника на 100 мл дистильованої води), 45% оцтова кислота.

Основні теоретичні відомості та методичні поради

В основі безстатевого та вегетативного розмноження організмів лежить поділ клітини. Найбільш універсальним способом поділу клітини є мітоз, який складається з каріокінезу (поділу ядра) і цитокінезу (поділу цитоплазми). У період між поділами клітина знаходиться в стадії інтерфази.

Мітоз (каріокінез, непрямий поділ ядра) - складний поділ ядра, що забезпечує тотожній розподіл генетичного матеріалу між дочірніми клітинами; спадкоємність хромосом у ряду клітинних поколінь. Мітоз являє собою універсальний спосіб розмноження клітин з диференційованим ядром. За морфологією мітотичних процесів, які спостерігаються на цитологічних препаратах, розрізняють чотири морфологічні стадії мітозу: профазу, метафазу, анафазу і телофазу (рис. 4-5).

У профазі хромосоми видно спочатку у вигляді довгих тонких, але вже спіралізованих ниток. Потім вони стають компактними, короткими і потовщеними. Кожна хромосома складається з двох половинок - хроматид. У кінці профази ядерце зникає, утворюється веретено поділу, руйнується ядерна оболонка.

У метафазі всі хромосоми розміщуються в екваторіальній площині клітини. Центромери хромосом при цьому розміщуються суворо в одній площині і точно посередині веретена поділу. На цій фазі нитки веретена дуже витягуються; частина з них тягнеться безперервно від одного полюсу до іншого, а друга частина прикріплюється до центромер хромосом (по одній нитці від кожного полюсу).

Анафаза починається поділом центромер і повним розривом зв'язку між хроматидами. Далі нитки веретена вкорочуються і відтягуються хроматиди, що стали тепер самостійними хромосомами, до полюсів клітини. При цьому з кожної пари сестринських хромосом одна відходить до одного полюсу, а друга до іншого. Так відбувається точний розподіл генетичного матеріалу, і на кожному полюсі виявляється така сама кількість хромосом, яка була в клітині до

Рис. 4. Стадії мітозу в клітинах кінчика корінця бобів Vicia faba. А. Профаза. Б. Метафаза. В. Анафаза. Г. Телофаза.

їх подвоєння.

У телофазі хромосоми втрачають чіткість, тому, що вони деспіралізуються і стають менш щільними. Мітотичне веретено руйнується, знову відновлюється ядерна оболонка і з'являються ядерця. Після поділу ядра (каріокінезу) ділиться цитоплазма (цитокінез). Таким чином, в результаті мітозу з однієї клітини утворюється дві дочірні з однаковим числом хромосом і однаковою кількістю ДНК.

Усвідомлене уявлення про суть мітозу можна отримати, коли на лабораторному занятті простежити за структурними перетвореннями хромосом у мітотичному циклі. Фази мітозу найкраще вивчати на постійних препаратах повздовжніх зрізів корінців цибулі чи інших рослин. Але також

Рис. 5. Стадії мітозу в клітинах кінчиків корінців цибулі (Allium cepa).

1- інтерфаза; 2- профаза; 3- метафаза; 4- анафаза; 5- телофаза.

можна приготувати ацетокармінові (ацетоорсеїнові) препарати фаз мітозу.

Методику виготовлення тимчасових давлених препаратів наведено у практикумі (Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. М.: Агропромиздат, 1988.- 271 с.).

Матеріали для виготовлення давлених препаратів готують заздалегідь. Цибулини пророщують у воді при кімнатній температурі 22-24°С, насіння ячменю - у чашках Петрі на фільтрувальному папері. На 2-3-й день, коли корінці досягнуть 1-1,5 см, їх кінчики відрізають і поміщають у холодильник чи холодну воду (замість колхіцинування) на 4-12 годин. При наявності колхіцину корінці краще обробити його слабким розчином. Ця дія вкорочує хромосоми і полегшує їх розгляд. З холодильника корінці переносять в оцтовий алкоголь (3:1) на 2,5-3 години. Після цього фіксований матеріал промивають у двох порціях 70%-ного спирту по 30 хв., а в третій порції 70%-ного спирту залишають на зберігання (бажано за температури +4°С).