Какие функции выполняет клетки эпидермиса лука

Обновлено: 02.05.2024

Приготовление и рассматривание препарата кожицы чешуи лука под микроскопом
1 . Рассмотрите изображённую на рисунке 16 последовательность приготовления препарата кожицы чешуи лука.

Рис. 16 . Приготовление препарата кожицы чешуи лука
2 . Подготовьте предметное стекло, тщательно протерев его марлей.
3 . Пипеткой нанесите 1 — 2 капли воды на предметное стекло.
4 . При помощи пинцета осторожно снимите маленький кусочек прозрачной кожицы с внутренней поверхности чешуи лука. Положите кусочек кожицы в каплю воды и расправьте кончиком препаровальной иглы.
5 . Накройте кожицу покровным стеклом, как показано на рисунке. Фильтровальной бумагой оттяните лишнюю воду.
6 . Рассмотрите приготовленный препарат при малом увеличении. Отметьте, какие части клетки вы видите.
7 . Окрасьте препарат раствором йода. Фильтровальной бумагой с противоположной стороны оттяните лишний раствор.
8 . Рассмотрите окрашенный препарат. Какие изменения произошли?
9 . Рассмотрите препарат при большом увеличении. Найдите на нём тёмную полосу, окружающую клетку, — оболочку; под ней золотистое вещество — цитоплазму (она может занимать всю клетку или находиться около стенок). В цитоплазме хорошо видно ядро. Найдите вакуоль с клеточным соком (она отличается от цитоплазмы по цвету).
10 . Зарисуйте 2 — 3 клетки кожицы чешуи лука. Обозначьте оболочку, цитоплазму, ядро, вакуоль с клеточным соком (рис. 17 ).

11 . Подумайте, зачем препарат кожицы чешуи лука окрашивали раствором йода.

Решение

Рассмотрели приготовленный препарат при малом увеличении. Мы увидели такие части клетки, как:
1 . вакуоли
2 . поры
3 . ядро
4 . оболочка
5 . цитоплазма
6 . ядрышко

Рассмотрели препарат при большом увеличении.

1 . оболочка
2 . ядро
3 . вакуоль
4 . цитоплазма
5 . поры
Мы знаем, что кожица чешуи лука бесцветная и прозрачная. Чтобы рассмотреть ее строение через микроскоп и увидеть клетки, которые ее образуют, необходимо окрашивать изучаемый препарат раствором йода.
Вывод:
Растительный организм состоит из клеток, содержимое каждой из которых представлено полужидкой прозрачной цитоплазмой. Чтобы более детально рассмотреть строение клеток через микроскоп, нужно окрасить препарат раствором йода. Таким образом, можно увидеть, что в цитоплазме располагается ядро с ядрышком. Также становятся видны и более тонкие участи на оболочке – поры, через которые происходит связь между соседними клетками.

На уроках клеточной биологии наиболее распространённым объектом изучения покровной ткани являются луковые клетки: их легко получить, купив недорогую луковицу и самостоятельно подготовив микропрепарат. Клетки лука под микроскопом крупные и легко заметные.

Задачи для учащихся
Правила занятий
Описание исследования
Основные органеллы растительной клетки
Отличие растительной клетки от животной
Вывод к лабораторной работе
Вопросы для учащихся

Клетки эпидермиса можно проанализировать в ходе исследования кожицы лука под микроскопом. Лабораторная работа позволит внимательно изучить структуру клетки лука, используя его кожицу, а также увидеть и сделать анализ функций основных органелл растительной клетки. Для исследования понадобится небольшая часть луковицы, которую необходимо подготовить, а затем рассмотреть слой эпидермиса под микроскопом.

Задачи для учащихся

Основные задачи:

Формирование желания изучать природные объекты.
Развитие интеллектуальных умений и когнитивных способностей.
Мотивация к изучению и исследованию, а также получению знаний, умений и навыков по предмету «Биология» и других естественных наук.

Внепредметные (метапредметные) задачи:

Проведение исследовательской деятельности (самостоятельно или по парам).
Умение анализировать и искать информацию в различных источниках.
Навык рисования схематических изображений, увиденных в микроскопе, их дальнейший анализ и расшифровка.
Овладение методами наблюдения, анализа и моделирования.
Использование коммуникативных навыков и речевого аппарата для формулирования вывода по исследовательской деятельности.
Умение учитывать регулятивные особенности и выполнять задание в установленные сроки.

Предметные задачи:

Получение основных и самых важных представлений о клетке.
Умение сравнивать биологические объекты (в данном случае растительную и животную клетки).
Навык описывать биологический объект, оперируя терминами и описаниями биологических явлений.
Знание основных клеточных структур и умение описывать их функции.
Умение работать с микроскопом.
Приобретение навыка подготовки рабочего места, приготовления микропрепарата и выполнения всех ступеней подготовительного этапа.

Правила занятий

Необходимо помнить о том, что работу можно проводить лишь после тщательного изучения техники безопасности и строения микроскопа, без которых проведение исследования невозможно. Работа предполагает использование различных режущих и колющих предметов (например, нож, пинцет и препаровальная игла). Место проведения работы должно быть подготовлено. Прежде чем приступать к исследованию, необходимо протереть стол и выполнить все пункты подготовительного этапа. Для этого нужно ознакомиться с правилами безопасности и правилами оформления рисунка. Учитель должен предоставить правила ученикам до того, как учащиеся приготовят препарат кожицы чешуи лука.

Техника безопасности

Все правила безопасности подлежат строгому соблюдению:

Необходимо быть очень внимательным и аккуратным при работе с острыми приборами.
Нужно убрать со стола все лишние вещи.
Запрещено ходить по классу во время исследования, так как это может повлиять на работу, результаты других учеников и безопасность оптических приборов.
Все этапы работы должны производиться над подносом для приборов, чтобы не запачкать рабочее место йодом.

После объяснения правил безопасности и раздачи всех необходимых материалов для работы, необходимо обратить внимание на правильное оформление рисунка и дефиниции биологических терминов.

Оформление рисунка

Рисунок должен иметь название.
Изображение должно быть нарисовано в левой части рабочей страницы и занимать примерно одну четверть пространства на листе (рисунок должен быть крупным и отчётливым).
К отдельным объектам на рисунке подпись не ставится, объекты нумеруются на отходящих отрезках, начерченных простым карандашом.
Цифры необходимо расшифровать справа или под рисунком.

Описание исследования

Лабораторная работа может выглядеть следующим образом (некоторые моменты исследования могут быть изменены в зависимости от требований и условий работы):

Название: Исследование микропрепарата кожицы лука под микроскопом.

Цель исследования: изучение структуры клетки кожицы лука, функций органелл.

Материалы: лук, микроскоп, предметное стекло, покровное стекло, йод, пипетка, салфетка, фильтровальная бумага, пинцет, нож, препаровальная игла.

План проведения лабораторной работы

Подготовительный этап.

подготовить и почистить луковицу, разрезать ножом и снять плёнку (защитный слой) с помощью пинцета с одной из чешуек лука;
настроить микроскоп;
протереть салфеткой предметное стекло.

Основной этап.

поместить один слой эпителия луковых клеток на предметное стекло, используя препаровальную иглу и, если это необходимо, пинцет (не рекомендуется делать это рукой);
с помощью пипетки капнуть йод на предметное стекло, чтобы окрасить эпителий лука для лучшего наблюдения микропрепарата (излишки йода можно удалить фильтровальной бумагой, не повреждая эпителия лука);
разместить на окрашенной кожице лука покровное стекло и удалить все пузырьки с поверхности исследуемого объекта;
поместить готовый микропрепарат на предметный столик;
рассмотреть готовый микропрепарат под различными увеличениями (х4, х10, х40) с широко открытой диафрагмой;
медленно увеличивать и уменьшать интенсивность света, закрывая диафрагму, наблюдая за изменением изображения для получения идеальных условий изучения объекта.

Заключительный этап.

зарисовать увиденное изображение;
проанализировать рисунок;
отметить на рисунке и описать увиденные органеллы;
поработать с терминологическим аппаратом и записать все необходимые термины;
написать вывод к работе.

Основные органеллы растительной клетки

Таким образом, эпидермис лука содержит удобные для изучения под микроскопом клетки. Тип растительной ткани кожицы лука — покровный. Под микроскопом средней мощности можно с лёгкостью увидеть основные клеточные структуры, например, ядро, ядрышко и клеточную мембрану.

Ядро клетки кожицы лука можно увидеть в микроскоп, не прилагая усилий. Это тёмное крупное пятно заметнее всех других органоидов. В ядре содержится генетический материал. В ядре также можно обнаружить круглые структуры, называемые ядрышками. Ядрышко является важной органеллой, играющей одну из ключевых ролей работы всего организма.

Благодаря ядрышку, образуются небольшие органеллы — рибосомы. Рибосомы — это очень маленькие клеточные структуры, которые невозможно увидеть с помощью светового микроскопа. В луковой клетке также присутствует хорошо развитая клеточная стенка и клеточная мембрана, которые можно разглядеть в микроскоп средней мощности.

Между вакуолью и клеточной стенкой находится цитозоль. Цитозоль — это прежде всего вода, соли и органические молекулы, выполняющие различные функции в организме. Внутри находятся другие органеллы: органические структуры, которые служат фабриками, коммуникационными центрами и другими функциональными элементами в управлении клеточным метаболизмом (обменом веществ). А также внутри этой органеллы находятся включения, состоящие из ряда элементов, крахмалов, белков и других молекул, используемых в качестве строительных блоков для ряда функций.

Отличие растительной клетки от животной

Растения отличаются от животных на клеточном уровне. Например, клетки растений имеют жёсткие клеточные стенки, а клеточные мембраны животных клеток гибче растительных. В клеточных стенках много целлюлозы, материала, придающего клетке жёсткость. Будучи накоплена в большом количестве во многих структурах, целлюлоза обеспечивает прочность и жёсткость всего, от цветочных стеблей до стволов деревьев.

Растительные клетки имеют одну большую вакуоль. Вакуоль — это большая открытая область, расположенная в центре клетки, которая используется в качестве резервуара для воды и ионов, а в некоторых случаях — для хранения токсинов. Хотя клетки животных могут иметь вакуоли, они представлены не как один большой центральный резервуар, а как несколько меньших резервуаров. Клетки растений также имеют хлоропласты. Это органеллы, содержащие хлорофилл в системных массивах для получения света и преобразования его в глюкозу.

Одно из отличий растительной клетки от животной — наличие вакуоли. Вакуоли содержат необходимую воду, ионы и ряд органических молекул, вырабатываемых растением. Они необходимы растениям для пигментации и образования химических веществ, влияющих на наличие у растений характерного аромата. В луке вакуоль очень большая и отчётливая.

Характерный аромат лука создаётся сочетанием присутствующих в цитоплазме органических молекул и вторичного органического химического вещества, фермента аллиназа (фермент слезоточивости), который содержится в луковой вакуоли. Когда лук повреждается вследствие механического разрушения, аллиназа выделяет специфический запах.

Вывод к лабораторной работе

Содержание растительного организма, в данном случае лука, представлено клетками. Они состоят из органелл. В растительной клетке можно обнаружить полужидкую цитоплазму, не имеющую цвета. В цитоплазме расположены ядро и ядрышко.

В ходе исследования можно заметить клеточную оболочку, которая играет защитную функцию и придаёт форму цитоплазме. Она упругая, прозрачная и плотная. Еще клетки растений содержат вакуоль, в которую входят различные органические молекулы и химические вещества, влияющие на пигментацию и запах растения. Некоторые участки клеточной оболочки тоньше других. Это подтверждает наличие у растений пор, которые позволяют клеткам связываться между собой.

Вопросы для учащихся

В ходе лабораторной работы учащиеся ознакомляются с различными терминами и биологическими процессами. В конце опыта с растением учащимся могут быть заданы следующие вопросы:

Проводящие ткани образуются из живых и мёртвых клеток по виду напоминающих трубки. Такое строение помогает клеткам выполнять их основную функцию — перемещать воду и растворённые в ней минеральные и питательные вещества.

К проводящим тканям относятся:

сосуды — последовательно соединённые мёртвые клетки, между которыми исчезли поперечные перегородки;
ситовидные трубки — последовательно соединённые между собой безъядерные живые клетки с достаточно крупными отверстиями в поперечных стенках.

4. Какую функцию выполняют клетки образовательной ткани?

Главная функция образовательной ткани — создание новых клеток и тканей. Клетки образовательной ткани всегда небольшие по размеру и с тонкими стенками, но с крупным ядром.

Подумайте

Чем можно объяснить особенности строения клеток каждой ткани?

Особенности строения клеток каждого вида тканей объясняются выполняемыми данными тканями функциями:

у покровных тканей, выполняющих защитную функцию, клетки отличаются толстыми и прочными оболочками;
у механических тканей, придающих растениям прочность, клетки сильно вытянутые и имеют вид волокон;
у проводящих тканей, предназначенных для транспортировки воды с растворёнными в ней питательными веществами, клетки напоминают трубки а поперечные межклеточные перегородки либо отсутствуют, либо имеют крупные отверстия;
у основных тканей, которые в основном занимаются выработкой и запасанием питательных и других веществ, клетки насыщены различными пластидами и прочими элементами;
у образовательных тканей, отвечающих за создание новых клеток и тканей, клетки маленькие, с тонкими оболочками и с крупным ядром.

Задания

Рассмотрите под микроскопом готовые микропрепараты различных растительных тканей, отметьте особенности строения их клеток. По результатам изучения микропрепаратов и текста параграфа заполните таблицу.

Название ткани

Особенности строения клеток

Словарик

Ткань — это совокупность клеток и межклеточного вещества, имеющих общее строение, общее происхождение и выполняющих определённую функцию.

Образовательная ткань — это ткань, которая отвечает за создание новых клеток и тканей.

Основная ткань — это ткань, которая отвечает за производство и запасание различных веществ.

Проводящая ткань — это ткань, главной функцией которой является транспортировка питательных и минеральных веществ от одной части растения к другой.

Механическая ткань — это ткань, обеспечивающая прочность растения.

Покровная ткань — это ткань, в функции которой входит защита растения от внешней среды.

Основная ткань растения предназначена для запасания и синтеза различных веществ, в том числе и питательных. Обычно этот вид ткани занимает всё пространство между проводящими, механическими и покровными тканями.

4. Что такое межклетники?

Пространства, которые возникают в тканях при разрушении, разъединении или отмирании части клеток, называют межклетники. Наличие таких свободных пространств позволяет улучшить газовый обмен как с окружающей средой, так и между клетками.

Лабораторные работы

Лабораторная работа: Строение кожицы листа

1. Возьмите кусочек листа кливии (амариллиса, пеларгонии, традесканции), надломите его и осторожно снимите с нижней стороны небольшой участок тонкой прозрачной кожицы. Приготовьте препарат так же, как препарат кожицы чешуи лука. Рассмотрите под микроскопом. (Можно использовать готовые препараты кожицы листа.)

Рассмотрим под микроскопом кусочек листа традесканции:

2. Найдите бесцветные клетки кожицы. Рассмотрите их форму и строение. На какие уже известные вам клетки они похожи?

Бесцветные клетки кожицы — это клетки неправильной формы плотно прилегающие друг к другу. Практически все пространство этих клеток занято прозрачной вакуолью с клеточным соком, а ядро оттеснено к оболочке клетки.

Бесцветные клетки кожицы листа традесканции похожи на бесцветные клетки чешуи лука. У них такое же строение, но немного другая форма.

3. Найдите устьичные клетки. Чем они отличаются от других клеток кожицы лука?

Устьичные клетки — это две замыкающие клетки, между которыми находится щель.

В отличие от других клеток кожицы лука в цитоплазме устьичных клеток находятся зелёные пластиды, которые называются хлоропласты.

4. Зарисуйте кожицу лука под микроскопом. Отдельно зарисуйте устьице. Сделайте подписи на рисунках.

Клетка кожицы лука (вверху) и устьице кожицы листа (внизу)

5. Сделайте вывод о значении кожицы листа.

Кожица листа — один из видов покровной ткани растения. Кожица предохраняет внутренние части листа от повреждений и от высыхания.

Лабораторная работа: Клеточное строение листа

1. Изучите готовые микропрепараты среза листа. Найдите клетки верхней и нижней кожицы, устьица.

Рассмотрим срез листа камелии

2. Рассмотрите клетки мякоти листа. Какую форму они имеют? Как расположены?

В верхней части внутренности листа клетки похожи на столбики, плотно прижатые друг у другу — это столбчатая ткань листа. В цитоплазме этих клеток особенно много хлоропластов.

В нижней части мякоти листа расположены более округлые клетки, неплотно прилегающие друг к другу — это губчатая ткань листа. В этих клетках хлоропластов меньше, а пространство между клетками заполнено воздухом.

3. Найдите на микропрепарате межклетники. Каково их значение?

Межклетники находятся в нижней губчатой ткани мякоти листа. Это пространство между клетками ткани, заполненное воздухом. Межклетники необходимы растениям для улучшения газообмена между клетками листа и окружающей средой. Кроме того в межклетниках могут находиться различные продукты выделительных тканей: эфирные масла, смолы и т.д.

4. Найдите проводящие пучки листа. Какими клетками они образованы? Какие функции выполняют? Сравните микропрепараты с рисунком учебника.

Проводящие пучки листа — это дилки листа, состоящие из сосудов, ситовидных трубок и волокон.

волокна придают листу прочность;
сосуды проводят воду и растворённые в ней минеральные вещества;
по ситовидным трубкам продвигаются растворы органических веществ.

5. Зарисуйте поперечный срез листа и сделайте подписи.

Вопросы в конце параграфа

1. Какие клетки образуют листовую пластинку?

Листовую пластину образуют три типа клеток:

клетки кожицы листа — покровная ткань;
клетки мякоти листа — основная ткань;
клетки жилки (проводящего пучка) листа — проводящая ткань.

2. Какое значение имеет кожица листа? Клетками какой ткани она образована?

Кожица листа предохраняют лист от повреждения и высыхания, а также обеспечивает проникновение в лист воздуха и испарение воды. Кожица образована из клеток покровной ткани.

3. Что такое устьица и где они расположены?

Устьица — это специальные клетки кожицы листа. Они образованы двумя парами замыкающих клеток, между которыми находится устьичная щель. Устьичная щель может находиться в закрытом состоянии либо в открытом. Через открытую щель в лист растения попадает воздух, а из листа испаряется вода.

Обычно устьица расположены на нижней стороне листовой пластины, но у водных растений устьица находятся только на верхней стороне листа.

4. Какое строение имеют клетки мякоти листа? К какому типу тканей они относятся?

Мякоть листа состоит из клеток двух типов ткани: столбчатой ткани и губчатой ткани.

Столбчатая ткань образована двумя-тремя рядами одинаковых по величине и вытянутых по форме клеток — столбиков. Они плотно прилегают друг к другу и не имеют межклеточного пространства. В цитоплазме клеток столбчатой ткани находится огромное количество хлоропластов.

Губчатая ткань мякоти листа состоит из округлых клеток или клеток неправильной формы. Они неплотно прилегают друг к другу и содержат значительно меньше хлоропластов, чем столбчатая ткань. Межклетники губчатой ткани заполнены воздухом.

И столбчатая, и губчатая ткань мякоти листа относятся к основной ткани растения.

5. В каких клетках листа особенно много хлоропластов?

Самое большое количество хлоропластов находится в столбчатой ткани мякоти листа.

Подумайте

Какую функцию выполняют проводящие пучки листа? Клетками каких тканей они образованы?

Проводящие пучки выполняют несколько функций:

придают листу прочность — за это отвечают волокна проводящего пучка;
транспортируют воду и растворённые в ней минеральные вещества — за это отвечают сосуды проводящего пучка;
проводят растворы органических веществ — за отвечают ситовидные трубки проводящего пучка.

Проводящий пучок состоит из механических и проводящих тканей.

Задания

1. Поместите две луковицы в банки с водой так, чтобы вода касалась их основания. Одну банку поставьте в тёмное место, а другую — в освещённое. Наблюдайте за ростом листьев. Как они различаются? Почему? Результаты наблюдений обсудите в классе.

Луковица, которую выращивали в освещенном месте, более развита:

стебли в 2,5 раза длиннее, чем стебли у растения, выращенного в темноте;
корневая система мощнее примерно в 10 раз, чем корневая систем у растения, выращенного в темноте.

Луковица, выращенная на свету, развита лучше потому, что любому растению для роста нужен свет. Если же растение ощущает недостаток солнечного света, то развиваться оно будет медленнее или вовсе зачахнет.

2. Изучите таблицу «Число устьиц у разных растений на 1 мм² поверхности листа». Проанализируйте число и расположение устьиц на верхней и нижней поверхности листьев у разных растений. Сделайте вывод и обсудите его с учащимися класса.

Основная часть устьиц большинства растений находятся на кожице нижней стороны листа. Причём у дуба, яблони и сливы, произрастающих во влажных и умеренно влажных местах, на верхней стороне листовой пластины устьиц нет вообще.

У растений произрастающих в недостаточно влажных местах (пшеница, овес, очиток, молодило) имеется достаточное количество устьиц и на нижней, и на верхней стороне листовой пластины. Причём, чем в более сухом месте они произрастают, тем больше устьиц находится на верхней стороне листа.

У растений плавающих на поверхности воды (кувшинка) устьиц на нижней стороне листа практически нет, но их очень много на верхней стороне листа.

растения, произрастающие во влажных местах имеют большее количество устьиц на каждом квадратном сантиметре листа, чем растения произрастающие в местах с недостаточным увлажнением;
у растений произрастающих в очень сухих местах количество устьиц на верхней и нижней стороне листа практически равно;
у растений, растущих на поверхности воды практически все устьица расположены на верхней стороне листа.

3. Учёные установили, что чем больше загрязнён воздух, тем меньше число устьиц. У листьев, собранных с деревьев, растущих в пригородах, где воздух относительно чистый, на единицу поверхности листа приходится в 10 раз больше устьиц, чем у листьев деревьев сильно загрязнённых промышленных районов. Какой вывод из этого можно сделать?

Все растения чутко приспосабливаются к условиям внешней среды в которых они произрастают. Поскольку поглощение грязного воздуха вредно не только для людей, но и для растений, то они сокращают количество устьиц и, тем самым, меньше поглощают вредных веществ из окружающей среды.

Число устьиц у разных растений на 1 мм² поверхности листа