细胞的原生质流动
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实验四 细胞的原生质流动
原生质流动是细胞的一种生命活动现象,普遍存在于生活的植物细胞中。但由于必须处于生活状态下才能看到,所以在观察时有一定困难。首先要求观察的材料必须是生活的,如果把细胞“切开”必然损伤细胞和周围组织;如果把细胞“打散”,则要用酸或碱溶液处理,都将影响细胞的生命;其次细胞质在光学显微镜下是无色透明的,使原生质流动现象不易观察。因此常用的材料为水生被子植物的沉水叶,其叶片大部分由两层细胞组成,而且细胞质中含有大量叶绿体,是观察原生质流动的理想材料。
(一)实验材料
观察原生质流动最方便、最常用的材料是黑藻(Hydrillaverticillata)。在我国各地区都有这种生活在淡水中的被子植物,易于采集,也易于在室内培养(放在玻璃缸中,只要温度适宜即可正常生活)。黑藻整个植物体浸没在水中,叶轮生,单叶长椭圆形,长6—10毫米、宽2—3毫米(图4—1)。观察时可自植株上取一片完整的叶片,截取时应注意尽可能地不损伤叶片。然后将它放在滴有水滴的载玻片上,加盖玻片。虽然这片叶子离开植株,受到一定的损伤,但在短时期内叶片的细胞还能维持正常生活。
(二)观察方法
先用肉眼或放大镜观察黑藻叶片的全貌。叶长椭圆形,边缘有疏齿,中间有一条主脉贯穿整个叶片(图4-1),其余部分由两层含有丰富叶绿体的细胞组成,整个叶片呈草绿色。
在显微镜下观察时,先在低倍物镜(10×物镜)下仔细观察叶片各部分的结构。认清叶脉、叶片和叶的边缘。特别要注意的是两层叶肉细胞之间常可看到有窄长形的管道,这就是细胞间隙。它是由细胞壁中层果胶质分解裂开形成的,在其中贮存着光合作用与呼吸作用过程中释放出来的气体,因而在显微镜下这些管道常呈黑色。在低倍物镜下选择那些看来含有叶绿体不多的细胞,移到视野中央,然后转换高倍物镜观察。黑藻叶片的细胞与洋葱鳞片表皮细胞相似,因都是生活的未经染色的细胞,其细胞壁为无色透明,因此与叶片表面平行的细胞壁看不出来。用转动细聚焦器的方法可以看出细胞的立体结构,但常因细胞间隙中有空气,影响对侧壁的观察。细胞内分布大量叶绿体,它们常将细胞内其它结构掩盖,特别是细胞核常被掩盖看不到。叶绿体为扁圆形,分布在细胞质中,这些细胞质被中央大液泡挤在细胞的周围。在显微镜下可以看到分布在上、下细胞壁(与叶片表面平行)附近的叶绿体为圆形,而分布在侧壁(与叶片表面垂直)附近的为椭圆形。这实际上是看到叶绿体的两个不同的面。在强光照耀下,大部分叶绿体分布在侧壁附近;在弱光下,大部分分散在上、下壁的附近。
在观察细胞结构的同时,会发现有些细胞内的叶绿体在不断地移动。它们常是沿着细胞的一侧向同一个方向移动,这就是原生质流动的现象。如果在观察的视野中看不到原生质流动,可用低倍物镜观察寻找有原生质流动的细胞(主要以叶绿体的移动来证实原生质流动)。如果还找不到,可换一片生长良好的叶片重新观察。
观察时应尽量利用调节细聚焦器,了解各“光切面”,建立细胞的立体结构概念。在观察细胞的同时,有时会发现一些圆形或其它形状的结构出现在细胞上,通过细聚焦器的调节可确定这些结构并不是在细胞内,而是在细胞的表面。这些可能是附着在叶片表面的原生动物或藻类。