Лабораторна работа № 5
Тема: ОСНОВНІ БІОПОЛІМЕРИ ТА ЇХ
ЛОКАЛІЗАЦІЯ В КЛІТИНІ
Мета роботи: ознайомитися з основними хімічними групами біополімерів та їх локалізацією в клітині.
Матеріали і обладнання: мікроскопи, мікропрепарати “Жирові включення в клітинах печінки аксолотля”, “Жовточні включення в бластомерах амфібії”, “Гранули зимо гена в клітинах підшлункової залози пацюка”, “Пігментні включення в хроматофорах шкіри пуголовка”, “Включення глікогену в клітинах печінки аксолотля”, демонстраційні таблиці.
Контрольні питання
1. Охарактеризуйте біологічну роль вуглеводів.
2. Які структурні особливості вуглеводів забезпечують велике різноманіття полісахаридів?
3. Як будова вуглеводів пов’язана з їх біологічними функціями?
4. Де в клітині синтезуються і розщеплюються жири?
5. В чому особливості будови і властивостей молекули жиру і як ці особливості визначають найбільш важливі їх біологічні функції?
6. Які особливості хімічної будови мають білки?
7. Які характеристики живого ви пов’язали б з властивостями білків? Чим обумовлені різні біологічні властивості білків?
8. Дайте характеристику основним етапам біосинтезу білків.
9. Що таке нуклеїнові кислоти? Які функції в клітині вони виконують?
10. Назвіть риси схожості і відмінності між білками і нуклеїновими кислотами. Вкажіть відмінності в будові ДНК і РНК.
11. Охарактеризуйте структуру і процес синтезу АТФ.
Завдання 1. Записати до цитологічного словника нові терміни та вивчити їх зміст: цитохімія, біополімери, пептиди, денатурація, ренатурація, радикал, аміногрупа, водневий зв’язок, ковалентний зв’язок, глікозидний зв’язок, поліпептидний ланцюг, мономер, колоїдна система.
Завдання 2. Розгляньте препарат включень глікогену в клітинах печінки аксолотля.
Глікоген (тваринний крохмаль) – полісахарид, основний запасний вуглевод організму тварин і людини. За рахунок розщеплювання глікогену вивільняється енергія, необхідна для дихання та інших процесів клітинного метаболізму. Особливо багато його в печінці (до 20% сирої маси), в м’язах (до 4%) та нейронах. Надзвичайно великі запаси глікогену характерні для ендопаразитів – гельмінтів і найпростіших. Він також виявлений в деяких бактеріях, дріжджах і грибах.
Молекула глікогену побудована з залишків глюкози, з’єднаних глікозидними зв’язками.
Перед приготуванням мікропрепарату була проведена цитохімічна реакція (обробка фуксин-сірчистою кислотою (реактивом Шиффа)) і в клітинах паренхіми печінки глікоген має вигляд гранул, забарвлених в червоно-фіолетовий колір. Ці гранули розташовані по всій цитоплазмі клітини. Опис препарату міститься в практикумі (Ченцов, препарат 153, стор. 252).
Зарисуйте укочення глікогену в печінці аксолотля в робочий альбом.
В практикумі розгляньте електронну фотографію включень глікогену (Ченцов, рис. 154, стор. 252).
Завдання 3. Розгляньте препарат жирових включень в клітинах печінки аксолотля.
Жир в різних клітинах накопичується в різних клітинах організму. Велика кількість жирових включень відкладається в клітинах печінки, жирових клітинах сполучної тканини, чимало жирових крапель в цитоплазмі найпростіших, наприклад інфузорій. Процес відкладання жирів не пов’язаний з будь-якими органоїдами клітинами; вони відкладаються в основній речовині цитоплазми. Часто значна кількість жирових включень відкладається в клітинах внаслідок патологічних процесів (наприклад, при жировому переродженні печінки, серцевого м’яза та ін.).
На мікропрепараті, після цитохімічної реакції (обробка тканини чотирьохокисом осмію) видно, що в цитоплазмі гепатоцитів локалізуються чорні (після адсорбції осмію) жирові краплі. Ці краплі різного розмру, їх кількість також варіює. Опис препарату міститься в практикумі (Ченцов, препарат 151, стор. 250).
Зарисуйте жирові включення в гепатоцитах в робочий альбом.
В практикумі розгляньте електронну фотографію жирових включень (Ченцов, рис. 152, стор. 251).
Завдання 4. Розгляньте мікропрепарат зимогену в клітинах підшлункової залози щура.
Зимоген – фермент - секрет білкової природи. В підшлунковій залозі є два відділи: зовнішньосекреторний і внутрішньосекреторний, або острівків. Фермент виробляється першим з них.
Мікропрепарат являє собою зріз через кінцевий відділ зовнішньосекреторної частини залози. Клітини конічної форми, ядро дещо здвигнуте від центра до однієї з сторін клітини, базальної ділянки. Ця частина більш розширена, апікальна – більш звужена. В апікальній частині видні зерна зимогену. Вони забарвлені в червоний колір. Секрет знаходиться в різних стадіях формування. Є зерна прозимогену, які забарвлені в зелений колір. Кількість секрету в клітинах різна, особливо багато зерен зимогену в стадії, яка передує його виділенню. В тих клітинах, де зимоген тільки починає утворюватися, він рівномірно розподілений в клітині. Коли секрету накопичується багато, він зосереджується біля апікального кінця, при цьому сильно відтісняючи ядро до базальної мембрани. Це секрет, що готується до евакуювання з клітини.
Опис препарату міститься в практикумі (Новиков, Святенко, препарат 15, стор. 25).
Зарисуйте зерна зимогену в робочий альбом.
Завдання 5. Розгляньте мікропрепарат білкових включень – жовточних пластинок в бластомерах яйця тритона.
Білкові включення трапляються в клітині рідше, ніж жири та полісахариди. На білкові гранули багата цитоплазма яйцевих клітин, де вони мають форму пластинок, кульок, дисків, паличок, що утворюють кристалоподібні структури. Білкові включення трапляються в гепатоцитах хребетних тварин, а також у клітина найпростіших, наприклад у інфузорій іхтіофтиріус, які паразитують на шкірі риб. У рослинних клітинах білкову природу мають алейронові зерна.
На мікропрепараті ядра клітин округлі або овальні, забарвлені сафраніном в червоний колір. Цитоплазма майже безкольорова, тому контури клітин краще помітні при затемненні поля зору. Жовточні пластинки забарвлені в яскраво-жовтий колір. Розмір жовточних пластинок варіює, бо вони поступово розчиняються, будучи енергетичним джерелом для ембріонних клітин. Тоді можна бачити як навколо жовточних пластин утворюється світла зона; це вакуоль, яка виникає в зв’язку з розчиненням в цитоплазмі жовточної пластинки.
Опис препарату міститься в практикумі (Новиков, Святенко, препарат 14, стор. 24).
Жовточні включення зарисуйте в робочий альбом.
Завдання 6. Пігментні клітини-меланофори в клітинах шкіри пуголовка.
Пігмент меланін забарвлює шкіру пуголовка в захисний темний колір і міститься в клітинах – меланофорах.
На препараті при малому збільшенні помітні меланофори крупні пігментні клітини з відростками. При великому збільшенні в цитоплазмі тіл і відростків можна побачити значну кількість глибок меланіну, які маскують ядра цих клітин.
Завдання 7. Самостійно заповніть таблицю:
| Назва | Локалізація в клітині | Особливості структури молекули | Мономерні одиниці | Найважливіші хімічні властивості | Біологічна роль в клітині |
| Білки Жири Глюкопротеїди Ліпопротеїди Фосфоліпіди Крохмаль Глікоген Хітин Муреїн ДНК РНК АТФ |
