Препарат № 22. Непрямое деление. Клетки корешка лука (рис. 21)
Препарат изучают с целью ознакомления с процессом кариокинетического деления (митоза) растительной клетки.
Для получения корешков лука надо поместить луковицу в банку с водой таким образом, чтобы нижняя треть луковицы была погружена в воду. Через несколько дней отрастают небольшие корешки, годные для фиксации.
Кончик корешка лука фиксируют либо осмием по Макарову, либо смесью Сан-Феличе или Буэна. Делают продольные срезы толщиной 4-5 μ. Окрашивают железным гематоксилином.
При малом увеличении микроскопа можно видеть, что корешок состоит из трех резко различающихся основных зон. Самая концевая часть образована чехликом, на поверхности которого расположены отмирающие и слущивающиеся клетки. Чехлик прикрывает собой верхушку корня, называемую точкой роста; за ней следует собственно корень с клетками, вытянутыми по длинной оси корешка. Деление клеток происходит только во второй зоне - в точке роста корня.
Рассматривать препарат нужно при большом увеличении. В поле зрения всегда будут видны неделящиеся клетки и клетки на разных стадиях деления. Медленно передвигая препарат под микроскопом, можно найти все стадии митоза. Их надо изучить и зарисовать в порядке последовательности прохождения фаз митоза в живой клетке.
Фиксация по Макарову. Хорошие результаты получаются после фиксации по Макарову - четырехокисным осмием. Окрашивают железным гематоксилином.
35
Неделящиеся клетки имеют четырехугольную форму и окружены темными, хорошо заметными оболочками; они содержат
Рис. 21. Митоз. Клетки корешка лука. А - фиксация по методу Макарова. I - неделящаяся клетка; II - IV - последовательные этапы профазы; V, VI-метафаза; VII - анафаза; VIII - телофаза. Б - фиксация смесью Сан-Феличе. I - IV - последовательные этапы профазы (увеличение - ок. 10, об. 40):
1 - ядро с ядрышком, 2 -хроматин, 3-хромосомы, 4-веретено деления
круглые или овальные ядра с одним или двумя небольшими округлыми, интенсивно окрашивающимися ядрышками. Все остальное содержимое ядра совершенно однородно, окрашено в серый цвет и в нем незаметно никаких плотных структур,
36
В начале деления, на стадии, называемой профазой, в ядре видны мелкие зерна хроматина. Затем зерна увеличиваются и располагаются четкообразно. Вещество ядра, находящееся между зернами, представляет собой ядерный сок. В поздней профазе зерна сливаются, образуя зубчатые вязкие тяжи. Далее они уплотняются, их контуры сглаживаются, и с этого момента перед нами уже вполне сформированные хромосомы. В конце профазы происходит растворение ядерной оболочки и ядрышка и хромосомы оказываются лежащими непосредственно в цитоплазме.
Хромосомы передвигаются в центр клетки, и одновременно с этим в цитоплазме появляются тонкие нити, сходящиеся на полюсах клетки. Это веретено-ахроматиновый аппарат клетки. По нитям веретена в дальнейшем произойдет передвижение хромосом. Веретено на препарате корешка лука плохо заметно- нити обычно выявляются нечетко. Следует обратить внимание на то, что у всех высших растений отсутствуют центриоли и веретено строится без участия клеточного центра.
В следующей стадии, называемой метафазой, хромосомы располагаются по экватору веретена, отличаясь на этой стадии большой плотностью и определенностью формы - они имеют вид толстых изогнутых палочек. Если смотреть на клетку сбоку, то хромосомы образуют пластинку (экваториальная пластинка); если же смотреть на клетку со стороны полюса веретена, они образуют фигуру звезды (материнская звезда). В метафазепроисходит удвоение числа хромосом.
Следующая стадия - анафаза - характеризуется тем, что хромосомы, прикрепляясь к нитям веретена, передвигаются к полюсам клетки. Можно подобрать ряд клеток, в которых хромосомы находятся на различном расстоянии от экватора.
Достигнув полюса, хромосомы теряют определенность своего контура и на них можно разглядеть мелкие зубчатые выросты. Вероятно, это связано с резким изменением их физико-химических свойств, в частности со значительным увеличением вязкости. Эта стадия называется телофазой. Здесь хромосомы постепенно распадаются, их вещество диспергируется до коллоидных размеров, возникает ядерная оболочка и ядрышко, и в результате, образуются два новых ядра.
В Начале телофазы исчезают нити веретена, и на экваторе появляется перегородка, которая разделяет клетку на две части.
Фиксация смесью Сан-Феличе или Буэна. Неделящаяся клетка содержит ядра с небольшими глыбками хроматина. В ядре лежит одно, реже два черных ядрышка. Легко отличить первую стадию - профазу. Она характеризуется тем, что хроматин ядра собирается в клубок тонких, сильно переплетенных нитей. На
37
стадии ранней профазы хорошо заметны ядрышко и ядерная оболочка. В поздней профазе исчезает ядерная оболочка, растворяется ядрышко, укорачиваются и утолщаются нити хроматина, которые оказываются рассеянными в центральной зоне протоплазмы (рис. 21 Б).
Метафазу можно опознать по тому, что хроматиновые нити укоротились и превратились в хромосомы, располагающиеся на экваторе клетки и образующие так называемую экваториальную пластинку. Одновременно с этим появляется веретено - ахроматиновый аппарат. Веретено состоит из очень тонких нитей, сходящихся на полюсах клетки. По этим нитям в дальнейшем произойдет движение хромосом. Веретено в клетках корешка лука плохо заметно.
В метафазе удваивается число хромосом. В следующей фазе- анафазе - хромосомы, прикасаясь к нитям веретена, передвигаются к полюсам клетки. На срезе всегда можно найти ранние и поздние анафазы, которые отличаются разным расстоянием хромосом от экватора клетки. Для стадии телофазы характерны очень темные скопления хроматина у полюсов клетки. В это время хромосомы теряют свои очертания и затем возникают новые ядра. В клетке появляется перегородка, которая разделяет ее на две части.
38