هدف: رنگهای زیستی ، بدون اینکه اندامکهای یاخته را بی‌جان سازند، آنها را بطور انتخابی رنگ‌آمیزی می‌کنند. هدف آموزشی این کاوش این است که نهایتا بتوانیم انواع یاخته ها را با رنگ های زیستی رنگ آمیزی کنیم و به مشاهده و بررسی آن در زیر میکروسکوپ بپردازیم.

ایمنی اختصاصی:

1.     برای برداشتن رنگ از هر ظرف از سواپ های مختلف استفاده می کنیم.

2.     سه قطره ی روی لام با هم مخلوط نشود. 

تئوری آزمایش:

اجزای مختلف یاخته زنده به علت دارا بودن اختلاف غلظت و ضریب شکست بسیار کم به هنگام جذب طیف نور مرئی ، به قدر کافی کنتراست یا اختلاف میزان نور از خودشان نمی‌دهند.به همین دلیل برای مشاهده یاخته آنها را با رنگ های زیستی رنگ آمیزی می کنیم.

یکی از اصول و روش های مطالعه سلول های گیاهی و جانوری استفاده از متد رنگ آمیزی است.با

استفاده از رنگ های مختلف زیستی می توانیم اجزا و ارگانرهای مختلف سلول را رنگ آمیزی کنیم.

اساس و پایه رنگ آمیزی ترکیب مولکول های ماده رنگی مورد نظر با مولکول های اندام یا اجزای هدف

می باشد.تعدادی از مواد رنگی به صورت رنگ عمومی کاربرد دارد و برخی از رنگ ها مثل سبز ژانوس

رنگ اختصاصی میتوکندری و یا قرمز خنثی برای رنگ آمیزی واکوئل است.رنگ های زیستی به رنگ هایی

اطلاق می شود که هیچ گونه اثر سوئی در سلول های زنده نداشته باشد.

یک تعداد از رنگ های مورد استفاده رنگ های اسیدی و یک عده دیگر جز رنگ های بازی است که این

مواد هم با قسمت های آنیونی و کاتیونی غشای اندامک ها ترکیب می شوند و موجب رنگی شدن آن

 دیواره ها می شوند.

تک یاختگان:

تک‌‌یاختگان گروهی از موجودات زنده یوکاریوت هستند که پیکرشان تنها از یک یاخته تشکیل شده است و فعالیتهای زیستی مختلف این موجودات توسط بخشهای اختصاص یافته‌ای از پروتوپلاسم به نام اندامهای یاخته‌ای انجام می‌شود این بخشها مشابه اندامهای موجودات پر‌یاخته‌ای عمل می‌کنند. از این رو یک تک‌یاخته‌ای ، برخلاف یاخته‌های پریاختگان که وابسته به یاخته‌های دیگرند، موجود کامل و مستقلی است که تمام فعالیتهای زیستی یک پر‌یاخته‌ای را نظیر حرکت ، شکار طعمه ، گوارش ، تکثیر و غیره انجام می‌دهد.

مشخصات تک یاخته‌ها

اندازه

بطور کلی ، تک‌یاختگان بسیار ریز و میکروسکوپی هستند اکثرا بطور منفرد و گاهی بصورت کلنی دیده می‌شوند.

اندامهای حرکتی

از مهمترین خصوصیات تک‌یاختگان داشتن اندامکهای حرکتی ، مانند پاهای کاذب ، تاژکها و مژکها است و تقسیم آنها به چهار رده اصلی تاژکداران ، مژکداران ، ((ریشه‌پایان)) و اسپورداران بیشتر بر اساس همین زواید حرکتی آنهاست پاهای کاذب ، زواید سیتوپلاسمی موقتی هستند که در برخی از تک‌یاختگان فاقد پوشش سخت شکل می‌گیرند و حرکتی به نام آمیبی را در آنها باعث می‌شوند این نوع حرکت در گروهی از ریشه‌پایان ، مانند آمیب‌ها و بعضی از یاخته‌های جانوری نظیر گویچه‌های سفید خون ، یاخته‌های جنسی ، یاخته‌های کشت بافت و در برخی از قارچها دیده می‌شود.

تاژکها و مژکها ، که زواید دایمی حرکتی تک‌‌یاختگان‌اند، ساختاری کاملا مشابه دارند و از تعدادی میکروتوبول با نظمی خاص تشکیل یافته‌اند. تفاوت تاژکها و مژکها در طول و تعداد آنهاست. اگر طولشان کم تعدادشان زیاد باشد مژک و چنانچه دراز و به تعداد محدود باشند تاژک خوانده می‌شوند. حرکت تاژکها به صورت موجی و از راس به طرف قاعده تاژک و یا برعکس است در حالیکه حرکت مژکها به صورت پارویی است. انجام حرکات آمیبی و تاژکی و مژکی ، بستگی به حضور ATP و یون کلسیم با غلظت مناسب در مورد حرکت آمیبی در محیط دارد.

واکوئلهای دفعی و گوارشی

بسیاری از تک‌یاختگان دارای حفره‌ا‌ی جهت دفع آب و بعضی مواد زاید هستند به نام واکوئل دفعی یا انقباضی که به تناوب منقبض شده و محتویات آبگون خود را به بیرون می‌ریزد. در مژکداران خروج محتویات این واکوئل از سوراخ خاص موجود در پلیکل صورت می‌گیرد. واکوئلهای انقباضی معمولا تک‌یاختگان آب شیرین که سیتوپلاسم آنها نسبت به محیط آبی اطراف هیپرتونیک است دیده می‌شوند و در بعضی از گونه‌های دریایی نیز دیده شده‌اند. در تک‌یاختگانی که تغذیه جانوری دارند حفرات یا واکوئلهایی دیده می‌شوند به نام واکوئلهای گوارشی یا غذایی که ذرات غذایی در آنها معلق‌اند.
این واکوئلها همراه با جریان سیتوپلاسمی یا سیلکوز در داخل سیتوپلاسم جابجا می‌شوند. در اکثر مژکداران هولوزوئیک ، واکوئلهای گوارشی در انتهای کانال یا معبری به نام حلق یاخته‌ای قرار دارند. قبل از حلق ، دهان یاخته‌ای وجود دارد که در مژکداران عالی فضایی به نام فضای پیش دهانی قبل از آن دیده می‌شود. ضربان مژه‌های موجود در این فضای پیش دهانی موجب جریان یافتن آب همراه با ذرات غذایی به داخل دهان ، حلق یاخته‌ای و سپس واکوئلهای گوارشی می‌شود.

هسته

در تک‌یاختگان بسیار متنوع‌اند، هسته به شکلها و اندازه‌ها و با ساختارهای مختلف دیده می‌شود. بیشتر تک‌یاختگان یک هسته دارند در حالی که بعضی از آنها ممکن است در تمام یا بخشی از زندگی خود بیش از یک هسته داشته باشند. در مژکداران دو نوع هسته وجود دارد: یکی هسته بزرگ (پلی‌پلوئیدی) به تعداد یک عدد و به شکلهای مختلف و دیگری هسته کوچک (دیپلوئیدی و در ارتباط با فعالیتهای تولید مثلی) که تعداد آن در یک یاخته ممکن است از یک تا 80 عدد تغییر کند.

سیتوپلاسم

سیتوپلاسم در اکثر تک‌یاختگان به دو بخش بیرونی (اکتودرم) و درونی (آندوپلاسم) متمایز می‌شود. اکتوپلاسم در ریشه‌پایان شفاف ، یکنواخت ، بدون دانه و ژله مانند است در حالی که آندوپلاسم دانه‌دار و آبگون است.تغییر حالت ژله‌ای اکتوپلاسم به حالت آبگونه‌ای آندوپلاسم و بالعکس در ایجاد پاهای کاذب برای برای حرکت آمیبی موثر است در مژکداران ، اکتوپلاسم بخش دایمی و مشخص و حاوی اندامکهای گوناگون است.

تک‌یاختگان گیاهی

تک‌یاختگان گیاهی به فراوانی تک‌یاختگان جانوری نیستند و اختصاصات بارز و متنوع آنها را ندارند. ویژگی مهمی که فقط در تک‌یاختگان گیاهی (تاژکداران گیاهی) دیده می‌شود وجود یک یا چند اندامک محتوی کلروفیل و کاروتنوئید به نام کروماتوفور است این اندامکها در تغذیه هولوفیتیک دخالت دارند و به همین دلیل تاژکداران گیاهی را جز جلبکهای سبز به شمار می‌آورند. تک‌یاختگان حاوی کروماتورفور معمولا دارای یک لکه چشمی یا استیگما هستند که بخشی فنجانی شکل و حاوی رنگیزه‌های کاروتنوئید است و به رنگهای سرخ و قهوه‌ای دیده می‌شود.

لکه چشمی ، بلکه غالبا در بخش پیشین جسم یاخته و در زیر تاژک قرار دارد به عنوان اندامک حساس به نور و در بعضی از تاژکداران به عنوان مشخص کننده جهت حرکت عمل می‌کند. از میان تک‌یاختگان گیاهی دیاتوم‌ها و مخمرها در آبها و محیط اطراف ما فراوانترند و مشاهده آنها نیز آسانتر است دیاتوم‌ها از جلبکهای سبز- زرد هستند که بسیاری ازآنها تک‌یاخته‌اند و مخمرها از قارچهای تک‌یاخته‌ای محسوب می‌شوند که به اشکال مختلف در مواد غذایی مانند خمیر نان ، ماست سرکه و غیره دیده می‌شوند.

تک یاختگان جانوری

تاژکداران

ابتدایی‌ترین اعضای این گروه تاژکداران جانوری هستند که معمولا زندگی آزاد داشته و هولوتروف هستند و به جلبکهای تاژکدار بی‌رنگ شباهتی بسیار دارند. تاژک این قبیل پروتوزوئرها جریانی در آب پدید می‌آورد که غذا را به سوی سلول می‌راند. تاژکداران جانورانی ابتدایی و آزاد و بدون تردید خاستگاه بسیاری از صورتهای دارای زندگی همزیستی امروزی هستند. مثلا گونه‌های مختلف تریپونوزوما به صورت انگل در سلولهای خون و لنف مهره‌داران مختلف به سر می‌برند. ترکونمفا همزیست دیگری است که چوب را در لوله گوارش موریانه هضم می‌کند.

آمیبیها

آمیبیها توسط پاهای کاذب حرکت و تغذیه می‌کنند. هلیوزوآها که بیشتر ساکن آب شیرین هستند انواعی هستند که در آنها پاهای کاذب متعدد و دائمی همانند اشعه خورشید از اطراف سلول خارج می‌شوند. شعاعیان پلانکتونی نیز ظاهر مشابه دارند. در گروه دیگری از آمیبیها پاهای کاذب از درون حمایت نمی‌شوند بنابراین آزادانه جریان می‌یابند و تغییر شکل می‌دهند. معروف‌ترین نمونه این گروه آمیب معمولی است که آمیبا پروتئوس است. یکی از وابستگان نزدیک و انگل این گروه آنتامبا هیستولیتیکا است که مولد اسهال خونی در انسان می‌باشد.

هاگداران

هاگداران انگل چرخه زندگی پیچیده‌ای دارند. این چرخه شامل مراحل تشکیل هاگ است. یک هاگدار تک سلولی می‌تواند تقسیم چند تایی بیابد و بطور همزمان تعدادی سلول کوچکتر حاصل آورد. هر کدام از سلولهای حاصل هاگی است که یک هسته دارد که و پس از آنکه چنین سلولی به عنوان انگل بالغ در بدن یک میزبات مستقر شد، چند هسته‌ای می‌شود و خود را برای انجام تقسیم چند تایی دیگری آماده می‌سازد. پلاسمودیوم معروف‌ترین هاگداران است و گونه‌های مختلف آن در پستانداران و پرندگان ایجاد بیماری مالاریا می‌کنند.

مژکداران

مژکداران پیچیده‌ترین و ظریف‌ترین و در عین حال صاحب گوناگون‌ترین سلولهای تخصص یافته در میان اقسام سلولهای شناخته شده‌اند. این جانداران توسط مژکهایی حرکت و تغذیه می‌کنند که در بیشتر موارد روی ردیفهای منظم واقعند. بیشتر مژکداران از قبیل پارامسی دارای حلقی همیشگی هستند. مژکداران چند هسته‌ای هستند. تعداد قابل توجهی از مژکداران زندگی همزیستی دارند و بیشتر اقسام آزاد متحرک می‌باشند. چند گروه ثابت هم در میان آنها وجود دارد که ورتیسل از آن جمله است.

وسایل آزمایش:

1.     سه عدد شیشه ساعت حاوی رنگ های : متیلن بلو(رنگ زیستی)- کارمن زاجی(غیر زیستی)- لوگل(رنگ زیستی)

2.     نمونه حاوی تک یاخته

3.     لام و لامل

4.     سواپ

5.     میکروسکوپ

روش انجام آزمایش:

در هر سه  شیشه ساعت حاوی نمونه آب کاه که حاوی تک یاختگان است، یه قطره رنگ میریزیم.

سپس توسط سه سواپ مجزا از هر شیشه ساعت دو قطره نمونه روی یک لام میریزیم و پس از پوشاندن آن توسط لامل ، زیر میکروسکوپ تک یاختگان را مشاهده می کنیم.

رنگ های متیلن بلو و لوگل که به ترتیب به رنگ آبی و زرد مشاهده می شوند جزو رنگ های زیستی هستند و رنگ کارمن زاجی که قرمز رنگ است جزو رنگ های غیر زیستی است.

تک یاختگان مشاهده شده در زیر میکروسکوپ عبارتند از: دیاتوم، آمیب و پارامسی

سوال:

·        آیا همه جلبک ها اتوتروف هستند؟

 بله همه جلبک ها اتوتروف هستند!

·        اندامک هایی همچون میتوکندری و واکوئل و ... هریک توسط کدام رنگ زیستی به طور انتخابی رنگ آمیزی می گردند؟

میتوکندری توسط رنگ سبز ژانوس

واکوئل توسط رنگ قرمز خنثی