Работа 1. Определение жаростойкости растений (по Ф.Ф.Мацкову)

Цель: оценить жаростойкость различных видов растений.

Объекты, реактивы и оборудование: свежие листья различных растений; 0,2н. НCl; водяная баня; термометр; пинцет; чашки Петри (5шт.); стакан с водой; карандаш по стеклу.

 

Краткие сведения

Если подвергнуть лист действию высокой температуры, а затем погрузить в слабый раствор соляной кислоты, то поврежденные и мертвые клетки побуреют вследствие свободного проникновения в них кислоты, которая вызовет превращение хлорофилла в феофитин, тогда как неповрежденные клетки останутся зелеными. У растений с кислым клеточным соком феофитинизация может произойти и без обработки соляной кислотой, так как при нарушении полупроницаемости тонопласта органические кислоты проникают из клеточного сока в цитоплазму и вытесняют магний из молекулы хлорофилла.

 

 

Ход работы

 

 

Нагреть водяную баню до 40^оС, погрузить в нее по 5 листьев исследуемых растений и выдержать листья в воде в течение 30 мин, поддерживая температуру на уровне 40^оС. Затем взять первую пробу, вынуть по одному листу каждого вида растений и поместить их в чашку Петри с холодной водой (на чашке сделать соответствующую надпись). Поднять температуру в водяной бане до 50^оС, через 10 мин после этого извлечь из бани еще по одному листу и перенести их в новую чашку Петри с холодной водой. Постепенно довести температуру до 80^оС, отбирая пробы через каждые 10 мин при повышении температуры на 10^оС.

Заменить (одновременно) воду в чашках на 0,2н НCl и через 20 мин учесть степень повреждения листа по количеству появившихся бурых пятен. Результаты исследования разных объектов записать в таблицу, обозначив отсутствие побурения знаком минус, слабое побурение ^___ +, побурение более 50% площади листа ^___ ++, и сплошное побурение ^___ +++.

 

Полученные данные записать в табл. 1.

Таблица 1

 

Растение	Степень повреждения листьев при t,^0С

Сделать выводы о степени жаростойкости исследованных растений.

 

Работа 2. Влияние сахарозы на морозоустойчивость растительных клеток

Цель: выяснить значение различных концентрации сахарозы как фактора, повышающего устойчивость к низким температурам.

 

Объекты, реактивы и оборудование: корнеплод красной свеклы; растворы сахарозы 0,5 и 1 М; 8%-ный раствор NaCl в капельнице; снег или толченый лед; поваренная соль; термометр до 25^оС; пинцет; нож; пробочное сверло диаметром 5-6 мм; лезвие бритвы; микроскоп; предметные и покровный стекла; фарфоровая чашка; пробирки; шпатель; штативы для пробирок; фильтровальная бумага; карандаш по стеклу.

 

Краткие сведения

При замерзании растительных тканей в межклетниках образуются кристаллы льда, которые оттягивают воду от клеток. Если цитоплазма недостаточно морозоустойчива, то она, не выдержав обезвоживания, а также механического давления кристаллов льда, коагулирует, а мембраны утрачивают полупроницаемость.

Кристаллы льда, образующиеся непосредственно в клетках, оказывают механическое воздействие, в результате нарушается внутренняя структура протоплазмы, резко повышается ее проницаемость, а при длительной экспозиции на морозе наступает отмирание. Скорость отмирания протоплазмы клеток зависит как от температуры и времени экспозиции, так и от водоудерживающей способности самой клетки. Увеличение количества растворимых сахаров в зимующих органах растений повышает водоудерживающую способность тканей, предохраняет белковые вещества от свертывания при промораживании.

Таким образом, морозоустойчивость клеток может быть повышена защитными веществами, среди которых важная роль принадлежит сахарозе и другим олигосахаридам.

 

Ход работы

Вырезать из свежего (тургесцентного) корнеплода красной свеклы пластинку толщиной около 5мм, из которой сделать 9-12 высечек с помощью пробочного сверла (диаметр сверла должен быть меньше диаметра пробирок). Поместить высечки в фарфоровую чашку и тщательно промыть водопроводной водой до полного удаления сока, вытекшего из поврежденных клеток. Перенести одинаковое количество высечек в 3 пробирки, снабженные этикетками. В 1-ю пробирку налить на ¼ воды, во 2-ую ^__ столько же 0,5 М раствора сахарозы, в 3-ю ^__ 1 М раствора сахарозы.

Приготовить охладительную смесь: к трем частям снега или толченого льда добавить одну часть поваренной соли (по объему) и тщательно перемешать шпателем или лопаткой. Проверить температуру смеси, которая должна быть около ^__ 20^о С. Погрузить все пробирки в охладительную смесь на 15-20 мин, после чего поставить в стакан с водой комнатной температуры.

После полного оттаивания отметить окраску жидкости в пробирках и окраску высечек. Встряхнуть пробирки и определить оптическую плотность раствора на спектрофотометре при λ 540 нм или на ФЭКе при зеленом светофильтре. Результаты занести в таблицу 1.

 

Таблица 1

Вариант опыта	Окраска наружного раствора	Оптическая плотность
Вода
Сахароза 0,5 М
Сахароза 1,0 М

Сделать вывод об особенностях проницаемости растительных клеток под влиянием низких температур в зависимости от варианта опыта.

 

Проверить жизнеспособность клеток, для чего приготовить из высечек тонкие срезы, поместить их на предметные стекла в капли 8%-ного (гипертонического) раствора NaCl и закрыть покровными стеклами. Через 20 мин рассмотреть в микроскоп не менее трех полей зрения и подсчитать процент плазмолизированных клеток.

Результаты записать в таблицу 1.

Таблица 1

Вариант опыта	Окраска наружного раствора	Окраска высечек	Количество плазмолизированных клеток, %
Вода Сахароза 0,5 М Сахароза 1,0 М

 

В выводах объяснить различия между вариантами опыта, отметив значение сахарозы как защитного вещества.