Тема III. Фотосинтез – автотрофний шлях одержання клітиною енергії

Для живих організмів Землі основним джерелом енергії є сонячне світло, завдяки якому прямо чи опосередковано задовольняються їхні енергетичні потреби.

Організми, здатні синтезувати органічні речовини з неорганічних, називають автотрофами. Ті з них які для цих процесів використовують енергію світла називають фототрофами.

До фототрофних організмів належать зелені рослини, ціанобактерії, деякі одноклітинні тварини. Енергію світла ці організми використовують для забезпечення власних процесів життєдіяльності або накопичують її у вигляді енергії хімічних зв’язків синтезованих сполук.

 

Лабораторна робота №6

ВИВЧЕННЯ ПОГЛИНАННЯ ЛИСТКАМИ СО₂ І ВИДІЛЕННЯ О₂ ПІД ДІЄЮ СВІТЛА

Мета роботи: дослідити процес поглинання та виділення листками вуглекислого газу.

 

Короткі теоретичні відомості

Фотосинтезом називають процес синтезу органічних сполук, який іде із використанням променистої енергії сонця за участю хлорофілу. Цей складний і багатоступінчастий процес розпочинається з поглинання квантів світла молекулою хлорофілу. Зелений колір хлорофілу зумовлений поглинанням червоних і фіолетових променів сонячного світла. З моменту поглинання сонячного світла хлорофілом розпочинається світлова фаза фотосинтезу. Для світлової стадії фотосинтезу характерне перетворення енергії – збудження електронів хлорофілу, фотоліз води, утворення АТФ і відновлення НАДФ. Потім настає темнова стадія фотосинтезу, для якої світло не потрібне. При наявності вуглекислоти та енергії АТФ, що утворилися при світлових реакціях, відбувається приєднання водню до СО₂, який знаходиться у хлоропласті, із зовнішнього середовища. Через ряд послідовних реакцій за участю специфічних ферментів утворюються різноманітні сполуки, серед яких перше місце посідають вуглеводи. Процес фотосинтезу виражається сумарним рівнянням:

6 СО₂ + 6Н ₂О ® С₆Н₁₂О₆ + 6О₂

Матеріали й реактиви

Водяна рослина (елодея), кристалічний NaHCO₃, вода, вода кип’ячена охолоджена.

Обладнання

Хімічні склянки об’ємом 100-200 мл, скляні лійки діаметром, рівним діаметру склянок, пробірки, джерело освітлення, скальпель.

Хід роботи

Декілька гілочок елодеї помістити у наповнену водою широку склянку зрізами доверху і накрити їх лійкою. Потім взяти пробірку з водою, затиснути отвір великим пальцем і накрити під водою носик лійки. У воду покласти трохи (на кінчику скальпеля) NaHCO₃, який служить джерелом вуглекислого газу:

2NaHCO₃ «Na₂CO₃ + СО₂ + Н₂О

Склянку з пробіркою та рослиною поставити під джерело світла (сонячне або яскравої електролампи). Асиміляцію буде видно по виділенню пухирців газу, котрий буде збиратися у пробірці і витісняти воду. Згідно основному рівнянню асиміляції виділяється кисень:

6СО₂ + 6Н₂О = C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Для того, щоб впевнитися у цьому, треба обережно зняти під водою пробірку з лійки, затиснувши отвір великим пальцем, витягнути пробірку з води, перевернути і піднести тліючу лучину. Завдяки присутності кисню вона запалає яскравим полум’ям.

Далі з’ясуємо, чи виділяється СО₂ в темноті. Для цього приготовлену склянку з гілочками елодеї, пробіркою і водою поставити в темне місце. Пухирці газу не виділяються. Це значить, що процес фотосинтезу іде тільки в присутності світла.

Видозмінюємо дослід. Використаємо охолоджену кип’ячену воду, не додаючи NaHCO₃ і не пропускаючи через неї вуглекислий газ. Виділення газу із зеленої рослини не спостерігається. Додати у склянку з водою на кінчику скальпеля NaHCO₃ і розмішати. Знову з’являються пухирці газу. Далі вилити із склянки воду з розчиненим в ній NaHCO₃, промити рослини і знову налити кип’ячену воду. Газ знову не виділяється. За допомогою скляної трубки вдихнути в склянку повітря і поставити на світло. Через деякий час знову з’являються пухирці газу.

Записати висновки.

ТЕМА IV. ПОДІЛ КЛІТИНИ- ОСНОВА РОЗМНОЖЕННЯ ТА ІНДИВІДУАЛЬНОГО РОЗВИТКУ ОРГАНІЗМІВ

Всі клітини багатоклітинного організму виникають шляхом розмноження (ділення) раніше існуючих клітин.

Ділення клітин проходить шляхом мітозу. Ріст організму і постійне самооновлення всіх його тканин і органів також пов’язані з процесом ділення клітини. Комплекс процесів, у результаті яких із однієї клітини утворюються дві нові, називають мітотичним циклом.

 

Лабораторна робота №8

ВИВЧЕННЯ ФАЗ МІТОЗУ

Мета роботи: дослідити процес мітозу в клітинах.

Короткі теоретичні відомості

Мітоз – це такий поділ клітинного ядра, при якому утворюються два дочірніх ядра з наборами хромосом, ідентичним наборам батьківської клітини. Після поділу ядра зазвичай одразу іде поділ цитоплазми на дві рівні частини, відновлення клітинної (плазматичної) мембрани і клітинної стінки (у рослин), або однієї тільки клітинної (плазматичної) мембрани (у тварин) і поділ двох дочірніх клітин, які виникли таким чином. Весь цей процес називають клітинним поділом. Мітотичний поділ клітин призводить до збільшення їх чисельності, забезпечуючи процеси росту, регенерації і заміщення клітин у всіх вищих тварин і рослин. У одноклітинних організмів мітоз служить механізмом нестатевого розмноження, яке призводить до збільшення їх чисельності.

Матеріали й реактиви

Часник або цибулина, дистильована вода, оцтова кислота, 1М розчин HCl, реактив Фьольгена.

Обладнання

Шпильки, штатив з пробірками, леза, маленькі пробірки з пробками, пінцет, чашки Петрі, водяна баня, предметні скельця, покривні скельця, фільтрувальний папір.

Хід роботи

Зубок часнику або цибулину поставити у склянку з водою так, щоб частина, де утворюються корінці була занурена у воду. Залишити на 3-4 дні у спокої, оскільки будь який сторонній вплив може тимчасово припинити клітинний поділ.

Після утворення кількох корінців довжиною 1-2 см відрізати від них кінцеві частини довжиною 1см.

Покласти корінці у невелику пробірку з оцтовою кислотою, закрити пробкою і залишити на ніч при кімнатній температурі для фіксації. Захопивши пінцетом корінці перенести до чашки Петрі з дистильованою водою і відмивати їх протягом декількох хвилин для видалення фіксатора.

Потім перенести корінці у пробірку з 1М розчином HCl і витримати 3 хв. при температурі 60^оС (для цибулі 6-10 хв.). При цьому серединні пластинки, які утримують клітини разом порушуються, а ДНК хромосом гідролізується з утворенням альдегідних форм дезоксирибози, здатних взаємодіяти з барвником (реактивом Фьольгена).

Кислоту разом з корінцями перелити у чашку Петрі. Перенести корінці в іншу чашку із дистильованою водою і відмити кислоту. Залишити на 5 хвилин.

Перенести корінці в маленьку пробірку з реактивом Фьольгена і закрити пробкою. Поставити у прохолодне темне місце (холодильник) на 2 години.

Витягнути із пробірки один корінець і помістити його на предметне скельце у краплину оцтової кислоти. Відрізати від кінчика 1-2 мм.

Розтріпати кінчик корінця за допомогою двох шпильок і накрити покривним скельцем. Препарат покласти на пласку поверхню, накрити фільтрувальним папером і притиснути великим пальцем, не допускаючи зсуву покривного скельця у бік.

Вивчити отриманий препарат під мікроскопом при малому та великому збільшенні, знайти клітини, які знаходяться в різних стадіях мітозу.

Замалювати ядра клітин у різних фазах мітозу.

 

 

Література

1. Анохина В.С., Бурко Л.Д. Эксперименты и наблюдения на уроках биологии. – Минск: Белорусская энциклопедия, 1998. – 193 с.

2. Біологія: Підручник під ред. В.О. Мотузного. – К.: „Вища школа”, 1991. – 502 с.

3. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. В 3-х т. – М.: «Мир», 1990.

4. Пустоволова Л.М. Практикум по биохимии. – Ростов – на - Дону: «Феникс», 1999. – 512 с.

5. Свенсон К., Уэбстер Н., Клетка: Учебник. – М.: «Мир», 1980. – 299 с.

6. Филиппович Ю.Б., Егорова Т.А. Практикум по общей биохимии. – М.: «Просвещение», 1975. – 314 с.

7. Ченцов Ю.С. Введение в клеточную биологию. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. – 488 с.

зміст

 

тема І. Хімічні компоненти живих клітин
Лабораторна робота №1	Визначення біомолекул в клітинах різного походження. Вуглеводи. Ліпіди. Вітаміни
Лабораторна робота №2	Визначення біомолекул в клітинах різного походження. Білки. Ферменти
ТЕМА II. СТРУКТУРА ЕУКАРІОТИЧНОЇ ТА ПРОКАРІОТИЧНОЇ КЛІТИНИ
Лабораторна робота №3	Мікроскопічний метод дослідження еукаріотичних та прокаріотичних клітин
Лабораторна робота №4	Приготування препаратів, дослідження будови та функціонування еукаріотичних клітин
Лабораторна робота №5	Дослідження пластид в рослинних клітинах під мікроскопом
ТЕМА III. ФОТОСИНТЕЗ – АВТОТРОФНИЙ ШЛЯХ ОДЕРЖАННЯ КЛІТИНОЮ ЕНЕРГІЇ
Лабораторна робота №6	Вивчення поглинання листками СО2 і виділення О2 під дією світла
ТЕМА IV. ПОДІЛ КЛІТИНИ- ОСНОВА РОЗМНОЖЕННЯ ТА ІНДИВІДУАЛЬНОГО РОЗВИТКУ ОРГАНІЗМІВ
Лабораторна робота №7	Вивчення фаз мітозу
Література