Визначення осмотичного тиску клітинного соку методом плазмолізу

Лабораторна робота 1

Визначення осмотичного тиску клітинного соку методом плазмолізу

Об'єкт: цибулина цибулі, що містить антоціан.

Матеріали та обладнання: мікроскоп, пробірки, предметні та покривні скельця, стаканчики, бюретки, випарювальні чашки, препарувальні голки, 1 М розчин сахарози, дистильована вода.

Хід роботи:

Рослинна клітина поглинає воду з зовнішнього середовища і віддає їі. Напрямок та швидкість току води визначається осмотичними властивостями клітини: осмотичним потенціалом (Р), водним потенціалом (ψ),сисною силою (S), тургорним тиском (Т), які проявляються у процесі осмосу.

З епідермісу нижньої сторони листа цибулини цибулі готують зрізи товщиною у 2-3 клітини. Їх занурюють в холодну кип'ячену воду. Готують по 10 мл розчину сахарози від 0,9 до 0,1 М. Вихідним розчином є - 1 М розчин сахарози (342 г на 1л).

Робочі розчини наливають у випарювальні чашки, прикривають картонними кришками, на яких вказана концентрація, і ставлять їх в рядок по зменшенню концентрації. В кожний розчин занурюють через кожні 2 хв. по 2 зрізи, попередньо підсушуючи їх фільтрувальним папером. Через 30 хв. зрізи розглядають під мікроскопом у краплі того розчину, де вони були. Визначають стан клітини: її тургор або плазмоліз. Знаходять ізотонічну концентрацію, яка є середня між концентрацією, що викликає плазмоліз і не викликає плазмоліз. Осмотичний тиск розраховують по формулі Р = RТСі де Р - осмотичний тиск в мегапаскалях (МПа)*(МПа (мегапаскаль) = 10⁶ Па = 9,87 атм., R - універсальна газова константа (0,00831 кДж/град.моль), Т - абсолютна температура (273+1°С), С -ізотонічна концентрація моль/л, і - ізотонічний коефіцієнт (Коефіцієнт Ван-Гоффа). Для сахарози і = 1.

 

 

Ступінь плазмолізу записати в таблиці. Зробити малюнок.

 

 

 

 

С (М)	Кількість, мл	Ступінь плазмолізу	Тип плазмолізу
С12Н22О11	Н2О
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1

 

Висновок.

Лабораторна робота 2

Визначення всисної сили клітини зпрощенним методом по Уршпрунгу

Об’єкт: коренеплід столового буряку.

Матеріали та обладнання: бюретки, лійка, скальпель, пінцет, фарфорові чашки, картонні кришки, міліметровий папір, і М р-н сахарози, рефрактометр, штатив з великими та маленькими пробірками, піпетки.

Хід роботи:

Сисна сила відображує здатність рослинної клітини поглинати воду в кожний конкретний момент. Величина її змінюється в залежності від осмотичного і тургорного тиску клітинного соку. В залежності від осмотичного тиску і наявності води змінюється і довжина рослинної смужки.

Розчини з великих пробірок (9 мл) переливають у фарфорові чашки і прикривають їх картонними кришками вказаної концентрації.

На препарувальному склі роблять смужки з бульби картоплі довжиною. 20 мм та шириною 5 мм, товщиною 2-3 мм. В кожну чашку занурюють по 2 смужки картоплі і залишають на 20-30 хв. Після досліду за допомогою міліметрового паперу заміряють довжину смужки. Результати записують у таблицю.

Сама коротка смужка має Т₁ = 0, тоді Р₁ = S₁. Для кожної концентрації визначають по формулі S = RТСі.

Між осмотичним тиском і довжиною смужки існує протилежна

залежність.

Р₁ = l₂; звідси P₂ = Р_1* l₁; P₃ = Р_1* l₁ і т.д.

P₂ l₁ l₂ l₃

 

 

Тургор дорівнює Р - S, тобто Т₂ = Р₂ – S₂ і т.д. На основі одержаних даних будуємо графік залежності між величинами Р, S та Т.

 

С (С12Н22О11), М	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4	0,3	0,2	0,1
S
Р
Т
l, мм додосліду
l, мм після досліду

 

Висновок.

Лабораторна робота 3

Проникність живої та мертвої цитоплазми

Об’єкт: коренеплід столового буряку.

Матеріали та обладнання: пробірки, скальпелі, штативи, сірники, хлороформ, 30 % оцтова кислота, 50% етиловий спирт, мензурки, мікроскоп, 1 М розчин KNO₃.

Хід роботи.

Жива цитоплазма має властивість вибіркової проникності і зберігає постійність внутрішнього середовища.

З очищеного червоного буряку нарізають однакові брусочки довжиною 20 мм, шириною 5 мм. Добре їх промивають під проточною водою. У 5 пробірок наливають розчин за схемою: 1 пробірка-10 мл Н₂О; 2 пробірка –10 мл Н₂О (після кип’ятіння); 3 пробірка – 10 мл Н₂О + 0,5 мл хлороформу, 4 пробірка - 10 мл 30% оцтовой кислоти; 5 пробірка – 10 мл 50% етилового спирту.

Два брусочки буряку кип’ятять у воді, а потім кидають у 2 - пробірку. У всі останні пробірки кидають теж по 2 брусочки. Залишають на 30 хв. Потім струшують пробірки і відмічають інтенсивність зафарбування розчинів. Готують зрізи з брусочків, що були у найбільш зафарбованому розчині. Зрізи кладуть на

предметне скло у каплю розчину KNO₃, покривають покривним склом і розглядають під мікроскопом. Плазмоліз свідчить, що клітина жива, відсутність плазмолізу - що вона мертва.

Результати досліду оформлюють у вигляді таблиці.

Вода 10 мл	10 мл Н2О (після кип’ятіння)	10 мл Н2О +0,5 мл хлороформу	10 мл 30% оцтовой кислоти	10 мл 50% етилового спирту

Кількістю плюсів відмічають інтенсивність зафарбування р-нів. Зробити малюнки препаратів.

Висновок.

 

Лабораторна робота 4

ВИЗНАЧЕННЯ ІНТЕНСИВНОСТІ ТРАНСПІРАЦІЇ РОСЛИН ВАГОВИМ МЕТОДОМ

Об'єкт: листя пеларгонії.

Матеріали та обладнання: ваги та різноваги, прилад Веска, ножиці, папір, лінійка, олія, мікроскоп, пінцет, леза.

Хід роботи:

Одним з показників транспірації є інтенсивність її, тобто кількість води, яка випаровується листком за одиницю часу одиницею поверхні або

масою листка. Відносна транспірація – відношення інтенсивності транспірації з одиниці площі листка до інтенсивності випаровування з такої самої площі вільної водної поверхні за одиницю часу.

Ваговий методом визначення інтенсивності транспірації заснований на врахуванні зменшення води рослиною або окремими її органами.

Апарат Веска, або пробірку заповнюють водою (кип'яченою). З рослини зрізають лист з черешком. Черешок підрізають під водою вставляють в коліно приладу або в пробірку, зверху наносять 2-3 краплі олії. Все це зважують. Через 40-60 хв. знову зважують. По різниці між першою і другою вагою визначають кількість води, що випарилась листком. Можна такий же дослід провести біля вентилятора. Для визначення інтенсивності транспірації обчислюють:

- кількість води, що випарилась листком,

- час досліду,

- площа листка.

Площу листка визначають так: зважують квадрат паперу 10 х 10 см (тобто 100 см²). На цьому папері замальовують контури листка, вирізають і зважують цей папір. З пропорції визнають площу листка у см². Інтенсивність транспірації (Т) розраховують за 1 час з 1 м² листової площі (г/ м² год):

10000 х С

Т = --------------, де

S x t

C – кількість випареної води листком в г за 1 год.,

t – тривалість досліду в год.,

S – площа листка в см².

Результати досліду оформлюють у вигляді таблиці:

 

 

 

Умови досліду	Вага приладу з листком	Вага вип. Н2О	Час досліду	Площа листка, см^2	Інтенсивність транспірації
до досл.	після
Нормальн.
Ток повіт.				-

 

Інтенсивність випаровування води з вільної водної поверхні (Е) визначають паралельно, за тих же умов і знайшовши кількість випареної води за 1 год. З поверхні чашки Петрі (Сч). Площу поверхні чашки Петрі підраховують за формулою S=πr². Інтенсивність випаровування води з вільної поверхні (Е) підраховують за формулою інтенсивності транспірації:

10000 х Сч

Е = --------------

S x t

Результати досліду оформлюють у вигляді таблиці:

 

 

 

Умови досліду	Вага чашки Петрі	Вага вип. Н2О	Час досліду	Площа поверхнісм^2	Інтенсивність випаровування
до досл.	після
Нормальн.
Ток повіт.				-

 

Визначають величину відносної транспірації (ВТ):

ВТ = Т/Е

Висновок.

 

Лабораторна робота 5

Висновок.

Лабораторна робота 6

Висновок.

 

 

Лабораторна робота 7

АНТАГОНІЗМ ІОНІВ НА РІВНІ РОСЛИННОЇ КЛІТИНИ.

Об'єкт: цибулина цибулі, що містить антоціан.

Матеріали та обладнання: розчини KNO₃ концентрацією 1 M та Ca(NO₃)₂ концентрацією 0,7 M, леза.

Хід роботи:

З епідермісу лусочки цибулини цибулі, що містить антоціан, готують три зрізи. Один кладуть у розчин KNO₃ концентрацією 1 M, другий – у розчин Ca(NO₃)₂ концентрацією 0,7 M, третій – у суміш розчинів: KNO₃ (9 частин) та Ca(NO₃)₂ (1 частину).

Зрізи покривають покривним скельцем і розглядають під мікроскопом через 30 хв.

Який вид плазмолізу спостерігається? Чи буде спостерігатися плазмоліз у всіх випадках? Якщо – ні, то чому?

 

Висновок.

 

Лабораторна робота 8

Висновок.

 

 

Лабораторна робота 9

ПІГМЕНТИ ЛИСТКА ТА ЇХ ВЛАСТИВОСТІ.

Висновок.

 

Лабораторна робота 10

Висновок.

Лабораторна робота 11

Висновок.

 

ПИТАННЯ ТА ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

Фізіологія рослинної клітини

Задачі

1. У якого розчину більший осмотичний потенціал: у 10% розчину сахарози чи у 10% розчину глюкози?

2. У якої рослини вище осмотичний потенціал: у ламінарії чи елодеї?

3. Розрахуйте, чому дорівнює осмотичний потенціал 12,3% розчину NаСІ?

4.У якої рослини вище осмотичний потенціал: у кропиви чи у повитиці, що паразитує на ній?

5. Чому дорівнює тургорний тиск, якщо Р=1,2 МПа, а 8=0,5МПа?

6. Як визначити за допомогою рефрактометра осмотичний потенціал (Р) клітинного соку бульби картоплі?

7. В 1-ій клітині Р=0,8 МПа, Т=0; в 2-ій клітині Р=0,8 МПа, Т=0,4 МПа. Куди піде вода?

8.Встановіть графічний взаємозв'язок між Р, Т, S.

9. Чому дорівнює осмотичний потенціал 7,2% розчину сахарози?

Питання

1.Основні періоди розвитку науки про фізіологію рослин.

 

2. Рівні вивчення рослинного організму.

3. Методи фізіології рослин. Редукціонізм. Інтегральний шлях вивчення процесів.

4. Клітина як відкрита система. Динамічна рівновага. Основні поняття термодинаміки.

5.Надходження іонів в рослинну клітину. Пасивне і активне надходження.

6.Органи, тканини та функціональні системи вищих рослин.

Водний режим рослин

Задачі

 

1. На якому ґрунті буде вищий коефіцієнт зав'ядання: піщаному чи суглинистому, каштановому типі чи чорноземі?

2. Продуктивність транспірації дорівнює 4 г/л. Знайти транспіраційний коефіцієнт.

3. За вегетаційний період дерево накопичило 2,1 кг органічної речовини та при цьому випарило 525 кг води. Визначте продуктивність транспірації.

4. Дерево має листову поверхню 12 м². За 2 год випарило 2,4 кг води. Чому дорівнює інтенсивність транспірації?

5. Чому дорівнює транспіраційний коефіцієнт дерева, що за вегетаційний період випарило 2 тони води і накопичило 10 кг сухої речовини.

6. Скільки води випаровує рослина за 5 хв, якщо інтенсивність транспірації його 120 г • м² • год, а площа листя 240 см²?

7. Як пояснити, що при загальній невеликій площі продихових щілин інтенсивність транспірації при сприятливих умовах водопостачання наближується до інтенсивності транспірації (випаровування з вільної поверхні)?

8. Гілка верби була зрізана з дерева, поставлена в склянку з водою і закрита скляним ковпаком. Чи буде спостерігатися гутація у цієї гілки? Пояснити.

9. Які листя швидше зав'ядають при ґрунтовій засусі - верхні чи нижні? З чим це пов'язано?

10. Які фізіологічні показники можна використовувати для встановлення строків поливу рослин? Чому ці показники більш надійний критерій потреби рослин в черговому поливі, ніж зав'ядання листя, що спостерігається візуально?

11. Чому при вирощуванні рослин на поливних площах слід застосовувати підвищенні дози добрив?

12. Яка причина більш високої ефективності передпосівного загартування насіння за методом П.А. Генкеля в порівнянні з загартуванням через зав'ядання вже розвинених рослин?

13. Чому у північних рослин, що ростуть на заболочених ґрунтах, є багато ознак ксерофітів? Перечислити ці ознаки.

 

Питання

1. Роль води в життєдіяльності рослин.

2. Молекулярна структура та фізичні властивості води.

3. Стан і фракційний склад внутрішньоклітинної води.Гідратація.

4. Фізіологічні основи зрошення.

5. Методи обліку транспірації. Одиниці вимірювання.

6. Етапи продихової транспірації.

7. Вплив зовнішніх умов на транспірацію.

8. Посуха, її види.

9. Вплив посухи на рослину.

10. Заходи боротьби з посухою.

 

Мінеральне живлення рослин

Задачі

 

1. Як виростити рослину без ґрунту? Яких умов необхідно при цьому додержуватись?

2. Чому вислів "корінь всмоктує фунтовий розчин" помилковий?

3. В яких частинах рослин більш високий вміст зольних елементів: в деревині чи в листках, в старих чи молодих листках? Як пояснити ці відмінності?

4. Як пояснити різке покращення засвоєння фосфору з фосфориту вівсом при внесені в грунт сірчанокислого амонію?

5. Яку кількість сірчанокислого амонію необхідно внести в вегетаційну посудину, що містить 3 кг ґрунту, вологістю 18%, при нормі 0,15 г азоту на 1 кг абсолютно сухого грунту?

6. Чому органічні добрива рекомендується вносити в великих дозах і заздалегідь до посіву?

7. Які добрива відносяться до фізіологічнокислих і фізіологічнолужних солей: хлористий калій, хлористий амоній, нітрат калія, сульфат амонія?

8. Які умови повинні бути витримані при складанні поживних розчинів для проведення вегетаційних дослідів з водними культурами?

9. Як пояснити зменшення вмісту нітратів в листках при експозиції рослини на яскравому світлі?

 

Питання

 

11. Роль води в життєдіяльності рослин.

12. Молекулярна структура та фізичні властивості води.

13. Стан і фракційний склад внутрішньоклітинної води.Гідратація.

14. Фізіологічні основи зрошення.

15. Методи обліку транспірації. Одиниці вимірювання.

16. Етапи продихової транспірації.

17. Вплив зовнішніх умов на транспірацію.

18. Посуха, її види.

19. Вплив посухи на рослину.

20. Заходи боротьби з посухою.

 

Процес фотосинтезу

Задачі

1. Як провести дослід, що доводить необхідність СО₂ для процесу фотосинтезу?

2. При допомозі якої реакції можна довести, що у молекулі хлорофілу міститься атом магнію? Напишіть рівняння реакції.

3. Чому концентрований розчин хлорофілу має темно-червоний колір?

4. За 20 хвилин пагін, листова поверхня якого дорівнює 240см², поглинає 16 мг СО₂. Визначити інтенсивність фотосинтезу.

5.При обліку фотосинтезу методом просмоктування були одержані такі

дані: площа листків 27см², тривалість експозиції 20 хвилин, кількість розчину бариту в погливнику 100 мг, взято у колбу для титрування 50 мл, пішло на титрування: контроль (без рослини) - 46 мл соляної кислоти, дослід - 49 мл. Концентрація кислоти така, що 1 мл є еквівалентним 0,3 мг СО₂. Визначити інтенсивність фотосинтезу.

6.Скільки органічної речовини виробляє рослина за 15 хв., коли відомо, що інтенсивність фотосинтезу складає 20 мг/дм² • г, а поверхня листків дорівнює 2,5 м²?

7. Два однакових листка були витримані три доби у темряві, а потім їх освітлювали на протязі 2 годин: перший лист - червоним світлом, другий - жовтим світлом однакової інтенсивності. У якого листка буде більш високий вміст крохмалю? Як це пояснити?

8. Як пояснити припинення фотосинтезу у зрізаного та поставленого у воду листка при найкращих зовнішніх умовах?

9.Гілочка елодеї була занурена у воду та освітлена спочатку червоним, а потім синім світлом тієї ж інтенсивності. У якому випадку будуть найшвидше виділятися пухирці? Як це пояснити?

10. Провірте фізичні властивості хлорофілу у спиртовій витяжці суміші пігментів листа.

 

Підсумкова тека

 

 

1. Первинні прцеси фотосинтезу.Міграція енергії. Фотосинтетична одиниця.

2. Структурна організація хлоропластів.

3. Фотосистема І.

4. Фотосистема ІІ.

5. АТФ-синтетарний комплекс.

6. Фотодихання.

7. Міжклітинне паренхимне транспортування.

8. Бактеріальний фотосинтез.

9. Акцепторно-донорні відношення при перебігу органічних речовин по рослині.

 

Лабораторна робота 1

Визначення осмотичного тиску клітинного соку методом плазмолізу

Об'єкт: цибулина цибулі, що містить антоціан.

Матеріали та обладнання: мікроскоп, пробірки, предметні та покривні скельця, стаканчики, бюретки, випарювальні чашки, препарувальні голки, 1 М розчин сахарози, дистильована вода.

Хід роботи:

Рослинна клітина поглинає воду з зовнішнього середовища і віддає їі. Напрямок та швидкість току води визначається осмотичними властивостями клітини: осмотичним потенціалом (Р), водним потенціалом (ψ),сисною силою (S), тургорним тиском (Т), які проявляються у процесі осмосу.

З епідермісу нижньої сторони листа цибулини цибулі готують зрізи товщиною у 2-3 клітини. Їх занурюють в холодну кип'ячену воду. Готують по 10 мл розчину сахарози від 0,9 до 0,1 М. Вихідним розчином є - 1 М розчин сахарози (342 г на 1л).

Робочі розчини наливають у випарювальні чашки, прикривають картонними кришками, на яких вказана концентрація, і ставлять їх в рядок по зменшенню концентрації. В кожний розчин занурюють через кожні 2 хв. по 2 зрізи, попередньо підсушуючи їх фільтрувальним папером. Через 30 хв. зрізи розглядають під мікроскопом у краплі того розчину, де вони були. Визначають стан клітини: її тургор або плазмоліз. Знаходять ізотонічну концентрацію, яка є середня між концентрацією, що викликає плазмоліз і не викликає плазмоліз. Осмотичний тиск розраховують по формулі Р = RТСі де Р - осмотичний тиск в мегапаскалях (МПа)*(МПа (мегапаскаль) = 10⁶ Па = 9,87 атм., R - універсальна газова константа (0,00831 кДж/град.моль), Т - абсолютна температура (273+1°С), С -ізотонічна концентрація моль/л, і - ізотонічний коефіцієнт (Коефіцієнт Ван-Гоффа). Для сахарози і = 1.

 

 

Ступінь плазмолізу записати в таблиці. Зробити малюнок.

 

 

 

 

С (М)	Кількість, мл	Ступінь плазмолізу	Тип плазмолізу
С12Н22О11	Н2О
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1

 

Висновок.

Лабораторна робота 2