7467

20

температур. Сахара предотвращают изменения в мембранах,

происходящие на фоне отрицательных температур.

Изменение проницаемости цитоплазмы при действии повреждающих факторов (отрицательные температуры) наблюдается по выходу из клеточного сока содержащихся в нем окрашенных веществ.

Интенсивность окраски внешнего раствора служит показателем степени повреждения.

Ход работы: из корнеплода столовой свеклы вырезают три одинаковых кусочка длиной 2 см, тщательно промывают их водопроводной водой, подсушивают фильтровальной бумагой и помещают по одному в четыре стеклянных стаканчика. После этого в первый и второй стаканчики наливают 5 мл воды, в третий – 5 мл 0,5 М

раствора сахарозы, в четвертый – 5 мл 1,0 М раствора сахарозы.

Стаканчики подписывают и помещают в емкость со снегом.

Через 20 минут стаканчики вынимают из снега и опускают в емкость с водопроводной водой комнатной температуры. После оттаивания содержимое стаканчиков встряхивают и визуально отмечают интенсивность окраски растворов. Данные заносят в таблицу.

Лезвием безопасной бритвы делают тонкие срезы с трех высечек,

помещают их на предметные стекла в каплю 1,0 М раствора KNO3,

накрывают покровными стеклами и следят в микроскоп за изменениями в клетках.

В каждом варианте подсчитывают количество клеток в поле зрения микроскопа и количество плазмолизированных клеток. Определяю процент плазмолизированных клеток, Результаты заносят в таблицу.

21

Делают вывод о значении сахарозы как защитного вещества при действии отрицательных температур.

Работа № 2. Защитное действие сахарозы на цитоплазму клеток клубня картофеля при отрицательных температурах.

Цель работы: пронаблюдать защитное действие сахарозы на цитоплазму клеток клубня картофеля при отрицательных температурах.

Оборудование: стеклянные стаканчики, кюветы с водой, скальпели,

пинцеты, чашки Петри.

Материалы и реактивы: снег, раствор сахарозы разной концентрации, вода, кусочки клубня картофеля.

При повреждении клетки отрицательными температурами белки цитоплазмы теряют свою структуру и коагулируют. Выпадение хлопьевидных осадков белков из вытяжки растительной ткани служит показателем подобного повреждения. Сахароза стабилизирует структуру белков, защищая их от негативного влияния отрицательных температур.

Ход работы: клубень картофеля очищают и натирают на мелкой терке. Из полученной массы отжимают сок в стаканчик через слой марли.

22

После того, как крахмал осядет, верхний слой жидкости наливают в три стеклянных стаканчика. В первый стаканчик наливают 3 мл дистиллированной воды, во второй – 3 мл 0,5 М раствора сахарозы, в

третий – 3 мл 1,0 М раствора сахарозы. Содержимое перемешивают,

стаканчики подписывают и помещают в емкость со снегом.

Через 20 минут стаканчики с раствором вынимают из снега, не встряхивая, размораживают при комнатной температуре. Результаты опыта зарисовывают в тетрадь после оттаивания растворов, визуально отмечая наличие или отсутствия хлопьевидного осадка в стаканчиках.

Делают выводы о защитном действии сахарозы на белки цитоплазмы при действии отрицательных температур.

ЗАНЯТИЕ 6.

Тема: Фотосинтез.

Работа 1. Разделение пигментов по Краусу.

Цель работы: исследовать основные свойства пигментов.

Пронаблюдать разделение пигментов по методу Крауса.

Оборудование: пробирки, керамические ступки с пестиками, кюветы с водой, бумажные фильтры, скальпели, пинцеты, чашки Петри.

Материалы и реактивы: спирт, толченый мел, бензин, листья пеларгонии зональной, вода.

Согласно современным представлениям процесс фотосинтеза имеет двойственную природу – это сочетание световых (фотохимических,

окислительных) реакций и темновых (биохимических,

восстановительных) реакций. Отсюда и название: фото- (реакции на свету)

и синтез (биохимические реакции образования новых веществ).

23

Вспомним, основное уравнение фотосинтеза:

Получается, что фотосинтез – это окислительно-восстановительный процесс, где углекислый газ восстанавливается до углеводов, а вода окисляется до кислорода. Впервые эту мысль высказал ученый-физиолог Бах (1893). Накопленный материал показывает, что фотосинтез – это не прямая реакция взаимодействия углекислого газа и воды, а сложная цепь различных реакций, которые приводят к образованию кислорода и накоплению энергии в форме углеводов. Видимым продуктом фотосинтеза у высших растений является крахмал (углевод), который накапливается в виде крахмальных зерен в листьях. В зависимости от условий среды и видовых особенностей величина интенсивности видимого фотосинтеза варьирует от 4 до 75 мг СО2/(дм2ч).

Пигменты, содержащиеся в листьях растений – это сложные вещества, которые растворяются в разных жидкостях. Хлорофиллы А и В

(зеленые пигменты) – это магнийсодержащие соединения, хорошо растворяющиеся в бензине, а ксантофиллы (желтоватые пигменты) –

соединения, хорошо растворяющиеся в спирте. Метод Крауса основан на различной растворимости пигментов в органических растворителях

(спирте и бензине).

Ход работы: берут зеленые листья пеларгонии зональной, мелко режут их в керамическую ступку. Добавляя к измельченным листьям мел на кончике ноже, начинают интенсивно растирать. Затем к смеси добавляют примерно 10 мл спирта и продолжают растирать. Минут через

5 получившуюся зеленую жидкость пропускают через бумажный фильтр в

24

пробирку. Потом 1 мл отфильтрованной жидкости смешивают с 2 мл бензина, содержимое встряхивают и дают отстояться 5 минут. Видно, что в пробирке образуется 2 слоя (по Краусу): верхний слой зеленого цвета,

нижний – желтоватый (рис. 8).

Рис. 8. Разделение пигментов по методу Краусу: А – бензиновый (зеленый) слой, содержащий хлорофиллы и каротин, Б – спиртовой (жетловатый) слой, содержащий ксантофиллы.

Опыт зарисовывают в тетрадь и делают вывод о наличии в листьях различных пигментов: зеленых хлорофиллов и желтых ксантофиллов.

Работа 2. Обнаружение фотосинтеза методом крахмальной пробы по Саксу.

Цель работы: обнаружить фотосинтез методом крахмальной пробы по Саксу.

Оборудование: пробирки, керамические ступки с пестиками,

стаканы с водой, лампы, черная бумага с вырезанной фигуркой, скальпели,

пинцеты, чашки Петри.

Материалы и реактивы: спирт, кипящая вода, раствор йода, листья пеларгонии зональной, вода.

25

Ход работы: для опыта берут лист пеларгонии зональной,

выдержанной 2 дня в темноте до полного исчезновения крахмала. Лист отрывают от растения, ставят в стакан с водой и помещают на солнечный свет или под лампу на 1 час. Также на лист прикрепляют черную бумагу с вырезанной фигуркой (в виде кружка). По истечении 1 часа лист помещают в кипящую воду на 5 минут, а затем в спирт до полного обесцвечивания. Потом лист промывают водой и раскладывают в чашке Петри и заливают раствором йода. Наблюдают, что на обесцвеченной части листа (закрытой черной бумагой) проявилась фиолетовая фигурка в виде кружка (рис. 9).

Рис. 9. Обнаружение фотосинтеза методом крахмальной пробы по Саксу.

Выполняют рисунок эксперимента и делают вывод о процессах фотосинтеза.

Работа 3. Определение интенсивности фотосинтеза по поглощению углекислого газа методом Иванова-Коссовича.

Цель работы: определить интенсивность фотосинтеза по поглощению углекислого газа методом Иванова-Коссовича.

Оборудование: ножницы, технические весы, стаканы с водой,

лампы, скальпели, пинцеты, чашки Петри.

26

Материалы и реактивы: листья пеларгонии зональной, вода.

Ход работы: берут лист пеларгонии зональной, которая стояла при солнечном освещении не менее 30 минут. Уже известно, что на свету у растений активно идет фотосинтез – образуются углеводы (крахмал), а

также выделяется кислород и поглощается углекислый газ. Используя метод определения интенсивности фотосинтеза (по Иванову-Коссовичу) в

условиях лаборатории, как правило, для восстановления поглощенного углекислого газа требуется 71,28 мг реактива (щавелевой кислоты).

Для определения площади листа пеларгонии, берут лист бумаги 9х9

см (его площадь 81 см2) и взвешивают. Обводят контур листа пеларгонии на этом листе бумаги и вырезают, и снова взвешивают на весах. По пропорции вычисляют площадь листа пеларгонии и переводят в дм2.

Далее все данные подставляют в формулу по методу Иванова-

Коссовича, чтобы рассчитать интенсивность фотосинтеза (f):

f = кол-во CO2(мг) / S*t, где

кол-во CO2=71,28 мг,

S – площадь листа (дм2), t – время=30 мин.

Записывают результат и делают вывод об интенсивности фотосинтеза листа пеларгонии зональной в минуту.

27

ЗАНЯТИЕ 7.

Тема: Дыхание.

Работа 1. Определение интенсивности дыхания методом Бонсен-

Йенсена.

Цель работы: определить интенсивность дыхания методом Бонсен-

Йенсена.

Оборудование: колба с широким дном, изогнутая трубка,

стеклянный стаканчик с окрашенной жидкостью.

Материалы и реактивы: проросшие бобы, щелочь.

Дыхание – это второй важный процесс, обязательный для жизни растений. Это совокупность реакций, которые идут в ходе окисления (под действием О2) дыхательного субстрата (глюкозы – C6H12O6) до конечных продуктов углекислого газа (CO2) и воды (H2O) с выделением энергии (686

килокалорий). Таким образом, общее уравнение дыхания выглядит следующим образом:

C6H12O6+O2→CO2+H2O+38АТФ

686 ккал

Значение дыхания очень высоко: 1) образование АТФ – освобождение энергии для жизнедеятельности клеток (транспорт веществ,

поддержание клетки в активном состоянии, соблюдение температурного режима); 2) синтез различных веществ.

Получается, что дыхание – это часть продукционного процесса, оно делится на дыхание для роста и дыхание для поддержания. Дыхание для роста включает реакции высвобождения энергии, которая необходима для создания новых мембран и новых молекул, а дыхание для поддержания – реакции высвобождения энергии для поддержания уже существующих

29

Метод, предложенный датским физиологом растений Петером Бойсен-Йенсеном для оценки интенсивности дыхания, основан на измерении количества углекислого газа, выделенного растением при дыхании в закрытом сосуде. В процессе дыхания идет газообмен – выделяется углекислый газ и поглощается кислород. Отношение углекислый газ\кислород названо дыхательным коэффициентом (ДК).

При обработке семян раствором щелочи подавляется процесс фотосинтеза, но дыхание семян продолжается. В ходе дыхания семян кислорода в плотно закрытой колбе становится меньше, воздух становится более разреженным, а, значит, менее плотным. Поэтому жидкость начинает затягивать в трубку.

Ход работы: берут колбу с широким дном, в которую помещают прорастающие семена бобов, обработанных слабым раствором щелочи для подавления процесса фотосинтеза. Колба герметично закрывается пробкой с трубкой, другой конец которой опускается в стакан с окрашенной жидкостью (рис. 12).

Рис. 12. Опыт по определению дыхания проросших семян бобов: а – колба со щелочью; б – марлевый мешочек с набухшими семенами; в – пробка с крючком; г – пробка со стеклянными трубками (используется при титровании)