Тема 7: Устойчивость растений к неблагоприятным

Условиям среды

Работа 34. Защитное действие сахара на цитоплазму

При замораживании.

Материалы и оборудование: 1) корнеплод красной свеклы; 2) 1, 0 и 0, 5 М растворы сахарозы; 3) 8%-ный раствор NaCl в капельнице; 4) снег или лед в кастрюле или в тазике; 5) соль поваренная; 6) лопатка для перемешивания снега; 7) термометр до -25 °C; 8) скальпель, 9) брит­ва; 10) фарфоровая чашка; 11) пробирки с резиновыми колечками (3 шт); 12) стакан; 13) микроскоп; 14) предметные и покровные стекла; 15) кисточка; 16) карандаш по стеклу; 17) кусочки фильтровальной бумаги.

При замерзании растительных тканей в межклетниках образуются кристаллы льда, которые оттягивают воду от цитоплазмы. Если цитоплазма недостаточно морозоустойчива, то она, не выдержав обезвоживания, а также механи­ческого давления кристаллов льда, коагулирует. О степени повреждения цитоплазмы можно судить по ее способности удерживать клеточный сок. Устойчивость коллоидов цито­плазмы может быть повышена защитными веществами, среди которых важная роль принадлежит растворимым сахарам.

Ход работы. Из очищенного корнеплода красной свеклы сделать 12—15 одинаковых по размеру не очень тонких срезов (толщина примерно 1 мм). Поместить срезы в фарфо­ровую чашку и тщательно промыть водой для удаления сока, вытекшего из поврежденных клеток. Перенести по 4—5 срезов в 3 пробирки, снабженные этикетками. В 1-ю пробирку налить на 1/4 воды, во 2-ю — столько же 0, 5 М раствора сахарозы, в 3-ю— 1,0 М раствора сахарозы.

Приготовить охладительную смесь: к 3 частям снега или битого льда добавить 1 часть поваренной соли и тщательно перемешать (температура должна быть около -20 °С). Погрузить все пробирки в охладительную смесь на 15— 20 мин., после чего поставить в стакан с водой комнатной температуры. После оттаивания отметить окраску жидкости в пробирках и окраску срезов. Проверить жизнеспособ­ность клеток, подвергнув их плазмолизу в 8%-ном растворе NaCl.

Результаты записать в таблицу.

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

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

Работа 35. Превращение запасных веществ в побегах древесных растений в зимний период.

Материалы и оборудование: 1) побеги дуба и липы, срезанные в сентябре и в январе и зафиксированные в парах спирта (поставленные в вертикальном положении в плотно закрытые банки, на дно которых налит 9б%-ный спирт); 2) раствор I в KI в капельнице (концентрирован­ный раствор разбавленный в 3 раза); 3) раствор краски Судан III в капельнице; 4) насыщенный раствор CuS04; 5) щелочной раствор сегнетовой соли (86, 5 г сегнетовой соли и 60 г NaOH в 100 мл воды); 6) фелингова жидкость ; 7) глицерин; 8) микроскоп; 9) предметные и покровные стекла; 10) лезвие бритвы; 11) пинцет; 12) скальпель; 13) спир­товка; 14) препаровальная игла; 15) штатив с пробирками (2 шт.); 16) держатель для пробирок; 17) стеклянная палочка; 18) стакан с водой; 19) кусочки фильтровальной бумаги; 20) спички.

В течение вегетационного периода продукты фотосинтеза откладываются в запасающих тканях побегов древесных растений. Зимой некоторые запасные вещества подвергаются превращениям, в ходе которых накапливаются соединения, повышающие устойчивость клеток к низким температурам.

Ход работы. У побегов древесных растений, зафиксиро­ванных в разное время года, удалить нижнюю часть как непригодную для анализа, так как спирт вымывает некото­рые вещества из клеток. Провести микро-

химические реак­ции для обнаружения крахмала, жиров и редуцирующих сахаров и сравнить их содержание в осенних и зимних об­разцах побегов.

Обнаружение крахмала. Приготовить при помощи бритвы тонкий поперечный срез стебля (достаточно получить сектор, включающий все части стебля — сердце­вину, древесину и кору). Поместить срез на предметное стекло в каплю раствора иода, закрыть покровным стеклом и рассмотреть в микроскоп сначала при малом, а затем при большом увеличении. Крахмальные зерна окрашиваются в синий цвет, а крупные зерна кажутся почти черными.

Обнаружение жиров. Поместить тонкий срез в каплю раствора краски судан III и закрыть покровным стеклом. Выдержав срез в растворе краски не менее 10 мин, промыть его водой, убирая раствор фильтровальной бумагой, и поместить срез в каплю глицерина. Рассмотреть в микроскоп при большом увеличении сердцевину, сердце­винные лучи, древесинную паренхиму и луб. Капли жира окрашиваются в оранжевый или красный цвет.

Обнаружение редуцирующих сахаров. Отрезок побега длиной в несколько сантиметров разрезать вдоль и погрузить в концентрированный раствор CuS04 на 5 мин, после чего сполоснуть водой, бросить в пробирку с кипящим щелочным раствором сегнетовой соли и кипятить 2 мин. Обработанные таким образом кусочки промыть водой, сделать тонкие срезы и рассмотреть в микроскоп в капле глицерина. Кристаллы Сu20 при малом увеличении кажутся черными, а при большом увеличении имеют красный отте­нок. Более грубый метод заключается в том, что не очень тонкий срез помещают на предметное стекло в большую каплю фелинговой жидкости и, держа пинцетом за край стекла, нагревают до кипения. Образующийся при этом осадок Сu2О распределяется по всему препарату, что не дает возможности судить о количестве сахаров в отдельных тканях.

Записать результаты в таблицу, отметив, в каких тканях обнаружены те или иные запасные вещества и в каком количестве (по пятибалльной шкале). Для каждой древес­ной породы результаты анализа осенних проб записать раньше зимних.

Растение	Дата взятия проб	Крахмал	Жир	Сахар

Ответить на следующие вопросы:

1. В какое время года побеги древесных растений содержат макси­мальное количество крахмала? 2. Какая из исследованных древесных пород бо

гаче крахмалом, а какая—жирами? 3. Какие превращения запасных веществ наблюдаются в побегах в зимний период и каково значение этих превращений? 4. У какого из исследованных растений в зимний период происходит более полное превращение крахмала?