МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

Херсонський державний університет

Інститут природознавства

Кафедра ботаніки

Загороднюк Н.В.

Москов М.В.

Навчально-методичні рекомендації

Завдання до лабораторних занять з дисципліни

„Фізіологія і біохімія рослин”

для студентів ІІІ курсу заочної денної форми навчання

Галузь знань 0401 Природничі науки

Напрям підготовки «6.040102. Біологія*»

Херсон – 2013

Модуль «Фізіологія рослинної клітини»

____._____.201___

Тема: Визначення осмотичного тиску в рослинній клітині. Визначення проникності цитоплазми рослинної клітини

Мета: Виявити залежність ступеня плазмолізу клітин від концентрації розчину і порівняння осмотичного тиску клітинного соку різних рослин. Виявити вплив зовнішніх та внутрішніх умов на її проникність цитоплазми.Порівняти проникність фарби крізь цитоплазму живих та мертвих клітин, визначити рН клітинного соку.

Контрольні запитання:

1. Що таке осмос, його відмінність від дифузії?

2. Що таке осмотичний тиск та осмотичний потенціал клітинного соку?

3. Від яких зовнішніх факторів і внутрішніх умов залежить осмотичний тиск?

4. Що таке ізотонічна, гіпотонічна, гіпертонічна концентрація клітинного соку?

5. Написати формулу, за якою можна розрахувати осмотичний тиск.

6. Що таке ізотонічний коефіцієнт?

7. Що таке цитоплазма і які основні властивості їй притаманні?

8. Які види проникності має цитоплазма?

9. Чи пропускає жива цитоплазма речовини клітинного соку?

10. Чому при дії на живу клітину, що містить антоціан, високої температури, оцтової кислоти, хлороформу чи спирту змінюється колір зовнішнього розчину?

11. Яке значення має напівпроникність цитоплазми в житті клітини і чим вона зумовлена?

12. Про що свідчить поява яскравішого забарвлення гранул в цитоплазмі при забарвленні клітин нейтральним червоним?

13. Який тип плазмолізу утворюється в клітинах при дії калію і кальцію?

Завдання 1. Визначити осмотичний тиск клітинного соку за допомогою рефрактометра.

Рефрактометричний метод дозволяє швидко і більш точно визначити концентрацію клітинного соку, за допомогою його - і осмотичний тиск. Метод спирається на знаходження % концентрації клітинного соку.

Об’єкт: коренеплід моркви, буряку, бульба картоплі.

Матеріали та обладнання: ручні преси (або металеві терки), марля, серветки, піпетки, рефрактометр.

Хід роботи:

З подрібненого об’єкту віджимають клітинний сік. Між призмами рефрактометра наносять дві краплини клітинного соку. Дзеркалом наводять світло. Дивляться у окуляр, а ручку рефрактометра доводять до такого стану, поки в окулярі не стане добре видно межу між темною та світлою половинами поля зору. Дивляться, з яким показником концентрації спадає/співпадає поле зору. Процентну концентрацію клітинного соку перераховують у молярну за пропорцією.

Приклад: показник рефрактометра 8%. Молярну концентрацію клітинного соку розраховують так:

342 г у 1 л розчину – 1 М розчин, 80 г сахарози у 1 л розчину – Х М розчин. Отже:

Х= 80/342=0,23 М.

Розрахувати осмотичний тиск для кожного рослинного об’єкту:

Осмотичний тиск розраховують за формулою:

Р=RTCi,

де Р - осмотичний тиск в Мегапаскалях (МПа), R – універсальна газова константа (0,00831 кДж/град*моль), T – абсолютна температура (273 + t°C), C – концентрація клітинного соку моль/л, і – ізотонічний коефіцієнт (коефіцієнт Ван-Гоффа).

Результати досліду записати в таблицю.

Об’єкт дослідження	Концентрація клітинного соку, %	Концентрація клітинного соку, М	Осмотичний тиск, МПа

Висновки:

____._____.20___

Завдання 2. Порівняти проникність живої та мертвої цитоплазми.

Цитоплазма живої клітини здатна утримувати речовини, що містятьтся у клітинному соку, завдяки властивій їй вибірковості. При пошкодженні клітини високою температурою, міцними кислотами або іншими факторами цитоплазма втрачає цю властивість, і речовини, що містяться у клітинному соці, вільно виходять назовні. Ступінь пошкодження клітин зразка напрямук корелюється з об’ємом речовин, що виділяються у зовнішнє середовище. Таким чином, інтенсивність забарвлення – критерій пошкодження кліфтин досліджуваних об’єктів.

Об'єкт: коренеплід червоного столового буряку.

Матеріали та обладнання: пробірки, штативи, сірники, хлороформ, 30% оцтова кислота, 50% етиловий спирт, мензурки, мікроскоп, спиртівка, 1 М розчин КNО₃, вода (дистильована ­ 30 мл, охолоджена кип’ячена – 200 мл).

Хід роботи:

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: пробірка №1 – 10 мл Н₂О, пробірка №2 – 10 мл Н₂О, пробірка №3 – 10 мл Н₂О + 0,5 мл хлороформу, пробірка №4 – 10 мл 30% оцтової кислоти, пробірка №5 – 10 мл 50% етилового спирту.

У всі пробірки, крім другої, кидають по 2 брусочки. Два брусочки кип'ятять у воді в окремій посудині протягом 5 хвилин, а потім кидають у пробірку №2. Дослід залишають на 30 хв. Потім струшують пробірки і відзначають інтенсивність забарвлення розчинів: сильне, середнє, слабке, забарвлення відсутнє. Готують зрізи з брусочків, що були у найбільш зафарбованому розчині та воді. Зрізи кладуть на предметне скло у краплю розчину КNО₃, покривають покривним склом і розглядають під мікроскопом. Плазмоліз свідчить, що клітина жива, відсутність плазмолізу – що вона мертва.

Результати досліду оформити у вигляді таблиці. Зробити малюнки препаратів.

№1	№2	№3	№4	№5
Вода 10 мл	Вода 10 мл (після кіп’ятіння)	10 мл Н2О + 0,5 мл хлороформу	10 мл 30% оцтової кислоти	10 мл 50% етилового спирту

Висновки:

Завдання 3. Визначити проникність цитоплазми у клітин різного віку.

Проникність (швидкість проходження речовин крізь цитоплазматичну мембрану) для більшості розчинених речовин є малою, яле деякі (сечовина) проходять дуже швидко. При зануренні к4літин в гіпертонічний розчин сечовини спостерігається плазмоліз – внаслідок втрачання води клітинами. Однак при тривалому перебуванні в розчині молекули плазмолітика поступово проникають до вакуолі, концентрація клітинного соку зростає, і вода надходить до клітини – спостерігається деплазмоліз. Проміжок часу від занурення у розчин до кінця деплазмолізу є показником проникності цитоплазми для сечовини. Проникність цитоплазми, в свою чергу, залежить від внутрішніх умов, в тому числі від її в'язкості. Різновікові клітини мають різну в'язкість цитоплазми, по різному будуть пропускати речовини зовнішнього розчину.

Об'єкт: жива рослина елодеї канадської.

Матеріали та обладнання: мікроскоп, предметні та покривні скельця, препарувальні голки, пінцети, вазелин, 1 М розчин сечовини.