Тема 3. Ріст і розвиток рослин.

Особливістю онтогенезу рослин виступає чергування статевого і не статевого покоління. А процесі онтогенезу рослини відбувається ріст, пов'язаний із збільшенням розмірів і новоутворенню елементів структури організму, і розвиток, який спричинює якісні зміни структури і функції рослин та частини. Здатність рослини до росту - це головна особливість усіх живих організмів. Ріст – це незворотне збільшення розмірів рослин, що зумовлює новоутворення органів, клітин або окремих органів, клітин або окремих елементів їх за рахунок біосинтетичних процесів. Розвиток – сукупність якісних морфологічних і фізіологічних змін рослин на окремих етапах її життєвого циклу, які зумовлені генотипом та фенотипом. Стадії росту рослини пов’язані з біохімічною активністю всіх метаболічних циклів, насамперед з білковим синтезом в ході якого генетична інформація ДНК реалізується в певних ферментативних комплексах, структурних білках, органелах.

Розвиток рослин поділяється на чотири етапи:

Ембріональний етап – розвиток зародка від зиготи до дозрівання насінини.

Ювенільний етап – розвивається з проростанням насінини чи органів вегетативного розмноження і характеризується швидким нагромадженням вегетативної маси.

Репродуктивний етап – період від закладання та формування органів розмноження до утворення насіння, плодів та органів вегетативного розмноження.

Відмирання – від повного припинення плодоношення до природного відмирання організму.

Робота 1: Визначення життєздатності пилку (за В.Р. Шардаковим)

Мета роботи : Ознайомитись з методикою визначення життєздатності пилку за В.Р. Шарлаковим; виявити вплив несприятливих факторів середовища на життєздатність пилку.

Матеріали та обладнання: мікроскоп, предметні скельця, розчини 0,2 г бензидину лужного в 100 мл 50% етилового спирту, 0,15 г нафтолу в 100 мл 50% етилового спирту, 0,25 г Na₂CO₃ в 100 мл дистильованої Н₂О, 0,3% розчин Н₂О₂

Хід роботи:

Перед самим початком роботи три перших розчини змішують в різних об’ємах. Суміш не стійка і кожного разу має готуватися заново. Окремі розчини зберігають в темній посуді. 0,3% розчин перекису водню готують також перед виконанням.

На предметне скло наносять невелику кількість досліджуваного пилку. До нього додають невелику краплю суміші трьох розчинників і краплю перекису водню, ретельно розмішують і покривають покривним склом. Через 3-4 хвилини препарат розглядають під мікроскопом.

При цьому життєздатні пилкові зерна, які містять пероксидазу забарвляться у червоний або рожевий колір. Нежиттєздатний пилок набуває брудно-жовтого кольору або залишається безбарвним. Під покривним скельцем відбувається розклад пероксиду водню під впливом ферменту, який міститься в пилку.

Фото 1. Нанесення пилку на предметне скло.

Визначення життєздатності пилку

Дата	Рослина	Кількість життєздатного пилку у полях зору мікроскопу, %
		1	2	3		4		5		6		7		8		9		10		Середнє
17.04	Тюльпан	52,5	47	86,7		87,5		73,9		57,1		69,2		75		58		71,4		68
17.04	Нарцис	9,5	22,8	7		6,5		16		31		50		17,5		26		30		21,63
17.04	Береза	79,4	45,4	65,1		57,6		45,4		85,7		56		75		41,6		36,6		58,69
17.04	Кульбаба	0	25		25		22		26		0		10		44		13		0		16,5
17.04	В’яз	50	43		5		80		15		33		35		0		16		37		57,2

Висновок:

В процесі виконання даної роботи ми ознайомилися з методикою життєздатності пилку, а також виявили вплив несприятливих факторів середовища на життєздатність пилку. Пилок - це чоловічний гаметофіт, що утворюється у пилкових зернах, однак він не є повністю захищеним від несприятливих умов зовнішнього середовища, і це обумовлює те, що в природі продукується більша кількість пилку ніж яйцеклітин. Саме за допомогою дії реактивів на цей фермент, ми визначили життєздатність пилку. Життєздатний пилок містить фермент пероксидази, який надає червоний або рожевий колір. Найбільш життєздатними виявився пилок у тюльпана (68%),а найменш життєздатним у кульбаби (16,5%). Це свідчить про більшу наявність у тюльпана ферменту пероксидази.

Робота 2. Визначення жаростійкості рослин (по Ф. Ф. Мацкову)

Мета роботи: Ознайомитись із методом визначення жаростійкості рослин (по Ф.Ф. Мацкову);

Матеріали та обладнання: свіжі листки будь - яких рослин, 0,2 н розчин HCl, водяна баня, термометр, чашки Петрі, склянка з водою, олівець по склу.

Основні відомості: більшість рослин починають переживати сильний стрес при температурі 35 – 40 °C, оскільки високі температури мають руйнівний вплив на білок (утворення аміак), та змінюються в`язкість та рух цитоплазми.

Жаростійкі рослини мають посилену транспірацію, що дозволяє знижувати температуру листка та запобігати перегріву. Якщо ж піддати листок дії високих температур, а потім занурити його у слабкий розчин соляної кислоти то уражені клітини будуть бурого кольору у наслідок вільного проникнення у них кислоти, яка викликає перетворення хлорофілу у феофітин, тоді як неушкоджені клітини залишаються зеленими.

Нагріти водяну баню до 40 °C, помістити у неї по 5 листків дослідних рослин і утримувати їх у воді на протязі 30 хвилин. Потім взяти першу пробу% витягнути по одному листку кожного виду рослин і помістити їх в чашку Петрі з холодною водою. Підійняти температуру у водяній бані на 10 °C до 50 °C і через 10 хвилин після цього витягнути із бані ще по одному листку і перенести їх в чашку Петрі із холодною водою. Поступово довести температуру у водяній бані до 80 °C, витягуючи проби через 10 хвилин після підвищення температури на 10 °C. Через 10 хвилин, як взята остання проба злити воду із чашок Петрі і замінити її на 0,2 розчин соляної кислоти. Через 20 хвилин виявити ступінь пошкодження листка по кількості бурих плям, які утворились.

Позначити в таблиці «-» - відсутність побуріння; «+» - слабке побуріння; «++» - побуріння більше 50% площі листка; «+++» = суцільне побуріння.

Результати дослідження:

Об’єкт	Ступінь пошкодження листків при температурі, °C
	40	50	60	70	80
Береза	+++	+++	+++	+++	+++
Смородина	_	+	++	+++	+++
Ясень	_	+++	+++	+++	+++
Бирючина	-	-	-	-	-
Слива	+	++	+++	+++	+++

Висновки: За результатом метода визначення жаростійкості рослин (по Мацкову), було встановлено, що найбільша стійкість до температури має рослина бирючини, вона зовсім не побуріла, а найменша стійкість до температури у берези, вона має суцільне побуріння на всіх стадіях температурних показників. Це зумовлено тим,що циркуляція води дозволяє підвищити температуру зеленої клітини рівні не вище температури оточуючого середовища.

Робота 3. Захисна дія цукру на протоплазму.

Мета роботи: Ознайомитись із захисною дією розчинних цукрів на цитоплазму при замороженні.

Обладнання та матеріали: Штативи із пробірками, холодильник, пробкові свердла ( діаметром 8 -10 см), розчин цукру 0,5М та 1М 8% розчин NaCI, дистильована вода, буряк, мікроскоп.

Основні відомості: При температурах нижче 0 С⁰ може відбуватися замерзання рослин тканин, в результаті якого у між клітинах утворюються кристали льоду, які відтягують воду від цитоплазми. Якщо цитоплазма недостатньо морозостійка то вона не витримавши обезводнення, а також за рахунок механічного тиску кристалів льоду руйнується. Про ступінь пошкоджень цитоплазми можна говорити по її здатності утримувати клітинний сік. Стійкість колоїдів цитоплазми може бути підвищено захисними речовинами, серед яких важлива роль належить розчинним цукрам.

Хід роботи:

Роботу можна проводити на різних об’єктах наприклад на синій цибулі, або столового буряку. Для дослідження ми обрали столовий буряк.

Послідовність дій така: Із очищеного коренеплоду буряку зробити 12-15 однакових за розміром тонких (біля 1мм) зрізів ( шматки можна висікати за допомогою пробкового свердла діаметром 8 -10 мм). Ретельно їх промити від залишків соку який витікає із пошкоджених клітин. Помістити по 5 шматків в пробірки в яких попередньо буде налито по ¹/₄ об’єму: в першу пробірку воду, у друг 0,5 М розчину цукру, у третю 1М розчину цукру. Після відтавання зрізи вийняти з пробірок, виявити відмінності у забарвленні рідини різних пробірок зрізів. Виявити життєздатність клітин варіантів досліду методів плазмолізу, використовуючи 8%розчин NaCI. Результати записати у таблицю.

Варіант	Забарвлення зовнішнього розчину	Забарвлення зрізу	Кількість плазмо лікуючих клітин у %.
Вода	Дуже насичений	Слабке	72
Сахароза 1,0М	Частково	Середнє	196
Сахароза 0,5М	Мало забарвлений	Сильне	152

Висновок: При температурах нижче 0 С⁰ може відбуватися замерзання рослинних тканин, в результаті якого у міжклітинах утворюються кристали льоду, які відтягують воду від цитоплазми . Якщо цитоплазма недостатньо морозостійка, то вона не витримавши обезводнення, а також за рахунок механічного тиску кристалів льоду руйнується. Про ступінь пошкоджень цитоплазми можна говорити по її здатності утримувати клітинний сік. Стійкість колоїдів цитоплазми може бути підвищено захисними речовинами, серед яких важлива роль належить розчинним цукрам.

Плазмоліз – це відшарування пристінкового шару цитоплазми від клітинної стінки. Характер плазмолізу залежить від певних факторів: в’язкості цитоплазми, різність між осмотичним тиском внутрішньоклітинного і зовнішнього середовища, віл хімічного складу і токсичності зовнішнього гіпертонічного розчину, від розміру, кількості і форм вакуолей. Тому з результатів видно, що найбільша кількість плазмо лікуючих клітин у сахарози 0,5 – 196, а найменше у воді 72.Най більше забарвлення речовини у води, а найменше у сахарози 0,5, часток у сахарози 1,0М, це зумовлено тим, що у воді зрізи мають найбільшу кількість пошкоджених клітин і витікання соку, а у сахароз менше, тому що цурки затримують витікання соку. Забарвлення зрізу сильніше у сахарози 0,5М, це вказує на те, що проникність клітин найменша, безумовно у воді проникність клітин сильніша і витікання соку інтенсивніше.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ:

1. Векірчик К.М. Фізіологія рослин. – Київ: Вища школа,1984 – 240 с.

2. Векірчик К.М. , Казакова Є.О. програма педагогічних інститутів « Фізіологія рослин» .- Київ, Б.в, 1993.

3. Кузнецов В.В, Дмиртиева Г.А Физиология растений – М.: Вісшая школа 2006. – 504с.

4. Мсієнко М.М Фізиологія рослин: Підручник. К.: Либідь 2005 – 808 с.

5. Методичні рекомендації для лабораторних занять з дисципліни « Фізиологія рослин». – Разнополов О.М, Васін В.А, Писанець З.Г, Подорожний С.М – Мелітополь, 2007. – 66с.