1295

УДК 581.1

Физиология растений: Методические указания к лабораторным занятиям для студентов II курса лесохозяйственного факультета по специальностям 260400 - «Лесное хозяйство» и 260500- «Садово-парковое и ландшафтное строительство» - Часть II / О.М. Корчагин, В.Т. Попова – Воронеж, 2002.- 30 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежской государственной лесотехнической академии

Рецензент заведующий кафедрой физиологии и биохимии растений ВГУ, профессор А.Т. Епринцев

Введение

Методические указания к лабораторным занятиям составлены на основе лабораторных практикумов по физиологии растений Д.П. Викторова (1991 г.) и А.В. Веретенникова (1993 г.). Необходимость переработки методических указаний связана с изменениями в новом учебном плане для студентов лесохозяйственного факультета.

Вданном издании (Часть II) представлены лабораторные работы по следующим темам: дыхание растений, почвенная микробиология, минеральное питание растений, превращение веществ, рост и развитие растений.

Влабораторных работах указываются возможные объекты исследования, приводится список оборудования и реактивов, даётся краткое описание хода работы с последующим их анализом.

Весь ход работы, результаты и выводы фиксируются в рабочих тетрадях. Оформление лабораторных работ в тетрадях идёт по следующей схеме: тема, название работы, краткое описание хода работы, результаты (при необходимости оформляются в виде таблиц, схем, графиков), статистическая обработка данных, выводы.

Выполнение лабораторных работ позволяет студентам закрепить и расширить свои знания по теоретическому курсу физиологии растений. С этой целью по окончании каждой темы проводится коллоквиум по пройденному материалу.

I. Дыхание растений

Лабораторная работа 1

Определение интенсивности дыхания семян древесных растений по количеству выделенной углекислоты (по БойсенИенсену)

Объекты исследования: семена проросшие и не проросшие акации белой, акации жёлтой, ели европейской, сосны обыкновенной и других древесных пород.

Оборудование и реактивы: технические весы с разновесом, конические колбы на 250 мл, часовые стекла для отвешивания семян, бюретки, резиновые пробки к колбам, 0,025-нормальный раствор Ba(OH)2, 0,025-нормалышй раствор HCl, раствор фенолфталеина в капельнице, куски чистой марли размером 8X8 см.

Ход выполнения работы. На технических весах отвесить по 10 г проросших и непроросших семян той или иной древесной породы. Завернуть семена марлевыми салфетками и опустить образовавшиеся мешочки с семенами в две опытные колбы, в которые заранее налить по 10 мл 0,025 нормального раствора барита (Ba(OH)2). Столько же барита налить и в третью колбу, но без семян (Контроль). Заметить время начала опыта. Если среди проросших семян есть зеленеющие части, то эту колбу необходимо закрыть черной бумагой или другим светонепроницаемым материалом.

Для разрушения образующейся на поверхности раствора барита пленки BaCO3 колбы периодически встряхивать.

Через 30 мин извлечь семена из колб, а колбы закрыть пробками. Добавить в каждую колбу 2—3 капли раствора фенолфталеина (раствор примет розовую окраску) и оттитровать соляной кислотой. Титровать до полного обесцвечивания раствора от одной капли соляной кислоты.

Все экспериментальные данные внести в таблицу.

Для расчёта интенсивности дыхания использовать формулу

. .

где а, б — количество HCl для титрования соответственно контрольной и опытной колб, мл; 2,2 — титр HCl; H — навеска семян, г; t — продолжительность опыта, мин; 60 — коэффициент перевода минут в часы.

В выводах объяснить более высокую интенсивность дыхания проросших семян древесных пород. При изучении дыхания семян нескольких древесных пород сделать выводы относительно видовой специфики интенсивности дыхания семян.

Лабораторная работа 2

Определение интенсивности дыхания различных частей древесных растений

Объекты исследования: почки, листья и побеги древесных растений (сосна обыкновенная, дуб черешчатый, акация белая и другие виды древесных пород).

Оборудование и реактивы: технические весы с разновесом, конические колбы на 250 мл, часовые стекла для отвешивания семян, бюретки, резиновые пробки к колбам, 0,025-нормальный раствор Ba(OH)2, 0,025-нормальный раствор HCl, раствор фенолфталеина в капельнице, куски чистой марли размером 8 X 8 см.

Ход выполнения работы. Отвесить на весах с точностью до 0,1 г материал для исследования дыхания в количестве 5 г: отрезки 2—3-летних побегов древесных растений, листьев (хвои), почек.

Раневую поверхность побегов и почек слегка замазать вазелином. Завернуть навески опытного материала в марлю, прикрепить к пробкам опытных колб, в которые заранее налить по 10 мл 0,025 нормального раствора Ba(OH)2.

Количество повторностей опыта с одним объектом – не менее 4-х.

По 10 мл 0,025 нормального раствора Ba(OH)2 добавить и в каждую из контрольных колб.

Одна бригада студентов (2-3 человека) делают опыт с одним конкретным объектом, работая с 4-мя опытными и 1 контрольной колбой.

Заметить время начала опыта. Если среди объектов опыта есть зеленого цвета фотосинтезирующие вегетативные части, то эти колбы необходимо закрыть черной бумагой или другим светонепроницаемым материалом.

Для разрушения образующейся на поверхности раствора барита пленки BaCO3 колбы периодически встряхивать.

Через 30 - 40 мин извлечь опытный материал из колб, а колбы закрыть пробками. Добавить в каждую колбу 2—3 капли раствора фенолфталеина (раствор примет розовую окраску) и оттитровать соляной кислотой. Титровать до полного обесцвечивания раствора от одной капли соляной кислоты.

Для расчёта интенсивности дыхания (Ид) использовать формулу

. .

где а, б — количество HCl для титрования соответственно контрольной и опытной колб, мл; 2,2 — титр HCl; H — навеска семян, г; t — продолжительность опыта, мин; 60 — коэффициент перевода минут в часы.

Все экспериментальные данные внести в таблицу (см. на следующей странице).

Таблица для расчёта интенсивности дыхания различных частей древесного растения

По окончании расчётов, на основе данных каждой бригады, составить сводную таблицу интенсивности дыхания различных частей опытных пород.

По результатам опыта рассчитать ряд статистических показателей: среднюю величину интенсивности дыхания (M), ошибку средней (m) и достоверность отличий средних между собой (t) для разных частей растения. Дополнительно сравнить интенсивность дыхания одноимённых частей различных древесных пород, например, Ид почек сосны обыкновенной и Ид почек акации белой.

Порядок и варианты статистической обработки опытных данных представлены в специальной главе «Обработка результатов опытов и наблюдений стандартными методами вариационной статистики» (стр. 24).

В выводах указать наиболее и наименее интенсивно дышащие части отдельных растений, видоспецифичность дыхания опытных древесных пород и попытаться объяснить причину установленных различий.

Лабораторная работа 3

Влияние температуры на интенсивность дыхания прорастающих семян

Объекты исследования: наклюнувшиеся семена акации белой, акации желтой, ели европейской, сосны обыкновенной и других древесных растений.

Оборудование и реактивы: эксикаторы, наполненные тающим льдом или снегом, термостат, технические весы с разновесом, конические колбы на 250 мл, часовые стекла для отвешивания семян, бюретки, резиновые пробки к колбам, 0,025-нормальный раствор Ba(OH)2, 0,025-нормальный раствор HCl, раствор фенолфталеина в капельнице, куски чистой марли размером 8X8 см.

Ход выполнения работы. На технических весах отвесить по 10 г прорастающих семян той или иной древесной породы. Завернуть семена марлевыми салфетками и опустить образовавшиеся мешочки с семенами в четыре опытные колбы, в которые заранее налить по 10 мл 0,025 нормального раствора барита (Ba(OH)2). Столько же барита налить и в пятую колбу, но без семян (Контроль).

Заметить время начала опыта.

Если среди проросших семян есть зеленеющие, фотосинтезирующие на свету, вегетативные части, то эту колбу необходимо закрыть черной бумагой или другим светонепроницаемым материалом.

Опытные колбы с семенами различных древесных растений поместить на 30 – 40 минут в следующие температурные условия:

1.На снег или тающий лёд температурой около 0 оC;

2.На лабораторный стол при температуре воздуха в лаборатории 18— 2O оC;

3.В термостат при температуре 30—4O оC;

4.В термостат при температуре 50—55 оC.

Каждая бригада студентов работает с семенами различных древесных пород.

Для разрушения образующейся на поверхности раствора барита пленки BaCO3 колбы периодически встряхивать.

Через 30 – 40 мин извлечь семена из колб, а колбы закрыть пробками. Добавить в каждую колбу 2—3 капли раствора фенолфталеина (раствор примет розовую окраску) и оттитровать соляной кислотой. Титровать до полного обесцвечивания раствора от одной капли соляной кислоты.

Все экспериментальные данные внести в таблицу.

Таблица для расчёта интенсивности дыхания в различных температурных условиях

Для расчёта интенсивности дыхания использовать формулу

. .

где а, б — количество HCl для титрования соответственно контрольной и опытной колб, мл; 2,2 — титр HCl; H — навеска семян, г; t — продолжительность опыта, мин; 60 — коэффициент перевода минут в часы.

В выводах указать, какая температура является минимальной, максимальной и оптимальной для дыхания прорастающих семян древесных растений, у семян каких древесных растений интенсивность дыхания наименьшая, у каких — наибольшая.

II. Почвенная микробиология

Лабораторная работа 4.

Количественный учет микроорганизмов в лесной почве

Объекты исследования: микроорганизмы серой лесной и черноземной почв.

Оборудование и реактивы: весы с разновесом, стерильные чашки Петри со стерильным мясопептонным агаром, водяная баня, спиртовка, колба со стерильной водой (100 мл), пробирки с 9-ю мл стерильной воды, стерильные пипетки на 1 мл (4шт.), термостат, термометр, спички, небольшие квадраты кальки для приготовления навески почвы.

Ход выполнения работы. Взвесить 1 г исследуемой почвы и развести стерильной водой в 100000 раз по следующей схеме:

1 г в 100 мл

1 мл в 10 мл

1 мл в 10 мл

1 мл в 10 мл

1 мл в чашку Петри

Для этого навеску почвы высыпать в колбу со 100 мл стерильной воды, закрыть ватной пробкой и тщательно взболтать в течение 5 мин. Затем стерильной пипеткой перенести 1 мл почвенной болтушки в пробирку с 9 мл стерильной воды, перемешать и из этой пробирки 1 мл взвеси перенести во вторую пробирку, перемешать и снова 1 мл взвеси перенести в третью пробирку, откуда после перемешивания взять 1 мл и внести в стерильную чашку Петри.