7467

3

СОДЕРЖАНИЕ

4

ЗАНЯТИЕ 1.

Тема: Физиология растительной клетки.

Работа № 1. Плазмолиз и деплазмолиз. Формы плазмолиза.

Цель работы: пронаблюдать плазмолиз и деплазмолиз в клетках лука репчатого. Отметить формы плазмолиза клеток.

Оборудование: микроскопы, предметные и покровные стекла,

полоски фильтровальной бумаги, пинцеты, скальпели, пипетки, кюветы с водой.

Материалы и реактивы: луковица лука репчатого красного цвета,

раствор поваренной соли (NaCl).

В растительной клетке важнейшую роль выполняет полупроницаемая мембрана, которая состоит из плазмалеммы, тонопласта и расположенной между ними цитоплазмы. Избирательная проницаемость

(полупроницаемость) плазмалеммы и тонопласта заключается в том, что они легко пропускают воду и с трудом пропускают или не пропускают растворенные в ней вещества. Поступление воды в клетку связано с вакуолью. В ней содержатся ионы, сахара, органические кислоты,

формирующие раствор, концентрация которого выше, чем в свободном пространстве клеточной стенки (рис. 1).

Рис. 1. Клетка чешуйки лука репчатого в нормальном состоянии.

5

Растительная клетка функционирует как осмотическая система, что подтверждает плазмолиз. Плазмолиз – это процесс отделения протопласта от клеточной стенки (рис. 2). Он происходит при погружении клетки в раствор, концентрация которого выше, чем концентрация клеточного сока.

Рис. 2. Клетка чешуйки лука репчатого в начале плазмолиза.

В таких условиях молекулы воды из клетки выходят значительно быстрее, чем наблюдается их поступление в клетку, что приводит к снижению содержания воды в клетке (в первую очередь в вакуоли) и

отделению протопласта от клеточной стенки (рис. 3). Выход воды из клетки будет продолжаться до тех пор, пока концентрации клеточного сока и внешнего раствора не сравняются.

Рис. 3. Клетка чешуйки лука репчатого в состоянии выпуклого плазмолиза.

6

По мере развития в клетке плазмолиза форма протопласта меняется:

сначала протопласт отделяется от клеточной стенки лишь в уголках

(уголковый плазмолиз), затем у него появляются многочисленные вогнутые поверхности (вогнутый плазмолиз) и, наконец, протопласт полностью отрывается от клеточной стенки и под действием сил поверхностного натяжения принимает округлую форму (выпуклый плазмолиз). Если вогнутый плазмолиз выражен чрезмерно, то говорят о судорожном плазмолизе (рис. 4).

Рис. 4. А – Клетка чешуйки лука репчатого в нормальном состоянии: 1 – клеточная оболочка, 2 – вакуоль, 3 – цитоплазма, 4 – ядро; Б – уголковый плазмолиз клеток чешуйки лука; В, Д – судорожный плазмолиз; Г – вогнутый плазмолиз; Е – выпуклый плазмолиз.

Пространство между клеточной стенкой и плазмалеммой,

образующееся во время плазмолиза, заполняет раствор плазмолитика – вещества, вызывающего плазмолиз. В качестве плазмолитиков могут выступать неядовитые вещества, например, сахара (сахароза, глюкоза,

ксилоза и др.), некоторые соли (NaCl, KCl, KNO3). К плазмолизу способны только живые клетки, у которых плазмалемма и тонопласт обладают свойством избирательной проницаемости.

Плазмолиз обратим. Процесс, обратный плазмолизу, называется деплазмолизом. Он развивается при погружении плазмолизированной клетки в чистую воду или раствор, концентрация которого ниже, чем концентрация клеточного сока. Деплазмолиз протекает быстрее, чем

7

плазмолиз, и не имеет промежуточных стадий. По мере увеличения содержания воды в клетке объем вакуоли возрастает, клеточный сок давит на цитоплазму и прижимает ее к клеточной стенке. Под влиянием внутреннего давления клеточная стенка незначительно растягивается, а

сама клетка переходит в напряженное состояние – тургор.

Ход работы: Берут луковицу лука репчатого красного цвета и отделяют от нее несколько сочных чешуек (видоизмененных листьев).

Необходимо сделать тонкий срез с нижней стороны чешуйки или пинцетом снимают тонкий слой кожицы. Срез помещают на предметное стекло в каплю воды и накрывают покровным стеклышком. Помещают полученный временный препарат под малое увеличение микроскопа. Под микроскопом должны наблюдать равномерно окрашенные клетки чешуйки лука, богатые антоцианом.

К препарату с одной стороны покровного стекла начинают по капле добавлять раствор хлористого натрия (NaCl), а с другой стороны – фильтровальной бумагой оттягивать лишнюю влагу.

Через короткое время наблюдают, что внутреннее содержимое клеток, протопласт, начинает отслаиваться от уголков клеточной стенки, а

затем и от всей поверхности. Так происходит плазмолиз клеток, или их защитная реакция на воздействие раствора соли.

Если, напротив, начинают добавлять воду к препарату,

содержимое клеток примет изначальную форму. Это деплазмолиз клеток.

По окончании работы выполняют рисунки в тетради и делают выводы о наблюдаемой степени плазмолиза клеток лука репчатого.

8

Работа № 2. Определение осмотического давления клеточного сока плазмолитическим методом.

Цель работы: определить осмотическое давление клеточного сока в клетках лука репчатого плазмолитическим методом.

Оборудование: микроскопы, предметные и покровные стекла, чашки Петри, полоски фильтровальной бумаги, пинцеты, скальпели, пипетки,

кюветы с водой.

Материалы и реактивы: луковица лука репчатого красного цвета,

раствор поваренной соли (NaCl).

Ход работы: В разные чашки Петри наливают растворы NaCl

различной концентрации. Одновременно на каждую чашку Петри делают не менее четырех свежих срезов лука репчатого красного цвета. Засекают

30 минут и помещают срезы в растворы соли.

По истечении времени рассматривают срезы чешуек лука под микроскопом. Замечают концентрацию поваренной соли, при которой наблюдается тот или иной вид плазмолиза клеток лука. Все данные заносят в таблицу.

Таблица.

Степени плазмолиза клеток лука репчатого при разных концентрациях раствора NaCl

моль

Степень

плазмолиза

Обязательно отмечают концентрацию соли, при которой плазмолиз

клеток прекращается.

9

Для определения осмотического давления в клетках лука,

используют уравнение Вант-Гоффа:

P=R*T*C*I, где

R – универсальная газовая постоянная, равна 0,0821 атм/К*моль,

T – абсолютная температура в К,

C – концентрация раствора соли NaCl,

I – изотонический коэффициент, равен 1,75.

Выполняют расчет осмотического давления в клетках и делают вывод о наблюдаемой степени плазмолиза клеток лука репчатого.

Работа № 3. Осмотический выход воды из клеток, подвергающихся плазмолизу.

Цель работы: пронаблюдать осмотический выход воды из клеток паренхимы моркови в результате плазмолиза.

Оборудование: стеклянные стаканчики, чашки Петри, пинцеты,

скальпели, пипетки, деревянные палочки, кюветы с водой.

Материалы и реактивы: корнеплод моркови, раствор NaCl.

Ход работы: Берут 2 брусочка ткани паренхимы корнеплода моркови и помещают один в сосуд с водой, второй – в сосуд с раствором поваренной соли (NaCl). Очень скоро наблюдают, что в сосуде с раствором соли вода начинает выходить из клеток паренхимы в виде тонких струек, отходящих от поверхности кусочка моркови. В сосуде с водой ничего не происходит.

После наблюдения зарисовывают опыт и делают вывод об условиях плазмолиза клеток паренхимы корнеплода моркови.