- •Розділ I
- •Порівняння проникності клітинних мембран для різних речовин. Стійкий і тимчасовий плазмоліз
- •1.1.2 Вплив іонів калію і кальцію на форму плазмолізу
- •1.1.3Спостереження ковпачкового плазмолізу в розчинах нітрату калію і роданіду калію
- •Проникність живої і мертвої цитоплазми
- •1.2 Виявлення життєздатності клітин
- •1.2.1 Визначення життєздатності насіння методом фарбування (за д. Н. Нелюбовим)
- •1.2.2 Прижиттєве фарбування клітин нейтральним червоним
- •Використання солей тетразолію для виявлення живих і мертвих клітин
- •1.3 Рух цитоплазми
- •1.3.1 Спостереження за рухом цитоплазми у різних об'єктів
- •1.3.2 Визначення швидкості руху цитоплазми
- •Контрольні питання.
- •Розділ II хімічний склад рослин Мета заняття.
- •Питання до обговорення.
- •2.1.1 Властивості рослинних білків
- •2.1.1.1 Виділення рослинних білків
- •1. Отримання проламінів і глютелінів з насіння пшениці
- •2. Отримання альбумінів з бульб картоплі
- •3. Отримання глобулінів з насіння гороху
- •2.1.1.2 Визначення амінокислотного складу рослинних білків за допомогою якісних реакцій
- •1.Биуретова реакція
- •2. Реакція на ароматичні амінокислоти (реакція нітрування)
- •3. Реакція на цистеїн (реакція Фоля)
- •Визначення ізоелектричної точки рослинних тканин
- •Вуглеводи
- •2.2.1 Отримання розчинів моно-, ді-, полісахаридів і вивчення їх
- •2.2.1.2 Визначення сахарів за допомогою якісних реакцій
- •1.1 Виявлення глюкози і мальтози
- •1.2 Виявлення сахарози
- •1.3 Виявлення крохмалю
- •2. Реакція з α-нафтолом
- •2.2.2 Кислотний гідроліз крохмалю
- •2.2.3 Ферментативний гідроліз крохмалю
- •2.3 Жири
- •2.3.1 Головні властивості жирів рослин
- •Визначення ліполітичної активності насіння
- •2. Визначення ліполітичної активності
- •Контрольні питання
- •Розділ III
- •3.1.1. Явище осмосу. Переміщення води за градієнтом водного потенціалу в штучній «клітинці» Траубе
- •3.1.2 Визначення осмотичного тиску клітинного соку плазмолітичним методом (за де-Фрізом)
- •3.1.3 Визначення сисної сили клітин за зміною концентрації розчинів
- •Рефрактометричний метод (за н. А. Максимовим і н. З. Петіновим)
- •Метод цівок (за в. С. Шардаковим)
- •3.1.3.3. Визначення водного потенціалу рослинних тканин методом Уршпрунга (за зміною довжини брусків тканини)
- •3.2. Водообмін рослин
- •3.2.1. Визначення різних форм води в рослині
- •3.2.2. Вплив зовнішніх умов на процес гутації
- •3.2.3. Визначення інтенсивності транспірації за зменшенням маси зрізаного листя
- •3.2.4. Порівняння транспірації верхньої і нижньої сторін листа хлоркобальтовим методом
- •3.2.5. Вплив зовнішніх умов на стан продихів (за Молішем)
- •3.2.6. Визначення стану продихів методом відбитків
- •Підняття води в рослині по судинах
- •Контрольні питання
- •Розділ IV
- •Хімічні властивості пігментів
- •Омилення хлорофілу лугом
- •Отримання феофітину і відновлення металоорганічного зв'язку
- •Розділення суміші фотосинтетичних пігментів
- •Метод Крауса
- •Метод Цвета
- •Метод хроматографії на папері
- •Оптичні властивості пігментів зеленого листа
- •Спектри поглинання пігментів
- •Флуоресценція хлорофілу
- •4.1.5 Кількісне визначення пігментів
- •4.1.5.1 Визначення вмісту хлорофілу
- •1.Отримання витяжки хлорофілу
- •2.Визначення концентрації хлорофілу на феКі
- •3.Визначення концентрації хлорофілу на сФі
- •4.1.5.2 Визначення вмісту каротинів
- •4.2 Фізіологія фотосинтезу
- •4.2.1 Фотосенсибілізуюча активність хлорофілу
- •4.2.2. Визначення інтенсивності фотосинтезу і дихання за зміною вмісту вуглецю
- •Контрольні питання.
- •Список рекомендованої літератури Основна література
- •Додаткова література
Державний вищий навчальний заклад
“Запорізький національний університет”
Міністерства освіти і науки України
О.М. Войтович, В.О. Лях, Г.М. Левчук
ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ
З ФІЗІОЛОГІЇ ТА БІОХІМІЇ РОСЛИН
(Частина І)
для студентів денної форми навчання
спеціальності 6.070400 – Біологія
Запоріжжя
2008
Державний вищий навчальний заклад
“Запорізький національний університет”
Міністерства освіти і науки України
О.М. Войтович, В.О. Лях, Г.М. Левчук
ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ
З ФІЗІОЛОГІЇ ТА БІОХІМІЇ РОСЛИН
(Частина І)
для студентів денної форми навчання
спеціальності 6.070400 – Біологія
Затверджено
вченою радою ЗНУ
Протокол № від
Запоріжжя
2008
УДК 581.1.(076.5)
Лабораторний практикум з фізіології та біохімії рослин (Частина I) для студентів денної форми навчання спеціальності 6.070400- Біологія / Уклад.: О.М.Войтович, В.О.Лях, Г.М. Левчук. - Запоріжжя: ЗНУ, 2008. – 95 с.
Лабораторний практикум складається з лабораторних робіт та питань для обговорення за розділами курсу „Фізіології рослин” щодо вивчення фізіології рослинної клітини, водообміну та фотосинтезу рослинного організму, виконання яких дозволяє закріпити знання з теоретичного курсу, набути навичок експериментальної роботи та оволодіти методами досліджень в галузі фізіології рослин.
Призначений для студентів ІІІ курсу біологічного факультету денного відділення (Спеціальність “Біологія”) .
Рецензент В.Д. Бовт
Відповідальний за випуск О.М. Войтович
ЗМІСТ
|
ВСТУП................................................................................................ Розділ I. ФІЗІОЛОГІЯ РОСЛИННОЇ КЛІТИНИ............................
1.1.2 Вплив іонів калію і кальцію на форму плазмолізу............
1.2 Виявлення життєздатності клітин........................................ 1.2.1 Визначення життєздатності насіння методом фарбування (за Д. Н. Нелюбовим)................................ 1.2.2 Прижиттєве фарбування клітин нейтральним червоним... 1.2.3 Використання солей тетразолію для виявлення живих і мертвих клітин................................................................... 1.3 Рух цитоплазми...................................................................... 1.3.1 Спостереження за рухом цитоплазми у різних об'єктів..... 1.3.2 Визначення швидкості руху цитоплазми............................ Розділ II. ХІМІЧНИЙ СКЛАД РОСЛИН........................................ 2.1 Білки........................................................................................ 2.1.1 Властивості рослинних білків.............................................. 2.1.1.1 Виділення рослинних білків................................................. 2.1.1.2 Визначення амінокислотного складу рослинних білків за допомогою якісних реакцій.........................................
2.2.1 Отримання розчинів моно-, ді-, полісахаридів і вивчення їх властивостей................................................................................... 2.2.1.1 Екстракція сахарів з рослинних тканин............................... 2.2.1.2 Визначення сахарів за допомогою якісних реакцій........... 2.2.2 Кислотний гідроліз крохмалю.............................................. 2.2.2 Ферментативний гідроліз крохмалю.................................... 2.3 Жири........................................................................................ 2.3.1 Головні властивості жирів рослин....................................... 2.3.2 Визначення ліполітичної активності насіння..................... Розділ III. ВОДНИЙ ОБМІН РОСЛИН........................................... 3.1 Рослинна клітина як осмотична система............................. 3.1.1. Явище осмосу. Переміщення води за градієнтом водного потенціалу в штучній «клітинці» Траубе........................ 3.1.2 Визначення осмотичного тиску клітинного соку плазмолітичним методом (за де-Фрізом)........................ 3.1.3 Визначення всисної сили клітин за зміною концентрації розчинів.......................................................
3.1.3.3. Визначення водного потенціалу рослинних тканин методом Уршпрунга (за зміною довжини брусків тканини).............................................................................. 3.2. Водообмін рослин................................................................. 3.2.1. Визначення різних форм води в рослині............................ 3.2.2. Вплив зовнішніх умов на процес гутації................................................ 3.2.3. Визначення інтенсивності транспірації за зменшенням маси зрізаного листя.......................................................... 3.2.4. Порівняння транспірації верхньої і нижньої сторін листа хлоркобальтовим методом..................................... 3.2.5. Вплив зовнішніх умов на стан продихів (за Молішем).... 3.2.6. Визначення стану продихів методом відбитків................. 3.2.7. Підняття води в рослині по судинах................................... Розділ IV. ФІЗІОЛОГІЯ ФОТОСИНТЕЗУ...................................... 4.1 Пігментний апарат рослини.................................................. 4.1.1 Отримання витяжки пігментів зеленого листа................... 4.1.2 Хімічні властивості пігментів............................................... 4.1.2.1 Омилення хлорофілу лугом.................................................. 4.1.2.2 Отримання феофітину і відновлення металоорганічного зв'язку..................................................................................................
4.1.5 Кількісне визначення пігментів............................................ 4.1.5.1 Визначення вмісту хлорофілу.............................................. 4.1.5.2 Визначення вмісту каротинів............................................... 4.2 Фізіологія фотосинтезу.......................................................... 4.2.1 Фотосенсибілізуюча активність хлорофілу......................... 4.2.2. Визначення інтенсивності фотосинтезу і дихання за зміною вмісту вуглецю..................................................... Список рекомендованої літератури.................................................
|
6 7 7
8 9
10 10 12
12 13
14 15 15 17 21 2121 22
23 25 28
30 30 31 32 33 35 35 36 40 40
42
43
45
47 48
49 51 51 53
55
57 58 59 60 65 65 65 67 67
68 6869 70 72 74 74 75 76 76 79 80 80
83 92 |
ВСТУП
Фізіологія рослин – фундаментальна біологічна дисципліна, вивчення якої на 3 курсі денного відділення біологічного факультету є необхідним кроком у формування системи сучасних біологічних знань майбутніх біологів. Важливе значення цієї дисципліни полягає в тому, що базуючись на анатомо-морфологічних та системно-аналітичних підходах до вивчення живої матерії, а саме ці напрямки підготовки переважають на 1 та 2 курсах, є усі передумови формування нового фізіолого-біохімічного підходу до розуміння механізмів існування усіх живих істот взагалі, і рослин зокрема.
Викладання курсу „Фізіологія рослин”, яке триває рік, передбачає лекційний курс, самостійну роботу та проведення лабораторно-практичних занять. I частина „Лабораторного практикуму” містить повний обсяг лабораторних робіт, передбачених навчальною програмою за темами „Фізіологія рослинної клітини”, „Фізіологія водообміну” та „Фізіологія фотосинтезу”. Кожній роботі передує короткий огляд теоретичного матеріалу за темою дослідження, що в значній мірі спрямовує студента на виконання роботи з метою чи то практичного підтвердження, чи то деталізації вивчення певного фізіологічного явища або процесу.
При виконанні робіт, передбачених «Лабораторним практикумом» перед студентами ставляться наступні завдання: набуття практичних навичок щодо дослідження певних фізіологічних явищ, зокрема вміння планувати експеримент, моделювати необхідні умови для спостереження, здійснювати поточний контроль за ходом експерименту, отримувати результати практичних досліджень та аналізувати їх, роблячи обгрутовані та змістовні висновки.
Наведені лабораторні роботи можуть бути використані під час виконання курсових та дипломних проектів, а також модифіковані залежно від спрямованості наукових досліджень студента.
Розділ I
ФІЗІОЛОГІЯ РОСЛИННОЇ КЛІТИНИ
Мета заняття.
Дослідити основні фізичні та хімічні властивості рослинної клітини, зокрема її мембранного апарату щодо функціонування за різних умов існування, оволодіти основними засобами визначення життєздатності клітини та швидкості метаболічних процесів.
Питання до обговорення.
Відмінності в будові та функціонуванні рослинної клітини порівняно з тваринної та грибною.
Система мембран рослинної клітини.
Засоби визначення життєздатності клітин.
Фізичні та хімічні властивості цитоплазми.
Властивості клітинних мембран
Зовнішня цитоплазматична мембрана клітини (плазмалема) відділяє клітину від навколишнього середовища, контролює транспорт речовин в клітину та із клітини, перша сприймає інформацію про зовнішнє середовище. Внутрішньоклітинні мембрани забезпечують просторову впорядкованість численних процесів, що протікають в клітині. Вони створюють ізольовані простори (компартменти), в яких одночасно можуть протікати протилежно направлені процеси. В мембрани вбудована велика кількість мультиферментних комплексів, транспортних систем, рецепторних молекул, що забезпечують протікання основних життєвих процесів.
Найважливіша властивість клітинних мембран — вибіркова проникність, завдяки якій крізь них проходять молекули тільки деяких речовин. Ця властивість може змінюватися залежно від процесів, що протікають в клітині. Виборча проникність мембрани зберігається до тих пір, поки клітина залишається живою. Після її загибелі мембрани стають повністю проникними.
Матеріали і обладнання: 1) мікроскоп; 2) предметні і покривні скельця; 3) скляна паличка; 4) препаровальна голка, скальпель або лезо безпечної бритви; 5) пробірки; 6) штатив для пробірок; 7) фільтрувальний папір; 8) спиртівка або газовий пальник; 9) 30% розчин оцтової кислоти; 10) 1М розчин глюкози; 11) 1М розчин роданіду калію; 12) 1М розчин нітрату калію; 13) 0,7М розчин нітрату кальцію;14) 1М розчин карбаміду;15) коренеплід столового буряка; 16) цибулина синьої ріпчастої цибулі; 17) листя елодеї і валіснерії.
Порівняння проникності клітинних мембран для різних речовин. Стійкий і тимчасовий плазмоліз
Виборча проникність мембран забезпечує проходження через них молекул води, перешкоджає проникненню розчинених у воді речовин і обумовлює явище плазмолізу при дії на клітину гіпертонічного розчину. Якщо ж молекули розчиненої речовини через мембрану проходять, але повільніше, ніж молекули води, то плазмоліз потім зникає. Деплазмоліз відбувається в результаті поступового проникнення розчиненої речовини в клітину, вирівнювання концентрацій зовні і всередині, а також надходження води в клітину із зовнішнього розчину за градієнтом концентрації.
Хід роботи
На два предметні скельця наносять по краплі розчину: на одне — 1 М розчин сахарози, на інше — 1 М розчин карбаміду. В кожну краплю поміщають по листку елодеї, накривають покривним скельцем і розглядають під мікроскопом спочатку при малому (об'єктив 8), потім при великому збільшенні (об'єктив 40). Знаходять ділянки листка, в яких добре помітні плазмолізовані клітини. Визначають час початку плазмолізу (початок спостереження), замальовують плазмолізовані клітини і залишають препарати на 30—60 хвилин, потім знову їх розглядають. В розчині сахарози плазмоліз в клітинах зберігався, а в розчині карбаміду відбувався деплазмоліз. В розчині сахарози спостерігається стійкий плазмоліз, а в розчині карбаміду — тимчасовий. Причиною деплазмолізу в розчині карбаміду є проникність клітинних мембран для його молекул. Оскільки проникність для карбаміду менше ніж для води, то вода з клітини виходить швидше, ніж в неї входить сечовина. Це і викликає плазмоліз, який потім зникає при збільшенні в клітині концентрації карбаміду і надходженні води.
Завдання: описати роботу, замалювати плазмолізовані та деплазмолізовані клітини і сформулювати висновки.