Физиология растений (стр. 11 из 14)
Наблюдение за движением устьиц
Задание: наблюдать за устьичными движениями, объяснить причину устьичных движений, зарисовать устьица в воде и в растворах 5-ти и
20%-го глицерина.
Цель работы: наблюдать за устьичными движениями в воде и в растворе глицерина.
Материалы и оборудование: растворы глицерина (5-ти и 20%-й), 1М раствор сахарозы, микроскопы, предметные и покровные стекла, препаровальные иглы, фильтровальная бумага, бюксы, листья любых растений.
Порядок работы
1. Приготовить несколько срезов нижней эпидермы листа и поместить их на 2 ч в 5%-й раствор глицерина. Глицерин проникает в вакуоли замыкающих клеток, понижает их водный потенциал и, следовательно, повышает их способность насасывать воду. Срезы помещают на предметное стекло в том же растворе, отмечают состояние клеток и зарисовывают их.
2. Заменить глицерин водой, оттягивая его из-под стекла фильтровальной бумагой. При этом наблюдается открывание устьичных щелей. Препарат зарисовать.
3. Воду заменить сильным осмотиком — 20%-ным раствором глицерина или 1М раствором сахарозы. Наблюдают закрывание устьиц.
4. Сделать выводы.
Задание: изучить процесс образования первичного крахмала в листьях.
Материалы и оборудование: спиртовки, водяные бани, ножницы, электроплитки, лампы накаливания в 200—300 Вт, посуда, живые растения (тыква, фасоль, пеларгония, примула и др.), этиловый спирт, раствор йода в йодистом калии.
Порядок работы
1. При помощи крахмальной пробы доказать, что в процессе фотосинтеза образуется крахмал.
Хорошо политое растение надо поставить на 2—3 дня в темное место. За это время произойдет отток ассимилятов из листьев. Новый крахмал образоваться в темноте не может.
Далее нужно срезать лист, в котором произошло обескрахмаливание, и поставить его в стакан или пробирку с водой на яркий свет.
Чтобы получить контраст от процесса фотосинтеза, часть листа надо затемнить. Для этого можно использовать фотонегатив или два одинаковых светонепроницаемых экрана, прикрепив их сверху и снизу. Рисунки на экране (вырезки) могут быть самыми различными.
Лампу накаливания в 200—300 Вт помещают на расстоянии 0,5 м от листа. Через час или два лист надо обработать, как указывалось выше. Удобнее это делать на плоской тарелке. Одновременно обрабатывают лист, который оставался затемненным все время.
Части, подвергавшиеся освещению, окрашиваются в синий цвет, а остальные имеют желтую окраску.
Летом можно видоизменить опыт — закрыть на растении несколько листьев, надев на них пакетики из черной светонепроницаемой бумаги с соответствующими вырезами; через двое — трое суток, в конце солнечного дня, срезать листья, прокипятить их сначала в воде, а потом обесцветить спиртом и обработать раствором йода в йодистом калии. Затемненные места листьев будут светлыми, а освещенные станут черными.
У некоторых растений (например, у лука) первичным продуктом фотосинтеза является не крахмал, а сахар, поэтому к ним крахмальная проба неприменима.
2. Записать результаты наблюдений.
Получение из листьев спиртовой вытяжки пигментов
и их разделение
Задание: получить спиртовую вытяжку пигментов, произвести их разделение и ознакомиться с основными свойствами пигментов.
Материалы и оборудование: ножницы, ступки с пестиками, штативы с пробирками, посуда, спиртовки, водяные бани, свежие или сухие листья (крапивы, аспидистры, плюща или других растений), этиловый спирт, бензин, 20%-й раствор NaОН (или КОН), сухой мел, песок.
Порядок работы
1. Поместить в чистую ступку измельченные ножницами сухие листья, добавить немного мела для нейтрализации кислот клеточного сока. Тщательно растереть массу пестиком, приливая этиловый спирт (100 см3), затем профильтровать раствор.
Полученная вытяжка хлорофилла обладает флюоресценцией: в проходящем свете она зеленая, в отраженном свете — вишнево-красная.
2. Разделить пигменты методом Крауса.
Для этого надо налить в пробирку 2—3 см3 вытяжки и добавить полуторный объем бензина и 2—3 капли воды; затем нужно встряхнуть пробирку и подождать, когда станут хорошо заметны два слоя - вверху бензиновый, внизу спиртовой. Если разделения не произойдет, следует добавить еще бензина и снова встряхнуть пробирку.
В случае появления мути надо добавить немного спирта.
Так как бензин в спирте не растворяется, он оказывается наверху. Зеленый цвет верхнего слоя говорит о том, что в бензин перешел хлорофилл. Кроме него в бензине растворяется и каротин. Внизу, в спирте, остается ксантофилл. Нижний слой имеет желтый цвет.
Далее надо разделить хлорофилл и каротин. Для этого в пробирку с вытяжкой (2—3 см3) нужно добавить 3—5 капель 20%-го раствора NaОН, встряхнуть пробирку, прилить равный объем бензина, снова встряхнуть.
После отстаивания раствора образуются два слоя. В результате омыления хлорофилла происходит отщепление спиртов и образование натриевой соли хлорофиллина, которая, в отличие от хлорофилла, не растворяется в бензине.
Для лучшего омыления пробирку с добавлением NaОН можно поставить в водяную баню с кипящей водой и, как только раствор закипит, вынуть. После этого приливают бензин. В бензиновый слой (верхний) перейдут каротин и ксантофилл (цвет будет желтый), а в спиртовой — натриевая соль хлорофилловой кислоты.
Задание: доказать, что при дыхании растений выделяется СО2, зарисовать прибор, который помогает обнаруживать дыхание по выделению СО2, сделать подписи к рисунку.
Материалы и оборудование: 2 стеклянные банки вместимостью 300—400 мл, 2 резиновые пробирки с отверстиями для воронки и трубки, 2 воронки, 2 изогнутые в виде буквы «П» стеклянные трубки длиной 18—20 см и диаметром 4—5 мм, 2 пробирки, химический стакан, раствор Ва(ОН)2, проросшие семена пшеницы, подсолнечника, кукурузы, гороха и др.
Порядок работы
1. В стеклянную банку насыпают 50— 60 г проросших семян, плотно закрывают ее пробкой, в которую вставлены воронка и изогнутая стеклянная трубка и оставляют на 1— 1,5 ч. За это время в результате дыхания семян в банке накопится диоксид углерода. Он тяжелее воздуха, поэтому сосредоточен в нижней части банки и не попадает в атмосферу через воронку или трубку.
2. Одновременно берут контрольную банку без семян, также закрывают ее резиновой пробкой с воронкой и стеклянной трубкой и ставят рядом с первой банкой.
3. Свободные концы стеклянных трубок опускают в две пробирки с баритовой водой. В обе банки через воронки начинают понемногу наливать воду. Вода вытесняет из банок воздух, обогащенный СО2, который поступает в пробирки с раствором Ва(ОН)2. В результате баритовая вода мутнеет.
4. Сравнивают степень помутнения Ва(ОН)2 в обеих пробирках.
Определение интенсивности дыхания в чашках Конвея
Задание: проделать опыт и вычислить интенсивность дыхания исследуемых объектов в зависимости от вариантов опыта.
Материалы и оборудование: чашки Конвея, вазелин, бюретки, штативы, фильтровальная бумага, ножницы, весы, разновесы, реактивы: 0,1н Ва(ОН)2; 0,1н HCl, фенолфталеин, любые проростки и взрослые растения или их органы.
Порядок работы
1. Чашки Конвея перед опытом калибруют, они должны быть одинакового объема для контрольного и опытного вариантов. Каждый вариант опыта ставят в трех повторностях.
2. Во внешний круг чашки Конвея раскладывают навеску растительного материала массой 0,5—1,0 г. Во внутренний цилиндр наливают 1 или 2 мл 0,1н Ва(ОН)2.. Чашку герметично закрывают притертой крышкой (так, чтобы на крышке проявился прозрачный контур шлифа чашки) и ставят на 20 — 40 мин в темноту (для исключения фотосинтеза в зеленых тканях растений). За время экспозиции накопившийся в объеме чашки Конвея углекислый газ реагирует с гидроксидом бария:
СО2 + Ва(ОН)2 = ВаСО3 + Н2О.
Избыток Ва(ОН)2 оттитровывают 0,1н НС1 по фенолфталеину до исчезновения розовой окраски.
3. Одновременно с опытной ставят контрольную чашку Конвея (без навески). В нее наливают такой же объем раствора 0,1н Ва(ОН)2, закрывают притертой крышкой и оставляют рядом с опытной чашкой. Гидроксид бария в этой чашке реагирует с углекислым газом, изначально находившимся в ее объеме в составе воздуха. Избыток барита оттитровывают.
4. По разнице объемов раствора соляной кислоты, пошедшей на оттитровывание избытка Ва(ОН)2 в контрольной и опытной чашках, вычисляют интенсивность дыхания (И. д.):
, мг СО2 /(г∙ч),где VНС1к — объем 0,1н НС1, пошедший на титрование избытка Ва(ОН)2в контрольной чашке; VНС1оп — объем 0,1н НС1, пошедший на титрование избытка Ва(ОН)2в опытной чашке; Р — масса навески, г;
t — время, ч; 2,2 — коэффициент пересчета НС1 в СО2 (1 мл 0,1н НС1 или Ва(ОН)2 эквивалентен 2,2 мг СО2).
Значение различных элементов для растений
Задание: изучить значение различных минеральных элементов для роста гриба аспергилла.
Материалы и оборудование: весы, термостат, ватные пробки, фильтры, пять колб по 100 см3, пробирки, пипетка, два стакана, воронка, минеральные соли, сахароза, органическая кислота (лимонная), культура гриба аспергилла, выращенная на кусочках картофеля или хлеба в течение 3—4 дней.
Порядок работы