Рабочая тетрадь физиология растений

Содержание

Рабочая тетрадь для лабораторно-практических занятий по физиологии и биохимии растений
Рабочая тетрадь физиология растений
Рабочая тетрадь физиология растений

Рабочая тетрадь для лабораторно-практических занятий по физиологии и биохимии растений

В настоящей рабочей тетради представлены лабораторные работы по физиологии и биохимии растений для факультативных занятий по биологии. Предлагаемые работы по основным разделам курса физиологии растений будут содействовать лучшему и более глубокому усвоению учебного материала учащимися и развитию у них творческих навыков для самостоятельной экспериментальной деятельности.

Отличительной чертой рабочей тетради являются наличие простых и наглядных опытов, которые могут быть поставлены учителями в школе при изучении ботаники и общей биологии. Таким образом, данное пособие можно использовать учителями для демонстрации наглядных опытов и привлечения учащихся к активному участию в постановки и проведении экспериментов.

Подготовка рабочей тетради для лабораторно-практических работ по физиологии растений обусловлены двумя причинами. Первая связана с ФГОС СОО, где одним из важных показателей обученности учащихся является усвоение ими УУД. При выполнении данных лабораторно-практических работ учащиеся усваивают один из основных метапредметных УУД, как эксперимент. Характерной особенностью физиологического эксперимента (как любого другого), отличающей его от наблюдения, является предварительный мысленный эксперимент, направленный на создание соответствующей постановки опыта. Предварительная работа всегда самая трудная часть опыта, требующая от исследователя большой эрудиции и творческого воображения. Эту проблему будет решать данная рабочая тетрадь. Она позволит самостоятельно осмыслить предстоящий эксперимент и более глубоко проанализировать результаты и сделать правильные выводы.

Большинство работ могут быть выполнены на факультативных занятиях в любой школе, в том числе не располагающей сложным оборудованием.

Для каждой работы приведён список материалов и оборудования (на одно рабочее место), краткое описание работы, указания, как оформить её результаты (формы таблиц, формулы для расчётов и т.п.).

ФИЗИОЛОГИЯ И БИОХИМИЯ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ

Цель работы: познакомиться с явлением движения цитоплазмы и его зависимостью от внешних условий.

Материалы и оборудование: микроскоп, настольная лампа, предметные и покровные стёкла, пинцет, препаровальная игла, фильтровальная бумага, элодея.

Объяснение. Движение цитоплазмы является одним из важнейших жизненных проявлений растительных клеток. В основе механизма движения цитоплазмы лежат сократительные движения нитеподобных белков, снабжаемые энергией дыхания. О скорости движения цитоплазмы судят по скорости движения видимых органоидов клетки, например, хлоропластов.

1. Положить лист элодеи на предметное стекло и рассмотреть под большим увеличением микроскопа. Движение цитоплазмы лучше видно в клетках, примыкающим к жилкам листа или клетках оторочки листа.

2. Зарисовать препарат, отметить стрелками направления движения цитоплазмы.

3. Подогреть слегка препарат или внести в него каплю спирта и наблюдать за изменением движения цитоплазмы.

ПРОНИЦАЕМОСТЬ ЖИВОЙ, ПОВРЕЖДЁННОЙ И МЁРТВОЙ ЦИТОПЛАЗМЫ РАСТИТЕЛЬНЫХ КЛЕТОК

Цель работы: пронаблюдать за изменением проницаемости цитоплазмы живых клеток корнеплода красной свёклы для клеточного сока под действием повреждающих физических и химических факторов.

Материалы и оборудование: пробирки, корнеплод красной свёклы, нож, пробочное сверло, вода, 50%-ный этанол, 30%-ная уксусная кислота, спиртовка со спичками, пинцет, мензурка на 10 мл, держалка, цветные карандаши.

Объяснение. Окраску ткани корнеплода красной свёклы обеспечивают содержащиеся в вакуолярном соке красящие вещества – антоцианы. Протоплазма живых клеток и её мембраны не проницаемы для них. При повреждении же клеток, нарушении цитоплазмы и мембран сок выходит в наружный раствор, и чем интенсивнее будет окрашивание наружного раствора, тем сильнее повреждение цитоплазмы.

1. Из очищенного корнеплода красной свёклы при помощи пробочного сверла диаметром до 1 см с последующей обрезкой ножом приготовить одинаковой длины 4 кусочка.

2. Вырезанные кусочки тщательно промыть под струёй водопроводной воды для удаления окрашенного клеточного сока пораненных при порезке клеток и поместить по одному в каждую из четырёх пробирок со следующими жидкостями:

5 мл воды + свёкла (без кипячения)

5 мл воды + свёкла (прокипятить)

3. Через 1 час жидкости в пробирках тщательно перемешать и отметить окраску растворов. Результаты занести в таблицу (рисунки выполнить цветными карандашами).

Объяснение полученных результатов:

ВЛИЯНИЕ ИОНОВ КАЛИЯ И КАЛЬЦИЯ НА ЦИТОПЛАЗМУ

Цель работы: изучить формы плазмолиза.

Материалы и оборудование: лук репчатый, 1 М раствор нитрата калия, 0,7 М раствор нитрата кальция, предметные и покровные стёкла, скальпель, микроскоп, пинцет, цветные карандаши.

Объяснение. В ходе плазмолиза форма плазмолизированного протопласта меняется. Вначале протопласт отстаёт от клеточной стенки лишь в отдельных местах, чаще всего в уголках. Плазмолиз такой формы называют уголковым (рис. 1-1). Затем протопласт продолжает отставать от клеточной стенки, сохраняя с ним связь только в некоторых местах, поверхность протопласта между этими точками имеет вогнутую форму. На этом этапе плазмолиз называется вогнутым (рис. 1-2). Постепенно протопласт отрывается от клеточных стенок и принимает округлую форму. Такой плазмолиз носит название выпуклого (рис. 1-3). А если связь у протопласта с клеточной стенкой в отдельных местах сохраняется, то при дальнейшем уменьшении объёма в ходе плазмолиза протопласт приобретает неправильную форму. Такой плазмолиз носит название судорожного (рис.1-4). Время, в течение которого вогнутый плазмолиз переходит в выпуклый, позволяет оценивать степень вязкости цитоплазмы.

1 – уголковый; 2 – вогнутый; 3 – выпуклый; 4 – судорожный; 5 – колпачковый

При сравнении вязкости цитоплазмы в растворах солей калия и кальция можно отметить, что ионы калия, проникая в цитоплазму, повышают её гидрофильность, уменьшают вязкость и способствуют её быстрому отрыву от клеточной стенки. Поэтому в растворах солей калия плазмолиз быстро принимает форму выпуклого. Ионы кальция наоборот, повышают вязкость цитоплазмы, увеличивают силы сцепления её с клеточной стенкой, и плазмолиз принимает форму судорожного плазмолиза.

1. На одно предметное стекло нанести каплю раствора нитрата калия, на другое – нитрата кальция.

2. В обе капли поместить по кусочку эпидермы лука, снятой с вогнутой поверхности одной и той же чешуи луковицы, накрыть покровными стёклами.

3. Через 5-10 мин препараты рассмотреть под микроскопом.

4. Зарисовать формы плазмолиза, описать работу и сделать выводы.

Объяснение полученных результатов:

ВЯЗКОСТЬ ПРОТОПЛАЗМЫ РАСТИТЕЛЬНЫХ КЛЕТОК

Цель работы: по времени плазмолиза определить вязкость протоплазмы растительных клеток листа элодеи и эпидермиса чешуи лука; выявить её зависимость от физиологического состояния клеток.

Материалы и оборудование: 0,8 М раствор сахарозы, лук репчатый (с антоцианом), лист элодеи, пинцет, предметные и покровные стёкла, микроскоп, песочные часы.

Объяснение. Вязкость протоплазмы, как её коллоидно-химическое свойство, определяется рядом векторов, в т.ч. и фракционным составом воды в клетках. Определение вязкости протоплазмы плазмолитическим методом основано на учёте времени перехода вогнутого плазмолиза к выпуклому при погружении клеток в гипертонический раствор плазмолитика

1. Взять лист элодеи из верхушечной части побега и поместить его в раствор сахарозы на предметное стекло и закрыть покровным. В другую каплю раствора сахарозы поместить срез эпидермиса чешуи лука (с антоцианом).

2. Рассматривая препараты в микроскоп через каждые 5 мин, определить время плазмолиза.

Формы плазмолиза (рисунки клеток)

Клетки эпидермиса чешуи лука

Время плазмолиза: ____________________________________________________

4. Обсуждение результатов (какова зависимость вязкости протоплазмы от физиологического состояния клеток?).

ЯВЛЕНИЕ ПЛАЗМОЛИЗА И ДЕПЛАЗМОЛИЗА

Цель работы: познакомиться с проницаемостью протоплазмы для воды и растительной клеткой как осмотической системой.

Материалы и оборудование: 1 М раствор сахарозы, лук репчатый (с антоцианом), лист элодеи, фильтровальная бумага, предметные и покровные стёкла, микроскоп, дистиллированная вода, спиртовка, спички, держалка

Объяснение. Протоплазма растительных клеток легко пропускает воду, на для некоторых веществ она непроницаема. Гипертонические растворы этих веществ оттягивают воду из вакуолей до тех пор, пока концентрация наружного и внутреннего (клеточный сок) не станут изотоническими. При потере воды клетками цитоплазма отходит от стенки клетки. Явление отхождения цитоплазмы от клеточной стенки при потере воды растительными клетками получило название плазмолиза, а вещества, непроникающие через цитоплазму и вызывающие плазмолиз, называются плазмолитиками, например, сахароза, хлористый натрий. Таким образом, плазмолиз растительных клеток вызывают растворы веществ, имеющие более высокую концентрацию, чем концентрация клеточного сока. При замене же растворов плазмолитиков водой усиливаются процессы поступления её в клетку, протоплазма вновь возвращается к нормальному (постенному) положению. Плазмолиз исчезает. Это явление деплазмолиза.

1. Срезать эпидермис с наружной стороны чешуи красного лука, поместить на предметное стекло в каплю раствора сахарозы и, закрыв покровным стеклом, рассмотреть препарат сначала при малом увеличении, а через 20 мин – при большом увеличении микроскопа. Отметить клетки в состоянии плазмолиза, определить его вид и результаты занести в таблицу.

2. Заменить раствор плазмолитика водой. Для чего снять с препарата покровное стекло, препарат промыть водой и рассмотреть под микроскопом. Результаты занести в таблицу.

3. Снять с препарата покровное стекло, убить клетки над пламенем спиртовки (нагревать следует осторожно, не допуская полного испарения воды). Отсосать воду фильтровальной бумагой, нанести на срез каплю 1 М раствора сахарозы, закрыть покровным стеклом и, рассматривая препарат в микроскоп, установить, происходит ли плазмолиз.

Наличие плазмолиза и его форма

Схематический рисунок клетки

Источник