Фізіологія та біохімія рослин - Учебное пособие

Державний вищий навчальний заклад Міністерства освіти і науки України ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ З ФІЗІОЛОГІЇ ТА БІОХІМІЇ РОСЛИНВажливе 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. 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.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. Відмінності в будові та функціонуванні рослинної клітини порівняно з тваринної та грибною.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. В мембрани вбудована велика кількість мультиферментних комплексів, транспортних систем, рецепторних молекул, що забезпечують протікання основних життєвих процесів.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. В розчині сахарози плазмоліз в клітинах зберігався, а в розчині карбаміду відбувався деплазмоліз.Спочатку протопласт відстає від клітинної стінки лише в окремих місцях, частіше всього в куточках. Плазмоліз такої форми називають кутковим. Потім протопласт продовжує відставати від клітинних стінок, зберігаючи звязок з ними в окремих місцях, поверхня протопласту між цими точками має увогнуту форму. Поступово протопласт відривається від клітинних стінок по всій поверхні і приймає округлу форму. А якщо між протопластом та клітинною стінкою звязок в окремих місцях зберігається, то при подальшому зменшенні обєму в ході плазмолізу протопласт набуває неправильної форми.При тривалому знаходженні клітин в розчині нітрату калію (15 хв. і більше) цитоплазма набухає в подовжених клітинах, там, де протопласт не торкається клітинних стінок, утворюються так звані ковпачки цитоплазми. Ще більше набухання відбувається в розчинах роданіду калію, в яких ковпачки цитоплазми утворюються зразу ж після початку плазмолізу. Іони калію, проникаючи через плазмалему в цитоплазму, викликають її набухання.Мембрани цитоплазми - плазмолема і тонопласт - мають вибіркову проникність. При дії на клітину пошкоджуючих агентів мембрани втрачають властивість напівпроникності. Матеріали і обладнання: 1) столовий буряк (Beta vulgaris L.); 2) штатив з пробірками; 3) пробкове свердло; 4) піпетки; 5) скальпель; 6) електрична плитка; 7) хлороформ; 8) 30% оцтова кислота; 9) 50% етиловий спирт; 10) 1М розчин нітрату калію; 11) мікроскоп; 12) покривні та предметні скельця; 13) пробірки; 14) ФЕК. Потім кладуть по одному шматочку коренеплоду в пробірки (варіанти розчинів в пробірках за табл.1.1), через 1 годину пробірки струшують. Визначають інтенсивність забарвлення розчинів в пробірках за допомогою фотоелектроколориметра (ФЕК), використовуючи синій світлофільтр.Метод фарбування насіння для визначення їх схожісті заснований на непроникності живої цитоплазми для деяких фарбників (індигокармін, кислий фуксин), тоді як мертва цитоплазма легко забарвлюється. Бувають випадки, коли зародок мертвий, але насіння не забарвлюється через те, що оточуючі зародок частини насіння не пропускають фарбник. У звязку з цим необхідно заздалегідь оголити зародок: у насіння з ендоспермом витягнути зародок або розрізати насінину уподовж, а у насіння без ендосперма видалити насінні покриви. Підготовлене таким чином насіння витримують в розчині фарбника від 1 до 3 годин (залежно від виду рослини) і оцінюють життєздатність насіння: насіння з повністю забарвленими зародками або із забарвленими корінцями вважається несхожими, насіння незабарвлене або з частково забарвленими сімядолями відносять до числа життєздатних.

Зміст

Вступ

1. Фізіологія рослинної клітини

1.1 Властивості клітинних мембран

1.2 Порівняння проникності клітинних мембран для різних речовин. Стійкий і тимчасовий плазмоліз

1.3 Вплив іонів калію і кальцію на форму плазмолізу

1.4 Спостереження ковпачкового плазмолізу в розчинах нітрату калію і роданіду калію

1.5 Проникність живої і мертвої цитоплазми

1.6 Виявлення життєздатності клітин

1.7 Прижиттєве фарбування клітин нейтральним червоним

1.8 Використання солей тетразолію для виявлення живих і мертвих клітин

1.9 Рух цитоплазми

1.10 Спостереження за рухом цитоплазми у різних обєктів

1.11 Визначення швидкості руху цитоплазми

2. Хімічний склад рослин

2.1 Білки

2.2 Властивості рослинних білків

2.3 Виділення рослинних білків

2.4 Визначення амінокислотного складу рослинних білків за допомогою якісних реакцій

2.5 Визначення ізоелектричної точки рослинних тканин

2.6 Вуглеводи

2.7 Жири

3. Водний обмін рослин

3.1 Рослинна клітина як осмотична система

3.2 Водообмін рослин

3.3 Вплив зовнішніх умов на процес гутації

3.4 Визначення інтенсивності транспірації за зменшенням маси зрізаного листя

3.5 Порівняння транспірації верхньої і нижньої сторін листа хлоркобальтовим методом

4. Фізіологія фотосинтезу

4.1 Пігментний апарат рослини

4.2 Хімічні властивості пігментів

4.3 Метод Крауса

4.4 Метод Цвета

4.5 Метод хроматографії на папері

4.6 Оптичні властивості пігментів зеленого листа

4.7 Спектри поглинання пігментів

4.8 Флуоресценція хлорофілу

4.9 Кількісне визначення пігментів

4.10 Фізіологія фотосинтезу

4.11 Визначення інтенсивності фотосинтезу і дихання за зміною вмісту вуглецю

Список рекомендованої літератури