новая папка 1 / 231879

УДК 581.1. (07)

ББК 41.2 Р

К-56

Коваленко, М. В.

К-56 Физиология растений : методические указания для прохождения летней учебной практики. – Кинель : РИЦ СГСХА, 2013. – 11 с.

В методических указаниях в соответствии с рабочей программой учебной практики по дисциплине «Физиология растений» даны планы проведения лабораторных работ, методики их выполнения и оформление полученных результатов, представлены теоретический материал и перечень вопросов для самоконтроля и подготовки к зачету, рекомендуемая литература.

Методические указания предназначены для студентов технологического факультета по направлению подготовки 110900.62 «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции», профиль подготовки «Хранение и переработка сельскохозяйственной продукции».

© ФГБОУ ВПО Самарская ГСХА, 2013 © Коваленко М. В., 2013

2

ВВЕДЕНИЕ

Физиология растений – это наука, изучающая процессы жизнедеятельности и функции растительного организма в их взаимосвязи и с окружающей средой.

Термин «физиология» имеет греческое происхождение: phisis – природа, logos – учение, т.е. учение о природе растений.

Объектом ее изучения является растительный организм, предметом – функциональные системы, обеспечивающие рост и развитие этого организма, т.е. физиология изучает процессы питания, фотосинтез, дыхание, процессы роста и развития, вопросы водного режима, устойчивости и др.

Физиология растений тесно связана с другими дисциплинами: биохимией, биофизикой, микробиологией, цитологией, генетикой, математикой.

Особое место имеет биохимия.

Биохимия растений – это наука, изучающая химический состав растений, превращение веществ, и обмен энергии.

Главная задача физиологии растений – это познание закономерностей жизнедеятельности растительного организма в онтогенезе в различных условиях среды с целью управления ходом его роста и развития, формированием урожая и его качеством. Управление качеством – главная задача биохимии.

Главный метод физиологии растений – экспериментальный. Он включает в себя лабораторно-аналитический, метод меченых атомов, электронной микроскопии, хромотографический анализ, спектрометрию и др.

Физиологические опыты проводят в полевых условиях, в условиях лаборатории, в вегетационных домиках, в фитотронах и лабораториях искусственного климата.

Исследования проводят на разных уровнях – молекулярном, клеточном и субклеточном, на органном, организменном, на популятивном, ценотическом и биогеохимическом (система растение-почва и глобальные процессы в биосфере Земли).

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

Физиология растений – наука, изучающая процессы жизнедеятельности и их биохимические основы. Основными разделами этой дисциплины являются: физиология и биохимия растительной клетки, фотосинтез, дыхание, водный режим, минеральное питание, рост и развитие растений, физиология формирования урожая и его качество, устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды.

Целью учебной практики является ознакомление с предметом и задачами дисциплины «Физиология растений», с её основными методами, получение некоторых практических навыков научно-исследовательской работы для лучшего освоения дисциплины.

Задачи учебной практики:

1)ознакомление с оборудованием специализированной учебной аудитории по физиологии и биохимии растений;

2)освоение основного весового метода физиологии растений;

3)сравнительный анализ влажности и степени набухания семян

предложенных культур.

В результате прохождения учебной практики студент должен:

знать:

–предмет и задачи дисциплины «Физиология растений»;

–основные методы физиологии растений;

–приборы и оборудование специализированной лаборатории по физиологии растений;

–роль воды при формировании урожая, хранении и переработке с/х продукции.

уметь:

–пользоваться органолептическими и биохимическими показателями для оценки состояния семян при формировании урожая, хранении и переработке с/х продукции.

владеть:

–навыками обработки и анализа получаемых экспериментальных

данных.

Целью методических указаний является формирование навыков получения информации по изучаемым вопросам дисциплины и повышение качества знаний при изучении дисциплины «Физиология и биохимия растений».

Задачи методических указаний:

–дать основные понятия и термины по изучаемым темам;

–организовать работу студентов при прохождении учебной практики. При прохождении летней учебной практики по дисциплине

«Физиология растений» выполняются лабораторные работы.

По окончании практики предоставляется оформленный конспект и сдается зачет по контрольным вопросам методических указаний.

4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАГИ В СЕМЕНАХ

Работа 1. Определение влажности зерна

Содержание воды в зерне является важным показателем их качества. Оценка качества зерна при приеме на заготовительных пунктах производится, прежде всего, по влажности. Содержание воды в зерне зависит от особенностей их химического состава и условий созревания и хранения – относительной влажности и температуры воздуха.

В процессе созревания содержание воды в зерне снижается, а количество сухого вещества увеличивается. В фазу молочной спелости зерно имеет зеленую окраску, при сдавливании выделяется жидкость молочно - белого цвета, влажность составляет 35-52%. В фазу восковой спелости зерно становится желтым, прекращается приток сухих веществ, содержание воды снижается до 22-30%. Фаза восковой спелости наиболее благоприятна для уборки. В фазу полной, или технической, спелости зерно усыхает, твердеет, содержание влаги в зерне снижается в зависимости от погодных условий до

7-16%.

Зерно содержит воду в двух видах: свободную и связанную. В фазу восковой и полной спелости вода в зерне довольно прочно химически и физически связана, и прежде всего с его белковыми веществами. При повышении влажности появляется свободная вода, и резко увеличиваются биохимические процессы.

Существует понятие равновесной влажности. В условиях высокой относительной влажности зерно способно поглощать водяные пары и увлажняться, при этом влажность зерна уравнивается с влажностью окружающего воздуха. И наоборот, если поместить влажное зерно в сухой воздух, оно будет терять влагу до тех пор, пока его влажность также не придет в равновесие с влажностью окружающей среды. Влажность зерна, соответствующая состоянию равновесия, называется равновесной влажностью.

Если поместить зерно в воду, начинается поглощение влаги, а затем процесс набухания зерна. Он имеет значение не только при прорастании, но также и при его переработке, так как зерно перед помолом моется. Его либо моют в моечных машинах, либо увлажняют и дают ему отлежаться, чтобы вода распределилась по зерну, что в процессе помола облегчает отделение оболочки и зародыша от эндосперма.

Вода проникает в зерно в первую очередь через зародыш и бороздку. Когда зерно обрабатывается водой, влага не успевает проникнуть в эндосперм, так как с трудом проникает через семенную оболочку. Внешние слои оболочки, увлажняясь, становятся более эластичными, а эндосперм сохраняет свою хрупкость, поэтому оболочки и зародыш легко отделяются от эндосперма и уходят в отруби.

5

Методы определения влажности зерна, муки и крупы делятся на три группы: термические, физические и химические.

Первая группа методов основана на сушке зерна или продуктов его переработки при определенной температуре в сушильном шкафу. Наиболее точным методом определения влажности является сушка при 105°С до постоянного веса. Метод достаточно точный, но занимает много времени. Существует ускоренный метод сушки при 130°С в течение 40 мин.

Вторая группа – физические. К ним относится определение влажности с помощью электровлагмеров. Это наиболее быстрый метод. Действие электровлагомеров основано на определении либо электропроводности, либо диэлектрической постоянной зерна или муки.

Третья группа методов – химические. Их принцип заключается в использовании реактивов, которые легко реагируют с водой. Например, карбид кальция. В результате реакции выделяется ацетилен, количество которого измеряют, а затем рассчитывают содержание воды в исходной навеске. Это трудоемкие методы и не используются в практике сельского хозяйства.

Цель работы. Определить и сравнить влажность предложенных образцов семян злаковых и бобовых культур. Освоить основной метод определения влажности зерна – весовой.

Ход работы. Среднюю пробу предложенных преподавателем образцов семян 2 г поместить в сухие взвешенные бюксы. Пробу мелких семян (просо, сорго и др.) сушить без предварительного измельчения. Крупные семена (пшеница, ячмень, горох и др.) измельчить. Бюксы со снятыми крышками поместить в сушильный шкаф на 40 минут при 130°С. Затем охлажденные бюксы взвесить. Расхождение между параллельными измерениями не должны превышать 2%. Вычислить содержание воды по формуле:

где Х – процент воды;

b– вес навески до высушивания;

c– вес навески после высушивания.

Полученные результаты записать в таблице 1 и сделать выводы. Таблица 1

Влажность изученных образцов зерна

Сделать вывод о содержании воды в изученных образцах зерна.

6

Работа 2. Определение степени набухания семян

Степень набухания семян зависит от характера запасных веществ. При соприкосновении с влажным субстратом сухие семена быстро поглощают воду и увеличиваются благодаря набуханию, белков, крахмала и других гидрофильных коллоидов. В основе набухания лежит гидратация коллоидов

– взаимодействие веществ с водой, уменьшающее её подвижность. Главную роль в процессе набухания семян играют белки – наиболее гидрофильные вещества. Набухание белков имеет большое значения для биохимической активности клетки, так как ферменты имеют белковую природу. Семена отличаются, прежде всего, содержанием крахмала и белка. В семенах пшеницы, например, содержится в среднем около 16% белка и 70% крахмала, гороха – до 34% белка и 48% крахмала. Соответственно, семена разных культур отличаются способностью к набуханию.

Цель работы. Определить и сравнить степень набухания семян различных культур.

Ход работы. Навеску 2-5 г предложенных преподавателем образцов семян (пшеница, горох, соя, просо, кукуруза) завернуть в марлевую салфетку и погрузить в водопроводную воду, налитую в стаканчики. Через 3 ч извлечь семена из марлевых салфеток, быстро обсушить фильтровальной бумагой и взвесить. Увеличение массы семян выразить в процентах от исходной. Полученные результаты записать в таблице 2 и сделать выводы.

Сделать выводы о зависимости процесса набухания семян от содержания в них основных запасных веществ.

7

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Основная

1.Третьяков, Н. Н. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений : учебник. – М. : Колос, 2005. – 640 с.

2.Практикум по физиологии растений / под ред. проф. Третьякова Н.Н. –

М. : Агропромиздат, 2003. – 288 с.

Дополнительная

1.Якушкина, Н. И. Физиология растений : учебник. – М. : Просвещение,

1993. – 302 с.

2.Кретович, В. Л. Биохимия растений : учебник. – М.: Высшая школа,

1986. – 488 с.

3.Лебедев, С. И. Физиология растений : учебник. – М. : Колос, 1982. –

544 с.

4.Плешков, П. П. Биохимия сельскохозяйственных растений : учебник. – М. : Агропромиздат,1987. – 493 с.

Программное обеспечение и Интернет-ресурсы

1. Методические указания для выполнения лабораторных работ по физиологии растений [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://plantphysiology.ru/. – Загл. с экрана.

2.Учебники по физиологии растений [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://fizrast.ru/skachat.html. – Загл. с экрана.

3.Лекции по физиологии растений. [Электронный ресурс]. – Режим

доступа: http://library.krasu.ru/ft/ft/_umkd/165/u_lectures.pdf . – Загл. с экрана.

4.Лекции по физиологии растений. [Электронный ресурс]. – Режим доступа:http://habar.bsaa.info/topic.php?forum=40&topic=2. – Загл. с экрана.

5.Учебное пособие по физиологии растений. [Электронный ресурс]. –

Режим доступа: http://www.bestreferat.ru/referat-140064.html. – Загл. с экрана.

8

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Что является объектом и предметом изучения физиологии растений?

2.Назовите основные задачи физиологии растений.

3.Назовите методы физиологии растений.

4.Назовите основные приборы и оборудование, используемых в специализированной лаборатории по физиологии и биохимии растений, их назначение.

5.Какова роль воды в жизни растений?

6.В какой форме находится вода в клетках растений?

7.Как меняется содержание воды в семенах по мере созревания?

8.Назовите влажность семян при полной спелости.

9.От чего зависит степень набухания семян?

10.Каково значение воды при хранении зерна?

9

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………… 3

ПРЕДИСЛОВИЕ……………………………………………………… 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАГИ В СЕМЕНАХ …………………………………... 5

Работа 1. Определение влажности зерна……………………………… 5 Работа 2. Определение степени набухания семян……………………. 7

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА……………………………….. 8

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ…………………………………………….. 9

10