1735

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Е.А. Моралова, И.М. Афанасьева

ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА

Учебно-методическое пособие

по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Физиология растений, животных и человека» для обучающихся по направлению подготовки 05.03.06 Экология и природопользование, профиль Природопользование

Нижний Новгород

2016

1

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Е.А. Моралова, И.М. Афанасьева

ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА

Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Физиология растений, животных и

человека» для обучающихся по направлению подготовки 05.03.06 Экология и природопользование, профиль Природопользование

Нижний Новгород ННГАСУ

2016

2

УДК 581.1; 591.1

Моралова Е. А. Физиология растений, животных и человека [Электронный ресурс]: учеб. - метод. пос. / Е.А. Моралова, И.М. Афанасьева; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун - т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 27 с; ил. 2; 1 электрон. опт. диск (CD-RW)

Приведены указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Физиология растений, животных и человека», рассмотрены содержание и последовательность выполнения данных работ.

Предназначено обучающимся в ННГАСУ для выполнения лабораторных работ по направлению подготовки 05.03.06 Экология и природопользование, профиль Природопользование

3

5

1. Физиология растений

Лабораторная работа № 1

Изучение влияния абиотических факторов на избирательную проницаемость плазмалеммы.

Плазмалемма играет важнейшую роль в процессах обмена веществ растительных и животных клеток. От ее биологических свойств и целостности зависят транспортные функции любой клетки. Необратимое повреждение плазмалеммы приводит клетку к гибели. Повреждающие факторы могут иметь различную физическую или химическую природу. При необратимом повреждении плазмалеммы клетка теряет способность к плазмолизу и деплазмолизу.

По отношению к концентрации клеточного сока внешние растворы могут

быть:

-гипертоническими, осмотическое давление которых больше осмотического давления клеточного сока;

-изотоническими, осмотическое давление которых равно осмотическому давлению клеточного сока;

-гипотоническими, у которых это давление меньше, чем давление клеточного сока.

Плазмолиз - отставание цитоплазмы от стенок клетки, помещенной в гипертонический раствор.

Различают несколько типов плазмолиза растительной клетки.

1. При концентрации раствора, окружающего клетку, незначительно превышающую концентрацию клеточного сока, наблюдается начальный или

уголковый плазмолиз. При уголковом плазмолизе цитоплазма отстаёт только по уголкам клетки.

2. При более высоких концентрациях раствора в начале возникает

вогнутый плазмолиз. При вогнутом плазмолизе цитоплазма становится угловатой,

сохраняет в виде выступов те участки, которые более плотно связаны с клеточной

6

стенкой.

3. При гипертоническом растворе возникает выпуклый плазмолиз, когда содержимое протопласта отделяется от клеточной стенки и поверхность цитоплазмы становится выпуклой.

Деплазмолиз - процесс образный плазмолизу, то есть восстановление формы протопласта при переносе ткани в изо - или гипотонический раствор.

Лишь клетки с неповрежденной плазмалеммой (живые клетки) обладают способностью к деплазмолизу.

Цель работы - изучить влияние температурного фактора на избирательную проницаемость плазмалеммы.

Материалы и оборудование. Микроскопы, предметные и покровные стекла, бритвы, раствор сахарозы, лук с окрашенными чешуями.

Ход работы. При разных концентрациях раствора сахарозы (1; 0,5 и 0,2 М)

под микроскопом наблюдают плазмолиз и деплазмолиз клеток эпидермиса лука.

Для этого в каплю раствора нанесенную на предметное стекло помещают чешую лука, накрывают покровным стеклом и сразу же приступают к просматриванию под микроскопом. Следят за сменой форм плазмолиза. Результаты зарисовывают

(уголковый, вогнутый, выпуклый плазмолиз). Затем аккуратно фильтровальной бумагой отбирают раствор сахарозы из-под покровного стекла и замешают его каплей водопроводной воды. Следят за явлением деплазмолиза. Результаты зарисовывают.

Параллельно проводят такие же опыты, но с нагревом приготовленного препарата на водяной бане (клетки препарата в состоянии плазмолиза греют 5

минут на пару водяной бани) и замораживанием в морозильной камере при -150С в течение 20 минут. После этого температуру препарата доводят до комнатной,

замещают раствор сахарозы водопроводной водой и наблюдают деплазмолиз.

Если клетки повреждены, деплазмолиза не происходит, и они находятся в плазмолизированном состоянии. Результаты зарисовывают и делают выводы о барьерных свойствах плазмалеммы.

7

Лабораторная работа № 2

Определение осмотического давления клеточного сока плазмолитическим методом.

Клеточный сок - водный раствор различных органических и неорганических веществ. Потенциальное осмотическое давление зависит от концентрации этих веществ и степени их диссоциации и выражает максимальную способность клетки всасывать воду. Повышение осмотического давления клеточного сока при засухе является критерием обезвоживания растений.

Внешние условия существенно влияют на показатели осмотического давления. Оно очень низкое у водных растений (за исключением растений морей и других засолённых водоёмов) и растений болот. Высокое осмотическое давление у растений засушливых мест. Растения открытых местообитаний отличаются более высокими величинами давления, чем растения затенённых мест.

Плазмолитический метод основан на подборе такой концентрации наружного раствора, которая вызывает самый начальный уголковый плазмолиз в клетках исследуемой ткани. В данном случае осмотическое давление раствора приблизительно равно осмотическому давлению клеточного сока. Такой раствор называется изотоническим.

Цель работы – ознакомится с методом определения осмотического давления клеточного сока плазмолитическим методом.

Материалы и оборудование. Микроскопы, безопасные бритвы,

предметные и покровные стекла, бюксы, пипетки на 10 мл, препаровальные иглы,

часы, фильтровальная бумага, лук с окрашенными чешуями, 1М раствор сахарозы.

Ход работы. В бюксах готовят по 10 мл 0,8; 0,7; 0,6; 0,5; 0,4; 0,3; 0,2 М

растворов сахарозы путем разбавления 1М раствора дистиллированной водой.

Растворы тщательно перемешивают. Бюксы закрывают крышками, чтобы предотвратить испарение.

Бритвой приготовляют тонкие срезы с выпуклой стороны чешуи лука размером примерно 25мм2.

8

В каждый бюкс, начиная с высокой концентрации, с интервалом в 3

минуты опускают по 2-3 среза. Через 30 минут после погружения срезов в первый бюкс исследуют их под микроскопом. Затем, через каждые 3 минуты,

наблюдают под микроскопом срезы из последующих бюксов. При этом достигается равная продолжительность пребывания срезов в растворах плазмоитиков.

Рассматривать срезы под микроскопом следует в капле раствора из того бюкса, откуда был взят срез.

Определяют степень плазмолиза клетки в каждом растворе и находят изотоническую концентрацию как среднее арифметическое между концентрацией, при которой плазмолиз только начинается, и концентрацией,

которая уже не вызывает плазмолиза.

Результаты записывают в форме таблицы (см. табл. 1).

Потенциальное осмотическое давление (в кПа) находят по формуле 1.

перевода атмосфер в килопаскали. Коэффицент Вант-Гоффа характеризует ионизацию растворов для не электролитов он равен 1.

Лабораторная работа №3

Пигменты зеленого листа

Зеленые растения содержат вещества способные поглощать свет. Эти вещества носят название пигментов. К пигментам относятся хлорофилл "а" и "б",

каротиноиды (каротин, ксантофилл), фикобилины и антоцианы. Все они обладают способностью к флуоресценции, то есть свечению при поглощении ими света.

При этом излучаемый свет имеет большую длину волны, чем поглощаемый.

Флуоресценция - признак фотохимической активности вещества. При загрязнении окружающей Среды степень флуоресценции хлорофилла меняется,

поэтому можно использовать этот показатель для определения степени техногенных воздействий на биоту.

Цель работы - ознакомиться с методом выделения пигментов из растительного материала и с физическими свойствами хлорофилла.

Материалы и оборудование. Листья растений, ацетон или спирт, бензин,

СаСО2, весы, ножницы, ступки с пестиками.

Ход работы.

а) Выделение пигментов. Используют листья определенного яруса,

вырезают центральную жилку, а из оставшихся частей берут навеску 2,0 г.

Навеску измельчают ножницами и перетирают в фарфоровой ступке,

предварительно добавив на кончике ножа СаС02 для нейтрализации кислот клеточного сока. Затем приливают 7-10 мл ацетона или спирта, и продолжают растирать листья. После чего растительную массу фильтруют, добившись максимальной экстракции пигментов. Оставшуюся в ступке густую массу снова растирают со спиртом и переносят на фильтр. Объем экстракта доводят смесью растворителей до 25 мл.

Полученный зеленый раствор содержит зеленые и желтые пигменты:

10