810

фитохром, поглощающий красный свет, и криптохром, поглощающий синий свет.

Цель работы. Поставить опыт и провести наблюдения за влиянием света на формирование органов растений.

Материалы и оборудование: семена гороха; вермику-

лит; десять небольших одинакового размера цветочных горшков; темный шкаф.

Ход работы. В десять 0,5 л цветочных сосудов помещают хорошо смоченный вермикулит. В каждый горшок высевают по 5 семян гороха, предварительно слегка проращенных в термостате. Все засеянные сосуды разбивают на пять серий, по два сосуда в каждой.

Два сосуда первой серии ставят в темный шкаф, в котором и выдерживают проростки до конца опыта.

Два сосуда второй серии ставят также в темный шкаф; каждый день растениям дают полное дневное освещение лишь в течение 1 минуты.

Растения двух сосудов третьей серии получают каждый день дневное освещение в течение 1,5 часа.

Растения в сосудах четвертой серии получают дневное освещение таким же образом в течение 3 часов.

Два сосуда пятой серии держат на окне при нормальном дневном освещении (контроль).

После появления всходов опыт продолжают семь дней. По окончанию опыта проводят описание внешнего вида растений, а также измеряют длину их междоузлий.

Растения второй серии, которые подвергались действию дневного света в течение одной минуты, имеют короткие междоузлия и слабые признаки развития боковых листьев по сравнению с растениями первой серии, выросшими без света.

Растения третьей серии, которые подвергались действию дневного света в течение 1,5 часа, имеют еще более короткие междоузлия и более развитые боковые листья.

191

Растения четвертой серии с продолжительностью освещения 3 часа имеют слабую зеленую окраску, и по величине междоузлий приближаются к контролю.

Влияние света на рост растений

Выводы.

Вопрос для самоконтроля

1. Почему в темноте растения имеют длинные междоузлия и неразвитую листовую пластинку?

Работа 66. Влияние температуры на прорастание семян

Вводные пояснения. Рост растений возможен в диапазоне температур от 1 до 60°С и определяется географическим происхождением растений. Требования растений к температуре определяются фазой развития.

При анализе роста растений выделяют три температурные точки: минимальную, ниже которой рост невозможен (рост только начинается), оптимальную (наиболее благоприятную для роста) и максимальную, выше которой рост прекращается.

По отношению к температуре растения делятся на теплолюбивые и холодостойкие. К теплолюбивым относятся кукуруза, просо, соя, фасоль огурец, томат, дыня, тыква, рис

– с минимальной температурой для роста более 10°С, опти- маль-ной – 30-35°С и максимальной – 44-50°С. Холодостойкие: горчица, конопля, рожь, пшеница, ячмень, овес, горох, вика, лен, бобы, свекла, люпин и др. с минимальными температурами для роста в пределах 0-5°С, оптимальными – 2530°С и максимальными – 3744°С. При увеличении температуры на 10°С в пределах оптимальных значений, скорость роста увеличивается в 2-4 раза, так как увеличивается скорость химических процессов. Оптимальная температура для

192

роста корневых систем ниже, чем для надземных органов и для большинства растений составляет 23-25°С. Оптимум температур для роста выше, чем для фотосинтеза.

Росту многих растений благоприятствует смена температуры в течение суток: днем повышенная, а ночью пониженная. Для тропических растений эта разница составляет 3-6°С, для растений умеренного пояса 5-7°С. Чередование температур в течение суток повышает урожайность картофеля, сахаристость корнеплодов свеклы, так как повышается активность гидролитических ферментов, и образующиеся растворимые формы углеводов передвигаются в запасающие органы.

Цель работы. Выяснить влияние температуры на прорастание семян путем выдерживания их в различных температурных условиях.

Материалы и оборудование: семена ржи, пшеницы, го-

роха, подсолнечника, кукурузы и просо; чашки Петри; фильтровальная бумага; холодильник; термостат.

Ход работы. В 5 чашек Петри помещают фильтровальную бумагу и по 10 семян сельскохозяйственной культуры. Затем в них наливают по 10 мл воды, закрывают крышками и помещают в различные температурные условия:

1.5°С – в холодильник на нижнюю полку;

2.20°С – оставить при комнатной температуре;

3.35°С – поместить в термостат.

Через 7 дней подсчитывают число проросших семян, измеряют длину корней и листьев. Результаты заносят в таблицу и делают выводы.

Влияние температуры на прорастание семян

Выводы.

193

Вопросы для самоконтроля

1.Что такое температура биологического нуля?

2.Как делятся растения по этому показателю?

3.Что такое оптимальные температуры и как делятся растения по этому показателю?

4.Как влияет смена температур в течение суток на растение?

Работа 67. Определение геотропического изгиба и места восприятия силы земного притяжения у корня

Вводные пояснения. Растения, в отличие от животных, прикреплены к месту своего обитания и не могут перемещаться, но и для них характерно некоторое движение. Движение растений – это изменение положения органов растений в пространстве, обусловленное разными факторами внешней среды: светом, температурой, силой тяжести, химическими веществами и др. Тропизмы – это ростовые движения, вызываемые односторонним действием раздражителя: свет – фототропизм; сила тяжести – геотропизм; неравномерное распределение воды – гидротропизм; химических соединений – хемотропизм; кислорода – аэротропизм и т.д. Изгиб растений в сторону действующего фактора (раздражителя) называется положительным тропизмом, а в проти-

воположную – отрицательным.

На положение растений в пространстве оказывает влияние сила тяжести, а реакцию растений на него называют геотропизмом. Надземные органы обладают отрицательным геотропизмом, их рост направлен от центра Земли, а корни – положительным геотропизмом. Полегшие стебли злаков могут подняться за счет геотропической реакции.

Геотропическая реакция изменяется в процессе онтогенеза. Цветки некоторых растений до распускания обладают отрицательным геотропизмом, а после распускания он изменяется на положительный. Геотропизм у боковых корней и стеблей выражен меньше, чем у главных. В результате главный побег растет строго вертикально вверх, главный корень – вертикально вниз, а боковые побеги и корни рас-

194

полагаются под некоторым углом к ним. Это помогает растению поглощать воду и минеральные удобрения из почвы, а надземным частям растений – поглощать СО2 из воздуха и избегать затенения друг друга. Для осуществления геотропической реакции требуется определенное количество раздражения. Здесь действует закон количества раздражителя. Механизм геотропического изгиба объясняет гормональная теория Холодного-Вента, согласно которой при горизонтальном положении проростка гормон концентрируется на нижней стороне органа. При этом у стебля рост клеток на нижней стороне ускоряется, и стебель изгибается вверх, а у корня тормозится, и он изгибается вниз. Клетки корня обладают большей чувствительностью, чем клетки стебля, поэтому одна и та же концентрация гормона на нижней стороне может подавлять рост клеток корня и стимулировать растяжение клеток стебля. В результате стебель проявляет отрицательную геотропическую реакцию, корень – положительную.

У корней органом, воспринимающим раздражение, служит корневой чехлик, при удалении которого растение утрачивает способность к геотропизму. После регенерации корневого чехлика геотропическая реакция восстанавливается.

Восприятие силы тяжести могут выполнять статолиты. Б.Немец и Г. Габерландт указали на лейкопласты и образующиеся в них крахмальные зерна, содержащиеся в клетках корневого чехлика и эндодерме. При горизонтальном положении корня крахмальные зерна передвигаются в самую нижнюю часть цитоплазмы клеток корневого чехлика и оказывают давление на цитоплазму, которая возбуждается. Если из лейкопластов удалить крахмал, то способность к геотропическим реакциям утрачивается.

В геотропической реакции различают четыре основные фазы:

195

восприятие раздражения;

возбуждение клеток, приводящее к накоплению гормонов;

проведение возбуждения;

неравномерный рост органа.

Геотропические изгибы свойственны только молодым частям растений, не закончившим свой рост. Геотропическая чувствительность может меняться под влиянием факторов внешней среды. Полегшие растения не могут подняться, если почва сильно переувлажнена, и корни находятся в анаэробных условиях. При неблагоприятных условиях среды (засуха, низкая и высокая температура, действие химических веществ) крахмальные зерна расходуются, и при их отсутствии геотропическая чувствительность не проявляется.

Цель работы. Поставить опыт и пронаблюдать за геотропическими изменениями растущих корней проростков семян льна, горчицы или огурца.

Материалы и оборудование: семена льна, горчицы или огурца; тушь; фильтровальная бумага; стеклянные пластинки; ножницы; термостат; стеклянный сосуд.

Ход работы. Берут стеклянную пластинку и помещают на нее смоченную в воде фильтровальную бумагу. На фильтровальную бумагу помещают семена льна или горчицы, можно огурца, 8-10 штук в ряд на 1 см ниже верхнего края

(рис. 31).

Семенная оболочка набухает, и образуется слизь, которая удерживает семена на бумаге. Стеклянную пластинку помещают в сосуд с водой (слой 2-3 см) под утлом 45 , чтобы семена были с нижней стороны пластинки. Сосуд сверху закрывают чашкой Петри. Через 3-4 дня, когда семена прорастут, и корешки достигнут длины 8-10 мм, у половины

196

проростков срезают кончик корня. У одного проростка корешок размечают тушью через 1мм, начиная с кончика корня.

Рис.31. Опыт по геотропизму.

а - стеклянная пластинка с фильтровальной бумагой; б - сосуд с проростками после прорастания семян; в - сосуд с проростками после срезания кончика корня;1- стеклянная пластинка с фильтровальной бумагой; 2- семена; 3- проростки; 4- чашка Петри; 5- вода.

Стеклянную пластинку переворачивают на 180° и помещают в стеклянный сосуд, чтобы проростки оказались с верхней стороны стекла, а корешки были горизонтально.

Через 1-2 дня отмечают, в каком положении находятся корешки проростков с обрезанными и необрезанными кончиками, а также на каком расстоянии от кончика корня произошел изгиб. Сделать вывод.

Вопросы для самоконтроля

1.Что такое геотропизм?

2.В какой части корня происходит изгиб?

3.Почему не происходит изгиб у корешков со срезанным кончи-

ком?

Работа 68. Положительные и отрицательные хемотропические изгибы корней

Вводные пояснения. Хемотропизм - изгибание растущего органа растения в сторону большей или меньшей концентрации химических веществ. Хемотропизм, кроме корней, свойственен пыльцевым трубкам, проросткам расте-

197

ний-паразитов. Здесь наблюдается положительный хемотропизм, который может изменяться в зависимости от концентрации и характера веществ. У корней хемотропичен самый кончик корня, а изгиб происходит в зоне растяжения. Механизм хемотропизма неизвестен.

Цель работы. Поставить опыт и провести наблюдения за хемотропическими изгибами корней проростков семян гороха и пшеницы.

Материалы и оборудование: наклюнувшиеся семена гороха и пшеницы с прямыми корешками; агар-агар; 1%- ные растворы (NН4)2SO4 и NаСI; чашки Петри; фильтровальная бумага; электроплитка; стаканы – 3 шт; весы с разновесом; мензурка на 500 мл; кастрюлька; пробирки – 3 шт.

Ход работы. Готовят 6%-ный раствор агар-агара, расплавляя необходимую навеску его в кипящей воде. После расплавления сразу снимают с огня и наливают в стаканы, в центре которых предварительно укрепляют по одной пробирке с холодной водой. Укрепить пробирки можно либо при помощи лапки штатива, либо при помощи картона с вырезанным по пробирке отверстием. Пробирка не должна доходить до дна стакана. Агар-агару необходимо дать застыть, не передвигая стаканов. Полное застывание достигается не раньше, чем через 12 часов.

После застывания стаканы опрокидывают, выливают воду из пробирок, в каждую из них наливают горячей воды и тотчас же вращательным движением отделяют ее от агарагара, после чего ее легко вынуть. На том месте, где была пробирка, в агар-агаре образуется лунка.

В лунки первых двух стаканов наливают по 1 мл 1%- ные растворы (NН4)2SO4 и NаСI, в лунку третьего стакана – водопроводную воду.

На поверхности агар-агара, вокруг лунки, раскладывают проросшие семена, вдвигая корешки в агар-агар. Стака-

198

ны выкладывают внутри влажной фильтровальной бумагой, накрывают чашками Петри и помещают в темное место.

Через день или два обращают внимание на направление изгибов корешков и устанавливают, какой раствор вызывает положительный, какой – отрицательный хемотропизм. Делают выводы.

Вопросы для самоконтроля

1.Какие органы растений реагируют на химические вещества?

2.Почему корешки злаковых и бобовых растений имеют разную реакцию на (NH4)2SO4?

Работа 69. Гидротропизм

Вводные пояснения. Гидротропизм - разновидность хемотропизма. При этом виде тропизма наблюдается изгибание растущих частей растений в направлении большей влажности среды. Гидрочувствительность также располагается на самом кончике корня.

Цель работы. Поставить опыт и провести наблюдения за реакцией растущих частей растений под влиянием влажности.

Материалы и оборудование; семена льна или горчицы;

две стеклянные пластинки шириной в 2 см, а длиной с таким расчетом, чтобы поставленные в стакан наклонно, они бы доходили почти доверху; чашки Петри; фильтровальная бумага; два стакана емкостью в 0,5л.

Ход работы. В два стакана наливают воду, слоем в 3 см, стеклянные пластинки обертывают фильтровальной бумагой, увлажняют ее и на одной стороне раскладывают рядками сухие семена льна или горчицы, как в работе 67. Приходя в соприкосновение с влагой, семена смачиваются и пристают к бумаге. Пластинку с семенами ставят наклонно в стаканы так, чтобы семена оказались на нижней стороне пластинки. Один стакан накрывают чашкой Петри, второй оставляют открытым. Оба стакана помещают в темное ме-

199

сто. В первом стакане, где влажность равномерна, корни будут направлены вертикально к поверхности воды и в сторону силы земного притяжения. В открытом стакане, в котором верхние слои воздуха менее влажны, корешки растут в направлении к большей влажности и направлены по влажной фильтровальной бумаге.

Выводы.

Вопросы для самоконтроля

1.Что такое гидротропизм?

2.Почему в накрытой чашке корни растут вертикально, а в не накрытой по влажной фильтровальной бумаге?

Работа 70. Наблюдение периодичности роста древесных побегов

Вводные пояснения. Побег растет неравномерно. Вначале наблюдается медленный рост, затем скорость роста увеличивается, достигает максимума, снова замедляется, и, наконец, рост прекращается. Таким образом, наблюдается периодичность роста побега, которая характеризуется законом большого периода роста.

Периодичность роста проявляется в том, что междоузлия, образующиеся по мере нарастания побега, имеют неодинаковую длину. В большинстве случаев она увеличивается от основания к середине побега, где достигает максимума, а к верхушке побега опять уменьшается.

Цель работы. Путем проведения замеров междоузлий побегов древесных растений определить периодичность их роста.

Материалы и оборудование: побеги древесных пород;

линейки.

Ход работы. Измеряют линейкой длину междоузлий побега какого-либо древесного растения от кольца оставшегося от почки. На основании полученных данных строят графики прироста междоузлий и роста побега. По оси ординат откладывают длину междоузлий и длину побега, по оси

200