ĆWICZENIE 5
Wybrane zagadnienia z fizjologii roślin
Literatura zalecana:
Solomon, Berg, Martin, Ville. 2000. Biologia. MULTIKO Warszawa:
Czubaj A. (red.) 1999. Biologia. PWRiL Warszawa
Pytania i zagadnienia:
Na czym polega plazmoliza i deplazmoliza? Co ja powoduje? Etapy rozwoju rośliny. Budowa nasienia rośliny okrytozalążkowej. Wpływ czynników środowiska na kiełkowanie oraz na zachowanie przez nasiona zdolności do kiełkowania. Oddychanie tlenowe: etapy i ich efekt energetyczny (bez szczegółowego przebiegu). Barwniki występujące w chloroplastach i ich budowa chemiczna. Od jakich czynników środowiska zależy zawartość chlorofilu w roślinie? Co to jest feofityna? Etapy fotosyntezy: lokalizacja w komórce roślinnej i ich efekt (bez szczegółowego przebiegu). Zależność intensywności fotosyntezy od czynników środowiska.
ZADANIA
1. Obserwacja plazmolizy i deplazmolizy w komórkach skórki z łuski spichrzowej cebuli
zwyczajnej (Allium cepa)*
Plazmoliza polega na odwodnieniu wakuoli i cytoplazmy, i w konsekwencji kurczeniu się protoplastu, na skutek umieszczenia komórki w roztworze hipertonicznym (o stężeniu soli większym niż w soku komórkowym). Deplazmoliza jest zjawiskiem odwrotnym i zachodzi wówczas, gdy splazmolizowana komórka znajdzie się w roztworze hipotonicznym (o stężeniu soli mniejszym niż w soku komórkowym). Wówczas woda wnika do komórki i przywraca pierwotny stan cytoplazmy i wakuoli, oraz ciśnienie wewnątrz komórki (turgor). Oba opisane zjawiska są efektem procesu osmozy. Osmoza polega na przechodzeniu wody przez błonę półprzepuszczalną z roztworu o mniejszym stężeniu do roztworu o większym stężeniu związku osmotycznie czynnego (np. soli NaCl).
Wykonanie:
1. Wykonaj preparat przyżyciowy z zabarwionej wodnym roztworem czerwieni obojętnej skórki z łuski spichrzowej cebuli. W tym celu kawałek zabarwionej skórki (ok. 1 cm2) umieść w kropli roztworu fizjologicznego i przykryj szkiełkiem nakrywkowym
2. Obserwuj wykonany preparat używając obiektywów o powiększeniach: 10x – 40x
3. Wykonaj rysunek kilku sąsiednich komórek zaznaczając:
· ścianę komórkową,
· cytoplazmę (tworzy cienką ziarnistą warstewkę przylegającą do ściany komórkowej),
· wodniczkę (jest duża, centralnie położona oraz zabarwiona czerwienią obojętną i przez to wyraźnie oddzielona od cytoplazmy),
· jądro komórkowe,
· jąderko (mogą być dwa).
5. Wykonaj drugi preparat z zabarwionej skórki, ale tym razem umieść ją w 10 %
6. roztworze NaCl
7. Obserwuj proces plazmolizy
8. Wykonaj rysunek kilku splazmolizowanych komórek. Zwróć uwagę na odstawanie cytoplazmy od ściany komórkowej, oraz na widoczne w splazmolizowanej komórce cienkie nitki cytoplazmy łączące się ze ścianą komórkową i z podobnymi nitkami w sąsiedniej komórce. Dzięki tym połączeniom wszystkie komórki budujące roślinę tworzą fizycznie jedną całość.
9. Wykonaj trzeci preparat umieszczając skórkę z poprzedniego preparatu (drugiego) w wodzie wodociągowej
10. Obserwuj proces deplazmolizy
Pytania:
Czy błona cytoplazmatyczna (plazmalemma) i błona otaczająca wakuolę (tonoplast), są błonami półprzepuszczalnymi ? Uzasadnij na podstawie obserwacji
Czy ściana komórkowa ma właściwości błony półprzepuszczalnej ? Uzasadnij
Jakie znaczenie biologiczne może mieć zjawisko osmozy ?
Dlaczego jądro komórkowe stało się gorzej widoczne po zadziałaniu roztworu soli ?
Dlaczego w obserwowanych komórkach roślinnych nie ma chloroplastów ?
*Cebula pospolita jest rośliną jednoliścienną z rodziny czosnkowatych. W sensie ogólnym nazwa „cebula” odnosi się do podziemnego pędu, który pełni funkcję spichrzową i przetrwalnikową. Cebula pospolita jako warzywo jest właśnie takim przekształconym pędem, o bardzo skróconej łodydze (tzw. piętce) i mięsistych liściach, a właściwie pochwach liściowych, o charakterystycznym smaku i zapachu.
2. Wpływ temperatury na kiełkowanie
Wyróżnia się 3 kardynalne punkty termiczne dla procesu kiełkowania: temperaturę minimalną, optymalną i maksymalną. Temperatura kiełkowania zależy od gatunku i jest związana z jego pochodzeniem. Nasiona większości gatunków kiełkują w temperaturze 15-30°C (optymalna). Optimum temperatury może podlegać wahaniom w trakcie kiełkowania. Dla roślin klimatu umiarkowanego jest ono na ogół niższe w pierwszej fazie kiełkowania niż w kolejnych. Minimalna temperatura kiełkowania jest zbliżona do 0°C.
· Płytki Petriego (9) wysłać ligniną. Ligninę zwilżyć wodą destylowaną. Po trzy płytki opisać temperaturami inkubacji: 4°C, 25°C, 40°C.
· Przygotować po trzy porcje po 10 nasion: ogórka, rzepaku i pszenicy. Nasiona każdego gatunku posiać na 3 płytki przeznaczone do inkubacji w różnych temperaturach.
· Płytki inkubować przez tydzień w wymienionych wyżej temperaturach.
· Po tygodniu policzyć nasiona, które wykiełkowały oraz zmierzyć długości korzenia. Dla każdego gatunku i każdej temperatury obliczyć procent nasion kiełkujących oraz średnią długość korzenia.
· Wyniki zestawić w tabelach. We wnioskach określić wpływ temperatury na procent nasion kiełkujących oraz długość korzenia u różnych gatunków roślin.
Tab. Wpływ temperatury na kiełkowanie nasion
gatunek rośliny
procent nasion kiełkujących w różnych temperaturach
4°C
25°C
40°C
ogórek
rzepak
pszenica
Tab. Wpływ temperatury na długość siewek korzenia
średnia długość korzenia [mm] w różnych temperaturach
Wnioski:
.......................................................................................................................................................
3. Określenie intesywności oddychania roślin wyższych (nasiona grochu) poprzez oznaczanie ilości wydzielonego dwutlenku węgla
· Do 2 kolbek Erlenmayera o pojemności 250 cm3 wprowadzić po 50 cm3 0,02 N Ca(OH)2 i natychmiast zamknąć korkiem.
· W jednej przeprowadzone będzie doświadczenie, a drugiej tylko próba odczynnikowa. Następnie do woreczka z gazą włożyć 15 g kiełkujących nasion grochu i umieścić woreczek w jednej z kolb. Trzymając koniec woreczka zamknąć kolbę korkiem tak, aby woreczek zawisnął nad powierzchnią wodorotlenku wapnia.
· Czas wiązania dwutlenku węgla przez wodorotlenek baru powinien wynosić 30 minut. Osad węglanu wapnia wytrąca się w reakcji:
· Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O
· Następnie należy zmiareczkować powstałą zawiesinę 0,02 N kwasem szczawiowym wobec fenoloftaleiny:
· COOH COO\
· Ca(OH)2 + │ = │ Ca↓ + 2H2O
· COOH COO⁄
· W trakcie doświadczenia zachodzącego w pierwszej kolbie przeprowadzić próbę odczynnikową w kolbie drugiej – zmiareczkować 50 c...
Rainhardt