Изучение состояния устьиц при различных. Как обеспечить деятельность устьиц комнатных растений
Чрмоо эколого-краеведческий центр «Маленькая планета» Определение состояния устьиц комнатных растений
Министерство образования и молодежной политики Чувашской Республики
МОУ «Цивильская средняя общеобразовательная школа №1 им. М.В. Силантьева»
ЧРМОО Эколого-краеведческий центр «Маленькая планета»
Определение состояния устьиц комнатных растений
Работу выполнили:
Варламова Ирина 7 «м» кл;Ермеева Анастасия 7 «м» кл.
Руководитель:
Бардышев П. И., учитель биологии и экологии
Цивильск 2007
Лист растения выполняет различные функции. Это главный орган, в котором происходят фотосинтез, газообмен и транспирация (испарение воды). Для осуществления газообмена в наземных органах растения имеются специальные образования – устьица. Устьица, хотя и являются частью эпидермиса (кожицы листа), представляют собой особые группы клеток. Устьичный аппарат состоит из двух замыкающих клеток, между которыми имеется устьичная щель, 2–4 околоустьичных клеток и газовоздушной камеры, находящейся под устьичной щелью. Замыкающие клетки устьиц имеют удлиненно-изогнутую, «бобовидную» форму. Их стенки, обращенные к устьичной щели, утолщены. Устьичные клетки способны изменять свою форму – за счет этого происходит открытие или закрытие устьичной щели. В этих клетках находятся хлоропласты (зеленые пластиды). Открытие и закрытие устьичной щели происходит за счет изменения тургора (осмотического давления) в замыкающих клетках. В хлоропластах замыкающих клеток имеется крахмал, который может превращаться в сахар. При превращении крахмала в сахар осмотическое давление увеличивается, при этом устьица открываются. При понижении содержания сахара происходит обратный процесс, и устьица закрываются. Устьичные щели часто бывают широко открыты рано утром и закрыты (или полузакрыты) в дневное время. Число устьиц зависит от условий внешней среды (температуры, освещенности, влажности). Степень их раскрытия в разное время суток сильно изменяется у различных видов. В листьях растений влажных местообитаний плотность расположения устьиц составляет 100–700 на 1 мм2. У большинства наземных растений устьица находятся только на нижней стороне листа. Могут они находиться и на обеих сторонах листа, как, например, у капусты или подсолнечника. При этом плотность расположения устьиц на верхней и нижней сторонах листа не одинаково: у капусты 140 и 240 на 1 мм2, а у подсолнечника 175 и 325 на 1 мм2, соответственно. У водных растений, например у кувшинок, устьица расположены только на верхней стороне листа с плотностью около 500 на 1 мм2. У подводных растений устьиц нет совсем.
Цель работы: определение зависимости между степенью раскрытия устьиц и внешними факторами у выбранной группы комнатных растений.
Задачи:
1. Выявление особенностей строения и расположения устьиц на листьях различных растений.
2. Отобрать растения для исследования.
3. Выбор наиболее значимых внешних факторов воздействия на исследуемую группу растений.
Материалы и методы
Определение состояния устьиц проводилось по методике, описанной в «Методических рекомендациях по физиологии растений» (составители Е.Ф.Ким и Е.Н.Гришина). Суть методики состоит в том, что степень открытия устьиц определяется по проникновению в мякоть листа некоторых химических веществ. Для этой цели используются различные жидкости: эфир, спирт, бензин, керосин, бензол, ксилол. Мы использовали спирт, бензол и ксилол. Проникновение этих жидкостей в мякоть листа зависит от степени открытия устьиц. Если через 2–3 мин после нанесения на нижнюю сторону листовой пластинки капли жидкости на листе появляется светлое пятно, то это означает, что жидкость проникает через устьица. При этом спирт проникает в лист только при широко открытых устьицах, бензол – уже при средней ширине открытия, а через почти закрытые устьица проникает только ксилол.
На первом этапе работы мы попробовали установить возможность определения состояния устьиц (степени открытия) у различных растений. В этом опыте использовали агаву, циперус, традесканцию, герань, кислицу, сингониум, лилию амазонскую, бегонию, санхецию, диффенбахию, клеродендрон, пассифлору и фасоль. Для дальнейшей работы были отобраны кислица, герань, бегония, санхеция, клеродендрон, пассифлора и фасоль. В остальных случаях степень открытия устьиц определить не удалось. Это может быть связано с тем, что агава, циперус, лилия имеют достаточно жесткие листья, покрытые налетом, который препятствует проникновению веществ через устьичную щель. Другой возможной причиной могло быть то, что ко времени проведения опыта (14.00 ч) их устьица были уже закрыты.
Исследование проводилось в течение недели. Ежедневно после уроков, в 14.00, указанным выше методом мы определяли степень открытия устьиц.
Результаты и обсуждение
Состояние устьиц комнатных растений
| Комнатные растения | Открытие устьиц | ||
| широкое | среднее | узкое | |
| Кислица | + | ||
| Герань | | ||
| Бегония | + | ||
| Санхеция | + | ||
| Пассифлора | + | ||
| Клеродендрон | + | ||
| Фасоль | + | ||
Полученные данные представлены в таблице. Приведенные данные усреднены, т.к. в разные дни состояние устьиц было неодинаково. Так, из шести замеров у кислицы два раза зафиксировано широкое открытие устьиц, у герани – один раз, а у бегонии два раза зафиксирована средняя степень открытия устьиц. Эти различия не зависят от времени проведения опыта. Возможно, они связаны с климатическими условиями, хотя температурный режим в кабинете и освещенность растений были достаточно постоянными. Таким образом, полученные усредненные данные можно считать определенной нормой для этих растений.
Проведенное исследование указывает на то, что у различных растений в одно и то же время и в одних и тех же условиях степень открытия устьиц не одинакова. Есть растения с широко раскрытыми устьицами (бегония, санхеция, тыква), средней величиной устьичной щели (кислица, герань, фасоль). Узкие устьичные щели обнаружены только у клеродендрона.
Эти результаты мы расцениваем как предварительные. В дальнейшем мы планируем установить, существует ли и как различаются биологические ритмы в открытии и закрытии устьиц у различных растений. Для этого будет проведен хронометраж состояния устьичных щелей в течение дня.
Список литературы
. Петербургский А.В. Как и чем питаются растения. М., Изд-во «Наука», 1964.
ВологдинА. Г. Земля и жизнь. М, Изд-во АН СССР, 1963.
Асаков Х.Я. «Практикум по экологии» М.: Просвещение, 1974 г.
Артамонов В. И. «Занимательная физиология растений»М. ВО «Агропромиздат»,1991
Ашихмина Т.Я. «Школьный экологический мониторинг» Изд.: Агар, 2000 г.
Новиков В.С., Губанов И.А. «Школьный атлас – определитель высших растений» Кн. для учащихся – М. Просвещение, 1985 г.
Чуйков А. Г. К характеристике устьичного аппарата комнатных растений/А. Г. Чуйков ;А. Г. Чуйков Вестник Челябинского государственного педагогического университета. Сер. 4. Естеств. науки. 2003 . N
Е.Ф.Ким и Е.Н.Гришина «Методические рекомендации по физиологии растений». М .Просвещение 1997
gigabaza.ru
Ответы@Mail.Ru: Механизм открывания устьиц
Механизм открывания устьиц - как это красиво звучит, как название стиха или эссе Жил на свете влюблённый ботаник, небогат, но лойялен и честен, Механизм открывания устьиц был ботанику точно известен, Эти устьица - не механизмы, из живой и растительной плоти, Они знают волшебное слово, но его в книгах вы не найдёте.. . Дышат устьица, листику дарят жизнь, надежду и радость сознанья, Кислород выдыхают в пространство и не просят наград за старанья.. . На листьях растений есть множество устьиц. Это небольшие отверстия, через них растения поглощают углекислый газ, необходимый для фотосинтеза. Через них также испаряется вода. Устьица могут открываться-закрываться. Открытием или закрытием устьиц растение реагирует на изменение внешней среды. Цель этой адаптации - поглощение максимума углекислого газа при минимальном испарении воды. Установлено, что каждое из устьиц реагирует на внешнюю среду, а также на положение ближайших соседних устьиц. Нервная система при этом не используется, поэтому положение далеких друг от друга устьиц независимо. В результате обычно открываются или закрываются устьица сразу на небольшом участке поверхности листа. Клеточные автоматы являются системой из множества ячеек (клеток) , поведение которых определяется простыми локально действующими правилами. В такой системе пространство представляет собой равномерную сетку, каждая ячейка которой (клетка) содержит информацию о своем состоянии. Изменение времени происходит дискретно, а законы такого мира представляют собой небольшое количество правил, основные из которых описываются таблицей переходов, по которой клетка вычисляет свое новое состояние на каждом такте (минимальный отрезок времени) на основе своего состояния и состояний ее соседей. Под замыкающими клетками устьиц расположена подустьичная полость, через которую непосредственно и происходит газообмен. Воздух, содержаший диоксид углерода (углекислый газ) и кислород, проникает внутрь ткани листа через эти поры, и далее используется в процессе фотосинтеза и дыхании. Избыточный кислород, произведённый в процессе фотосинтеза внутренними клетками листа, выходит обратно в окужающую среду через эти же поры. Также, в процессе испарения через поры выделяются пары воды. Наличие или отсутствие устьиц (видимые части устьиц называют устьичными линиями) часто используют при классификации растений.
Устьица открываются когда снижается осмотическое давление.
touch.otvet.mail.ru
Изучение состояния устьиц при различных
Внешних условиях методом инфильтрации
Газообмен транспирация у растений регулируются устьичным аппаратом, состоящим из двух замыкающих клеток, имеющих разную толщину стену внутренних, примыкающих к устьичной щели, и наружных. Неодинаковая толщина приводит к тому, что при изменении тургора происходит искривление замыкающих клеток, при этом устьичная щель открывается или закрывается.
Цель работы.Ознакомиться с методом определения степени открытости устьиц и влиянием внешних условий на их состояние.
Материалы и оборудование: 1. Комнатные растения - свежие и подвядшие. 2. Комнатные растения, находящиеся в темноте и на свету (растения следует подготовить за 1 – 2 часа до начала работы). 3. Петролейный эфир, ксилол, этиловый спирт в пузырьках, закрытых пробками, в которые вставлены петли из тонкой проволоки.
Метод основан на разной способности жидкостей, смачивающих клеточные стенки, проникать, в силу капиллярности, через устьичные щели в межклетники, вытесняя воздух. Это хорошо видно по явлению прозрачных пятен.
Петролейный эфир или бензол может проникать через слабо открытые устьица, а этиловый спирт нет.
Порядок работы
1. На нижнюю поверхность листа нанести мелкие капли жидкостей. Лист держать горизонтально до исчезновения капель.
2. Рассмотреть листья на просвет и выявить, какие жидкости проникают в межклетники.
3. Записать результаты в таблицу 9, обозначая проникновение знаком « плюс », не проникновение – знаком « минус ».
Таблица 9 - Состояние устьиц
| Объекты изучения | Варианты опытов | Проникновение веществ | Состояние устьиц | ||
| Петролейный эфир | Ксилол | Этиловый спирт | |||
4. Сравнить результаты. Сделать выводы.
5. Ответить на следующие вопросы:
а) Под влиянием каких условий меняется степень открытия устьиц?
б) Почему на движение устьиц влияет свет?
Определение интенсивности транспирации методом быстрого взвешивания
Водный режим включает процессы поглощения, передвижения, усвоения и выделения воды. Последний процесс связан с транспирацией - испарением воды надземными частями растений.
Цель работы. Ознакомиться с одним из методов изучения транспирации. Определить интенсивность транспирации разных видов древесных растений, произрастающих в одинаковых или разных условиях.
Материалы и оборудование
I. Весы с разновесами.
2. Ножницы.
3. Миллиметровая бумага.
4. Психрометр, анемометр и другие приборы, регистрирующие состояние погоды.
Исследования проводят на двух древесных видах в естественной (полевой) обстановке.
Метод основан на учете изменений в весе отрезанного побега или листа за короткий промежуток времени (3-5 минут).
Порядок выполнения работы
1 Выбрать два растения разных видов.
2 Установить весы и другие приборы.
3 Срезать побег (при пользовании торзионными весами можно ограничиться одним листом).
4 Сразу взвесить и взвесить второй раз через 3 минуты.
5 Оборвать листья, обрисовать их контуры на бумаге и определить площадь всех листьев побега.
6 По потере в весе (количество транспирированной воды) и площади листьев рассчитать интенсивность транспирации, пользуясь формулой:
| Ит= | К·60·10000 | , где |
| В·П |
Ит - интенсивность транспирации - количество воды, испаренное с единицы площади в единицу времени, г/час· м2;
К - количество транспирированной воды, г;
В - интервал между взвешиваниями, мин.;
П – площадь листьев, см2.
7 Работу провести на двух породах с двукратной повторностью.
8 Результаты записать в таблицу.
Таблица
Интенсивность транспирации изучаемых видов
| Вид растения | Время определения | Масса побега в г | Потеря в весе, г | Площадь Листьев, см2 | Интенсивность транспирации, г/час· м2 | |
| в начале | через 3 мин. | |||||
9. Сравнить данные по интенсивности транспирации разных растений. Сделать выводы.
Контрольные вопросы
1 Какова роль транспирации?
2 Какие внешние факторы влияют на транспирацию?
3 С какими физиологическими процессами связана транспирация?
4 Какими приемами можно сократить транспирацию?
УСВОЕНИЕ РАСТЕНИЯМИ УГЛЕРОДА
Фотосинтез – процесс образования органических веществ из углекислоты и воды с использованием солнечной энергии, происходящий в хлоропластах. В них находятся два типа пигментов, улавливающих световую энергию: хлорофиллы “а” и “б”, каротиноиды( ксантофилл и каротин).
Метод их разделения основан на различной адсорбции и растворимости в разных растворителях. Так, хлорофилл и каротин лучше растворяются в бензине, а ксантофилл в спирте, так как он содержит гидроксильные группы.
Хлорофиллы “а” и “б” являются производными порфирина и представляют собой сложный эфир дикарбоновой кислоты хлорофиллина, у которой водород одной карбоксильной группы замещен остатком метанола, а водород другой – остатком спирта фитола. Наличие спиртов можно установить действием щелочи. Центральное место в молекуле занимает магний, соединенный с четырьмя пиррольными кольцами. Его наличие можно установить, действуя кислотой. При этом место магния занимает водород. Образуется феофитин, имеющий буроватую окраску.
Хлорофилл обладает явлением флуоресценции, т. е. отражает лучи с измененной длиной волны, что свидетельствует о его высокой фотохимической активности.
В хлорофилле “б” одна из групп СН3 замещена на группу СНО. Он имеет желтовато-зеленый цвет.
Каротин представляет собой углеводород, имеет оранжевую окраску, ксантофилл – высокомолекулярный спирт.
Для изучения пигментов используют спиртовую вытяжку «сырого хлорофилла». Ее получают следующим образом.
Нарезают свежие или сухие листья (злаков, крапивы, аспидистры) и растирают в фарфоровой ступке. Если листья жесткие, можно добавить кварцевого песка и спирта. К растертой массе приливают этиловый 96% спирт и продолжают растирать. Затем фильтруют через бумажный фильтр.
Изучение физико-химических и оптических свойств пигментов
3.1.1. Разделение пигментов(по методу Крауса)
Материалы и оборудование. 1. Спиртовая вытяжка пигментов листа. 2. Бензин. 3. Дистиллированная вода в капельнице. 4.Пипетки. 5. Пробирки в штативе. 6. 20% раствор едкого калия или едкого натрия.
Разделение пигментов основано на различной растворимости пигментов в спирте и бензине. Ксантофилл, как двуосновной спирт почти не растворим в бензине.
Порядок работы
Отделение ксантофиллов
1. Налить в пробирку 2-3 мл спиртовой вытяжки пигментов.
2. Прилить 4-6 мл бензина (в два раза больше, чем спиртовой вытяжки). Добавить 2-3 капли воды (чтобы спирт не смешивался с бензином).
3. Закрыть пробирку пальцем. Сильно встряхнуть несколько раз. Поставить пробирку в штатив и дать жидкости отстояться.
4. Жидкость в пробирке разделится на два слоя: верхний – бензиновый и нижний – спиртовой. Если нижний слой сохраняет зеленоватую окраску, добавить 1-2 капли воды и вновь встряхнуть. При помутнении нижнего слоя добавить немного спирта.
5. Записать, в какой цвет окрасится бензиновый и спиртовой слои. Объяснить почему. Сделать выводы.
Отделение каротиноидов
Для отделения каротиноидов необходимо осуществить омыление спиртового раствора пигментов (обработать его 20% раствором щелочи), что приведет к отщеплению остатков метилового спирта и фитола.
6. Налить в пробирку 2-3 мл спиртовой вытяжки пигментов.
7. Добавить двойное количество бензина, 1-2 капли воды, 4-5 капель едкой щелочи. Встряхнуть и поставить в штатив.
8. Жидкость разделится на два слоя: верхний – бензиновый, нижний – спиртовой. Но при этом окраска изменится. Под действием щелочи образуются спирты и калийная или натриевая соль хлорофиллина (соль хлорофиллиновой кислоты), которая сохраняет зеленую окраску, но отличается большой гидрофильностью, не растворима в бензине и перемещается в спиртовой слой.
9. Записать результаты, сделать рисунки. Объяснить, где находится каротин. Написать уравнение реакции.
Читайте также:
- AT : химич. Природа, строение, свойства, механизм специфического взаимодействия с АГ
- AVC достигают макс. величины при этом объеме
- Aбстрактные классы, используемые при работе с коллекциями
- E) может быть необъективным, сохраняя беспристрастность
- E) Способ взаимосвязанной деятельности педагога и учащихся, при помощи которого достигается усвоение знаний, умений и навыков, развитие познавательных процессов, личных качеств учащихся.
- Else write('не принадлежит')
- else write('не принадлежит')
- Gerund переводится на русский язык существительным, деепричастием, инфинитивом или целым предложением.
- I. Общие обязанности машиниста перед приёмкой состава в депо.
- I. Понятие и система криминалистического исследования оружия, взрывных устройств, взрывчатых веществ и следов их применения.
- I. Предприятия крупного рогатого скота
- I. Прием и отправление поездов
lektsia.com
Определение состояния устьиц у комнатных растений
Микрофотография листа. Видны устьица
Лист растения выполняет различные функции. Это главный орган, в котором происходят фотосинтез, газообмен и транспирация (испарение воды). Для осуществления газообмена в наземных органах растения имеются специальные образования – устьица.
Устьица, хотя и являются частью эпидермиса (кожицы листа), представляют собой особые группы клеток. Устьичный аппарат состоит из двух замыкающих клеток, между которыми имеется устьичная щель, 2–4 околоустьичных клеток и газовоздушной камеры, находящейся под устьичной щелью.
Замыкающие клетки устьиц имеют удлиненно-изогнутую, «бобовидную» форму. Их стенки, обращенные к устьичной щели, утолщены. Устьичные клетки способны изменять свою форму – за счет этого происходит открытие или закрытие устьичной щели. В этих клетках находятся хлоропласты (зеленые пластиды). Открытие и закрытие устьичной щели происходит за счет изменения тургора (осмотического давления) в замыкающих клетках. В хлоропластах замыкающих клеток имеется крахмал, который может превращаться в сахар. При превращении крахмала в сахар осмотическое давление увеличивается, при этом устьица открываются. При понижении содержания сахара происходит обратный процесс, и устьица закрываются.
Устьичные щели часто бывают широко открыты рано утром и закрыты (или полузакрыты) в дневное время. Число устьиц зависит от условий внешней среды (температуры, освещенности, влажности). Степень их раскрытия в разное время суток сильно изменяется у различных видов. В листьях растений влажных местообитаний плотность расположения устьиц составляет 100–700 на 1 мм2.
У большинства наземных растений устьица находятся только на нижней стороне листа. Могут они находиться и на обеих сторонах листа, как, например, у капусты или подсолнечника. При этом плотность расположения устьиц на верхней и нижней сторонах листа не одинаково: у капусты 140 и 240 на 1 мм2, а у подсолнечника 175 и 325 на 1 мм2, соответственно. У водных растений, например у кувшинок, устьица расположены только на верхней стороне листа с плотностью около 500 на 1 мм2. У подводных растений устьтиц нет совсем.
Цель работы:
определение состояния устьиц у различных комнатных растений.
Задачи
1. Изучить вопрос о строении, расположении и количестве устьиц у различных растений по дополнительной литературе.
2. Отобрать растения для исследования.
3. Определить состояние устьиц, степень их открытия у различных комнатных растений, имеющихся в кабинете биологии.
Материалы и методы
Определение состояния устьиц проводилось по методике, описанной в «Методических рекомендациях по физиологии растений» (составители Е.Ф. Ким и Е.Н. Гришина). Суть методики состоит в том, что степень открытия устьиц определяется по проникновению в мякоть листа некоторых химических веществ. Для этой цели используются различные жидкости: эфир, спирт, бензин, керосин, бензол, ксилол. Мы использовали спирт, бензол и ксилол, предоставленные нам в кабинете химии. Проникновение этих жидкостей в мякоть листа зависит от степени открытия устьиц. Если через 2–3 мин после нанесения на нижнюю сторону листовой пластинки капли жидкости на листе появляется светлое пятно, то это означает, что жидкость проникает через устьица. При этом спирт проникает в лист только при широко открытых устьицах, бензол – уже при средней ширине открытия, а через почти закрытые устьица проникает только ксилол.
На первом этапе работы мы попробовали установить возможность определения состояния устьиц (степени открытия) у различных растений. В этом опыте использовали агаву, циперус, традесканцию, герань, кислицу, сингониум, лилию амазонскую, бегонию, санхецию, диффенбахию, клеродендрон, пассифлору, тыкву и фасоль. Для дальнейшей работы были отобраны кислица, герань, бегония, санхеция, клеродендрон, пассифлора, тыква и фасоль. В остальных случаях степень открытия устьиц определить не удалось. Это может быть связано с тем, что агава, циперус, лилия имеют достаточно жесткие листья, покрытые налетом, который препятствует проникновению веществ через устьичную щель. Другой возможной причиной могло быть то, что ко времени проведения опыта (14.00 ч) их устьица были уже закрыты.
Исследование проводилось в течение недели. Ежедневно после уроков, в 14.00, указанным выше методом мы определяли степень открытия устьиц.
Результаты и обсуждение
Полученные данные представлены в таблице. Приведенные данные усреднены, т.к. в разные дни состояние устьиц было неодинаково. Так, из шести замеров у кислицы два раза зафиксировано широкое открытие устьиц, у герани – один раз, а у бегонии два раза зафиксирована средняя степень открытия устьиц. Эти различия не зависят от времени проведения опыта. Возможно, они связаны с климатическими условиями, хотя температурный режим в кабинете и освещенность растений были достаточно постоянными. Таким образом, полученные усредненные данные можно считать определенной нормой для этих растений.
Проведенное исследование указывает на то, что у различных растений в одно и то же время и в одних и тех же условиях степень открытия устьиц не одинакова. Есть растения с широко раскрытыми устьицами (бегония, санхеция, тыква), средней величиной устьичной щели (кислица, герань, фасоль). Узкие устьичные щели обнаружены только у клеродендрона.
Эти результаты мы расцениваем как предварительные. В дальнейшем мы планируем установить, существует ли и как различаются биологические ритмы в открытии и закрытии устьиц у различных растений. Для этого будет проведен хронометраж состояния устьичных щелей в течение дня.
uchi.ucoz.ru
