Эксперимент по физиологии растений. Лабораторные работы физиология растений
fiziologiya_rasteniy
О.Л. Воскресенская, Н.П. Грошева Е.А. Скочилова
ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОУ ВПО «МАРИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
О.Л. Воскресенская, Н.П. Грошева, Е.А. Скочилова
ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
Допущено Учебно-методическимобъединением по классическому университетскому образованию в качестве учебного
пособия для студентов, обучающихся по специальностям: 011600 – Биология и 013500 – Биоэкология
ББК 28.57 УДК 581.1
В 760
Рецензенты:
Е.В. Харитоношвили, канд. биол. наук, доц. Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова;В.Н. Карасев, д-рс.-х.наук, проф. Марийского государственного технического университета
Воскресенская О.Л., Грошева Н.П., Скочилова Е.А.
В760 Физиология растений: Учебное пособие. / Мар. гос. ун-т. –
Йошкар-Ола,2008. – 148 с.: ил.
ISBN 978-5-94808-403-9
Учебное пособие содержит описание лабораторных работ по курсу «Физиология растений». Для каждой работы дано краткое теоретическое пояснение, приведен перечень материалов и оборудования. В конце каждого раздела приведены контрольные вопросы. Большое внимание уделяется самостоятельной работе студентов, в рамках которой предлагается словарь терминов, тесты, рисунки, схемы и краткие сведения об ученых, внесших вклад в изучение отдельных разделов физиологии растений.
Учебное пособие составлено в соответствии с ГОС специальностей 011600 – Биология и 013500 - Биоэкология по учебной дисциплине ОПД. Ф. 02.01«Физиология растений».
| ББК 28.57 |
| УДК 581.1 |
ISBN 978-5-94808-403-9 | © О.Л.Воскресенская, Н.П.Грошева, |
| Е.А.Скочилова, 2008 |
| © ГОУВПО «Марийский государственный |
| университет», 2008 |
СОДЕРЖАНИЕ |
|
ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................. | 5 |
1. ФИЗИОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ................................... | 8 |
1.1. Явления плазмолиза и деплазмолиза.......................................... | 8 |
1.2. Явление колпачкового плазмолиза........................................... | 10 |
1.3. Временный и стойкий плазмолиз ............................................. | 11 |
1.4. Получение искусственной «клеточки Траубе» ....................... | 12 |
1.5. Явление тургора ......................................................................... | 13 |
1.6. Влияние ионов калия и кальция на вязкость цитоплазмы |
|
растительных клеток......................................................................... | 14 |
1.7. Определение вязкости протоплазмы методом |
|
центрифугирования........................................................................... | 15 |
1.8.Прижизненное окрашивание клеток нейтральным красным . 16
1.9.Диагностика повреждения растительной ткани по
увеличению ее проницаемости ........................................................ | 17 |
1.10. Определение потенциального осмотического давления |
|
клеточного сока методом плазмолиза ............................................. | 19 |
1.11. Определение сосущей силы клеток по изменению |
|
концентрации растворов методом струек (по В.С. Шардакову)... | 21 |
1.12. Определение сосущей силы растительной ткани |
|
методом полосок (по Лилиенштерн) ............................................... | 22 |
2. ВОДНЫЙ ОБМЕН РАСТЕНИЙ....................................................... | 25 |
2.1. Наблюдение за движением устьиц под микроскопом ............ | 25 |
2.2. Определение интенсивности транспирации |
|
весовым методом............................................................................... | 27 |
2.3. Сравнение транспирации верхней и нижней сторон листа |
|
хлоркобальтовым методом (по Шталю).......................................... | 29 |
2.4. Определение разных фракций воды методом |
|
Окунцова-Маринчик ......................................................................... | 30 |
3. ФОТОСИНТЕЗ................................................................................... | 33 |
3.1. Химические свойства пигментов листа ................................... | 34 |
3.2. Оптические свойства пигментов............................................... | 39 |
3.3. Разделение пигментов методом бумажной |
|
хроматографии .................................................................................. | 42 |
3.4. Определение содержания каротина в корнеплодах |
|
моркови .............................................................................................. | 43 |
3.5. Определение интенсивности фотосинтеза методом |
|
ассимиляционной колбы (по Л.А. Иванову и Н.Л. Коссович)...... | 45 |
3 |
|
4. ДЫХАНИЕ РАСТЕНИЙ................................................................... | 48 |
4.1. Газометрическое определение каталазы .................................. | 49 |
4.2. Определение содержания аскорбиновой кислоты |
|
в растениях (по И.К. Мурри)............................................................ | 50 |
4.3.Определение интенсивности дыхания (по Бойсен-Иенсену). 51
4.4.Определение дыхательного коэффициента
прорастающих семян ........................................................................ | 53 |
5. МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ ........................................................... | 57 |
5.1. Микрохимический анализ золы растений................................ | 58 |
5.2. Анализ сока растений (по К.П. Магницкому) ......................... | 62 |
5.3. Определение общей и рабочей адсорбирующей поверхности | |
корневой системы (по И.И. Колосову)............................................ | 63 |
6. РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ.................................................... | 67 |
6.1. Наблюдение за ростом корней при помощи микроскопа....... | 68 |
6.2. Действие гетероауксина на рост корней .................................. | 69 |
6.3. Определение содержания ростовых веществ |
|
в растении .......................................................................................... | 70 |
7. УСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ К НЕБЛАГОПРИЯТНЫМ |
|
УСЛОВИЯМ СРЕДЫ ............................................................................ | 72 |
7.1. Определение способности растительных тканей |
|
выносить обезвоживание.................................................................. | 72 |
7.2. Определение жаростойкости растений .................................... | 73 |
7.3. Защитное действие сахаров на протоплазму ........................... | 74 |
7.4. Защитное действие сахара на белки протоплазмы |
|
при отрицательных температурах ................................................... | 76 |
8. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ ........................... | 77 |
8.1. Термины по курсу «Физиология растений» ............................ | 77 |
8.2. Контрольные вопросы, расчетные задания и задачи .............. | 86 |
8.3. Тестовые задания ....................................................................... | 93 |
9. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О СТАНОВЛЕНИИ ФИЗИОЛОГИИ |
|
РАСТЕНИЙ И ОБ УЧЕНЫХ ФИЗИОЛОГАХ ................................. | 109 |
ЛИТЕРАТУРА ..................................................................................... | 121 |
ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ В СХЕМАХ И ТАБЛИЦАХ ............. | 124 |
4
ВВЕДЕНИЕ
Дальнейший прогресс в развитом обществе требует при подготовке профессионалов в вузах формирования самостоятельно мыслящей личности. Это отражено в программах Государственных образовательных стандартов (ГОС) по специальностям высшего профессионального образования, утвержденных Федеральным агентством по образованию. Исходя из этого, усилия преподавателей в вузе должны быть направлены не только на решение образовательных задач, но и на развитие личностных и интеллектуальных качеств будущего специалиста. Таким образом, средствами курса «Физиология растений» необходимо решать не только задачи, связанные с формированием у студентов системы знаний о жизнедеятельности растений и связанные с ними умения, но и задачи воспитания и развития личности.
Физиология растений относится к основополагающим областям естествознания. Физиология растений – наука о процессах, протекающих в растительном организме. Объектом ее изучения является автотрофный организм, рассматриваемый на разных уровнях организации живого (рис.1). Физиология растений имеет большое как теоретическое, так и практическое значение. Для некоторых наук она является теоретической основой (практическое земледелие, экология, охрана природы, фармакология и др.), другие (ботаника, физика, химия) сами для нее являются базисом.
Учебное пособие по физиологии растений ставит целью научить студентов пониманию процессов жизнедеятельности растительного организма тесно связанного с окружающей средой, возможности регулирования этих процессов с целью повышения его продуктивности.
Впособии особое внимание уделяется влиянию экологических факторов среды: света, температуры, влажности и др., на протекание физиологических процессов у растений.
Поскольку физиология растений – экспериментальная наука, обучение базируется на тесной связи теории с практикой. Поэтому учебное пособие включает лабораторно-практическиезанятия, охватывающие основные разделы курса «Физиологии растений»: физиологию растительной клетки, водный обмен растений, фотосинтез, дыхание растений, минеральное питание, рост и развитие, устойчивость растений. Достаточное количество работ по всем разделам курса предоставляет широкие возможности их реализации при выполнении лабораторного практикума, а также учебной практики студентов.
Вконце лабораторного практикума по каждой теме даны контрольные вопросы для зачетного (семинарского) занятия. Большой банк тестовых заданий позволит провести контрольные работы по каждому
5
Рис. 1. Уровни организации живой материи
изученному разделу курса и явиться хорошим тренингом для подготовки студентов к Интернет-экзамену,проводимым Росаккредагенством при проверке качества знаний.
Особое внимание в учебном пособии уделяется выполнению самостоятельной работы студентов. Обычно на выполнение самостоятельной работы отводится почти половина часов, определяемых ГОСом. В настоящее время структура учебного процесса изменяется в сторону расширения самостоятельной работы студентов и усиления контроля за ней. Учебное пособие по физиологии растений в разделе «Самостоятельная работа» содержит: словарь терминов по основным разделам курса, тесты, расчетные задания и задачи.
Достаточно интересными являются разделы «Физиология растений в схемах и таблицах» и «Ученые – физиологи растений», которые позволяют расширить теоретическую подготовку студентов.
Список литературы по физиологии растений, предложенный в конце пособия, содержит как теоретические источники, так и источники литературы по лабораторному практикуму.
При подготовке пособия с целью повышения эффективности учебного процессов использовались следующие методические подходы:
а) устранения дублирования материала других курсов; б) согласованность лекционного материала и лабораторно-практическихзанятий; в) усиления контроля за самостоятельной работой студентов.
В начале каждой главы дано вводное пояснение, что должен знать студент при изучении данного раздела курса «Физиологии растений» . При подготовке пособия были использованы также материалы спецкурсов и больших практикумов: «Дыхание растений», «Водный режим», «Рост и развитие», «Физиология растительной клетки», «Минеральное питание растений», «Физиология устойчивости растений».
Авторы надеются, что дополнительная информация и контролирующие элементы, предлагаемые в пособии, позволят более глубоко и основательно изучить курс физиологии растений студентами специальностей «Биоэкология» и «Биология». Кроме того, пособие по физиологии растений можно использовать при подготовке студентов сельскохозяйственных специальностей, изучающих курс физиологии растений.
Пособие может оказаться полезным при проведении научных исследований студентами, аспирантами и специалистами других областей науки. Кроме того, пособием могут воспользоваться учителя биологии и экологии, а также учащиеся старших классов общеобразовательных школ и лицеев.
7
1. ФИЗИОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ
Клетка – основа жизни, основная функциональная и структурная единица живой материи. Методы изучения клетки. Сравнение растительной и животной клеток.
Клеточная оболочка, вакуоли, строение и функции. Цитоплазма, ее состав, физико-химическиесвойства. Строение клеточной стенки, ее химический состав и основные функции (защитная, опорная, транспортная, функции в морфогенезе и др.).
Мембранные системы клетки и мембранный принцип ее организации. Структура и функции биологических мембран, их роль в клетке. Модели структурно-функциональнойорганизации мембран. Жидкост-но-мозаичнаямодель мембраны. Механизмы поступления веществ и воды в растительную клетку. Транспорт ионов через плазматическую мембрану. Пассивный перенос. Первичный и вторичный активный транспорт ионов. Движущие силы транспорта ионов и формы потребляемой энергии. Механизмы транспорта ионов через мембраны: АТФ - азы,редокс-цепи,ионные каналы, портерные системы (симпорт, антипорт, унипорт).
Основные структурные элементы эукариотической клетки. Ядро,
его организация и функционирование. Пластиды и митохондрии. Эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, микротела (пероксисомы, глиоксисомы, лизосомы и др.), их строение и основные функции. Цитоскелет, особенности его строения в связи с биологическими функциями.
Взаимодействие органелл растительной клетки.
1.1. Явления плазмолиза и деплазмолиза
Для каждой клетки можно подобрать следующие растворы: 1) гипотонический, осмотическое давление которого меньше осмотического давления клеточного сока, например, вода; 2)изотонический, имеющий осмотическое давление равное осмотическому давлению клеточного сока; 3)гипертонический, осмотическое давление которого больше осмотического давления клеточного сока.
При погружении растительной ткани в гипертонический раствор происходит отсасывание воды из клеток в раствор до тех пор, пока не сравняются концентрации клеточного сока и наружного раствора.
8
При этом клеточные стенки сокращаются до полной потери тургора, после чего начинается плазмолиз, т.е. отставание цитоплазмы от оболочки клетки. В ходе
плазмолиза очертания поверхности цито-
плазмы меняются. Сначала цитоплазма
отстает от оболочки в уголках (уголковых
плазмолиз), затем во многих местах с об-
разованием вогнутых поверхностей (во-
гнутый плазмолиз) и, наконец, принимает
округлую форму (выпуклый плазмолиз).
Плазмолиз – это явление отхождения цитоплазмы от клеточной стенки под действием раствора большей концентрации,
чем концентрация клеточного сока. Процесс исчезновения плазмолиза называется деплазмолизом. Наблюдается в том случае, если плазмолизированную клетку посместить в воду.
Вкачестве плазмолитиков, т.е. веществ, растворы которых вызывают плазмолиз, используют неядовитые вещества, плохо проникающие через цитоплазму в вакуоль. Например, растворы сахарозы и некоторых солей.
Внаступлении различных форм плазмолиза играют большую роль силы сцепления пограничного слоя протоплазмы или ее вязкость. У молодых клеток, вязкость цитоплазмы которых очень велика, обычно наблюдаются все указанные стадии плазмолиза. У клеток же, вязкость цитоплазмы которых менее значительна, чем у молодых клеток, очень скоро наступает выпуклый плазмолиз. Однако описанные выше формы плазмолиза неустойчивы и время его наступления различно.
Цель работы: убедиться на опыте, что цитоплазма живой клетки эластична, полупроницаема и способна плазмолизироваться.
Ход работы: 1. Взять луковицу, клетки эпидермиса которой содержат антоциан. Сделать срез эпидермиса с выпуклой (наиболее окрашенной) поверхности чешуи лука и поместить его на предметное стекло в каплю воды, покрыть покровным стеклом и рассмотреть в микроскоп клетки.
2. Затем заменить воду на 1М раствор сахарозы. Для этого с одной стороны покровного стекла поместить каплю раствора сахарозы, а с противоположной стороны, не сдвигая препарата, начать отсасывать воду кусочком фильтровальной бумаги. Все время следить в микроскоп за тем, что происходит в клетках эпидермиса.
9
studfiles.net
Контрольная работа по физиологии растений
Доступные файлы (1):
содержание1.doc
Реклама MarketGid: Министерство общего и профессионального образования РФИшимский Государственный педагогический институт
им. П.П.Ершова
Выполнила: Рожнова Анастасия Николаевна
студентка 3 курса
заочного отделения
факультета биологии
Проверила: Никитина Надежда Николаевна
Ишим
2004
Вопрос № 1.Сущность жизни и характерные свойства живого организма. Клетка как носитель жизни, ее состав, субмикроскопическое строение, физико-химические свойства.Клетка – основная структурная единица подавляющего большинства растений. Единственная клетка одноклеточного организма универсальна, она выполняет все функции, необходимые для обеспечения жизни и размножения. Форма обычная, близка к шаровидной или яйцевидной. У многоклеточных организмов клетки разнообразны по размеру, форме, окраске и внутреннему строению. Это разнообразие связано с разделением функций, выполняемых клеткой в организме. Клетки зародыша однородны, они имеют призматическую форму, созданную в процессе взаимного давления. По мере дифференциации клетки во взрослом растении создается и многообразие их форм – кубическая, звездчатая, и т.д.
Паренхимные клетки – изодиаметрические многогранники.
Прозенхимные клетки – вытянутые, длина их превышает ширину.
Клеточная оболочка содержит целлюлозу.
Все элементы, входящие в состав растений:
- О2; СО2; Н2, азот 98% от содержимого клетки;
- 1,9% в зависимости от вида растений; калий, фосфор, сера, хлор, марганец, натрий, кальций, железо.
- микроэлементы – 0,03% элементы представлены в клеточных соединениях.
Несмотря на огромное разнообразие клетки, характеризуются особенностью строения. В растительной клетке видны: жесткая клеточная стенка, слизистая цитоплазма, ядро и вакуоль, заполненная клеточным соком.
Цитоплазма – бесцветная, зернистая, вязкая, жидкость. Существует в процессе непрерывного обмена веществ, в котором осуществляется ее рост и развитие, увеличение массы и ее дифференциация. Она реагирует на воздействие внешних факторов: света, температуры, силы тяжести, обладает раздражимостью. Химический состав цитоплазмы сложен. Вода 60 – 90% - предохраняет при резких колебаниях температуры.
Белок - 30 – 70% содержит (углерод, водород, кислород, азот, фосфор).
Простые белки – протеины
Сложные белки – протеиды (глюкопротеиды)
Жирные кислоты – липопротеиды
Нуклеиновые кислоты – нуклепротеиды
Ядро – важнейшая клеточная структура, регулирующая всю жизнедеятельность клетки. Химический состав – вода, белки, нуклеиновые кислоты, незначительное количество липидов, минеральных солей.
^ состоит из двух мембран.
Ядерный сок – состоит из ферментов; хромосомно-ядрышковый комплекс – хромосомы; важнейшая часть ядра состоит из ДНК и белков; ядрышко – шаровидное тельце, более плотное, чем остальное ядро.
Клеточная стенка возникает к наружи от цитоплазматической оболочки – плазмолемы . Она формируется в процессе жизнедеятельности протопласта – цитоплазмы и ядра.
Клеточные стенки соединены межклеточным веществом, в состав которого входят протопектины
^
Понятие об относительной транспирации, продуктивности ее и транспиративном коэффициенте. Значение этих показателей в растениеводстве.Со всякой водной поверхности происходит испарение – переход воды из жидкого состояния в парообразное. Листья растений пропитаны водой, с их поверхности вода постоянно испаряется, связанное с растительным организмом, его особенности – транспирации. Благодаря ей в поверхностных клетках листа возникает сосущая сила = 0,1 атм., которая тянет воду из рядом расположенных клеток. У деревьев сосущая сила листьев двигает 20 атм., у травянистых растений 2-3 атм. Эта сосущая сила заставляет воду из корней подниматься по ксилеме.
В присасывающем воду действии листьев можноубедиться на опыте. Если срезанную веточку с помощью резиновой пробки поместить в стеклянную трубку, заполненную водой и опущенную в чашечку с ртутью, то вследствие транспирации воды листьями, вода в трубке будет подниматься. Благодаря сосущей силе листьев и силе сцепления частиц воды с ртутью, последняя начнет подниматься в 13 раз больше веса воды.
Количество воды, которое растение испаряет можно определить двумя методами: весовым и объемным.
С помощью транспирационных весов определяют массу воды, которую растение испарило за единицу времени. Для объективного метода пользуются прибором – потометром, с помощью которого можно определить объем воды потерянной в процессе транспирации.
Транспирация необходима растению, т.к. благодаря ей в растение поступают нужные ему минеральные вещества и не происходит перегрева листьев.
Количество воды, испаримое с 1 м2 листовой поверхности за 1 ч. называется интенсивностью транспирации. Очень небольшое количество воды, проходящей по растению, используется на образование органического вещества.
Транспирационный коэффициент – его величина колеблется от 300 до 1000 г. У кукурузы = 233, у гороха – 416, гречиха – 578, картофель – 636.
Транспирационный коэффициент может меняться в зависимости от внешних условий.
Вопрос № 3.Источники углерода для растений. Усвоение углекислоты и лучистой энергии при фотосинтезе. Лист, как орган фотосинтеза.Сухое вещество растений на 45-50% состоит из углерода. Он входит во все органические соединения: белки, углеводы, жиры. Углерод растение берет из воздуха. В состав воздуха входит 0,03% СО2 . Для этого процесса используется энергия солнечного света, и поэтому он называется фотосинтезом. При образовании 1 г молекулы глюкозы в листе происходит реакция
6СО2 + 6Н2О + 674 Ккал С6Н12О6 + 6О2,
6 молекул О2, которые освобождаются в результате реакции, уходят в атмосферу, обеспечивая дыхание живых организмов и процессов горения.
Огромное значение имеет фотосинтез и как процесс накопления солнечной энергии. Солнечный свет, попадая на поверхность зеленых растений, поглощается и связывается в органических соединениях.
Тимерязев показал, что поглощаемые хлорофиллом лучи света осуществляют процесс фотосинтеза, чем больше поглощает хлорофилл света, тем интенсивнее идет фотосинтез в листе. Наиболее интенсивно фотосинтез происходит в красных и сине-фиолетовых лучах спектра, которые интенсивно поглощаются хлорофиллом. Коэффициент использования поглощенной растениями солнечной энергии на процесс фотосинтеза. 1 – 3%.
Фотосинтез протекает только в зеленом растении. Он осуществляется в тех частях его, где имеются зеленые тельца – хлоропласты, которые находятся в листьях. Поэтому лист – основной орган ассимиляции углерода. У наземных растений углекислый газ поступает через устьица, у водных - с водой. Устьичные щели составляют 1% площади листа.
В мезофилле листа СО2 передвигается по межклеткам и поступает в клетки полисадной и губчатой паренхимы через стенки, вместе с водой. В хлоропластах происходит фотосинтез. Снаружи хлоропласты имеют двойную белково-липоидную оболочку, внутризернистую строму, в которой наблюдаются пластинчатые двойные мембраны-ламеллы, состоящие из молекул белка и сложных эфиров и содержащие фосфор и пигменты. В ламеллах происходит преобразование световой энергии в химическую, протекают различные биохимические реакции. При благоприятных условиях в пластидах, образуются хлорофилл. Сначала в темноте возникает протохлорофилл, он на свету превращается в хлорофилл.
Покрытосемянные растения без света не зеленеют, вытягиваются, а хвойные зеленеют в темноте.
^
Суммарное уравнение дыхания, газообмен при дыхании. Коэффициент дыхания при различных субстратах. Интенсивность дыхания. Дыхание – процесс, противоположный фотосинтезу. При фотосинтезе растение поглощает углекислоту и воду и образуется сахара. При дыхании сахара окисляются и образуются углекислота и вода.
6 (СО2 + Н2О) фотос. С6Н12О6 +6О2
дыхание
Фотосинтез ведет к образованию и накоплению органических веществ, т.е. является процессом ассимиляции, дыхание ведет к распаду и уменьшению органических веществ, являясь процессом диссимиляции. В жизнедеятельности растительных клеток проявляется единство этих двух противоположных процессов, связанных между собой и влияющих друг на друга.
В живых клетках дыхание идет непрерывно, и в темноте и в не зеленых частях его можно обнаружить по выделенной углекислоте. В зеленных клетках на свету одновременно с дыханием происходит фотосинтез; часть выделяющейся при дыхании углекислоты тут же поглощается клетками для фотосинтеза, а окисленные сахара заменяются созданными вновь при фотосинтезе, при чем фотосинтез происходит интенсивнее дыхания. Несмотря на дыхание, на свету зеленые растения выделяют О2 и поглощают углекислоту.
Интенсивность дыхания зависит от внутренних и внешних условий, в разных органах и частях она неодинакова.
У прорастающих семян интенсивность дыхания близка к интенсивности дыхания человека.
^
Состав, строение, функции хлоропласта.Хлоропласты – это органеллы фотосинтеза. Здесь из СО2 и Н2О при поглощении солнечной энергии образуются сахара и О2. В хлоропластах световая энергия солнца превращается в химическую энергию органического вещества.
Хлоропласты высших растений имеют одинаковую форму – двуяковыпуклой линзы. Число хлоропластов в клетке от 1-36. Хлоропласт содержит до 75% воды, белки, липиды, нуклеиновые кислоты, ферменты и пигменты.
Молекула хлорофилла состоит из «головки» - сложного углеродно-азотного кольца, в центре которого находится атом магния, длинного «хвоста» - цепи из двадцати атомного спирта. «Головки» молекул хлорофилла способны связываться с белками, а их фатольные «хвосты» растворимы в жирах. Существует несколько видов хлорофилла у зеленых растений, молекула которого содержит 1 ат. О2 > 2 ат. Н2 .
В процессе фотосинтеза хлорофиллу принадлежит ведущая роль. Он может поглощать солнечную энергию, запасать ее или передавать другим молекулам. Хлорофилл активно поглощает красную часть спектра, каротиноиды - синезеленую и зеленую. Они обладают способностью переносить поглощенную энергию на хлорофилл, где эта энергия используется для фотосинтеза.
Хлоропласт одет двойной мембраной, в которой заключена бесцветная мелкозернистая строма. В процессе развития хлоропласта из пропластиды в строме развивается сложная мембранная система.
^
Действие недостатка влаги на растения.Вода необходима для жизни растения. Вода – один из наиболее существенных экологических факторов, оказывающих влияние на распространение растений. Увлажненность того или иного место обитания зависит от количества выпадающих осадков, их распределение по времени года, влажность воздуха, запаса почвенной влаги и грунтовых вод. Вода лимитирует рост и развитие растений. Неурожаи чаще всего связаны с засухой. При атмосферной засухе на растение отрицательно влияет сухой воздух, усиливаемый суховеями и высокой температурой.
При этом наблюдается высыхание зерен хлеба, злаков и перегрев цитоплазмы, разрушение хлорофилла, резкое ухудшение развития растения.
Почвенная засуха возникает, когда в почве исчезает запас доступной воды. Растение завядает. Количество влаги, при котором начинается необратимое завядание, обычно называется – коэффициентом завядания.
^
Меры по предупреждению гибели озимых хлебов.Выросшие на холоде растения обладают более высокой выносливостью к морозам, выросшие в тепле озимые злаки легко повреждаются ими. Если такие растения в течении 2 – 3 недель выдержать при температуре выше 0º, то устойчивость их к промораживанию повышается.
Воздействие на растение называется – закаливанием.
Осенью на закаливание озимых хлебов оказывает влияние свет, который обуславливает фотосинтез и таким образом способствует накоплению сахара.
Закаливание растений представляет комплекс физиологических и биохимических изменений, клетки становятся устойчивыми к вымерзанию.
Посевы озимых и многолетних трав часто страдают от комплекса других факторов, действующие на растение в осенне-зимне-весеннее время. Наблюдаются явления: выпревание, вымокание, выпирание, зимняя засуха, гибель под ледяной коркой, под снеговым покровом и т.д.
^
Взаимосвязь роста и развития растения.В результате обмена веществ в растениях накапливаются органические соединения, необходимые для построения новых клеток. Необратимый процесс увеличения размера растения или его органов называется – ростом.
Рост не всегда приводит к увеличению веса растения. У высших растений рост продолжается в течении почти всей жизни, у многолетних с перерывами в периоды зимнего покоя.
У древесных растений в середине лета с прекращением роста на побегах закладываются почки. При этом в точках роста клетки многократно делятся, и в почках образуется зачаточный побег с зачатками будущих листьев. Весной, когда раскрываются почки, побег начинает расти и удлиняется за счет разрастания, вытягивания клеток, образовавшихся еще осенью.
На интенсивность роста влияние оказывают температура, свет, влажность и др.
Разные виды растений растут при разных температурных условиях. Как и для остальных физиологических процессов, для роста различают три температурных границ: теплая, оптимальная благоприятная для роста, максимальная – рост прекращается, но растение не отмирает.
Растения могут расти и при отсутствии света. Семена, клубни, корневища прорастают и образуют побеги и корни в земле или в темном помещении. Свет даже несколько тормозит рост, а длительная темнота приостанавливает рост.
Во время интенсивного роста растения или его отдельных органов, отмечаются суточные компоненты роста. Интенсивность роста наблюдается ночью, с выходом солнца он замедляется, днем достигает минимума.
Развитие роста заключается в качественных внутренних изменениях, которые происходят в течении жизни.
^ Значение тропизмов в растениеводстве.Высшие растения изменяют положение своих органов в связи с различными раздражениями. Эти изменения ориентировки органов в пространстве – тропизмом.
Геотропизм – свойство органа роста по направлению к центру земли называется положительным геотропизмом. Свойство органа роста в направлении, противоположном действию силы тяжести – отрицательный геотропизм. Фототропизм – изгиб надземных частей высших растений под влиянием света. Листья могут располагаться по отношению к свету по-разному: одни перпендикулярно, другие под тем или иным углом в зависимости от интенсивности освещения и индивидуальности самого растения. Корни растения отрицательно фототропичны. Изгиб органа в сторону света объясняется тем, что свет задерживает растяжение клеток, и поэтому затемненная сторона растет быстрее, вызывая положительный фототропизм. На фототропическую реакцию влияет содержание О2 в воздухе. Наиболее чувствительна к восприятию раздражения от света верхушка органа. Зона, где происходит реакция на раздражения, расположена обычно ниже.
^ . Изменением роста корней в сторону благоприятного теплового режима называется положительным термотропизмом, а в сторону благоприятного воздушного режима – положительный аэротропизм.
Корни обычно растут в почве в сторону влажной среды – положительный гидротропизм.
Часто на растение действует не один, а несколько факторов сразу. Тогда реакция организма будет на тот фактор, влияние которого сильнее.
^
Способы ускорения созревания плодов.При созревании плодов в них происходит глубокие биохимические превращения. Из протекающих к семенам растворимых соединений образуются нерастворимые в воде вещества: крахмал, жиры, белки. Семена теряют воду, в них накапливаются зольные вещества. Действуя особыми веществами – стимуляторами, можно ускорить процесс созревания. Для ускорения созревания коробочек хлопчатника используется метод дефолиации, т.е. искусственного удаления листьев. Дефолиация облегчает машинную уборку. Растения хлопка опрыскивают или опыляют порошками дефолиантов. Обработку проводят незадолго до уборки.
Скачать файл (60.5 kb.)gendocs.ru
Эксперимент по физиологии растений. — 1978 г. DjVu
СОДЕРЖАНИЕ Предисловие 3 Введение 5 Тема I. Физиология растительной клетки Работа 1. Искусственная «клеточка Траубе» 7 Работа 2. Явление плазмолиза и деплазмолпза 8 Работа 3. Вязкость цитоплазмы 10 Работа 4. Движение цитоплазмы 12 Работа 5. Проницаемость живой и мертвой цитоплазмы — Работа 6. Колпачковый плазмолиз 14 Работа 7. Поступление веществ в вакуоль и их накопление Работа 8. Тургорное состояние клеток 13 Работа 9. Осмотическое давление в клетке Работа 10. Сосущая сила клетки 21 Работа 11. Оболочка клетки 23 Работа 12. Кристаллические включения в клетке Работа 13. Запасные вещества в клетке 27 Работа 14. Выделение инвертазы из дрожжей и ферментативный гидролиз сахарозы 28 Тема II. Водный режим растений Работа 15. Анатомическое строение листа 30 Работа 16. Строение и механизм открывания и закрывания устьиц 32 Работа 17. Определение состояния устьиц методом инфильтрации 33 Работа 18. Устьичная и кутикулярная транспирация 35 Работа 19. Значение кутикулы и пробки в защите растений от испарения 36 Работа 20. Анатомическое строение корня 38 Работа 21. Корневое давление 41 Работа 22. Явление гуттации 43 Работа 23. Анатомическое строение стебля 44 Работа 24. Присасывающее действие листьев 49 Работа 25. Поднятие воды в растении по сосудам 50 Тема III. Минеральное питание растений Работа 26. Микрохимический анализ золы растения Работа 27. Обнаружение нитратов в листьях 53 Работа 28. Водные культуры 54 Тема IV. Фотосинтез Работа 29. Получение спиртовой вытяжки хлорофилла 58 Работа 30. Разделение пигментов по методу Крауса 59 Работа 31. Действие щелочи на хлорофилл 60 Работа 32. Получение феофитина и восстановление металлоорганической связи 61 Работа 33. Спектр поглощения хлорофилла 62 Работа 34. Образование крахмала в листьях растений (проба Сакса) 63 Работа 35. Поглощение зеленым растением углекислого газа из воздуха 64 Работа 36. Образование сахара в зеленых листьях на свету 65 Работа 37. Зависимость интенсивности фотосинтеза от интенсивности света 66 Работа 38. Влияние спектрального состава света на фотосинтез 67 Работа 39. Влияние температуры на фотосинтез 69 Тема V. Дыхание растений Работа 40. Дыхание прорастающих семян 70 Работа 41. Определение интенсивности дыхания 72 Работа 42. Необходимость кислорода воздуха для роста корней 73 Работа 43. Обнаружение дегидрогеназ 74 Работа 44. Обнаружение пероксидазы 75 Работа 45. Обнаружение каталазы 76 Тема VI. Рост и движение растений Работа 46. Верхушечный рост корня 77 Работа 47. Верхушечный рост стебля 78 Работа 48. Базальный рост листьев лука 79 Работа 49. Вставочный рост стебля злаков Работа 50. Влияние температуры на рост растений 80 Работа 51. Влияние света на рост растений 81 Работа 52. Необходимость почвенной влаги для роста растений 82 Работа 53. Фототропизм 83 Работа 54. Геотропизм 84 Тема VII. Организация бактериальной клетки. Жизнедеятельность бактерий и их роль в природе Работа 55. Изучение бактерий методом висячей капли 86 Работа 56. Изучение бактерий в фиксированном и окрашенном виде 87 Работа 57. Метод элективной культуры 86 Работа 58. Изучение спор сенной палочки 91 Работа 59. Обнаружение азотфиксирующих бактерий в почве 92 Работа 60. Обнаружение клубеньковых бактерий 94j Работа 61. Изучение дрожжей (Saccliaromyces cerevisiae) 96 Работа 62. Спиртовое брожение 97 Работа 63. Молочнокислое брожение 96 Работа 64. Маслянокислое брожение (упрощенный опыт) 101 Приложение Приготовление некоторых реактивов и их хранение 103 Заготовка и хранение натуральных объектов 107 Список рекомендуемой литературы 109
sheba.spb.ru