Тема 1.ФИЗИОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ
Работа 1. Гистохимические реакции на белки.
Материалы и оборудование: 1) листья примулы, капусты или других растений, набухшие семена бобовых, 2) 7%-й раствор КОН или NaOH в капельнице, 4) вода в капельнице, 5) реактив Миллона в капельнице, 7) аммиак, 8) 96%-й этиловый спирт, 9) предметные стекла – 6 шт., 10) покровные стекла, 11) спиртовка, 12) пробирки, 13) воронка, 14) водяная баня, 15) скальпель, 16) пинцет.
Все жизненные процессы в растительных клетках тем иным образом связаны с белками. Различают белки (в зависимости от выполняемых функций) конституционные, каталитические и запасные. Конституционные белки входят в состав структурных образований цитоплазмы, ядра и других органелл клетки. Каталитические белки осуществляют ферментативные функции, а запасные временно исключены из обмена и расходуются по мере надобности в процессе жизнедеятельности.
Обнаружение белков основано на способности их давать специфические качественные реакции, сопровождающиеся образованием окрашенных продуктов. Рассмотрим 3 реакции:
1. Биуретовая реакция используется для обнаружения пептидных связей в молекулах белка. В щелочной среде с солями меди пептиды и белки образуют комплексные соединения с ионом меди. Эта реакция может осуществляться лишь при наличии не менее двух пептидных связей. Соединения ионов меди с полипептидами и низкомолекулярными белками имеют розоватую или красноватую окраску, другие соединения – фиолетовую.
|
|
|
2. Ксантопротеиновая реакция заключается в обработке белков концентрированной азотной кислотой, а затем аммиаком. Если в состав белков входят аминокислоты тирозин, триптофан или фенилаланин, они окрашиваются в оранжевый цвет.
Ход работы: Используя срезы семян и обесцвеченные кусочки листьев, проделать качественные реакции на белки. Обесцвечивание листа ( извлечение пиментов) производят следующим образом. Кусочек листа кипятят в пробирке с водой в течение 1-2 мин. Слив воду, приливают в пробирку 5-6 мл спирта и, закрыв воронкой, которая выполняет роль обратного холодильника, погружают в кипящую водяную баню и выдерживают до полного обесцвечивания. Смоченный водой кусочек листа помещают на предметное стекло и разрезают на три части. Срезы семян никакой подготовки не требуют. С изготовленными объектами проделывают следующие реакции.
1. Растительные объекты на предметном стекле помещают в раствор медного купороса и закрывают покровным стеклом. Спустя 5-10 мин раствор удаляют фильтровальной бумагой, промывают объект водой и обрабатывают 30%-м раствором щелочи. Через несколько минут пронаблюдать появление окраски.
2. На предметном стекле в каплю реактива Миллона погружают кусочки обесцвеченного листа или срез семени, закрывают покровным стеклом и на пламени спиртовки нагревают до кипения. После охлаждения отмечают окраску.
|
|
|
3. На объекты наносят каплю крепкой азотной кислоты, через 1-2 мин промывают водой и наносят аммиак. Отмечают окраску среза.
Результаты работы занести в таблицу и сделать выводы о специфичности каждой из реакций и содержании белков в исследованных объектах.
| Название реакции | Реактивы | Исследуемый объект | Окраска препарата | Обнаружен-ные химические связи или аминокислоты |
В выводах объяснить (в сравнительном аспекте) присутствие обнаруженных веществ (в связи с выполняемыми функциями исследуемых органов).
Работа 2. Качественное определение жиров и углеводов.
Материалы и оборудование: 1) семянки подсолнечника и луковица лука, 2) фелингова жидкость. 3) краска Судан – Ш, 4) покровные и предметные стекла, 5) пипетки, 7) иглы, 7) держатели, 8) спиртовки, 9) спички, 10) микроскопы.
Жиры в качестве запасных веществ накапливаются в больших количествах в семенах и плодах растений. Отложение их в запас очень выгодно для растения, так как в небольшом количестве они содержат много энергии. У некоторых растений количество жиров столь велико, что их используют для промышленного получения растительного масла. Исключительно велико для растений и значение углеводов. Они являются основным питательным и главным опорным материалом растительных клеток и тканей. Углеводы делятся на две группы: моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза, рибоза) и полисахариды, которые, в свою очередь, делятся на порядки.
|
|
|
Ход работы: А) Обнаружение жиров. Объектом служат семена масличных растений (подсолнечника, клещевины, орехов, кедровых сосен). Семена освобождают от околоплодника, разрезают поперек и с образовавшейся поверхности делают тонкий срез. Срез укладывают между двумя предметными стеклами и раздавливают. Стекла разъединяют, на жировые пятна помещают по капле краски Судан – III и рассматривают в микроскоп при малом увеличении. Капли жира различной величины окрашиваются в оранжево-красный цвет. Так как ткани семени пропитаны жиром, они также окрашиваются в соответствующий цвет.
Б) Обнаружение моносахаридов. Объектами исследования служат плоды яблони, груши, луковицы репчатого лука. Из мякоти плода или сочных чешуй лука делают тонкий поперечный срез, укладывают его на один конец предметного стекла и капают на него несколько капель фелинговой жидкости. Другой конец захватывают щипцами и нагревают стекло над пламенем спиртовки до появления на срезе кирпично-красного осадка. В луке при нагревании интенсивно разлагаются гликозиды с образованием глюкозы и аглюкона. Глюкоза легко восстанавливает медь из медного купороса до закиси меди (Сu2O), которая выпадает в виде кирпично-красного осадка.
|
|
|
В выводах указать присутствие веществ в исследуемых тканях (в связи с запасающими функциями).
Работа 3. Качественные реакции на ферменты.
Материалы и оборудование: 1) проросшие и сухие семена пшеницы или ячменя, 2) листья элодеи, 3) чашки Петри с крахмальным агаром (2 гр крахмала и 2 гр агар-агара на 100 мл воды), 4) скальпель, 5) пинцет, 6) стакан с водой, 7) слабый раствор иода в иодистом калии (концентрированный раствор, разбавленный в 10 раз), 8) фильтровальная бумага, 9) 1%-й раствор перекиси водорода, 10) предметные и покровные стекла, 11) спиртовка, 12) микроскоп.
Ферменты – это катализаторы белковой природы, ускоряющие протекание химических реакций в клетке. В настоящее время известно более 2000 различных ферментов, которые подразделяются на 6 основных классов: 1) оксидоредуктазы (окислительно-восстановительные), 2) трансферазы, 3) гидролазы, 4) лиазы, 5) изомеразы, 6) лигазы. В этой работе познакомимся с представителями двух классов.
1. Гидролазы – ферменты катализирующие расщепление (гидролиз) сложных органических соединений при участии воды на более простые. Широко распространенным представителем этого класса является амилаза – фермент, катализирующий гидролиз крахмала до мальтозы. Одним из свойств ферментов, на котором основано их промышленное применение, является способность действовать не только в той клетке, в которой они образуются и находятся, но и вне ее, переходя в другие клетки или во внешнюю среду.
2. Оксидоредуктазы объединяют разнородные ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции.
Представителями являются:
а) полифенолоксидаза – повышает окислительный потенциал молекулярного кислорода в результате присоединения к нему водорода, отщепляемого от полифенолов;
б) пероксидаза – под действием ее происходит окисление органических соединений, в частности полифенола, перекисью водорода. Она соединяется с перекисью водорода и образует комплексное соединение, в результате чего перекись активируется и приобретает способность действовать как акцептор водорода.
Ход работы: Разрезать несколько проросших и сухих семян пополам вдоль и слегка смочить водой. Пластинку крахмального агара в чашке Петри разделить на две половинки, на каждой из которых при помощи пинцета разложить половинки семян поверхностью среза на агар. Закрыть чашку Петри во избежание подсыхания. После одночасовой экспозиции удалить семена и залить всю пластинку слабым раствором иода, слить избыток раствора и рассмотреть пластинку на свет. В выводе отметить действие, оказанное семенами на пластинку. Объяснить различие в степени действия проросших и непроросших семян.
Работа 4. Изменение проницаемости цитоплазмы
при повреждении.
Материалы и оборудование: 1) красная свекла, 2) хлороформ, 3) уксусная кислота, 4) этанол 50%-й, 5) пробочное сверло диаметром около 1 см, 6) 5 пробирок в штативе, 7) спиртовка и спички, 8) мензурка 5-10 мл, 9) пипетка, 10) скальпель, 11) лезвия безопасной бритвы.
Основная плазма (гиалоплазма) отделена от пектоцеллюлозной оболочки мембраной – плазмалеммой, а от вакуоли – тонопластом. Свойства плазмалеммы определяют характер обмена между внешней средой и клеткой. Тонопласт обладает меньшей проницаемостью по сравнению с плазмалеммой, поэтому во многих случаях вещества проникшие через плазмалемму, не проникают через тонопласт. Таким образом, свойства пограничных мембран определяют проницаемость цитоплазмы. При повреждении плазмалеммы и тонопласта цитоплазма утрачивает избирательную проницаемость и вещества, содержащиеся в клеточном соке, свободно выходят наружу. Особенно легко наблюдать это явление на тканях, клетки которых содержат окрашенный клеточный сок.
Ход работы: Из очищенного корнеплода красной свеклы пробочным сверлом вырезают цилиндрические брусочки до 2 см длиной, тщательно промывают их водопроводной водой до тех пор, пока вода перестанет окрашиваться. В пять пробирок помещают по одному брусочку и заливают их жидкостью (по 5 мл): во все пробирки наливают водопроводную воду, в третью добавляют 5 капель хлороформа, в четвертую – 50%-й этанол, в пятую – 30%-ю уксусную кислоту. Первая пробирка служит контролем, а содержимое второй пробирки кипятят в течение 1–3 мин. Отмечают время начала опыта и время появления окраски жидкости в пробирках. Определяют скорость появления окраски. Результаты заносят в таблицу.
Сделать вывод о степени влияния на цитоплазматические мембраны высоких температур, хлороформа, этанола и уксусной кислоты.
| Скорость появления окраски содержимого пробирок | ||||
| Контроль (вода) | Вода, после кипячения | Хлороформ | Этанол | Уксусная кислота |
Работа 5. Явление плазмолиза и деплазмолиза.
Колпачковый плазмолиз.
Материалы и оборудование: 1) луковица синего лука, 2) лезвия безопасной бритвы, 3) пинцет, 4)препаровальные иглы, 5) предметные и покровные стекла, 6) стеклянные палочки, 7) фильтровальная бумага, 8) микроскопы, 9) стакан с водой, 10) карандаш по стеклу, 11) раствор сахарозы 1 М; КNO3 1M; Ca (NO3)2 0,7 M; KCNS (роданистый калий) 1М.
Клеточный сок представляет собой водный раствор органических и минеральных веществ. По отношению к клеточному соку раствор может быть:
а) гипотонический, осмотическое давление которого меньше осмотического давления клеточного сока;
б) изотонический, осмотический потенциал которого равен осмотическому потенциалу клеточного сока;
в) гипертонический, у которого осмотическое давление больше осмотического давления клеточного сока.
При помещении клеток в гипертонический раствор происходит оттягивание воды из клетки до выравнивания осмотических давлений клеточного сока и внешнего раствора. При этом сначала наблюдается общее сокращение клетки, а после полной потери тургора цитоплазма отстает от оболочки сначала по углам ( уголковый плазмолиз), затем во многих местах (вогнутый плазмолиз) и, наконец, протопласт округляется (выпуклый плазмолиз). При этом вещества могут проникать только через плазмалемму и накапливаться в мезоплазме, или, проникнув через плазмалемму, мезоплазму и тонопласт, поступают в вакуоль. Ионы одновалентных металлов вызывают набухание мезоплазмы, ее растяжение, при этом протоплазма принимает форму колпачков. Особенно быстро этот процесс происходит в растворе роданистого калия.
Ход работы: На четыре сухих предметных стекла нанести по капле воды, в каждую из которых поместить по тонкому срезу верхнего эпидермиса чешуи синего лука, закрыть покровным стеклом. Пронумеровать препараты карандашом по стеклу. Рассмотреть срезы в микроскоп при малом, а затем при большом увеличении, обратив внимание на клетки, содержащие антоциан.
Заменить воду на растворы: 1) сахарозы 1 М, 2) КNO3 1M, 2) Ca (NO3)2 0,7 M, 4) KCNS 1М, для чего с одной стороны покровного стекла нанести каплю раствора, а с другой удалить воду кусочком фильтровальной бумаги. Повторить этот прием 2-3 раза для полной замены воды на соответствующий раствор, заметить исходное время. Через каждые 3-5 мин расматривать препараты в микроскоп. Отметить время наступления выпуклого плазмолиза у большинства клеток. На срезе в растворе КСNS рассмотреть клетки с колпачковым плазмолизом (наступает практически мгновенно). Описать результаты опыта, зарисовать клетки в состоянии тургора и различных типов плазмолизов. Заполнить таблицу.
| № п/п | Плазмолитик | В р е м я | Время плазмо-лиза, мин. | |
| погружения в раствор | наступления выпуклого плазмолиза | |||
| 1. 2. 3. | ||||
Работа6. Определение осмотического давления
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 830; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!