РАЗДЕЛ 2. ФИЗИОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ

Федеральное агентство по образованию

Федеральное государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Сибирский федеральный университет»

УТВЕРЖДАЮ

Директор ИЕиГН ФГОУ ВПО СФУ

_____________/_В.А. Сапожников/

«_____» _____________2007 г.

УчебнОЕ пособиЕ по циклу лабораторных работ

Дисциплина Физиология растений

         (наименование дисциплины в соответствии с ФГОС ВПО и учебным планом)

Укрупненная группа          020000 – Естественные науки

 (номер и наименование укрупненной группы)

Направление 020200.62 – Биология (бакалавр)

 (номер и наименование направления, специальности)

Институт фундаментальной биологии и биотехнологии

Кафедра Физиологии растений и биотехнологии

Красноярск

2007

УчебнОЕ пособиЕ по циклу лабораторных работ

составлено в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по укрупненной группе 020000 – Естественные науки, направления 020200.62 - Биология

Учебное пособие составили:

профессор каф. физиологии растений и биотехнологии Гольд В.М.

_______________

зав. каф. физиологии растений и биотехнологии Гаевский Н.А.

_______________

доцент каф. физиологии растений и биотехнологии Голованова Т.И.

_______________

доцент каф. физиологии растений и биотехнологии Белоног Н.П.

_______________

ст. преп. каф. физиологии растений и биотехнологии Горбанева Т.Б.

_______________

Учебное пособие обсуждено на заседании кафедры Физиологии растений и биотехнологии

«______» _________________ 2007 г. протокол № _____________

Заведующий кафедрой Гаевский Н.А. __________________

               (фамилия, и. о., подпись)

Учебное пособие  обсуждено на заседании НМСИ _____________

__________________________________________________________________

«______» __________________ 2007 г. протокол № _____________

Председатель НМСИ __________________________________________

                                          (фамилия и. о., подпись)

Содержание

ПРАВИЛА ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ.. 6

МОДУЛЬ 1. 7

РАЗДЕЛ 2. ФИЗИОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ.. 8

Занятие 1. Методы изучения проницаемости протоплазмы растительной клетки. 8

Задание 1. Проницаемость живой и поврежденной протоплазмы для клеточного сока 8

Задание 2. Накопление красок в вакуолях. 10

Задание 3. Наблюдение колпачкового плазмолиза. 11

Задание 4. Определение жизнеспособности семян по окрашиванию цитоплазмы 11

Занятие 2. Изучение осмотических свойств растительной клетки. 12

Задание 1. Определение осмотического давления клеточного сока методом плазмолиза 12

Задание 2. Определение водного потенциала растительной ткани методом полосок (по Лилиенштерн) 14

Задание 3. Определение водного потенциала тканей листа методом Шардакова 16

Объект. 18

РАЗДЕЛ 3. ВОДООБМЕН РАСТЕНИЙ.. 18

Занятие 3. Изучение водного режима растений (4 ч) 18

Задание 8. Определение форм воды в растительных тканях. 19

Задание 9. Определение интенсивности транспирации хлоркобальтовым методом 21

Задание 10. Определение интенсивности транспирации весовым методом. 22

Задание 11. Определение степени открытия устьиц методом инфильтрации 24

Сделать вывод о степени открытия устьиц исследуемого растения. 25

Задание 12. Определение водного дефицита растений. 25

РАЗДЕЛ 4. МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ. 27

Занятие 4. Изучение минерального питания растений. 27

Задание 13. Обнаружение отдельных элементов, входящих в состав растений 27

Задание 14. Влияние аэрации на поглощение питательных веществ корнями растений 29

Задание 15. Рост растений на растворах чистых солей и на их смеси (антагонизм ионов) 30

Задание 16. Влияние анионов и катионов солей на форму и время плазмолиза 31

Задание 17. Физиологическая реакция солей. 32

Задание 18. Смещение рН питательного раствора корнями растений. 33

МОДУЛЬ 2. 35

РАЗДЕЛ 5. ДЫХАНИЕ РАСТЕНИЙ.. 35

Занятие 5. Изучение ферментов дыхания растений. 35

Задание 19. Обнаружение дегидрогеназ в семенах гороха. 35

Задание 20. Обнаружение пероксидазы в соке клубня картофеля. 36

Задание 21. Определение активности каталазы газометрическим методом. 37

Занятие 6. Определение интенсивности дыхания. 40

Задание 22. Упрощенный метод определения интенсивности дыхания (по Бойсен-Иенсену) 40

Занятие 7. Определение дыхательного коэффициента. 41

Задание 23. Определение дыхательного коэффициента прорастающих семян 41

РАЗДЕЛ 6. ФОТОСИНТЕЗ. 44

Занятие 8. Изучение свойств фотосинтетических пигментов. 45

Задание 24. Химические и оптические свойства пигментов листа. 45

Занятие 9. Определение фотосенсибилизирующего действия хлорофилла. 48

Задание 25. Фотосенсибилизирующее действие хлорофилла на реакцию переноса водорода (по А.А.Гуревичу) 49

Задание 26. Разделение фотосинтетических пигментов методом бумажной хроматографии. 50

Задание 27. Определение количества хлорофилла в листьях колориметрическим методом. 51

Занятие 10. Определение интенсивности фотосинтеза. 52

Задание 28. Определение интенсивности фотосинтеза по накоплению углерода в листьях 52

МОДУЛЬ 3. 55

РАЗДЕЛ 7. РОСТ И ДВИЖЕНИЯ РАСТЕНИЙ.. 55

Занятие 11. Изучение ростовых процессов растений. 56

Задание 29. Определение зоны роста стебля. 56

Задание 30. Периодичность роста древесных побегов. 56

Задание 31. Задерживающее и стимулирующее действие гетероауксина на рост 57

Задание 32. Нарушение геотропизма корней эозином. 58

Задание 33. Хемотропизм корней пшеницы.. 59

Задание 34. Эпинастические и гипонастические изгибы листьев под влиянием гетероауксина. 59

МОДУЛЬ 4. 60

РАЗДЕЛ 8. УСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ К НЕБЛАГОПРИЯТНЫМ ФАКТОРАМ СРЕДЫ.. 60

Занятие 12. Изучение устойчивости растений к неблагоприятным факторам. 61

Задание 35. Защитное действие сахаров на протоплазму при отрицательных температурах. 61

Задание36. Определение жароустойчивости по Ф.Ф. Мацкову. 61

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.. 62

ПРАВИЛА ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

1. Допускаются к работе в лаборатории студенты, прошедшие инструктаж по технике безопасности.

2. Нужно работать в белом халате из хлопчатобумажной ткани и иметь личное полотенце.

3. На каждом занятии назначается дежурный, который отвечает за чистоту и порядок.

4. За каждым студентом закрепляется рабочее место, которое необходимо содержать в чистоте и порядке.

5. Запрещается держать в лаборатории пищевые продукты, принимать пищу, пить воду из химической посуды.

6. Перед работой следует проверить исправность нагревательных приборов, вентиляции, защитных средств. Ремонт оборудования может производить только инженер.

7. Запрещается работать с разбитой посудой, пользоваться реактивами из банок без этикеток.

8. Необходимо переливать приготовленные растворы в склянки с надписями.

Нельзя оставлять без присмотра включенные приборы и электрооборудование.

9. Работать с летучими и ядовитыми веществами можно только под тягой.

10. Использовать для отмеривания кислот, щелочей и ядовитых реактивов нужно цилиндры либо пипетки с резиновой грушей или ватным тампоном.

11. При работе с едкими веществами следует надевать предохранительные очки, резиновые перчатки и фартуки.

12. Сливать кислые и щелочные реактивы в раковину можно только после их нейтрализации.

13. Для нагревания горючих и летучих реактивов нужно пользоваться водяными банями. Нельзя их нагревать на открытом огне или вблизи пламени.

14. При внезапном отключении тока необходимо выключить все электроприборы.

15. Тушить огонь при загорании легко воспламеняющихся жидкостей нужно углекислотным огнетушителем, песком или кошмой.

16. При загорании проводов следует немедленно их обесточить, тушить огонь углекислотным огнетушителем или асбестовым покрывалом.

17. Работать с ртутными термометрами нужно очень осторожно.

18. После окончания работы привести в порядок рабочее место (убрать со стола реактивы и оборудование, из ящиков стола – мусор, стол вымыть, протереть сухой тряпкой) и сдать дежурному.

МОДУЛЬ 1.

Введение

При подготовке специалистов-биологов среди общих биологических дисциплин важное место занимает физиология растений – наука о жизни растений. Характеризуя ее, К. А. Тимирязев писал: «Цель стремлений физиологии растений заключается в том, чтобы изучить и объяснить явления растительного организма и не только изучить и объяснить их, но путем этого изучения и объяснения вполне подчинить их разумной воле человека так, чтобы он мог по произволу видоизменять, прекращать или вызывать эти явления. Физиолог не может довольствоваться пассивной ролью наблюдателя, как экспериментатор, он является деятелем, управляющим природой» (Тимирязев К.А. Соч. Полн. собр.: В 10 т. - М.: Сельхозгиз, 1937-1938. - Т.5. - С .143).

Физиология растений – наука экспериментальная, поэтому в учебном плане подготовки биологов, кроме лекционного по данной дисциплине отводится время на лабораторные занятия.

В задачи лабораторного практикума по физиологии растений входят: проверка и закрепление некоторых теоретических положений, излагаемых в лекционных курсах и учебниках; ознакомление с наиболее простыми методами определения различных физиологических процессов у растений; привитие навыков научно-исследовательской работы (постановка цели опыта, проведение эксперимента, ведение первичной научной документации, обсуждение результатов опытов, оформление выводов).

Планируются 2-часовые, реже 4-часовые занятия, строго соблюдается принцип индивидуального выполнения работ.

Каждый студент ведет рабочую тетрадь, оформление которой должно отвечать следующим требованиям :

- на титульном листе указывают предмет, по которому делаются записи, кем они делаются (курс, группа, подгруппа, фамилия, имя, отчество);

- каждое занятие отмечают порядковым номером, указывают его дату;

при оформлении работы с методического пособия полностью переписывают ее заглавие, описывают цель и принцип метода эксперимента, указывают объект изучения;

- результаты опытов фиксируют в виде рисунков с обязательными подписями к ним, или оформляют в виде таблиц, или описывают текстом (характер оформления работы обычно указан в методическом пособии);

- в конце каждой работы делают вывод или  заключение, которые обсуждаются при подведении итогов занятия.

Все записи необходимо делать в лаборатории. Для проверки академической активности и качества работы студента дневник периодически проверяет преподаватель, дает ему оценку. Контроль за самостоятельной работой студентов по теоретической части курса осуществляется на коллоквиумах, которые проводят в часы, отведенные учебным планом для лабораторных занятий, по окончании каждого раздела.

К лабораторному практикуму студент допускается только после инструктажа по технике безопасности. Основные положения техники безопасности изложены в инструкциях, которые должны находиться на видном месте в лаборатории. Специфические моменты отмечены в описании отдельных работ.

РАЗДЕЛ 2. ФИЗИОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ

В данный раздел входит два занятия по 2 часа. Задания на конкретном занятии выбираются преподавателем из ниже перечисленных.