Занятие 1. Методы изучения проницаемости протоплазмы растительной клетки.

В курсе ботаники студенты подробно изучают анатомическое строение клетки. Перед физиологией растений стоит задача познакомить с функционированием клеток, важнейшим свойством которых является постоянный обмен веществ. Этот процесс осуществляется при непосредственном участии живой протоплазмы и зависит от ее состояния и свойств. Проникновение веществ в клетку и выход наружу – это сложный физиологический процесс. Он обусловлен структурой и функцией поверхностных мембран цитоплазмы, зависит от химической природы окружающих и поступающих в клетку веществ (от размера и формы молекул, величины электрического разряда, способности к адсорбции и т.д.). Именно сложность процесса поступлений веществ в клетку определила возникновение ряда теорий проницаемости, обсуждаемых в теоретической части курса.

В настоящем разделе ставится задача показать избирательность в поступлении веществ в клетку, связанную со структурным строением протоплазмы. В регулировании водообмена клетки важную роль играют осмотические давления – осмотическое давление и сосущая сила, с методами определения которых студенты знакомятся в первом разделе.

Задание 1. Проницаемость живой и поврежденной протоплазмы для клеточного сока

Все важнейшие проявления жизнедеятельности клетки связаны с мембранами. Одним из наиболее общих, неспецифических и быстрых ответов растительного организма на воздействие различных факторов внешней среды является изменение проницаемости клеточных мембран.

Цель работы: показать, что живая протоплазма непроницаема для ряда веществ клеточного сока, наркотизированная или мертвая протоплазма теряет это свойство, и содержимое клетки свободно диффундирует наружу.

Удобным объектом для наблюдения служат ткани растений, клетки которых содержат в вакуолях красящие вещества, например, бетацианин. Этот пигмент находиться в клеточном соке, хорошо растворим в воде и его молекула имеет достаточно большие размеры (М 564). Чтобы попасть во внешнюю среду, молекула бетацианина должна пройти через тонопласт, основной циоплазматический матрикс и плазмалемму. Диффузия бетацианина из вакуоли в среду может проходить достаточно быстро при действии различных факторов или агентов, вызывающих изменениепроницаемости мембран.

Ход работы: Нарезать соломкой конеплод красной свеклы. Для удаления содержимого порежденных клеток полоски промыть в проточной воде. В пять пробирок поместить предварительно нарезанные и отмытые в воде полоски корнеплода красной свеклы длиной 1,5 – 2 см и залить растворами согласно схеме опыта, приведенный в таблице. Кусочки должны быть полностью погружены в растворы.

Содержимое второй пробирки вскипятить, третьей – сильно встряхнуть для перемешивания наркотика (хлороформа) с водой. Через 30 минут отметить выход бетацианина в раствор и сделать записи в таблицу, начерченную в рабочей тетради.

Таблица 1.

Схема записи опыта

По результатам наблюдения сделать вывод о проницаемости живой, наркотизированной или мертвой протоплазмы для клеточного сока.