Задание 7. Определение водного потенциала тканей листа методом Шардакова

Принцип метода основан на подборе внешнего раствора, концентрация которого не меняется при погружении в него растительной ткани. Изменение концентрации можно наблюдать по удельному весу раствора.

Ход работы. В четырех пробирках с пробками подготовить по 10 мл 0,4 М; 0,3 М; 0,2 М; 0,1 М растворов КN0₃, разбавляя одномолярный раствор этой соли дистиллированной водой. Пробирки отметить этикетками, растворы тщательно перемешать.

На дно специальных пробирок с вздутиями сбоку внести пипеткой по 6 капель раствора. Эту операцию целесообразно начинать с раствора меньшей концентрации, тогда необходимость ополаскивания пипеток водой отпадает, достаточно обмыть их тем раствором, который будут вносить в пробирки.

Пробочным сверлом вырезать 8 дисков из листьев герани и поместить их по 2 штуки в каждую пробирку с вздутиями так, чтобы они смочились раствором. Пробирки закрыть пробками, отметить этикетками и периодически встряхивать. Через 30 мин, начиная с раствора меньшей концентрации (0,1 М), определить изменения удельного веса растворов. Для этого следует вынуть пробку из пробирки с вздутием и подкрасить раствор метиленовой синью следующим образом: сухим стеклянным шпателем коснуться порошка метиленовой сини, внести шпатель до половины пробирки и аккуратно стукнуть о её стенку. Для интенсивного окрашивания раствора достаточно нескольких кристаллов сини, которые упадут со шпателя. Для равномерного окрашивания раствора пробирку встряхнуть. Далее поместить её горизонтально вздутием вниз и пипеткой на 1 мл заполнить вздутие тем раствором, который вносили в пробирку до опыта. Чистой сухой стеклянной палочкой осторожно направить струйку окрашенного раствора в бесцветный исходный раствор и наблюдать, как она будет себя вести. Результаты записать в таблицу.

Струйка может опуститься на дно, значит, удельный вес раствора .увеличился за счет отнятия из него воды тканями растения, имеющими большую величину сосущей силы, чем осмотический потенциал внешнего раствора. Если сосущая сила меньше осмотического потенциала внешнего раствора, то ткань будет отдавать воду в раствор, удельный вес его уменьшится и струйка всплывает наверх.

 В том случае, когда сосущая сила клетки и осмотическое давление внешнего раствора равны, концентрация последнего не изменится и струйка равномерно распределится в исходном растворе. Значение этой концентрации подставить в формулу (3) и рассчитать величину сосущей силы в атмосферах.

Если для эксперимента нет специальных пробирок с вздутиями, его можно провести в другой модификации. Приготовленные растворы КN0₃ различной концентрации внести на дно обычных пробирок, в них поместить по 2 диска ткани листа герани. Пробирки закрыть пробками и отметить этикетками. Так же, как и в первом случае, через 30 мин, начиная с варианта 0,1 М, окрасить синью раствор с высечками, затем чистой пипеткой на 1 мл взять небольшое его количество и внести в исходный раствор. Пронаблюдать за поведением струйки. В обоих вариантах нельзя заблаговременно окрашивать растворы, так как метиленовая синь может оказать влияние на живые ткани и изменить их осмотические свойства.

Таблица 5

Схема записи опыта

Студенты должны освоить обе модификации и в конце занятия сравнить результаты, полученные разными методами.

РАЗДЕЛ 3. ВОДООБМЕН РАСТЕНИЙ

Занятие 3. Изучение водного режима растений (4 ч)

Вода – обязательная составная часть живой материи. Роль воды в жизни растений проявляется во всех аспектах их жизнедеятельности. В тканях растений содержание ее колеблется в широких пределах – от 5 % до 95% от сырой массы тканей. Для процессов жизнедеятельности важным условием является не только общее содержание воды, но и ее состояние. Вода является и средой, и непосредственным участником большинства биохимических реакций.

Водный режим растений состоит из трех элементов: поглощения воды, ее передвижения и расходования главным образом в процессе транспирации. Нормальная обеспеченность клеток водой необходима для поддержания их оболочек в упругом состоянии, в состоянии тургора. Благодаря этому поддерживается форма органов растений со слабо развитой механической тканью. С изменением тургорного давления связаны и некоторые движения частей растений. Вода способна переносить по растению как минеральные, так и органические соединения. Испарение воды (транспирация) служит основным средством терморегуляции у растений, так как удельная теплота испарения воды очень велика. Высокое поверхностное натяжение способствует передвижению воды по капиллярам.

Метаболизм и продуктивность растений в сильной степени зависит от состояния воды и ее баланса в тканях. Поэтому различные показатели водообмена часто служат предметом исследования. Настоящий раздел включает некоторые из них.