Задание 14. Влияние аэрации на поглощение питательных веществ корнями растений

Поглощение минеральных элементов корнями растений является активным физиологическим процессом. Об этом свидетельствует большая скорость поглощения, поступление веществ против градиента концентрации, зависимость поглотительной деятельности корней от условий окружающей среды и т.д.

Как любой активный процесс, поглощение минеральных элементов осуществляется с затратой энергии, источником которой в живых организмах служит процесс дыхания. Условия, затормаживающие дыхание, будут отрицательно действовать и на поглотительную деятельность корней. В этом можно убедиться на опыте, помещая корни растений в анаэробные условия.

Ход работы. В две конические колбы на 50-100 мл налить раствор KNO₃. Одну из них поставить на электроплитку, раствор довести до кипения, чтобы удалить из него воздух. Когда раствор остынет, в него высадить 2-3 проростка пшеницы, вмонтированных с помощью ваты в вырез резиновой пробки. Вату вокруг пробки обмазать вазелином. Таким образом, в первой колбе создаются анаэробные условия для корней растений. Во вторую колбу также высадить проростки пшеницы, но укрепить их в горлышке колбы с помощью ваты, а раствор в течение опыта продувать воздухом с помощью резиновой груши, что обеспечивает хорошую аэрацию в зоне корней.

Через 1-2 часа опыт закончить. Листья растений обоих вариантов срезать (следить, чтобы они не были смочены раствором азотнокислого калия), поместить в фарфоровые чашечки и слегка растереть стеклянной палочкой, после чего обработать раствором дифениламина в концентрированной серной кислоте. Дифениламин с нитратами образует соединение синего цвета. По интенсивности синего окрашивания можно судить о количестве поглощенных растениями нитратов в условиях хорошей и плохой аэрации, следовательно, о зависимости поглотительной деятельности корней от интенсивности дыхания.

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

Антагонизмом называется такое взаимодействие веществ в растворе, когда действие одного из них ослабляет действие другого. При выращивании растений в водной культуре было замечено, что чистые растворы солей - яд для растений, сильно угнетают их рост или приводят к их гибели. Прибавление другой соли в раствор ослабляет это действие, то есть наблюдается явление антагонизма. Поэтому в питательном растворе должно быть определенное соотношение солей. Такой раствор называется физиологически уравновешенным.

Наиболее изучено взаимодействие одновалентных и двухвалентных катионов. В ряде случаев наблюдается антагонизм и при взаимодействии анионов. Двухвалентные катионы оказывают более сильное антагонистическое действие, чем одновалентные. Явление антагонизма можно наблюдать при проведении вегетационного опыта с водной культурой растений.

Ход работы. В качестве вегетационных сосудов можно использовать стеклянные банки емкостью 200 мл. Снаружи их необходимо закрыть чехлами из плотной бумаги для предотвращения отрицательного действия света на рост корней, сверху парафиновыми крышками из марли, в отверстия которых высадить проростки пшеницы, по 10 штук на сосуд. Перед высадкой растений сосуды заполнить 0,12 N растворами солей по схеме опыта, приведенной в таблице, и долить до 200 мл водой. Корешки проростков должны касаться растворов. Первые 2-3 дня проростки сверху защищать от высыхания влажной фильтровальной бумагой. Затем бумагу снять и сосуды разместить у источника света (у окна или под электрическими лампами).

Опыт длится 10-15 дней. В этот период растворы в сосудах доливать водой до 200 мл, проводить наблюдения за состоянием растений. В конце опыта измерить длину корней и надземных органов растений всех вариантов. Среднее значение по варианту записать в таблицу 12.

Таблица 12.

Схема записи опыта.

По результатам работы провести статистическую обработку данных и сделать вывод о влиянии чистых солей и их смеси на рост растений.

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

Одной из причин антагонизма одновалентных и двухвалентных катионов считается их противоположное действие на вязкость и гидрофильность протоплазмы клеток. Например, калий повышает гидрофильность и понижает вязкость плазмы. Преобладание кальция приводит к увеличению вязкости и снижению гидрофильности.

О вязкости плазмы можно судить по времени плазмолиза клеток в растворах солей. Временем плазмолиза называется период с момента помещения ткани растения в раствор до наступления выпуклого плазмолиза. Оно зависит как от природы катиона, так и аниона.

Ход работы. На предметное стекло в каплю исследуемого раствора поместить кусочек эпидермиса с выпуклой стороны окрашенной чешуи лука, отметить время начала опыта. Препарат накрыть покровным стеклом и рассмотреть под микроскопом при малом увеличении. Пронаблюдать за изменением формы плазмолиза. Сначала он может быть вогнутым и даже судорожным, а потом принимает выпуклую форму. Чем меньше вязкость плазмы, тем быстрее достигается выпуклый плазмолиз. Отметить время наступления выпуклого плазмолиза у большинства клеток препарата.

Результаты наблюдения записать в таблицу 13, определить время плазмолиза и сделать выводы о влиянии катионов и анионов солей на вязкость плазмы.

Таблица 13.

Схема записи опыта.