Velika radionica o fiziologiji biljaka. Eksperiment o fiziologiji biljaka. Kako nastaje deplazmoliza?
UDŽBENICI I PRIRUČNICI ZA STUDENTE INSTITUCIJA VISOKOG OBRAZOVANJA Uredio profesor N. N. Tretyakov Odobreno od strane Glavne uprave za visokoškolske ustanove pri Državnoj komisiji Vijeća ministara SSSR-a za hranu i nabavu kao nastavno pomagalo za studente visokoškolskih ustanova u agronomske specijalnosti. 3. izdanje, revidirano i prošireno oko 0> J £ o a so o a BBK 41.2 P69 UDC 581.1 (076.5) Urednik E. V. Kirsanova Recenzenti: doktor bioloških znanosti 3. D. Barannikova, kandidati bioloških znanosti V. M. Buren i D. I. Lavrentovich Radionica o fiziologiji biljaka / N. N. Tret-P69 yakov, T. V. Karnaukhova, L. A. Painchkin i drugi - 3. izdanje, revidirano *. i dodatno - M.: Agropromizdat, 1990. - 271 str.: ilustr. - (Udžbenici i pomoćna sredstva za studente visokih škola institucije.) ISBN 5-10-001653-1 Prikazuje metode proučavanja fiziologije biljne stanice, metabolizma vode, fotosinteze, disanja, mineralne ishrane, metabolizma, rasta i razvoja, otpornosti biljaka na nepovoljne uvjete. Treće izdanje (drugo objavljena 1982.) dopunjena je informacijama o metodama procjene stanja biljaka na terenu * Za studente agronomskih specijalnosti 3704010000-372 P - 209-90 BBK 41.2 035(01)-90 (C) Izdavačka kuća "Kolos", 1982 © VO "Agropromizdat", 1990, ISBN 5-10-001653-1 s izmjenama i dopunama Poglavlje 1. FIZIOLOGIJA BILJNE STANICE Živa stanica je otvoreni biološki sustav koji izmjenjuje materiju, energiju i informacije s okolinom. Vanjski dio CD-a prekriven je ljuskom, čija je osnova celuloza i pektinske tvari. Stanična stijenka ima zaštitnu i izolacijsku funkciju, a također je uključena u apsorpciju, otpuštanje i kretanje tvari. Zbog hidrofilnosti komponenti, stanična stijenka je zasićena vodom i ima ulogu pufera u opskrbi stanice vodom. Struktura protoplasta temelji se na staničnim membranama. Sastoje se uglavnom od proteina i lipida. Molekule ovih tvari tvore uređenu strukturu zahvaljujući van der Waalsovim, vodikovim i ionskim kemijskim vezama. Sve membrane imaju selektivnu propusnost. Površinska membrana - plazmalema - izolira stanicu od okoline Organele citoplazme imaju svoje površinske membrane. Vakuola je ograničena unutarnjom membranom citoplazme - tonoplastom. Dakle, membrane provode kompartmentaciju stanice, tj. dijele je u odvojena područja - odjeljke, u kojima se održava stalna okolina - homeostaza. Membrane također čine unutarnju strukturu organela poput kloroplasta i mitohondrija, povećavajući površinu na kojoj se odvijaju najvažniji biokemijski i biofizički procesi. Membrane obavljaju sljedeće funkcije: regulacija apsorpcije i oslobađanja tvari; organizacija enzimskih i pigmentnih kompleksa uključenih u fotosintezu, disanje, sintezu raznih tvari; prijenos bioelektričnih signala kroz stanice i tkiva živog organizma. Funkcije biljne stanice kao cjeline određene su usklađenim djelovanjem pojedinih organela. Promjer jezgre je 10...30 mikrona. U jezgri su pohranjene nasljedne informacije sadržane u određenim strukturama DNA, a također regulira sve životne procese u stanici. Sve stanice jednog organizma su totipotentne. Bpotechnology ovo svojstvo uspješno implementira u proizvodnji dezinficiranog sadnog materijala, proizvodnji aktivnih kemikalija i selekciji stanica. Endoplazmatski retikulum (ER) povezan je s nuklearnom membranom. Kanali omeđeni membranom h. I. S. prodiru kroz cijelu citoplazmu i kroz plazmodezme prodiru u susjedne stanice. Funkcije, h. p.s. - transport tvari i prijenos signala. Na zrnatoj ili hrapavoj površini, npr. p.s. nalaze se “tvornice proteina” - ribosomi koji se sastoje od proteina i RNA, čija duljina varira između 10...30 nm. Biljnu ćeliju karakterizira prisutnost plastida. Najvažniji plastidi su kloroplasti. Promjer kloroplasta je 5...10 mikrona. Pretvaraju svjetlosnu energiju u kemijsku. Drugi važan energetski proces (sinteza ATP-a zbog oksidacijske energije) odvija se u mitohondrijima." Oni su ovalne ili štapićaste strukture duljine 1...2 μm. Sustav tubula i cisterni (diktiosoma), omeđen jednoslojnom membranom. , čini Golgijev aparat, čija je glavna funkcija unutarstanično izlučivanje tvari potrebnih za izgradnju stanične membrane itd. Hidrolitički enzimi koncentrirani su u okruglim tjelešcima - lizosomima. Uz pomoć sferosoma dolazi do sinteze lipida. Odrasla biljka stanica ima veliku vakuolu s vodenom otopinom organskih i mineralnih tvari.Koncentracija tih tvari u staničnom soku i stupanj njihove disocijacije određuju potencijalni osmotski tlak stanice – njezinu sposobnost upijanja vode.Voda u stanicu ulazi iz izvana kao rezultat razlike u kemijskom potencijalu vode u stanici i okolne otopine Razlika između kemijskog potencijala vode u stanici (|ts„) i kemijskog potencijala čiste vode (\ xPry), 4 povezan s djelomičnim volumenom vode u ćeliji (V®), naziva se potencijal vode (r|)w): o, Mcho~ No(b) Kemijski potencijal čiste vode uvijek je veći od kemijskog potencijala vode u stanici, stoga je vrijednost vodenog potencijala uvijek negativna. Veličina vodnog potencijala određuje usisnu snagu stanice, tj. njenu sposobnost da apsorbira vodu u bilo kojem trenutku vremena. Usisna sila stanice mijenja se ovisno o stupnju zasićenosti stanice vodom – njezinom turgoru. Najveću moć usisavanja stanica ima u potpunom odsustvu turgora. U ovom trenutku sposobnost stanice da apsorbira vodu određena je njezinim potencijalnim osmotskim tlakom. Turgorski tlak je sila kojom sadržaj stanice zasićen vodom pritišće njezine stijenke. U stanju potpune zasićenosti stanice vodom turgorski tlak potpuno uravnotežuje osmotski tlak, te stanica prestaje apsorbirati vodu.Potencijal vode u ovom trenutku je jednak nuli.Osmotsko kretanje vode u stanicu je pasivan proces koji ne zahtijeva energiju.Mineralne soli teku kroz stanične membrane protiv elektrokemijskog gradijenta uz pomoć specifičnih proteina nosača uz utrošak ATP energije.Pod utjecajem štetnih agenasa koji su dosegli prag snage, dolazi do promjene iativnog (vitalnog) struktura proteina dolazi u stanicama – denaturacija.Ovisno o snazi i vremenu djelovanja agensa denaturacija može biti reverzibilna i ireverzibilna.Bez obzira na prirodu agensa,kada u stanici dođe do oštećenja dolazi do kompleksa nespecifičnih odgovornih reakcija. : smanjenje stupnja disperzije citoplazme (zamućenost); povećanje viskoznosti; povećanje propusnosti membrane (oslobađanje tvari iz stanice); povećanje afiniteta prema bojilima u citoplazmi i jezgri; pomak u pH medija na kiselu stranu; smanjenje membranskog potencijala. Svaki od ovih pokazatelja može poslužiti kao kriterij za utvrđivanje oštećenja stanice te se može koristiti za dijagnosticiranje njezine otpornosti na nepovoljne uvjete okoline. 5 Rad 1. UTJECAJ ANIONA I KATIONA SOLI NA OBLIK I VRIJEME PLAZMOLIZE Uvodna objašnjenja. Plazmoliza je proces zaostajanja citoplazme iza stijenki stanice smještene u otopinu s "većom koncentracijom soli od koncentracije staničnog soka (hipertonična otopina). Tijekom plazmolize mijenja se obris površine citoplazme. Na prvo će joj površina biti konkavna (konkavna plazmoliza), zatim postaje konveksna (konveksna plazmoliza). Vrijeme plazmolize je razdoblje od trenutka kada je biljno tkivo uronjeno u plazmolitičku otopinu do početka konveksne plazmolize. Ovaj pokazatelj može karakteriziraju viskoznost citoplazme: viskoznost citoplazme je veća što je vrijeme plazmolize dulje Vrijeme plazmolize utvrđuje se proučavanjem djelovanja soli na citoplazmu Operativni postupak . Dio epidermisa s konveksne površine pigmentiranih ljuskica bulbusa stavi se u kap otopine ispitivane soli, pokrije pokrovnim stakalcem i odmah pregleda pod mikroskopom. Pratiti promjenu oblika plazmolize. Određuje se vrijeme plazmolize u svakoj soli. Rezultati pokusa bilježe se u obrazac (Tablica 1). 1. Utjecaj aniona i kationa soli na oblik i vrijeme plazmolize Opcija Sol Koncentracija otopine, mol: l Vrijeme potapanja tkiva d otopina, mpp Vrijeme početka konveksne plazme: liza, min Trajanje plazmolize, min 1 Ca (NO:l)2 0,7 2 KN03 1,0 3 KCNS 1,0 Nakon proučavanja dobivenih rezultata donose se zaključci o utjecaju kationa i aniona na viskoznost citoplazme. Materijali i oprema. Lukovica s pigmentiranim ljuskama, otopine soli: 0,7 M Ca(N03)2, 1 M KNOa, 1 M KCNS. Mikroskopi, predmetna i pokrovna stakla, britvice, b Rad 2. PROMATRANJE CAP PLAZMOLIZE Uvodna objašnjenja. Plazmoliza kape nastaje pod djelovanjem hipertoničnih otopina soli koje prodiru kroz plazmalemu, ali ne prolaze ili vrlo slabo prolaze kroz tonoplast. Takve soli uzrokuju bubrenje mezonplazme i promjene u njezinoj strukturi. Plazmoliza kapice uključuje stvaranje kapica nabubrene citoplazme na uskim stranama vakuole. Radni postupak. Isječak epidermisa s konveksne površine pigmentiranih ljuskica lukovice stavi se na predmetno staklo u kap 1 M otopine KCNS i pokrije pokrovnim stakalcem. Odmah promatrajte napredak plazmolize, prvo pri malom, a zatim pri srednjem povećanju. Skicirana je jedna stanica s dobro definiranom kapa plazmolizom. Na temelju opažanja donose se zaključci o svojstvima citoplazme i njezinih membrana. Materijali i oprema. Luk s obojenim ljuskama, 1 M otopina K.CNS. Mikroskopi, predmetna i pokrovna stakla, stakleni štapići, britvice. Rad 3. UOČAVANJE ZNAKOVA OŠTEĆENJA STANICE (POVEĆAN AFINITET PREMA BOJILU TE STRUKTURIRANJE JEZGRE I CITOPLAZME) Uvodna objašnjenja. Citoplazma ima složenu intravitalnu strukturu s kojom su povezana njezina svojstva i funkcije. Najvažnije od ovih svojstava je selektivna propusnost. Živa citoplazma ne zadržava vitalne boje, koje slobodno prolaze kroz nju u vakuolu i boje stanični sok. Nakon stanične smrti ili oštećenja, bojila se zadržavaju u samoj citoplazmi kao posljedica promjena u intravitalnoj (vitalnoj) strukturi proteina. Citoplazma dobiva odgovarajuću boju. Radni postupak. Komad epidermisa ljuskica nepigmentirane lukovice drži se 20 minuta u slaboj otopini neutralne crvene boje. Nakon bojenja komadić pokožice stavi se na predmetno staklo u kap vode, pokrije pokrovnim stakalcem i pregleda pod mikroskopom, najprije pri malom, a zatim pri srednjem povećanju. U živim stanicama vakuole su obojene grimizno s neutralnom crvenom bojom; citoplazma i jezgra nisu obojeni. U mrtvim stanicama citoplazma i jezgra su obojeni ovom bojom. Bez skidanja uzorka sa stolića mikroskopa, filter papirom isišite vodu ispod pokrovnog stakla i ispod njega ubrizgajte kap 1 M otopine KN03. Nakon toga dolazi do plazmolize stanica koje su nakupile boju u vakuolama, dakle, stanice su žive. Za praćenje promjena u stanici tijekom njezina oštećenja i smrti koristi se jaki otrov - amonijak. Donja strana pokrovnog stakalca KN03 se aspirira i zamijeni kapljicom 10% otopine amonijaka. Boja reza postaje žuta, jer se u prisutnosti amonijaka kisela reakcija staničnog soka promijenila u alkalnu (u alkalnom okruženju neutralna crvena ima žutu boju). U stanicama ubijenim amonijakom, citoplazma i jezgra dobivaju mikroskopski vidljivu strukturu i obojeni su u žuto-smeđu boju. Skica: žive stanice luka koje su nakupile neutralno crveno u vakuolama; iste stanice plazmolizirane u 1 M otopini I
PREDGOVOR
Razvoj moderne biologije doveo je do sve veće uloge biološkog obrazovanja u srednjoj školi. Za učenike srednjih škola preporuča se izborni predmet Fiziologija biljaka s osnovama mikrobiologije. Svrha izbornog predmeta je proširiti, produbiti i učvrstiti znanja učenika o temeljnim životnim procesima koji se odvijaju u biljnom organizmu, razviti njihov interes za eksperimentalni rad i osposobiti ih za praktične vještine. Fakultativna nastava jedan je od oblika stručnog usmjeravanja učenika.
Pri sastavljanju ovog priručnika autori su postavili zadatak pomoći nastavniku biologije u odabiru pokusa iz fiziologije biljaka iu izvođenju pokusa. Dajući opis prilično velikog broja radova, autori su pretpostavili da nastavnik koristi samo one koji se mogu dovršiti uzimajući u obzir razinu pripremljenosti učenika i financijske mogućnosti škole. Neki se radovi mogu izvoditi kao laboratorijski radovi na nastavi opće biološke botanike ili koristiti za demonstracije.
Svi pokusi su razumljivi učenicima i mogu se lako izvesti u školskom okruženju pod vodstvom nastavnika u 2 sata nastave. Radovi vezani uz uzgoj biljaka ili mikroorganizama predviđeni su za dva razreda. Većinu pokusa autori su isprobali u radu sa studentima ili studentima tijekom nastavne prakse, au nekim slučajevima opisi su posuđeni iz literarnih izvora.
Autori se iskreno zahvaljuju recenzentima prof. P. A. Genke Liu prof. N. N. Ovchinnikovu i kandidatu pedagoških znanosti G. G. Mankeu za pronicljive komentare i sugestije usmjerene na poboljšanje rukopisa.
UVOD
Izvođenje eksperimentalnog rada iz fiziologije biljaka u srednjoj školi zahtijeva primjereno opremljen laboratorij. Poželjno je da se nalazi s prozorima na sunčanoj strani, ima prirodno svjetlo i manje-više konstantnu temperaturu za normalan rast biljaka. Laboratorij mora imati tekuću vodu (ako je nema postavljaju se velike posude za vodu sa slavinama ili gumene cijevi sa stezaljkama), odvodnju i električne instalacije koje omogućuju korištenje projekcijske svjetiljke, termostata i uređaja za grijanje. Osim toga, vrlo često se zimi pokusi o fiziologiji zelenih biljaka ne mogu u potpunosti dovršiti zbog nedovoljno prirodnog svjetla i topline. U ovom slučaju, dodatna rasvjeta i grijanje osiguravaju se električnom energijom. Laboratorij mora imati kutiju prve pomoći s potrebnim materijalom za prvu pomoć.
Značajan dio izborne nastave odvija se zimi, pa se koriste sobno herbarsko bilje i fiksni materijal.
Završetak bilo kojeg rada sastoji se od sljedećih faza: 1) čitanje udžbenika1 i druge literature; 2) pripremanje reagensa za opremu za staklo, itd.; 3) ovladavanje korištenom metodom istraživanja; 4) priprema postrojenja (objekta istraživanja); 5) provođenje pokusa; 6) sastavljanje zapisnika.
Posebnu pozornost treba posvetiti organizaciji rada i kulturi rada. U tu svrhu pažljivo se priprema radno mjesto. Potrebna oprema i materijali, označeni reagensi, boje i bilježnice stavljaju se na stol u najracionalnijem redoslijedu. Jasno i sažeto unosi se u bilježnicu (ne na posebne listove papira) tako da je lako provjeriti sve unose i izračune. Preporuča se pridržavati se određenog sustava u snimanjima. Za svaki rad navesti datum (ako se rad odvija u dužem vremenskom razdoblju, tada je potrebno navesti početak i kraj), točan naziv, svrhu, plan i kratak sadržaj rad, rezultati rada, zaključak i značaj pojave koja se proučava. Zaključke treba potkrijepiti dokazima u obliku skica osušenih i zalijepljenih biljaka, digitalnih podataka, fotografija, tablica, dijagrama i sl.
Pri organiziranju pokusnog rada pokusi se izvode najčešće u tri primjerka i uz pokusne biljke moraju imati i kontrolne biljke. Sve biljke su postavljene u apsolutno identične uvjete. A iz uvjeta u koje se nalaze kontrolne biljke isključen je samo onaj čimbenik čiji se utjecaj eksperimentalno proučava. Mnogi pokusi su dugi, pa početak i kraj pokusa treba provesti tijekom nastave, a međupromatranja izvan nastave. Izvodi se niz radova s sadnicama koje se dobivaju klijanjem sjemena unaprijed 1-2 tjedna. Lukovice niču za 2-3 tjedna.
Preporučujemo nastavu metodom frontalne grupe, tj. grupa proučava jedan proces, ali na različitim objektima. Dobiveni podaci se raspravljaju i donose se zaključci. Kao rezultat obavljenog rada studenti moraju... steći vještine u samostalnoj proizvodnji
1 Genkel P. A. Fiziologija biljaka. M. 1970 1974.
pokuse iz fiziologije biljaka: znati izraditi plan izvođenja pokusa pažljivo iu točno predviđeno vrijeme prema planu, vršiti zapažanja, vršiti točna mjerenja, proračune, voditi dnevnik, izrađivati grafikone, dijagrame, tablice koje pokazuju rezultate pokusa, izvući zaključke.
Popis preporučene literature
Viktorov D.P. Mala radionica o fiziologiji biljaka. M. "Viša škola" 1969.
Genkel P. A. Mikrobiologija s osnovama virologije. M. "Prosvjeta" 1974.
Genkel P. A. Fiziologija biljaka. M. "Prosvjeta" 1975.
Genkel P. A. Fiziologija biljaka (fakultativni kolegij). M. “Prosvjeta” 1970. 1974. god.
Život biljaka u 6 svezaka. T. 1 2 3. M. “Prosvjeta” 1974. 1976. 1977. god.
Kursanov L. I. i dr. Botanika. T. 1. Anatomija i morfologija biljaka. M. "Prosvjeta" 1966.
Skazkin F.D. i dr. Radionica o fiziologiji biljaka. M. “Sovjetska znanost” 1953.
Travkin M.P. Zabavni eksperimenti s biljkama. M. Učpedgiz 1960.
Cheremis i nov N.A. Boeva L.I. Semikhatova O.A. Radionica o mikrobiologiji. M. "Viša škola" 1967.
Balashovsky grana
ih. N. G. Černiševski
M. A. Zanina
FIZIOLOGIJA BILJA
Nastavno-metodički priručnik
Balašov 2005
UDK 58
BBK 28.57
Recenzenti:
Doktor bioloških znanosti, prof
Državno sveučilište Bryansk
V. B. Ljubimov;
ih. N. G. Černiševski
E. B. Smirnova;
Kandidat poljoprivrednih znanosti, izvanredni profesor ogranka u Balashovu
Saratovsko državno sveučilište
ih. N. G. Černiševski
Ogranak Saratovskog državnog sveučilišta u Balashovu
ih. N. G. Černiševski.
Zanina, M. A.
Z27 Fiziologija biljaka: nastavna metoda. priručnik za studente dopisnog odjela Ekološko-biološkog fakulteta / M. A. Zanina. - Balashov: Izdavačka kuća Nikolaev, 2005. - 64 str.
ISBN 5-94035-225-1
Nastavno-metodički priručnik namijenjen je studentima dopisnog smjera Ekološko-biološkog fakulteta. Ovaj priručnik uključuje kratak teorijski sažetak glavnih programskih dijelova fiziologije biljaka, laboratorijske radove za svaki dio i ispitna pitanja.
Priručnik može biti od koristi i učiteljima pri demonstriranju pokusa u nastavi i izvannastavnim aktivnostima, kao iu kružnom radu iz biologije.
UDK 58
BBK 28.57
ISBN 5-94035-222-1 © Zanina M. A., 2005.
Sadržaj
Uvod................................................. ......................................................... ............................. 5
Tema 1. OSNOVE STANIČNE FIZIOLOGIJE
1.1. Ulazak tvari u stanicu..................................................... ......... .................. 7
1.2. Metabolizam i energija u stanici..................................................... ....... .............. jedanaest
Tema 2. VODNI REŽIM BILJAKA
2.1. Opće karakteristike metabolizma vode u biljnom organizmu..... 12
2.2. Ulazak vode u biljku..................................................... ................. .................... 13
2.3. Kretanje vode kroz biljku..................................................... ......................... 13
2.4. Transpiracija vode lišćem..................................................... ....................... ................... 14
Tema 3. FOTOSINTEZA
3.1. Opća jednadžba fotosinteze..................................................... ..... 16
3.2. Plastidni pigmenti..................................................... ... ................................. 17
3.3. Svijetle i tamne faze fotosinteze..................................................... ......... 19
3.4. Ekologija fotosinteze..................................................... .......... 21
Tema 4. DISANJE BILJKE
4.1. Pretvorba tvari u biljci i disanje............................................. ......... 24
4.2. Čimbenici koji utječu na proces disanja............................................. .................... ... 25
4.3. Aerobno i anaerobno disanje..................................................... ................. ................ 27
4.4. Vrenje................................................. ................................................. ...... 27
4.5. Disanje i fermentacija u modernoj prezentaciji..................................................... ......... 29
Tema 5. MINERALNA ISHRANA BILJA.................................................. ......... 32
5.1. Kemijski sastav biljaka............................................................. ........... .................. 32
5.2. Uloga dušika u ishrani biljaka u tlu..................................... ........... .33
5.3. Uloga makroelemenata pepela u mineralnoj ishrani biljaka..... 35
5.4. Uloga mikroelemenata u mineralnoj ishrani biljaka....................................... 37
Tema 6. RAST, RAZVOJ I KRETANJE BILJAKA
6.1. Opći pojmovi o rastu i razvoju biljaka............................................. ....... 38
6.2. Regulatori rasta..................................................... ......................................................... 39
6.3. Inhibitori rasta..................................................... ......... ................................. 40
6.4. Utjecaj vanjskih uvjeta na rast.................................................. ......... 41
6.5. Periodičnost rasta biljaka..................................................... ................... ................. 42
6.6. Kretanje biljaka..................................................... ... ................................... 43
DIO 2. LABORATORIJSKE VJEŽBE.................................................. ......... 45
Laboratorijski rad br. 1. Usporedba propusnosti membrane živih i mrtvih stanica 45
Laboratorijski rad br. 2. Turgor, plazmoliza i deplazmoliza................................. 45
Laboratorijski rad br. 3. Određivanje transpiracije gravimetrijskom metodom 46
Laboratorijski rad br. 4. Promatranje pokreta stomaka.................................. 47
Laboratorijski rad br. 5. Produkti fotosinteze......................................... ..... 47
Laboratorijski rad br. 6. Dobivanje pigmenata iz alkoholnih ekstrakata lišća i njihovo odvajanje 48
Laboratorijski rad br. 7. Detekcija disanja biljaka.................................. 50
Laboratorijski rad br. 8. Određivanje intenziteta disanja u Conway 50 čašama
Laboratorijski rad br. 9. Značaj raznih elemenata za biljke 51
Laboratorijski rad br. 10. Zona rasta korijena..................................... ......... 53
Laboratorijski rad br. 11. Utjecaj temperature i svjetla na brzinu rasta biljaka 54
Laboratorijski rad br. 12. Međusobni utjecaj kulturnih i korovskih biljaka 55
Popis osnovne literature.................................................. ......................................... 56
Popis dodatne literature..................................................... ........... ................... 56
PRIMJENE................................................. ......................................................... ............. 58
Fiziologija biljaka je znanost o funkcionalnoj aktivnosti biljnih organizama. Kao što su primijetili J. B. Boussingault i K. A. Timiryazev, poznavanje osnovnih zakona biljnog života čini fiziologiju biljaka teoretskom osnovom racionalne poljoprivrede.
Studij fiziologije biljaka od velike je važnosti za srednjoškolskog nastavnika, jer znanje o životu biljaka pomaže da se rad na poligonu i pokusnom gradilištu odvija na odgovarajućoj razini. Samo proučavanjem života biljke može se razumjeti njezina kozmička uloga, procijeniti proces fotosinteze kao proizvođača organske tvari na planetu, uloga hormona rasta i fiziološki aktivnih tvari, interakcija biljaka i niz drugih aspekata. . Nakon što je u teoretskom kolegiju proučio osnovne zakonitosti biljnog svijeta, u praktičnoj nastavi budući učitelj će ovladati metodikom postavljanja pokusa koja mu je prijeko potrebna pri izvođenju predmeta botanika u srednjoj školi.
Ovaj priručnik “Fiziologija biljaka” namijenjen je studentima specijalnosti 050102 “Biologija” dopisnog odjela Ekološko-biološkog fakulteta. Sadrži povijest nastanka pojedinačnih ideja, opis klasičnih pokusa i jednostavnih pokusa koji će pomoći da se jasno pokažu osnovni prirodni zakoni.
Tijekom nastave studenti mora:
Poznavati fiziološke karakteristike biljnog organizma;
Posjedovati sustav znanja o zakonitostima rasta i razvoja biljnih organizama, moći primijeniti ta znanja;
Ovladati osnovnim istraživačkim metodama bioloških znanosti.
Priručnik sadrži kratki teorijski sažetak glavnih programskih cjelina iz fiziologije biljaka, pitanja za samotestiranje, laboratorijske radove za svaku temu, zadatke za terensku vježbu i pitanja za ispit.
Teorijski kolegij prezentiran je temama: “Fiziologija biljne stanice”, “Vodni režim biljaka”, “Fotosinteza”, “Disanje biljaka”, “Mineralna ishrana biljaka”, “Rast i razvoj biljaka”. Ukratko se govori o temeljnim principima koji određuju specifičnosti zelenih biljaka i razlikuju ih od drugih oblika živih bića.
Laboratorijska nastava iz fiziologije biljaka služi učvršćivanju i proširivanju znanja studenata iz teorijske nastave. Sačuvali smo djela koja su postala klasici. Uz to, priručnik uključuje radove testirane na Odjelu za biologiju i ekologiju Bjeloruskog saveznog državnog sveučilišta. Za svaki rad dat je popis materijala i opreme, opis njegova tijeka te upute za izvješćivanje rezultata. Eksperimentalne vještine stečene u nastavi mogu koristiti i srednjoškolski profesori za izvođenje pokusa u nastavi botanike i opće biologije.
U prilogu se nalaze zadaci za terenske vježbe, opcije za završni kolokvij i pitanja za ispit iz fiziologije bilja.
2.1. Opće karakteristike metabolizma vode
biljni organizam
Voda je glavni sastojak biljnih organizama. Njegov sadržaj doseže do 90% tjelesne težine, a izravno ili neizravno sudjeluje u svim životnim manifestacijama. Voda je medij u kojem se odvijaju svi metabolički procesi. Ona čini glavni dio citoplazme, održava njenu strukturu, stabilnost koloida uključenih u citoplazmu i osigurava određenu konformaciju proteinskih molekula. Visok sadržaj vode daje sadržaju stanice (citoplazmi) mobilni karakter. Voda je izravan sudionik u mnogim kemijskim reakcijama. Sve reakcije hidrolize i brojne redoks reakcije odvijaju se uz njegovo sudjelovanje.
Strujanje vode omogućuje komunikaciju između pojedinih biljnih organa. Hranjive tvari kreću se kroz biljku u otopljenom obliku. Zasićenost vodom (turgor) osigurava čvrstoću tkiva, očuvanje strukture zeljastih biljaka i određenu orijentaciju biljnih organa u prostoru. Stanični rast u fazi elongacije događa se uglavnom zbog nakupljanja vode u vakuoli.
Dakle, voda osigurava odvijanje metaboličkih procesa, korelativne interakcije i povezanost organizma s okolinom. Za normalno funkcioniranje stanica mora biti zasićena vodom.
2.2. Ulazak vode u biljku
Biljka dobiva vodu iz tla. Voda se u biljci nalazi u slobodnom i vezanom stanju. Besplatno voda se lako kreće, ulazi u razne biokemijske reakcije, isparava tijekom transpiracije i smrzava se na niskim temperaturama. Povezano voda ima izmijenjena fizikalna svojstva zbog interakcije s nevodenim komponentama. Ove interakcije predstavljaju procese hidratacije, a kao rezultat vezana voda naziva se hidratacijska voda. Dva su glavna procesa hidratacije: 1) privlačenje vodenih dipola na nabijene čestice; 2) stvaranje vodikovih veza s polarnim skupinama organskih tvari - između vodika vode i atoma OKO I N .
Voda koja hidratizira koloidne čestice (prvenstveno proteine) naziva se koloidno vezana, a voda koja hidratizira otopljene tvari (mineralne soli, šećere, organske kiseline i dr.) naziva se osmotski vezana.
Korištenje vode biljke također ovisi o strukturi tla. Fino-grudasta struktura s dobrim uvjetima zrak-voda je najbolja. U njemu dobro rastu korijenove dlake kroz koje voda ulazi u biljku. Da bi prodrla u stanicu dlake korijena, voda mora proći kroz njenu stijenku.
2.3. Kretanje vode kroz biljku
Apsorpcija vode korijenskim sustavom odvija se uglavnom stanicama zone produljenja i zone korijenske dlake. Od korijenske dlake voda se kreće kroz stanice primarne kore u središnji cilindar.
Voda ulazi u posude pod određenim pritiskom, što se može otkriti kroz sljedeći pokus. Ako u proljeće, dok se lišće još nije pojavilo, odrežete stabljiku, stavite na nju gumenu cijev u koju je umetnuta staklena cijev, nakon nekog vremena u njoj će se pojaviti tekućina. Pumpa se korijenjem. Pomoću manometra možete odrediti tlak pod kojim tekućina ulazi u posude. Ovo oslobađanje vode uslijed pritiska korijena naziva se mi plačemo bilje. Lako ga je otkriti u proljeće na stablima grožđa i breze ako slomite grančicu. Sok koji se oslobađa naziva se sok. Sadrži šećer (1,5-3%), organske kiseline, dušične i pepelne tvari.
Oslobađanje kapljica vode lišćem pod utjecajem pritiska korijena može se promatrati u toplom, vlažnom vremenu kod jagoda, plašta, nasturtiuma i nekih drugih biljaka. Na listovima klinčića stvaraju se kapljice vode koje se oslobađaju kroz hidatode (vodene puči). Ova pojava se zove gutacija .
Stavite li sadnice žitarica pod stakleni poklopac i dobro ih zalijete, ubrzo ćete na vrhovima listova vidjeti kapljice vode koje se oslobađaju pod utjecajem pritiska korijena.
Dakle, pritisak korijena je niži pokretač protoka vode u biljci. Njegova magnituda je mala (23 atmosfere). Kod drveća se pritisak korijena može otkriti samo u proljeće, kada u tlu ima puno vode, a lišće se još nije formiralo.
2.4. Transpiracija vode lišćem
Isparavanje se događa s bilo koje vodene površine - prijelaz vode iz tekućeg stanja u stanje pare. Ovo je fizički fenomen. Listovi biljke su zasićeni vodom. Voda stalno isparava s njihove površine (osobito kroz puči), ali to će biti biološki fenomen vezan uz biljni organizam i njegove karakteristike. To se zove transpiracija. Zahvaljujući transpiraciji, u površinskim stanicama lista javlja se usisna sila (jednaka otprilike 0,1 atm), koja će povući vodu iz obližnjih stanica, i tako dalje, sve do krvnih žila. Tako se u postrojenju stvara gornji motor protoka vode. Kod drveća sila sisanja lišća doseže 20 atm, kod zeljastih biljaka 2-3 atm. Ova usisna sila tjera vodu iz korijena da se diže kroz ksilem, uglavnom kroz posude - šuplje cijevi. Stupovi vode u posudama ne pucaju zbog sile prianjanja čestica vode jedne na drugu i na stijenke posuda. Ova sila može doseći 300 atm.
Dakle, kretanje vode iz tla kroz biljku određuju tri sile: pritisak korijena, usisna sila lišća i sila prianjanja čestica vode. Transpiracija se događa i ljeti i zimi; opadanje lišća u jesen adaptivna je značajka biljaka za smanjenje transpiracije, budući da je zimi opskrba vodom korijena iz smrznutog tla vrlo otežana. Vjetar povećava transpiraciju.
razlikovati stomatalni I kutikularna transpiracija. Prvi put je 20 puta intenzivniji od drugog.
Proces stomatalne transpiracije može se podijeliti u sljedeće faze:
1) Prijelaz vode iz staničnih membrana, gdje je u kapljično-tekućem stanju, u međustanične prostore. Ovo je stvarni proces isparavanja. U ovoj fazi biljka je sposobna regulirati proces transpiracije (ekstrastomatalna transpiracija). Voda isparava iz kapilara. Kada u stanicama ima dovoljno vode, stanične membrane su zasićene vodom, a sile površinske napetosti slabe. U tom se slučaju molekule vode lako odvajaju i prelaze u stanje pare, ispunjavajući međustanične prostore. Smanjenjem sadržaja vode povećavaju se sile površinske napetosti, pa se voda snažnije zadržava u staničnim membranama. Kao rezultat, brzina isparavanja je smanjena. Dakle, već u prvoj fazi biljka isparava što manje vode, što manje sadrži.
2) Oslobađanje vodene pare iz međustaničnih prostora kroz stomatalne proreze. Čim dio vodene pare napusti međustanične prostore kroz stomatalne proreze, taj se nedostatak sada nadoknađuje isparavanjem vode s površine stanica. Stoga je stupanj otvorenosti stomata glavni mehanizam koji regulira brzinu transpiracije. U ovoj fazi dolazi do izražaja stomatalna regulacija transpiracije. Kada u listu nedostaje vode, puči se automatski zatvaraju.
3) Difuzija vodene pare s površine lista u udaljenije slojeve atmosfere. Ova faza je regulirana samo uvjetima okoliša.
Poznato je da jedna biljka kukuruza tijekom vegetacije ispari 150 kg vode, suncokreta - 200 kg, graška - 4 kg. Jedan hektar polja tijekom vegetacije gubi oko 2000-2500 tona vode.
Transpiracija je neophodna biljci, jer zahvaljujući njoj biljka dobiva potrebne minerale, a lišće se ne pregrijava.
Količina vode koja je isparila s 1 m2 lisne površine za 1 sat naziva se brzina transpiracije .
Vrlo malo vode koja prolazi kroz biljku koristi se za stvaranje organske tvari. To je samo 0,2%, a 99,8% ispari. Količina vode potrebna biljci za stvaranje 1 g suhe tvari naziva se transpiracijski koeficijent. Njegova vrijednost kreće se od 300 do 1000 g. Za kukuruz je 233, za grašak - 416, heljda - 578, krumpir - 636.
Koeficijent transpiracije može varirati ovisno o vanjskim uvjetima: vlažnost zraka, temperatura, vlažnost tla, svjetlost, vjetar.
Druga jedinica usporedbe biljaka u tom smislu bila bi produktivnost transpiracije- broj grama suhe tvari nastale isparavanjem 1 litre (1000 g) vode. Najčešće je to 3-5 g.
Relativna transpiracija- omjer vode isparene s lista i vode isparene sa slobodne vodene površine iste površine u istom vremenskom razdoblju.
Ekonomija transpiracije- količina isparene vode (u mg) po jedinici (1 kg) vode sadržane u biljci.
Pitanja za samokontrolu
1. Koje tvari ulaze u biljku uzlaznom strujom? Koji su uzroci uzlazne struje?
2. Kako se organske tvari kreću kroz biljku?
3. Što je transpiracija, o čemu ovisi?
4. Što se naziva transpiracijskim koeficijentom? Čemu je približno jednak?
5. Što uzrokuje transpiraciju?
6. Kojim pokusima se dokazuje postojanje korijenskog pritiska?
7. Koji pokus pokazuje sisanje lišća?
8. Što se događa kada napravite kružni rez na grani drveta?
Preporučena literatura: [ 3 ] , [ 4 ] , [ 6 ] , [ 11 ] , [ 12 ] , [ 13 ] .
3.1. Opća jednadžba fotosinteze
Fotosinteza je proces transformacije svjetlosne energije koju apsorbira tijelo u kemijsku energiju organskih spojeva. Glavnu ulogu u tom procesu ima korištenje svjetlosne energije za smanjenje CO 2 na razinu ugljikohidrata. Međutim, tijekom fotosinteze, sulfat ili nitrat se mogu reducirati i nastati H 2 ; Svjetlosna energija se također troši na transport tvari kroz membrane i druge procese. Stoga se često govori o fototrofnoj funkciji fotosinteze, što znači korištenje svjetlosne energije u različitim reakcijama u živom organizmu. Fotosintezu provode više biljke, alge i neke bakterije. Ima odlučujuću ulogu u energetskom sektoru biosfere.
Fotosinteza je opisana sljedećim jednadžbama:
4H 2 O ® 4OH - - 4e - +4H + ® 2H 2 O + O 2 + 4H +
2NADP + 4e - + 2H + ® 2NADP×H
2H + + 2NADP×H + CO 2 ®2NADP + H 2 O + CH 2 O
Svi živi organizmi dišu, odnosno apsorbiraju kisik i oslobađaju ugljični dioksid i vodu. U tom slučaju dolazi do razgradnje organskih tvari i oslobađanja energije potrebne za život svake stanice cijele biljke.
Ukupna jednadžba disanja: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 ® 6CO 2 + 6H 2 O.
Ova formula karakterizira početni i završni trenutak procesa disanja. U stvarnosti, ovaj proces je višefazni. Sastoji se od niza uzastopnih redoks reakcija.
Dakle, za disanje vam je potrebna organska tvar, koja uključuje zalihu potencijalne energije i kisik.
4.1. Metamorfoza tvari u biljkama i disanje
Organske tvari potrebne za disanje uglavnom su ugljikohidrati, bjelančevine i masti. Tipičan spoj koji se oksidira tijekom disanja je glukoza. Energetski najpovoljnija tvar za disanje je mast. 1 g masti kada se oksidira u CO 2 i H 2 O daje 9,2 kcal, proteini - 5,7 kcal, ugljikohidrati - 4 kcal. Proces pretvaranja izvorne organske tvari u jednostavnije, a zatim u CO 2 i H 2 O zahtijeva veliki broj različitih enzima.
Količina ugljičnog dioksida koja se oslobađa tijekom disanja i apsorbiranog kisika, sudeći prema jednadžbi, trebala bi biti jednaka. Omjer CO 2 : O 2 naziva se respiratorni koeficijent. Ako je početni respiratorni materijal šećer, tada je ovaj koeficijent obično jednak 1.
U slučaju kada su polazni materijal masti ili proteini, za čiju oksidaciju je potrebno više kisika iz zraka, respiratorni koeficijent će pasti na 0,7-0,8.
Na primjer, ako je početna tvar stearinska kiselina, tada će proces disanja slijediti ukupnu jednadžbu:
C 18H 36 O 2 + 260 2® 18 CO 2 + 18 H 2 O.
Ovdje će respiratorni koeficijent biti 18:26 = 0,69.
Ako su polazna tvar spojevi bogati kisikom, tada će njihova oksidacija zahtijevati manje atmosferskog kisika, a respiratorni koeficijent će se povećati.
Dakle, pri disanju zbog oksalne kiseline, jednadžba će imati sljedeći oblik:
2C 2 O 4 H 2 + O 2 ® 4CO 2 + 2 H 2 O.
Respiracijski koeficijent će biti 4: 1 = 4.
Što je veći respiratorni koeficijent, toplinski učinak je manji i obrnuto. Stoga masti i bjelančevine imaju veći kalorijski ekvivalent.
Disanje u različitim biljnim organima može se usporediti prema oslobađanju CO 2 po 1 g suhe tvari u jedinici vremena pri određenoj temperaturi, tj. prema intenzitetu procesa disanja.
Utvrđeno je da organi koji rastu dišu intenzivnije od onih koji ne rastu. Klijajuće sjemenke, cvjetovi, plodovi i micelij gljiva dišu intenzivnije od ostalih organa.
Fotosinteza i disanje mogu se smatrati dvama suprotnim procesima. Ako se oba procesa odvijaju istim intenzitetom u biljci, tada neće doći do nakupljanja organske tvari. Pri oblačnom i hladnom vremenu može doći do ove pojave. Intenzitet svjetlosti pri kojem je količina organske tvari stvorene tijekom fotosinteze jednaka količini utrošenoj na disanje naziva se kompenzacijska točka. Za biljke za osvjetljenje i sjenu kompenzacijska točka bit će drugačija.
4.2. Čimbenici koji utječu na proces disanja
Na proces disanja utječu temperatura, vlaga, prisutnost otrovnih tvari i fizikalnih agenasa te sadržaj kisika u zraku.
Temperatura. Utjecaj temperature na životne procese podliježe Van't Hoffovom pravilu. Za svakih 10 °C povećanja temperature, brzina procesa se udvostručuje. To se ubrzanje naziva temperaturni koeficijent (Q 10). Približno je 2. Van't Hoffov zakon vrijedi do 40 °C. Disanje kod biljaka odvija se u prilično širokom rasponu temperatura.
Kod biljaka koje prezimljuju, disanje se može otkriti i na 20-25 °C ispod nule. Optimalna temperatura za disanje klijavog sjemena je 30 i 40 °C. Na temperaturi od 50 °C disanje prestaje jer citoplazmatski proteini koaguliraju.
Zasićenost stanica vodom. Voda je neophodna za bubrenje citoplazmatskih koloida. Suhe sjemenke ječma (s 10-12% higroskopne vode) ispuštaju neznatnu količinu ugljičnog dioksida dnevno (0,3-0,4 mg). Kada se sadržaj vode poveća na 33% (gotovo potpuno bubrenje), količina oslobođenog CO 2 doseže 2 g. Povećava se približno 10 000 puta. Stoga skladištenje zrna s vlagom iznad 12-14% dovodi do gubitka organske tvari i klijavosti. Zrno potamni i pokvari se (“zagori”).
Prisutnost otrovnih tvari i fizičkih agenasa. Tvari kao što su eter, kloroform, neutralne soli alkalnih i zemnoalkalijskih metala u velikim dozama uzrokuju brzi pad disanja zbog trovanja biljke. U malim dozama djeluju stimulativno - ubrzava se disanje.
Izloženost struji, radioaktivnim tvarima, nagle promjene temperature ili promjene svjetla i tame također potiču disanje.
Zamjenjuje ga anaerobno disanje, tj. disanje bez pristupa slobodnog kisika.
Nedostatak kisika moguć je i unutar nekih sjemenki koje imaju gustu kožicu. Ugljikov dioksid nakupljen u njima djeluje na sjemenke kao anestetik (čini ih neosjetljivima). Bez gubitka klijavosti, takvo sjeme može dugo ostati u tlu bez klijanja (mnogi korovi). Trenutno se CO 2 koristi za konzerviranje voća i povrća.
4.3. Aerobno i anaerobno disanje
Disanje pomoću kisika u zraku naziva se aerobno. U nedostatku kisika iz zraka živi organizam (zelena biljka, životinja) ne umire odmah.
Neko vrijeme živi od kisika dobivenog iz vode i organskih tvari prisutnih u tijelu. Ova vrsta disanja naziva se anaerobno (bez kisika). Kod njega se organske tvari ne razlažu na CO 2 i H 2 O, već samo na alkohol i ugljični dioksid. Stoga se oslobađa mnogo manje energije. Anaerobno disanje odvija se prema sljedećoj sažetoj formuli:
C6H12O6® 2C2H5OH + 2CO2 + 24 kcal.
Dvije molekule alkohola sadrže potencijalnu energiju jednaku
650 kcal. Mala količina energije dobivena anaerobnim disanjem ne dopušta tijelu da postoji dugo vremena i ono ubrzo umire. Podsjetimo, tijelo treba energiju za sve životne procese - rast, kretanje, razmnožavanje, kretanje tvari itd.
Tijekom aerobnog (ili normalnog) disanja oksidacijom jedne molekule glukoze oslobađa se 686 kcal, tj. 27 puta više nego u istim uvjetima tijekom anaerobnog disanja.
4.4. Vrenje
Alkoholno vrenje
Anaerobno disanje, opaženo u nedostatku kisika kod viših biljaka, normalna je pojava za niz nižih organizama. Posebno se snažno javlja kod kvasca. Njihovo anaerobno disanje naziva se alkoholno vrenje.
Pasteur je 1860. dokazao da je alkoholna fermentacija neophodna za kvasce, jer im daje energiju za postojanje u okruženju bez kisika. Pasteur je opisao fermentaciju kao "život bez kisika".
Alkoholnom vrenju podliježu samo ugljikohidrati s 3, 6 i 9 ugljikovih atoma. Ostali ugljikohidrati moraju se prvo pretvoriti u gore navedene.
Ukupna formula za alkoholno vrenje slična je formuli za anaerobno disanje:
C 6 H 12 0 6® 2CO 2 + 2C 2 H 5 OH + 24 kcal.
Kvasac može postojati do nakupljanja 14-16% alkohola, tako da jakost vina od grožđa ne prelazi 14-16 °C. Prirodnim vrenjem ne mogu se dobiti jača pića. Njihova proizvodnja se odvija na drugačiji način. Alkoholno vrenje se koristi u vinarstvu, pivarstvu, alkoholnoj industriji i pekarstvu.
Kiselo vrenje
Od ostalih vrsta vrenja najvažnije su mliječno kiselo, maslačno kiselo i octeno kiselo.
Mliječno vrenje uzrokuju bakterije koje razlažu šećer na dvije čestice mliječne kiseline, pri čemu se oslobađa mala količina energije prema formuli:
C 6 H 12 O 6 = 2CH 3 CHONCOOH + 24 kcal.
Ova reakcija se događa tijekom normalnog kiseljenja mlijeka. Također se može dogoditi s pristupom kisiku. Osim tvari koje sadrže ugljik, bakterije mliječne kiseline za život zahtijevaju dušične i pepelne tvari te vitamine.
Mliječno kiselo vrenje koristi se u proizvodnji raznih mliječnih proizvoda (kefira, kumisa, acidofila), raznih sireva, za kiseljenje kupusa, krastavaca, te za siliranje stočne hrane.
Maslačno-kiselo vrenje uzrokovane bakterijama maslačne kiseline (iz roda Clostridium). Oni razgrađuju šećer na maslačnu kiselinu, ugljikov dioksid i vodik prema formuli:
C6H12O6 = CH3CH2CH2COOH + 2CO2 + 2H2 + 15 kcal.
Često je reakcija malo modificirana zbog proizvodnje dodatnih proizvoda.
Proces se odvija samo u potpunoj odsutnosti kisika. Ne samo heksoze, nego i drugi spojevi podliježu razgradnji.
Octeno-kiselo vrenje sastoji se od oksidacije alkohola s atmosferskim kisikom. Njegovi uzročnici su određene bakterije, kvasci i plijesni.
Ova fermentacija se može izraziti jednadžbom:
CH 3 CH 2 OH + O 2 = CH 3 COOH + H 2 O + 117 kcal.
Octeno-kiselo vrenje razlikuje se od prethodnih. Početni proizvod ovdje je etilni alkohol, a ne glukoza. Osim toga, ova vrsta fermentacije, iako je uzrokovana nižim organizmima, zahtijeva pristup kisiku, tj. slična je disanju viših biljaka.
Budući da se etilni alkohol ne oksidira u H 2 O i CO 2, već u H 2 O i octenu kiselinu, koja se i sama može oksidirati, oslobađa se samo 117 kcal.
Octeno-kiselo vrenje uzrokuje kiseljenje piva i vina od grožđa. Koristi se za proizvodnju octa od slabih vina od grožđa i razrijeđenog alkohola.
4.5. Disanje i fermentacija u modernoj prezentaciji
Procesi disanja i fermentacije imaju vrlo složene srednje veze povezane s stvaranjem mnogih međuproizvoda. Zbog toga su ti procesi usko povezani s općim metabolizmom u biljci.
Detaljnijim proučavanjem alkoholnog vrenja utvrđeno je da je ono u biti prva faza disanja. Samo će druga faza, nakon stvaranja pirogrožđane kiseline, biti različita za oba procesa. Prva (zajednička) faza za proces disanja i proces alkoholnog vrenja (anaerobno disanje) naziva se glikoliza. Uključuje razgradnju glukoze do pirogrožđane kiseline. Nadalje, tijekom disanja dolazi do postupne transformacije potonjeg u prisutnosti kisika u CO 2 i H 2 O uz otpuštanje (ukupno) 686 kcal energije. Zove se Krebsov ciklus. Tijekom fermentacije pirogrožđana kiselina u nedostatku kisika postupno prelazi u alkohol i CO 2, oslobađajući 24 kcal.
Glikolizu karakterizira stvaranje niza organskih kiselina, sudjelovanje mnogih enzima i fosfornih spojeva s makroergičkim vezama (ADP i ATP), zatim nikotinamid adenin (NAD) - tvar neophodna za rad nekih enzima, koenzim A ( CoA) - složeni sulfhidrilni spoj koji može privremeno na sebe vezati neke tvari.
ATP u biljci ne nastaje samo u kloroplastima, kao što je ranije spomenuto, već iu mitohondrijima, uz prisutnost kisika i oksidativnih enzima. Ova metoda proizvodnje ATP-a naziva se oksidativna fosforilacija (za razliku od fotosintetske fosforilacije). Biljka dobiva energiju za reakciju ADP + H 3 PO 4 ® ATP + H 2 O kao rezultat procesa disanja, a ne sunca. Tijekom prijelaza ATP®ADP, biljka prima 8-10 kcal, koje se koriste za endotermne (energijske) reakcije.
Da bismo jasnije zamislili složenost glikolize, razmotrimo tijek uzastopnih transformacija glukoze u pirogrožđanu kiselinu:
Glukoza ® Glukoza-6-fosfat ® Fruktoza-1,6-difosfat ®
® 3-fosfoglicerinski aldehid-1,3 ® Difosfoglicerinska kiselina ® 3-fosfoglicerinska kiselina ® 2-fosfoglicerinska kiselina ® Fosfoenolpiruvična kiselina ® Enolpiruvična kiselina ® Pirogrožđana kiselina.
Rezultirajuća pirogrožđana kiselina prolazi kroz transformacije u Krebsovom ciklusu tijekom disanja, što se može shematski prikazati sljedećom transformacijom kiselina:
Krebsov ciklus
Nastala oksalno-octena kiselina, nakon uklanjanja CO 2, ponovno prelazi u pirogrožđanu kiselinu. Ako se oksalno-octena kiselina spoji s octenom kiselinom, rezultat je limunska kiselina. Kao rezultat dodavanja vode, dehidrogenacije (prijenos vodika), dekarboksilacije (eliminacija CO 2) i djelovanja enzima, ponovno prolazi kroz višestupanjske transformacije. Krebsov ciklus često se naziva i ciklus limunske kiseline. Pri modifikaciji jednih kiselina u druge dolazi do oslobađanja CO 2 i H 2 O. Ugljik se oksidira kisikom vode, a ne kisikom iz vanjskog okoliša. Potonji oksidira oslobođeni vodik i tvori vodu.
Neke kiseline (fumarna, jabučna i dr.) dodatkom NH 3 daju aminokiseline za stvaranje proteina. Octena kiselina može poslužiti kao materijal za stvaranje masnih kiselina i masti.
Između početne i završne faze procesa disanja postoji čitav niz novotvorbi različitih spojeva koje biljka može iskoristiti u metabolizmu.
Pirogrožđana kiselina (CH 3 COCOOH) podvrgava se drugim transformacijama u anaerobnim uvjetima. Pod utjecajem enzima (dekarboksilaze) iz njega se odvaja ugljikov dioksid, a zatim nastaje acetaldehid (CH 3 CHO). Dodaje H (iz NAD∙H 2) i prelazi u etilni alkohol (C 2 H 5 OH) – konačni produkt alkoholnog vrenja šećera.
Dakle, razlika između aerobnog i anaerobnog disanja nastaje tek u drugoj fazi – nakon stvaranja pirogrožđane kiseline.
Pitanja za samokontrolu
1. Što je bit procesa disanja?
2. Koja je ukupna jednadžba procesa disanja?
3. Što je oksidativna fosforilacija?
4. Što je glikoliza?
5. Što obuhvaća Krebsov ciklus?
6. Koje su karakteristike anaerobnog disanja i alkoholnog vrenja?
7. Kako nastaju maslačno i mliječno kiselo vrenje? Gdje se sastaju?
8. Koja je energetska strana procesa disanja i procesa fermentacije?
9. Kojim pokusima se dokazuje postojanje procesa disanja kod biljaka?
10. Što se naziva respiratorni koeficijent?
Preporučena literatura: [ 3 ] , [ 4 ] , [ 6 ] , [ 11 ] , [ 12 ] , [ 13 ] .
5.1. Kemijski sastav biljaka
Analiza suhe tvari biljke pokazuje da sadrži ugljik (45%), kisik (42%), vodik (6,5%), dušik (1,5%) i elemente pepela (5%).
Svi elementi koji se nalaze u biljkama obično se dijele u tri skupine:
1. Makronutrijenti. U ovu skupinu spadaju elementi čiji se sadržaj u suhoj masi biljke kreće od desetaka postotaka do stotinki postotka. To uključuje sve organogene (elemente uključene u organski dio suhe tvari): ugljik (C), kisik (O), vodik (H), dušik (N) - i elemente pepela: kalij (K), kalcij (Ca), silicij (Si), magnezij (Mg), natrij (Na), željezo (Fe), fosfor (P), sumpor (S), aluminij (A1), klor (C1).
2. Mikroelementi. Mikroelementi su elementi čiji se sadržaj u suhoj masi biljke kreće od tisućinki do stotisućinki postotak. U ovu grupu spadaju mangan (Mn), bor (B), stroncij (Sr), bakar (Cu), litij (Li), jod (J), brom (Br), nikal (Ni), molibden (Mo), kobalt ( Tako).
3. Ultramikroelementi. Sadržaj ultramikroelemenata u suhoj masi biljke mjeri se u milijunskim dijelovima postotka. To su cezij (Cs), selen (Se), kadmij (Cd), živa (Hg), srebro (Ag), zlato (Au), radij (Ra).
Mnogi elementi, iako se nalaze u biljci, nisu neophodni za nju. Ali bez nekih od njih biljka ne može rasti i razvijati se, iako je potrebna minimalna količina.
Pojedini elementi različito se apsorbiraju u različitim fazama razvoja biljke. Najveća količina elemenata pepela potrebna je tijekom cvatnje i stvaranja sjemena. Većina elemenata pepela nakuplja se u lišću. Sadrže 5-30% pepela suhe težine, dok u stabljici - 4%, u korijenu - 5%, au sjemenu - 3%.
5.2. Uloga dušika u ishrani biljaka u tlu
Biljke dobivaju dušik iz soli dušične i dušične kiseline sadržane u tlu, kao i iz amonijevih spojeva. Dušik iz organske tvari tla mikroorganizmi moraju pretvoriti u te soli. Tek tada postaje dostupan biljkama. Iako biljke sadrže malo dušika, njegova se važnost ne može podcijeniti. Dušik je dio aminokiselina, proteina, ATP-a, ADP-a, klorofila, nekih vitamina i enzima. Nedostatak dušika u tlu uzrokuje nerazvijenost biljaka i promjenu boje lišća. Višak dušika potiče brzi rast vegetativnih organa na štetu plodonošenja. Od četiri organogena (C, H, O, N) potrebno je voditi računa o dušiku, jer ga u okolišu ima vrlo malo u obliku dostupnom za ishranu biljaka.
U zraku ima malo para amonijaka i dušikovih oksida. Stoga nemaju značajniju ulogu u ishrani bilja.
U tlu se na 1 kg nalazi približno 2 g organskog dušika, 0,02 g amonijaka i 0,03 g nitratnog dušika.Organski dušik moraju truležne i nitrifikacijske bakterije pretvoriti u anorganske spojeve. Tada će postati dostupan biljkama. Ovaj prijenos organskog dušika, njegova mineralizacija, odvija se u dvije faze. Prvi se zove amonifikacija. Sastoji se od razgradnje organske tvari tla uz stvaranje amonijaka (NH 3). Druga faza je tzv nitrifikacija. Njegova bit je transformacija hlapljive tvari - amonijaka - u nitratnu, a zatim u dušičnu kiselinu. To se postiže kao rezultat aktivnosti različitih vrsta bakterija. Prvo, uz pomoć aerobne bakterije nitrosomonas, amonijak se pretvara u dušikastu kiselinu prema formuli:
2NH3 + 3O2 = 2HNO2 + 2H2O + 158 kcal.
Zatim, pod djelovanjem aerobne bakterije Nitrobacter, dušična kiselina se pretvara u dušičnu kiselinu:
2HNO 2 + O 2 = 2HNO 3 + 38 kcal.
U tlu dušična kiselina reagira s drugim spojevima, što rezultira stvaranjem soli hranjivih za biljke: KNO 3, NaNO 3, Ca(NO 3) 2, NH 4 NO 3.
Dakle, tijekom procesa nitrifikacije povećava se količina soli koje sadrže dušik u tlu. Oba stupnja pretvorbe dušika zahtijevaju slobodni kisik. Stoga se preporuča prorahliti tlo kako bi se poboljšali životni uvjeti i aktivnost aerobnih bakterija.
U nedostatku zraka u tlu se stvaraju anaerobni uvjeti koji rezultiraju razvojem denitrifikacijskih bakterija. Oni razgrađuju dušikove spojeve, oslobađajući iz njih slobodni dušik koji izlazi u atmosferu. Time se biljkama gubi tvar vrijedna za biljku - dušik. Ovaj neželjeni proces tzv denitrifikacija .
Soli dušične kiseline koje ulaze u biljke u korijenu i lišću obnavljaju se prema sljedećoj shemi:
HNO 3 ® HNO 2 ® H 2 OH ® NH 3 ® NH 2 ® Aminokiseline ® Protein.
Uz nitrifikaciju, obnavljanje oblika dušika dostupnih biljci olakšava aktivnost slobodnoživućih i simbiotskih oblika bakterija.
Fiksacija slobodnog dušika pomoću bakterija
Bakterije koje žive u tlu, a pripadaju rodovima Clostridium i Azotobacter, sposobne su vezati molekularni dušik (N 2) iz atmosfere i pretvoriti ga u oblike pristupačne biljkama.
Klostridija (Clostridium pasteurianum) je anaerobna bakterija.
U tlu živi u zajednici s aerobnim bakterijama, koje apsorbiraju kisik i stvaraju mu anaerobne uvjete. Clostridium uzrokuje maslačno-kiselo vrenje, pri čemu dolazi do raspadanja šećera, stvaranja maslačne kiseline, ugljičnog dioksida, vodika i oslobađanja energije. Koristeći energiju i vodik, klostridij asimilira N 2 iz atmosfere, pretvarajući ga u NH 3. NH 3 se tada pretvara u druge dušikove spojeve.
Drugi fiksator dušika je Azotobacter chroococcum, aerobna bakterija. Energiju za fiksaciju dušika dobiva disanjem. Za 1 g razgrađenog šećera Azotobacter fiksira 5-20 mg dušika.
Osim navedenih mikroorganizama dušik vežu kvržične bakterije roda Rhizobium. Ove bakterije mogu vezati dušik samo kada su u tijelu biljke mahunarke. Kvržične bakterije su u simbiozi s leguminoznim biljkama. Prodirući kroz dlaku korijena u primarni korteks korijena, brzo se u njemu razmnožavaju, uzrokujući diobu stanica parenhima i stvaranje kvržice. Bakterije prvo žive od biljke mahunarke, a zatim počinju fiksirati dušik. Javlja se amonijak (NH 3), a iz njega amino skupine (NH 2). Dobivene dušične tvari dovoljne su da zadovolje potrebe i bakterija i biljke mahunarke. Dio dušičnih tvari ispušta se iz korijena u tlo.
Djelovanje kvržičnih bakterija puno je učinkovitije od slobodnoživućih fiksatora dušika. Nodulne bakterije mogu u potpunosti nadoknaditi gubitak dušičnih tvari koje su kultivirane biljke iznijele iz tla (50 kg po hektaru ili više).
5.3. Uloga makroelemenata pepela
u mineralnoj ishrani biljaka
Glavni makroelementi pepela su fosfor, sumpor, kalij, kalcij, magnezij, željezo i natrij. Svaki od njih je strogo specifičan i ne može se zamijeniti drugim.
Fosfor(P) biljka percipira samo u obliku višeg oksida (PO 4 3-) i ne reducira se. Biljka koristi i anorganske i neke organske spojeve fosfora (fosforni esteri šećera i dr.).
Fosfor je uključen u mnoge vitalne tvari. Organski spojevi sadrže oko 50% fosfora prisutnog u biljci. Ulazi u sastav ADP i ATP, nukleinskih kiselina, nukleotida, fosfatida i niza enzima. Njegov nedostatak negativno utječe na rast biljaka. Soli fosforne kiseline pomažu u održavanju pH staničnih sokova na određenoj razini.
Nakon što biljke uginu, spojevi fosfora prolaze kroz mineralizaciju. Nastala fosforna kiselina proizvodi teško topljive soli (kalcij, magnezij i željezo). Zahvaljujući izlučevinama korijena, oni se otapaju, a biljka ponovno koristi fosfor.
Sumpor(S) igra ulogu u redoks procesima. Ulazi u sastav proteina, koenzima A, vitamina B1. Biljka sadrži frakcije postotka sumpora iz suhe tvari. Najveći sadržaj sumpora je u lišću i sjemenu. Nedostatak sumpora uzrokuje žutilo lisnih žila.
Sumpor se apsorbira u obliku aniona SO 4 iz soli sumporne kiseline. Uz prisutnost ugljikohidrata u lišću i djelomično u korijenu dolazi do obnavljanja sumpora. U organske tvari ulazi u obliku sulfhidrilne (SH) i disulfidne (-S-S-) skupine.
Kada se organska tvar koja sadrži sumpor raspada, oslobađa se sumporovodik (H 2 S). Zahvaljujući djelovanju sumpornih bakterija, oksidira se u sumpornu kiselinu. Soli dostupne biljkama nastaju s kationima tla.
Klor(C1) potreban je u malim dozama svim biljkama. Utječe na opskrbu PO 4 i drugim anionima. Klor je sastavni dio nekih enzima (karboksilaze). Soli koje sadrže klor su fiziološki kisele.
Kalij(K) se u najvećim količinama nalazi u mladim biljnim organima (do 50% mase pepela). Ima veliki utjecaj na stanje citoplazme, na sintezu i razgradnju proteina, aktivira neke enzime i utječe na osmotski tlak staničnog soka. Kalij biljka usvaja iz soli KCl, KNO 3, KN 2 PO 4, K 2 SO 4. Nedostatak kalija uzrokuje žutilo vrhova i rubova lišća.
Magnezij(Mg) dio je klorofila. Sudjeluje u transformaciji tvari, utječe na aktivnost enzima, povećava viskoznost citoplazme i smanjuje hidrataciju koloida. Magnezij u biljku dolazi iz soli MgSO 4, MgCl 2, Mg(NO 3) 2 itd.
Kalcij(Ca) je vrijedan element ishrane bilja. Antagonist je jednovalentnih kationa. Kalcij utječe na strukturu citoplazme i povećava njenu viskoznost. Ako je manjak, jezgra se neće pravilno podijeliti i točka rasta će umrijeti. Kalcij uzrokuje ulazak kationa u stanicu i neutralizira organske kiseline koje se nakupljaju u biljci.
Kalcij poboljšava strukturu tla, pa se kiselim tlima dodaje vapno. Njegovi ioni doprinose ulasku bora, mangana i molibdena u biljke.
Željezo(Fe) je dio enzima koji kataliziraju stvaranje klorofila. Bez željeza, klorotične biljke rastu bez zelene boje.
Željezo je također neophodno za redoks enzime, ima ulogu u procesima fotosinteze i disanja te je stoga potrebno ne samo zelenim, već i organizmima bez klorofila. Poznato je djelovanje željeza na rast. U nedostatku ovog elementa, točka rasta stabljike umire, a internodije postaju manje. Nedostatak željeza također uzrokuje opadanje pupova i odumiranje živih stanica.
Natrij(Na) se u najvećim količinama nalazi u biljkama slanog tla (halofiti). Povećava osmotski tlak u stanicama i pospješuje apsorpciju vode iz tla. Natrij istiskuje druge katione iz apsorpcijskog kompleksa tla i čini ih dostupnim biljkama. Istodobno može istisnuti katione iz biljke i poremetiti njihovu ravnotežu, što nije poželjno.
5.4. Uloga mikroelemenata u mineralnoj ishrani
bilje
Biljka zahtijeva zanemarive količine mikroelemenata. Odmah se otkriva njihov nedostatak. Zatim treba dodati odgovarajuća mikrognojiva. Mikroelementi su bor, mangan, cink, bakar, molibden itd.
Bor(B) utječe na procese rasta. U njegovom nedostatku odumiru vršni pupoljci i korijenje, otpadnu cvjetovi ili se plodovi ne zametnu, a smanjuje se broj kvržica na korijenju mahunarki. Mnoge biljke kojima nedostaje bor osjetljive su na bolesti. Najzahtjevnije biljke za bor su lan, šećerna repa, heljda, suncokret i mahunarke. Nedostatak bora češće se osjeća na zemljano-podzolastim tlima.
Mangan(Mn) je mikroelement u čijem nedostatku dovoljne količine dolazi do kloroze voćaka. Brojne biljke bez mangana razvijaju razne bolesti. Kod žitarica se sive mrlje pojavljuju na dnu mladog lišća. Višak mangana uzrokuje smeđe mrlje. Mangan aktivira neke enzime i potiče fotosintezu. Sadržaj ovog elementa u biljkama podložan je oštrim fluktuacijama.
Cinkov(Zn) je dio nekih enzima, potiče razgradnju H 2 CO 3 na vodu i ugljični dioksid, kao i sintezu tvari za rast. Nedostatak cinka u biljkama se otkriva po klorotičnim pjegavostima i brončanoj boji lišća, oslabljenom rastu, sitnim listovima i rozetama.
Bakar(Cu) igra važnu ulogu u aktivnosti enzima kloroplasta i povećava otpornost biljaka na mraz. Nedostatak bakra posebno osjete žitarice i repa na tresetnim tlima. Kod voćaka nedostatak bakra u tlu uzrokuje suhoću. Nedostatak bakra često se osjeća u močvarnim i sodno-podzoličnim tlima.
Molibden(Mo) potreban je bakterijama koje vežu dušik. Pomaže vratiti nitrite. U močvarnim tlima ima vrlo malo molibdena.
Pitanja za samokontrolu
1. Koji su elementi organogeni, njihov postotni udio u suhoj tvari biljke?
2. Koje mikroelemente pepela poznajete? Koja je njihova uloga u biljci?
3. Koje mikroelemente poznaješ? Koju ulogu igraju u životu biljaka?
4. Što je kloroza i što ju uzrokuje?
5. Kako se dušik opskrbljuje biljke?
6. Što je bit nitrifikacije i denitrifikacije?
7. Kakvu ulogu imaju kvržične bakterije?
Preporučena literatura: [ 3 ] , [ 4 ] , [ 6 ] , [ 11 ] , [ 12 ] , [ 13 ] , [ 15 ] .
6.1. Opći pojmovi o rastu i razvoju biljaka
Rast je proces novog rasta u tijelu, često povezan s nepovratnim povećanjem veličine biljke. Promatramo proces rasta, promatramo klijanje sjemena, otvaranje pupova, sazrijevanje plodova. Biljka uzgaja stanice, tkiva i organe. U isto vrijeme dolazi do formiranja biljnog organizma i njegovog razvoja.
Rast i razvoj međusobno su povezane manifestacije jednog procesa života, ali nisu identični.
Razvoj se odnosi na kvalitativne morfološke i fiziološke promjene koje se događaju tijekom života biljnog organizma.
Tijekom svog rasta stanica prolazi kroz tri faze: embrionalnu (dioba), produljenje i diferencijaciju.
Prvu fazu (embrionalnu) karakterizira kontinuirana dioba stanica. Veličina embrionalnih stanica je relativno mala. Stanice kćeri, nakon što su dosegle veličinu matičnih stanica, ponovno se dijele. Neophodno je da u njih postoji dotok tvari za stvaranje novih stanica.
Tipično, stanice koje se dijele nalaze se na vrhovima (vrhovima) stabljike i korijena, čineći meristematsko tkivo.
Ispod čunjića rasta embrionalne stanice prestaju se dijeliti i ulaze u drugu fazu rasta – fazu elongacije. Njegova glavna razlika od prvog je stvaranje velikih vakuola zbog vode, povećavajući veličinu stanica. Potonji su uvelike prošireni (primjećuje se najveći rast organa). Povećanje veličine stanice također je popraćeno blagim povećanjem količine citoplazme i stanične membrane.
Nakon faze elongacije, stanica ulazi u fazu diferencijacije i dobiva individualne karakteristike. Neke se stanice pretvaraju u žile, druge u sitaste cjevčice, u trećima se membrana jako povećava i mijenja itd. Zbog specifične varijabilnosti stanica nastaju različita tkiva.
6.2. Regulatori rasta
Spojevi koji utječu na rast biljaka nazivaju se regulatori rasta. To uključuje i prirodne tvari za rast i kemijske pripravke za rast koji se koriste u poljoprivredi. U tvari za rast (fitohormone) ubrajamo auksine, gibereline i kinine.
Auksini stvaraju se na vrhovima (vrhovima) stabljike i korijena, zatim se pomiču niže - u zonu izduživanja stanica - i pridonose njihovom izduživanju.
Auksini utječu na rast koleoptila žitarica, stabljika, lišća i korijena biljaka, uzrokuju savijanje organa, odgađaju opadanje lišća i jajnika, a također potiču stvaranje korijena u reznicama. Auksin uzrokuje diobu stanica (u kalusima, u stanicama kambija). Pospješuje rast vršnog pupa i inhibira razvoj bočnih pupova. Kada se vršni pupoljak ukloni, probude se donji bočni pupoljci.
Najčešći auksin je β-indolil-3-octena kiselina (IAA). Auksin se kreće samo niz stabljiku.
Kinins, ili citokinini, potiču diobu stanica. Citokinini se u velikim količinama nalaze u kokosovom mlijeku, jabukama i šljivama u razvoju. Citokinini također mogu aktivirati klijanje sjemena i diferencijaciju pupova, osloboditi bočne pupove od utjecaja vršnih pupova, stimulirati rast lišća i izazvati sekundarno ozelenjavanje požutjelog lišća.
Pretpostavlja se da se citokinini mogu stvarati u korijenu, mladom lišću i pupoljcima.
6.3. Inhibitori rasta
Prirodni inhibitori rasta. Biljke također proizvode tvari koje inhibiraju rast biljaka. Tu spadaju kumarin, skopoletin, cimetna i parakumarinska kiselina, arbutin i drugi fenolni spojevi. Godine 1936. Eddicot i njegovi kolege opisali su prirodni inhibitor - apscizinsku kiselinu. Odgađa klijanje sjemena, inhibira rast segmenata koleoptila i ubrzava opadanje lisnih peteljki. Drugi inhibitor je otpadni proizvod biljnih tkiva - etilen. Suzbija procese formiranja koje aktiviraju auksini i pospješuje proces otpadanja listova. Čak i kada je prisutan u zraku u koncentraciji od 0,0001%, etilen uzrokuje žućenje i opadanje lišća. Prirodni inhibitori nalaze se u korijenju, gomoljima, rizomima, lišću i sjemenu. Inhibitori blokiraju biokemijske procese koji prate normalan rast. Prije početka mirovanja gomolja, sjemena i pupova dolazi do nakupljanja, a prirodni auksini nestaju. Kada se inhibitori unište, procesi rasta se intenziviraju.
Sintetski inhibitori rasta. U sintetske inhibitore ubrajaju se umjetni pripravci: herbicidi, retardanti, defolijansi i desikanti.
Herbicidi su sintetski pripravci koji uništavaju korove. Dostupni su mnogi herbicidi (anorganski i organski).
Herbicidi mogu biti opći istrebljivači ili selektivni. Prvi uništavaju sve zelene biljke koje rastu na određenom području. Koriste se pri obradi strništa, za uništavanje korova uz prometnice i sl.
Herbicidi selektivnog djelovanja, u određenoj koncentraciji i primijenjeni u određenoj fazi razvoja biljke, mogu uništiti korove bez oštećenja kulturnih biljaka. Djelovanje ovih herbicida temelji se na različitoj reakciji citoplazme stanica različitih biljaka na korištene tvari. Pritom herbicidi mogu biti lokalni (kontaktni herbicidi) ili mobilni. Kontaktni herbicidi najčešće oštećuju stabljike i lišće, odnosno one organe koji se prskaju. Putujući herbicidi karakterizirani su time što, kada udare u stabljike i lišće, kreću se po biljci, prodiru u korijenje i oštećuju ga. Invazija herbicida u stanice uzrokuje poremećaj njihovog metabolizma i procesa rasta.
Retardanti su sintetičke tvari koje usporavaju rast biljaka. Oni suzbijaju diobu stanica u apikalnim meristemima (giberelinska kiselina je obnavlja). Koriste se u ratarstvu za skraćivanje stabljika žitarica kako ne bi polegle. U vrtlarstvu se usporivači koriste za odgađanje rasta vegetativnih izdanaka i pojačavanje plodonošenja.
6.4. Utjecaj vanjskih uvjeta na rast
Temperatura Različite biljke zahtijevaju različite za rast. Postoje minimalne, optimalne i maksimalne temperature.
Za rast njihovih različitih organa potrebne su različite temperature. U svim fazama razvoja biljke zahtjevi za temperaturom također nisu isti.
Većina angiospermi umire kada je izložena temperaturama od 50°C, iako modrozelene alge i bakterije mogu živjeti u toplim izvorima s temperaturama od 60-80°C.
Svjetlo ima veliki utjecaj na rast i razvoj viših biljaka. Nije važan samo intenzitet osvjetljenja, već i trajanje osvjetljenja tijekom dana. Kada se kreću od ekvatora prema polu i od nizina prema planinama, oni se jako mijenjaju. U mraku se ne stvara klorofil i ne dolazi do fotosinteze. U takvim uvjetima rast se može nastaviti samo zahvaljujući raspoloživim rezervnim tvarima, ali priroda rasta neće biti ista kao u normalnim uvjetima. Etiolirane biljke uzgojene u mraku bit će žućkaste boje, dugih internodija i slabo razvijenih mehaničkih tkiva.
Zrak. Normalan sadržaj kisika u zraku (21%) sasvim je dovoljan za rast biljaka. Za neke od njih dovoljan je nešto manji sadržaj O 2 u zraku. Za mlade biljke riže dovoljno je 3% kisika. Korijenje je osjetljivije na nedostatak kisika, ali i tu postoje individualne razlike. Za rast korijena zobi, optimalno će biti 8% O 2, za rajčicu - 16%, a soju - 6%.
Voda- faktor neophodan za sve procese, uključujući i rast. Ako u tlu nedostaje vode, sjeme ne počinje rasti, faza istezanja na korijenu brzo završava i korijenov sustav je nerazvijen. Nedostatak padalina u razdoblju koje prethodi stabljikanju žitarica smanjuje prinos.
Umjetno navodnjavanje potiče rast i produktivnost biljaka.
Kemijski iritanti također utječu na rast biljaka. Neki od njih su otrovni. U malim dozama usporavaju rast, au velikim dozama uzrokuju trovanje pa čak i smrt. Otrovne tvari su soli teških metala (bakar, olovo, srebro i dr.) i organski spojevi - eter, kloroform, toluen, neke kiseline (osobito oksalna).
U značajnim koncentracijama ugljikov dioksid inhibira rast. Zaustavlja razvoj gljivica. Stoga se ovaj plin počeo koristiti za konzerviranje voća i povrća koji imaju smanjenu vitalnu aktivnost. Ne može se koristiti za klijanje sjemena.
U vrlo slabim dozama neke otrovne tvari mogu potaknuti rast.
6.5. Periodičnost rasta biljaka
Rast biljaka je nestalan proces. Razdoblje aktivnijeg rasta zamjenjuje se propadanjem procesa. Biljka ulazi u razdoblje mirovanja. U srednjim geografskim širinama drveće ostaje u takvom stanju mirovanja tijekom zime.
Lukovice, rizomi, pupoljci i sjemenke također su u naizgled beživotnom (anabiotičkom) stanju. Ali metabolizam u njihovim stanicama ne prestaje, ne gube vitalnost.
U proljeće biljke ponovno pokazuju aktivan rast. U tropskim zemljama, razdoblje mirovanja uzrokovano je sušnim uvjetima. Ovo posljednje može uzrokovati prestanak rasta u našim uvjetima ljeti. Zatim dolazi do sušenja lišća, izdanaka i ljetnog opadanja lišća.
Osim privremenog (prisilnog) mirovanja zbog nedostatka povoljnih vanjskih uvjeta, postoji dugotrajno (duboko) mirovanje uzrokovano unutarnjim čimbenicima. Tako, primjerice, krumpir tek ubran u jesen ne klija u svim vanjskim uvjetima. U drugoj polovici zime počinje brzo klijanje očiju krumpira. Grane različitih stabala posječene zimi i donesene u kuću imat će pupoljke koji se otvaraju u različito vrijeme - njihovo razdoblje dugog mirovanja je različito. Kod lipe, hrasta, bukve i jasena to je razdoblje dugo, a kod vrbe uopće nije. Cvjetanje grana trešnje zimi ovisi o vremenu njihova rezanja.
Rad P. A. Genkela i njegovih kolega pokazao je da stanice organa u mirovanju daju konveksnu plazmolizu, a stanice organa u rastu daju konkavnu plazmolizu. To je zbog različitog stanja njihove citoplazme (sadržaj lipida, sposobnost apsorpcije vode itd.).
6.6. Pokreti biljaka
Pokreti rasta. Unatoč tome što je većina biljaka vezana za određeni supstrat, njihovi organi ili dijelovi organa su u pokretu zbog rasta. Više biljke mijenjaju položaj svojih organa zbog raznih nadražaja. Te promjene u orijentaciji organa u prostoru nazivaju se tropizmi.
geotropizam. Svojstvo organa da raste prema središtu zemlje naziva se pozitivni geotropizam. Karakterističan je za glavni korijen. Svojstvo organa da raste u smjeru suprotnom od djelovanja sile teže naziva se negativni geotropizam. Posjeduje ga glavno stablo (os prvog reda).
fototropizam. Savijanje nadzemnih dijelova viših biljaka pod utjecajem svjetlosti naziva se fototropizam. Stabljike obično pokazuju pozitivan fototropizam. Listovi se mogu postaviti u odnosu na svjetlo na različite načine: neki okomito, drugi pod jednim ili drugim kutom, ovisno o intenzitetu svjetla i individualnosti same biljke. Korijenje većine biljaka je negativno fototropno. Savijanje organa prema svjetlu objašnjava se činjenicom da svjetlo usporava istezanje stanica, pa zatamnjena strana raste brže, uzrokujući pozitivan fototropizam.
Kemotropizam. Zavoji rasta pod utjecajem kemijskih podražaja uzrokovani su jednostranim izlaganjem ionima određenih soli. Pod utjecajem aniona korijen se pozitivno savija; pod utjecajem kationa istih soli – negativan. Zahvaljujući kemotropizmu, peludna cijev raste u tučku, a korijenje raste prema oplođenim dijelovima tla.
Termotropizam i aerotropizam. Promjena rasta korijena prema povoljnom toplinskom režimu naziva se pozitivnim termotropizmom, a prema povoljnom zračnom režimu pozitivnim aerotropizmom.
Hidrotropizam. Korijenje obično raste u tlu prema vlažnom okruženju. Oni su pozitivno hidrotropni.
Često na biljku utječe ne jedan, već nekoliko čimbenika odjednom. Tada će reakcija tijela biti na faktor čiji je utjecaj jači.
Nastička, turgorna i nutacijska kretanja biljaka
Nastić kretanja rasta (nastia) uzrokovana su čimbenicima koji ne djeluju jednostrano, već ravnomjerno na cijelu biljku. Karakteristični su za organe obostrane (dorzoventralne) strukture, latice, listove itd.
Postoje neugodnosti uzrokovane izmjenom dana i noći. Cvjetovi mirisnog duhana i droge danju se zatvaraju, a noću otvaraju. Naprotiv, cvjetovi lana i vunca otvaraju se ujutro, a zatvaraju noću. Takvi pokreti nazivaju se niktinastičkim.
Druga vrsta nastije - termonastija. Oni se promatraju kada se temperatura promijeni. Unesete li zatvorene cvjetove tulipana i šafrana iz hladne prostorije u toplu, oni će se nakon nekog vremena otvoriti. Konačno, neko cvijeće, poput tulipana, otvara se na svjetlu, a zatvara po oblačnom vremenu ili navečer. Sličnu pojavu možemo uočiti i na košaricama maslačka. Takve gadosti se zovu fotonastije .
Seizmonastička kretanja nastaju dodirivanjem, trešenjem, guranjem. Klasičan objekt za promatranje takvih kretanja je sramežljiva mimoza. Dotaknete li list mimoze, svi će se listovi sklopiti. Kada se biljka protrese, svi joj listovi potpuno padnu. Dodirivanje baze vlakana žutike uzrokuje njihovo savijanje i uzrokuje udaranje prašnika o stigmu.
Nutacijski pokreti(nutacije) su ritmične. Nastaju kao posljedica fluktuacija turgora uzrokovanih promjenama viskoznosti i propusnosti citoplazme. Tako je utvrđeno da se rast stabljike odvija u naletima. Njegov vrh ne raste okomito, već spiralno.
Pitanja za samokontrolu
1. Što je rast i razvoj biljaka?
2. Koje faze prolazi stanica tijekom svog rasta?
3. Koja svojstva imaju auksini?
4. Koji je glavni učinak giberelina?
5. Opišite djelovanje inhibitora rasta.
6. Opišite utjecaj vanjskih uvjeta na rast biljaka.
7. Navedite primjere kretanja rasta.
Preporučena literatura: [ 3 ] , [ 4 ] , [ 6 ] , [ 11 ] , [ 12 ] , [ 13 ] .
Vježba: prepoznati razlike u propusnosti membrane živih i mrtvih stanica i zaključiti o razlozima tih razlika.
Materijali i oprema: epruvete, stalak za epruvete, skalpel, alkoholna lampa ili plinski plamenik, 30% otopina octene kiseline, cikla.
Radni postupak
1. Nakon uklanjanja pokrovnog tkiva, korijen cikle se izreže na kockice (strana kocke 5 mm) i temeljito ispere vodom kako bi se uklonio pigment koji se oslobađa iz oštećenih stanica.
2. U tri epruvete stavite po jedan komadić cikle. U prvi i drugi ulije se 5 ml vode, u treći se ulije 5 ml 30% otopine octene kiseline. Prva epruveta ostavlja se za kontrolu. Sadržaj drugog se kuha 2-3 minute.
3. Vakuole stanica korijena cikle sadrže betacijanin, pigment koji daje boju tkivu korijena. Tonoplasti živih stanica neprobojni su za molekule ovog pigmenta. Nakon smrti stanice, tonoplast gubi svojstvo polupropusnosti, postaje propusna, molekule pigmenta napuštaju stanice i boje vodu.
U drugoj i trećoj epruveti, gdje su stanice ubijene kuhanjem ili kiselinom, voda postaje obojena, ali u prvoj epruveti ostaje neobojena.
4. Zapišite rezultate svojih promatranja.
Vježba: gravimetrijskom metodom odrediti količinu vode koju biljka ispari u određenom vremenskom razdoblju.
Materijali i oprema: vage, utezi, škare, posuđe, stalak, žive biljke.
Radni postupak
1. Cjevčicu u obliku slova U postavite na stalak i ulijte vodu u nju. Odrežite jedan list biljke (ili malu granu s dva lista) i vatom ga pričvrstite za jednu nogu (vata ne smije dodirivati vodu jer će inače voda kroz njega ispariti). Drugo koljeno zatvorite gumenim ili plastičnim čepom (ako nema takve epruvete, možete uzeti jednostavnu epruvetu i napuniti površinu vode biljnim uljem kako biste spriječili isparavanje).
2. Izvažite uređaj i istovremeno mali kristalizator napunjen vodom. Postavite uređaj i kristalizator na prozor.
3. Nakon 1-2 sata ponovno izvažite. Masa se smanjuje u oba slučaja kako voda isparava.
Vježba: promatrati kretnje stomaka, objasniti razlog pomicanja stomaka, skicirati stomake u vodi i otopinama 5 i
20%-
idi glicerin.
Cilj rada: promatrati pokrete stomaka u vodi i u otopini glicerola.
Materijali i oprema: otopine glicerina (5 i 20%), 1M otopina saharoze, mikroskopi, predmetna i pokrovna stakla, igle za seciranje, filter papir, boce, lišće bilo koje biljke.
Radni postupak
1. Pripremite nekoliko dijelova donje epiderme lista i stavite ih u 5% otopinu glicerina na 2 sata. Glicerol prodire u vakuole zaštitnih stanica, smanjuje njihov vodni potencijal i time povećava njihovu sposobnost apsorpcije vode. Presjeci se stavljaju na predmetno staklo u istoj otopini, bilježi se stanje stanica i one se skiciraju.
2. Zamijenite glicerin vodom, izvlačeći ga ispod stakla filtar papirom. U tom se slučaju opaža otvaranje stomatalnih proreza. Nacrtaj lijek.
3. Vodu zamijenite jakim osmotskim sredstvom - 20% otopinom glicerina ili 1M otopinom saharoze. Uočava se zatvaranje stomata.
Vježba: proučavati proces stvaranja primarnog škroba u lišću.
Materijali i oprema: alkoholne svjetiljke, vodene kupke, škare, električni štednjaci, žarulje sa žarnom niti od 200-300 W, posuđe, žive biljke (bundeva, grah, pelargonija, jaglac, itd.), etilni alkohol, otopina joda u kalijevom jodidu.
Radni postupak
1. Škrobnim testom dokažite da škrob nastaje tijekom fotosinteze.
Dobro zalivenu biljku treba staviti na tamno mjesto 2-3 dana. Tijekom tog vremena doći će do odljeva asimilata iz lišća. U mraku se ne može stvoriti novi škrob.
Da biste dobili kontrast iz procesa fotosinteze, dio lista mora biti potamnjen. Da biste to učinili, možete koristiti negativ fotografije ili dva identična zaslona otporna na svjetlo, pričvrstivši ih na vrh i dno. Slike na ekranu (isječci) mogu biti vrlo različite.
Žarulja sa žarnom niti od 200-300 W postavljena je na udaljenosti od 0,5 m od ploče. Nakon sat ili dva, list se mora obraditi kako je gore navedeno. Pogodnije je to učiniti na ravnoj ploči. Istovremeno se obrađuje lim koji je cijelo vrijeme ostao potamnjen.
Dijelovi izloženi svjetlosti postaju plavi, dok su ostali žuti.
Ljeti možete modificirati eksperiment - prekrijte nekoliko listova biljke, stavljajući na njih vrećice od crnog neprozirnog papira s odgovarajućim izrezima; nakon dva do tri dana, na kraju sunčanog dana, odrezati listove, prvo ih prokuhati u vodi, a zatim izbijeliti alkoholom i tretirati otopinom joda u kalijevom jodidu. Zamračena područja lišća bit će svijetla, a osvijetljena područja postat će crna.
Kod nekih biljaka (primjerice, luka) primarni produkt fotosinteze nije škrob, već šećer, pa na njih škrobni test nije primjenjiv.
2. Zapišite rezultate svojih promatranja.
Vježba: dobiti alkoholni ekstrakt pigmenata, izdvojiti ih i upoznati osnovna svojstva pigmenata.
Materijali i oprema:škare, tarionici, stalci s epruvetama, posude, alkoholne svjetiljke, vodene kupke, svježe ili suho lišće (koprive, aspidistre, bršljana ili drugih biljaka), etilni alkohol, benzin, 20% otopina NaOH (ili KOH), suha kreda , pijesak.
Radni postupak
1. Suho lišće smrvljeno škarama stavite u čist tarionik, dodajte malo krede da neutralizirate kiseline staničnog soka. Temeljito samljeti masu tučkom, dodajući etilni alkohol (100 cm 3), zatim filtrirati otopinu.
Dobiveni ekstrakt klorofila ima fluorescenciju: u propuštenom svjetlu je zelen, u reflektiranom svjetlu je trešnja-crven.
2. Odvojite pigmente Krausovom metodom.
Da biste to učinili, potrebno je u epruvetu uliti 2-3 cm3 ekstrakta i dodati jedan i pol volumena benzina i 2-3 kapi vode; zatim morate protresti epruvetu i pričekati dok dva sloja ne postanu jasno vidljiva - benzin na vrhu, alkohol na dnu. Ako ne dođe do odvajanja, dodajte još benzina i ponovno protresite epruvetu.
Ako se pojavi zamućenje, dodajte malo alkohola.
Budući da se benzin ne otapa u alkoholu, on završi na vrhu. Zelena boja gornjeg sloja pokazuje da je klorofil prešao u benzin. Osim njega, karoten se otapa i u benzinu. Ispod, u alkoholu, ostaje ksantofil. Donji sloj je žut.
Nakon što se otopina slegne, formiraju se dva sloja. Kao rezultat saponifikacije klorofila, alkoholi se eliminiraju i nastaje natrijeva sol klorofilina, koja se, za razliku od klorofila, ne otapa u benzinu.
Radi bolje saponifikacije, epruveta s dodanim NaOH može se staviti u vodenu kupelj s kipućom vodom i, čim otopina zakipi, ukloniti. Nakon toga dodaje se benzin. Karoten i ksantofil (boja će biti žuta) otići će u benzinski sloj (gore), a natrijeva sol klorofilne kiseline otići će u alkoholni sloj.
Vježba: dokazati da se CO 2 oslobađa disanjem biljaka, skicirati uređaj koji pomaže detektirati disanje oslobađanjem CO 2, napisati naslove za crtež.
Materijali i oprema: 2 staklene posude zapremine 300-400 ml, 2 gumene epruvete s rupama za lijevak i cijev, 2 lijevka, 2 staklene cijevi zakrivljene u obliku slova “P” dužine 18-20 cm i 4-5 mm promjera, 2 epruvete, čaša, otopina Ba(OH)2, proklijalo sjeme pšenice, suncokreta, kukuruza, graška i dr.
Radni postupak
1. 50-60 g proklijalog sjemena uspite u staklenu posudu, dobro zatvorite čepom u koji je umetnut lijevak i zakrivljena staklena cjevčica i ostavite 1-1,5 sat.Za to vrijeme uslijed disanja sjemenki, ugljični dioksid će se nakupljati u staklenci. Teži je od zraka pa je koncentriran na dnu limenke i ne ulazi u atmosferu kroz lijevak ili cijev.
2. Istovremeno uzeti kontrolnu teglu bez sjemenki, također zatvoriti gumenim čepom sa lijevkom i staklenom cjevčicom i staviti pored prve tegle.
3. Slobodni krajevi staklenih cijevi spušteni su u dvije epruvete s baritnom vodom. Počinju postupno ulijevati vodu u obje staklenke kroz lijevak. Voda istiskuje iz limenki zrak obogaćen CO 2 koji ulazi u epruvete s otopinom Ba(OH) 2 . Kao rezultat, baritna voda postaje mutna.
4. Usporedite stupanj zamućenja Ba(OH) 2 u obje epruvete.
Vježba: izvesti pokus i izračunati intenzitet disanja proučavanih objekata ovisno o mogućnostima pokusa.
Materijali i oprema: Conway čaše, vazelin, birete, stalci, filter papir, škare, vage, utezi, reagensi: 0,1 N Ba(OH) 2 ; 0,1 N HCl, fenolftalein, sve sadnice i odrasle biljke ili njihovi organi.
Radni postupak
1. Conwayeve čaše se kalibriraju prije eksperimenta, moraju biti istog volumena za kontrolnu i eksperimentalnu varijantu. Svaka eksperimentalna varijanta izvedena je u tri primjerka.
2. U vanjski krug Conwayeve čašice položi se uzorak biljnog materijala mase 0,5-1,0 g. U unutarnji cilindar se ulije 1 ili 2 ml 0,1 N Ba(OH) 2. Čašica se hermetički zatvori s samljeveni poklopac (tako da se na poklopcu pojavi proziran obris tankog dijela čaše) i stavite u tamu 20 - 40 minuta (kako bi se isključila fotosinteza u tkivima zelenih biljaka). Tijekom izlaganja, ugljični dioksid nakupljen u Conwayevoj čašici reagira s barijevim hidroksidom:
CO 2 + Ba(OH) 2 = BaCO 3 + H 2 O.
Višak Ba(OH)2 titrira se s 0,1 N HCl protiv fenolftaleina dok ne nestane ružičasta boja.
3. Istovremeno s eksperimentalnom postaviti i kontrolnu Conway čašicu (bez uzorka). U nju se ulije isti volumen 0,1 N otopine Ba(OH) 2 , zatvori brušenim poklopcem i ostavi pored ispitne čaše. Barijev hidroksid u ovoj šalici reagira s ugljičnim dioksidom, koji je izvorno bio sadržan u zraku u svom volumenu. Višak barita se titrira.
4. Na temelju razlike u volumenima otopine klorovodične kiseline koja se koristi za titraciju viška Ba(OH)2 u kontrolnoj i pokusnoj zdjelici izračunava se intenzitet disanja (I.D.):
, mg CO 2 /(g∙h),
gdje je V HC1k volumen 0,1 N HC1 koji se koristi za titraciju viška Ba(OH) 2 u kontrolnoj posudi; V HC1op - volumen od 0,1 N HC1, koji se koristi za titraciju viška Ba(OH) 2 u ispitnoj posudi; R- težina uzorka, g;
t - vrijeme, h; 2,2 je faktor pretvorbe HC1 u CO 2 (1 ml 0,1 N HC1 ili Ba(OH) 2 ekvivalentan je 2,2 mg CO 2).
Vježba: proučavati važnost raznih mineralnih elemenata za rast gljive Aspergillus.
Materijali i oprema: vaga, termostat, pamučni čepići, filteri, pet tikvica od 100 cm 3, epruvete, pipeta, dvije čaše, lijevak, mineralne soli, saharoza, organska kiselina (limunska), kultura gljivice Aspergillus uzgojena na komadima krumpira ili kruha za 3-4 dana.
Radni postupak
1. Uzgoj gljive pomoću mješavina hranjivih tvari.
Utvrđeno je da Aspergillus ima približno iste zahtjeve za mineralnom ishranom kao i više biljke. Od mineralnih elemenata, gljiva ne treba samo kalcij. Hranjive smjese pripremaju se u tikvicama od 100 cm 3 i sastavljaju prema određenoj shemi (Tablica 1).
Numeriranje tikvica odgovara numeriranju pokusnih varijanti. Rezultati eksperimenta zapisani su u nastavku.
stol 1
Shema za pripremu prehrambenih smjesa
Limunska kiselina se dodaje kako bi se stvorila kisela sredina koja je povoljna za aspergillus, ali inhibira razvoj drugih mikroorganizama.
2. U epruvetu ili tikvicu ulijte sterilnu vodu i u nju stavite micelij gljivica uzet sterilnom petljom, promiješajte sadržaj rotiranjem između prstiju ili dlanova.
Sterilnom pipetom otpipetirajte dobivenu suspenziju u sve tikvice.
Tikvice zatvoriti vatnim čepovima i staviti u termostat na temperaturu od 30-35 °C. Promatranje će se provesti za tjedan dana.
Bit eksperimenta je da se utvrđivanjem mase gljivičnog micelija uzgojenog na različitim hranjivim smjesama može saznati njegova potreba za pojedinim elementima.
3. Izvažite, za što uzmete dvije čiste čaše, jedan lijevak i nekoliko jednakih papirnatih filtera. Izvažite jednu čašu (br. 1) s lijevkom i filtrom i zabilježite masu. Zatim lijevak staviti u drugu čašu (br. 2), prenijeti micelij gljivica iz prve tikvice u filtar, isprati vodom i nakon što voda iscuri, prebaciti lijevak natrag u čašu br. 1. Ponovno izvagati. Jasno je da će rezultat biti veći jer je dodan micelij gljiva.
Oduzmite prvi od drugog rezultata i saznajte masu micelija gljive. Učinite to sa svim tikvicama.
4. Zapišite rezultate promatranja.
Tako će se utvrditi kako nedostatak N, P, K i svih elemenata mineralne ishrane utječe na razvoj micelija gljive.
Vježba: upoznajte se s položajem zone rasta kod mladih korijena označavajući ih tintom.
Materijali i oprema: posuđe, tanke četke ili zašiljene šibice, klice bundeve (grah ili suncokret), tuš, milimetarski papir, vata, tanke iglice, filter papir.
Radni postupak
1. U mokroj piljevini uzgojite nekoliko sadnica bundeve, graha ili suncokreta. Do početka pokusa trebali su imati ravne korijene duljine oko 2 cm.
2. Prije vađenja sadnica, pripremite vlažnu komoru za promatranje njihovog daljnjeg rasta: uzmite staklenku, prekrijte njezine unutarnje stijenke filter papirom, ulijte malo vode do dna; Prerežite čep na pola (po dužini) kako biste klice pričvrstili na jednu polovicu.
3. Oslobodite klice od piljevine i osušite korijenje filter papirom. Odaberite tri izdanka s ravnim korijenom, stavite ih na milimetarski papir i tintom nanesite oznake na korijenje svaka 2 mm (prvu oznaku napravite vrlo blizu vrha, bit će oko 10 takvih oznaka).
4. Uzmite usku traku filtar papira i pričvrstite je, zajedno s sadnicama, na unutarnju stranu polovice pluta. Kraj filter papira treba dodirivati vodu kada se spusti u staklenku. Utaknite čep s klicama u staklenku, a preostalu rupu prekrijte vatom.
Temperatura okoline treba biti +20-+25 °C.
5. Nakon jednog dana izvršite mjerenja. Za određivanje povećanja početna duljina svakog dijela oduzima se od podataka mjerenja - 2 mm.
6. Dobivene rezultate zapišite u tablicu. Obrazac tablice prikazan je u nastavku (tablica 2).
tablica 2
Vježba: proučavati utjecaj vanjskih uvjeta (temperatura, svjetlost) na brzinu rasta biljaka i formiranje lišća.
Materijali i oprema: posude za cvijeće, pijesak, posude, tamna komora, rashladna jedinica, sjemenke bundeve (ili grah).
Radni postupak
1. Uzmite sjemenke bundeve (ili graha), namočite ih i kada nabubre i počnu klijati, posadite tri sjemenke u male posude za cvijeće s pijeskom (pijesak, a ne zemlja, uzima se kako bi se isključili različiti uvjeti mineralne ishrane).
2. Nakon otprilike 5-6 dana, kada biljke niknu, izmjerite visinu njihovih stabljika, a zatim stavite posude za cvijeće u različite uvjete.
3. Nakon 7-10 dana napraviti završna mjerenja i zaključke.
4. Rezultate promatranja zabilježite u tablicu u sljedećem obliku (tablica 3):
Tablica 3
Laboratorijski rad br.12
Međusobni utjecaj kulturnih i korovskih biljaka
Vježba: proučavati problematiku međusobnog utjecaja kulturnih i korovskih biljaka.
Materijali i oprema: plastične posude, pijesak, kompostiran korov (sjemena čička, pšenična trava, kamilica bez mirisa i dr.), pšenica, ječam, suncokret i sl.
Radni postupak
1. Zelene nadzemne dijelove korova kompostirati u plastične posude: 150 g. korova i 3 kg pijeska.
2. Posijati sjeme kultiviranih biljaka: pšenice, ječma i dr.
3. Uzgajati 20 dana.
4. Odrediti duljinu nadzemnog i podzemnog dijela biljaka. Rezultate pokusa unesite u tablicu u sljedećem obliku (tablica 4):
Tablica 4
5. Donesite zaključke, izgradite grafikone ovisnosti.
1. Viktorov, D. P. Mala radionica fiziologije biljaka: udžbenik [Tekst] / D. P. Viktorov. - M.: Viši. škola, 1983. - 135 str.
2. Genkel, P. A. Fiziologija biljaka: udžbenik za studente [Tekst] /
P. A. Genkel. - M.: Obrazovanje, 1975. - 335 str.
3. Grodzinsky, A. M. Kratka referentna knjiga o fiziologiji biljaka. [Tekst] A. M. Grodzinsky, D. M. Grodzinsky . - Kijev: Naukova Dumka, 1973. - 591 str.
4. Izmailov, S. F. Metabolizam dušika u biljkama [Tekst] / S. F. Izmailov. - M., 1986. - 320 str.
5. Polevoy, V. V. Fiziologija biljaka: udžbenik [Tekst] / V. V. Polje. - M., 1989. - 464 str.
6. Polevoy, V. V. Fitohormoni [Tekst] / V. V. Polevoy. - L., 1982. - 249 str.
7. Radionica iz fiziologije biljaka za studente Biološkog fakulteta [Tekst] / komp. S. A. Stepanov. - Saratov: izdavačka kuća Sarat. Sveučilište, 2002. - 64 str.
8. Radionica iz fiziologije biljaka: udžbenik [Tekst] / pod. izd. V. B. Ivanova. - M.: Akademija, 2001. -144 str.
9. Radionica o fotosintezi i disanju biljaka: udžbenik [Tekst] / ur. V. V. Polevoy i T. V. Chirkova, - St. Petersburg, 1997. - 245 str.
10. Rubin, B. A. Tečaj fiziologije biljaka: udžbenik [Tekst] / B. A. Rubin. - M.: Viši. škola, 1971. - 672 str.
11. Sabinin, D. A. Fiziologija razvoja biljaka. [Tekst] / D. A. Sabinin. - M., 1963. -320 str.
12. Salamatova, T. S. Fiziologija biljnih stanica: udžbenik [Tekst] / T. S. Salamatova. - L., 1983. - 232 str.
13. Shkolnik, M. Ya. Mikroelementi u životu biljaka [Tekst] / M. Ya. Shkolnik. - L., 1974. - 324 str.
14. Yakushkina, N. I. Fiziologija biljaka: udžbenik [Tekst] / N. I. Yakushkina. - M., 1993.
15. Yakushkina, N. I. Fiziologija biljaka: udžbenik. za studente [Tekst] /
N. I. Yakushkina, E. Yu. Bakhtenko. - M., 2005. - 463 str.
1. Belikov, P. S. Fiziologija biljaka. [Tekst] / P. S. Belikov, G. A. Dmitrieva. - M.: Izdavačka kuća Ruskog sveučilišta prijateljstva naroda, 1992. - 376 str.
2. Gusev, N. A. Stanje vode u postrojenju. [Tekst] / N. A. Gusev. - M., 1974. -130 str.
3. Dibbert, E . Fiziologija biljaka. [Tekst] / E. Dibbert. - M.: Mir, 1976. - 423 str.
4. Maksimov, N. A. Kratki tečaj fiziologije biljaka: udžbenik [Tekst] / N. A. Maksimov. - M.: Selkhozgiz, 1958. - 354 str.
5. Sleicher, R. Vodni režim biljaka [Tekst] / R. Sleicher. - M., 1970, - 265 str.
Prilog 1
Terenska praksa iz fiziologije biljaka
Terenska praksa iz fiziologije biljaka služi za stjecanje praktičnih vještina u određivanju fiziološkog sastava biljaka u prirodnom okruženju.
Tijekom terenske vježbe očekuje se riješiti sljedeće zadaci :
Učvrstiti i produbiti teorijska znanja iz fiziologije biljaka;
Ovladati metodama izvođenja poljskih i vegetacijskih pokusa;
Proučiti sezonski ritam biljaka i procijeniti njihovo stanje pomoću terenske opreme i metoda eksperimentalne analize;
Upoznajte se s najnovijim dostignućima na području povećanja produktivnosti i uzgoja ekološki prihvatljivih proizvoda;
Proučiti utjecaj različitih okolišnih čimbenika u prirodnim uvjetima na fiziološke procese biljaka.
Lekcija 1. Metode istraživanja
Vježba 1. Pregled metoda istraživanja (Radionica o fiziologiji biljaka / uredio V. B. Ivanov. M.: Akademija, 2001., str. 4-8).
Zadatak 2. U svim sljedećim zadacima provesti statističku obradu rezultata (Radionica fiziologije biljaka / ur. V. B. Ivanov. M.: Akademija, 2001., str. 121-125).
Lekcija 2. Rast i razvoj biljaka
Vježba 1. Proučite visinu biljke (8-10 vrsta), duljinu i širinu lišća zeljastih korova na rubovima cesta, u područjima s kućnim otpadom; na suhim i vlažnim mjestima. Pratiti stupanj razgranatosti, prisutnost rasplodnih organa (cvjetova i plodova), te brojati njihov broj. Ispunite tablicu 1. Izvedite zaključke.
stol 1
Zadatak 2. Pokazatelj razvoja je formiranje rasplodnih organa (cvjetovi i plodovi). Proučiti plodonošenje različitih biljnih vrsta (10-12 vrsta) u različitim okolišnim uvjetima (na svjetlu i u sjeni, na zbijenom tlu i rahlom tlu). Odgovorite na pitanje: u kojim je uvjetima (optimalnim ili ekstremnim) plodonošenje intenzivnije? Grafički prikazati rezultate.
Lekcija 3. Vodni režim biljaka
Vježba 1. Kretanje vode i tvari otopljenih u njoj duž stabljike. Stavite izdanke drveta ili grmlja (8-10 vrsta) u posudu s vodom obojenom crvenom bojom. Nakon 2-4 sata, napravite nekoliko rezova na različitim visinama. Drvo će postati crveno. Odredi koje stabljike biljke brže prenose vodu. Donesite zaključke.
Zadatak 2. Promotrite pojavu transpiracije u sljedećem pokusu: mladicu biljke stavite u dobro zatvorenu tikvicu. Nakon nekog vremena na njegovoj će se stjenci pojaviti kapljice vode. Promatrajte ovu pojavu na 6-8 biljnih vrsta. Donesite zaključke.
Zadatak 3. Otpornost biljke na venuće. Biljke (8-10 vrsta) se odrežu i ostave 1-2 dana da uvenu. Zatim ga stavite u vodu. Promatrajte koje se vrste oporavljaju. U pokusu koristiti vodene i poluvodene biljke, mahovine, zeljaste biljke, izdanke drveća i grmlja. Donesite zaključke.
Lekcija 4. Fotosinteza
Vježba 1. Proučavanje anatomskih karakteristika biljaka koje vole svjetlost i otporne na sjenu.
Sakupite lišće s iste biljke, ali s različitim razinama osvjetljenja; lišće biljaka koje vole sjenu, tolerantne na sjenu i svjetlost. Mikroskopom usporedite omjer stupastog i spužvastog tkiva. Donesite zaključke.
Zadatak 2. Obratite pozornost na boju lišća prije pada lišća. To je zbog uništavanja klorofila i manifestacije drugih pigmenata (ksantofil, karoten, antocin itd.). Skuhajte crveni list u vodi, pozelenjet će ili požutjeti. Crveni pigment stanice otići će u vodu. Pojavit će se klorofil, ako nije sav uništen, ili žuti pigment. Promatrajte na 10-12 vrsta. Donesite zaključke.
Lekcija 5. Mirovanje biljaka
Vježba 1. Biološki značaj opadanja lišća (opadanja grana) je smanjenje isparavanja zimi. Obratite pozornost na mehanizam opadanja lišća (stvaranje razdjelnog sloja na granici peteljke i stabljike). Veliko lišće obično pada prije malih. Promatrajte na 10-12 vrsta. Donesite zaključke.
Zadatak 2. Proučite značajke pripreme biljaka za zimsko mirovanje (10-12 biljaka) (prema stupnju lignifikacije izdanaka, razvoju pupova za obnovu). Ispunite tablicu. Navedite pisanu analizu dobivenih rezultata.
Zadatak 3. Proučavanje smrti biljaka od hladnoće. Izdanke 10-15 vrsta biljaka stavite u hladnjak na 10-12 sati. Provedite njihovu morfološku analizu tijekom sljedećeg dana.
Dodatak 2
Test iz fiziologije biljaka
opcija 1
1. Svijetla i tamna faza fotosinteze.
2. Utjecaj vanjskih uvjeta na rast biljaka.
3. Kada je mladi list Elodea uronjen u hipertoničnu otopinu saharoze, konveksna plazmoliza se dogodila u stanicama koje su završile rast nakon 20 minuta, dok je konkavna plazmoliza trajala u rastućim stanicama oko 1 sat. Kako objasniti dobivene rezultate?
4. Zašto prstenovanje debla dovodi do odumiranja stabla?
opcija 2
1. Uloga makroelemenata u mineralnoj ishrani biljaka.
2. Značajke rasta stanica.
3. Izbojak, izvagan odmah nakon rezanja, ima masu od 10,26 g, a nakon 3 minute - 10,17 g. Površina lista je 240 cm 2. Odredite brzinu transpiracije.
4. Koji su fiziološki uzroci jesenskog opadanja lišća kod drveća umjerenog pojasa?
Opcija 3
1. Uloga mikroelemenata u mineralnoj ishrani biljaka.
2. Tipovi rasta biljnih organa.
3. Neke sobne biljke imaju kapljice vode na vrhovima lišća neposredno prije kiše. Kako objasniti ovaj fenomen?
4. Kako utvrditi da li su bubrezi u stanju dubokog mirovanja ili je njihovo mirovanje prisilno?
Opcija 4
1. Ekologija fotosinteze.
2. Kultura izoliranih tkiva.
3. Kako objasniti bubrenje uljastih sjemenki u vodi, unatoč činjenici da masti imaju hidrofobna svojstva?
4. Ćelija je uronjena u otopinu. Osmotski tlak staničnog soka je 1 MPa, vanjski 0,7 MPa. Gdje će voda otići? (Ispitajte tri moguća slučaja.)
Opcija 5
1. Anaerobna faza disanja.
2. Značajke klijanja sjemena.
3. Je li moguće oduzeti vodu iz stanice nakon što je ona dospjela u stanje potpunog uvenuća, odnosno potpunog gubitka turgora? Objasniti.
4. Kako metodom ispitivanja škroba dokazati potrebu za svjetlom za fotosintezu?
Opcija 6
1. Aerobna faza disanja.
2. Fiziološke osnove mirovanja biljaka.
3. Koliko su jednaki usisna sila stanice i turgorski tlak: a) kada je stanica potpuno zasićena vodom, b) tijekom plazmolize?
4. Kako objasniti različite boje alkoholnog ekstrakta iz zelenog lista kada se gleda u propuštenoj i reflektiranoj svjetlosti?
Opcija 7
1. Utjecaj vanjskih i unutarnjih čimbenika na proces disanja.
2. Faze razvoja biljke.
3. Koji dijelovi biljke imaju veći sadržaj pepelnih elemenata: u drvu ili u lišću, u starom ili mladom lišću? Kako objasniti te razlike?
4. Kojom reakcijom možete dokazati da je klorofil ester?
Opcija 8
1. Načini regulacije respiratornog metabolizma.
2. Utjecaj vanjskih uvjeta na proces razvoja.
3. Koje je biološko značenje crvene boje dubokomorskih algi?
4. Koje biljke imaju veći osmotski tlak staničnog soka: one koje rastu na slanim tlima ili biljke na nezaslanjenim tlima; oni koji su odrasli na sjenovitom, vlažnom mjestu ili oni koji rastu u stepi? Kako objasniti te razlike?
Dodatak 3
Ispitna pitanja iz fiziologije biljaka
1. Pojam fiziologije biljaka.
2. Kratka povijest razvoja fiziologije biljaka.
3. Strukturni elementi stanice i njihov značaj.
4. Propusnost stanica za različite spojeve.
5. Pasivni transport.
6. Aktivni transport.
7. Metabolizam i energija u stanici.
8. Metabolizam vode u biljnom organizmu.
9. Difuzija, osmoza, osmotski tlak i njegovo značenje za život biljaka.
10. Korijenov sustav kao organ upijanja vode.
11. Glavni motori vodene struje.
12. Kretanje vode kroz biljku.
13. Utjecaj vanjskih uvjeta na dotok vode u biljku.
14. Transpiracija, njezino značenje.
15. Opći pojam fotosinteze.
16. Plastidni pigmenti
17. Svijetle i tamne faze fotosinteze.
18. Ekologija fotosinteze.
19. Pretvorba tvari u biljci i disanje.
20. Čimbenici koji utječu na proces disanja.
21. Aerobno i anaerobno disanje.
22. Fermentacija.
23. Elementarni sastav biljke. Sastav biljnog pepela.
24. Fiziološki značaj makroelemenata.
25. Fiziološki značaj mikroelemenata.
26. Uloga korijena u životu biljaka.
27. Ishrana bilja dušikom.
28. Značajke apsorpcije molekulskog dušika.
29. Kretanje elemenata mineralne prehrane.
30. Kruženje minerala u biljci.
31. Kretanje organskih tvari kroz biljku.
32. Rast biljaka. Vrste rasta.
33. Rast biljaka i vanjski uvjeti.
34. Faze razvoja biljke.
35. Regulacija razvojnog procesa.
36. Utjecaj vanjskih uvjeta na razvojni proces.
37. Auksini.
38. Giberelini.
39. Citokinini.
40. Inhibitori rasta
41. Kretanja biljaka.
42. Tropizmi i gadosti.
43. Mirovanje biljke.
44. Mirovanje sjemena.
45. Odmor bubrega.
46. Regulacija procesa mirovanja.
47. Pojam stresa.
48. Otpornost biljaka na niske temperature.
49. Otpornost na sol.
50. Otpornost na nedostatak kisika.
51. Otpor plina.
52. Otpornost biljaka na zarazne bolesti.
Nastavno-metodička publikacija
Marina Anatoljevna Zanina
Fiziologija biljaka
Nastavno-metodički priručnik
za izvanredne studente
Ekološko-biološki fakultet
Urednik M. B. Ivanova
Lektorica N. N. Drobysheva
Dizajn naslovnice N. N. Drobysheva
ur. l. ID broj: 01591 od 19.04.2000.
Potpisano za tisak 16. rujna 2005. godine. Format 60x84 1/16.
Offset papir. Pismo "Times".
Akademsko ur. l. 2.92. Uvjetna pećnica l. 4.0.
Naklada 100 primjeraka. Narudžba br.
Izdavačka kuća "Nikolajev",
Balashov, regija Saratov, poštanski pretinac 55.
Tiskano s izvornog prijeloma,
u produkciji izdavačke grupe
Balashovsky grana
Saratovsko državno sveučilište
ih. N. G. Černiševski.
412300, Balashov, Saratovska regija, ul. K. Marx, 29.
IP "Nikolaev", Lits. PLD broj 68-52
412340, Balashov, regija Saratov,
sv. K. Marx, 43.
Poglavlje 1. FIZIOLOGIJA BILJNIH STANICA (T. V. Karnaukhova)
Rad 1. Utjecaj aniona i kationa soli na oblik i vrijeme plazmolize
Rad 2. Promatranje kap plazmolize
Rad 3. Uočavanje znakova oštećenja stanice (povećan afinitet za bojila i strukturiranje jezgre i citoplazme)
Rad 4. Dijagnostika oštećenja biljnog tkiva povećanjem njegove propusnosti
Rad 5. Određivanje vitalnosti sjemena bojanjem citoplazme
Rad 6. Određivanje izoelektrične točke biljnih tkiva kolorimetrijskom metodom
Rad 7. Uočavanje utjecaja svjetlosti na brzinu kretanja citoplazme
Rad 8. Određivanje potencijalnog osmotskog tlaka staničnog soka plazmolizom
Rad 9. Određivanje koncentracije staničnog soka i potencijalnog osmotskog tlaka refraktometrijskom metodom
Rad 10. Određivanje vodnog potencijala biljnog tkiva strip metodom po Liliensternu
Rad 11. Određivanje vodnog potencijala lišća metodom Shardakova
Rad 12. Određivanje vodnog potencijala biljnog tkiva refraktometrijskom metodom po Maksimovu i Petinovu.
Poglavlje 2. ELEKTROFIZIOLOGIJA (L. A. Panichkin)
Rad 13. Određivanje gradijenata biopotencijala između zona korijena i njihove ovisnosti o ionskom sastavu medija
Rad 14. Utvrđivanje ovisnosti biopotencijala stanica korijena o temperaturi
Rad 15. Određivanje razlike biopotencijala između oštećenih i neoštećenih područja biljnog tkiva
Rad 16. Promatranje svjetlosno induciranih promjena potencijalne razlike fotosintetskih stanica
Rad 17. Određivanje biopotencijala djelovanja u segmentima stabljike suncokreta
Rad 18. Uočavanje specifičnosti bioelektričnih reakcija biljaka
Rad 19. Određivanje električne vodljivosti oštećenih i zdravih gomolja krumpira
Rad 20. Određivanje ovisnosti električne vodljivosti lisnog tkiva pšenice o uvjetima mineralne ishrane i vodnom režimu.
Poglavlje 3. IZMJENA VODE (I. V. Pilshchikova)
Rad 21. Određivanje sadržaja vode i suhe tvari u biljnom materijalu
Rad 22. Utjecaj temperature na brzinu i pogonsku snagu otpuštanja soka
Rad 23. Utjecaj lijekova skupine 2,4-D na pumpnu aktivnost korijenskog sustava biljaka
Rad 24. Usporedba transpiracije gornje i donje strane lista metodom kobalt klorida prema Stahlu
Rad 25. Određivanje intenziteta transpiracije i relativne transpiracije tehničkim vagama
Rad 26. Određivanje intenziteta transpiracije u rezanom lišću pomoću torzijske vage po Ivanovu
Rad 27. Određivanje intenziteta transpiracije pomoću elektroničkog transpirometra koji je dizajnirao A. P. Vaganov
Rad 28. Promatranje preraspodjele kalija tijekom kretanja stomata
Rad 29. Određivanje stanja stomata Molisch infiltracijskom metodom
Rad 30. Određivanje stupnja otvorenosti stomata na fiksiranoj epidermi po Lloydu
Rad 31. Proučavanje stanja stomata metodom Polaccijevog otiska
Rad 32. Određivanje nedostatka vode u biljkama
Rad 33. Određivanje sposobnosti zadržavanja vode kod biljaka metodom “uvenuća” po Arlandu
Rad 34. Određivanje transpiracijske produktivnosti i transpiracijskog koeficijenta
Rad 35. Utjecaj vlažnosti korijenskog okoliša na izmjenu vode i rast biljaka
Poglavlje 4. FOTOSINTEZA (V. G. Zemsky)
Rad 36. Određivanje kemijskih svojstava pigmenata lista
Rad 37. Uočavanje optičkih svojstava pigmenata
Rad 38. Fotosenzibilizirajući učinak klorofila na reakciju prijenosa vodika prema Gurevichu
Rad 39. Kvantitativno određivanje pigmenata
Rad 40. Odvajanje pigmenata lista metodom kolor kromatografije
Rad 41. Određivanje sadržaja pigmenata u lišću papirnom kromatografijom
Rad 42. Određivanje intenziteta fotosinteze apsorpcijom CO2 u struji zraka
Rad 43. Fotokolorimetrijska metoda za određivanje sadržaja ugljika u lišću mokrim izgaranjem u smjesi kroma prema Kh. K. Alikovu
Rad 44. Određivanje neto produktivnosti fotosinteze
Rad 45. Određivanje lisne površine
Poglavlje 5. DISANJE (L. V. Mozhaeva)
Rad 46. Detekcija dehidrogenaza u biljkama redukcijom dipitrobenzena
Rad 47. Određivanje aktivnosti dehidrogenaza metodom vakuumske infiltracije po Pylnevu
Rad 48. Dokazivanje peroksidaze i određivanje njezine aktivnosti
Rad 49. Određivanje aktivnosti ortodifenoloksidaze po Boyarkinu
Rad 50. Određivanje aktivnosti katalaze u biljnim objektima
Rad 51. Određivanje sadržaja askorbinske kiseline, glutationa i opće reducirajuće aktivnosti biljnog tkiva metodom Petta modificiranom po Prokoshev-u.
Rad 52. Promatranje utjecaja dinitrofenola na protok vode u tkivo gomolja krumpira
Rad 53. Određivanje brzine disanja sjemena u zatvorenoj posudi
Rad 54. Određivanje brzine disanja sjemena koje klija u struji zraka
Rad 55. Određivanje respiratornog koeficijenta klijavog sjemena
Rad 56. Određivanje intenziteta disanja i respiratornog koeficijenta pomoću Warburg uređaja
Poglavlje 6. MINERALNA ISHRANA (A. E. Petrov-Spiridonov. Ya. M. Gellerman)
Rad 57. Utjecaj pojedinih elemenata hranjive smjese na rast biljaka
Rad 58. Promjena pH hranjive otopine pomoću korijenskog sustava biljke
Rad 59. Rast korijena pšenice u otopini čiste soli i mješavine soli (antagonizam iona)
Rad 60. Određivanje volumena korijenskog sustava metodom Sabinina i Kolosova
Rad 61. Određivanje ukupne i radne adsorpcijske površine korijenskog sustava metodom Sabinina i Kolosova.
Rad 62. Određivanje ovisnosti apsorpcije iona o metaboličkoj aktivnosti korijenskih sustava
Rad 63. Utjecaj izvora dušične ishrane i molibdena na aktivnost nitrat reduktaze biljnih tkiva
Poglavlje 7. METABOLIZAM (M. N. Kondratiev)
Rad 64. Određivanje sadržaja ukupnih bjelančevina
Rad 65. Određivanje aktivnosti proteinaze u klijajućem sjemenu
Rad 66. Definitivno rezervni škrob u sjemenkama prema Pochinoku
Rad 67. Određivanje aktivnosti amilaze u sjemenu koje klija
Rad 68. Određivanje sadržaja masti refraktometrijskom metodom
Rad 69. Određivanje aktivnosti lipaze tijekom klijanja sjemena
Poglavlje 8. RAST I RAZVOJ (M. M. Kalinkevich, E. E. Krastina)
Rad 70. Određivanje zona rasta u biljnim organima
Rad 71. Promatranje rasta horizontalnim mikroskopom
Rad 72. Uočavanje periodičnosti rasta mladica drveća
Rad 73. Proučavanje utjecaja heteroauksina na rast korijena
Rad 74. Proučavanje utjecaja heteroauksina na ukorjenjivanje reznica graha
Rad 75. Prekidanje mirovanja gomolja krumpira tioureom
Rad 76. Promatranje selektivnog (selektivnog) djelovanja herbicida skupine 2,4-D.
Rad 77. Promatranje kršenja geotropizma korijena pod utjecajem eozina
Rad 78. Promatranje epinastičkog i hiponastičkog savijanja listova pod utjecajem heteroauksina.
Rad 79. Proučavanje utjecaja giberelične kiseline na rast internodija stabljike patuljastog graška
Robot 80. Otkrivanje apikalne dominacije u grašku
Rad 81. Uočavanje slojevite varijabilnosti morfoloških obilježja
Rad 82. Uspostavljanje fotoperiodičke reakcije bijele gorušice
Rad 83. Promatranje utjecaja fitokroma na klijavost sjemena salate
Rad 84. Određivanje bujnosti rasta sjemena metodom morfofiziološke procjene klijanaca.
Poglavlje 9. OTPORNOST NA NEPOVOLJNE UVJETE (N. N. Tretyakov, K. I. Kamenskaya)
Rad 85. Identifikacija zaštitnog djelovanja šećera na protoplazmu
Rad 86. Proučavanje učinka šećera na protoplazmatske proteine na temperaturama ispod ništice
Rad 87. Metoda kaljenja i određivanja otpornosti na mraz ozimih žitarica pomoću egzogenih šećera
Rad 88. Određivanje održivosti ozimih usjeva žitarica zimi monolitnom metodom
Rad 89. Određivanje stanja usjeva ozimih žitarica ponovnim rastom u vodi
Rad 90. Utvrđivanje stanja ozimih usjeva ubrzanom metodom
Rad 91. Ocjena stanja ozimih usjeva žita pomoću konusa rasta
Rad 92. Određivanje održivosti ozimih usjeva žitarica bojanjem tkanina
Rad 93 Procjena održivosti biljaka nakon prezimljavanja na temelju stanja korijenskog sustava
Rad 94. Dijagnostika otpornosti ozimih usjeva na fiziološko prigušivanje
Rad 95 Određivanje stupnja otvrdnuća ozimih žitnih usjeva
Rad 96. Određivanje otpornosti biljaka na mraz sadnicama
Rad 97. Procjena hladnoće otpornosti kukuruza u prvim fazama rasta i razvoja
Rad 98. Određivanje otpornosti na mraz prema stupnju propusnosti protoplazme za elektrolite
Rad 99. Vegetativna metoda za ocjenu otpornosti biljaka na vlaženje
Rad 100. Rana dijagnoza otpornosti biljaka na vlaženje
Rad 101. Određivanje viskoznosti protoplazme biljnih stanica sorti koje se razlikuju po otpornosti na toplinu
Rad 102. Određivanje otpornosti biljaka na ekstremne utjecaje stupnjem oštećenja tkiva koja nose klorofil.
Rad 103. Određivanje temperaturnog praga koagulacije citoplazme
Rad 104. Određivanje sposobnosti zadržavanja vode biljaka
Rad 105. Određivanje otpornosti biljaka na sušu klijanjem sjemena u otopinama saharoze
Rad 106. Određivanje otpornosti biljaka na sušu na temelju sadržaja čvrsto vezanih frakcija klorofila a i b
Rad 107. Dijagnostika otpornosti biljaka na sušu i toplinu promjenama u sadržaju statolitnog škroba
Rad 108. Određivanje otpornosti biljaka na sušu škrobnim testom
Rad 109. Bioelektrični odgovor biljaka koje se razlikuju po otpornosti na sušu
Rad 110. Određivanje toplinske otpornosti usjeva prema otpornosti njihovih tkiva na električnu struju
Rad 111. Procjena otpornosti biljaka na sušu auksanografskom metodom prema Shevelukhi
Rad 112. Određivanje vitalnosti drvenastih biljaka elektrofiziološkom metodom
Rad 113. Definitivno vitalnost peluda po Shardakovu
Rad 114. Određivanje otpornosti žitarica na toksičnost kiselih tala
Rad 115. Određivanje otpornosti žitarica na sol na temelju procesa rasta
Rad 116. Određivanje otpornosti biljaka na sol prema količini albumina u zelenom lišću
Rad 117. Određivanje otpornosti biljaka na sol prema stupnju izbljeđivanja klorofila prema Henkelu
Rad 118. Određivanje otpornosti žitnih usjeva na polijeganje na temelju anatomske građe stabljike.
Primjena
Bibliografski indeks literature za produbljeno proučavanje pojedinih dijelova kolegija fiziologije biljaka
-- [ Stranica 1 ] --
MINISTARSTVO OBRAZOVANJA I ZNANOSTI RF
ASTRAKANSKO DRŽAVNO SVEUČILIŠTE
PRAKTIČNO
O FIZIOLOGIJI BILJA
Tutorial
za studente koji studiraju u sljedećim specijalnostima:
020200 Biologija;
110201 Agronomija
Sastavio:
N.D. Izdavačka kuća Smashevsky "Astrahansko sveučilište"
Doktor bioloških znanosti, voditelj Odsjeka za biologiju s kolegijem botanike, Astrakhan State Medical Academy B.V. Feldman;
Doktor poljoprivrednih znanosti, profesor, počasni znanstvenik Ruske akademije poljoprivrednih znanosti V.V. Korinets Smashevsky N.D. Radionica o fiziologiji biljaka: udžbenik / N.D. Smashevsky. – Astrahan: Astrahansko državno sveučilište, Izdavačka kuća “Astrahansko sveučilište”, 2011. – 77 str.
Sadrži skup laboratorijskih i praktičnih radova, sastavljen na temelju glavnih odjeljaka općeg tečaja fiziologije biljaka i razrađenih dugogodišnjom praksom, koji koristi načelo usporedbe reakcija različitih biljnih objekata na isti ili različiti faktori. Za svaki rad data je teorijska osnova.
ISBN: 978-5-9926-0461- © Astrahansko državno sveučilište, Izdavačka kuća "Astrahansko sveučilište", © N. D. Smashevsky, kompilacija, © Yu. A. Yashchenko, dizajn naslovnice,
PREDGOVOR
Fiziologija biljaka temeljna je znanost koja proučava obrasce životnih procesa biljnih organizama u izravnoj povezanosti i međudjelovanju s uvjetima okoliša.Fiziologija biljaka je eksperimentalna znanost koja pokusom otkriva bit fizioloških i biokemijskih procesa biljaka. Stoga se u okviru teorijske nastave velika pozornost i vrijeme posvećuje laboratorijskom eksperimentalnom radu.
Predložena radionica temelji se na općem kolegiju iz fiziologije biljaka i uključuje sve glavne dijelove: fiziologiju biljne stanice, vodni režim, fotosintezu, mineralnu ishranu, disanje, rast i razvoj biljaka, otpornost biljaka na nepovoljne uvjete okoliša.
Radionica sadrži odabrane radove koji su nastali kroz dugogodišnju praksu, a koja predviđa princip usporedbe reakcija različitih biljnih objekata na iste ili promjenjive čimbenike okoliša.
Radionica predviđa produbljivanje i učvršćivanje teorijskih znanja, metodičku pripremu učenika za provođenje fizioloških pokusa, analizu dobivenih rezultata i njihovu prezentaciju u obliku tablica, grafikona, crteža, te sposobnost obrazlaganja dobivenih rezultata, što je potrebno za studente pri izvođenju eksperimentalnih kolegija i diplomskih radova.
Tema: FIZIOLOGIJA BILJNE STANICE
Rad 1. Fenomen plazmolize i deplazmolize Biljke su u stalnoj interakciji s okolišem. Jedan od aspekata te interakcije je povezanost korijena s tlom iz kojeg upija vodu i mineralna hranjiva. U tu svrhu protoplazma stanica korijena ima svojstvo posebne selektivne polupropusnosti. Za apsorpciju vode stanica osigurava idealan osmotski sustav, koji omogućuje laku i brzu apsorpciju. Istodobno, ima sposobnost apsorbiranja minerala, ali mnogo manje aktivno. Zbog građe stanične citoplazme i njezinih graničnih membrana: plazmaleme i tonoplasta, živa stanica upija tvari selektivno i različitom brzinom, a za neke uopće nije propusna, primjerice za pigmente staničnog soka. Biljna stanica sastoji se od čvrste stanične stijenke kroz koju sve otopljene tvari slobodno difundiraju u protoplast i vakuole. Vakuola je ispunjena staničnim sokom u kojem su otopljene organske i mineralne tvari te stoga ima potencijalni osmotski tlak, koji se ostvaruje kada je stanica uronjena u otopine s različitim koncentracijama soli, te je sposobna apsorbirati ili otpustiti vodu brže od otopljenih tvari. u tome. Voda ili otopljene soli difundiraju duž njihovog koncentracijskog gradijenta. U hipertoničnoj otopini s višom koncentracijom soli od koncentracije staničnog soka, voda iz vakuole prelazi u koncentriraniju vanjsku otopinu mnogo brže nego što soli prodiru u stanicu, u kojoj je gradijent vode niži nego u staničnom soku. Gubitkom vode u hipertoničnoj otopini opada turgor stanične stijenke, smanjuje se volumen vakuole i citoplazma zaostaje za membranom, a praznine između citoplazme i stanične stijenke ispunjavaju se plazmolitikom. Taj se fenomen naziva plazmoliza. Plazmoliza je zaostajanje citoplazme od staničnih stijenki u hipertoničnoj otopini zbog gubitka vode vakuolom i smanjenja njezina volumena.Riža. 1. Razni oblici plazmolize: 1 – stanica u vodi, nema plazmolize.
Stanice u hipertoničnoj otopini: 2 – kutna plazmoliza; 3 – konkavna plazmoliza; 4, 5 – različiti stupnjevi konveksne plazmolize Plazmoliza ne nastaje odmah i ima nekoliko faza. Prvo, citoplazma zaostaje za membranom na uglovima (kutna plazmoliza, na sl.
1 poz. 2), zatim se na mnogim mjestima formiraju konkavne površine (konkavna plazmoliza, položaj 3 na slici) i konačno dobiva zaobljeni oblik (konveksna plazmoliza, položaj 4, 5 na slici). Plazmoliza je jasno vidljiva u stanicama s obojenim staničnim sokom ili obojenim u neutralnoj crvenoj otopini. Do plazmolize može doći samo u uvjetima različite propusnosti otapala i otopljenih tvari. Samo je živa stanica sposobna za plazmolizu; u mrtvoj stanici plazmoliza je nemoguća, jer citoplazma gubi svojstvo polupropusnosti i postaje potpuno propusna (putem propusnosti) i za vodu i za tvari otopljene u njoj. Plazmoliza je reverzibilan proces. U plazmoliziranoj stanici uronjenoj u čistu vodu nestaje plazmoliza i dolazi do deplazmolize. Štoviše, deplazmoliza se odvija brže od plazmolize i nema međuoblike.
Napredak. Disekcijskom iglom potkopati pokožicu s morfološki donje obojene strane ljuske lukovice te pincetom uhvatiti rub reza pokožice i pažljivo ga otkinuti. Poželjno je da takav rez bude jednoslojan. Stavite presjeke u kap vode na predmetno staklo, prekrijte pokrovnim stakalcem i pregledajte stanice ispunjene obojenim staničnim sokom kroz mikroskop. Zatim zamijenite vodu s 1 M otopinom saharoze ili 1 M NaCl (potonji daje bržu, jasniju i stabilniju plazmolizu), za što nanesite veliku kap otopine na predmetno stakalce blizu ruba pokrovnog stakalca i isišite vode s komadom filter papira, stavljajući ga na drugu stranu pokrovnog stakla Ponovite ovu tehniku 2-3 puta dok se voda potpuno ne zamijeni otopinom. Pratite kroz mikroskop što se događa u stanicama, promatrajući brzinu plazmolize i njezine faze. Nakon 15-20 minuta, kada je plazmoliza izražena, to je obično već konveksna plazmoliza, unesite kap čiste vode ispod pokrovnog stakla, također pomoću filter papira, i ponovno promatrajte promjene koje se događaju u stanicama. Pripremite drugi dio epidermisa, stavite ga u veliku kap vode na stakalcu i ubijte stanice zagrijavanjem preparata na plamenu alkoholne lampe (trebate ga zagrijavati pažljivo, ne dopuštajući da voda potpuno ispari) .
Filter-papirom isisati vodu, kap korištenog plazmolitičkog sredstva nanijeti na presjek, pokriti pokrovnim stakalcem i nakon nekoliko minuta pregledati preparat pod mikroskopom. Odredite dolazi li do plazmolize.
Zapišite rezultate svih promatranja i shematski nacrtajte stanice u vodi i plazmolitičkoj otopini, navedite oblike plazmolize i stanje stanice.
Izvedite zaključke i odgovorite na sljedeća pitanja:
1. Što je plazmoliza i koji su njezini uzroci?
2. Zašto dolazi do plazmolize?
3. Kako nastaje deplazmoliza?
4. Jesu li mrtve stanice sposobne plazmolizirati?
5. U kojem će slučaju voda iz tla ući u korijenovu dlaku?
6. Je li moguće metodom plazmolize dijagnosticirati vitalnost stanica u biljnim organima koje su pretrpjele iznenadno djelovanje nepovoljnih okolišnih uvjeta (prezimljavanje ozimih usjeva, pupoljci voćaka i sl.).
Materijal i oprema: lukovica modrog luka, 1 M otopina saharoze, po mogućnosti NaCl, skalpel, disekcijska igla, mikroskop, predmetna i pokrovna stakla, trake filter papira, alkoholna lampa, šibice, maramice od gaze.
Rad 2. Određivanje osmotskog potencijala (osmotskog tlaka) staničnog soka metodom plazmolize Biljna stanica je idealan osmotski sustav u kojem je citoplazma polupropusna membrana koja odvaja otopinu staničnog soka od vanjske otopine. Kao što znate, osmoza je difuzija otapala u otopinu kroz polupropusnu membranu. Također može proći u različitim koncentracijama otopina uz membranu. Između takvih otopina nastaje osmotski tlak povezan s energijom čestica koje vrše pritisak na membranu. Očitovanje osmotskog tlaka moguće je samo ako je otopina niže koncentracije odvojena polupropusnom membranom od otopine više koncentracije. Pokazalo se da i otopina u staklenoj čaši ima osmotski tlak, koji ovisi o njezinoj koncentraciji, tj. Osmotski tlak temelji se na energiji otopljenih čestica i stoga ova otopina ima osmotski potencijal. Ovo se može primijeniti na bilo koju otopinu, kao i na otopinu staničnog soka.
Svaka otopina poštuje osnovne zakone idealnih plinova, u kojima njezin osmotski tlak, koji također odgovara njezinom osmotskom potencijalu (P), ovisi o plinskoj konstanti (R) jednakoj 0,082, apsolutnoj Kelvinovoj temperaturi (T) i koncentraciji otopina u molovima (s). Za disocirajuće otopine elektrolita uvodi se korekcija izotoničnim koeficijentom (i), koji je omjer osmotskog tlaka elektrolita i osmotskog tlaka neelektrolita iste molarne koncentracije. Prilikom otapanja svaki elektrolit disocira na ione, čime se povećava ukupni sadržaj osmotski aktivnih čestica (NaCl Na+ + Cl–), neelektroliti ne disociraju i za njih ne postoji izotonični korekcijski faktor. Stoga je opća jednadžba za osmotski potencijal bilo koje otopine elektrolita određena van't Hoffovom jednadžbom i izražena je u atmosferama.
Osmotski potencijal staničnog soka igra važnu ulogu u životu biljne stanice, jer osigurava protok vode u stanicu iz vanjske otopine. Osmotski potencijal ili osmotski tlak izražava se u atmosferama, tj. sila koja se mora primijeniti da se spriječi ulazak vode u stanicu. Osmotski potencijal staničnog soka može se odrediti neizravnom metodom.
Metoda se temelji na odabiru koncentracije vanjske otopine koja uzrokuje početnu (kutnu) plazmolizu. Osmotski potencijal takve vanjske otopine bit će približno jednak osmotskom potencijalu (tlaku) staničnog soka.
Da biste to učinili, morate uzeti nekoliko otopina i odrediti onu koja je jednaka osmotskom tlaku staničnog soka, koja se naziva izotonična. Izotonična otopina nalazit će se između otopine u kojoj približno 50% stanica pokazuje kutnu plazmolizu i otopine koja ne uzrokuje plazmolizu. Iz toga slijedi da će izotonična otopina biti aritmetička sredina između koncentracija tih otopina.
Napredak. Pripremite otopine NaCl 0,7; 0,6; 0,5; 0,4; 0,3; 0,2;
0,1 M. Potrebne otopine možete pripremiti na sljedeći način. Od pripremljene 1 M otopine preporuča se pripremiti 10 ml svake otopine u vodi prema donjoj shemi.
Otopine dobro promiješajte, ulijte u staklenke označene odgovarajućim napomenama i zatvorite poklopcima da ne ispare. Kako biste uštedjeli radno vrijeme tijekom nastave, bolje je koristiti unaprijed pripremljene otopine odgovarajućih koncentracija, kao što je gore opisano.
Pomoću igle za seciranje i pincete pripremite 14 tankih presjeka tkiva koje proučavate, obojenu ljusku plavog luka, i stavite ih u staklenke s otopinom, po 2 dijela u svaku otopinu, počevši od one najkoncentriranije. Nakon 20-30 minuta pregledajte rezove kroz mikroskop u kapi odgovarajuće otopine istim slijedom. Nakon svake otopine stakleni štapić kojim je nanesena kap otopine, kist i staklo isperite vodom i obrišite.
Rezultate prikazati ispunjavanjem tablice.
Stupanj plazmolize Crtež stanice U drugom retku označite stanje u kojem je većina stanica na presjeku (bez plazmolize, uglato, konkavno, konveksno), u trećem redu shematski skicirajte jednu stanicu karakterističnu za ovaj rez.
Nakon utvrđivanja izotoničke koncentracije u priloženoj tablici izračunajte osmotski tlak staničnog soka pomoću Van't Hoffove jednadžbe:
gdje je: P – osmotski tlak u atmosferama;
R – univerzalna plinska konstanta (0,082);
T – apsolutna temperatura u Kelvinima (373 + temperatura tijekom eksperimenta u C);
C je koncentracija otopine u molovima;
i je izotonični van’t-Hoffov koeficijent, koji je omjer osmotskog tlaka otopine elektrolita i osmotskog tlaka otopine neelektrolita iste molarne koncentracije.
Vrijednost izotoničnog koeficijenta za otopinu NaCl. Zaključite o ovisnosti stupnja plazmolize u stanicama o koncentraciji vanjske otopine i navedite utvrđenu vrijednost osmotskog potencijala staničnog soka u predmetu koji proučavate.
Materijal i oprema: glavica modrog luka, mikroskop, igla i pinceta za seciranje, predmetna i pokrovna stakla, čaše s poklopcem s koncentracijskim naljepnicama, otopine NaCl: 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7 M; sat, kalkulator, olovke u boji.
Rad 3. Određivanje vodnog potencijala (usisne sile) stanica biljnog tkiva Ursprung metodom Vodeni potencijal (voda) određuje mjeru aktivnosti vode, t.j. njegovu sposobnost da uđe ili izađe iz ćelije. Ovisi o veličini osmotskog potencijala (osm) i turgorskom tlaku stanične stijenke (tlak), koji nastaje istezanjem elastične stanične stijenke i hidrostatskog tlaka staničnog soka usmjerenog u suprotnom smjeru na staničnu stijenku. . Dakle, voda u stanici se smanjuje kada je stanica zasićena vodom, a kada je potpuno zasićena, jednaka je 0. Voda ne ulazi u stanicu, jer je osmotski potencijal jednak turgorskom tlaku stanične stijenke. (–osm = + tlak). Smanjenjem zasićenosti stanice vodom smanjuje se i tlak vode, au nedostatku (stanica je u stanju plazmolize) potencijal vode jednak je ukupnom osmotskom potencijalu (– voda = – osm). Obično je u stanicama tkiva potencijal vode jednak razlici između osmotskog potencijala i potencijala tlaka, što osigurava kontinuitet protoka vode u stanicu. Što je manje vode u stanici, to je veći negativni potencijal vode, odnosno veća je usisna sila vode koja ulazi u stanicu.
Određivanje vodnog potencijala na temelju odabira vanjske otopine poznate koncentracije, čiji će vodni potencijal biti jednak vrijednosti vodnog potencijala stanica tkiva (tc vode). Vodeni potencijal vanjske otopine (vode) uvijek je jednak njezinom osmotskom potencijalu (osm), jer nije ograničen elastičnom membranom i nema turgorskog tlaka (tlačni potencijal, tlak = 0). Kada se trake tkiva koje se proučava urone u otopinu visoke koncentracije, u kojoj ima manje vode, a potencijal vode (aq) je negativniji od potencijala vode stanica biljnog tkiva (aq), duljina tkiva traka se smanjuje s gubitkom vode i padom turgora. Ako, naprotiv, stanice apsorbiraju vodu iz otopine, njihov se volumen povećava, a sukladno tome i duljina tkiva. Duljina traka se ne mijenja u otopini u kojoj je –aq jednako –aq tk, tj. kada su otopine soli jednake koncentracije.
Napredak. Iz gomolja krumpira različitog stupnja zasićenosti vodom nožem izrežite ploče debljine 3-5 mm, a preporuča se rezati duž gomolja. Ploče uzdužno izrežite na 7 traka širine 3-4 mm, krajeve odrežite tako da trake budu približno iste duljine. Pažljivo izmjerite svaku traku do najbližih 0,5 mm i stavite jednu po jednu u epruvete i napunite odgovarajućom otopinom NaCl tako da trake budu potpuno uronjene u otopinu. Sve operacije se izvode brzo, sprječavajući izblijeđivanje traka.
Nakon 30 minuta izvadite trake, pažljivo izmjerite njihovu duljinu i zabilježite rezultate u tablicu.
Početna duljina trakica, mm Duljina trakica nakon 30 minuta, mm Razlika u duljini, mm Stupanj turgora Podatak za 4. red (razlika u duljini trakica) dobije se oduzimanjem manje od veće vrijednosti, označavajući povećanje broja znakom “+”, smanjenje znakom “+”. U zadnjem retku označite koji je turgor (jak, srednji, slab, nikakav). Da biste ga odredili, postavite trake jedan za drugim, počevši od vode, na rub Petrijeve zdjelice tako da strše do pola izvan rubova i odredite vrijednost turgora na temelju stupnja savijanja.
Objasniti razloge promjene duljine traka, pronaći izotoničnu otopinu u kojoj se duljina nije promijenila, gdje se pokazalo da je osm te otopine jednak vodi tk. Odredite osm vrijednost otopine, koja će odgovarati vodi. tk, prema Van't Hoffovoj jednadžbi:
gdje je: voda (osm) – vodni potencijal (usisna sila) izotonične otopine za vodni potencijal stanica tkiva.
R – plinska konstanta 0,082;
T – apsolutna temperatura u stupnjevima C;
C je koncentracija otopine u molovima (M);
i je izotonični koeficijent koji karakterizira stupanj hidrolitičke disocijacije otopljene tvari.
Vrijednost izotoničnog koeficijenta i za otopine NaCl (25 0C) Materijal i pribor: Otopina NaCl: 1,0; 0,8; 0,6; 0,4; 0,2; i 0,1 M, destilirana voda, graduirani cilindar ili pipete od 10 ml, stalci za epruvete, epruvete, nož ili skalpeli za rezanje traka tkiva, ravnala, igle za seciranje, pinceta, veliki izduženi gomolji krumpira, Petrijeve zdjelice.
Rad 4. Propusnost plazmaleme za ione K+ i Ca++ (promatranje cap plazmolize) Propusnost citoplazme za razne tvari nije ista, a ovisi o propusnosti njezinih graničnih membrana - plazmaleme i tonoplasta. Tvari mogu proći kroz plazmalemu, ali slabo ili uopće ne prodiru u tonoplast i nakupljaju se u citoplazmi.
Primjer takvog svojstva membrana je kap plazmoliza, koja nastaje zbog toga što je tonoplast manje propustan za K+ ione. Jednovalentni ioni K+ koji prodiru u citoplazmu i zadržavaju se u njoj uzrokuju njezinu jaku hidrataciju i bubrenje, što se očituje na polovima konveksne plazmolize u obliku protoplazmatskih kapa. Ca++, naprotiv, oduzima vodu i čini citoplazmu viskoznijom i ne stvaraju se čepovi.
To ukazuje na različitu propusnost graničnih membrana za različite tvari.
Napredak. Pripremite dio donje epiderme ljuski luka koji sadrži antocitnu kiselinu. 2. Kap plazmoliza.
an. Uronite posjekotinu u otopinu 1 M nitrata - 1 - otopina KNO3, prodirući kalij (KNO3) i kalcijev nitrat izliven kroz ljusku, 2 - ciCa(NO3)2), izliven u staklene čaše s toplazmom nabubrenom ispod poklopca tako da da otopina ne ispari i da joj se koncentracija ne poveća. Kriška se ostavi da leži u otopini 0,5-1 sat. Nakon toga se isječci pregledaju pod mikroskopom, prvo pri malom, a zatim pri velikom povećanju. U varijanti s K+, takozvana cap plazmoliza je jasno detektirana u nizu stanica. Protoplast daje konveksnu plazmolizu, u kojoj, na strani poprečnih staničnih stijenki, citoplazma bubri i poprima oblik kapica (vidi sliku 2). Ovo povećanje volumena plazme (cap) uzrokovano je razrjeđujućim učinkom iona K+, koji relativno lako prolaze kroz plazmalemu u protoplast i puno sporije prodiru dalje u vakuolu, jer
tonoplast koji obrubljuje vakuolu ima puno manju propusnost za ione kalija od plazmaleme. U paralelnom pokusu s kalcijevim nitratom nikada se ne može postići cap plazmoliza, jer Ion Ca++ ne uzrokuje bubrenje protoplasta jer ima suprotan učinak, dehidrira citoplazmu i povećava njezinu viskoznost.
Dakle, plazmoliza kapa u stanici nastaje zbog slabe propusnosti tonoplasta, a plazma kape nastaju kao rezultat njegovog bubrenja od iona K+ koji prodiru u mezoplazmu, kroz plazmalemu.
Nacrtajte stanicu s kapicama citotopsama i zaključite, objasnite razlog nastanka kapice od citoplazme.
Materijal i oprema: lukovica modrog luka, otopina kalijevog nitrata (KNO3) - 1 M, otopina kalcijevog nitrata (Ca(NO3)2 - 1 M, stakalca i pokrovna stakla, pinceta, disekcijska igla, mikroskop, staklene posude s poklopcima za uranjanje rezova u otopinama soli, olovke.
Rad 5. Promjene propusnosti citoplazme pod štetnim djelovanjem različitih čimbenika okoliša Najvažnije svojstvo staničnih graničnih membrana plazmaleme i tonoplasta je selektivna polupropusnost, zbog koje kroz njih prolaze molekule samo određenih tvari. , dok su nepropusni za druge, na primjer, za pigmente staničnog soka.
Selektivna propusnost citoplazmatskih membrana održava se sve dok je stanica živa i sposobna održati svoju strukturu. Svaki okolišni čimbenik koji dovodi do stanične smrti ili poremećaja strukture citoplazme i komponenti graničnih membrana dovodi do povećanja, sve do potpune (kroz) propusnosti. To se jasno vidi u stanicama tkiva korijena cikle, čije vakuole sadrže betacijanin, pigment koji korijenu daje boju. Tonoplast živih stanica neprobojan je za molekule ovog pigmenta. Kada se to svojstvo izgubi, stanični sok napušta stanicu u vanjski okoliš. Po stupnju boje otopine u epruveti može se procijeniti stupanj oštećenja stanice.
Napredak. Od crvene cikle svrdlom za pluto promjera 0,5 cm ili skalpelom, čiji promjer stane u epruvete, izrežite komadiće promjera otprilike 20,5–0,7 cm. Poravnajte šipke uklanjanjem tkiva sa strane kore tako da budu jednake zapremine u svim epruvetama. Izrezane blokove temeljito isperite pod vodom iz slavine ili u kristalizatoru s vodom. Zatim ih stavite 1–2 u svaku od pet epruveta i napunite jednakim volumenom sljedećih tekućina prema shemi navedenoj u tablici.
Otopinu s kloroformom i repinim tkivom dobro protresite jer se kloroform ne miješa s vodom.
Bojanje otopine Kuhajte epruvetu br. 2 s komadićem cikle uronjenim u vodu 1,5-2 minute da se ubiju stanice.
Nakon 30 minuta protresite epruvete i na temelju intenziteta boje otopine u epruvetama zaključite o razmjerima oštećenja biljnog tkiva različitim čimbenicima, upisujući boju otopine u tablicu.
Identificirati promjene u propusnosti staničnih membrana tkiva ovisno o djelovanju različitih čimbenika i izvući zaključke o mehanizmu njihovog djelovanja na citoplazmu i komponente graničnih membrana, što dovodi do gubitka polupropusnosti citoplazme.
Materijal i oprema: korijen repe, stalak s 5 epruveta, alkoholna lampa, šibice, kristalizator s vodom iz slavine, kloroform, 30% octena kiselina, 50% alkohol, svrdlo promjera 0,5–0,7 cm ili skalpel, čaša s destilirane vode, 10-20 ml graduiranog cilindra.
Rad 6. Utjecaj iona K+ i Ca++ na viskoznost citoplazme Viskoznost citoplazme ima važnu ulogu u životu stanice. Povećanje viskoznosti citoplazme smanjuje brzinu biokemijskih metaboličkih procesa u njoj, ali istodobno povećava otpornost na visoke temperature, sposobnost zadržavanja vode u tkivima lista, povećava otpornost na toplinu i sušu. Naprotiv, smanjenje viskoznosti u tim slučajevima ima suprotan učinak, ali uz smanjenje temperature održava ubrzani metabolizam i povećava otpornost na hladnoću. Viskoznost u biljnim stanicama može se kontrolirati, a time i povećati njihova stabilnost.
Vanjski sloj citoplazme (plazmalema) je propusniji od tonoplasta koji se nalazi na granici sa staničnim sokom. Ioni mineralnih soli mogu prodrijeti kroz plazmalemu u mezoplazmu, uzrokujući promjenu njezinih koloidnih svojstava, uključujući viskoznost. K+ ioni, uzrokujući hidrataciju citoplazme, smanjuju viskoznost, ubrzavajući prijelaz citoplazme u konveksnu plazmolizu (slika 3, točka 1), naprotiv, dvovalentni Ca++ ion smanjuje hidrataciju citoplazme, povećava njenu viskoznost, što teško zaostaje za ljuskom, stvarajući dugotrajnu konkavnu (Sl. 3, točka 2), pa čak i konvulzivnu plazmolizu (Sl. 3, točka 3–4).
Napredak. Na stakalce nanesite kap otopine KNO3, Ca(NO3)2 (napravite odgovarajuće natpise na stakalcima), u otopine stavite komadić pokožice s obojenim staničnim sokom (plavi luk, listovi begonije) i prekrijte pokrovnim stakalcem. Zabilježite vrijeme za svaki rez. Kako biste spriječili isparavanje i isušivanje, povremeno nanesite kap otopine na rub pokrovnog stakalca. Promatrajte napredak plazmolize, zabilježite vrijeme početka konveksne plazmolize.
na mnogim mjestima postoje konkavne površine (konkavna plazmoliza), ali ako je viskoznost citoplazme mala, onda konkavna Sl. 3. Razni oblici plazmolize: 1 – konveksna plazmoliza brzo prelazi u konveksnu plazmolizu, 2 – konkavna plazmoliza, 3 i ravna. Trajanje plazmolize 4 - različiti stupnjevi konkavnosti određeno je vremenom od uranjanja i konvulzivne plazmolize stanice u otopini do početka konveksne plazmolize (prema E. Küsteru). Ovisno o prirodi plazmolitičke soli, vrijeme plazmolize obično se kreće od 1 do 20 minuta.
KNO Ca(NO3) U tablici nacrtajte karakteristične stanice i označite vrijeme početka plazmolize. Na temelju dobivenih rezultata zaključiti o utjecaju kationa na viskoznost citoplazme.
Materijal i oprema: lukovica luka ili listovi begonije, mikroskop, predmetna i pokrovna stakla, pipete za oči, igla za seciranje, pinceta, olovke.
Rad 7. Promatranje kretanja citoplazme biljne stanice Citoplazma biljne stanice, kao živa tvar, ima jedinstvena fizikalna svojstva – svojstva tekućih i čvrstih tijela.
Ima fluidnost i viskoznost svojstvenu tekućinama, elastičnost i plastičnost svojstvenu krutim tvarima. Svako svojstvo citoplazme omogućuje joj da služi kao medij u kojem se odvijaju svi životni procesi i sposobna je prilagoditi se promjenjivim uvjetima uz održavanje vitalnosti. Citoplazma, kao složeni heterogeni koloidni sustav, ima fluidnost, što se otkriva kretanjem unutarstaničnih organela, posebice kloroplasta, nošenih pokretnim citosolom. Postoje kružni pokreti duž stanične stijenke, ako se u središtu nalazi jedna središnja vakuola, ili strujni pokreti, ako u stanici postoji nekoliko velikih vakuola. Brzina kretanja citoplazme može poslužiti kao mjera stanične aktivnosti i njezina funkcionalnog stanja. Na brzinu kretanja citoplazme utječu temperatura, intenzitet svjetlosti i njezina kvaliteta. Brzina kretanja je potisnuta inhibitorima disanja i drugim antibioticima. Izvor energije za kretanje citoplazme je ATP.
Biološki značaj kretanja citoplazme je u tome što se unutarstanični metaboliti prenose između organela, osigurava se izmjena plinova, prenose signali iz jedne stanice u drugu itd.
Mehanizam kretanja citoplazme temelji se na mehaničkoj valovitoj kontrakciji kontraktilnih proteina tijekom interakcije aktina i miozina uz potrošnju energije ATP-a.
Kretanje citoplazme najjasnije se očituje u kretanju kloroplasta u listovima vodene biljke elodeje, pomoću koje se proučava kretanje i djelovanje različitih čimbenika na kretanje.
Napredak. Provedite pokus s listom elodeje uzetim u blizini točke rasta, koja je u potpunosti formirana intenzivnim metabolizmom. Budući da je kretanje citoplazme povezano s utroškom energije, prije odvajanja lista, grančica Elodea mora biti izložena sunčevoj svjetlosti ili jakom svjetlu stolne svjetiljke od 100 W 15-20 minuta. Stavite list na predmetno staklo u kap vode, po mogućnosti u kojoj je bila biljka, pokrijte ga pokrovnim stakalcem i pregledajte pod mikroskopom kretanje citoplazme duž središnje vene stanice, prvo pri malom, a zatim pod velikim povećanjem. .
Možete uzeti list biljke u difuznom svjetlu bez vidljivog pomicanja citoplazme, ali u tom slučaju osvijetlite list jakim svjetlom pod mikroskopom kroz kondenzator iz istih izvora svjetlosti i nakon nekog vremena promatrajte kretanje citoplazme. citoplazma. Obratite pažnju na prirodu kretanja citoplazme i uvjete potrebne za njegovu manifestaciju.
Materijal i oprema: listovi elodeje, mikroskopi, predmetna i pokrovna stakla, igle za seciranje, stolne lampe, pipete, voda.
Rad 8. Intravitalno bojenje stanica neutralnom crvenom Citoplazma nije idealna polupropusna membrana.
Propušta ne samo vodu, već i mnoge tvari, neke od njih značajnom brzinom. Te tvari uključuju neutralnu crvenu boju, koja je sposobna prodrijeti u žive stanice i nakupljati se u njima u velikim količinama. Kod njih ne dolazi do odumiranja citoplazme, što se može potvrditi izazivanjem plazmolize obojenih stanica (plazmolizirane mogu biti samo žive stanice). Neutralno crvena (dvobojna indikatorska boja): u kiseloj sredini pri pH manjem od 6 ima grimizno boju, a u alkalnoj je žuta. Stoga se metodom može bojati vakuole i plazmolitičkom metodom proučavati svojstva citoplazme i osmotske pojave, kao i odrediti reakciju staničnog soka u stanici.
Napredak. Pripremite 2-3 dijela pokožice luka ili lišća drugih biljaka s neobojanim staničnim sokom i stavite ih na predmetno staklo u veliku kap neutralne crvene boje. Nakon 10 minuta isisati otopinu boje filter papirom, naneti kap vode na rezove, pokriti pokrovnim stakalcem i pregledati pod mikroskopom. Zatim vodu zamijenite otopinom 1 M NaCl ili KCl i nastavite s promatranjem, prvo pri malom, a zatim pri velikom povećanju.
Nacrtajte stanicu u stanju plazmolize, uočite koji je dio obojen bojom: membrana, citoplazma ili vakuola i kojom bojom.
Izvedite zaključke o propusnosti citoplazme za neutralno crveno i reakciji (pH) sadržaja proučavanih stanica.
Materijal i oprema: lukovica luka, listovi raznih biljaka, 0,02% vodena otopina neutralnog crvenila u kapalici, 1 M otopina NaCl ili KCl u kapalici, skalpel, pinceta, mikroskop, predmetna i pokrovna stakla, filter papir, brijač , stakleni štapić, čaša vode.
Rad 9. Ulazak tvari u stanicu i njihovo nakupljanje u njoj Nužan uvjet za život biljaka je ulazak u korijen, a potom i u cijelu biljku potrebnih minerala i vode. Radni organ koji ih upija je korijenova dlaka, tj. stanica korijena. Apsorbirane tvari iz nje zatim se prenose u sve organe i tkiva biljke. Ako voda ulazi osmozom i nakuplja se u staničnom soku, tada je opskrba tvari znatno otežana. Jedan od čimbenika opskrbe tvari je difuzija. Temelji se na činjenici da tvari veće koncentracije ulaze u područje niže koncentracije kroz polupropusnu membranu dok se koncentracije ne izjednače. Kao takva polupropusna membrana u stanici služi vanjska citoplazmatska membrana, plazmalema. Kad bi tvari stizale samo prema zakonima difuzije, tada u stanici nikada ne bi došlo do njihovog nakupljanja. Biljke često završe u vrlo razrijeđenim otopinama, ali apsorpcija tvari ne prestaje. To se događa jer se u citoplazmi, unatoč opskrbi tvari, njihov sadržaj povećava, ali koncentracija ostaje nepromijenjena. To se objašnjava činjenicom da tvari nakon ulaska u citoplazmu odmah stupaju u interakciju sa staničnim koloidima i kemijski se vežu tijekom sinteze složenih organskih tvari.
A budući da koncentraciju stvaraju slobodni ioni, vanjska otopina je uvijek koncentriranija. Time se osigurava stalni protok tvari u stanicu i njihovo nakupljanje u njoj, što je primijetio Donan i nazvao Donanovom ravnotežom ("neuravnotežena ravnoteža").
To se jasno može vidjeti u eksperimentu s modelom. Ako kao vanjsku otopinu uzmemo slabu otopinu joda u kalijevom jodidu i celofansku vrećicu napunjenu škrobnom pastom, tada će to biti model stanice uronjene u mineralnu otopinu. Celofan dobro propušta ione joda (kristaloid), ali ne propušta škrob (koloid).
Zbog toga će jod prodrijeti u unutrašnjost celofanske vrećice i obojiti škrob u plavo, ali škrob neće prodrijeti u otopinu, što je lako primijetiti jer neće doći do bojenja otopine u čaši. Protok joda u vrećicu nastavit će se sve dok ih molekule škroba mogu vezati. Možete postići potpuni prijelaz joda iz slabe otopine; on će se potpuno apsorbirati i sl. 4. 1. – celofan s kalijevim jodidom (Lugolova otopina) i uroniti u malu vrećicu, 2. – škrob i nakupljanje iona joda u 4. – čaša s otopinom joda u kalijevom jodidu Materijal i pribor: 2% škroba. pasta, otopina joda u kalijevom jodidu, čaša od 50 ml, celofan, škare.
Rad 10. Detekcija skladišnih šećera u biljnom materijalu Topljivi šećeri su široko rasprostranjeni u biljkama kao skladišni oblik. Monosaharidi (glukoza i fruktoza) i disaharidi (saharoza) nalaze se u velikim količinama u voću i povrću. Štoviše, u nekim, na primjer, šećernoj repi, sav rezervni šećer (oko 20%) sastoji se od saharoze, au plodovima grožđa također sadrže oko 20% ugljikohidrata, koji se sastoje od glukoze i fruktoze u približno jednakim količinama. Većina voća i povrća sadrži sva tri šećera, a jedan od njih prevladava. Tako rezervni oblik mogu biti složeni šećeri, oligosaharidi i polisaharidi te jednostavni monosaharidi.
Svi monosaharidi su, zbog prisutnosti aldehidne ili ketonske skupine, redukcijski, tj. imaju restorativna svojstva. Vrlo česta u biljkama, saharoza je nereducirajuća tvar, jer njegova se molekula sastoji od ostataka glukoze i fruktoze povezanih kisikom zbog karbonilnih skupina glukoze i fruktoze, gdje je kisik zaključan u glikozidnoj vezi i ne može reagirati.
Karakteristična reakcija na reducirajuće šećere je redukcijska reakcija oplodne tekućine. Ova tekućina se priprema neposredno prije upotrebe.
Za otkrivanje reducirajućih šećera koji imaju aldehidnu ili ketonsku skupinu, dodajte jednaki volumen tekućine felinga u ispitnu otopinu i pustite da zavrije. U ovom slučaju, bakrov oksid se reducira u oksid, koji se taloži u obliku ciglastocrvenog taloga:
Da bi se otkrila saharoza, mora se prvo hidrolizirati u glukozu i fruktozu i tek onda reagirati s Fehlingovom tekućinom. Po količini taloga bakrenog oksida može se prosuditi količina redukcijskih tvari, kako sadržanih u polaznom materijalu, tako i onih koje nastaju kao rezultat hidrolize saharoze.
Napredak. Prvo izvedite sljedeće kvalitativne reakcije.
1. Stavite prstohvat glukoze u epruvetu, otopite je u maloj količini vode (2-3 ml), dodajte jednaku količinu tekućine za feling i zagrijte do vrenja.
2. Otopite prstohvat saharoze u vodi, dodajte jednaku količinu tekućine za feling i pustite da zavrije.
3. Pripremite otopinu saharoze u epruvetu, dodajte 2-3 kapi 20% klorovodične kiseline i kuhajte za hidrolizu 1 minutu, neutralizirajte kiselinu s malom količinom sode bikarbone, zatim dodajte jednak volumen tekućine za feling i dovedite ponovno prokuhati.
Uočite stvara li se u epruvetama ciglastocrveni talog i zaključite o uzrocima uočenih pojava. To će poslužiti kao standard za određivanje skladišnih šećera u biljnom materijalu.
Analiza biljnog materijala. Narežite luk, mrkvu, ciklu na sitne komade. Stavite materijal u zasebne epruvete (oko 2/ epruvete), dodajte destiliranu vodu da prekrije komadiće i zagrijavajte najmanje 5 minuta u kipućoj vodenoj kupelji. Dobiveni ekstrakt bez biljnih ostataka pažljivo ravnomjerno ulijte u čiste, suhe epruvete s etiketom ili označene staklenim flomasterom. S jednim dijelom provesti reakciju redukcije šećera s tekućinom felinga, dodajući u epruvetu jednaki volumen ekstrakta i zagrijavajući sadržaj epruvete na alkoholnoj lampi na 100 0C. U drugoj epruveti prvo izvršiti hidrolizu solnom kiselinom, dodajući 2-3 kapi 20% solne kiseline u ekstrakt i kuhati 1 minutu, zatim neutralizirati s malom količinom sode bikarbone i dodati jednaku količinu feling tekućine, ponovno zagrijati na 100 0C. Obratite pozornost na intenzitet stvaranja bakrenog oksida, koji ima ciglastocrvenu boju.
Dobivene rezultate zabilježite u tablicu, procjenjujući količinu taloženog bakrenog oksida u točkama od 1 do 5.
Materijal i pribor: svježi luk, mrkva, šećerna repa (može i konzumna), glukoza, saharoza, feling tekućina (priprema se neposredno prije upotrebe: miješanjem dviju otopina u jednakim volumenima. 1. otopina: otopiti 4 g bakrenog sulfata u destiliranoj vodi i dovedite otopinu do 100 ml; 2. otopina: otopite 20 g Rochelle soli u destiliranoj vodi, dodajte 15 g KOH ili NaOH i dodajte destiliranu vodu do 100 ml); 20% HCl u kapaljki;
Na2CO3 (soda bikarbona u prahu); skalpeli (3 kom.), stalak (3 kom.) sa epruvetama (po 5 kom.) i 1 kom. sa 4 epruvete; vodena kupelj zagrijana do vrenja; alkoholna lampa;
mjerni cilindar za 100–200 ml; pipete 2–3 ml (3 kom.); držači za epruvete, šibice, markeri za staklo.
Rad 11. Pretvorba tvari tijekom klijanja sjemena U sjemenu raznih biljaka nakupljaju se rezervna hranjiva u velikim količinama, uglavnom u obliku bjelančevina, masti i ugljikohidrata. U sjemenkama nekih biljaka, na primjer, ricinusa, suncokreta itd., masti prevladavaju nad ugljikohidratima; u drugim, na primjer, žitaricama, glavna rezervna tvar je polisaharid škrob; u mahunarkama proteini. Tijekom klijanja sjemena složene rezervne tvari, uz sudjelovanje specifičnih enzima, pretvaraju se u jednostavnije (monosaharidi, masne kiseline, aminokiseline i dr.), koje se koriste u procesima rasta i disanja biljaka.
Da bi se utvrdilo kakve transformacije rezervne tvari prolaze tijekom klijanja, potrebno je usporediti kemijski sastav neproklijalog sjemena i istog proklijalog. Klijanje se mora provoditi u mraku kako bi se spriječilo novo stvaranje organskih tvari tijekom fotosinteze.
Napredak. Neproklijale i proklijale sjemenke – škrobne (pšenica) i uljarice (ricinus, suncokret) – sameljite u različitim mužarima. Ogulite sjemenke uljarica prije mljevenja. Stavite materijal u različite epruvete. Ulijte malo vode, zagrijte u kipućoj kupelji, zatim ulijte u čiste epruvete. Dobivenim vodenim ekstraktima dodajte jednak volumen tekućine felinga i pustite da zavrije na špiritusnoj lampi. Na temelju količine nastalog bakrenog oksida procijenite sadržaj reducirajućih šećera. Materijalu (pulpi) škrobnih sjemenki preostalih u epruvetama dodajte otopinu joda u kalijevom jodidu (Lugolova otopina) i procijenite sadržaj škroba na temelju intenziteta plavetnila. Slično, dodajte Sudan-III u pulpu proklijalog sjemena uljarica. Napravite tanke rezove neproklijalog sjemena (uljanog sjemena), stavite ih na predmetno staklo u kap otopine Sudan-III, pokrijte pokrovnim stakalcem. Nakon 5 minuta isperite rezove vodom bez skidanja pokrovnog stakalca i pregledajte ih pod mikroskopom. Udio masti procijenite prema broju i veličini kapljica crveno ili narančasto obojenih. Pojednostavljeno, ovaj rad se može izvesti sa samljevenom masom proklijalog i neklijalog sjemena, nakapavanjem otopine Sudana-III i procjenom količine masti prema stupnju crvenila.
Stavite malu količinu endosperma neproklijalog sjemena pšenice u kap vode na stakalce, pregledajte ih mikroskopom i skicirajte zrnca škroba. Zabilježite rezultate u tablicu, procjenjujući sadržaj relevantnih tvari u bodovima.
Škrobno neproklijalo Škrobno proklijalo Uljarice koje nisu proklijale Uljano sjeme proklijalo Materijali i oprema: sjemenke pšenice i ricinusa (suncokreta), klice ovih biljaka uzgojene u potpunom mraku, tekućina za feling, otopina joda u kalijevom jodidu u kapaljki, otopina boje Sudan-III u kapaljki, čaša s vodom, igle za seciranje, tarionik i tučak (4 kom.), vodena kupelj, epruvete s naljepnicama, skalpel, stakleni štapić, alkoholna lampa, držač za epruvete, oštrica britve, predmetna i pokrovna stakalca, mikroskop , filter papir.
pod djelovanjem amilaze na različitim temperaturama Škrob je složen polimerni spoj koji se sastoji od dvije komponente: amiloze i amilopektina. Pod djelovanjem enzima amilaze škrob se razgrađuje u konačni produkt – glukozu, koja je strukturni monomer svih škroba. Škrob s jodom daje plavu boju. Pod djelovanjem enzima škrob se ne razgrađuje odmah na glukozu, već postupno, kroz niz međuproizvoda, tzv. dekstrina. Svaki dekstrin ima promijenjenu boju od plavoljubičaste i ljubičaste do ružičaste, čak do zelenkaste, žućkaste i već bezbojne maltoze i glukoze. To se zove skala hidrolize škroba, koja uključuje topljivi škrob, koji s jodom daje plavo-ljubičastu boju, amilodekstrine - ljubičastu, eritrodekstrine - crveno-smeđu, crvenkastu, maltodekstrine - od zelenkaste do žućkaste, maltozu i glukozu - bezbojne. Ova postupna razgradnja škroba ima važan biološki značaj, jer osigurava postupnu i učinkovitu upotrebu rezervne tvari.
Uz pomoć amilaze dobivene iz slada proklijalih sjemenki žitarica (ječam, pšenica), u kojima je vrlo aktivna, moguće je provjeriti razgradnju škroba čija brzina ovisi o temperaturi.
Ako se ista količina otopine amilaze i škrobne paste ulije u epruvete s istom količinom škrobne paste, drži na različitim temperaturama i povremeno testira jodom, tada se brzina pojavljivanja međuprodukta različitih boja može koristiti za prosuđivanje aktivnost enzima i postupnu hidrolizu škroba.
Napredak. Za dobivanje enzima amilaze pripremite sladni ekstrakt tako da stavite 10-20 g slada (slad, sušeno proklijalo sjeme ječma) u tikvicu, prelijete s 50 ml tople vode (35-40 0C), dodate malo glicerina za ubrzanje ekstrakciju enzima, promiješati, ostaviti najmanje pola sata i filtrirati: filtrat sadrži aktivnu amilazu. Istom tehnologijom možete koristiti i svježe proklijale sjemenke žitarica, ali prije pokusa odredite aktivnost ekstrakta amilaze kako biste znali koji volumen uzeti za hidrolizu.
Redoslijed pripreme za pokus i njegovo izvođenje. U epruvete poredane u 2 reda na stalku ulijte 10 ml slabe otopine joda.
Zagrijte vodenu kupelj na temperaturu od 45 0C, ili ulijte vodu u dvije konusne tikvice od 250 ml, jednu temperaturu 45 0C, drugu hladnu vodu iz slavine ili ohladite na 15 0C u hladnjaku. Ulijte 10 ml 1% škrobne paste u 2 čiste epruvete i stavite u stalak. Ulijte 1-2 ml sladnog ekstrakta u svaku epruvetu sa škrobnom pastom i protresite. Odmah uzmite 0,25 ml tekućine iz ovih epruveta posebnim pipetama i dodajte po 0,25 ml tekućine iz svake u različite epruvete prvog para epruveta s otopinom joda. Nakon toga jednu epruvetu sa škrobnom pastom i sladnim ekstraktom staviti u tikvicu s vodom temperature 45 0C, a drugu u hladnu. Nakon 2 minute iz epruveta sa škrobnom pastom uzmite 0,25 ml tekućine i ulijte je u drugi par epruveta s otopinom joda. Nakon još 2 minute - u trećem paru itd., ovisno o aktivnosti enzima, interval između uzorkovanja može se promijeniti. Važno je samo da se uzorci iz obje epruvete uzimaju istovremeno.
Zabilježite rezultate u tablicu, naznačujući boju otopine joda u odgovarajućem stupcu.
Temperatura Zaključite o intermedijarnim produktima hidrolize škroba, zapišite redoslijed faza u nastajanju dekstrina do potpune hidrolize škroba te utjecaj temperature na aktivnost amilaze.
Materijal i oprema: 1% otopina škrobnog tijesta, slaba otopina joda u kalijevom jodidu, stalak s 30 epruveta, ekstrakt slada s enzimom amilaza, 2 graduirane pipete od 2 ml, 2 tikvice od 250 ml, zagrijana kupka na temperaturu od 45 0C. Za pripremu škrobne paste dodajte 1 g škroba u 100 ml vode i zagrijte na 100 0C.
Rad 13. Određivanje intenziteta transpiracije kod biljaka različitih ekoloških skupina težinskom metodom Fiziološki procesi u biljkama odvijat će se normalno uz dovoljnu opskrbljenost vodom. Voda, kao izvrsno otapalo i strukturna komponenta stanice, uključena je u mnoge biokemijske i fiziološke procese: osigurava interakciju između molekula tvari, supstrat je za fotosintezu, sudjeluje u disanju i brojnim hidrolitičkim i sintetskim procesima. Istovremeno, voda ima veliki toplinski kapacitet, pri isparavanju apsorbira veliku količinu topline, pa transpiracijom osigurava termoregulaciju biljaka, štiteći ih od pregrijavanja na izravnoj sunčevoj svjetlosti. Krećući se kroz biljku transpiracijskom strujom prenosi hranjive tvari od korijena do nadzemnih organa.
Isparavanje vode iz biljke fizikalni je proces u kojem voda u mezofilu lista isparava s površine staničnih stijenki u međustanične prostore, a zatim para difundira kroz puči u okoliš. No, za razliku od slobodnog isparavanja s vodene površine, isparavanje vode od strane biljke složen je samoregulirajući proces povezan s anatomskim i fiziološkim karakteristikama biljaka i stoga se isparavanje vode iz biljke naziva transpiracija.
Kvantitativni pokazatelj transpiracije naziva se intenzitet transpiracije, koji je promjenjiva vrijednost ovisno o različitim uvjetima vanjskog i unutarnjeg okoliša, kao io fiziološkim karakteristikama te anatomskoj i morfološkoj građi biljaka različitih ekoloških skupina. Obično se u biljkama kreće od 15 do 250 g po 1 m po satu tijekom dana, a noću od 1 do 20 g.
Mjerenjem intenziteta transpiracije može se suditi o stanju raspoloživosti vode lisnog tkiva ili, pod istim uvjetima, o njenom intenzitetu kod različitih biljaka.
Napredak. Određivanje transpiracije na torzijskoj vagi provodi se neposredno u blizini biljaka koje se proučavaju. Postavite torzijsku vagu strogo vodoravno na razini (1) pomoću dva vijka na postolju (2) na površini stola ili ravnoj ploči. Prije vaganja provjerite nultu točku (8, 9). Da biste to učinili, spustite bravu (5) u položaj "otvoreno" i okretanjem ručice strelice (7) postavite veliku strelicu (6) na nulti podjeljak skale i promatrajte postavljanje male pomične strelice na dno diska ljestvice (8), koje treba postaviti protiv nultih podjeljaka (9). Ako je ugradnja vage nepravilna i pomična strelica nije postavljena na nulti podjeljak, tada se vage ispravljaju okretanjem korektorskog vijka na stražnjoj stijenci vage.
1 – nivo, 2 – vijci za podešavanje nivoa, 3 – klackalica, 4 – komora, 5 – poluga vazelinom i započnite vaganje.
uključiti vagu, 6 – indikator težine, 7 – poluga indikatora težine, 8 – indikator ravnoteže, zatvoriti komoru (4). List ne smije dodirivati liniju indikatora ravnoteže s rubovima komore. Spustite bravu u položaj "otvoreno" i pomičite veliku strelicu ljestvice za ručicu duž ljestvice ulijevo dok se mala strelica ne zaustavi nasuprot nultom podjelu. Očitajte s ljestvice koja pokazuje masu materijala u mg. Otvorite komoru i ostavite lim 2 minute i 5 minuta u sobi za isparavanje s otvorenom komorom. Bez uklanjanja lista, zatvorite komoru i obavite drugo vaganje nakon istog vremena kao i prvo vaganje. Metoda omogućuje da se uzme u obzir isparavanje lista u stupnju njegove zasićenosti vodom, koja je bila u listu na biljci prije eksperimenta.
Tijekom tog vremena (unutar pet minuta na otvorenom) dolazi do transpiracije, a kod dužeg vremena dolazi do gubitka vode zbog sušenja, što će dovesti do smanjenja transpiracije zbog zatvaranja stomata.
Za usporedbu, provedite takva promatranja s lišćem različitih biljaka.
Nakon vaganja izračunajte prosječnu vrijednost isparavanja i izračunajte brzinu transpiracije u mg po 1 satu po površini lista od 100 cm2.
Da biste odredili površinu lista koji proučavate, uzmite papir za pisanje, po mogućnosti kvadratni list za bilježnicu, izrežite kvadrat od 25 cm2 (5 5 cm) i izvažite ga. Stavite izrezani list na drugi sličan list i nacrtajte njegov obris olovkom. Izrežite konturu lista i također ga izvažite. Znajući masu kvadrata (P) poznate površine (25 cm2) i masu (P1) lista nepoznate površine, pronađite njegovu površinu:
gdje je: a – isparavanje vode listom u mg;
S – lisna površina;
t – vrijeme isparavanja u minutama.
Materijali i oprema: torzijske vage, škare, vazelin, stakleni štapić, papir za pisanje ili kockasti papir za bilježnicu, olovka, kalkulator, ravnalo.
Rad 14. Određivanje intenziteta transpiracije i relativne transpiracije u različitim uvjetima metodom težine Transpiracija kao fiziološki proces ovisi o nizu unutarnjih i vanjskih čimbenika. Vanjski čimbenici koji pospješuju transpiraciju su svjetlost, temperatura i vjetar, a koji je smanjuju povećana vlažnost zraka i nedostatak vlage u tlu i lisnom tkivu.
Najvažnije svojstvo biljke je njezina sposobnost da, ovisno o uvjetima, regulira intenzitet transpiracije. Transpiracija kroz otvorene puči znatno je intenzivnija od isparavanja s vodene površine istog područja, a kod zatvorenih puči može i potpuno izostati. Pokazatelj sposobnosti biljaka za regulaciju transpiracije je vrijednost relativne transpiracije koja je određena omjerom intenziteta transpiracije i intenziteta isparavanja vode sa slobodne površine vode. Isparavanje vode iz niza malih rupa smještenih na maloj udaljenosti jedna od druge je intenzivnije nego iz veće rupe iste površine. Ovdje vrijedi Stefanov zakon koji kaže da isparavanje ne ovisi o površini otvora, već o njegovom promjeru. Nekoliko rupa malog promjera ima znatno veće difuzijsko polje od jedne velike jer ukupni opseg malih rupa mnogo je veći od opsega jedne velike rupe; ovdje djeluje takozvani efekt ruba.
S druge strane, transpiraciju je moguće regulirati promjenom stupnja otvorenosti stomata, a time i intenziteta isparavanja vlage kroz njih.
Relativna transpiracija obično je, ovisno o uvjetima, od 0,5 do 0,8. Ako uzmemo u obzir da puči čine 1% evaporirane površine na 100 cm2 lista, tada intenzitet transpiracije nije sto puta manji, nego samo 50–20% manji od evaporacije s konsolidirane površine.
Napredak. Određivanje se obično provodi u laboratorijskim uvjetima s izdancima ili listovima geranija. Reže se odrasli list s dugom peteljkom, koji se pod vodom podreže 1 cm da mjehurići zraka ne dospiju u posude i stavi u epruvete napunjene staloženom ili prokuhanom vodom. Epruveta i list moraju biti suhi.
Nakon spuštanja stabljike, površina vode u epruveti napuni se s 1-2 kapi biljnog ulja kako bi se uklonilo isparavanje sa slobodne površine vode. Epruveta se objesi pomoću žičane kuke na ovjes vage i izvaže s točnošću od 0,01 g.
Nakon vaganja stavite epruvete s listom u različite uvjete:
intenzivno osvjetljenje, ovlažen zrak (stakleno zvono zasićeno vodenom parom iz vlažne krpe), pod upaljenim ventilatorom, u tamnu komoru i kontrolu (sobni uvjeti). Nakon 30 minuta ponovno izvažite. Razlika u težini pokazuje količinu vode koja je isparila s površine lista tijekom određenog vremenskog razdoblja.
Površina lista određuje se metodom težine, koja se temelji na izravnoj proporcionalnosti između težine i površine papira (pod uvjetom da je jednake gustoće). Da biste to učinili, kvadrat s površinom od 100 cm2 (10 10 cm) izrezan je iz tankog papira (po mogućnosti kariranog lista bilježnice) i izvagan. Zatim se list geranija koji se proučava stavlja na isti list, njegov obris se ocrtava olovkom i izrezuje. Ovaj krug je također ponderiran. Iz dobivenih podataka izrađuje se proporcija i pronalazi nepoznanica, tj. lisna površina.
Znajući površinu kvadrata (P) njegove poznate površine S (100 cm2) i masu rezanog lista (P1) nepoznate površine (S1), pronađite ovu površinu pomoću formule:
Za određivanje intenziteta transpiracije, količina transpirirane vode po jedinici lisne površine (1 m2) preračunava se po formuli:
gdje je: n – količina isparene vode u gramima;
S – lisna površina;
t je trajanje pokusa u minutama;
60 – faktor pretvorbe minuta u sate;
10000 – faktor pretvorbe cm2 u m2.
Uz određivanje transpiracije, pod istim se uvjetima određuje i isparavanje sa slobodne vodene površine (IS). Da bi se to postiglo, voda se ulije u Petrijeve zdjelice i također se odredi gubitak težine tijekom istog vremena. Nakon što ste izmjerili promjer čaše, izračunajte njezinu površinu, a zatim isparavanje vode s 1 m2 u 1 sat pomoću gore prikazane formule. Izračunajte površinu Petrijeve zdjelice pomoću formule S = R. Relativna transpiracija (RT) određena je omjerom transpiracije i isparavanja vode sa slobodne površine:
Usporedite relativnu transpiraciju u različitim uvjetima.
Po završetku rada vodi se zapisnik o vaganju i obračunima, a rezultati se unose u tablicu.
Uvjeti okoliša u epruveti 1. kontrola 2. svjetlost 3. vjetar 4. vlažna atmosfera. Zapišite zaključke analizirajući ovisnost intenziteta transpiracije i relativne transpiracije u različitim uvjetima, dajte objašnjenje. razloge njihove promjene.
Materijal i oprema: tehnička laboratorijska vaga, utezi, epruvete s kukama pričvršćenim od žice, geranija s dobro razvijenim listovima, škare, kristalizator s vodom, biljno ulje, pipeta, Petrijeve zdjelice, stakleno zvono pričvršćeno na staklo s vlažnom krpom za ovlaživanje zrak, stolna svjetiljka sa žaruljom sa žarnom niti 100 W ili fluorescentna svjetiljka s bijelim svjetlom, ventilator, regulator napona, škare, papir za pisanje ili kvadratni list u bilježnici, ravnalo, olovka, kalkulator.
Rad 15. Određivanje stanja otvorenosti puči na različitim stranama lista metodom kobalt klorida Stupanj otvorenosti puči određuje ne samo intenzitet transpiracije, već također utječe na tako važne procese kao što su fotosinteza i disanje, u kojima izmjena plinova odvija se kroz iste organe - stomate. Stoga je važno znati stupanj otvorenosti stomaka. Najjednostavnija metoda za određivanje otvorenosti stomata je metoda kobalt klorida.
Napredak. Sušite diskove papira od kobalt klorida veličine lista na električnoj grijaćoj ploči dok se ne pojavi jarko plava boja i odmah je nanesite na obje strane lista (ili izravno na biljku). Kobalt-kloridne papire treba držati pincetom, ne dodirujući ih prstima jer mogu ostati ružičaste mrlje.
Da biste uklonili utjecaj atmosferske vlage, lim zajedno s papirom na njemu pažljivo stegnite između dvije staklene ploče i pričvrstite ih gumenim prstenovima.
Promatrajte promjenu boje kobalt-kloridnog papira i zabilježite rezultat.
Napravite rezove gornje i donje pokožice ispitivanog lista (ili nekog drugog lista iste biljke), pregledajte ih pod mikroskopom i izbrojite puči sa svake strane u vidnom polju. Zaključite o razlozima različitog intenziteta transpiracije na gornjoj i donjoj strani lista pojedine biljke te odnosu stomatalne i kutikularne transpiracije.
Materijal i oprema: svježi listovi hortenzije ili tradescantia i dr., kobalt-kloridni papirni kvadrati ili diskovi promjera 5 cm, četvrtaste čaše 5 5 cm, sat, mikroskop, predmetna i pokrovna stakalca, pinceta, kapaljka s vodom, brijač , igle za seciranje, gumeni prstenovi za pričvršćivanje stakala na lim, električni štednjak, stakalca i pokrovna stakla.
Priprema papira od kobalt klorida. Filter papir ili očišćeni tanki filtri se natapaju u kiveti s otopinom kobalt klorida (5 g CoCl2 otopi se u 100 ml vode) na minutu i suše do pojave plave boje. Papire izrežite na kvadrate ili diskove D 5 cm i pohranite u eksikator iznad kalcijevog klorida. Prije uporabe u pokusu, držite papire s kobalt-kloridom iznad zagrijane električne peći dok se ne pojavi jarko plava boja.
Rad 16. Promatranje kretnji stomaka pod mikroskopom Izmjenu plinova između međustaničnih prostora lista i vanjske atmosfere reguliraju stomaci. Svaka se stoma sastoji od dvije zaštitne stanice, u kojima su stijenke uz pukotinu stomata jako zadebljane, dok vanjski dijelovi ljuske ostaju tanki. Nejednaka debljina vanjskih i unutarnjih stijenki zaštitnih stanica dovodi do činjenice da se pri promjeni turgora zaštitne stanice mogu savijati ili ispravljati, otvarajući ili zatvarajući stomatalnu pukotinu. Mehanizam stomatalnih pokreta temelji se na osmotskim fenomenima. Kada su zaštitne stanice stomata zasićene vodom, istežu se, zadebljani dio se ne isteže, već se još više savija prema unutra, stomati se otvaraju, kada se voda gubi, turgor opada, zaštitne stanice se ispravljaju i pučni prorezi se zatvaraju. . Stoga stupanj otvorenosti stomata može poslužiti kao kriterij za sadržaj vode u listu i odrediti vrijeme zalijevanja biljaka.
Napredak. Prije eksperimenta, biljke se moraju dobro zaliti i držati na jakom svjetlu 1,5-2 sata kako bi se puči otvorile. Pripremite presjek epidermisa lista biljke, stavite ga na predmetno staklo i promatrajte pod mikroskopom stupanj otvorenosti stomata, zatim stavite presjek u kap 5% otopine glicerola na predmetno staklo, poklopite pokrijte ga pokrovnim staklom i odmah počnite promatrati pod mikroskopom. Fenomen plazmolize opaža se iu zaštitnim stanicama iu drugim stanicama epidermisa. Pukotine stomata se zatvaraju.
Nakon nekog vremena (nakon 15 minuta), zbog činjenice da glicerol počinje prodirati kroz citoplazmu u stanični sok, dolazi do deplazmolize i otvaranja stomata.
Zamijenite glicerin vodom tako da kap vode stavite uz pokrovno staklo i povučete glicerin filtar papirom s druge strane. U tom će se slučaju stomati otvoriti šire nego što su bili na početku pokusa, jer je zbog prodiranja glicerola u stanični sok povećan osmotski tlak u zaštitnim stanicama.
Nacrtajte stomate u otvorenom i zatvorenom stanju. U zaključku objasnite razloge pomicanja stomaka.
Materijal i oprema: Biljke Tradescantia i Amaryllis pripremljene za pokus, 5% otopina glicerina, oštrica sigurnog brijača, pinceta, igle za seciranje, stakleni štapić, mikroskop, predmetna i pokrovna stakalca, čaša s vodom, trakice filter papira.
Rad 17. Utvrđivanje nedostatka vode u biljkama Nedostatak vlage u tlu dostupnoj biljci remeti ravnotežu vode, pri čemu korijenje nema vremena u potpunosti osigurati proces transpiracije i dolazi do nedostatka vode. Nedostatak vlage u tkivima lišća mijenja stanje staničnih biokoloida, što dovodi do oštećenja strukture protoplasta, narušava aktivnost svih enzima, što nesumnjivo dovodi do metaboličkih poremećaja u biljci, smanjuje se fotosinteza i povećava disanje, uz kršenje spajanja oksidacije i fosforilacije, smanjujući učinkovitost disanja. Pokazatelj nedostatka vode koristi se kao pokazatelj intenziteta metabolizma vode u biljkama. Nedostatak vode odnosi se na razliku između sadržaja vode u tkivima lista u trenutku promatranja i nakon što su stanice potpuno zasićene vodom. U prirodnim uvjetima potpuna zasićenost lišća praktički se ne opaža, au većini slučajeva nedostatak vode kreće se od 5 do 15% kada je u tlu dovoljan sadržaj vode, i do 30-35% kada postoji određeni nedostatak. . Prva razina se smatra normalnim stanjem, a druga se smatra dubokim nedostatkom. Pokazatelj dobro korelira s opskrbom biljaka vodom.
Napredak. Sa svake biljke odrežite 1-2 lista i odmah ih izvažite bez peteljki, s točnošću od 0,01 g, te ih stavite u kristalizator s vodom 30-60 minuta kako bi se zasitili vodom. Nakon toga osušite lišće između dva lista suhog filter papira dok se ne ukloni vidljiva vlaga i izvažite. Razlika u težini lista između težine nakon i prije zasićenja, izražena kao postotak, bit će pokazatelj nedostatka vode.
Usporedba stupnja nedostatka vode kod biljaka različitih ekoloških skupina, ili s različitim anatomskim i morfološkim prilagodbama za smanjenje transpiracije, može donekle poslužiti kao pokazatelj njihove otpornosti na privremeni nedostatak vlage u tlu. Zabilježite rezultate u tablicu.
Navlaženo tlo s nedostatkom Izvedite zaključke o stupnju nedostatka vode i objasnite njegove razlike u različitim biljkama.
Materijal i oprema: biljke geranija, koleusa, kineskog hibiskusa, od kojih se jedna biljka dobro zalije, druga se drži 4-5 dana bez zalijevanja, balansirana laboratorijska vaga, utezi, kristalizator s vodom, pinceta, filter papir, škare.
Tema: ZRAČNA ISHRANA BILJAKA Rad 18. Kemijska svojstva zelenih lisnih pigmenata Fotosinteza bi mogla nastati samo pod uvjetom stvaranja pigmenata koji su sposobni apsorbirati svjetlosnu energiju, pretvarati je u energiju pobuđenih elektrona i prenositi je u kemijske reakcije uz skladištenje u nastala organska tvar. Intenzitet fotosinteze i produktivnost biljaka ovise o kvalitativnom i kvantitativnom sastavu lisnih pigmenata i njihovim svojstvima, kako kemijskim tako i fizičkim.
U kloroplastima zelenog lista uključene su dvije vrste pigmenata - zeleni: klorofili a i b; a žuta: karoteni i ksantofili. Glavni funkcionalni pigment, koji ne samo da apsorbira energiju, već i provodi proces fotosintetske fosforilacije, je klorofil a, ostali pigmenti samo prenose apsorbiranu energiju na klorofil a, te su stoga pomoćni, dio antene, odnosno svjetlosne berba, kompleksi.
Po kemijskoj prirodi klorofili su esteri dikarboksilne kiseline klorofilina i dva alkohola - metanola i monohidričnog nezasićenog alkohola fitola, a spadaju u lipoidne pigmente, poput karotena i ksantofila, karotenoidi su nezasićeni ugljikovodici, ksantofili su derivati karotenoida koji sadrže kisik.
Napredak. Ulijte 2-3 ml alkoholnog ekstrakta u četiri epruvete i provedite sljedeće pokuse.
a) Odvajanje pigmenata po Krausu (topljivost pigmenata u organskim otapalima).
Alkoholnom ekstraktu pigmenata dodajte malo veću količinu benzina i 2-3 kapi vode (da se alkohol pomiješa s benzinom). Zatvorite epruvetu čepom ili palcem, nekoliko puta snažno protresite, stavite je u stalak i ostavite da se slegne. Ako odvajanje pigmenata nije dovoljno jasno (oba sloja su obojena zeleno), tada je potrebno dodati još benzina i nastaviti mućkati. Ako je donja otopina mutna (od viška vode), dodajte malo alkohola i lagano protresite. Zabilježite boju donjeg sloja alkohola i gornjeg sloja benzina, skicirajte i označite raspodjelu pigmenata.
Izvedite zaključke o različitim stupnjevima topljivosti pigmenata u alkoholu i benzinu. Zeleni gornji sloj benzina sadrži klorofil a i b. Donji sloj, alkohol, ima zlatnožutu boju.
Ovo je ksantofil, budući da je dvobazni alkohol, gotovo je netopljiv u benzinu i ostaje u alkoholu. Što se tiče karotena, točan zaključak može se izvući usporedbom rezultata ovog i sljedećih pokusa.
b) Reakcija saponifikacije klorofila lužinom.
U 2-3 ml alkoholnog ekstrakta pigmenata u epruveti dodajte 4-5 kapi 20% otopine lužine (NaOH), zatvorite gumenim čepom i dobro protresite da dođe do reakcije saponifikacije. Zatim u epruvetu ulijte jednaki volumen benzina, ponovno snažno protresite i ostavite da se slegne. Zabilježite boju slojeva alkohola i benzina i nacrtajte. Navedite raspored pigmenata.
Zapišite reakciju saponifikacije klorofila, pri čemu se metilni i fitol alkoholi eliminiraju, a dvobazna kiselina klorofilina stvara natrijevu sol.
Soli klorofilne kiseline zelene su boje, ali se od klorofila razlikuju po tome što su hidrofilne i netopljive u benzinu, prelaze u alkohol, poput alkohola fitola i metanola. Benzin (gornji sloj) poprima narančasto-žutu boju, karakterističnu za karoten koji je bolje topiv u benzinu.
Na kraju pokusa skicirajte boju slojeva, označavajući raspodjelu pigmenata u njima.
c) Dobivanje feofitina i obnavljanje organometalne veze.
Klorofil je magnezijev porfirin. Ali atom magnezija relativno se slabo zadržava u porfirinskoj jezgri klorofila i pod djelovanjem kiselina lako se zamjenjuje s dva protona vodika, što dovodi do gubitka zelene boje i stvaranja feofitina, smeđe tvari.
Uzmite 4 epruvete s alkoholnim ekstraktom pigmenata i u tri epruvete dodajte 2-3 kapi 10% klorovodične kiseline i protresite. Rezultat je smeđe-maslinasta tvar - feofitin - produkt zamjene magnezija u molekuli klorofila s dva atoma vodika. Supstitucija protona Mg eliminira organometalnu vezu u molekuli klorofila, što određuje zelenu boju.
Ponovno uvođenje magnezija i vraćanje zelene boje vrlo je teško. Ali organometalna veza, iako uz određene poteškoće zahtijeva dodatnu energiju, može se obnoviti dodavanjem soli slabih kiselina cinka ili bakra u feofitin.
Da biste to učinili, dodajte nekoliko kristala cink acetata u treću epruvetu s feofitinom na vrhu skalpela, a bakreni acetat u četvrtu epruvetu i pustite da zavrije na alkoholnoj lampi. Ako se boja ne promijeni, dodajte još malo cink acetata ili bakra i nastavite zagrijavati. Obratite pozornost na promjenu boje zbog obnove organometalne veze (atomi cinka i bakra zauzimaju mjesto gdje je nekada bio magnezij), vraća se zelena boja, a bakar daje plavkastu nijansu za razliku od cinka.
Stoga je boja klorofila posljedica organometalnih veza u njihovim molekulama.
Napišite jednadžbu ove reakcije, skicirajte boju feofitinskih i klorofilnih derivata cinka i bakra.
Materijal i oprema: alkoholni ekstrakt klorofila, etilni alkohol 96%, benzin, 20% otopina NaOH, 10% HCl, cink acetat, bakar acetat, stalak sa 6 epruveta, držači za epruvete, alkoholna lampa, šibice, olovke u boji, filter papir.
Dobivanje alkoholnog ekstrakta. Svježe listove kineskog hibiskusa ili aspidistre ili drugih biljaka sameljite, stavite u mužar, dodajte CaCO3 na vrhu skalpela (za neutralizaciju kiselina staničnih sokova) i malo čistog kvarcnog pijeska. Temeljito samljeti, dodajući malo etilnog alkohola, namazati vanjsku stranu žbuke vazelinom i dobivenu tamnozelenu otopinu uliti uz stakleni štapić u lijevak s papirnatim filtrom i filtrom. Klorofil se može ekstrahirati i drugim polarnim otapalom - acetonom; nepolarna otapala petrol eter, heksan, benzin, koja ne remete veze pigmenata s proteinima, ne mogu ekstrahirati klorofil iz lišća, iako su u njima topljivija nego u etil alkohol.
Rad 19. Optička svojstva klorofila i žutih pigmenata Biljni pigmenti apsorbiraju vidljivi dio spektra, koji leži u rasponu od 380–720 nm, što se naziva fotoaktivno zračenje ili PAR. Pigmenti apsorbiraju vidljivi dio spektra ne u potpunosti, već selektivno, tj. prilagođavajući se apsorpciji najučinkovitijih dijelova spektra za fotosintezu. Svaki pigment ima svoj karakterističan apsorpcijski spektar. Za klorofil a i b, apsorpcijski spektar ima dva izražena maksimuma u crvenim zrakama na 660 i 640 nm, te plavoljubičastim zrakama na 430 i 450 nm. Karoten i ksantofil apsorbiraju samo u plavo-ljubičastom dijelu spektra. Treba imati na umu da apsorpcijski maksimumi spektra ovise o prirodi otapala i interakciji molekula klorofila međusobno i drugim komponentama membrane - lipidima i proteinima. Dakle, za molekulu klorofila koja se nalazi u kloroplastima, maksimum crvene apsorpcije pomaknut je u područje dulje valne duljine (nm) u usporedbi s klorofilom u etilnom alkoholu (660–663 nm). Za određivanje apsorpcijskog spektra koristi se spektroskop. Položaj tamnih traka u spektru određuje koje će zrake apsorbirati pigment koji se proučava. Širina apsorpcijskog spektra također ovisi o koncentraciji pigmenta ili debljini sloja klorofila u kiveti.
Napredak. Ulijte ispitnu otopinu pigmenata u epruvetu i pričvrstite epruvetu za nogu stalka ili je držeći rukom ispred proreza spektroskopa. Proučite apsorpcijske spektre otopina klorofila, karotena, ksantofila. Otopine karotena i ksantofila dobivaju se iz alkoholnog ekstrakta klorofila Krausovom reakcijom i obrnutom Krausovom reakcijom (saponifikacija klorofila).
Nacrtajte spektre, a apsorbirana područja obojite crnom, a vidljiva područja olovkama u boji.
Otopina pigmenta Klorofil Karoten Ksantofil Boja klorofila u prolaznom svjetlu. Alkoholni ekstrakt ulijte u mjerni cilindar od 50 ml po 1/3–1/2 i promatrajte prolazne zrake prema svjetlu. Pod takvim osvjetljenjem, alkoholni ekstrakt ima smaragdno zelenu boju, jer... klorofil ne apsorbira zelene zrake spektra, koje klorofilu daju zelenu boju. Preostale zrake koje nisu apsorbirane su narančaste, žute i plave i prekrivene su zelenom bojom. Zato je list zelen.
Bojanje koncentriranog klorofila ili u debelom sloju u prolaznom svjetlu. Boja koncentriranog ili debelog sloja otopine klorofila alkoholnog ekstrakta u propusnom svjetlu ima granatno crvenu boju, zbog apsorpcije svih zraka spektra, osim izrazito crvenih valne duljine veće od 700 n. , čija kvantna energija nije dovoljna za fotokemijske reakcije. Blizu su infracrvenim toplinskim zrakama i njihova bi apsorpcija uzrokovala pregrijavanje lišća. Da biste izvršili ovaj posao, postavite isti cilindar s alkoholnim ekstraktom klorofila s bazom iznad izvora svjetlosti, prekrivši stijenke cilindra tamnim papirom ili ga pritišćući rukama i promatrajući u propuštenom svjetlu. Alkoholni ekstrakt će u ovom slučaju imati granat-crvenu boju (boja soka od nara).
Fluorescencija klorofila. Fluorescentna boja klorofila promatra se u reflektiranoj svjetlosti. Bit fluorescencije je da svjetlost emitira pobuđena molekula klorofila. Apsorpciju kvanta svjetlosti prati prijelaz jednog od elektrona na višu energetsku razinu. Kao rezultat toga nastaje singletno elektronički pobuđeno stanje molekule klorofila. U tom slučaju, ovisno o apsorbiranoj liniji spektra crvenih ili plavo-ljubičastih zraka različitih kvantnih energija, elektron doseže različite singletne razine. Pri apsorbiranju crvenih zraka dolazi do prve singletne razine (S1). Kada se plava svjetlost s višom kvantnom energijom apsorbira, elektron ulazi u drugu, višu singletnu razinu (S2). Povratak elektrona na prethodnu osnovnu razinu (So), u koje je pobuđeno stanje molekula klorofila prenesena apsorbiranim kvantom, on u konačnici prelazi na najnižu vibracijsku razinu prvog singletnog stanja (S1), čija energija u tilakoidi kloroplasta koriste se za fotokemijske reakcije. U alkoholnom ekstraktu elektron se vraća u prvobitni položaj (S0), emitirajući energiju u obliku fluorescencije. Budući da se to događa s razine crvenih zraka, bez obzira na valnu duljinu svjetlosti koja pobuđuje klorofil, fluorescencija klorofila uvijek će biti u crvenom dijelu spektra. Samo klorofili a i b fluoresciraju; karotenoidi nemaju tu sposobnost.
Za izvođenje rada određivanja fluorescencije klorofila uzmite isti cilindar s alkoholnim ekstraktom klorofila i stavite ga na tamnu podlogu u blizini izvora svjetlosti te ga pregledajte sa strane reflektirane svjetlosti. Ekstrakt klorofila bit će tamnocrven (boja nije čista crvena, već smeđe nijanse, cigla crvena). To ukazuje da klorofil ima sposobnost fluorescirati. Klorofil uvijek fluorescira samo u crvenoj svjetlosti. Zahvaljujući sposobnosti klorofila da fluorescira, sposoban je apsorbirati i pretvarati svjetlosnu energiju kroz proces fotosinteze.
Materijali i oprema: alkoholni ekstrakt klorofila, otopine karotena i ksantofila dobivene odvajanjem pigmenata; spektroskop, tamni papir, izvor svjetlosti (stolna lampa), stalak sa stezaljkom, stalak za epruvete, list crnog papira, olovke u boji.
Rad 20. Fotosenzibilizirajuće djelovanje klorofila Bit svjetlosne faze fotosinteze je oksidacija vode do molekularnog kisika pomoću svjetlosne energije koju apsorbira klorofil. Elektroni oslobođeni u ovom slučaju prenose se kroz lanac međuprijenosnika u NADP, koji se reducira u NADPH2. Osim toga, tijekom prijenosa elektrona dio energije se troši na stvaranje ATP-a, tj. za fotosintetsku fosforilaciju.
U prijenosu elektrona iz vode u NADP sudjeluju dva pigmentna sustava koji sadrže različite oblike klorofila i razlikuju se po maksimumima apsorpcije u dugovalnom dijelu spektra.
Krajnji rezultat fotooksidacije vode je oslobađanje molekularnog kisika i stvaranje spojeva bogatih energijom i reducirajućom moći - ATP i NADPH2, potrebnih za kasniju redukciju ugljičnog dioksida. U tom procesu klorofil je fotosenzibilizator koji apsorbira svjetlosnu energiju i usmjerava je na fotokemijske reakcije, uz prijenos elektrona i protona.
Fotosenzibilizirajuća uloga klorofila može se pokazati u modelu reakcija koje je predložio M.M. Krasnovsky, s pigmentom izoliranim iz biljaka, u kojem se modeliraju donorsko-akceptorski odnosi i redoks reakcije procesa fotosinteze uz sudjelovanje klorofila, u kojem se voda oksidira kao donor protona vodika, a ugljikov dioksid reducira protonom. kao njegov akceptor. Da bi se to postiglo, askorbinska kiselina se uzima kao izvor (donor) vodika i elektrona, a metil crveno kao akceptor vodika i elektrona, koji u prisutnosti klorofila dodaje vodik i reducira se u neobojeni leuko spoj. Askorbinska kiselina se oksidira u dehidroaskorbinsku kiselinu.
gdje je: AKN2 – askorbinska kiselina;
DHAA – dehidroaskorbinska kiselina;
MK – metilno crveno;
MKN2 je leukoforma metil crvenog.
Ovu reakciju je lako uočiti jer je povezana s diskoloracijom metil crvenog, dok boja klorofila ostaje nepromijenjena. Opis reakcije može se prikazati shematski.
Napredak. Uzmite 4 epruvete: u prve tri dodajte 2 ml ekstrakta klorofila, a u četvrtu 2 ml alkohola. Dodajte kristalnu askorbinsku kiselinu u drugu, treću, četvrtu epruvetu do zasićenja. Neotopljena askorbinska kiselina taloži se na dno. Dodajte kapi zasićene otopine metil crvenog u svaku epruvetu dok se ne pojavi crveno-smeđa boja. 1., 2. i 4. epruvetu stavite u stalak na svjetlo, osvijetlite ih električnom lampom od 100 W, a 3. na mrak. Nakon 10-15 minuta, primijetite promjenu boje.
Uslijed redukcije, metil crveno postupno gubi boju i ponovno se javlja zelena boja klorofila. U prvoj epruveti uslijed redukcije dolazi do promjene boje metil crvenog i otopina postaje zelena. U preostalim epruvetama boja se ne mijenja jer se bez svjetla, askorbinske kiseline ili klorofila ne reducira metil crveno.
Chl + MK + svijetlo Chl + MK + AK + svijetlo Chl + MK + AK + tamno Sp + MK + AK + svijetlo Rezultat Na kraju pokusa skicirajte epruvete s promijenjenom bojom u jednoj od opcija, naznačujući sastav otopine i uvjeta osvjetljenja (ili rezultat zapisati u tablicu), zaključiti o uvjetima za fotosenzibilizirajuće djelovanje klorofila.
Materijal i oprema: ekstrakt klorofila, kristalna askorbinska kiselina, metil crveno (zasićena otopina), 96% alkohol, stolna lampa sa žaruljom od 100 W, epruvete, stalak za epruvete, pipete od 2 ml, odnosno graduirani cilindar od 10 ml, lopatica.
Rad 21. Utjecaj vanjskih uvjeta na intenzitet fotosinteze Fotosinteza kao fiziološki proces povezana je ne samo s unutarnjim uvjetima – njezin se intenzitet mijenja s promjenama vanjskih čimbenika: svjetlosti, temperature, sadržaja ugljičnog dioksida, mineralne ishrane itd.
Za demonstraciju intenziteta fotosinteze možete koristiti vodene biljke (elodea, rogoznik) metodom brojanja mjehurića oslobođenog kisika.
Na svjetlu se u lišću odvija proces fotosinteze, čiji je produkt kisik, koji se nakuplja u međustaničnim prostorima i posudama.
Prilikom rezanja stabljike, kroz rez se oslobađa višak plina u obliku toka mjehurića, čija brzina oslobađanja ovisi o intenzitetu fotosinteze. Iako se ovom metodom kvantitativno ne utvrđuje produktivnost fotosinteze, ona dosta jasno pokazuje promjenu intenziteta fotosinteze ovisno o utjecaju vanjskih čimbenika.
Napredak. Stavite grančicu elodee ili hornwort s netaknutom točkom rasta u jarak s vodom i pod vodom ažurirajte rez britvom, praveći kosi rez. Zatim ga stavite u epruvetu s vodom prethodno obogaćenom ugljičnim dioksidom, uz otapanje male količine sode NaHCO3 (na vrhu lopatice), prema dolje s točkom rasta, ostavljajući razmak od 1 cm od reza do vrha. površinu vode za brojanje mjehurića koji se oslobađaju iz posjekotine. Stavite epruvetu u stalak u blizini izvora svjetla i pričekajte da se mjehurići ravnomjerno oslobode tijekom određenog vremenskog razdoblja. Ova se grana može koristiti za eksperiment. Ako su mjehurići veliki i zadržavaju se na posjekotini, potrebno je lagano pritisnuti vrh posjekotine pincetom ili obnoviti posjekotinu pod vodom. U svim varijantama pokusa vrijeme bi trebalo biti isto.
Sveučilišno obrazovanje kao nastavna pomoć za studente visokoškolskih ustanova koji studiraju u smjeru i specijalnosti psihologije Moskva 2005 UDC 612.82 (075.8) BBK 28.706ya73 B 75 Recenzenti: doktor bioloških znanosti, profesor odjela. psihofiziologije i psihopatologije Rostovskog državnog sveučilišta V. N. Kiroy kandidat...”
"MINISTARSTVO POLJOPRIVREDE RUSKE FEDERACIJE SAVEZNA DRŽAVNA OBRAZOVNA USTANOVA VISOKOG STRUČNOG OBRAZOVANJA ALTAI DRŽAVNO POLJOPRIVREDNO SVEUČILIŠTE S.V. Fedotov, V.P. Fedotov PREVENCIJA BOLESTI I BIOTEHNOLOGIJA REPRODUKCIJE PILIĆA NA FARMAMA Udžbenik Barnaul Izdavačka kuća AGAU 2007 UDK 619:636.5/.6.618.11 Fedotov S.V. Prevencija bolesti i biotehnologija reprodukcije pilića na farmama: udžbenik / S.V. Fedotov, V.P...."
« V.V. Transfuzijska terapija akutnog masivnog gubitka krvi metodološke preporuke ALMATY 2008 UDC 615.38.03:617-005.1(035) BBK 54.5 Recenzenti: Dzhumabekov A.T. – pročelnik Katedre za kirurgiju AGIUV, doktor medicinskih znanosti. Džoldibekov T.S. – Izvanredni profesor Odsjeka za opću kirurgiju, anesteziologiju i reanimatologiju KazNMU, kandidat medicinske..."
"MINISTARSTVO ZDRAVLJA I SOCIJALNOG RAZVOJA RUSKE FEDERACIJE DRŽAVNA OBRAZOVNA USTANOVA VISOKOG STRUČNOG OBRAZOVANJA RUSKO DRŽAVNO MEDICINSKO SVEUČILIŠTE PRIMJENA VISOKOKONCENTRIRANIH OTOPINA ALBUMIN B TERAPIJA KOD DJECE Obrazovni i metodološki priručnik Preporučeno za objavljivanje Središnjeg odbora za medicinsko obrazovanje drž Obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja Ruskog državnog medicinskog sveučilišta, Ministarstvo zdravstva Ruske Federacije, Moskva 2005. Recenzenti: voditelj Odsjeka za pedijatrijsku anesteziologiju i toksikologiju, RMAPO doktor medicinskih znanosti, profesor I.F. Ostrejkov;..."
„Obrazovna ustanova Grodno State Medical University Zavod za patološku fiziologiju PATOFIZIOLOGIJA KRVNOG SUSTAVA I HEMOSTAZE Obrazovni i metodološki priručnik za studente medicinskih, pedijatrijskih, medicinsko-psiholoških i medicinsko-dijagnostičkih fakulteta Grodno GrSMU 2010 UDC 616.15-092(075.8) BBK 52.527ya73 P20 Preporuka koju je utvrdilo Središnje znanstveno-metodološko vijeće obrazovne ustanove GrSMU (Zapisnik br. 5 od 22. lipnja 2009.). Autori: voditelj. odjelu patološke fiziologije, izvanredni profesor, dr. med. znanosti..."
“Opća i profesionalna pedagogija: udžbenik za studente strukovnog obrazovanja: u 2 knjige / Ured. V.D. Simonenko, M.V. Revnostan. - Bryansk: Izdavačka kuća Bryansk State University, 2003. - Knjiga 1 - 174 str. Sadržaj Poglavlje 1. Uvod u stručno pedagošku specijalnost § 1. Opće karakteristike stručno pedagoške specijalnosti Bit i obilježja struke Stručno pedagoška specijalnost Uvjeti za...”
„Ministarstvo prometa Rusije Pomorsko državno sveučilište nazvano po. adm. G.I. Nevelsky Zavod za psihofiziologiju i psihologiju rada u posebnim uvjetima PROGRAM I METODIČKE UPUTE ZA IZUČAVANJE PREDMETA PSIHOLOGIJA I PEDAGOGIJA za pomorske specijalnosti Sastavio A.D. Chernobay Vladivostok 2004. Uvod Program je namijenjen onima čije će profesionalne aktivnosti uključivati psihologiju i pedagogiju kao jednu od općeobrazovnih disciplina, što će pridonijeti: poboljšanju općeg i...”
"U. Y. ZOBENKO, G. A. PLUTAKHIN SAŽETCI PREDAVANJA IZ PRIRUČNIKA ZA NASTAVU BIOLOŠKE FIZIKE Krasnodar 2013 BBK 22.3 UDK 53-577.3(075.8) Autori: čl. Predavač na Odsjeku za medicinsku i biološku fiziku Kubanske državne medicinske akademije, dr. sc. ZOBENKO V.Ya.; Izvanredni profesor, Odsjek za biotehnologiju, biokemiju i biofiziku, Državno agrarno sveučilište Kuban, dr. sc. PLUTAKHIN G.A. Recenzenti: izvanredni profesor Odsjeka za suvremene obrazovne tehnologije Kubanskog državnog sveučilišta Suyatin...”
„Državno medicinsko sveučilište u Donjecku. M. Gorky Department of Medical Chemistry METODIČKE UPUTE za praktičnu nastavu iz medicinske kemije za studente prve godine međunarodnog medicinskog fakulteta. Donetsk - 2011 1 Metodološke upute pripremio: glava. odjel, izvanredni profesor Rozhdestvensky E.Yu. Izvanredni profesor Sidun M.S., v nastavnik Pavlenko V.I., pomoćnici odjela Ignatieva V.V., Boytsova V.E., Busurina Z.A., Streletskaya L.P., Sidorenko L.M. Smjernice su odobrene za...”
„Ministarstvo obrazovanja i znanosti Ruske Federacije Državna obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja Rusko državno trgovačko i ekonomsko sveučilište Omsk Institut (podružnica) GONCHAROVA O.V. EFIMOVA S.V. TERMINOLOGIJA SUVREMENE PRIRODNE ZNANOSTI OD A DO Ž Udžbenik OMSK 2011 UDC 50 BBK 20 T 35 Recenzenti: Sidorov G.N., doktor bioloških znanosti, profesor Odsjeka za zoologiju i fiziologiju Omskog državnog pedagoškog sveučilišta Tyumentseva E.Yu., Ph.D. .sc., izvanredni profesor, pročelnik...”
„Voronin E.S., Sidorov M.A., Devrishov D.A., Fedorov Yu.N., Esepenok V.A., Yurov K.P. ZARAZNE BOLESTI ŽIVOTINJA U RANOM POSTNATALNOM RAZDOBLJU Obrazovni priručnik Odobreno od strane Obrazovno-metodološke udruge visokoškolskih ustanova Ruske Federacije za obrazovanje u područje znanosti o životinjama i veterine za studente visokoškolskih ustanova kao pomoć u nastavi u specijalnosti - 65: 111201 - Veterina Moskva 2008. Zarazne bolesti životinja u ranom postnatalnom razdoblju / Voronin E.S., Devrishov...”
“Kogan A. B. Ekološka fiziologija čovjeka K 57 UDC 612.014.4/5 (075) Objavljeno odlukom uredničkog povjerenstva za biološke znanosti uredničkog i izdavačkog vijeća Rostovskog državnog sveučilišta Recenzenti: doktor bioloških znanosti I. M. Rodionov (MSU); Department of Human and Animal Physiology, Kuban State University Urednici Z. R. Konchanina, L. A. Gaidash Kogan A. B. K 57 Ekološka ljudska fiziologija. – Rostov na Donu: Izdavačka kuća Rostov...”
“FEDERALNA AGENCIJA ZA VLADINU OBRAZOVANJE JAVNA OBRAZOVNA USTANOVA VISOKOG STRUČNOG OBRAZOVANJA ST. PETERBURG DRŽAVNO SVEUČILIŠTE ZA EKONOMIJU I FINANCIJE V.I. GRIGORJEV, D.N. DAVIDENKO, S.V. MALININA FITNES KULTURA STUDENATA: TEORIJA I PRAKSA Preporučeno od strane Obrazovno-metodološke udruge visokoškolskih ustanova Ruske Federacije za obrazovanje u području tjelesne kulture kao nastavno sredstvo za obrazovne...”
„MINISTARSTVO OBRAZOVANJA I ZNANOSTI RUSKE FEDERACIJE (MINISTARSTVO OBRAZOVANJA I ZNANOSTI RUSIJE) Čelnicima tijela Odjela za obrazovanje i socijalizaciju djece izvršne vlasti subjekata Ruske Federacije, ul. Lyusinovekaya, 51, Moskva, 117997. obavljanje upravljanja Tel./faks 237-90-72. u području obrazovanja E-mail: [e-mail zaštićen] O formiranju kulture zdrave prehrane studenata i učenika Jedna od najvažnijih zadaća unaprjeđenja organizacije školske prehrane je formiranje kod djece...”
„Ministarstvo zdravstva Ruske Federacije Irkutsk State Medical University Katedra za patološku fiziologiju s tečajem kliničke imunologije i alergologije, fiziologije i patologije nespecifičnih čimbenika tjelesne otpornosti Irkutsk, 2003. 1 Odobreno i odobreno od strane Središnjeg koordinacijskog i metodološkog vijeća Irkutsk State Medical University 2003. Obrazovni priručnik sastavio: And. O. Izvanredni profesor Kliničke imunologije s...”
„Državno medicinsko sveučilište u Donjecku. M. Gorky Department of Chemistry METODIČKE UPUTE za praktičnu nastavu iz medicinske kemije za studente prve godine međunarodnog medicinskog fakulteta. Donetsk - 2011 1 Metodološke upute pripremio: glava. odjel, izvanredni profesor Rozhdestvensky E.Yu. Izvanredni profesor Sidun M.S., v nastavnik Pavlenko V.I., pomoćnici odjela Ignatieva V.V., Boytsova V.E., Busurina Z.A., Streletskaya L.P., Sidorenko L.M. Smjernice su odobrene na sastanku...”
“V.P. Suhorukov Primjena krvnih sastojaka. Pitanja i odgovori Kirov UDK 616.38(07) BBK 53.5, 51.1(2)2 C 91 Objavljeno odlukom Središnjeg metodološkog vijeća i Uređivačkog i izdavačkog vijeća Kirovske državne medicinske akademije. Protokol broj 2 od 20. listopada 2005. Recenzenti: G.A. Zaitseva, profesor, doktor medicinskih znanosti, prvi zamjenik ravnatelja Kirovskog istraživačkog instituta za hematologiju i transfuziju krvi za znanstveni rad; A.P. Spitsin, profesor, doktor medicine. znanosti, voditelj..."
“Ministarstvo obrazovanja i znanosti i Ruska Federacija ® Savezna državna proračunska obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja TULA DRŽAVNO SVEUČILIŠTE E.D. Gryazeva, M.V. Zhukova, O.Yu. Kuznjecov, G.S. Petrova Samostalna obrazovna i znanstvena djelatnost studenata: psihofiziološke i organizacijsko-metodičke osnove Udžbenik 2. izdanje, prerađeno i dopunjeno Odobreno od Nastavno-metodičkog zbora za stručno pedagoške...”
“RAZNOLIKOST PROKARIOTA – UNIŠTAVAČA EKSTREMNIH NAVIKA ZONE BAJKALSKOG RIFTA Radnagurueva A.A., Lavrentieva E.V., Barkhutova D.D., Banzaraktsaeva T.G. Namsaraev B.B. Rep. urednica, doktorica bioloških znanosti, prof. Namsaraev B.B. Recenzenti: doktor bioloških znanosti Abidueva E.Yu. dr.sc. Danilova E.V. dr.sc. Alekseeva E.V. Ulan-Ude 2012. Udžbenik: Raznolikost ekstremofilnih prokariota - destruktora ekstremnih staništa zone Bajkalskog pukotina sastavljen je na temelju iskustva ekspedicijskog rada i temelji se na...”
“KRIMSKA AKADEMIJA NOOSFERNOG OBRAZOVANJA I SERIJE ZNANOSTI BIBLIOTEKA NOOSFERNOG UČITELJA A.I. Bogosvyatskaya MODERNA LEKCIJA: HARMONIJA, INSPIRACIJA, FANTAZIJA (bioadekvatne lekcije književnosti) CANON Sevastopol 2013 UDC 372.8:82.09 BBK 74.268.3 B 74 Recenzenti: kandidat filoloških znanosti, izvanredni profesor L.M. Shkaruba. Učitelj-metodičar, voditelj savjetodavnog i obrazovnog centra Odgajatelj I.A. Khromenko. Bogosvjatskaja A.I. Moderna lekcija: harmonija, inspiracija, fantazija (bioadekvatna lekcija književnosti)...”
