Лабораторна робота №3
Тема: ПЛАЗМОЛІЗ ТА ДЕПЛАЗМОЛІЗ У РОСЛИННИХ КЛІТИНАХ
Мета: вивчити основні
структурні компоненти рослинної клітини як цілісної
структурно-функціональної одиниці система. Ознайомитись із явищами плазмолізу та деплазмолізу.
Завдання:
- сформувати
поняття про основні структурні компоненти рослинної клітини: оболонку,
плазмолему, тонопласт, ядро;
- дослідити перебіг осмотичних процесів у клітині.
Обладнання і матеріали: світловий мікроскоп, предметні
скельця, готові препарати, роздатковий матеріал,
дистильована вода, реактиви, інструменти, лабораторний посуд; цибулини цибулі (Аllium сера L.).
ТЕОРЕТИЧНА
ЧАСТИНА
Вода – життєво
необхідна субстанція. При активному метаболізмі в клітині вона становить
основну її масу, досягаючи 95 %.
Вода є активним розчинником для проходження біохімічних
процесів та середовищем, яке забезпечує дифузію розчинених речовин по клітинах
рослин, а також підтримує відповідний температурний режим як клітини, так і
цілого організму. Мінеральне живлення, транспорт речовин, метаболічні процеси
відбуваються за участі води. Вода – джерело кисню під час фотосинтезу й водню –
для відновлення діоксиду карбону (вуглекислого газу). Важливою особливістю води
є її прозорість, що сприяє успішному проникненню сонячних променів до
хлоропластів.
У клітину дода надходить крізь напівпроникні перегородки
(цитоплазматичні мембрани) – плазмалему.
Надходження води зумовлене осмотичним тиском, який виникає всередині клітини (в
клітинному соці).
Осмотичний тиск розчину – це сила, яку треба докласти, щоб перешкодити
проникненню води в розчин, відокремлений від неї напівпроникною мембраною.
Величину осмотичного тиску вимірюють в атмосферах.
Інтенсивність проникнення води в клітину залежить саме
від концентрації солей у клітинному соці і навколишньому середовищі. Концентрація
розчину характеризується ступенем дисоціації іонів.
Ступінь дисоціації й осмотичний тиск перебувають у прямій
залежності. Вода завжди буде рухатися у бік більшої концентрації розчину.
При надходженні води в клітину об'єм вакуолі буде
збільшуватися, протопласт почне тиснути на клітинну оболонку, створюючи
відповідне напруження клітини. Такий стан клітини називають тургорним
(від лат. turgeo – наповнення), а тиск
клітинної стінки на протопласт – тургорним
тиском.
Однак надходження води у клітину не безмежне, воно
контролюється різницею осмотичного і тургорного тиску. Ці два супротивних явища
залежать одне від одного.
Зі збільшенням вакуолей відбувається підвищення
тургорного тиску й зменшення концентрації розчину, що спричинює зниження
осмотичного тиску.
Вода в клітину надходитиме доти, доки не врівноважаться
сили тургорного й осмотичного тиску. Ці сили постійно змінюються, оскільки вода
в клітині весь час витрачається на життєві процеси.
Плазмоліз (від гр. plasma –
утворення, lisis – розчинення)
– відшарування протопласта від клітинної оболонки, яке
зумовлюється втратою води вакуолею. При цьому тургор спадає або зовсім зникає,
що призводить до в'янення органів рослини.
У природних умовах плазмоліз може відбуватися при
підвищенні концентрації солей у субстраті, в яких ступінь дисоціації іонів
вищий, ніж у клітинному соці (наприклад, надмірне внесення мінеральних добрив,
засоленість ґрунтів тощо), що призводить до втрати води клітиною.
Плазмолізуються клітини і під час посух при надмірній транспірації, коли вода
інтенсивно випаровується з рослин.
Явище плазмолізу можна спричинити і штучно, помістивши
живі клітини в гіпертонічний розчин солей, у якого всисна сила вища, ніж в
клітинному соці. Це призводить до втрати води клітиною, що зумовить відставання
протопласта від клітинних оболонок (рис. 3.1.). Залежно від в'язкості
цитоплазми, за формою плазмоліз буває різним –
кутовий, увігнутий, опуклий, судомний, ковпачковий (рис. 3.2).
Зворотний до плазмолізу процес називають деплазмоліз
(від лат. de– префікс, що означає рух
вниз) – відновлення тургору внаслідок надходження води в клітину.
Вивчення явища плазмолізу допомагає виявленню фізичних
властивостей цитоплазми: стискання, розтягування та напівпроникності.
Рис. 3.1. Плазмоліз клітини: А – клітина в стані тургору; Б – початок плазмолізу; 1 – хлоропласти; 2 – ядро з ядерцем; 3 – вакуоля; 4 –
клітинна оболонка, 5 – цитоплазма
з хлоропластами
Рис. 3.2. Види плазмолізу рослинної
клітини: А- клітина в стані тургору; Б- кутовий; В- увігнутий; Г- опуклий; Д- судомний, E- ковпачковий.
1- оболонка, 2- вакуоля, 3- цитоплазма, 4- ядро, 5- нитки Гехта
ХІД РОБОТИ
1.
Вивчити явище плазмолізу в епідермальних клітинах луски
цибулі
З епідермісу цибулини готують мікропрепарат і розглядають
його при малому збільшенні мікроскопа.
Потім з однієї сторони покривного скла капають розчин
хлориду натрію (плазмолітик). З протилежної сторони, не зрушуючи препарату,
починають відтягувати воду шматочком фільтрувального паперу.
За допомогою мікроскопа стежать за зміною стану клітин.
Виявляють поступове відходження протопласта від оболонки клітини внаслідок
втрати води з клітин. Спостерігають явище, коли протопласт клітини повністю
відокремлюється від оболонки і приймає округлу форму – повний плазмоліз клітини.
Записати порядок дій. Побачене замалювати.
2.
Перевести плазмолізовані клітини у стан деплазмолізу.
Клітини у стані плазмолізу поміщають у краплю води:
обережно поміщають краплю води на границю покривного і предметного скла, повільно відмиваючи препарат від плазмолітика
(NaCl).
Спостерігають заповнення вакуолі клітинним соком, а
цитоплазма повертається у звичне положення – настає деплазмоліз клітини.
Записати порядок дій. Побачене замалювати.
3.
Оформити
висновки.
Завдання для самоконтролю:
1. Цитоплазматична
мембрана - будова та функції.
2. Хімічний склад
гіалоплазми.
3. Космічна роль
зелених рослин.
4. Хімічний склад та
будова біологічних мембран.
5. Механізми руху речовин через плазмалему.
Інтернет-ресурси. Режим доступу:
https://www.youtube.com/watch?v=ltH0eYHqBns
https://www.youtube.com/watch?v=gWkcFU-hHUk
https://www.youtube.com/watch?v=P-2dkkLqaxE
https://www.youtube.com/watch?v=goCZLcdmUBk
Повне виконання досліду
https://www.youtube.com/watch?v=dxv4M4HHUgs
https://www.youtube.com/watch?v=quygiQgJ7b8
