3 балла - тёмно-синий цвет (содержание крахмала среднее)
2 балла - светло-синий цвет (содержание крахмала низкое)
1 балл - голубой цвет (следы крахмала)
0 баллов - жёлтый цвет (крахмал отсутствует).
4. Результаты опытов занёс в таблицу:
Таблица № 1 "Изменение содержания крахмала в стеблях древесных пород"
Дата проведения опыта | Содержание крахмала в баллах | ива козья | Сирень обыкновенная | Лиственница обыкновенная | сосна обыкновенная | 30.10.99 | 3 | 4 | 4 | 4 | 30.11.99 | 2 | 3 | 3 | 2 | 30.12.99 | 2 | 2 | 1 | 1 | 30.01.00 | 1 | 1 | 0 | 0 | 30.02.00 | 1 | 1 | 0 | 0 | 30.03.00 | 2 | 2 | 1 | 1 | 30.04.00 | 2 | 3 | 3 | 3 |
Опыт проведён в трёх повторностях для получения более достоверного результата.
Вывод: наблюдал колебание содержания крахмала, к середине зимы у сосны и
лиственницы крахмал почти исчез. Такие колебания связаны с распадом крахмала и
накоплением жиров в вакуолях клеток и в цитоплазме. Накопление жиров в клетках
позволяет растениям перезимовать. Эти процессы усиливаются при наступлении
сильных холодов. Повышение температуры воздуха в конце зимы вызывает распад
жиров и повторное накопление крахмала. К началу сокоотделения и распускания
почек запасной крахмал окончательно распадается с образованием растворимых
сахаров
У ивы и сирени пробы немного отличаются от проб на крахмал у хвойных. Не
наблюдается полного исчезновения крахмала к середине зимы, так как он служит
энергетическим материалом, за счёт которого растения живут зимой. Он повышает
устойчивость клеток к морозам. Поэтому в зависимости от характера превращения
крахмала древесные растения делят на две группы: крахмалистые (куда вошли ива
и сирень) маслянистые (хвойные).
Опыт № 3 "Повышение морозоустойчивости растений"
Цель: выяснить роль сахара в повышении морозоустойчивости тканей
корнеплода свёклы столовой.
Оборудование и объекты: корнеплод свёклы столовой, 3 пробирки, штатив,
термометр (на 25ºС), лёд, поваренная соль, пробочное сверло, растворы
сахарозы.
Ход опыта:
1. Пробочным сверлом из корнеплода вырезал 6 небольших одинаковых
пластинок (2х0,5 см) пластинок.
2. Тщательно промыл их водой, чтобы удалить антоциан (содержится в
вакуолях клеток, растворимый в воде - бетацианин) из разрезанных клеток.
3. Поместил пластинки свёклы в пробирки.
В первую налили на 1/4 объёма воду.
Во вторую пробирку - столько же 0.5 М раствора сахарозы.
В третью - столько 1,0 М раствора сахарозы.
Количество раствора в пробирках и количество пластинок свёклы одинаково.
4. Пробирки поместил в охлаждающую смесь: к 3 частям измельчённого льда
добавил 1 часть поваренной слои, перемещал.
5. Измерил температуру смеси, когда она опустилась до 20ºС, содержимое
пробирки замёрзло.
6. Через 20 минут достал пробирки и поставил в стакан с водой комнатной
температуры для оттаивания. После этого сравнил окраску раствора в пробирках.
Таблица № 2 "Влияние сахарозы на морозоустойчивость тканей корнеплода свёклы
столовой"
№ пробирки | Результаты: интенсивность окраски раствора | №1 (вода) - контроль | Вода окрасилась интенсивно в красный цвет | №2 (раствор 0,5 м) | Раствор окрасился в красный цвет (средний по интенсивности) | №3 (раствор 0,1 М) | Раствор слабо окрашен (следы антоциана) |
Вывод: выход антоцианов из вакуолей в раствор означает, что клетки погибли,
мембраны их разрушены и уже не могут удержать содержимое клетки. В пробирках
с 0,5 М и 1,0 М растворами сахарозы цвет отличается от контроля. Чем выше
концентрация сахарозы, тем слабее окрашен раствор. Уменьшение выхода
антоциана из тканей корнеплода свёклы, находившихся в растворах сахарозы,
свидетельствует о том, что сахарозы оказала защитное действие на цитоплазму
клеток при их замораживании. Степень защитного действия зависит от
концентрации сахарозы: в более концентрированном растворе (1,0 М растворе)
повреждение тканей оказалось минимальным.
Пояснение к опыту №3.
Внезапное, в течение 15-20 минут, понижение температуры от+20 до -20ºС
вызывает в клетках корнеплода, находившегося в пробирке с водой, образование
льда непосредственно в цитоплазме. Кристаллы льда повреждают структуру клеток,
они погибают. Защитное действие сахарозы во второй и третьей пробирках связано
с поступление сахарозы из раствора в клетки и с выходом воды из клеток в
наружный, более концентрированный раствор. Чем выше количество сахарозы в
клетке, тем ниже температура замерзания цитоплазмы, так как сахарозы, связывая
внутриклеточную воду, уменьшает её подвижность. Обезвоживание клеток также
повышает их устойчивость к действию морозов, препятствуя внутриклеточному
образованию льда. Не случайно у древесных растений зимой накапливается в
клетках 10% сахаров, у озимых злаков - до 50%.
Результаты опытов позволяют понять, почему для успешной зимовки, как озимых
травянистых растений, так и древесных, важна солнечная осень.
При пониженных ночных температурах, замедляющий отток сахаров в другие части
растения, в зелёных листьях накапливаются углеводы. Самая низкая температура,
которую выдерживают наиболее морозостойкие сорта озимой ржи - около
-30ºС на уровне почвы.
Это не слишком высокая степень морозоустойчивости. Ведь почки древесных пород в
Сибири выдерживают до -70ºС. Такая температура наблюдается в Якутии, где
растут ель сибирская, сосна обыкновенная, берёзы пушистая, осина.
Дополнительную морозостойкость почкам этих видов придаёт состояние глубокого
покоя, переход в которое сопровождается сильным обезвоживанием клеток,
накоплением жиров, углеводов, изменение состава белков.
Общий вывод по проделанной работе.
По ходу выполнения работы я подбирал и изучал специальный литературу по
данной теме, провёл опыты и наблюдения.
1. Физиологические и биохимические процессы в зелёных растениях тесно
связаны с углеводами, которые вырабатываются в клетках самого растения.
Углеводы - основные питательные и скелетные материалы клеток и тканей
растения. Крахмал является основным углеводом, состоит из амилозы и
амилопектина и некоторого количества других веществ. Крахмал подвергается
реакциям гидролиза, с образованием моносахаридов, реакции катализируются
ферментами α- и β-амилазами.
К группе Углеводов гликозидов относятся антоцианы - основные пигменты
клеточного сока окрашенных частей растений (лепестков цветков, плодов,
корней, стеблей).
Физиологическая роль гликозидов мало изучена, но их образование связано с
физиологической функцией сахаров в растениях, также гликозиды - запасной
материал для синтеза сахаров и связанных с ними комплексов.
2. Большая роль принадлежит углеводам в повышении морозоустойчивости тканей
и клеток растений, позволяя им переносить температуру ниже 0ºС.
Нечувствительность к морозам достигается физико-химическими изменениями в
клетках.
Проведя опыты, я убедился, что перед листопадом крахмал превращается в
растворимые сахара и оттекает в запасающие органы: стебли, корни, семена. В
последних происходит обратные реакции - превращение сахаров в крахмал. То
есть, растения способны "экономить" углеводы, так как их роль в жизни
растения очень значима.
3. В ходе проведения длительного наблюдения за "судьбой" запасного
крахмала выяснил, что к середине зимы крахмал из древесины сосны и
лиственницы "исчезает". Происходит химическая перестройка углеводов, они
превращаются в жиры, что помогает клеткам этих растений перезимовать. Эти
процессы усиливаются с наступлением сильных холодов. Повышение температуры
воздуха в конце зимы вызывает распад жиров и повторное накопление крахмала. К
началу сокодвижения и распускания почек запасной крахмал окончательно
распадается с образованием растворимых сахаров. Такие процессы происходят в
древесине маслянистых пород деревьев (хвойных). В древесине "крахмалистых"
пород (иве и сирени) не происходит полного перехода крахмала в жиры, часть
его остаётся, так как крахмал также служит энергетическим материалом, за счёт
которого растения живут зимой. Жиры, накапливаясь в клетках, вытесняют из них
воду. Остальная вода прочно связана с молекулами белков и углеводов, теряет
способность к кристаллизации. Поэтому у морозостойких видов кристаллы льда в
клетках не образуются.
4. Выяснил на опыте, как углевод сахароза повышает морозоустойчивость
такого запасающего органа как корнеплод свёклы столовой. Внезапное понижение
температуры вызвало в клетках корнеплода, находившегося в пробирке с водой,
образование льда в цитоплазме. Кристаллы льда повреждают структуру клеток и
они погибают. Наблюдал защитное действие сахарозы на клетки корнеплода, так
как из раствора сахароза поступает в клетки, а вода из клеток - в наружный ,
более концентрированный раствор. Чем выше количество сахарозы в клетке, тем
ниже температура замерзания цитоплазмы, так как сахароза связывает
внутриклеточную воду, уменьшает её подвижность. Обезвоживание клеток также
повышает их устойчивость к действию морозов, препятствуя внутриклеточному.
Степень окрашивания определял по выходу из вакуолей разрушенных клеток
антоциана - бетациана.
В результат выполнения этой работы я расширил свой кругозор в области
физиологии растений, узнал много новых и интересных фактов из жизни растений.
Список использованной литературы.
1. Гусева М.В. "Малый практикум по физиологии растений" Москва, 1997 год.
2. Крамер П.Д. , Козловский Г.Г. " Физиология древесных растений" ,
Москва, 1998 год.
3. Кретович В.Л. " Биохимия растений", Москва, 1990 года
4. Кудряшов К.В., Родионова Г.Б., Гуленкова Б.А., Козлова В.Н. " Ботаника
с основами экологии" Москва, "Мир", 1996 год.
5. Пономарёва И.Н. "Экология растений с основами биогеоценологии" Москва,
"Просвещение", 1978 год
6. Туманов И.И. "Физиология закаливания и морозостойкости растений"
Москва, "Наука", 1998 года.
7. К. Вилли, "Биология", Москва, "Мир", 1997 год.
8. Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор "Биология", Москва "Мир", 1996.
[1] Зимостойкость - способность
растений переносить различные неблагоприятные условия в течение холодного
времени года.
Холодостойкость - способность растений переносить низкие положительные
температуры.
Страницы: 1, 2, 3
|