Экология мамандықтарының күндізгі оқу формасындағы студенттер үшін “Өсімдіктер физиология” пәні бойынша зертханалық жұмыстарды орынд

 

Өсімдік	Тұқ-ң салмағы, гр		Тұқ-ң  сал-ң артуы
	Алғашқы	Соңғы	гр.	%
Бидай
Асбұршақ

 

Бақылау нәтижелерін тіркеп, келесі сұрақтарға жауап беріңіздер:

1) тұқымның  ісінуі қалай өтеді;

2) бұл  процестің негізгі қор заттарына  тәуілділігі қандай;

3) коллоидтар  гидратациясы неге әкеледі?

4) неге  байланысты құрғақ тұқымдар көлемінде  үлкейеді;

5) ақуыздар  гидратациясының 3 проц-ң атаңыз.

 

 

Әдебиеттер

 

1 Викторов  Д.П. Практикум по физиологии  растений. – 2-е изд.- Воронеж: Изд-во  ВГУ, 1991.- С.40-41

 

 

 

2.2 тақырып.  Микроскоп арқылы лептесік қозғалысын  бақылау

Керекті материалдар  және құрал-жабдықтар: гортензия, амариллис, қызғалдақ және традесканцияның жаңа жиналған жапы-рақтары; тамызғыштағы 1М қант ерітіндісі; тамызғыштағы 5%-дық глицерин ерітіндісі; бритва; препараттық ине; микроскоп; заттық және жабынды шыны; суы бар стақан; шыны таяқша; сүзгі қағазы.

Жапырақтың  жасушааралық және сыртқы орта атмосферасы аралығындағы газ алмасу лептесік реттейді. Әрбір лептесік екі тұйықталған жасушадан тұрады. Олардың лептесік саңылауына бекіген қабырғасы өте қалың, ал сыртқы қабықшалары жұқа болып келеді. Тұйықталған жасушалардың ішкі және сыртқы қабырғаларының біркелкі болмауы, тұйықталған жасушалардың тургордың өзгеруінен қисаюына және түзелуіне, сонымен қатар лептесік саңылауын ашылуына немесе жабылуына әкеледі.

 

Жұмыс барысы

1) тәжірибе. Қандай да бір өсімдік жапырағының төменгі эпидермисін кесіп алып, 1 тамшы суда микроскоптың ең үлкен ұлғайтқышында қарайды. Тұйықталған жасушалардың қалыңдаған жасуша қабырғасын анықтап, бір лептесіктің суретін салу. Жабынды шыныға 1-2 тамшы 1М қант ертіндісін тамызып, лептесік саңылауының ашылу өзгерісін бақылайды. Жабық күйдегі лептесіктің суретін салу. Ертіндіні сумен алмастырып, лептесіктің баяу ашылуын қайта бақылау;

2) тәжірибе. Қандай да бір өсімдіктің жапырақ эпидермисінің кескінін дайындап, заттық шыныға 5%-дық глицерин ерітіндісін тамызып, үстінен жабынды шынымен жауып, микроскоп астында тұйықталған жасушадағы және микроскоп астында тұйықталған жасушадағы және басқа да эпидермис жасушаларындағы плазмолизді бақылайды. Осы кезде лептесіктің саңылауы жабылады.

Біраз  уақыттан кейін глицерин цитоплазма арқылы жасуша ішіне өтіп, деплазмолиз кезінде лептесік ашылады.

Глицеринді  сумен алмастырып, одан кейін жабынды  шыныға 1 тамшы су тамызады, ал келесі жағынан глицеринді сүзгі қағазбен сорып алады.

Алдыңғы тәжірибелерге  қарағанда лептесік осы кезде  одан да кең ашылады. Себебі глицерин жасуша сөліне өтіп, тұйықталған жасушалардағы осмостық қысым жоғарлайды.

Бақылау нәтижелерін тіркеп, келесі сұрақтарға жауап беріңіздер:

1)  лептесік  қозғалысының себебін түсіндіріңіздер.

2) жапырақсыз өскіндерде  және лептесік жабық кезінде транспирация жүре ме?

3) тұйықталған жасушалардың  тургор қысымы жоғарлаған кезде  неліктен лептесіктің саңылауы  ашылды?

 

Әдебиеттер

 

     1 Викторов Д.П. Практикум по физиологии растений. – 2-е изд.- Воронеж: Изд-во ВГУ, 1991.- С.50-51

 

3 Фотосинтез

 

3.1 тақырып.   Пигменттердің Краус  бойынша бөлінуі.

Құрал-жабдықтар: жасыл жапырақ пигменттерін спиртпен сору;  бензин;  этилді спирт;  тығындалған пробирка;  түрлі түсті қарандаштар.

Органикалық әлемдегі тіршіліктің толып жатқан түрлері кездеседі. Тірі организмдерді физиологиялық зерттеулер нәтижесінде зат алмасу процестерінің алуан түрлі екендігі байқалады. Бірақ, тіршіліктің барлық түрлеріне ортақ бір белгісі болады. Тіршілік әрекеттерінің жиынтығы - өсу, қимыл-қозғалыс, химиялық өзгерістердің барлығы органикалық қосындылардағы химиялық энергияны пайдалануға негізделген. Жеке организмдер осы энергияны өздерінше түрліше пайдалануы мүмкін. Бірақ органикалық заттардың кері қарай өзгерулерінің көп түрлі болуына қарамастан, олардың алғашқы синтезделу жолы (көзі) барлық тірі организмдер үшін бірдей. Бұл жол – фотосинтез, күннің электромагниттік энергиясының атмосферадағы көміртегі қос тотығының өсімдікте тотықсыздануынан пайда болған органикалық заттардың химиялық энергиясына айналуы. Басқаша айтқанда, бұл қарапайым анорганикалық заттардың (СО₂, Н₂О т.б.) өсімдік мүшелерін күн сәулесінің әсерінен органикалық қосындыларға айналу процесі.

 

6СО₂+12Н₂О→С₆Н₁₂О₆+6Н₂О+6О₂

 

Жер жүзіндегі тіршіліктің барлық түрлері  фотосинтез процесіне байланысты.

Краус әдісі пигменттердің көмірсу тектік қалдығы бар хлорофилл және көмір сутек болып табылатын каротин полярлы емес ерткішке өте ұқсас, ал екі негізді спирт болып табылатын ксантофилл (лютеин) бензинде ерімейді.

Жұмыс барысы

Пробиркаға жасыл жапырақ пигментінің спирттік тұнбасы 2-3 мл құйып бензиннің одан көптеу көлемін және 2-3 тамшы су (спирт пен бензин араласпау үшін) қосамыз.

Пробирканы  жауып, бірнеше рет қатты сілкіп тұндыру керек. Егер пигменттердің  бөлінуі анық болмаса (екі қабатта  жасыл түске боялған) тағы бензин құйып, шайқауды жалғастыру керек. Төменгі қабаттың лайлануын (судың артықшылығынан) спирт қосып жоюға болады. Төменгі спирттік және жоғарғы бензин қабаттарының болуын тіркеу (сурет салу).

Пигменттердің спирт пен бензиндегі әртүрлі  ерткіштіктері туралы тұжырымдама жаса.

                   

Бақылау сұрақтарға жауап беріңіздер:

 

1) Краус  әдісі неге негізделген?

2) ұзын  көмірсутектік құйырығы бар пигментті  атаныз?

3) қандай  пигмент көмірсутек болып табылады?

4) бензинде  ерімейтін пигментті ата?

5) ксантофиллдің басқа атауын ата?

                      

Әдебиеттер

 

1 Викторов  Д.П. Практикум по физиологии  растений. – 2-е изд.- Воронеж: Изд-во  ВГУ, 1991.-С. 65 - 66

 

 

 

3.2 тақырып.  Қағазды хроматография әдісімен пигменттік дақты бөлу

Құрал жабдықтар: кез-келген өсімдіктің жаңа жиналған жапырағы; 80%-ды ацетон; петролейлі эфир; СаСО₃;  кварцты құм және үгітілген шыны; өлшемі 1,5х1,5 см хроматография үшін сүзгі қағаздың жолағы; келі мен келсап; шыны сүзгі қойылған таза, құрғақ тығыны бар Бунзен колбасы; шыны таяқша; Комовский насосы; вазелин; шыны бюкстер (2 дана); шыны цилиндр немесе ұзындығы 20-25 см, тығыны бар үлкен пробирка; бояу қарындаштары.

Пигменттерді  хроматографиялық әдіспен айыруды  ең алғаш орыс ғалымы М.С. Цветов енгізді. Бұл әдіс құрамында пигменттер қоспасы бар ерітіндінің адсорбент қабаты арқылы өтуіне негізделеді. Берілген ерітіндіде бірдей ерімейтін және түрлі адсорбцияланған әртүрлі дақтар әртүрлі жылдамдықпен қозғалып, адсорбенттердің әр жерінде орналасады. Ерітіндіде дақтар тез еріп және берілген адсорбенте ол нашар адсорбцияланса, онда ол тез қозғалып, ол осы дақ аймағында ұзақ уақытқа орналасады.

Қазіргі уақытта  қағаз бетіндегі хроматография  әдісі кең тараған.

Жұмыс барысы

Жаңа жиналған жапырақтарды ұсақтап, келіге салып, су мөлшерде СаСО₃ және кварц құмын немесе ұсақталған шыныны қосып, ацетонды баяу құя отырып ерітеді (2-3 г материалға 25 мл ацетон). Алынған ерітіндіні шыны сүзгі арқылы насоспен сора отырып оны таза құрғақ Бунзен колбасына сүзіп құяды.

Сорғышты (вытяжка) бюске құйып, оған сүзгі қағазынан қиып алған жолақтың ұшын батырды. Бірнеше минуттан соң сорғыш қағаз бойымен 1-1,5 см жоғары көтеріледі. Осы қағазды ауада кептіріп, оны қайта дақтар ерітіндісіне бірнеше секундқа батырады. Осы операцияны қағаздың жоғары жағында қара-жасыл түсті дақтар таралғанша 5-7 рет қайталайды. Осыдан  кейін қағазды жолақтың ұшын барлық пигменттер 1-1,5 см көтерілу үшін таза ацетонға бірнеше секундқа батырады.

Жолақты ацетонның  иісі кеткенше кептіріп түбіне петролейлі эфир құйылған цилиндр тігінен орналастырады. Жолақ ертіндіге боялмаған жағымен батырылып, ыдыстың қабырғасына жанаспау керек. Ол үшін оны ілпешекпен іліп қояды. Дақтар жарық әсерінен бұзылғандықтан, бөлуді жартылай қараңғы немесе әлсіз жарықта жүргізу керек.

10-15 минуттан  соң ерітіндіні 10-12 см-ге көтеріледі. Осы кезде дақтар мына тәртіппен орналасады: астында хлорофилл б, үстінде хлорофилл а, одан кейін ксантофилл және бәрінен жоғары каротин, еріткішпен  бірге көтеріледі.

Алынған хроматограмманың суретін салып, қағаздағы                                                                             дақтардың бөліну себебі туралы қорытынды жаз;

Бақылау нәтижелерін тіркеп, келесі сұрақтарға жауап беріңіздер:                                               

1) қандай реакцияның  көмегімен хлорофилдің күрделі               эфир      екенін дәлелдеуге болады? Осы реакцияның теңдеуін       жаз.

2) қандай реакцияның  көмегімен хлорофилл молекуласының  құрамында магний атомы бар  екенін дәлелдеуге болады? Осы реакция теңдеуін жаз.

 

Әдебиеттер

 

1 Викторов Д.П. Практикум по физиологии растений. – 2-е изд.- Воронеж: Изд-во ВГУ, 1991.-С.67-69

 

 

 

4 Өсімдіктердің минералдық қоректену  физиологиясы

 

4.1 тақырып.  Физиологиялық қышқыл және сілтілік тұздар

Құрал-жабдықтар:  тамырларының ұзындығы 5-6 см бидай, арпа өскіндері;  NH₄Cl ерітіндісінің 0,2 гр/л;  0,2 гр/л NaNO₃ ерітіндісі;  әмбебап индикатор және түстер шкаласы;  құрғақ мақта;  3 штативтегі пробиркалар;  фосфор ыдысы;  жарық өткізбейтін қағаз;  шыныға арналған қарандаш.

Тұздар  катиондары мен аниондары өсімдікке  әртүрлі жылдамдықпен түседі. Тамыр  катионды анионға қарағанда тез  сіңіретін тұздар физиологиялық  қышқылдар деп аталады: катионның  орнына жасушадан бөлінетін сутегі ионы ертіндіде қалған анионмен қышқыл түзіп, ортаны қышқылдатады.

Физиологиялық сілтілі тұздардың анионы тез  сіңіріледі. Ал оның орнына тамырлар ионын бөледі. Мысалы: NaNO₃ ерітіндісінің NO₃-і тез сіңіріліп ортада Na гидрокарбонаты жиналады. Оның гидролизі нәтижесінде сілті түзіледі.

Жұмыс барысы

3 пробирканы  нөмірлеп, 1 пробиркаға 0,02% NH₄Cl ерітіндісін, 2–не 0,02% NaNO₃, 3-не (бақылау) су құбырынан алынған суды толтырып құяды, әмбебап индикатор көмегімен әрбір пробиркада pH анықтайды. Пробиркаларға үш өскіннен салып мақта тығынымен жабады (мақта ертіндіге тимеу керек). Өсімдіктер тамырлары қараңғы болудай қылып пробиркаларды жарық өткізбейтін қағазбен қаптау керек. Пробиркаларды жақсы жарықтанған жерде қалдырады. Бір-екі аптадан кейін ертінділер pH анықтау керек.

 

өсімдік	Пробирка  №	тәжірибе  нұсқауы	PH көлемі
			алғашқыда	Соңғы нәтиже
	I	NH4Cl
	II	NaNO3
	III	H2O

 

pH өзгерістерінің себептері түсіндіретін  қорытындылар жасау.

 Бақылау нәтижелерін тіркеп, келесі сұрақтарға жауап беріңіздер:

1) физиологиялық  қышқыл тұздар деп қандай тұздарды айтамыз?

2) анионы  тез сіңірілетін тұздар қалай  аталады?

3) ортаның  қышқылдануы қалай жүреді?

4) pH өзгеруінің себептері неде?

5) физиологиялық қышқыл және сілтілі тұздардың айырмашылығы неде?

             

Әдебиеттер

 

1 Викторов Д.П. Практикум по физиологии растений. – 2-е изд.- Воронеж: Изд-во ВГУ, 1991.-С.101-102

 

 

 

 

 

 

 

4.2 тақырып.  Өсімдіктердегі нитратты анықтау

 

Керекті құрал-жабдықтар: коректік ерітіндіде немесе топырақта өсірілген өсімдік; тамызғыштағы концентерленген күкірт қышқылындағы 1%-ды дифеналамин ерітіндісі (оны қараңғы жерде сақтау керек; тамызғышты Петри чашкасының қақпағының үстіне қояды); қайшы; ақ фарфор тарелке; шыны таяқша; суы бар стақан; сүзгі қағазы.

Топырақтан  тамыр арқылы сіңірілген азот қышқылының тұздары (нитраттар) өсімдікте аммиакқа дейін бірнеше этап арқылы қайта қалпына келеді. Осы әрбір этапты ерекше ферменттер (нитритредуктаза, нитратредуктаза) катализдейді. Аммиак кето қышқылымен (сірке және пирожүзім, α-кетоглютар) байланысып, қышқылдау процесі барысында бірінші ретті аминқышқылы – глутамин, аспарагин және аланин түзеді. Басқа аминқышқылдары трансаминирование жолымен түзіледі. Осы жоғарыда айтылғандарды жоба түрінде көрсетуге болады:

 аминқышқылдары.

Еріген көміртегі  мен жоғары белсенді ферменттердің құрамы жеткілікті болса, аталған биохимиялық процестер тамырда өтеді. Бірақ нитраттардың біразы тамыр паренхимасы арқылы өзгермеген күйде өтуі мүмкін. Бұл жағдайда нитраттар ксилема талшығына өтіп, сабақ бойымен жапырақтарға көтеріліп, нитраттар қалпына келеді. Нитраттарды қалпына келтіру үшін фото немесе тотықтырғыш фосфорлау процесінде түзілетін АТФ қажет.