Задание 4. Определение жизнеспособности семян по окрашиванию цитоплазмы

Принцип метода основан на свойстве живой протоплазмы не пропускать красящие вещества в клетку. У мертвой и поврежденной ткани изменяется структура протоплазмы и увеличивается ее сродство с красителями. Жизнеспособность семян гороха, фасоли, льна, тыквы, люпина и конопли определяется методом Нелюбова, семян пшеницы – методом Иванова.

Ход работы (по Нелюбову). Семена гороха намочить в течение 18 часов при комнатной температуре, затем освободить их от семенной оболочки и залить в стакане 0,2%-м раствором индигокармина на 2-3 часа. Через установленное время краску слить, промыть семена водой и установить их жизнеспособность. Семена с неокрашенными зародышами и частично окрашенными семядолями относятся к жизнеспособным. Семена с полностью окрашенными зародышами и семядолями нежизнеспособны. Для большей наглядности работу можно провести в двух вариантах: партию семян разделить на две части, одну из которых убить кипячением, другую оставить неповрежденной. В конце опыта сравнить, как выглядят живые и убитые кипячением семена.

Ход работы (по Иванову). Для определения взять семена пшеницы, замоченные на 10 часов. Часть семян убить кипячением, опыт проводить в два варианта – с живыми и мертвыми. Взять по 8-10 зерновок каждого варианта, разрезать бритвой вдоль бороздки пополам и поместить на 15 мин в 0,2%-й раствор фуксина кислого, налитый в стаканчики. Далее краску слить, семена пинцетом разместить на фильтровальную бумагу и определить у них жизнеспособность. У жизнеспособных семян зародыши не окрашены или окрашен только верхний слой, который легко стирается пальцем. У нежизнеспособных семян краска глубоко проникает в ткань зародыша, сильно окрашивает их.

При оформлении работы зарисовать жизнеспособные и мертвые семена и сделать вывод по результатам наблюдений.

Занятие 2. Изучение осмотических свойств растительной клетки. Задание 5. Определение осмотического давления клеточного сока методом плазмолиза

В природе широко распространено явление диффузии, т.е. тепловое движение частиц вещества из области его большей концентрации в область меньшего содержания. При возникновении на пути диффундирующего вещества перегородки диффузия осложняется, меняются её законы. Если преграда полупроницаема, т.е. через нее легко проникает растворитель и задерживается растворенное вещество, то возникает односторонний ток воды в раствор через мембрану. Это явление называется осмосом. Чтобы воспрепятствовать поступлению растворителя через мембрану в раствор, надо приложить определенное давление, которое и называется осмотическим давлением, или потенциалом.

По Вант-Гоффу, осмотическое давление в случае очень разбавленных растворов подчиняется газовым законам. Поэтому для определения осмо-тического потенциала раствора можно применять формулу

P=RTCi , (1)

где P - осмотический потенциал, в атмосферах;

R - газовая постоянная (0,082);

T - абсолютная температура (273+tо С);

C - концентрация раствора, в молях;

i - изотонический коэффициент Вант-Гоффа, характеризующий степень диссоциации растворенного вещества.

Взрослая растительная клетка представляет собой осмотически активную систему, у которой роль полупроницаемой мембраны выполняет живая протоплазма, а осмотически активного раствора – клеточный сок вакуоли; поэтому каждая клетка обладает осмотическим потенциалом, который важен в водообмене растений.

Как видно из приведенной выше формулы, осмотическое давление можно рассчитать, зная концентрацию раствора C. Поэтому все методы определения осмотического давления сводятся к установлению концентрации раствора.

Принцип предлагаемого в настоящей работе метода основан на подборе концентрации наружного раствора, равной концентрации клеточного сока; ее находят по наблюдению степени плазмолиза, т.е. отставания содержимого клетки от клеточной оболочки.

Ход работы. В стеклянных бюксах с крышками приготовить по 10 мл 0,5 М; 0,4 M; 0,3 М; 0,2 М; 0,1 М растворов азотнокислого калия, разбавляя одномолярный раствор этой соли дистиллированной водой, в соответствии со схемой записи опыта. Растворы тщательно перемешать, бюксы отметить этикетками с указанием концентрации раствора в них.

В каждый раствор последовательно от большей концентрации к меньшей поместить срез эпидермиса окрашенного лука. Следить, чтобы препараты были окрашены и смочены раствором! Через 30 мин после погружения срезов в первый бюкс просмотреть их под микроскопом в капле раствора, в котором находился срез. Определить степень плазмолиза клеток и сделать записи в соответствующую графу схемы записи опыта (сильный, слабый, чуть заметный, по уголкам клетки, нет плазмолиза).

По результатам наблюдений определить изотоническую концентрацию, значение которой подставить в расчетную формулу. Изотоническую концентрацию найти как среднее арифметическое между концентрацией, при которой плазмолиз еле заметен, и той, которая не вызывает плазмолиза.

Расчеты осмотического потенциала делать по формуле (1) .

Таблица 2

Схема записи опыта

Концен-трация растворов	На 10 мл раствора		Продолжительность экспозиции		Степень плазмо-лиза	Изотони-ческая концен-трация
	1 M KNO3, мл	H2O, мл	время погру-жения	время наблюде-ния
0,5 М	5	5
0,4 М	4	6
0,3 М	3	7
0,2 М	2	8
0,1 М	1	9

Изотонический коэффициент определять по формуле:

i= 1+ α (n-1), (2)

где α - степень диссоциации электролита (значение ее для различных концентраций растворов KNO3 приведено в таблице 2;

n - число ионов, на которое диссоциирует молекула вещества .

Таблица 3

Степень диссоциации растворов

Концентрация раствора (М)	0,5	0,4	0,3	0,2	0,1
Степень диссоциации	0,71	0,74	0,76	0,79	0,83

В заключении указать изотоническую концентрацию, изотонический коэффициент и рассчитанное значение осмотического давления.