Тема 3 Определение водного потенциала растительной ткани методом полосок (по Лилиенштерн).
Цель:научить определению водного потенциала методом Лилиенштерн; сделать вывод о возможности использования показателей водного потенциала для правильного выбора времени посева растений.
Теоретические сведения
Водный потенциал (φ) характеризует сосущую силу растительной ткани. Его определяют для того, чтобы вовремя уловить признаки обезвоживания растений и правильно выбрать время полива.
Настоящий метод основан на подборе наружного раствора такой концентрации, при погружении в который полоска растительной ткани не меняет длины.
Если осмотический потенциал наружного раствора превышает водный потенциал ткани, то раствор отнимает воду от клеток, в результате их объем и длина полосок уменьшаются.
Если осмотический потенциал раствора меньше водного потенциала ткани, то клетки всасывая воду из раствора, увеличиваются в объеме и длина полоски становится больше.
В растворе, где осмотический потенциал равен водному потенциалу ткани, длина полоски не изменяется.
Ход работы: приготавливают в пробирках по 10мл. 0,6 М; 0,5 М; 0,4 М; 0,3 М; 0,2 М; 0,1 М растворов сахарозы. Из клубня картофеля вырезают десять полосок длиной 4-6 см. и сечением около 4 мм2 . Концы полосок срезают наискось. Работать следует быстро, чтобы исключить подсыхание полосок. Миллиметровой линейкой необходимо точно измерить их длину и поместить по две в каждую пробирку. Через 20 мин. вынимают, обсушивают фильтровальной бумагой и снова измеряют длину. Для расчета величины водного потенциала берут концентрацию, при которой длина полосок не изменилась.
Величину водного потенциала (φ) рассчитывают по формуле:
φώ = -П раствора = - R*T*C*i*101,3;
где R – газовая постоянная, равная 0,0821л атм./град моль;
Т – абсолютная температура (273оС + комнатная);
с – изотоническая концентрация в молях;
i – изотонический коэффициент Вант-Гоффа;
101,3 – множитель для перевода атмосфер в килопаскали.
Коэффициент Вант-Гоффа характеризует ионизацию растворов и для неэлектролитов (сахароза) равен 1.
Результаты опыта записывают по формуле таблицы
| Концентрация сахарозы, М | На 10 мл раствора | Длина полоски ткани, мм | Концентрация, при которой длина полосок не изменилась, М | Водный потенциал, кПа | ||
| IМ сахарозы, мл | воды, мл | перед погружением в раствор | после пребывания в растворе | |||
| 0,6 | ||||||
| 0,5 | ||||||
| 0,4 | ||||||
| 0,3 | ||||||
| 0,2 | ||||||
| 0,1 |
Оборудование:пробирки, 1М раствор сахарозы, пипетка, стеклянная палочка,картофель, миллиметровая линейка, фильтровальная бумага, дистиллированная вода.
Литература:2, 16-17 с.
Контрольные вопросы:
1 Осмотические явления в клетке и их значение в жизни растений.
2 Как происходит поглошение и выделение воды клеткой?
Тема 4 Определение водного потенциала листьев методом Шардакова
Цель: научить студентов определению водного потенциала методом Шардакова; сделать вывод о возможности использования показателей водного потенциала для правильного выбора времени посева растений.
Теоретические сведения
Метод основан на подборе раствора, концентрация которого не изменяется при погружении в него растительной ткани. В этом случае величина осмотического потенциала раствора равна водному потенциалу клеток листа.
Ход работы: Пробирки расставляют в штативе в два ряда: пять вверху и пять внизу. В верхних готовят по 10 мл 0,5M; 0,4 M; 0,3 M; 0,2 M; 0,1 M растворов сахарозы путем разбавления 1M раствора сахарозы дистиллированной водой.
В пробирки нижнего ряда переносят по 0,5 М раствора из верхних пробирок и все их закрывают пробирками. Из листа сверлом вырезают 10 дисков. Для этого лист нижней стороной поворачивают вверх, подкладывают под него резиновую пластинку и между крупными жилками выбирают диски. В каждую пробирку нижнего ряда отпускают по два диска на 40 мин. Через каждые 10 мин. пробирки с дисками встряхивают. Затем стеклянной палочкой удаляют диски и подкрашивают опытные растворы в пробирках нижнего ряда метиленовой синей, взятой в небольшом количестве (на кончике проволоки). Содержимое встряхивают, добиваясь равномерной окраски раствора. Пипеткой на 0,5 мл. набирают подкрашенный опытный раствор. Конец пипетки опускают в соответствующий исходный раствор в пробирке верхнего ряда так, чтобы уровень жидкости в пипетке превышал уровень раствора в пробирке. Медленно выпускают жидкость из пипетки в исходный раствор, отмечая направление движения струйки. Если концентрация и, следовательно, плотность окрашенного раствора увеличилась по сравнению с исходным, то струйка пойдет вниз, если концентрация уменьшилась – струйка пойдет вверх. При равенстве концентраций струйка равномерно распределяется внутри пробирки с исходным раствором.
Величину водного потенциала по найденной опытным путем концентрации рассчитывают по формуле:
φώ = -П раствора = -R*T*с*i*101,3;
где R – газовая постоянная, равная 0,0821л атм./град моль;
Т – абсолютная температура (273оС + комнатная);
с – изотоническая концентрация в молях;
i – изотонический коэффициент Вант-Гоффа;
101,3 – множитель для перевода атмосфер в килопаскали.
Коэффициент Вант-Гоффа характеризует ионизацию растворов и для неэлектролитов (сахароза) равен 1.
Результаты опыта записывают по формуле таблицы
| Концентрация сахарозы, М | На 10 мл раствора | Направление движения струйки | Концентрация внешнего раствора оставшегося неизменным | Водный потенциал, кПа | |
| 1M сахарозы | воды, мл | ||||
| 0,5 | |||||
| 0,4 | |||||
| 0,3 | |||||
| 0,2 | |||||
| 0,1 |
Оборудование:двухрядный штатив спробирками, 1М раствор сахарозы, дистиллированная вода, пипетка, стеклянная палочка, листья растении,фильтровальная бумага, метиленовая синь кристаллическая.
Литература: 1, с. 31-32.
Контрольные вопросы:
1 Что такое химический потенциал воды и водный потенциал клетки?
2 Можно ли отнять воду от клетки после достижеия ею состояния полного завядания, т.е. полной потери тургора?