Какими свойствами должен обладать раствор вызывающий плазмолиз

Задачи:

• обучающая:систематизировать и углубить знания учащихся остроении, свойствах и функциях клеточных мембран; сформировать
  представление об общебиологическом значении осмотических явлений;
  совершенствование навыков изготовления микропрепаратов и работы с
  микроскопом;
• развивающая:закрепить умение проводить простейшие опыты и
  объяснять их результаты.

Методы:

1. Словесный – рассказ с элементами беседы.
2. Наглядный – показать опыт, демонстрирующий выход воды из живых клеток в
   гипертоническом растворе.

Оборудование:таблицы “Жидкостно-мозаичная модель мембраны”,
“Строение клетки”, микроскопы, предметные и покровные стекла, фильтровальная
бумага, 10% раствор NaCl, концентрированный раствор глицерина 200мл, стакан с
водой, препаровальные иглы, пипетки, репчатый лук, клубень картофеля;
металлический блок с припаянной проволокой.

На доске – термины: избирательная проницаемость, осмос, осмотическое
давление, гипотонический раствор, гипертонический раствор, плазмолиз,
деплазмолиз, гомеостаз.

Тип урока:урок-практикум.

Ход урока

I. Актуализация опорных знаний.

1. Назовите главную структуру любой клетки;
2. Чем плазматическая мембрана отличается от клеточной оболочки?
3. Как в клетку поступает вода, белки, катионы и анионы?
4. Какими свойствами обладает плазматическая мембрана?

Теоретическое обоснование явлений плазмолиза и деплазмолиза в растительных
клетках.

Плазмолиз – отделение пристеночного слоя цитоплазмы от клеточной оболочки
растительной клетки.

Плазмолиз присущ лишь живым клеткам, он может быть вызван не только
гипертоническими растворами, но и действием неадекватных раздражителей –
механическими, термическими, электрическими воздействиями. Растворы солей или
сахаров высокой концентрации не проникают в цитоплазму, а оттягивают из нее
воду.

Демонстрация опыта: стеклянный сосуд наполняем концентрированным глицерином –
сильно плазмолизирующим веществом. Берем небольшой металлический блок с
припаянным отрезком провода, напоминающим по форме подкову, свободный конец
которого острый. На него насаживаем кусочек клубня картофеля, обсушиваем его
фильтровальной бумагой и погружаем в глицерин. Наблюдения начинаем сразу после
погружения блока. Вода, выходящая при плазмолизе из клеток клубня, имеет
значительно менлший удельный вес, чем концентрированный глицерин, и смешивается
с ним очень медленно. В результате этого над кусочком картофеля возникает
постоянный восходящий ток струек воды, ясно видимых из-за различия показателей
преломления воды и глицерина.

Плазмолиз обычно обратим. Если клетку переместить из солевого раствора в
воду, то она снова энергично будет поглощаться клеткой и цитоплазма станет
занимать первоначальное положение. Прижимаясь к оболочки. Этот процесс
называется деплазмолизом.

II. Лабораторная работа (по инструктивной карточке, выполняется 15
минут).

Лабораторная работа.

Получение плазмолиза и деплазмолиза.

Цель работы:получить плазмолиз и деплазмолиз в клетках кожицы
лука, доказать избирательную проницаемость мембраны.

Ход работы

1. Сделайте препарат кожицы лука: а) снимите наиболее окрашенный участок
   кожицы лука; б) положите на предметное стекло; в) расправьте кожицу, капните
   на нее воду и накройте покровным стеклом. Рассмотрите препарат под
   микроскопом и зарисуйте клетку.
2. Получите плазмолиз: а) снимите покровное стекло с приготовленного
   препарата; б) фильтровальной бумагой удалите воду; в) нанесите на препарат
   раствор поваренной соли (NaCl) и накройте его стеклом. Рассмотрите препарат
   под микроскопом и зарисуйте плазмолизированную клетку.
3. Получите деплазмолиз: а) снимите покровное стекло с приготовленного
   препарата; б) фильтровальной бумагой удалите раствор соли; в) нанесите на
   препарат воду и накройте его стеклом. Рассмотрите препарат под микроскопом и
   зарисуйте клетку.
4. Объясните причины плазмолиза и деплазмолиза. Какое свойство мембраны
   лежит в основе этого явления?

III. Углубление и систематизация знаний

1. В каких случаях происходит плазмолиз?
2. Какое значение в жизни клеток имеет деплазмолиз?
3. Возможен ли плазмолиз и деплазмолиз в животных клетках и почему?
4. Почему при больших кровопотерях человеку переливают физиологический
   раствор (0,9%-ный раствор NaCl)? Что произойдет, если клетки крови
   поместить: а) в 0,09%-ный раствор NaCl; б) в 9%-ный раствор NaCl?
5. Почему после острой и соленой пищи хочется пить? Почему употребление
   острой и соленой пищи приводит к гипертонии?
6. Почему у пресноводных одноклеточных животных развиты сократительные
   вакуоли, а у морских, как правило, отсутствуют? Почему в клетках
   пресноводных многоклеточных животных нет сократительных вакуолей?
7. Почему для борьбы с сорняками дорожки посыпают солью? Какие
   экологические последствия может иметь такой метод борьбы?

IY. Задание на дом.

& 8, повторить & 6, 7.

Провести опыт.

Вырежьте из корня моркови или редьки две длинные полоски одинакового размера.
Положите одну из них в воду, другую в плазмолизирующий раствор поваренной соли.
Измерьте линейкой длину обеих полосок и запишите, на сколько уменьшились полоски
в плазмолизирующем растворе и через сколько времени это произошло. Сделайте
выводы.

Тема:

Физиология растений

К важным свойствам растительной клетки относится, прежде всего, проницаемость протоплазмы.

Проницаемостью прото­плазмы называют ее способность поглощать те или иные вещества из окружающей среды и, наоборот, выделять ряд веществ в среду.

Вода, заполняя вакуоли клеточного сока, прижимает протоплазму к стенкам клетки. Оболочка клеток благодаря эластичности растягивается, но, обладая упругостью, стремится сжаться. Это давление растянутой обо­лочки на содержимое клетки называют тургорным давлением, а состояние напряжения клетки — тургором.

В результате тургорного давления растение не поникает. Тургор обес­печивает растению необходимое натяжение тканей Молодые части расте­ний, еще не развившие механических тканей, укрепляются лишь благодаря тургору.

Если мы поместим клетку в крепкий раствор тростникового сахара или поваренной соли, превышающий концентрацию солей в клетке, вода будет выходить из клетки, протоплазма отстанет от клеточных стенок и соберется комочком внутри клетки. Произойдет плазмолиз (рис. 25). При отхождении протоплазмы от стенок клетки она образует вогнутую поверхность (вогнутый, или судорожный, плазмолиз), которая затем (че­рез 15—30 минут) переходит в выпуклую форму (выпуклый плаз­молиз).

Рис. 25. Стадии плазмоли­за в листочках мха: в верхней правой клетке — вы­пуклый плазмолиз, в верхней левой и нижней правой — вог­нутый, в нижней левой плазмо­лиз еще не наступил

Если теперь такую клетку перенести в чистую воду, вода проникает внутрь клетки, где концентрация солей выше. Накопляясь в вакуолях, вода займет прежний объем, и протоплазма снова будет соприкасаться с оболочкой. Это явление получило название деплазмолиза.

Иногда наблюдается так называемый колпачковый плаз­молиз (рис. 26). Если поместить клетки чешуи обыкновенного лука в одномолярный раствор роданистого калия KCNS, произойдет плазмолиз клетки. Вскоре он перейдет в колпачковый плазмолиз: на противополож­ных концах плазмолизированного протопласта образуются вздутия, имею­щие вид колпачка или шапочки. Они представляют собой набухшую плазму (мезоплазму) растения. Внутрь вакуолей роданистый калий не проникает, связываясь протоплазмой. Таким образом, при колпачковом плазмолизе происходит связывание поглощаемого вещества протоплазмой. В растворе глицерина или мочевины сначала также происходит плазмолиз, а затем гли­церин начинает проникать внутрь клеточного сока, осмотическое давление последнего возрастает, и плазмолиз заканчивается. Такой плазмолиз полу­чил название временного плазмолиза.

Рис. 26. Колпачко­вый плазмолиз в клетках нижнего эпидермиса чешуи лука

Установив наличие двух типов проникновения веществ внутрь прото­плазмы и клеточного сока, обратимся к вопросу, какие же соединения по­глощаются клеткой. Некоторые вещества поглощаются ею очень легко, а другие очень слабо. Хорошо проникают в клетку соединения, которые рас­творяются в тех или иных веществах, входящих в состав протоплазмы, например хорошо растворимые в липоидах хлороформ, эфир. Большая часть веществ, например минеральные соли, проникают в клетки активно, за счет обмена своих ионов на ионы Н• и НСО’3, выделяемые растением в процессе дыхания.

Поступившее в протоплазму вещество химически связывается прото­плазмой, причем характер этой связи между белками и катионами и аниона­ми является, по-видимому, довольно подвижным. Таким образом, в плазме существуют как бы своеобразные акцепторы, связывающие поступающие катионы и анионы. Поступление калия и хлора можно себе представить по следующей схеме. Калий наружного раствора обменивается на водородный ион и образует соединение с белком (протеинатом), а затем калий может переходить от одной молекулы белка к другой и, наконец, может поступить в клеточный сок, обмениваясь на водород клеточного сока. Аналогично калию может происходить и обмен иона хлора на гидроксильный ион или на ион НСО’3 при поступлении в клеточный сок.

Такое представление о поступлении катионов и анионов в мезоплазму и клеточный сок получило название схемы Брукса-Сабинина.

Схема Брукса-Сабинина

Значение процесса дыхания для поглощения калия и его накопления в корнях в зависимости от аэрации хорошо видно из приводимой таб­лицы.

При хорошей аэрации катион калия и анион брома в значительных ко­личествах накапливаются в корнях, а при продувании азота накопления почти нет. При повторном продувании воздуха опять наблюдается интен­сивное поглощение. Опыт этот подтверждает положение о тесной связи между дыханием и поглощением веществ.

Многие вещества совершенно не поглощаются протоплазмой. К этой ка­тегории относится ряд коллоидных веществ.

Явление плазмолиза и деплазмолиза

Цель работы.

Убедиться на опыте, что цитоплазма живой клетки эластична, полупроницаема и способна плазмолизироваться.

Материалы и оборудование.

Луковица с темно-фиолетовой окраской сочных чешуй (например, сорт Даниловский), 1 М раствор нитрата калия KNO3, или хлорида натрия NaCl, или сахарозы С12Н22О11, спички, спиртовка, или газовая горелка, или электроплитка, микроскоп и комплект  оборудования для работы с ним: предметные и покровные стекла, препаровальные иглы, лезвие безопасной бритвы, стеклянная палочка, стакан с водой, полоски фильтровальной бумаги, скальпель, пинцет, кисточка, марлевая салфетка, осветитель или настольная лампа.

Краткое теоретическое пояснение.

В живой клетке цитоплазма эластична и полупроницаема. При потере воды объем цитоплазмы уменьшается, а при поступлении воды увеличивается до первоначального. Это свойство позволяет клеткам переносить временное обезвоживание и поддерживать постоянство своего состава.

Со свойствами эластичности и полупроницаемости можно ознакомиться на опыте с плазмолизом и деплазмолизом.

Плазмолиз — искусственно вызываемое отставание цитоплазмы от оболочки клетки. Деплазмолиз — исчезновение плазмолиза. В качестве плазмолитиков — веществ, растворы которых вызывают плазмолиз, используют неядовитые вещества, слабо проникающие через цитоплазму в вакуоль.

Плазмолиз можно вызвать, погружая клетку в раствор соли или сахара, концентрация которого выше концентрации клеточного сока (гипертонический раствор). Если бы цитоплазма была проницаемой, то происходило бы выравнивание концентраций клеточного сока и гипертонического раствора путем диффузного перемещения воды и растворенных веществ из клетки в раствор и обратно. Однако цитоплазма, обладая свойством полупроницаемости, не пропускает внутрь клетки растворенные в воде вещества. Напротив, только вода, согласно законам осмоса, будет высасываться гипертоническим раствором из клетки, т. е. передвигаться через полупроницаемую цитоплазму. Объем вакуоли уменьшится. Цитоплазма в силу эластичности следует за сокращающейся вакуолью и отстает от оболочки клетки сначала в уголках, затем во многих местах с образованием вогнутых

поверхностей (вогнутый плазмолиз), и, наконец, протопласт принимает округлую форму (выпуклый плазмолиз). При погружении плазмолизированной клетки в воду или гипотонический раствор наблюдается деплазмолиз.

Ход работы.

1. Наблюдение явления плазмолиза. Лезвием безопасной бритвы делают тонкий срез с выпуклой стороны сочной чешуи лука. (Можно взять кожицу с вогнутой стороны чешуи лука, которая очень легко снимается. Однако клеточный сок этих клеток не содержит антоциана, поэтому вакуоли будут бесцветны.) Срез помещают на предметное стекло в каплю воды, накрывают покровным стеклом и рассматривают при малом и большом увеличении микроскопа клетки с окрашенным клеточным соком, обращая внимание на оболочку, цитоплазму, ядро и вакуоль.

Затем на препарате заменяют воду на раствор соли или сахара. Для этого с одной стороны возле покровного стекла помещают каплю 1 М раствора нитрата калия. С противоположной стороны фильтровальной бумажкой оттягивают воду из-под покровного стекла. Таким образом, на место воды под покровное стекло поступает раствор. Эту процедуру проделывают 2—3 раза для полной замены воды раствором. Спустя 5—10 мин наблюдают плазмолиз.

2. Наблюдение явления деплазмолиза. На плазмолизированном микропрепарате производят замену раствора нитрата калия чистой водой с помощью фильтровальной бумажки. Наблюдают за изменениями в клетках, ведущими к деплазмолизу.

3.Выявление неспособности к плазмолизу мертвых клеток. Способностью к плазмолизу обладают только живые клетки. Чтобы убедиться в этом, готовят новый препарат. Срез чешуи лука помещают в большую каплю воды на предметное стекло и убивают клетки нагреванием препарата на пламени спиртовки (нагревать следует осторожно, не допуская полного испарения воды). Препарат охлаждают, воду отсасывают фильтровальной бумажкой, наносят на срез каплю 1 М раствора нитрата калия и накрывают покровным стеклом. Препарат рассматривают под микроскопом. Плазмолиза не происходит.

Выводы.

1. Цитоплазма эластична, вследствие этого она способна в гипертоническом растворе отставать от оболочки клетки, а в гипотоническом вновь восстанавливать первоначальное положение.

2. Цитоплазма полупроницаема: пропускает воду и не пропускает растворенные в ней вещества. 3. Плазмолиз и деплазмолиз можно наблюдать только в живых клетках.

Контрольные вопросы.

1. Что такое плазмолиз?

2. Что такое деплазмолиз?

3. Какие формы плазмолиза вы знаете?

4. О каких свойствах цитоплазмы можно говорить, изучая плазмолиз?

5. Способны ли плазмолизироваться мертвые клетки?