Sprawozdanie z ćwiczeń- fizjologia roślin
Sosen
Ć
Ć
Ć
Ć
wiczenie nr 3
wiczenie nr 3
wiczenie nr 3
wiczenie nr 3
Metody pomiaru ciśnienia osmotycznego i siły ssącej
WSTĘP
Woda stanowi przewaŜającą część masy większości organizmów. W ludzkich tkankach
zawartość jej waha się od 20% w kościach do 85% w komórkach mózgu. Najwięcej tego związku
chemicznego zawierają komórki embrionalne i młode, w miarę starzenia się jej ilość w tkankach
spada (przykładem jest występowanie zmarszczek, w skutek starzenia się). Woda to ok.70% cięŜaru
naszego ciała, a w przypadku meduz, niektórych roślin to aŜ 95%. Jej niedostatek powoduje
zaburzenia procesów fizjologicznych i biochemicznych. Natomiast przy większych jej brakach-
zamieranie organizmu.
W przypadku większości zwierząt utrata ok. 10% wody powoduje powaŜne zaburzenia
procesów metabolicznych i fizjologicznych, a 15-20%- śmierć. Jednymi z nielicznych zwierząt
znoszących utratę 40% wody są wielbłądy oraz niektóre Ŝaby. Większa tolerancją na niedostatek
wody w środowisku i na odwodnienie komórek charakteryzują się rośliny, gdyŜ juŜ przy utraceniu
ok. 30%-50% (jej zawartości w organizmie) jedynie więdną.
Kserofity- to rośliny przystosowane do Ŝycia w skrajnie suchym środowisku. Organizm
składa się przeciętnie w 70 do 80% z wody. W cytoplazmie woda stanowi fazę rozpraszająca
koloidu, a w niej zawieszona jest faza rozproszona.
Woda występuje w płynach tkankowych, płynach ustrojowych, w naczyniach limfatycznych i
krwionośnych Płyny te zapewniają komórkom właściwe środowisko Ŝycia, umoŜliwiają
komunikacje miedzy komórkami
Woda jest substratem w wielu procesach np. w fotosyntezie i trawieniu lub produktem, np. w
oddychaniu tlenowym.
Gęstość wody jest największa w temperaturze 4 stopni Celsjusza
Na tyle duŜa lepkość wody dzięki jej polarnej budowie pozwala na unoszenie się po powierzchni
organizmów biernie unoszących się w niej.
Odwodnienie organizmu powoduje powaŜne zaburzenia czynnościowych. Niedobór wody
ogranicza rozwój 20% odwodnienia jest śmiertelne dla człowieka
Silne odwodnienie nie zawsze jest katastrofa dla organizmu. Dla wielu stanowi szansę przetrwania
niekorzystnych warunków środowiskowych Często łączy się to z powstaniem form
przetrwalnikowych. Ograniczenie procesów biochemicznych a tym samym czynności Ŝyciowych,
na skutek odwodnienia nosi nazwę Ŝycia utajonego, jego skrajna forma, kiedy utrata wody jest
maksymalna nosi nazwę anabiozy.
∗
Turgor - ciśnienie wody wewnątrz komórki
∗
Plazmoliza - proces zmniejszenia się objętości cytoplazmy
∗
Roztwór hipertoniczny - roztwór o wyŜszym stęŜeniu
∗
Roztwór hipotoniczny - roztwór o niŜszym stęŜeniu
∗
Osmoza - szczególny rodzaj dyfuzji, w którym przez błonę półprzepuszczalna przenika
rozpuszczalnik (w komórce - woda), a nie przenika substancja w nim rozpuszczona. Podczas
zjawiska osmozy powstaje ciśnienie (potencjał) osmotyczne - jest to ciśnienie
hydrostatyczne, które równowaŜy obniŜanie potencjału wody w roztworze.
WyraŜa on zdolność komórki do pobrania pewnej ilości wody. Miedzy potencjałem
osmotycznym, potencjałem ciśnienia, a potencjałem wody w komórce zachodzi następująca
zaleŜność
Potencjał w komórce = potencjał osmotyczny + potencjał ciśnienia
Sprawozdanie z ćwiczeń- fizjologia roślin
Sosen
DOŚWIADCZENIE 1. OZNACZANIE CIŚNIENIA OSMOTYCZNEGO SOKU
KOMÓRKOWEGO METODĄ PLAZMOLIZY GRANICZNEJ
HUGO DE VRIES’A.
Plazmoliza graniczna jest to pierwsza faza plazmolizy polegająca na oderwaniu się
cytoplazmy od ściany w kątach komórki. MoŜna to łatwo zaobserwować pod mikroskopem. Jeśli
dobierzemy roztwór substancji osmotycznie czynnej o takim samym stęŜeniu, przy którym nastąpi
tylko plazmoliza graniczna, to ciśnienie osmotyczne tego roztworu będzie prawie równe ciśnieniu
osmotycznemu komórki.
Wykonanie:
Przygotowujemy po 1ml roztworu NaCl i sacharozy w następujących stęŜeniach: 0,5; 0,4;
0,3; 0,2; 0,1 M kaŜdy. Roztwory te sporządzamy przez dokładne rozcieńczenie wodą destylowaną
wyjściowych roztworów 1 M NaCl i 1 M sacharozy.
Do kaŜdego roztworu wkładamy skrawek skórki z wewnętrznej strony liścia cebuli na 20
minut. Oglądamy pod mikroskopem w kropli odpowiednich roztworów.
Wnioski i obserwacje:
Określamy stęŜenie roztworu, który powoduje stan plazmolizy granicznej. Obliczamy
ciśnienie osmotyczne soku komórkowego wiedząc, Ŝe 1 M roztwór NaCl wywiera ciśnienie
osmotyczne P = 33,6 atm. A 1 M roztwór sacharozy P = 22,4 atm.
Ciśnienie osmotyczne soku wyliczamy zgodnie z proporcją:
1M r-r NaCl - 33,6 atm.
0,2M r-r NaCl - x atm.
x = 6,72 atm.
1M r-r sacharozy - 22,4 atm.
0,4M r-r sacharozy - x atm.
x = 8,96 atm.
DOŚWIADCZENIE 2. PLAZMOLIZA
Plazmoliza jest to zjawisko odklejania się cytoplazmy od ściany komórki w wyniku
umieszczenia jej w środowisku o stęŜeniu większym niŜ stęŜenie soku komórkowego.
Wykonanie:
Umieszczamy na szkiełku podstawowym w kropli wody skórkę z wewnętrznej strony liścia
cebuli i oglądamy pod mikroskopem w powiększeniu 10 lub 40x. Obserwujemy kontury wybranej
komórki. Następnie z jednej strony szkiełka nakrywkowego stale wkraplamy niewielkie ilości
1,2 M roztworu sacharozy a z przeciwnej strony umieszczamy skrawek bibuły w celu stałego
przepływu roztworu. Co 2 minuty szkicujemy kontur komórki i zachodzącej w niej plazmolizy.
Sprawozdanie z ćwiczeń- fizjologia roślin
Sosen
Wnioski i obserwacje:
Cytoplazma umieszczona w 1,2 roztworze sacharozy zaczyna odstawać od ściany
komórkowej ( najpierw w naroŜnikach komórki, później odrywa się duŜymi fałdami).
Cytoplazma pozostaje połączona ze ściana komórkową tylko za pośrednictwem delikatnych
plazmatycznych nici Hechta.
W 1,2 roztworze sacharozy dochodzi do plazmolizy, czyli odstawania cytoplazmy od ściany
komórkowej. W komórkach skórki cebuli obserwujemy plazmolizę wklęsłą, wypukłą, graniczną.
Cytoplazma i wakuola komórki umieszczonej w roztworze hipertonicznym (tzn. takim,
którego stęŜenie jest wyŜsze niŜ stęŜenie soku komórkowego) ulega odwodnieniu, poniewaŜ ściana
komórkowa jest przepuszczalna dla wody. Obserwowane zjawisko jest zgodne z prawem osmozy.
Splazmolizowane komórki z łuski spichrzowej cebuli zachowują swój pierwotny kształt,
poniewaŜ celulozowa ściana komórkowa jest przepuszczalna dla roztworu sacharozy, wobec czego
wchodzi on do wnętrza komórki, zajmując miejsca opuszczone przez kurczący się protoplast.
Rysunek:
Sprawozdanie z ćwiczeń- fizjologia roślin
Sosen
DOŚWIADCZENIE 3. DEPLAZMOLIZA
Jeśli splazmolizowaną komórkę umieścimy w środowisku hipotonicznym, wówczas
obserwuje się powrót cytoplazmy do ściany komórkowej. Zjawisko to, odwrotne do plazmolizy,
nazwane zostało deplazmolizą.
Wykonanie:
Splazmolizowaną komórkę (z poprzedniego ćwiczenia) umieszczamy w wodzie destylowanej
na szkiełku podstawowym i obserwujemy pod mikroskopem.
Wnioski i obserwacje:
Cytoplazma i wakuola zwiększają swoją objętość i powierzchnię, cytoplazma zaczyna się
przysuwać do ściany komórkowej.
Cytoplazma po ok. 10 min zostaje w pełni uwodniona, nie odstaje od ściany komórkowej,
widać jadro komórkowe.
Rysunek pomocniczy:
Plazmoliza komórek roślinnych jest procesem odwracalnym. Po umieszczeniu komórek w
roztworze hipotonicznym (tzn. takim, którego stęŜenie jest mniejsze niŜ stęŜenie związków
rozpuszczonych w wakuoli) woda ze środowiska przechodzi przez ścianę komórkową do wakuoli i
cytoplazmy, dzięki czemu dochodzi do wyrównania stęŜeń pomiędzy sokiem komórkowym a
otoczeniem, zgodnie z prawem osmozy.