6430

90

Контрольные вопросы:

1.Для каких целей используется лаборатория Магницкого?

2.В какие вегетационные сроки целесообразно проводить анализ сока растений на наличие в них макроэлементов?

Работа 6. Микрохимический анализ золы растений

Введение. Зола, получаемая при сжигании растений, содержит большое количество химических элементов, среди которых есть макроэлементы (фосфор, сера, калий, кальций, магний) и микроэлементы (железо, медь, цинк, марганец, молибден, бор).

Для изучения химического состава золы можно использовать микрохимический метод, для которого требуется небольшое количество золы растений. Материалом для работы может служить табачный пепел или озоленные листья растений.

Все реакции на обнаружение химических элементов золы проводят на чистых и сухих предметных стеклах. Тупым концом стеклянной палочки наносят на стекло каплю раствора золы, и на расстоянии 4-5 мм от нее – каплю соответствующего реактива. Заостренным концом стеклянной палочки соединяют капли дугообразным «каналом» где происходит реакция, при этом по краям «канала» будет наблюдаться быстрая кристаллизация продуктов реакции. Образующиеся кристаллы рассматривают под микроскопом и зарисовывают в тетрадь. Предметные стекла и стеклянные палочки используют новые для каждого анализа.

Материалы, оборудование и реактивы: 1) предметные стекла; 2)

глазные стеклянные палочки; 3) фильтровальная бумага; 4) микроскопы; 5) дистиллированная вода; 6) зола или табачный пепел; 7) 10%-ный раствор

91

НСl; 8) 1%-ный раствор Н2SO4; 9) 10%-ный раствор NH3; 10) 5%-ный раствор Nа2НРО4; 11) 10%-ный раствор молибдата аммония в 1%-ном НNО3; 12) 1%-ный раствор К4[Fe(CN)6]; 13) Sr(NO3)2; 14) раствор

Na2PbCu(NO2)6.

Ход работы

1. Обнаружение калия Реактивом на ионы калия К+ служит водный раствор комплексной

соли Na2PbCu(NO2)6. Реакция идет с образованием свинцово-медно- азотнокислого калия по уравнению

Na2PbCu(NO2)6 + 2КСl = К2PbCu(NO2)6 + 2NaСl .

При наличии в золе калия образуются свинцово-черные и темнокоричневые кристаллы кубической и шестигранной формы.

2. Обнаружение магния Чтобы обнаружить магний в золе, каплю раствора золы вначале

нейтрализуют аммиаком. На стекло наносят каплю суспензии золы, затем каплю раствора аммиака, а затем соединяют с каплей реактив 1%-ного раствора Nа2НРО4. Происходит реакция:

MgCl2 + Nа2НРО4 + NH3 = NH4MgРО4 + 2NаCl .

Кристаллы фосфорно-аммиачно-магнезиальной соли имеют вид вытянутых узких прямоугольников, перекрещивающихся палочек, рамок:

3. Обнаружение железа Для обнаружения железа в золе используют цветную реакцию с

железосинеродистым калием (1%-ный раствор желтой кровяной соли). Во время реакции образуется «берлинская лазурь» ярко-синего цвета:

92

4FeCl3 + 3К4[Fe(CN)6] = Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KCl.

4. Обнаружение фосфора Для обнаружения фосфора используют 1%-ный раствор

молибденовокислого аммония в 15%-ном растворе НNО3. При смешивании зольной вытяжки с этим реактивом, происходит реакция:

Н3РО4 + 12(NH4)2МоО4 + 21НNО3 =

=NH4РО4 +12МоО3 + 21NH4NО3 + 12Н2О .

Врезультате реакции образуется зеленовато-желтый

скрытокристаллический осадок фосфорно-молибденового аммиака:

5. Обнаружение кальция

Чтобы обнаружить кальций используют 1%-ный раствор Н2SO4. В присутствии кальция происходит реакция:

СаСl2 + Н2SO4 = СаSO4 + 2НСl .

В результате реакции выпадают игольчатые кристаллы гипса или звездчатые сростки кристаллов.

6. Обнаружение серы Присутствие серы обнаруживают прибавлением 1%-ного раствора

азотнокислого стронция к вытяжке золы. Происходит реакция: Na2SO4 + Sr(NO3)2 = SrSO4 + 2 NaNO3 .

93

На границе раздела фаз (жидкостьвоздух) по краю «канала» образуются мелкие закругленные черные кристаллы сернокислого стронция.

Полученные результаты микрохимического анализа золы растений заносятся в сводную таблицу 1. Кристаллы зарисовывают.

Делаются выводы по результатам опытов о содержании различных элементов в золе растений.

		Таблица 1
Микрохимический анализ золы растений
Исследуемый	Полученное вещество	Форма кристаллов
элемент	(формула)
Калий
Магний
Фосфор
Кальций
Железо
Сера

Контрольные вопросы:

1.Для чего используется микрохимический анализ золы растений?

2.Какие элементы можно определить с помощью микрохимического анализа золы?

3.На чем основан принцип микрохимического анализа золы растений?

94

РАЗДЕЛ VII. РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ

Рост и развитие растений – важнейшие физиологические процессы, протекающие в растительном организме.

Рост – необратимое увеличение размеров и массы тела, связанное с новообразованием элементов структуры организма. Рост растений складывается из роста клеток, тканей и органов. Общий закон роста – неравномерность и периодичность, что обусловлено внутренними причинами.

Развитие – качественные изменения структуры и функций растительного организма и его отдельных составляющих – органов, тканей и клеток, возникающих в процессе онтогенеза.

Все процессы роста и развития растений осуществляются через деление, растяжение и дифференциацию клеток (приобретение клеткой специальной функции в процессе развития). Рост в длину и ветвление побегов и корней происходит благодаря деятельности апикальных меристем верхушек побегов и кончиков корней, рост в толщину – благодаря деятельности клеток камбия. Каждая клетка в процессе развития проходит фазы:1) меристематическую или эмбриональную; роста или растяжения; 3) дифференциации.

К важным внутренним факторам роста и развития растений относятся вещества высокой физиологической активности, содержащиеся

врастениях, - фитогормоны – регуляторы роста и развития растений. К ним относятся стимуляторы роста (цитокинины, ауксины, гиббереллины) и ингибиторы роста (2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота

вбольших концентрациях, бензойная, коричная, салициловая кислоты, кумарин, абсцизовая кислота и др.). Эти вещества образуются в одних тканях и органах растения, а действуют на другие. В зависимости от физиологического состояния растений фитогормоны могут стимулировать

95

или ингибировать те или иные процессы, происходящие в растениях. Искусственные фитогормоны широко применяют для укоренения черенков, подавления роста сорняков, нарушения или создания покоя у растений, опадения листьев и лишних завязей, усиления или торможения роста, предуборочного высушивания листьев и т. д.

На рост и развитие растений также очень сильно влияют внешние факторы: интенсивность и спектральный состав света, продолжительность дня и ночи, температура воздуха и почвы, влажность и наличие органических и минеральных веществ в почве, смена времен года.

В течение жизни растения осуществляют ростовые движения, изменяя положение своих органов в пространстве. Различают два основных типа ростовых движений: тропизмы и настии.

Тропизмы – ориентированные ростовые движения отдельных органов растения в ответ на одностороннее действие внешнего раздражителя: фототропизм – реакция на источник света; геотропизм – реакция на земное притяжение и т.д. Настии – движения органов растений в ответ на изменение диффузно действующих факторов внешней среды (свет, температура и др.)

В природе у растений наблюдается чередование периодов интенсивного роста и периодов покоя – периодичность роста растений, связанная с периодической сменой времен года, наступления зимы, сезона дождей, засухи. При этом у растений отмечается вынужденный покой, обусловленный неблагоприятными внешними условиями, и глубокий покой, связанный с особенностями внутреннего ритма развития растений.

Для некоторых растений характерен фотопериодизм – реакция растений на продолжительность дня и ночи, которая выражается в их приспособлении к длине светового дня, влияющая на вызревание древесины, переход почек к покою, времени листопада, вегетативное и гененеративное развитие у однолетников, двулетников, многолетников.

96

Работа 1. Определение зон роста в органах растений

Введение. Для изучения ростовых процессов широко применяют метод нанесения меток на поверхность растущего органа растения через одинаковые расстояния. По мере роста органа эти расстояния увеличиваются и могут быть использованы для характеристики интенсивности роста различных участков растущей зоны органа.

Метки наносятся тушью или маркировочной жидкостью. Для их нанесения используют щетинку, прикрепленную к палочке, тонко заточенную деревянную палочку или нитку, смоченную маркировочной жидкостью.

Материалы и оборудование: 1) проростки гороха с длиной корней 1,5-2 см; 2) проростки подсолнечника высотой 2-3 см; 3) тушь или маркировочная жидкость черного цвета; 4) инструмент для нанесения меток на органы растения; 5) препаровальные иглы; 6) линейки; 7) древесные опилки; 8) влажные камеры для роста растений; 9) плоские глубокие сосуды для проращивания семян; 10) пинцеты; 11) миллиметровая бумага.

Ход работы

1. Определение зоны роста корня Берут семена гороха (фасоли, конских бобов или кукурузы),

проращивают их во влажных опилках в сосудах, закрытых стеклом (слой опилок в них должен быть толщиной не менее 3-4 см), в которых стеклянной палочкой делают углубления для свободного и строго вертикального роста корня. Затем на небольших (длиной 1,5-2 см) совершенно прямых, предварительно осторожно обсушенных фильтровальной бумагой корнях (3-4 корня), наносят метки, начиная от кончика корня на расстоянии 1 мм одной от другой (около 15-20 меток). Они должны быть тонкими и хорошо заметными.

97

Далее проростки помещают в благоприятные для роста условия: во влажную камеру в темной комнате при температуре 20-25 град. С. Через сутки измеряют расстояния между метками и вычисляют средний суточный прирост различных участков корня. Результаты опыта заносят в таблицу 1.

														Таблица 1
Изучение прироста различных зон корня гороха
Номер
отрез-						Зона прироста корня, мм
ка
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
Но-
мер
про-
ростка
1
2
3
4

Результаты эксперимента также выражают графически, откладывая на оси абсцисс номера отрезков корня, а на оси ординат – длину соответствующих приростов корня. Делают выводы о характере роста корня гороха.

2. Определение зоны роста стебля На четырех проростках подсолнечника высотой 2-3 см, начиная от

верхушки проростка, тушью наносят по 10 меток на расстоянии 2 мм друг от друга. Проростки помещают в темноту при температуре 20-25 град. С.

			98
Через сутки измеряют расстояния между метками и вычисляют прирост
различных участков стебля.
Результаты опыта заносят в таблицу 2.
								Таблица 2
Изучение прироста различных зон стебля подсолнечника
Номер
отрезка			Зона прироста стебля, мм
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Но-
мер
про-
ростка
1
2
3
4
Результаты эксперимента также выражают графически,
откладывая на оси абсцисс номера отрезков стебля, а на оси ординат –
длину соответствующих приростов стебля. Делают выводы о характере
роста стебля подсолнечника.

Контрольные вопросы:

1.Что такое рост растений? Чем он отличается от развития растений?

2.Для чего используется метод определения зон роста в органах растений?

3.Какие органы растений наиболее удобны для изучения роста растений?

99

Работа 2. Влияние действия гетероауксина на рост корней у

проростков злаков

Введение. Ауксины являются производными индола. Они синтезируются в точках роста, меристемах побегов, в растущих зародышах, семяпочках, в семядолях и листьях растений. Ауксины вызывают усиленное образование боковых и придаточных корней, стимулируют рост плодов, задерживают преждевременное опадение листьев и плодов. Благодаря этим свойствам, их широко применяют при выращивании растений.

Гетероауксин оказывает действие на рост корней у растений. Оптимальные концентрации гетероауксина вызывают усиление корнеобразования у растений. Малые концентрации препарата не оказывают влияния на корнеобразование, избыточные концентрации гетероауксина приводят к угнетению роста корней.

Материалы и оборудование: 1) семена различных растений (пшеницы или кукурузы); 2) чашки Петри (5 штук); 3) 0,01 %-ный раствор гетероауксина; 4) фильтровальная бумага; 5) термостат; 6) линейки; 7) пробирки; 8) пипетки на 1 и 10 мл.

Ход работы. Сначала готовят растворы гетероауксина нужных концентраций. Для этого берут 1 мл исходного 0,01 %-ного раствора гетероауксина, помещают его в пробирку и добавляют 9 мл воды, перемешивают его и получают 0,001 % раствор гетероауксина; затем берут 1 мл 0,001 %-ного раствора гетероауксина, помещают в пробирку и добавляют 9 мл воды – получают 0,0001%-ный раствор гетероауксина; берут 1 мл 0,0001 %-ного раствора гетероауксина, помещают в пробирку и добавляют 9 мл воды – получают 0,00001 %-ный раствор гетероауксина.

Берут 5 чашек Петри, на дно которых уложена фильтровальная бумага. В первую добавляют 9 мл воды (контроль); во вторую – 9 мл 0,01