Пожароустойчивое растение

Дата публикования: 2015-07-22; Прочитано: 1334 | Нарушение авторского права страницы

Жароустойчивость – это способность растений переносить действие высоких температур, перегрев. Это генетически обусловленный признак. По жароустойчивости выделяют три группы растений:

1. Жаростойкие – термофильные синезеленые водоросли и бактерии горячих источников, способные переносить до 75-100 0С. Они имеют повышенное содержание РНК в клетках и устойчивость белка к тепловой коагуляции.

2. Жаровыносливые – растения пустынь и сухих мест (суккуленты, кактусы, толстянковые), выдерживающие температуру до 50-65 0С. Имеют пониженный обмен веществ и высокую вязкость цитоплазмы.

3.

Растение-пожарник

Нежаростойкие – мезофитные и водные растения, переносят кратковременное воздействие температур до 38-47 0С.

Большинство с-х растений начинают страдать при температуре 35-40 0С, когда угнетаются все физиологические функции. При 50 0С происходит свертывание протоплазмы и отмирание клеток. Превышение критической температуры ведет:

— к денатурации белков и разрушению белково-липидных комплексов мембран, что приводит к потере осмотических свойств клетки.

— Возрастает расход органических веществ на дыхание, усиливаются процессы гидролиза, ведущие к образованию вредных продуктов распада (аммиака).

— Особенно чувствителен к высоким температурам фотосинтез.

— Общее ослабление растений повышает восприимчивость к болезням.

— В клетках растений индуцируется синтез белков теплового шока.

Способом защиты от перегрева служит усиление транспирации. Поэтому сухую жару растения переносят легче, чем влажную. Повышение температуры обычно сопровождается повышенной инсоляцией. Растения располагают листья параллельно лучам солнца. Хлоропласты активно перемещаются, уходя от избыточного освещения. Некоторые растения имеют специальные приспособления, защищающие от перегрева. Это складывание и скручивание листьев, опушение, толстая кутикула, чешуйки и др.

Жаростойкость зависит от фазы развития растений. Наибольший вред наблюдается на ранних этапах развития и в период образования генеративных органов. Наименьший вред в старых и покоящихся органах.

Дата публикования: 2015-07-22; Прочитано: 1333 | Нарушение авторского права страницы

Работа 1. Определение жаростойкости растений (по Ф.Ф.Мацкову)

Цель:оценить жаростойкость различных видов растений.

Объекты, реактивы и оборудование: свежие листья различных растений; 0,2н. НCl; водяная баня; термометр; пинцет; чашки Петри (5шт.); стакан с водой; карандаш по стеклу.

Краткие сведения

Если подвергнуть лист действию высокой температуры, а затем погрузить в слабый раствор соляной кислоты, то поврежденные и мертвые клетки побуреют вследствие свободного проникновения в них кислоты, которая вызовет превращение хлорофилла в феофитин, тогда как неповрежденные клетки останутся зелеными. У растений с кислым клеточным соком феофитинизация может произойти и без обработки соляной кислотой, так как при нарушении полупроницаемости тонопласта органические кислоты проникают из клеточного сока в цитоплазму и вытесняют магний из молекулы хлорофилла.

Ход работы

Нагреть водяную баню до 40оС, погрузить в нее по 5 листьев исследуемых растений и выдержать листья в воде в течение 30 мин, поддерживая температуру на уровне 40оС.

Пожаростойкость древесных пород. Пожароустойчивость насаждений

Затем взять первую пробу, вынуть по одному листу каждого вида растений и поместить их в чашку Петри с холодной водой (на чашке сделать соответствующую надпись). Поднять температуру в водяной бане до 50оС, через 10мин после этого извлечь из бани еще по одному листу и перенести их в новую чашку Петри с холодной водой. Постепенно довести температуру до 80оС, отбирая пробы через каждые 10 мин при повышении температуры на 10оС.

Заменить (одновременно) воду в чашках на 0,2н НCl и через 20 мин учесть степень повреждения листа по количеству появившихся бурых пятен. Результаты исследования разных объектов записать в таблицу, обозначив отсутствие побурения знаком минус, слабое побурение ___ +, побурение более 50% площади листа ___ ++, и сплошное побурение ___ +++.

Полученные данные записать в табл. 1.

Таблица 1

  Растение   Степень повреждения листьев при t,0С
           
           

Сделать выводы о степени жаростойкости исследованных растений.

Работа 2. Влияние сахарозы на морозоустойчивость растительных клеток

Цель:выяснить значение различных концентрации сахарозы как фактора, повышающего устойчивость к низким температурам.

Объекты, реактивы и оборудование: корнеплод красной свеклы; растворы сахарозы 0,5 и 1 М; 8%-ный раствор NaCl в капельнице; снег или толченый лед; поваренная соль; термометр до 25оС; пинцет; нож; пробочное сверло диаметром 5-6 мм; лезвие бритвы; микроскоп; предметные и покровный стекла; фарфоровая чашка; пробирки; шпатель; штативы для пробирок; фильтровальная бумага; карандаш по стеклу.

Краткие сведения

При замерзании растительных тканей в межклетниках образуются кристаллы льда, которые оттягивают воду от клеток. Если цитоплазма недостаточно морозоустойчива, то она, не выдержав обезвоживания, а также механического давления кристаллов льда, коагулирует, а мембраны утрачивают полупроницаемость.

Кристаллы льда, образующиеся непосредственно в клетках, оказывают механическое воздействие, в результате нарушается внутренняя структура протоплазмы, резко повышается ее проницаемость, а при длительной экспозиции на морозе наступает отмирание. Скорость отмирания протоплазмы клеток зависит как от температуры и времени экспозиции, так и от водоудерживающей способности самой клетки. Увеличение количества растворимых сахаров в зимующих органах растений повышает водоудерживающую способность тканей, предохраняет белковые вещества от свертывания при промораживании.

Таким образом, морозоустойчивость клеток может быть повышена защитными веществами, среди которых важная роль принадлежит сахарозе и другим олигосахаридам.

Ход работы

Вырезать из свежего (тургесцентного) корнеплода красной свеклы пластинку толщиной около 5мм, из которой сделать 9-12 высечек с помощью пробочного сверла (диаметр сверла должен быть меньше диаметра пробирок). Поместить высечки в фарфоровую чашку и тщательно промыть водопроводной водой до полного удаления сока, вытекшего из поврежденных клеток. Перенести одинаковое количество высечек в 3 пробирки, снабженные этикетками. В 1-ю пробирку налить на ¼ воды, во 2-ую __ столько же 0,5 М раствора сахарозы, в 3-ю __ 1 М раствора сахарозы.

Приготовить охладительную смесь: к трем частям снега или толченого льда добавить одну часть поваренной соли (по объему) и тщательно перемешать шпателем или лопаткой. Проверить температуру смеси, которая должна быть около __ 20о С. Погрузить все пробирки в охладительную смесь на 15-20 мин, после чего поставить в стакан с водой комнатной температуры.

После полного оттаивания отметить окраску жидкости в пробирках и окраску высечек. Встряхнуть пробирки и определить оптическую плотность раствора на спектрофотометре при λ 540 нм или на ФЭКе при зеленом светофильтре. Результаты занести в таблицу 1.

Таблица 1

Вариант опыта Окраска наружного раствора Оптическая плотность
Вода    
Сахароза 0,5 М    
Сахароза 1,0 М    

Сделать вывод об особенностях проницаемости растительных клеток под влиянием низких температур в зависимости от варианта опыта.

Проверить жизнеспособность клеток, для чего приготовить из высечек тонкие срезы, поместить их на предметные стекла в капли 8%-ного (гипертонического) раствора NaCl и закрыть покровными стеклами. Через 20 мин рассмотреть в микроскоп не менее трех полей зрения и подсчитать процент плазмолизированных клеток.

Результаты записать в таблицу 1.

Таблица 1

Вариант опыта   Окраска наружного раствора Окраска высечек Количество плазмолизированных клеток, %
Вода Сахароза 0,5 М Сахароза 1,0 М      

В выводах объяснить различия между вариантами опыта, отметив значение сахарозы как защитного вещества.



Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *