Министерство сельского хозяйства
Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Самарская государственная
сельскохозяйственная академия»
Кафедра «Садоводство, ботаника
и физиология растений»
ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
Методические указания и рабочая тетрадь
для выполнения лабораторных работ
Кинель
РИЦ СГСХА
2014
Стр.1
УДК 581.1.(07)
Ф-50
Ф-50 Физиология растений : методические указания и рабочая тетрадь для
выполнения лабораторных работ / сост. М. В. Коваленко, В. М. Царевская,
Г. К. Марковская. – Кинель : РИЦ СГСХА, 2014. – 56 с.
Методические указания и рабочая тетрадь предназначены для студентов технологического
факультета, обучающихся по направлению подготовки 110900.62 «Технология производства
и переработки сельскохозяйственной продукции».
Учебное издание содержит описания лабораторных работ, охватывающих все основные
разделы программы дисциплины «Физиология растений», вопросы и задания для
самостоятельной работы, вопросы для подготовки к экзамену, учебно-методическое и информационное
обеспечение дисциплины. Для каждой лабораторной работы дано ее краткое
теоретическое обоснование и описана методика выполнения опытов.
© ФГБОУ ВПО Самарская ГСХА, 2014
© Коваленко М. В., Царевская В. М.,
Марковская Г. К., составление, 2014
2
Стр.2
ПРЕДИСЛОВИЕ
Физиология растений – наука, изучающая процессы жизнедеятельности и их биохимические
основы. Основными разделами этой дисциплины являются: физиология и биохимия
растительной клетки, фотосинтез, дыхание, водный режим, минеральное питание, рост
и развитие растений, физиология формирования урожая и его качество, устойчивость растений
к неблагоприятным факторам среды.
Методические указания и рабочая тетрадь по дисциплине «Физиология растений»
включают структуру и методики опытов, проводимых на аудиторных занятиях. По каждой
теме дано краткое теоретическое введение, основные физиологические и биохимические понятия,
вопросы для самоконтроля, указания по методике проведения лабораторных работ
и рекомендации по оформлению полученных результатов. Это позволяет качественно освоить
материал темы, самостоятельно проконтролировать полученные знания, приобрести
навыки в выполнении опытов.
Целью методических указаний является изучение основных тем по физиологии растений
(физиология и биохимия растительной клетки, дыхание, фотосинтез, водный режим,
рост и развитие, устойчивость к неблагоприятным факторам) и более эффективное использование
учебного времени студентов.
Задачи методических указаний:
– дать основные понятия и термины по изучаемым темам;
– стимулировать самостоятельное творческое мышление;
– организовать самостоятельную работу студентов.
В результате изучения дисциплины студент должен
знать:
– анатомо-морфологическую локализацию физиолого-биохимических процессов
в растениях, их ход и механизмы регуляции на всех структурных уровнях организации растительного
организма;
– зависимость хода физиологических процессов от внутренних и внешних факторов среды;
–
принципы формирования величины и качества урожая основных сельскохозяйственных
культур;
– воздействие на растения факторов антропогенного происхождения; изменение химического
элементного и биохимического состава урожая в процессе хранения и последующей
переработки;
уметь:
– определять жизнеспособность растительных тканей, исходя из возможности осуществления
в них хода физиолого-биохимических процессов;
– определять степень насыщенности водой продуктивной части растений, содержание
пигментов и веществ белковой, углеводной, липидной природы и витаминов в урожае основных
сельскохозяйственных культур;
– пользоваться органолептическими и биохимическими показателями в процессе прогнозирования
качества урожая;
владеть:
– современными методами исследования и получения информации о ходе физиологических
процессов в растительном организме, формировании биохимического качества урожая;
– навыками обработки и анализа получаемых экспериментальных данных;
– приёмами поиска новых сведений в области физиологии и биохимии растений, связанных
с получением урожая с.-х. культур высокого качества.
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих профессиональных
компетенций:
3
Стр.3
– способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной
деятельности, применять методы математического анализа и моделирования,
теоретического и экспериментального исследования;
– готовность к оценке физиологического состояния, адаптационного потенциала и определению
факторов регулирования роста и развития сельскохозяйственных культур;
– способность к анализу и планированию технологических процессов в растениеводстве,
животноводстве, переработке и хранении продукции как объектов управления.
4
Стр.4
Лабораторная работа 1
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ
Цель занятия. Ознакомиться с локализацией основных органических веществ в клетке,
применяя простейшие методы качественного анализа.
В состав клетки входят органические и минеральные вещества. Основными органическими
веществами в составе растительной клетки являются белки, жиры, углеводы и нуклеиновые
кислоты.
Белковые вещества представляют собой высокомолекулярные органические соединения,
построенные из аминокислот. Белки выполняют в клетке конституционные, каталитические,
защитные, транспортные и запасные функции. Hаличие в молекуле белка различных
свободных групп и радикалов – аминных (-NH2), карбоксильных (-СООH), гидроксильных
(-ОH), сульфгидрильных (-SH), дисульфидных (-S-S-) и др. обуславливает огромное разнообразие
реакционных возможностей, как отдельных структурных элементов белка, так и всей
белковой молекулы. Это используется для выявления и количественного определения белков.
Белки в различных количествах находятся во всех органах растений. В вегетативных органах
количество белков обычно достигает 5-15% от веса сухой массы, в семенах злаков
10-20%, в семенах бобовых и масличных культур – 25-35%.
Hуклеиновые кислоты представляют собой органические кислоты с огромным молекулярным
весом. Они играют важную роль в передаче наследственных свойств живых организмов
и в процессе синтеза белка. Различают два вида нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновую
кислоту – ДHК, которая в основном локализована в клеточном ядре, и рибонуклеиновую
кислоту – РHК, которая находится и в ядре, и в цитоплазме клетки. При гидролизе
нуклеиновые кислоты дают пуриновые и пиримидиновые основания, сахар (пентозу), рибозу
и дезоксирибозу и фосфорную кислоту.
Жиры и жироподобные вещества. Жиры (триглицериды) – тройные эфиры глицерина
и трех молекул жирных кислот. Жиры чаще выполняют функции запасных веществ,
конституционную и транспортную. Жироподобные вещества (липоиды) отличаются от жиров
тем, что один из гидроксилов глицерина замещен не жирной кислотой, а каким-либо
другим гидрофильным веществом, например, остатком фосфорной кислоты (фосфолипиды),
к которому в свою очередь может присоединиться какое-либо органическое основание
(например, холин). Hекоторые из липоидов вместо глицерина включают в молекулу другой
многоатомный спирт (например, инозит). Липоиды чаще выполняют функции конституционных
(липопротеидная мембрана), реже запасных (фосфолипиды) или защитных (воска)
веществ. Общим, что объединяет жиры и липоиды, является их растворимость в органических
растворителях: эфире, хлороформе, сероуглероде, бензине и не растворимость в воде.
Работы выполняются в порядке их расположения, используя свободное время для
подготовки следующей работы.
Работа 1.1. ОБHАРУЖЕHИЕ БЕЛКА В ЛИСТЬЯХ (ПО ЧАЙЛАХЯHУ)
Метод основан на проведении биуретовой реакции. Эта реакция характерна для веществ,
содержащих пептидную связь (-СО-NH-). При обработке щелочного раствора белка
раствором медного купороса появляется фиолетовое или красно-фиолетовое окрашивание.
Методика выполнения. К черешку листа привязать нитку. Листья погрузить на
1-2 мин в кипящую воду, затем перенести в колбу с 96% спиртом. Колбу с обратным холодильником
погрузить в горячую водяную баню для экстрагирования хлорофилла. Через
0,5-1 ч наступает полное обесцвечивание листа. Обесцвеченные листья смочить дистиллированной
водой и расправить в чашке Петри. Провести биуретовую реакцию, для чего листья
5
Стр.5