Для начала я хотела бы вам показать, как выглядят клетки красного лука под микроскопом и ответить на вопрос, что придает такой цвет луку. Затем предлагаю провести интересный эксперимент, который вас познакомит с явлением плазмолиза и деплазмолиза.
Пигмент в клетках красного лука
Перед вами клетки красного лука под микроскопом. Препарат я не окрашивала, это его естественный цвет. Такую малиновую окраску придают пигменты, содержащиеся в клетках лука. Заметьте, что не все клетки окрашены. Такая чередующаяся окраска обеспечивает пестроту луковой чешуе, если посмотреть на него не вооруженным глазом.
Эти пигменты называются антоцианы и содержатся они в вакуолях клеток. Антоцианы относятся к группе флаваноидов, которые являются гликозидами. Они способны менять свою окраску в зависимости от рН среды, так в кислой среде пигмент становится красного цвета, в нейтральной среде антоцианы имеют фиолетовую окраску, и синий цвет в щелочной среде. Антоцианы используются в пищевой промышленности как натуральный краситель (Е163) и добывают его из ягод смородины, винограда и др.
Теоретическая база
Теперь, когда с пигментом разобрались, предлагаю изучить явление плазмолиза, и в этом нам поможет как раз-таки ранее упомянутый пигмент. Благодаря его наличию мы сможем отчетливо наблюдать ход эксперимента без окраски препарата.
Для начала немного теории.
Плазмолиз – это процесс отделения протопласта от клеточной стенки в гипертоническом растворе.
Гипертонический раствор (обычно это 10 %-ый раствор поваренной соли) – это раствор, в котором осмотическое давление выше, чем в клетках. Соответственно, гипотонический раствор – это раствор, в котором осмотическое давление ниже, чем в клетках.
Осмотическое давление – это минимальное давление, которое надо приложить к раствору, чтобы прекратить осмос.
Осмос – это движение молекул растворителя через полупроницаемую мембрану из области с большей концентрацией в область с меньшей концентрацией.
Осмос приводит к возникновению тургорного давления в клетках.
Тургорное давление – это гидростатическое давление, которое возникает при поступлении в клетку воды путем осмоса, таким образом обеспечивая напряженное состояние клеточной оболочки, обуславливая форму и упругость растительным клеткам.
Плазмолизу предшествует потеря тургора.
Как приготовить гипертонический раствор в домашних условиях
Здесь нет ничего сложного. Нам потребуется обычная поваренная соль и вода. Гипертонический раствор содержит 10 % растворенного вещества. В медицине используется такая величина как весовой процент. Это значит, что в 100 г готового препарата содержится 10 г растворенного вещества. Прежде чем готовить препарат, стоит определиться с единицами измерения, т.к. речь сейчас шла про 100 г раствора, а нам необходимо знать какое количество воды в мл использовать в работе. Считается, что масса 100 мл чистой пресной воды равна 100 г, т.к. плотность пресной воды 1 г/мл.
Чтобы приготовить такой раствор, нам потребуется отмерить 10 г соли и растворить ее в 90 мл воды. Таким образом, мы получим 100 мл гипертонического раствора, содержащего 10 % растворенного вещества (поваренной соли).
Для этого можно воспользоваться кухонными весами и мензуркой. Либо при отсутствии таковых воспользоваться подручными средствами (конечно в таком случае, погрешности не избежать, но в нашем эксперименте это не критично).
Итак, при отсутствии измерительных приборов, можно воспользоваться известными кухонными приборами, у которых известна приблизительная величина объемов и весов.
Граненный стакан с риской: объем равен 200 мл до риски и 250 мл до краев.
Чайная ложка: без горки содержит 7 г соли, с горкой приблизительно 10 г.
Столовая ложка: без горки вмещает 20 г соли.
Если в 100 г раствора содержится 10 г растворенного вещества, то путем несложных вычислений, можно определить, что в 200 г раствора содержится 20 г растворенного вещества. Поэтому самый удобный способ взять граненный стакан, насыпать туда 20 г соли (это 1 столовая ложка без горки) и затем налить воду до риски, таким образом мы доведем объем до 200 мл. Для лучшего растворения соли, раствор можно подогреть.
Гипотонический раствор
В качестве гипотонического раствора идеально использовать дистиллированную воду, но при отсутствии таковой можно взять обычную чистую воду.
Проведение исследования
Теперь, когда с определениями все понятно, перейдем непосредственно к подготовке к эксперименту. Для демонстрации плазмолиза, нам потребуется препарат из кожицы лука (можно использовать лист Элодеи), а также гипертонический и гипотонический раствор.
Этапы работы:
- приготовить гипертонический и гипотонический раствор.
- аккуратно снять кожицу лука с той стороны чешуи, где много пигмента.
- протереть стекла салфеткой, на предметное стекло добавить каплю воды и в ней расправить кожицу лука, накрыть покровным стеклом. Излишек воды оттянуть фильтровальной бумагой (салфеткой)
- поместить препарат на предметный столик под микроскоп и начать исследование с малого увеличения.
Антоцианы – это водорастворимый пигмент, поэтому можно заметить, что при удалении излишка воды с препарата, вместе с водой вывелось часть пигмента из клетки, и салфетка окрасилась в малиновый цвет. Причина этому – осмос.
На этом этапе рассмотрите клетки лука под разным увеличением, сделайте фото или зарисуйте результат и можно приступать к следующему шагу.
Исследование плазмолиза
С одной стороны пипеткой следует добавить на препарат гипертонический раствор, а с другой стороны подложить фильтровальную бумагу (салфетку). Вода активно будет перемещаться в сторону салфетки.
Что будем наблюдать:
- под действием высокого осмотического давления вода из клеток диффундирует в межклеточное пространство.
- вследствие выхода воды из клетки объем клеточного сока сокращается, тургор уменьшается.
- объем клеточной вакуоли уменьшается.
- наблюдаем процесс отслоения протопласта от клеточной стенки – это и есть плазмолиз.
Различают уголковый, вогнутый и выпуклый плазмолиз. Последний из них необратим.
Обратимость плазмолиза называется – деплазмолизом, т.е. восстановление клетки в ее первоначальный вид.
Уголковый плазмолиз характерен отслоением протопласта от стенок клетки на некоторых участках.
При вогнутом плазмолизе отслоение происходит на значительных участках клетки, но он еще обратим.
А вот при выпуклом плазмолизе (полный плазмолиз) связи между соседними клетками разрушаются и это приводит к гибели клетки.
Исследование деплазмолиза в плазмализированных клетках
С одной стороны на препарат добавляем гипотонический раствор, с другой – подкладываем фильтровальную бумагу (салфетку). Вода также начнет активно двигать в сторону салфетки. При этом под действием осмоса, клетки начнут наполняться водой.
Что будем наблюдать:
- вода диффундирует из межклеточного пространства в клетку и заполняет вакуоли
- объем вакуоли повышается. Увеличивается давление клеточного сока на цитоплазму
- цитоплазма приближается к клеточной стенке
- клетка принимает свой первоначальный вид
- тургор восстанавливается
- наблюдаем процесс деплазмолиза.
Обязательно проведите этот эксперимент, он очень простой и не требует никакой особой подготовки и приспособлений.
Если материал вам был интересен, ставьте лайк! Всем спасибо за внимание!
