Работа 11. Криопротекторное действие углеводов и глицерина на цитоплазму

При воздействии отрицательных температур на растительные ткани в межклетниках образуется лед, который, оттягивая воду из клеток, обезвоживает протопласт. При определенной степени обезвоживания, характерной для каждого растительного организма, протоплазма коагулирует. Но еще хуже, когда кристаллы льда, образуются непосредственно в клетках.

Механическое воздействие льда нарушает внутреннюю субмикроскопическую структуру протоплазмы, резко повышая ее проницаемость, что при длительной экспозиции на морозе приводит к ее гибели.

Скорость отмирания протоплазмы зависит от температуры и времени экспозиции, и от водоудерживающей способности самой клетки. Увеличение количества растворимых углеводов в зимующих органах растений понижая водный потенциал повышает водоудерживающую способность тканей. Накопившиеся сахара, а также глицерин, обладая криопротекторными свойствами, обеспечивают более высокую зимостойкость растений.

ХОД РАБОТЫ

Из поперечного среза красной свеклы толщиной 0,5 см при помощи пробочного сверла диаметром 5-6 мм делают высечки. Тщательно ополаскивают их водой и помещают в три пробирки по 3-4 высечки в каждую. В первую пробирку наливают 5 мл дистиллированной воды, во вторую 5 мл 1 М раствора сахарозы, в третью - 5 мл 2 М раствора сахарозы, в четвертую – 12%-ный глицерин, в пятую – смесь 1:1 12%-ный глицерин и 2 М раствор сахарозы. Пробирки на 20 минут погружают в охладительную смесь до полного замораживания, состоящую изо льда или снега и поваренной соли в соотношении 3:1. Затем пробирки вынимают из охладительной смеси и размораживают в стакане с водой комнатной температуры.

Отмечают различия в интенсивности окрашивания жидкостей в пробирках, объясняют их. Из дисков готовят тонкие срезы и рассматривают их под микроскопом при малом увеличении в капле того же раствора, в котором они находились. Подсчитывают общее количество клеток в одном поле зрения и число обесцвеченных, из которых вышел антоциан, вследствие нарушения внутренней структуры протопласта при замерзании.

Результаты опыта заносят в таблицу:

Сделать выводы о протекторной роли сахарозы и глицерина и их смеси в сохранении жизнеспособности клеток.

МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

1) корнеплоды свеклы; 2) 1 и 2 М растворы сахарозы; 3) 12%-ный глицерин; 4) поваренная соль; 5) лед или снег; 6) термометры; 7) скальпели; 8) пробочные сверла диаметром 6 мм; 9) пробирки; 10) микроскопы; 11) предметные стекла; 12) кисточки; 13) фильтровальная бумага.