Изготовление модели растительной клетки

Простые опыты  по ботанике

Изготовление  модели растительной клетки

Для проведения опытов необходимо изготовить модель растительной клетки – целлофановый мешочек размером примерно с грецкий орех. Материалом для такого мешочка служит целлофан – синтетическая пленка, проницаемая  для воды (целлофан моделирует оболочку растительной клетки). Такая пленка используется в торговле в качестве упаковочного материала для некоторых  продуктов (например, сосисок, цветов). Пленка, применяемая для изготовления полиэтиленовых пакетов, не годится, так  как не пропускает воду.

Модель клетки изготавливается  из маленького кусочка целлофана  и небольшой стеклянной трубочки, например от аптечной пипетки (рис. 1, а). Целлофан предварительно смачивают  водой и обсушивают при помощи газетной или промокательной бумаги. Пленка прикрепляется к трубочке с помощью колечка, которое делают из резиновой части пипетки. Важное условие при проведении опыта  – герметичность соединения мешочка  и трубки.

Мешочек может быть и более  сложной конструкции – в этом случае нужна пробка (рис. 1, б).

Для опытов также понадобятся:

– сироп, приготовленный из 2 частей сахарного песка и 1 части  горячей воды; для большей наглядности  опытов в сахарный сироп добавляют 1–2 капли туши или чернил;

– крахмальный клейстер, который готовится так: развести 1 чайную ложку крахмала в небольшом  количестве холодной воды и затем  постепенно влить ее в 1/3 стакана  кипящей воды, все время помешивая ложкой;

– смесь сахарного песка  и крахмала в пропорции 10 : 1.

Опыт 1. Поступление  воды и растворенных в ней веществ в клетку

Оборудование: модель растительной клетки (целлофановый мешочек с трубкой), заполненный смесью сахарного песка  и крахмала или крахмальным клейстером; банка с водой; линейка; чернила  или тушь; пластилин; проволока для  крепления мешочка к банке; иголка; раствор йода; пипетка.

Постановка опыта.

Вариант А. Мешочек, заполненный  смесью сахарного песка и крахмала в пропорции 10:1, поместить на дно  банки с небольшим количеством  воды, подкрашенной 1–2 каплями чернил или туши (уровень воды не должен быть выше места крепления мешочка  к трубке). Используя пластилин  и проволоку, закрепить трубку на горлышке банки (рис. 2). Содержимое банки  оставить на 1–2 ч.

Вариант Б. Мешочек с пробкой  и вставленной в нее трубкой  наполнить крахмальным клейстером. Используя пластилин и проволоку, закрепить мешочек на горлышке банки (рис. 2). В банку по стенке медленно налить воду – столько, чтобы ее уровень был не выше места крепления мешочка к трубке. Для наглядности опыта воду можно подкрасить 10–20 каплями раствора йода. Содержимое банки оставить на 1–2 ч.

Результаты опыта. В ходе опыта подкрашенная вода будет подниматься  по трубке. Отметьте фломастером на трубке уровень подъема воды. Крахмальный  клейстер в мешочке постепенно окрашивается в темно-фиолетовый цвет.

Для того чтобы убедиться, проникает ли вода в мешочек, достаньте  мешочек из банки и проткните  его иголкой. Если опыт получился, вы опытным путем доказали, что вода проникает сквозь оболочку клетки-модели.

Ответьте на вопрос. Какое  значение для клетки имеет проницаемость  ее оболочки для воды и непроницаемость  для других веществ (избирательная  проницаемость)?

Опыт 2. Поступление  веществ из воздуха в клетку

Оборудование: модель растительной клетки – целлофановый мешочек без  трубки и пробки; банка с водой; смесь сахарного песка и крахмала; нитка и проволока для прикрепления мешочка; раствор йода; пипетка.

Постановка опыта. Мешочек  заполнить смесью сахарного песка  и крахмала в пропорции 10 : 1, крепко завязать толстой ниткой и поместить в банку с кипяченой водой. Через 1–2 ч, когда мешочек набухнет, подвесить его над водой, в которую добавить 15–20 капель раствора йода. Рядом надо повесить второй такой же мешочек, но заполненный чистой водой.

 Результаты опыта.  Спустя 20–25 мин содержимое первого  мешочка окрасится в темно-фиолетовый  цвет.

Ответьте на следующие  вопросы. Какие вещества могут поступать  в клетку из воздуха? Как можно  доказать это на опыте? Для чего в  воду добавляют раствор йода? Для  чего один мешочек наполняют смесью сахара и крахмала, а другой –  чистой водой? Работа клеток каких органов растения моделируется в данном опыте?

Опыт 3. Поступление  растворенных в воде веществ из почвы  в клетку

Оборудование: модель клетки – целлофановый мешочек, заполненный  смесью сахарного песка и крахмала в пропорции 10:1; банка с кипяченой  водой; банка, заполненная промытым речным песком; раствор йода.

Постановка опыта. Мешочек  со смесью сахарного песка и крахмала поместите на 1–2 ч для набухания  в банку с кипяченой водой. Затем выньте его и положите в  банку с песком, смоченным раствором  йода в воде. Песок должен полностью  покрывать набухший мешочек (рис. 4).

Результаты опыта. Спустя 15–20 мин выньте мешочек из песка  и промойте его в чистой воде. Содержимое мешочка окрасилось в  темно-фиолетовый цвет.

Ответьте на следующие  вопросы. Какие вещества могут поступать  в клетку из почвы? Как можно обнаружить поступление этих веществ в опыте? Работа клеток каких органов растения моделируется в данном опыте?

Опыт 4. Рост корня  в длину

Объекты и оборудование: проросшие семена гороха, фасоли или  бобов с корнем длиной около 2 см; небольшая баночка (из-под майонеза, сока и т.п.); кусок картона; плотная  ткань или промокательная бумага; полиэтиленовая пленка или крышка для  банки; черная тушь, предварительно налитая  в крышечку и слегка загустевшая  в результате частичного высыхания; линейка; заостренная спичка; канцелярские булавки.

Постановка опыта. Для  опыта надо приготовить влажную  камеру. На дно банки налить воду слоем 0,5–1 см, установить картонную  стенку, лучше всего двухслойную. Высота стенки должна быть чуть ниже банки, ширина – по диаметру отверстия  банки (рис. 5).

Нижний край картонки надо вырезать в форме выпуклого дна  банки. На обе стороны картонной  стенки наложить промокательную бумагу или плотную ткань. По ней будет  подниматься вода со дна банки. Для  опыта надо отобрать 2–3 проросших  семени с более или менее прямыми  корнями, без признаков повреждения  и начала образования боковых  корней. Тонко заточенной спичкой  по всей длине корня нанести (по одной  стороне) метки тушью в виде небольших, но хорошо заметных точек или коротких черточек на расстоянии 1,5–2 мм одна от другой. Семя при этом держите за семядоли, прикосновение к корню  концом спички должно быть очень легким, особенно у его кончика. Начинать разметку лучше с основания корня. Затем семена с размеченными корнями  прикрепите к картонной стенке с  помощью булавок (на картон прикалываются  булавками обе семядоли) так, чтобы  корни касались влажного картона  на высоте 3–4 см над водой.

Банку закрыть крышкой  или полиэтиленовой пленкой и  поставить в светлое и теплое место. Чтобы стенки банки не запотевали, можно протереть их ватным тампоном, пропитанным смесью глицерина с  водой в пропорции 1:1.

Результаты опыта. Через 2 дня убедитесь, что метки заметно  раздвинулись только у кончика корня (рис. 6).

Ответьте на следующие  вопросы. Почему метки надо наносить по всему корню, а не на какую-то его  часть? Почему расстояния между метками  должны быть одинаковыми и небольшими?

Опыт 5. Влияние  на рост корня удаление его кончика

Объекты и оборудование: проросшие семена гороха, фасоли или  бобов с корнем длиной 2–3 см; влажная  камера, сделанная из банки так  же, как в предыдущем опыте; канцелярские булавки; лезвие бритвы; линейка.

Постановка опыта. Для опыта отберите 2 проросших семени с одинаковыми по размеру и форме корнями без признаков повреждения. У одного семени бритвой отрежьте кончик корня размером 0,5 см. Измерьте длину корня у опытного (с обрезкой) и контрольного (целого) семени и запишите результаты. Семена поместите во влажную камеру, прикрепив их булавками за семядоли, как в предыдущем опыте. Закройте камеру крышкой или пленкой и поставьте в теплое место.

Результаты опыта. Через 4–5 дней измерьте линейкой длину главного и боковых корней у опытного и  контрольного семени и убедитесь, что  у опытного семени длина боковых  корней больше.

Ответьте на следующие  вопросы. Почему длина и количество боковых корней у опытного семени больше? С какой целью удаляют  кончик корня (это называется пикировкой) при выращивании культурных растений?

Опыт 6. Влияние  доступа воздуха на развитие корней

Объекты и оборудование: срезанные побеги традесканции, пеларгонии или колеуса длиной 15–20 см; две  небольшие стеклянные банки с  картонными крышечками, в которых  есть отверстия для побегов; растительное масло (подсолнечное, кукурузное или  любое другое).

Постановка опыта. Обе  стеклянные банки на 2/3 наполнить  прокипяченой и охлажденной до комнатной температуры водой. Побеги растений с обрезанными нижними листьями пропустить через отверстие в картоне и поставить в воду. В одну из банок, не вынимая растения, надо налить немного растительного масла (рис. 7).

Результаты опыта. Через 7–8 дней вы увидите, что в банке  без масла на нижней части побега образовались придаточные корни, а  в банке с маслом этого не произошло.

Ответьте на следующие  вопросы. С чем это связано? Почему в опыте необходимы прокипяченая вода и масло?

Опыт 7. Поступление  воды в корень

Объекты и оборудование: морковь – свежая и выдержанная  на морозе; две стеклянные трубки длиной 50–70 см и диаметром 5 мм с резиновыми или корковыми пробками; густой сахарный сироп (100 г сахара на 50 мл воды); сверло, соответствующее диаметру пробок; стеклянная банка емкостью 0,5–1 л; алюминиевая  фольга.

Постановка опыта. В свежей моркови, концы которой немного  обрезаны, вырезать в верхней ее части сверлом углубление в 3–4 см так, чтобы в него входила пробка со стеклянной трубкой. Опустить корнеплод  на 20–25 мин в теплую воду. Затем, предварительно обсушив его тканью или промокательной бумагой, заполнить  углубление приготовленным сахарным сиропом. В верхнюю часть углубления вставить стеклянную трубку с пробкой на конце  так, чтобы часть сиропа вошла  в трубку. Все это поместить  в банку, заполненную водой. Трубку закрепить вертикально на горлышке банки с помощью алюминиевой  фольги (рис. 8). Уровень жидкости в  трубке отметьте фломастером или  тушью. То же самое проделать с  морковью, выдержанной на морозе (в  теплое время года используйте для  этого морозильную камеру холодильника).

Результаты опыта. В течение  нескольких часов наблюдайте поднятие уровня жидкости в трубке, вставленной  в свежий корнеплод. В промороженной  моркови такого происходить не будет.

Ответьте на следующие  вопросы. Почему жидкocть пoднимaeтcя в одном случае и не поднимается в другом? Какая сила обеспечивает этот процесс?

Опыт 8. Выращивание  растений при разных концентрациях  минеральных веществ

Объекты и оборудование: проростки фасоли, в фазе первого  настоящего листа; банки или бумажные пакетики из-под сока, заполненные  промытым песком; пипетка; три раствора питательных солей, содержащих калий, азот и фосфор.

Первые два раствора готовятся  в небольших банках в 50 мл кипяченой  воды. В одной банке растворяют 2 г нитрата натрия, в другой – 0,5 г хлорида калия. В третьей  банке в 80 мл горячей воды растворяют 10 г суперфосфата, прозрачный раствор  сливают и смешивают с 1/2 стакана  кипяченой воды. На банки наклеивают этикетки: “Азот”, “Калий”, “Фосфор”.

Постановка опыта. В банки  или пакеты с промытым и увлажненным  песком высадить по 2–3 проростка фасоли. Через неделю оставить в каждой банке  по одному, лучшему растению. В тот же день надо внести в песок приготовленные заранее растворы минеральных солей: в одну банку – 2 полных пипетки раствора азотной, 5 – калийной и 10 – фосфорной солей (наклейте на эту банку с растением этикетку “Больше солей”); во вторую банку добавить 3–4 капли азотной соли, 1/2 пипетки раствора калийной и 1–2 пипетки раствора фосфорной соли (наклейте этикетку “Меньше солей”); в третью банку растворов солей не вносите (этикетка – “Нет солей”). После внесения растворов солей полейте песок во всех банках одинаково – до полного смачивания. В ходе опыта поддерживайте нормальную влажность песка (рис. 9).

Результаты опыта. Когда  на растениях появится 6–7-й лист (примерно через месяц), отметьте разницу  между растениями, выросшими в  разных банках, по толщине и высоте стебля, величине листьев и т.п. Объясните  результаты опыта.

Опыт 9. Дыхание  корней

Объекты и оборудование: луковица с корнями, выращенная в  банке с водой; небольшая банка; пластилин; лучинки – тонкие деревянные палочки, лучше сосновые.

Постановка опыта. В две  небольшие банки с диаметром  горлышка чуть меньше диаметра луковицы налить по 1–2 мл воды. Луковицу с корнями  плотно прилепите к горлышку одной  из банок с помощью пластилина. Другую банку – контрольную –  закройте крышкой. Корни луковицы распределите равномерно по дну, встряхнув банку. Обе банки поставьте на 2 дня  в слабо освещенное место при  комнатной температуре.

Результаты опыта. Зажгите  лучинку и спокойно, не торопясь, опустите в банку, в которой были корни луковицы. При этом старайтесь как можно меньше нагревать банку  рукой, чтобы из нее не вышел воздух. Лучинка гаснет (рис. 10). То же самое  проделайте с контрольной банкой, где не было корней, — лучинка  продолжает гореть. Не дожидаясь, пока в контрольном опыте лучинка  погаснет из-за того, что кончился кислород, ее надо быстро и аккуратно вынуть.

Ответьте на следующие  вопросы. Для чего опускают зажженную  лучинку в опытный и контрольный  сосуды? Почему лучинка гаснет в  сосуде, где находились корни? Зачем  необходим контрольный сосуд  в опыте?

Опыт 10. Состав почвы

Объекты и оборудование: хорошо просушенная почва; лист белой  бумаги; пластмассовая бутылка с  пробкой, разрезанная поперек пополам; стакан; фильтровальная или промокательная бумага; воронка (можно заменить отрезанным от другой пластмассовой бутылки горлышком); жестяные крышки.