Bartłomiej Stańczykiewicz
Patrycja Surmacz
KIEŁKOWANIE
I
RUCHY ROŚLIN
Doświadczenie 63 KIEŁKOWANIE EPIGEICZNE I HIPOGEICZNE
Wykonanie :
W doniczce wysiano kilka nasion peluszki oraz słonecznika.
Po określonym czasie wyciągnięto rośliny z doniczek i dokonano obserwacji.
Obserwacje:
U słonecznika część podliścieniowa zarodka (hipokotyl) wydłużyła się i uniosła nad powierzchnię gleby. U grochu część nadliścieniowa zarodka (epikotyl) uległa wydłużeniu.
Wnioski:
W przypadku reakcji epigeicznych wydłużeniu ulega hipokotyl, który wznosi ponad powierzchnię gleby mięsiste liścienie, w których zostały zgromadzone substancje zapasowe. Liścienie następnie zielenieją i spełniają rolę organów fotosyntetyzujących, a umieszczony pomiędzy nimi pęczek zarodkowy rozwija się w łodygę. W przypadku roślin hypogeicznych wydłuża się część nadliścieniowa (epikotyl), wskutek czego liścienie pozostają w glebie a nad powierzchnie wyrasta tylko epikotyl czerpiący początkowo substancje zapasowe z liścieni. Wkrótce wytwarzają się na nim liście rzeczywiste, które przyjmują funkcje fotosyntezy.
Kiełkowanie epigeiczne :
- jabłoń, - słonecznik, - ogórek, - marchew, - pietruszka, - rzeżucha, - gorczyca,
- koper, - rzodkiewka.
Kiełkowanie hypogeiczne :
- peluszka, - groch, - bób, - kukurydza.
Doświadczenie 64 BADANIE ŻYWOTNOŚCI NASION ZA POMOCĄ BARWIENIA
Wykonanie :
10 nasion kukurydzy , wcześniej moczonych w wodzie przecinamy wzdłuż i połówki nasion umieszczamy w roztworze tetrazoliny w temperaturze 35˚C na 2h. Po tym czasie nasiona przemywamy i dokonujemy oceny.
Obserwacje :
Spośród 10 połówek zabarwiło się na mocnoróżowy kolor 6. 60% z badanych nasion jest zdolnych do kiełkowania, dało dodatni wynik reakcji barwiąc się na mocnoróżowy.
Wnioski:
Bezbarwny roztwór tetrazoliny w zetknięciu z żywą tkanką ulega redukcji, co objawia się mocnoróżowym zabarwieniem zarodka.
Doświadczenie 65 STWIERDZENIE OBECNOŚCI AMYLAZY W KIEŁKUJĄCYCH NASIONACH
Wykonanie :
Na płytce Petriego z agarem skrobiowym układamy przecięte 2 nasiona kukurydzy. Po określonym czasie usuwamy je i zalewamy płytkę płynem Lugola.
Obserwacje :
Płyn Lugola, czyli jodek w jodku potasu w połączeniu ze skrobią daje niebieskie zabarwienie (dodatni wynik reakcji jodowej).
W miejscach gdzie leżały nasiona nie powstaje niebieskie zabarwienie, ponieważ skrobia uległa rozłożeniu przez amylazę obecną w kiełkujących nasionach.
Wnioski:
Skrobia jest najważniejszym materiałem zapasowym rośliny. Składa się z dwóch elementów strukturalnych: amylozy i amylopektyny. Amyloza tworzy liniowe lub zwinięte w helisę łańcuchy, zbudowane z 200 - 1000 cząsteczek glukozy połączonych wiązaniami α 1-4 glikozydowymi. Amylopektyna jest zbliżona do amylozy, ale poza tym, że ma więcej cząsteczek glukozy, posiada ponadto odgałęzienia glukanowe, utworzone przez wiązania α 1-6 glikozydowe i nie tworzy długich struktur helikalnych. Skrobia ulega hydrolizie pod wpływem enzymu zwanego amylazą (diastaza - dotyczy kompleksu enzymów α i β - amylozy) przez dekstryny (o zabarwieniu różowym) do maltozy (bezbarwne). Maltoza pod wpływem maltazy może hydrolizować do glukozy.
Doświadczenie 66 WPŁYW ŚWIATŁA NA KIEŁKOWANIE NASION
Wykonanie :
Na 2 płytki Petriego wyścielone nawilżoną bibułą nakładamy po 25 nasion szarłatu (Amaranthus caudatus). Jedną z płytek owijamy czarnym pergaminem, który nie przepuszcza światła. Obserwacja wyników po 3 dniach.
Obserwacje :
Na płytce pozostawionej na świetle doszło do zahamowania kiełkowania.
Wnioski:
Na podstawie ilości nasion wykiełkowanych i nie wykiełkowanych w obu szalkach można wywnioskować, że światło wpływa hamująco na kiełkowanie szarłatu. Liczba wykiełkowanych na świetle nasion jest mniejsza niż w ciemności. Szarłat należy do grupy roślin, której kiełkowanie nasion jest hamowane światłem, wykazuje fotoblastie ujemną.
Doświadczenie 69 POTRZEBA TLENU PODCZAS KIEŁKOWANIA
Wykonanie:
Zostały przygotowane 3 kolby napełnione piaskiem do 1/4, 2/4 i ¾ objętości. Na wilgotnym piasku umieszczono nasiona grochu. Kolby szczelnie zamknięto korkiem. Po kilku dniach dokonano obserwacji.
Obserwacje :
kolba wypełniona 1/4 piaskiem - wszystkie nasiona wykiełkowały,
kolba wypełniona 2/4 piaskiem - połowa nasion wykiełkowała,
kolba wypełniona 3/4 piaskiem - wykiełkowało kilka nasion.
Najwięcej nasion wykiełkowało w kolbie 1 a najmniej w kolbie 3.
Wnioski :
Tlen jest konieczny do kiełkowania nasion. Spadek stężenia tlenu do poziomu wykluczającego oddychanie tlenowe wstrzymuje proces kiełkowania w wyniku nagromadzenia się w tkankach zarodka alkoholu etylowego. Jest to produkt fermentacji, czyli oddychanie w warunkach beztlenowych. Proces ten jest rodzajem rekompensacji oddychania tlenowego, ale jest on mniej wydajny, ponieważ dostarcza mniej energii. Alkohol etylowy zatruwa tkanki uniemożliwiając kiełkowanie nasion.
Doświadczenie 70 a) SUBSTANCJE HAMUJĄCE KIEŁKOWANIE NASION
a). HAMUJĄCE DZIAŁANIE MIAZGI OWOCÓW
Wykonanie :
Dno kiełkownika pokrywamy miazgą z jabłka i układamy na niej po 15 nasion gorczycy. W kiełkowniku bez miazgi przeprowadzamy próbę kontrolną. Nasiona układamy na wilgotnej bibule. Po 4-6 dniach obliczamy procent wykiełkowanych nasion.
Obserwacje :
Z miazgą wykiełkowały 1 nasiono, a bez miazgi 3.
Wnioski :
Kwas jabłkowy wpływa hamująco na kiełkowanie nasion.
Doświadczenie 100 GEOTROPIZM PĘDU I KORZENIA
Wykonanie :
15 rzeżuchy uprzednio moczonych przez 10 min. w wodzie nanosimy na płytkę szklaną, owijamy namoczoną bibułą. Płytkę ustawiamy pionowo w zlewce, nalewamy na dno trochę wody i przykrywamy. Po 3 dniach płytkę odwracamy o 180 ˚. Po 7 dniach dokonujemy obserwacji.
Obserwacje :
Po 3 dniach pęd i korzeń rośnie równolegle do działania siły grawitacyjnej, czyli w sposób ortogeotropowy, ale pęd wykazuje geotropizm ujemny rosnąc w kierunku przeciwnym do działania siły grawitacji, a korzeń geotropizm dodatni, rosnąc zgodnie z działaniem siły grawitacji. Po obróceniu płytki o 180 ˚ i odpowiednim czasie około 7 dni zauważamy wygięcie pędu oraz korzenia zgodnie z działaniem siły grawitacji tj. pęd od działania siły, korzeń zgodnie z jej zwrotem.
Wnioski :
Siła grawitacji odgrywa ogromną rolę w organizacji przestrzennej rośliny. Bodziec ten działa zawsze na tą samą wartość. Dzięki zdolności przyjmowania bodźca grawitacyjnego korzenie kierują się w głąb środowiska bogatego w wodę i związki odżywcze, natomiast części nadziemne roślin przyjmują orientację pionową, czyli najbardziej statyczną. Poza tym pędy nadziemne, wytwarzające liście dążą do skierowania ich ponad powierzchnię gleby.
Doświadczenie 102 ZNACZENIE WIERZCHOŁKÓW WZROSTU KORZENIA W REAKCJI GRAWITROPIJNEJ
Wykonanie :
Przygotowujemy kuwetę z paskiem nawilżonej bibuły, na którą nakładamy po 2 nasionka z nie uszkodzonym korzeniem, pod nimi 2 inne nasiona ale z korzeniami bez wierzchołka wzrostu. Kuwetę umieszczamy w pozycji pionowej. Po 2-3 godzinach dokonujemy obserwacji.
Obserwacje :
Korzonki bez wierzchołka wzrostu rosły prostopadle do działania siły grawitacyjnej, a z wierzchołkiem równolegle do działania siły grawitacyjnej.
Wnioski :
Wygięcie geotropowe występuje w strefie wzrostu wydłużeniowego organu oraz obecność stożka wzrostu jest warunkiem ujawnienia się reakcji. Prawdopodobnie w reakcji grawitropijnej korzenia bierze udział skrobia amyloplastowa, która znajduje się w komórkach columelli czapeczki. Komórki columelli (statocysty) posiadają retikulum węzłowe, oraz duże amyloplasty wypełnione skrobią tzw. statocysty. Pod wpływem działania siły grawitacyjnej statolity naciskają ER, który kontaktuje się z receptorami wapniowymi bramkowanymi napięciem przez filamenty aktynowe. Przekazywanie napięcia z ER przez filament aktynowy do receptorów powoduje zmianę stężenia Ca 2+ w komórce co jest bodźcem do transdukcji sygnałów reakcji grawitropicznych, sygnały wysyłane są z czapeczki do strefy elongacyjnej. Jeśli nacisk statolitów na ER był równomierny auksyna jest transportowana równomiernie po obu stronach do strefy elongacyjnej. Jeśli doszło do zmiany ułożenia rośliny pociąga to za sobą nierównomierny nacisk statolitów na ER i nierównomierny transport auksyny do strefy wzrostu tylko po jednej stronie, konsekwencją czego jest wygięcie. Z kolei w przypadku pędów nadziemnych percepcja odbywa się w pochwach skrobionośnych. Jest to jedna z teorii wyjaśniających wygięcia geotropowe.
Doświadczenie 104 HYDROTROPIZM
Wykonanie :
Dno sita przykryte zostało warstwą wilgotnych trocin, na której ułożono nasiona i przykryto folią aluminiową. Sito ustawiono pod kątem 45˚ do ziemi w cieniu. Po kilku dniach obserwujemy wyniki.
Obserwacje:
Niektóre korzenie wykiełkowanych nasion po przejściu przez oko sita, uległy wygięciu ponownie w stronę dna sita, gdzie znajdowały się nasycone wodą trociny.
Wnioski :
Ze względu na brak wody (sito ustawione było w metalowej skrzynce w cieniu, w suchym pomieszczeniu) korzenie wyginają się w stronę sita wypełnionego wilgotnymi trocinami. Świadczy to o tym, że w warunkach przeprowadzonego doświadczenia bodziec wodny jest silniejszy niż bodziec geotropowy. Czyli hydrotropizm był większy niż geotropizm. Woda jest niezbędna roślinie do dalszego rozwoju dlatego bodziec wodny determinuje korzeń do wygięcia się w jego stronę.
Doświadczenie 106 FOTOTROPIZM PĘDU I KORZENIA
Wykonanie :
15 nasion gorczycy nakładamy na szklaną płytkę owiniętą namoczoną bibułą. Taką płytkę wkładamy do kuwety oklejonej czarnym papierem i zaopatrzonej w szczelinę. Na dno wlewamy trochę wody i ustawiamy szczeliną w kierunku źródła światła. Po 7 dniach dokonaliśmy obserwacji.
Obserwacje:
Pędy nadziemne wykazują fototropizm dodatni rosnąc w kierunku padania światła i są w charakterystyczny sposób zagięte w stronę światła, korzenie odwrotnie, rosną w kierunku przeciwnym od światła, wykazując fototropizm ujemny.
Wnioski:
Mechanizm fototropizmu opiera się niesymetrycznym rozłożeniu auksyn, wywołujący niesymetryczny wzrost łodygi. Strona zacieniona, zawierająca więcej auksyn rośnie szybciej niż strona oświetlona. Stąd to charakterystyczne wygięcie pędów nadziemnych w stronę światła. Wygięcia fototropowe mają oczywisty sens ekologiczny, dzięki nim fotosyntetyzujące organy kierują się w stronę światła i ustawiają się w sposób zapewniający jak najlepsze wykorzystanie energii świetlnej. Natomiast korzenie, których główną funkcją jest pobieranie wody unikają światła rosnąc w kierunku przeciwnym.
Doświadczenie 108 WPŁYW BARWY ŚWIATŁA NA REAKCJĘ FOTOTROPICZNĄ
Wykonanie :
Do dwóch pudełek z filtrem czerwonym i niebieskim wkładamy szalki Petriego z kiełkującymi nasionami gorczycy lub nasturcji. Okienka z filtrami kierujemy w stronę okna. Po kilku dniach obserwujemy kierunek wygięcia się siewek roślin.
Obserwacje:
W pudełku z filtrem niebieskim rośliny wygięły się w stronę źródła światła, natomiast w pudełku z filtrem czerwonym nie zaobserwowano tego zjawiska.
Wnioski:
Wygięcie fototropowe następuje tylko pod wpływem promieniowania krótkofalowego takiego jak: niebieskie, fioletowe, ultrafiolet, a fotoreceptory pochłaniają tylko ten rodzaj promieniowania.
Doświadczenie 113 RUCHY HIGROSKOPIJNE ROZŁUPEK IGLICZNI
Wykonanie :
Do gumowego korka z wywierconym otworem wkładamy dolną część rozłupki igliczni. Korek wkładamy do zlewki z gorącą wodą (tak jak na rysunku poniżej) i przykrywamy. Obserwujemy ruch „ości”, która w sprzyjających warunkach wykonuje pełny obrót w czasie 1-2 min.
Obserwacje:
Czas 1 obrotu = 6 minut
Czas 2 obrotu = 5 minut
Ruch obrotowy nasiona zaopatrzonego w igłę na skutek zwiększonej wilgotności atmosfery (para wodna unosząca się w skutek parowania gorącej wody). Ruch obrotowy igły ma na celu „wwiercenie” nasionka w wilgotną glebę.
Wnioski :
Zaobserwowany w powyższym doświadczeniu ruch to tzw. ruch higroskopijny.
Ten rodzaj ruchu dotyczy martwych organów rośliny i jest związany najczęściej z pęcznienia bądź wysuszenia, nie zależy on od działania bodźców ukierunkowanych.
Doświadczenie 115 OBSERWACJA RUCHÓW NASTYCZNYCH U MIMOZY
Wykonanie :
Drażnimy liście mimozy dotykiem. Obliczamy prędkość przewodzenia podniety (mierzymy czas stoperem od chwili składania szczytowych listków aż do ostatnich i znając odległość między nimi, obliczamy szybkość przewodzenia podniety w m/s).
Obserwacje:
t = 8s
s = 23cm = 0,23m
V = S/t
V = 0,23/8 = 0,029m/s
Wnioski:
Nastie to ruchy organów roślinnych (w przypadku mimozy liści) wywołane bodźcami zewnętrznymi ukierunkowanymi i nie ukierunkowanymi. U mimozy bodziec dotykowy powoduje tzw. sejsmonastie, polegające na opuszczaniu ogonków liściowych i składania liści. Jest to typowa reakcja „wszystko albo nic” polegająca na tym, że bodziec, o ile tylko przekroczył wartość progową, wywoła pewną reakcję bez względu na swoje natężenie. Stąd podobne wartości szybkości przewodzenia podniet. Ruch listków i ogonków jest prawdopodobnie spowodowany gwałtownymi zmianami turgoru w komórkach poduszeczek liściowych, a zmiany te wywołane są szybkim wydzieleniem jonów K+ na zewnątrz komórek.