Grzegorz Niedoba, Maciej Komaszyło, Grzegorz Kowalczyk BIOTECHNOLOGIA gr. 2
GOSPODARKA WODNA KOMÓRKI ROŚLINNEJ
1. Plazmoliza i deplazmoliza.
a) Przebieg ćwiczenia
Wycięto żyletką i umieszczono na szkiełku przedmiotowym skrawek skórki z dolnej strony łuski cebuli. Z dużego powiększenia naszkicowano kontury wybranej komórki. Następnie z jednej strony szkiełka nakrywkowego stale wkrapiano niewielkie ilości 0,8 M roztworu sacharozy, z przeciwnej strony natomiast umieszczono fragment bibuły w celu zapewnienia stałego przepływu roztworu pod szkiełkiem. Średnio co 2 minuty szkicowano zmiany zachodzące we wnętrzu komórki. Następnie zamiast roztworu cukru zakrapiano czystą wodę i znów, co pewien czas, rysowano zmiany zachodzące wewnątrz komórki.
b) Analiza wyników
Rysunek nr 1 Rysunek nr 2 Rysunek nr 3 Rysunek nr 4
Początkowo komórki cebuli umieszczono w czystej wodzie (wodzie z kranu) i naszkicowano obraz komórek w tej fazie doświadczenia (rysunek nr 1), następnie po upływie około dwóch minut od dodania roztworu sacharozy sporządzono kolejny rysunek (rysunek nr 2) – widać na nim plazmolizę kątową spowodowaną nieznacznym ubytkiem wody z komórki, powodującym odstawanie protoplastu od rogów ściany komórkowej. Po upływie kolejnych 2 minut sporządzono kolejny rysunek (rysunek nr 3), na którym można zaobserwować plazmolizę wklęsłą spowodowaną większą niż w przypadku plazmolizy kątowej migracją cząsteczek wody na zewnątrz komórki i już dość znacznym odstawaniem protoplastu od ściany komórkowej. Kolejny rysunek (rysunek nr 4) sporządzony po upływie kolejnych 2 minut przedstawia plazmolizę wypukłą – wywołaną odwodnieniem komórki w dość dużym stopniu, a charakteryzującą się tym, że protoplast jest całkowicie oderwany od ściany komórkowej i znajduje się w centralnej części komórki (zjawisko plazmolizy wywołane jest wypływem wody z komórki, pod wpływem znajdującego się na zewnątrz roztworu hipertonicznego). Następnie, po dodaniu na szkiełko podstawowe wody, można było zaobserwować mechanizm zachodzenia deplazmolizy. I tak, wraz z upływem czasu, można było zaobserwować kolejne etapy deplazmolizy – pierwszy zaznaczony jest na rysunku nr 3, kolejny na rysunku nr 2, aż wreszcie protoplast powrócił do stanu w jakim rozpoczęto doświadczenie – całkowicie przylegał do ściany komórkowej (zjawisko deplazmolizy wywołane jest napływem cząsteczek wody do wnętrza komórki, pod wpływem znajdującego się w jej wnętrzu roztworu hipertonicznego w stosunku do jej otoczenia).
2. Przepuszczalność plazmolemmy i tonoplastu. Plazmoliza kapturkowa.
a) Przebieg doświadczenia
Przygotowano preparat ze skórki łuski cebuli a następnie umieszczono go na szkiełku podstawowym w kropli wody i przykryto szkiełkiem nakrywkowym. Obserwowano przez mikroskop w małym powiększeniu. Następnie obok szkiełka nakrywkowego, z jednej strony wprowadzono kroplę 1 M roztworu KCNS, a z drugiej przyłożono skrawek bibuły zapewniający odpowiedni przepływ roztworu pod szkiełkiem nakrywkowym. Prowadzono obserwacją pod mikroskopem, na małym powiększeniu.
Po dodaniu na szkiełko podstawowe roztworu KCNS w bardzo krótkim czasie (około 20-30 sekund) zaszła plazmoliza całego protoplastu. Po pewnym czasie protoplast na obu biegunach zaczął pęcznieć tworząc obraz plazmolizy kapturkowej (ilustruje go poniższy rysunek). Zjawisko to wywołane jest różnią w przepuszczalności plazmolemmy i tonoplastu. Mianowicie: Plazmolemma jest strukturą przepuszczalną dla KCNS, co powoduje wypływ wody z komórki i napływ KCNS do jej wnętrza w celu wyrównania stężeń po obu stronach błony. Tonoplast z kolei jest nieprzepuszczalny dla cząsteczek KCNS, co sprawia, że wewnątrz wakuoli znajduje się roztwór hipotoniczny, a na zewnątrz hipertoniczny (względem cząsteczek KCNS). To z kolei powoduje wypływ cząsteczek wody z wakuoli do protoplastu i powstanie tzw. kapturków.
3. Pomiar potencjału osmotycznego soku komórkowego metodą plazmolizy granicznej.
Z dolnej strony liścia Rheo discolor wycięto skrawki skórki tak, aby zawierały nieco miękiszu i umieszczono je, po dwie sztuki, w przygotowanych roztworach sacharozy. Do doświadczenia użyto młodych liści Rheo discolor. Po około 40 minutach rozpoczęto obserwację skrawków pod mikroskopem i ustalanie stopnia plazmolizy w poszczególnych skrawkach.
W poniższej tabeli zamieszczono wyniki pomiarów ilości komórek splazmolizowanych i niesplazmolizowanych na obserwowanym fragmencie liścia wyjętego z odpowiedniego roztworu.
molowość roztworu sacharozy
badana liczba komórek
splazmolizowanych
niesplazmolizowanych
0,1
0
118
0,2
2
150
0,3
141
0,4
37
59
0,5
33
48
0,6
53
0,7
61
38
0,8
83
32
0,9
92
21
1,0
6
Na podstawie powyższych wyników wyraźnie widać, że plazmoliza rozpoczęła się przy stężeniu otaczającego roztworu równym 0,4 M. Znaczy to, że we wnętrzu komórki stężenie substancji rozpuszczonych znajduje się w przedziale 0,3 – 0,4 M. Wartość ta określana jest mianem potencjału soku komórkowego. Wartość 0,4 M przyjmujemy zatem jako przybliżoną wartość potencjału osmotycznego soku komórkowego i z tabeli zamieszczonej w instrukcji ćwiczenia odczytujemy, że potencjał osmotyczny soku komórkowego wyrażony w barach wynosi –11,34.
cyrylek12