Занятие элективного курса "Физиология растений с основами микробиологии"

Занятие №1 элективного курса для 10 класса «Физиология растений с основами микробиологии»

Тема 1. Строение и химический состав растений.

Занятие №1 (2 часа). Запасные вещества растений и их превращение при прорастании семян с помощью ферментов.

Используемые технологии: проблемного обучения; развитие исследовательских навыков, развивающего обучения.

Виды деятельности: формирование у учащихся деятельностных способностей и способностей к систематизации и структурированию изученного предметного материала. Развитие умений и навыков, позволяющих получить полученные знания в повседневной жизни, а также навыков опытно-исследовательской деятельности.

Цель работы: обнаружить с помощью микрохимических реакций запасные углеводы, белки и жиры растений и ознакомиться с работой фермента амилазы.

Формируемые УУД:

Коммуникативные - самостоятельно организовывать учебное взаимодействие в группе;

Регулятивные - самостоятельно обнаруживать учебную проблему, выдвигать версии ее решения;

Познавательные - выбирать наиболее эффективные способы решения задач в зависимости от конкретных условий;

Личностные - формировать устойчивую мотивацию к исследовательской деятельности

Основные понятия, изучаемые на занятии: макро- и микроскопическое строение растительных организмов. Химический состав растений. Запасные вещества клетки (крахмал, инулин, сахар, жиры, белки, органические кислоты). Пигменты, алкалоиды, дубильные вещества, кристаллы. Строение, изменения и рост клеточной оболочки. Конституционные вещества цитоплазмы и ее химический состав.

Форма работы: групповая.

Материалы и оборудование: клубни картофеля, набухшие зерновки пшеницы и риса, пшеничная мука, семена кедровой сосны, подсолнечника, чашки Петри с крахмальным агаром, пинцет, пробирки в штативе, микроскоп, предметные и покровные стекла, воронки, фильтры, колбочки, стеклянные палочки, мерные цилиндры на 10-20 мл, пипетки, спиртовка, ножницы, белая тарелка, листы белой бумаги, раствор йода в йодистом калии, глицерин, 10% раствор сернокислого аммония,20% раствор гидроксида натрия; раствор сернокислой меди, азотная кислота (конц.), аммиак.

Домашнее задание. Ответить на вопросы и решить задачу:

1.Известно, что в период весеннего сокодвижения в пасоке древесных растений содержится много растворимых сахаров. Каково их происхождение?

2.На пластинку из крахмального агара были помещены проросшие и не проросшие семена пшеницы, разрезанные пополам и смоченные водой. Через час семена были удалены, а пластинка залита раствором йода. Каков будет результат этого опыта и как это объяснить?

3. Почему корни и корневища лекарственных растений надо выкапывать осенью?

Обнаружение тех или иных веществ в растении с помощью качественных реакций основано на изменении окраски обнаруженных веществ под действием химических реактивов. Взаимодействуя с веществами, реактивы дают характерное окрашивание продуктов реакции. Реактивом на крахмал (запасные углеводы) является раствор йода в йодистом калии. Растительный материал, содержащий крахмал при этом окрашивается в синий цвет. Для обнаружения запасных растительных белков используют цветные реакции: биуретову и ксантопротеиновую. При биуретовой реакции белок окрашивается в сине-фиолетовый цвет, что служит доказательством наличия пептидной связи и группировки –СО-NH- в белках. При ксантопротеиновой реакции белок окрашивается сначала в желтый цвет-затем оранжевый цвет, что доказывает наличие бензольного кольца у ряда циклических аминокислот, входящих в состав белков.

Опыт 1. Обнаружение запасного крахмала.

1. Нанести на свежий срез клубня картофеля, набухшей зерновки пшеницы каплю раствора йода в йодистом калии. Пронаблюдать за изменением окраски объектов в местах нанесения раствора.

2. Изучите форму крахмальных зерен картофеля и пшеницы. Для этого на предметное стекло в каплю воды поместите каплю сока клубня картофеля, жидкого содержимого проросшей зерновки пшеницы и в каплю глицерина-немного содержимого зерновки риса. Накройте препараты покровным стеклом и рассмотрите их под большим увеличением микроскопа. Зарисуйте с препарата простые, сложные и полусложные зерна крахмала.

Опыт 2. Обнаружение запасных белков с помощью цветных реакций.

1. Получение растворов белков из пшеничной муки. В 5г. Муки залить 30 мл 10% раствора сернокислого аммония . Через 30 минут раствор профильтровать через гофрированный фильтр, смочив предварительно его тем же раствором. Мутный фильтрат фильтруется повторно. В фильтрате содержится белок. В этом растворе и обнаруживается он с помощью биуретовой и ксантопротеиновой реакции

2. Биуретова реакция. В пробирку взять 5 мл. раствора белка, прибавить к нему 2 мл. 20% раствора гидроксида натрия и несколько капель 1% раствора сернокислой меди. Избытка последнего раствора следует избегать, т.к. непрореагировавшая с белками сернокислая медь маскирует реакцию.

3. Ксантопротеиновая реакция. К 3 мл. раствора белка добавьте несколько капель раствора концентрированной азотной кислоты и осторожно подогрейте. Белок окрашивается в желтый цвет. Если прибавить несколько капель раствора аммиака белок окрасится в оранжевый цвет.

Опыт 3. Обнаружение жиров в семенах.

Для обнаружения запасных жиров возьмите семя кедровой сосны или плод (семянку) подсолнечника. Снимите с них кожуру, положите между листами чистой бумаги и раздавите. Оставшееся на бумаге жирное пятно указывает на наличие в семенах данных растений запасных жиров.

Сделать выводы, ответив на вопросы;

1. На чем основаны методы микрохимического определения запасных веществ растений и почему эти методы называются качественными?

2. Что является реактивом на запасной крахмал?

3. На чем основаны цветные реакции на белки?

Опыт 4.Обнаружение амилазы в прорастающих зернах пшеницы.

Ферменты могут действовать не только в клетке, которая их вырабатывает, но и вне ее, перемещаясь в другие клетки или во внешнюю среду. Чтобы наблюдать быстрое выделение ферментов из клеток семян злаков, необходимо разрезать зерновки, т.к. семенная кожура и околоплодник препятствуют распространению фермента. Выделяющийся из семян пшеницы фермент амилаза способен расщеплять крахмал не только в клетке, но и на крахмальной пластине (во внешней среде).

Ход работы

1. Разрезать несколько не проросших семян пшеницы пополам (вдоль), слегка смочить водой и разложить пинцетом на одной половине пластинки из крахмального агара поверхностью среза вниз, не вдавливая семена в пластинку. На другую сторону пластины поместить несколько проросших семян того же растения, также разрезанных пополам и смоченных водой. Чашки закрыть крышками, чтобы не было подсыхания. Через час осторожно снять семена и облить всю пластинку слабым раствором йода в йодистом калии.

2. Отметить результаты и сделать выводы.

1. Какое действие оказали семена на пластинку? Почему светлыми после обработки йодом остались те места на пластинке, где лежали семена?

2. Почему проросшие и не проросшие семена оказали неодинаковое действие?

3. Напишите уравнение реакции гидролиза крахмала амилазой до сахара мальтозы, а затеи – распада мальтозы до глюкозы.

Технологическая карта