Конспект занятия "Осмотическое давление клеточного сока у растений. Наблюдение за ходом плазмолиза и деплазмолиза"

БУ ОО ДО «Орловская станция юных натуралистов»

Конспект занятия

ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ КЛЕТОЧНОГО СОКА У РАСТЕНИЙ. НАБЛЮДЕНИЕ ЗА ХОДОМ ПЛАЗМОЛИЗА И ДЕПЛАЗМОЛИЗА

Сидорова Татьяна Николаевна

методист, педагог дополнительного образования

Орёл, 2022

Тип занятия: применение теоретических знаний и умений на практике.

Вид занятия: лабораторная работа.

Цель занятия: сформировать у обучающихся представления о явлениях плазмолиза и деплазмолиза, причинах их возникновения и применение знаний об этих явлениях в практической деятельности.

Задачи:

• Активизировать опыт обучающихся.

• Закрепить навыки выполнения лабораторного эксперимента.

• Развить умение проводить наблюдения с живыми объектами.

• Расширить кругозор с целью развития логического мышления в предварительно созданной ситуации поиска.

Основные этапы урока: организационный этап, этап актуализации опыта обучающихся, этап поиска информации, этап применения знаний и умений на практике, этап обобщения и систематизации знаний, этап контроля и самоконтроля, этап подведения итогов занятия, этап рефлексии.

Методы обучения:

• объяснительно-иллюстративные (беседа, рассказ, объяснение);

• частично-поисковый (поиск, сравнение);

• методы стимулирования (эмоциональная поддержка, поощрение).

Оборудование:

• компьютер, проектор, экран

• лабораторное оборудование, микроскопы

Ход занятия

I. Организационный этап

Приветствие, положительный настрой на работу и сотрудничество. Формулировка темы и задач занятия.

II. Этап актуализации опыта обучающихся

Задание: Представьте, что веществам надо проникнуть в клетку. Для этого необходимо преодолеть плазматическую мембрану. Какие известные способы проникновения веществ вы можете вспомнить?

Обучающиеся должны знать явления фагоцитоза, пиноцитоза на примере простейших, простую диффузию на примере обмена газов в клетке, осмос.

Транспорт веществ сквозь клеточную мембрану:

1. Фагоцитоз - поглощение твёрдых частиц.

2. Пиноцитоз - поглощение жидкого материала.

1. Молекулы проходят через мембраны благодаря трём различным процессам: простой диффузии, облегчённой диффузии (осмос), активному транспорту.

Облегчённая диффузия обусловлена градиентом концентрации, и молекулы движутся соответственно этому градиенту. Осмос – это основа водного обмена в живых существах. Осмос был открыт в 1748 г. французским священником и физиком Жаном-Антуаном Нолле, который в качестве грубой мембраны использовал для своих демонстраций мочевой пузырь свиньи.

Схема осмоса

Проблемные вопросы:

• Почему при внесении в почву избытка минеральных удобрений растения вянут?

• Почему выделяется сок с кусочка лимона, посыпанного сахаром?

Гипотезы …..

III. Этап поиска информации

Вводные пояснения. Осмотическое давление клеточного сока – важный физиологический показатель, демонстрирующий способность клетки поглощать воду из наружного раствора. Осмотическое давление клеточного сока можно определить с помощью плазмолитического метода.

Задание. Найти дополнительную информацию по теме «Плазмолиз и деплазмолиз»: определения понятий плазмолиз, деплазмолиз, гипертонический раствор, гипотонический раствор, изотонический раствор, тургор.

Обучающиеся находят на странице сайта «Википедия» в Интернете:

Дополнительная информация по теме:

Плазмолиз – отделение протопласта от клеточной стенки в гипертоническом растворе.

Деплазмолиз – возвращение протопласта клеток растений из состояния плазмолиза в исходное состояние, характеризующееся нормальным тургором. Деплазмолиз происходит при перенесении плазмолизированных клеток (то есть клеток, подвергшихся плазмолизу) в гипотонические растворы.

Гипертонический раствор – раствор, имеющий большую концентрацию вещества по отношению к внутриклеточной. Если клетка находится в гипертоническом растворе, концентрация которого больше концентрации клеточного сока, то скорость диффузии воды из клеточного сока будет превышать скорость диффузии воды в клетку из окружающего раствора. Уменьшение объема клеточной вакуоли сопровождается отделением цитоплазмы оболочки – происходит плазмолиз.

В ходе плазмолиза форма плазмолизированного протопласта меняется. Вначале протопласт отстает от клеточной стенки лишь в отдельных местах, чаще всего в уголках. Плазмолиз такой формы называют уголковым (рис. 1, Б).

Затем протопласт продолжает отставать от клеточных стенок, сохраняя связь с ними в отдельных местах, поверхность протопласта между этими точками имеет вогнутую форму. На этом этапе плазмолиз называют вогнутым (рис. 1, В).

Постепенно протопласт отрывается от клеточных стенок по всей поверхности и принимает округлую форму. Такой плазмолиз носит название выпуклого (рис. 1, Г).

Если у протопласта связь с клеточной стенкой в отдельных местах сохраняется, то при дальнейшем уменьшении объема в ходе плазмолиза протопласт приобретает неправильную форму. Протопласт остается связанным с оболочкой многочисленными нитями Гехта. Такой плазмолиз носит название судорожного (рис. 1, Д).

Рисунок 1. Плазмолиз растительной клетки:

А – клетка в состоянии тургора; Б – уголковый; В – вогнутый; Г – выпуклый; Д – судорожный. 1 – оболочка, 2 – вакуоль, 3 – цитоплазма, 4 – ядро, 5 – нити Гехта.

Гипотонический раствор – раствор, обладающий меньшей концентрацией вещества по отношению к внутриклеточной. Если плазмолизированную клетку поместить в гипотонический раствор, то вода из окружающего раствора будет диффундировать внутрь вакуоли. В результате увеличения объема вакуоли повысится давление клеточного сока на цитоплазму, которая начинает приближаться к стенкам клетки, пока не примет первоначальное положение – произойдет деплазмолиз.

При погружении клетки в гипотонический раствор, происходит осмотическое проникновение воды внутрь клетки с развитием её гипергидратации – набуханием.

Изотонический раствор – концентрация раствора равна концентрации клеточного сока.

Тургор тканей – напряженное состояние оболочек живых клеток.

IV. Этап применения знаний и умений на практике

Задание. Провести самостоятельное исследование в виде эксперимента.

Плазмолиз и деплазмолиз в клетках кожицы лука

Цель работы: на примере плазмолиза и деплазмолиза убедиться в том, что живая растительная клетка функционирует как осмотическая система.

Объект исследования: луковица лука репчатого (Allium cepa L.) с пигментированными чешуями.

Оборудование: микроскопы, предметные и покровные стекла, препаровальная игла, пинцет, стаканы с водой, фильтровальная бумага, 10%-ный раствора NaCI, репчатый лук.

Ход работы:

1. Приготовьте микропрепарат кожицы лука, рассмотрите клетки под микроскопом. Зарисуйте клетку, обратите внимание на расположение цитоплазмы относительно клеточной оболочки.

2. Удалите с микропрепарата воду, приложив к краю покровного стекла фильтровальную бумагу. Нанесите на предметное стекло каплю раствора поваренной соли. Наблюдайте за изменением положения цитоплазмы по отношению к клеточной оболочке. Какое явление вы наблюдаете, объясните его причины (вспомните, какой раствор называют гипертоническим). Зарисуйте клетку.

3. Фильтровальной бумагой удалите с микропрепарата раствор поваренной соли, промойте микропрепарат дистиллированной водой (Капните на предметное стекло 2-3 капли воды). Наблюдайте за состоянием цитоплазмы. Какое явление вы наблюдаете, объясните его причину (вспомните, какой раствор называют гипотоническим). Зарисуйте клетку.

4. Объясните наблюдаемое явление. Ответьте на вопросы: куда двигалась вода (в клетки или из них) при помещении ткани в раствор соли? Чем можно объяснить такое направление движения воды? Куда двигалась вода при помещении ткани в воду? Чем это объясняется? Как вы думаете, что бы могло произойти в клетках, если бы их оставили в растворе соли на длительное время?

5. Проявление, какой функции плазматической мембраны Вы наблюдали?

6. Сделайте вывод, соотнесите его со своей гипотезой.

V. Этап обобщения и систематизации знаний

Вопросы:

1. Что такое осмос и какова его физическая природа?

2. Почему растительную клетку можно сравнить с осмотической системой?

3. Что такое тургор, плазмолиз, деплазмолиз?

4. Может ли происходить плазмолиз в мертвой клетке?

5. Как можно вызвать плазмолиз в клетках чешуи лука?

VI. Этап контроля

Мозговой штурм

1. Два студента оперируют лягушку. Они все время смачивают обнаженные внутренние органы лягушки солевым раствором и, тем не менее, через некоторое время эти органы начинают сморщиваться, и лягушка гибнет. Заглянув в учебник, студент обнаруживают, что концентрация солевого раствора взята неверно 9% вместо нужных 0,9%. Какой процесс имел место? а) тургор б) диффузия в) осмос

2. Эритроциты крови человека поместили в раствор NaСl. Через несколько минут они увеличились в объеме и лопнули. Каким является этот раствор по отношению к клеткам человека? а) изотонический б) гипертонический в) гипотонический

3. В какие растворы помещены животные клетки?

   1

   2

   3

4. Выпишите номера правильных утверждений.

Осмос идет только при наличии:

1 – наличие полупроницаемой мембраны.

2 – наличие двух растворов разной концентрации.

3 – наличие двух растворов одинаковой концентрации.

4 – молекулы (или ионы) растворителя могут проникать через мембрану.

5 – молекулы (или ионы) растворенного вещества проникают через мембрану.

6 – идет процесс диффузии.

7 – диффузия идет из области высокой концентрации раствора в область более низкой концентрации.

8 – идет процесс адсорбции.

9 – процесс диффузии управляем.

Вставьте нужные по смыслу слова

1. Движение частиц из области высокой концентрации в область низкой концентрации называется ……………… – это явление можно пронаблюдать …….. в растительном и животном мире в ………….

2. На биологические системы распространяются законы ………., ………., что подтверждает взаимосвязь ……….. и …………… природы.

VII. Этап подведения итогов и рефлексии

Рефлексия:

• Что произвело на вас наибольшее впечатление?

• Что вам помогало в процессе занятия для выполнения задания, а что мешало?

• Есть ли что-либо, что удивило вас в процессе занятия?

• Чем вы руководствовались в процессе принятия решения?

• Как вы оцениваете свои действия?