Gymnázium a Střední odborná škola pedagogická, Čáslav, Masarykova 248 M o d e r n í b i o l o g i e reg. č.: CZ.1.07/1.1.32/02.0048 TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY Praktické cvičení z biologie C03 ROSTLINNÁ FYZIOLOGIE OSMOTICKÉ JEVY Zhotovila: Mgr. Kateřina Žáková G a SOŠPg Čáslav
PRACOVNÍ LIST K PRAKTICKÉMU CVIČENÍ Z BIOLOGIE C03 A. Metodický pokyn TÉMA: Rostlinná fyziologie osmotické jevy Předmět Třída Časová náročnost Forma Organizace Cíl Pomůcky a materiál Poznámky cvičení z biologie, seminář z biologie 1. 4. ročník SŠ 45 min praktické cvičení samostatná práce nebo práce ve dvojicích prohlédnout si průběh osmotických jevů mikroskop, pomůcky k mikroskopování, kořen mrkve, mouka, cukr, sůl, roztok KNO 3 (c M = 1 mol.dm 3- ), destilovaná voda, cibule, mech měřík řešení opakovacích úloh je v kapitole teoretický úvod B. Teoretický úvod Na pohybu vody v rostlině se podílejí mechanismy hydratace (bobtnání vázání vody na koloidy, uplatňuje se při příjmu vody buněčnými stěnami kořenových vlásků z povrchu půdních částic u nižších rostlin a při klíčení semen), difúze a osmózy. Difúze je fyzikální pochod, při kterém probíhá transport částic z míst vyšší koncentrace do míst o nižší koncentraci rozpuštěné látky. Současně proniká voda v opačném směru a dochází k vyrovnání rozdílů koncentrací. V buňce je propustnou (permeabilní) membránou buněčná stěna, která propouští molekuly všech látek. Osmóza je zvláštní případ difúze. Při osmóze dochází k pronikání molekul rozpouštědla do roztoku odděleného polopropustnou (semipermeabilní) membránou, kterou je v buňce plazmatická membrána. Plazmatická membrána je dobře propustná pro vodu, ovšem nepropouští molekuly rozpuštěné látky. Tím, že voda proniká polopropustnou membránou, se daný roztok zřeďuje a zvětšuje svůj objem. Osmotický tlak je hydrostatický tlak ve směru opačném než probíhá osmóza, který by za normálních podmínek zamezil osmotickému pronikání vody do koncentrovanějšího roztoku.
Buňka může vodu osmoticky nasávat nebo ztrácet. Je to závislé na koncentraci osmoticky aktivních částic v buněčné šťávě vakuoly a v okolním prostředí buňky. Prostředí izotonické má stejnou osmotickou hodnotu jako buňka. Obr. č. 1: Buňka v prostředí izotonickém Prostředí hypertonické je prostředí o vyšší koncentraci osmoticky aktivních částic. Toto prostředí buňce osmoticky odebírá vodu, přitom dochází ke smrštění protoplastu = plazmolýza. (U živočišných buněk dochází ke smrštění celé buňky.) Obr. č. 2: Buňka v prostředí hypertonickém
Prostředí hypotonické je prostředí o nižší koncentraci osmoticky aktivních částic. V tomto prostředí dochází k osmotickému nasávání vody do buňky. Buněčná stěna snáší určitý přetlak, ale v extrémním případě praská = plazmoptýza. (U živočišných buněk dochází k prasknutí buňky.) Obr. č. 3: Buňka v prostředí hypotonickém Mezi nejznámější příklady osmózy z přírody patří praskání třešní, které obsahují hodně cukru za vydatného deště, praskání buněčné stěny u pylových zrn na vodní hladině. Velmi významný je také fyziologický roztok, protože pacientovi nemůže být nitrožilně podána čistá voda. Fyziologický roztok má obdobnou koncentraci rozpuštěných látek jako je v krvi. Jako fyziologický roztok se používá 0,9% roztok NaCl (izotonický s krevní plazmou). V praktickém cvičení věnovaném osmotickým jevům byl nejdříve zařazen úkol věnovaný zjištění osmotické aktivity mouky, cukru a soli na plátku mrkve. Dále byla prováděna plazmolýza buněk epidermis cibule a měříku. Prosajeme-li včas vodu opět k buňkám, nastává opačný proces - deplazmolýza. Pokud buňka ztratila při plazmolýze příliš mnoho vody nebo plazmolýza trvala příliš dlouho, deplazmolýza už není možná, protože protoplazma umírá. C. Praktické cvičení z biologie č. 9 návrh protokolu
Praktické cvičení z biologie č. 9 Jméno a příjmení: Škola: Třída: Skupina: Protokol č.: Datum: Téma: Rostlinná fyziologie osmotické jevy Úkoly: 1. Pozorujte osmotické jevy kořene mrkve. 2. Proveďte plazmolýzu buněk epidermis cibule. 3. Proveďte deplazmolýzu buněk epidermis cibule. 4. Proveďte plazmolýzu buněk lístku mechu měříku. 5. Proveďte deplazmolýzu buněk lístku mechu měříku. 6. Uveď příklady osmotických procesů v přírodě. Pomůcky: Postup práce: Vypracování: Celkové zvětšení: Závěr:
D. Opakování 1. Které mechanismy se podílejí na pohybu vody v rostlině? 2. Vysvětli pojmy permeabilní a semipermeabilní membrána. Jaký charakter má buněčná stěna a plazmatická membrána? 3. Co je to difúze? 4. Co je to osmóza? 5. Vysvětli pojem osmotický tlak. 6. Vysvětli pojmy izotonické, hypertonické a hypotonické prostředí? 7. Co je to plazmolýza? 8. K čemu dochází, je-li buňka v hypotonickém prostředí? 9. Čím je způsobeno praskání třešní za vydatného deště? 10. Proč se v lékařství využívá fyziologický roztok?
E. Použitá literatura 1. Hančová, H.; Vlková, M.: Biologie I. v kostce. Praha, Fragment 2007. 2. Jurčák, J.: Komentovaný atlas anatomie vyšších rostlin. Třebíč, Nakladatelství Radek Veselý 2007. 3. Kincl, L.; Kincl, M.; Jakrlová, J.: Biologie rostlin. Praha, Fortuna 1993. 4. Rosypal, S. a kol.: Nový přehled biologie. Praha, Scientia 2003. 5. Kubát, K. a kol.: Botanika. Praha, Scientia 1998. F. Obrázky a mikrofotografie Obrázek č. 1-3 autorka Kateřina Žáková, zakova@gymcaslav.cz