Захопливий світ біології. 5-6 клас. Каліберда

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

Як рослини не замерзають узимку

Взимку холодно! Деколи дуже холодно! Ми одягаємо теплі светри й куртки, ховаємось у приміщення з опаленням, а ось рослини усю зиму стоять на морозі. Тож, напевно, вони мають адаптації, які й дозволяють їм переживати морози. Але в чому полягає небезпека низької температури? З’ясуймо це в досліді!

Адаптація (лат. adaptatio — пристосування) — риса організму, що потрібна для пристосування організму до умов середовища проживання.

Чим холод небезпечний для людини? Чи є така ж небезпека і для рослини?

Використайте для цього кілька м’яких або твердих фруктів, ягід, овочів: вишню, яблуко, чорницю, малину, персик, моркву, огірок, помідор тощо; тарілку, півлітрову пляшку з водою, морозильну камеру. Покладіть цілі біологічні об’єкти чи їх фрагменти на тарілку й поставте на кілька годин у морозильну камеру. Також покладіть у морозилку повністю заповнену водою пластикову пляшку (переконайтесь, що під кришкою немає повітря!). Усі досліджувані зразки мають за цей час замерзнути (рис. 186).

Після заморожування дістаньте їх усі й дайте розмерзнутися за кімнатної температури. Пляшку з водою розморожуйте в раковині. Розгляньте, які зміни в біологічних об’єктах відбулися (рис. 187). Спробуйте, як змінилася пружність досліджуваних зразків.

Не читайте наступний текст і поясніть, чому з плодів після розморожування витік сік.

Пляшка тріснула! Це сталося тому, що об’єм, який займає лід, більший за об’єм відповідної кількості рідкої води. Подібно й кристали льоду, що утворилися в клітинах та між ними, зруйнували їхні оболонки (рис. 188). І після розморожування вміст клітин не затримується й просто витікає. Тобто мороз страшний для рослин тим, що від нього гинуть клітини, які є основою всього організму. Простіше кажучи — мороз убиває рослини!

«Чекайте, чекайте, — скажете ви, — але ж навесні вони стають знову живими!». Так, це все тому, що в них є спеціальні речовини, здатні захищати від морозу — кріопротектори. Однією з таких речовин є, як не дивно, цукор.

Для дослідження захисного впливу цукру потрібні невеличкий коренеплід буряка, ніж, три пробірки або чарки, дві пластянки, цукор, вода, два контейнери, лід чи сніг, кухонна сіль, столова ложка, морозильна камера.

Кріопротектор (грец. kryos — мороз і лат. protector — охоронець) — речовина, що захищає організм від пошкодження, спричиненого замерзанням.

Розріжте коренеплід і виріжте з нього кілька пластинок розміром приблизно 1 на 1 см і товщиною в 0,5 см. Ретельно промийте їх проточною водою, щоб змити всі барвники, що виділилися зі зруйнованих клітин під час розрізання.

Приготуйте в пластянках розчини з різною концентрацією цукру. Для цього наповніть наполовину обидві склянки водою. В першу насипте одну столову ложку цукру, а в другу — дві. Розмішуйте

Коренеплід — видозмінений корінь рослини (наприклад, у буряка, моркви, редьки), розмір якого збільшився через запасання в ньому поживних речовин.

розчини, поки цукор не розчиниться. Приготуйте в контейнері охолоджувальну суміш зі снігу й солі: ретельно змішайте столовою ложкою одну порцію солі з трьома порціями потовченого льоду або снігу. Така суміш матиме температуру близько -15...-20 °С.

Поставте в охолоджувальну суміш три пробірки або чарки. Налийте в одну воду, у другу — таку ж кількість менш концентрованого розчину цукру, а в останню — стільки ж, як і в попередні, більш концентрованого розчину. Киньте в кожну з пробірок або чарок по декілька пластинок буряка (рис. 189).

Поставте контейнер із пробірками в морозильну камеру на 20-25 хвилин. Після цього перенесіть пробірки або чарки у воду з кімнатною температурою, щоб їхній вміст розтанув. Порівняйте забарвлення розчинів у них.

Зміна забарвлення розчинів зумовлена тим, що під час заморожування клітини коренеплоду руйнуються, а їхній вміст потрапляє назовні. Тож чим яскравіший червоний колір розчину, тим більше клітин зруйнувалося.

Компот і борщ також мають яскравий колір, який не є наслідком руйнування клітин під час заморожування. Чому ж ці страви забарвлені?

А, значить, розчин цукру здатен захистити клітини від руйнування кристалами льоду, бо найбільш концентрований розчин цукру якраз і є найменш забарвленим. Такий вплив зумовлений тим, що цукор проникає в рослину й зв’язує там воду, не даючи їй утворювати кристали льоду, які руйнують оболонки клітин.

Тож тепер ви знаєте, що одним із найпоширеніших способів перенесення морозу є накопичення в клітинах речовин-кріопротекторів. А щоби заморожені вами на зиму ягоди й фрукти не «потекли» після розморожування, їх варто просто пересипати цукром! І ними можна буде смакувати холодними зимами.

Поміркуйте

  • 1. Якщо взимку ходити без рукавичок чи облизувати губи на морозі, то шкіра обмерзає і тріскає. Що з нею відбувається при цьому? Як «працює» крем для рук і губна помада, які захищають шкіру?
  • 2. На півночі, де дуже холодно, виживає мало рослин. Хіба вони не можуть накопичити дуже багато цукру, щоб не мерзнути? У чому проблема?
  • 3. Для молодих паростків навесні страшні заморозки, а для дерев без листя — ні. Як рослини на цих етапах життя відрізняються за вмістом цукру? Чим така відмінність зумовлена?