Розділ V. Дихання рослин

Робота № 18. Визначення інтенсивності дихання рослин за кількістю виділеної вуглекислот (за П. Бойсен-Йенсен).

Основні відомості. Дихання – це складний фізіологічний процес, який є інтегральним показником метаболізму рослин. Окиснювальний апарат рослин має свої специфічні особливості. Насамперед, на відміну від тварин, для нього характерні:

• делокалізація дихального апарата (мітохондрії, пероксисома, цитоплазма та ін.);

• поліфункціональність, тобто наявність каталізаторів, що характеризуються багатьма властивостями;

• принцип, коли в організмі є кілька ферментів, які каталізують однакові або близькі реакції.

Інтенсивність дихання визначають кількістю вуглекислоти, що виділяється в процесі дихання одиницею маси рослини за одиницю часу.

Процес дихання супроводжується поглинанням кисню та виділенням вуглекислого газу, отже інтенсивність дихання можна визначити або за кількістю поглинутого кисню, або за кількістю виділеного при диханні вуглекислого газу.

Найкращими об’єктами для проведення цієї роботи є проросле і сухе насіння. Для визначення інтенсивності дихання за кількістю виділеної вуглекислоти, в конічні колби розміщують наважку досліджуваного матеріалу в мішечку з марлі, підвішеному на гачку до пробки, та наливають певну кількість лугу. Вуглекислота, яка виділяється при диханні насіння, буде взаємодіяти з лугом за рівнянням:

Ва(ОН)₂ + СО₂­ = ВаСО₃ + Н₂О.

В результаті цієї реакції, концентрація розчину зменшується. Надлишок розчину бариту титрують розчином H₂C₂O₄, в присутності індикатора фенолфталеїна, до зникнення червоного забарвлення.

2Ba(OH)₂ + H₂C₂O₄ = 2BaCO₃ + 2H₂0.

Порівнюючи одержані величини в досліджуваній та контрольній колбах, визначають інтенсивність дихання, яка пропорційна кількості вуглекислоти.

Мета роботи. Оволодіти методом визначення інтенсивності дихання різних рослинних об’єктів за кількістю виділеної вуглекислоти.

Матеріали, реактиви, обладнання. Проросле і сухе насіння рослин (пшениці, гороху, квасолі та ін.), листки, квітки, бруньки різних видів рослин; розчин Ba(OH)₂, розчин H₂C₂O₄, фенолфталеїн; бюретки для титрування, терези, шматочки марлі; конічні колби на 250-300 мл з гумовими корками, в які вставлені металеві гачки.

Хід роботи. Готують баритову воду (7 г Ba(OH)₂ на 1 л гарячої кип’яченої води) і розчин щавелевої кислоти (2,8636 г H₂C₂O₄ на 1 л дистильованої води).

Беруть наважку (5-10 г) пророслого насіння у марлевому мішечку і закріплюють його на гачку корка (мішечок повинен легко проходити крізь горло колби і не торкатись розчинів). Коли все підготовлено, у колби швидко наливають по 25 мл баритової води, додають 2-3 краплини фенолфталеїну і щільно закривають колби гумовими корками.

У контрольну колбу наливають таку саму кількість бариту і фенолфталеїну, але насіння в неї не опускають. Періодично колби слід обережно збовтувати (барит при цьому не повинен торкатись мішечка з насінням), щоб порушити плівкуBaCO₃ на поверхні бариту для повнішого поглинання вуглекислоти. Вміст контрольної колби титрують щавелевою кислотою.

Рис.Колба для визначення інтенсивності дихання за методом П.Бойсен-Йєнсен

Через 15-20 хв. мішечки з насінням швидко виймають і титрують щавелевою кислотою до повного зникнення рожевого відтінку.

Різниця в мл H₂C₂O₄ є кількість мг виділеної вуглекислоти для досліду з наважкою насіння. Зробивши розрахунок на 100 г наважки 1 год. інтенсивність дихання визначають за формулою:

_{X =} (a – b)×100×60,

H×t

де х – інтенсивність дихання насіння, мг СО₂ на 100 г за 1 год.

а – кількість розчину H₂C₂O₄, затраченого на титрування контролю, мл,

в – кількість розчину H₂C₂O₄, затраченого на титрування досліду, мл,

H – наважка, г,

t – тривалість досліду, год,

100 – коефіцієнт перерахунку мг в г,

60 – коефіцієнт перерахунку хв. в год.

Результати досліду записують у таблицю:

Об’єкт	Наважка, г	Кількість Ba(OH)2, мл	Тривалість досліду, год	Кількість Н2С2О4, затраченого на титрування, мл	Інтенсивність дихан-ня, мг CO2 на 100 г сирої маси наважки за год.
контроль	дослід

Зробіть висновки, співставивши інтенсивність дихання різних об’єктів.

Контрольні питання.

1. Що таке дихання і яке воно має значення в житті рослинного організму?

2. Що таке інтенсивність дихання?

3. Які фактори навколишнього середовища можуть впливати на інтенсивність дихання?

4. На чому грунтується метод визначення інтенсивності дихання за кількістю виділеної вуглекислоти?

5. Які органи рослини дихають найінтенсивніше?

6. Чому зволожене насіння не може зберігатися тривалий час?

Робота № 19. Виявлення активності каталази в листках елодеї.

Основні відомості. Каталаза – двокомпонентний фермент. Активною групою цього ферменту є гематин. Вона належить до класу оксидоредуктаз і розщеплює пероксид водню на воду і молекулярний кисень:

2Н₂О₂ ^{каталаза} ® 2Н₂О – О₂­.

Завдяки цьому ферменту з рослинного організму виводиться дуже отруйна сполука – пероксид водню, який інтенсивно накопичується в несприятливих для рослин умовах.

Оскільки ця робота дуже проста і не потребує багато часу на виконання, то її проводять у шкільних умовах під час пояснення каталітичної функції білків-фе-рментів.

Мета роботи. Оволодіти методом якісно-демонстраційного визначення активності каталази.

Матеріали, реактиви, обладнання. Мікроскопи, предметні і накривні скельця, пінцети, препарувальні голки, 3%-й розчин Н₂О₂; елодея, валіснерія.

Хід роботи. На сухе чисте предметне скло кладуть листочок елодеї і наносять на нього краплину 1-3%-го розчину пероксиду водню. Препарат швидко накривають накривним скельцем і розглядають під мікроскопом. Пероксид водню проникає в клітини листка і там розщеплюється каталазою на воду і молекулярний кисень, який виділяється з листка у вигляді бульбашок. Найкраще кисень виділяється в тій ділянці листка, якою він був прикріплений до стебельця. Старі листочки елодеї виділяють бульбашки кисню набагато повільніше, ніж молоді. Якщо листочок елодеї встромити в киплячу воду, то кисень не виділятиметься, тому що при кип’ятінні руйнується фермент каталаза.

Оформлюючи роботу, роблять зарисовки і відповідний висновок.

Контрольні запитання.

1. Яка роль каталази в рослинному організмі?

2. Яка хімічна структура цього ферменту?

3. Хімізм дії оксидоредуктаз в рослинній клітині?

4. Як змінюється активність каталази від температури?

Дата добавления: 2015-07-15