Тема Дыхание растений. Определение интенсивности дыхания растений методом Бойсен-Йенсена.
Материалы и оборудование: Веточки или листья какого-либо растения раствор щелочи Ва(OH)2, раствор щавелевой кислоты, пробочные сверла, острый нож, стеклянная палочка термометр, стеклянная круглодонная колба на 1-3 и с тубусом сбоку, резиновые и корковые пробки.
Цель работы: Определить интенсивность дыхания растений методом Бойсен-Йенсена.
Ход работы.
Во все колбы налить по 10 мл баритовой воды Ва(ОН)2 и быстро закрыть их резиновыми пробками. Затем взять две навески (5 г) испытуемого материала, поместить каждую в марлевый мешочек, прикрепить к крючку и опустить в колбу так, чтобы навески не касались раствора щелочи. Контрольная колба остается без растительного материала. Колбы с объектами, содержащими хлорофилл, поставить в темный шкаф для исключения фотосинтеза. Время опыта1 час. Щелочь в колбах время от времени взбалтывать. Через 1 час мешочки извлечь из колб, добавить в каждую из них по 2–3 капли фенолфталеина и протитровать щавелевой кислотой (до обесцвечивания жидкости). Заметить, сколько миллилитров щавелевой кислоты пошло на титрование Ва(ОН)2 г в контрольной и в каждой опытных колбах Разность между объемом раствора щавелевой кислоты,, пошедшей на титрование щелочи в контрольной и опытных колбах, показывает какое количество С02 выделено растением за время опыта. (Раствор щавелевой кислоты приготовлен с таким расчетом, что 1 мл его соответствует 1 мг углекислого газа).
Интенсивность дыхания расчитать по формуле:
X = (А — B)xIx60/Pxt
А – количество мл щавелевой кислоты, пошедшее на титрование содержимого контрольной колбы.
В – количество мл. щавелевой кислоты, пошедшее на титрование содержимого опытной колбы,
t – продолжительность опыта в минутах, Р – вес пробы, г 1 – количество мг С02, эквивалентное 1 мл 0,1 н щавелевой кислоты.
X листьев Ромашки аптечной = (10,8-3,0) х 1 х 60/ 5х бОмин. =1,56 X листьев Ивы белой = (20-17) xlx60/ 5×60 мин. = 0,60
Источник
27. Методы изучения дыхания
Все методы определения интенсивности дыхания можно разделить на следующие группы:
- Методы, основанные на учете О2, поглощенного в процессе дыхания.
- Методы, основанные на учете СО2, выделяемого при дыхании.
- Методы, основанные на учете органического вещества, окисляемого при дыхании.
- Методы, основанные на учете энергии, выделяемой при дыхании.
Дыхание измеряют двумя способами:
- на интактных растениях и органах в токе воздуха (определение СО2или О2) с использованием инфракрасного газового анализатора или колориметрирования.
- на отделенных органах в замкнутом пространстве (камере) с использованием манометрических (измерение давления) и валюмометрических (измерение объема) методов.
На приборах, работающих на принципах валюмометрии и монометрии необходима стабилизация температуры (осуществляется путем термостатирования приемника с образцом). В валюмометрии газообмен определяют при постоянном давлении.
Одновременно количество поглощенного О2 и выделяемого СО2 можно определить в аппарате Варбурга.
Основное уравнение (формула) дыхания обратно процессу фотосинтеза:
C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 674 ккал.
Окисляясь кислородом воздуха, органическое вещество, в данном случае сахар, превращается в углекислый газ и воду. Калорийность процесса равняется 674 ккал. Однако эта суммарная формула говорит о начальных и конечных звеньях процесса превращения молекулы сахара при дыхании. Окисляясь, энергетический материал проходит ряд ступеней, которые лишь постепенно приводят его к таким простым веществам, как углекислота и вода.
Так же как и методы изучения фотосинтеза, методы изучения дыхания могут быть направлены на изучение потери сухого веса или на количество выделенной углекислоты или поглощенного кислорода. В ряде случаев приходится учитывать и поглощенный кислород, и выделенную углекислоту, например при изучении дыхательного коэффициента, т. е. отношения CO2 / O2.
Потеря веса растением при дыхании измеряется по методу половинок. Для учета выделения углекислого газа при дыхании пользуются респирометром Варбурга.
Респирометр Варбурга для изучения дыхания растений: слева — вид спереди; справа — вид сбоку; А — приемник для дышащих частей; Б — манометр; В — сосудик для КОН; Г — нажимной кран; Д — резиновый резервуар для манометрической жидкости; Е — расширение для помещения HCl
В приемник А помещают растение, а в сосудик В — раствор едкой щелочи для поглощения выделяемого углекислого газа. К сосуду А пришлифован манометр Б, соединенный с резиновым резервуаром. При помощи крана Г жидкость в манометре устанавливается на нужном уровне. По уменьшению объема газа в приборе вычисляют количество поглощенного кислорода. Вводя в конце опыта через кран Е соляную кислоту, определяют количество выделенного CO2.
Источник
Раздел 7. Дыхание растений
Дыхание – это процесс окисления органических веществ, в результате которого выделяется энергия, необходимая для протекания процессов жизнедеятельности. Значительная часть энергии дыхания, превращается в энергию макроэргических соединений (АТФ). Эта энергия используется на активное поглощение и транспорт веществ, биосинтез сложных органических соединений, поддержание клеточных структур и другие. Дыхание сопровождается образованием разнообразных промежуточных продуктов, являющихся исходным материалом для синтеза компонентов протоплазмы – аминокислот, белков, жиров, углеводов и других веществ.
Дыхание представляет собой комплекс сопряженных окислительно-восстановительных реакций, катализируемых ферментами. Основным типом окислительной реакции является дегидрирование – отнятие водорода от окисляемых веществ ферментами дегидрогеназами, коферментами которых являются НАД + , НАДФ + , ФАД, ФМН.
Различают дихотомическое и апотомическое дыхание. Дихотомическое дыхание осуществляется в два этапа: первый – анаэробный этап (гликолиз) сопровождается расщеплением гексозы на две молекулы пировиноградной кислоты (ПВК), второй – аэробный, который включает цикл ди- и трикарбоновых кислот (цикл Кребса) и окислительное фосфорилирование. При окислительном фосфорилировании энергия восстановленных коферментов (НАД(Ф)Н или ФАДН2) трансформируется в энергию АТФ.
В результате апотомического дыхания, в основе которого лежит окислительное декарбоксилирование глюкозы (пентозофосфатный цикл), образуются пятиуглеродные сахара. Они используются в реакциях синтеза нуклеиновых кислот, макроэргических соединений, коферментов, витаминов, компонентов клеточных стенок.
Таким образом, дыхание имеет значение для жизнедеятельности организма не только как источник энергии, но и как источник различных соединений, необходимых для многочисленных синтетических реакций.
В аэробных условиях органические вещества окисляются кислородом воздуха с образованием углекислого газа и воды. Аэробное дыхание выражается уравнением:
С6Н12О6 + 6О2 6СО2 + 6Н2О + 2874 кДж
В анаэробных условиях происходит окисление органических веществ по типу брожения, а конечными продуктами окисления являются спирт, уксусная, молочная и масляная кислоты. При накоплении в растениях в больших количествах продукты анаэробного дыхания токсичны. Анаэробное дыхание наблюдается при затоплении растений, хранении продукции растениеводства в плохо вентилируемых помещениях.
Основными субстратами дыхания являются моносахариды, находящиеся в свободном состоянии или образующиеся при гидролизе олиго- и полисахаридов, а также липиды, белки и органические кислоты.
Основными количественными показателями дыхания являются интенсивность дыхания (работа 26) и дыхательный коэффициент (работа 27). Для определения интенсивности дыхания используют различные методы. Из суммарного уравнения дыхания видно, что при дыхании происходит окисление органических веществ и уменьшение сухой массы растений (работа 25), поглощение кислорода, выделение углекислого газа и энергии. Соответственно все методы определения интенсивности дыхания можно разделить на следующие четыре группы:
- Учет количества поглощенного кислорода (мл О2/гчас);
- Учет количества выделенного углекислого газа (мл или мг СО2/ гчас);
- Определение убыли сухой массы (г/гсут или %/гсут);
- Учет количества выделенной энергии (кДж/1 моль).
Источник