Листья растений серную кислоту

Работа 3. Определение устойчивости клеток различных растений к обезвоживанию серной кислотой

В условиях жаркого сухого климата, а также городских экосистем явление обезвоживания органов (и, соответственно, клеток) у древесных растений встречается очень часто. Особенно это выражено на освещенных сторонах улиц, когда водообмен затруднен из-за малого проникновения в почву осадков, а полив не производится. Это явление выражается в потере тургора, колоколообразности листьев, пожелтении, появлении некрозов.

Предлагаемая работа основана на свойствах серной кислоты обезвоживать клетки листа, что часто встречается в условиях антропогенного загрязнения, когда попавший через устьица в растение сернистый газ превращается в протоплазме клетки в серную кислоту (весьма гигроскопичное вещество), вызывая потерю листом тургора, повреждение и гибель клеток.

В другом варианте серная кислота, содержащаяся в воздухе больших городов, образует туман из мельчайших капелек. Попадая на растение в больших концентрациях, она вызывает ожоги, в малых — очень быстро проникает через устьица внутрь межклетников, энергично отнимает воду от углеводов, образующихся в процессе фотосинтеза, вызывая гибель клеток и обугливание тканей листа:

С₁₂Н₂₂О₁₁→12 С + 11 Н₂О.

Живая клетка отличается от мертвой хорошо выраженным плазмолизом.

Оборудование, реактивы, материалы: 1) микроскоп; 2) предметные и покровные стекла; 3) эксикатор; 4) бритва; 5) концентрированная серная кислота, разведенная дистиллированной водой (1:1); 6) 1 М раствор сахарозы; 7) листья разных древесных растений.

Берут листья разных древесных растений, растущих в относительно чистой зоне, но встречающихся в уличных посадках города. Из листа растения вырезают пластинки размером 2-4 см 2 и кладут в эксикатор над серной кислотой, разбавленной водой в соотношении 1:1. Пластинки выдерживают в течение 2-3 часов, затем делают срезы, окрашивают «нейтральным красным» и плазмолизируют молярным раствором сахарозы, запуская его между предметными и покровными стеклами. Просматривают под микроскопом в разных полях зрения и подсчитывают оставшиеся живыми клетки по возникшему плазмолизу. Чем больше осталось живых клеток, тем лучше растение выносит обезвоживание.

Строят ряд устойчивости клеток разных растений к обезвоживанию (устойчивости к сернистому газу).

Можно одновременно определить и содержание воды в вырезанных пластинках листа. В этом случае можно узнать не только число оставшихся живых клеток, но и при каком содержании воды устойчивость выше.

В случае отсутствия древесных растений можно использовать комнатные.

Работа 4. Влияние солей тяжелых металлов на плазмолиз протоплазмы растительной клетки

Соли тяжелых металлов в водной среде распадаются на ионы. Все ионы металлов могут быть разделены на две группы: биогенные (Си, Zп, Со, Мп, Fе и др.) и небиогенные (РЬ, Нg, Sn, Ni, А1, Сd, Sr, Сs и др.). Среди последней группы ионы стронция и цезия действуют как биогенные при замене в органических веществах кальция на стронций и калия на цезий. Биогенные ионы входят в состав ферментных систем, которые обеспечивают регуляцию всех процессов в клетке и организме. Поэтому их ПДК значительно выше, чем у небиогенных.

При поступлении в растения воздушным (через устьица) или капельным (роса, туман, слабые осадки) путями определенная доза биогенных тяжелых металлов включается в состав ферментных систем, что стимулирует метаболические процессы. Так, медь входит в состав ферментов, участвующих в процессах темновых реакций фотосинтеза, способствует поглощению других элементов; цинк входит в состав ферментов, расщепляющих белки, увеличивает устойчивость растений к жаре, засухе, болезням. Лишь при более высоких концентрациях они действуют как токсиканты. На рис.6 показано биологическое действие биогенной (Си) и небиогенной (Сd) солей на живые тест-системы. В малых концентрациях Си оказывает отрицательное влияние (недостаток микроэлементов). С повышением концентрации появляется стимулирующий эффект, который усиливается, достигая своего оптимума, а затем снижается и, переходя точку ПДК (стрелка), оказывает отрицательное действие. Сd ведет себя иначе. В очень малых концентрациях он оказывает нейтральный эффект, затем его токсическое действие усиливается, достигая точки ПДК (пунктирная стрелка), наступает перелом с усилением токсического эффекта.

Целью работы является выявление действия биогенных и небиогенных тяжелых металлов на плазмолиз протоплазмы растительной клетки.

Оборудование, реактивы, материалы: 1) микроскоп; 2) предметные и покровные стекла; 3) препаровальная игла; 4) бритвы; 5) пипетка на 1-3 мм; 6) стаканы с дистиллированной водой; 7) кусочки фильтровальной бумаги; 8) 5%-ный растворы солей CuSO₄, Pb(NO₃)₂, HgNO₃ и др., 9) луковица синего лука или фиолетовые листья традесканции

Рис.6. Схема биологического действия ионов меди и кадмия

Источник

Сера разгоняет метаболизм у растений

Долгое время считалось, что растениям прежде всего нужны калий, фосфор и азот, но оказалось, что без серы растениям трудно усваивать эти элементы. Расскажем о роли серы в жизни растений.

В растениях серы немного — около 0,2 — 1 процента сухой массы, но по своему биохимическому воздействию она приравнивается к макроэлементам. И заменить её чем-то другим просто невозможно. Согласно последней классификации сера отнесена к первоэлементам наряду с водородом, углеродом, кислородом, азотом и фосфором, входящими в состав белковых молекул ДНК и РНК.

Прежде всего сера разгоняет метаболизм в растениях, т.е. она активизирует все жизненные процессы.

В растительном организме сера участвует:

• в азотном обмене;
• в углеводном обмене;
• в процессе дыхания;
• в синтезе жиров.

Основное количество серы в растениях находится в составе белков, ферментов и витаминов. Горчичное и чесночное масло содержит серу. Неприятный запах чеснока обусловлен тем, что содержащийся в овоще аллицин во рту расщепляется на серосодержащие соединения: диаллилдисульфид и аллилметилсульфид.

Признаки дефицита серы

При недостатке серы у растений:

• снижается интенсивность фотосинтеза;
• ухудшается рост и развитие растений;
• поздно наступает зрелость.

Дефицит серы сначала проявляется на старых листьях, а потом его признаки появляются и на молодых листьях, изменяя их цвет на светло–зеленый, а затем и на желтый. Появляющиеся новые листья остаются мелкими, светло-жёлтыми и на вытянутых стеблях.

Интересно. Проблема дефицита серы появилась недавно, а раньше об этом не беспокоились. Дело в том, что ещё в прошлом веке в воздухе было много серы в виде сернистого газа. Это объяснялось интенсивным использованием в промышленности каменного угля, при сгорании которого в атмосферу выделялись газы, содержащие серу. Потом они, смешиваясь с водой, выпадали на землю так называемыми кислотными дождями. А поскольку такие осадки были признаны одной из глобальных экологических проблем, то мировая промышленность переориентировалась на другие источники энергии.

Последствия избытка серы

Главная проблема избытка серы — снижение урожая. Избыточное количество серы также может вызвать преждевременное опадение листьев.

Серосодержащие удобрения

Растения получают серу из почвы из растворимых сульфатов, которые образуются в процессе разложения органических остатков бактериями и грибами. Огородники-любители часто используют органические удобрения: навоз и компост, которые достаточно богаты серой, а потому дополнительная подкормка серой обычно не требуется. Поскольку же ситуации бывают разными, полезно иметь представления о серосодержащиях удобрениях.

Сера

В некоторых районах, где доступна дешёвая элементарная сера (Обычно это отходы добычи, непригодные для промышленности.), именно её используют в качестве удобрения. Однако она не может усваиваться в таком виде — в почве должны быть бактерии, которые способны превращать серу в усваиваемую сульфатную форму.

Ил

В водоемах, вода которых содержит сероводород, живут бесцветные серобактерии Beggiatoa и Thiothrix, которым не нужна органическая пища. Для хемосинтеза они используют сероводород: в результате реакций между H₂S, CO₂ и O₂ образуются углеводы и элементарная сера. Во многих бактериях сера временно сохраняется в виде шариков. Её количество зависит от содержания сероводорода: при его недостаточности сера окисляется до серной кислоты с выделением энергии. Умершие серобактерии опускаются на дно и обогащают ил серой.

Минеральные удобрения

Очевидно, что использование указанных удобрений довольно ограниченно, а потому в практике используются минеральные сульфатные удобрения. Чаще всего используют такие:

• простой суперфосфат (13% серы);
• сульфат аммония (24%);
• сульфат калия (17%);
• гипс (18,6%);
• фосфогипс (22%).

Как видим, вместе с серой вносятся и другие полезные элементы: фосфор, калий, азот и кальций, о влиянии которых на жизнь растений мы уже рассказывали.

Польза серы для человека

Для человека сера — это «минерал красоты». В человеческом организме сера

• защищает клетки, ткани и пути биохимического синтеза от окисления;
• входит как составная часть клеток, ферментов, гормонов, в частности инсулина;
• дезинфицирует кровь;
• повышает сопротивляемость организма бактериям;
• защищает протоплазму клеток;
• способствует осуществлению необходимых организму окислительных реакций;
• предохраняет от вредного воздействия токсичных веществ;
• защищает организм от вредного воздействия радиации и загрязнений окружающей среды, тем самым замедляя процессы старения.

В клетке сера обеспечивает передачу энергии в процессах электронного переноса от кислорода.

Сера входит в состав гемоглобина, содержится во всех тканях организма, необходима для синтеза коллагена — белка, который определяет структуру кожи. Поверхностные слои кожи, волосы и ногти состоят в основном из кератина и меланина, в состав которых также входит сера.

Эндогенная серная кислота, образующаяся в организме, принимает участие в обезвреживании токсичных соединений (фенол, индол и др.), которые производятся микрофлорой кишечника, а также связывает чужеродные для организма вещества, в том числе лекарственные препараты и их метаболиты. При этом образуются безвредные соединения, которые затем выводятся из организма.

При недостатке серы случаются запоры, аллергии, тусклость и выпадение волос, ломкость ногтей, повышенное артериальное давление, боли в суставах, тахикардия, высокий уровень сахара и высокий уровень триглицеридов в крови.

Больше всего серы содержится в белковой пище, как животного и растительного происхождения. К ним относятся все виды мяса, яйца, бобовые, орехи, капуста всех видов, лук и чеснок. Специфический вкус лука и чеснока, а также некоторые неприятные последствия употребления бобовых и капусты, обусловлены именно соединениями серы. Чтобы уменьшить эти эффекты, бобовые и капусту сначала рекомендуется сбланшировать, слив после этого воду.

Рекомендуемые статьи

Источник

Обработал парник серной шашкой, у росших там растений подвяли листья. Можно ли их спасти? Можно ли употреблять в еду овощи?

У меня в парнике завелась белокрылка. Ничем не мог от нее избавиться. Зажег серную шашку. В парнике растут баклажаны, помидоры, цветная капуста и огурцы. Утром увидел привявшие листья.
Можно ли спасти растения? Можно ли употреблять в еду овощи, обработанные таким образом?

Александр, при соединении продуктов горения серной шашки с водой (атмосферной, росой, обычной) образуется серная кислота. Поэтому завяли растения. а можно ли кушать овощи, решайте сами…

Не серная, а сернистая. Шашка при горении выделяет диоксид серы SO2, который с водой дает H2SO3 — сернистую кислоту.
Для получения серной кислоты нужен триоксид серы SO3, но его получение — очень трудоемкий и энергоемкий процесс.
Сернистая кислота в разы слабее серной, но растениям этого хватает. И в разы менее устойчивая.

При горении серной шашки выделяется сернистый газ (диоксид серы SO2). Взаимодействую с парами воды (в т.ч. с водой в листьях) диоксид серы образует сернистую кислоту. Собственно, сернистая кислота и повредила листву. Так что завядшие листья спасти вряд ли удастся. А выживет ли растение целиком — тоже вопрос. Зависит от продолжительности обработки и концентрации газа. Плоды скорее всего тоже начнут портиться. Можно ли их кушать — не могу сказать.
Если ваша теплица имеет металлический каркас (даже оцинкованный) — ожидайте коррозию. Сернистая кислота хорошо «кушает» оцинковку и реагирует с железом.

Какая бы кислота не образовалась, они смываются водой! Сернистую, еще используют для консервирования продуктов питания.
Мне вот только теплицу Вашу жалко, если конструкция оцинкованная и была влажная на момент обработки. Может покрыться окислом и привет ржавчина!

Понимаете, Максим, сернистый газ попадает внутрь листа при дыхании через устьица. А там есть вода. Ну и привет кислотный ожог. Листья не спасти. Хорошо, если растения выживут.
Плоды еще под вопросом…

Источник