Методы определения дыхательного коэффициента растений

Занятие 7. Определение дыхательного коэффициента Задание 23. Определение дыхательного коэффициента прорастающих семян

Дыхательный коэффициент (ДК) — это показатель газообмена живых тканей. Он означает отношение количества выделенного при дыхании углекислого газа к количеству поглощенного при этом кислорода: ДК = СО₂ / О₂.

Величина дыхательного коэффициента зависит от ряда причин. Во-первых, от химической природы окисляемого при дыхании субстрата. Если используются углеводы, то ДК близок к единице: C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ = 6 CO₂ + 6 H₂O.

Если окисляются более восстановленные вещества, жиры и белки, то кислорода потребляется больше, чем выделяется угле­кислого газа, и ДК меньше единицы. Например, при окислении стеариновой кислоты реакция идет по формуле C₁₈ H₃₆ O₂+26 O₂=18 CO₂+18 CO₂+18 H₂0 и отношение CO₂:O₂ равно 18:26, то есть 0,69.

При окислении веществ, содержащих в себе больше кислорода, чем в углеводах, дыхательный коэффициент больше единицы. Так, при дыхании за счет щавелевой кислоты по уравнению 2C₂O₂H₂ + O₂ = 4 CO₂ + 2H₂O дыхательный коэффициент равен 4.

Вторым фактором, определяющим величину ДК, являются условия аэрации. При недостатке кислорода в воздухе, то есть в анаэробных условиях, ДК повышается и в случае окисления углеводов становится выше единицы.

Наконец, величина дыхательного коэффициента свидетельствует о полноте окисления субстрата. Если при окислении углеводов процесс распада идет не до конца, а накапливаются промежуточные, более окисленные, чем углеводы, продукты, то величина ДК становится меньше единицы. Подобное явление наблюдается у интенсивно растущих объектов. В работе предлагается один из наиболее простых методов определения ДК прорастающих семян методом Рихтера.

Ход работы. В опыте используют прибор, состоящий из пробирки, которая плотно закрыта каучуковой пробкой, со вставленной в неё горизонтальной трубкой с делениями. Пробирку поместить в колбу, которая является одновременно и штативом, и термоизолятором.

Заполнить прорастающими семенами пшеницы или подсолнечника 1/2 — 2/3 объема пробирки и плотно закрыть пробирку пробкой с измерительной трубкой. Обязательное условие правильного наблюдения — постоянство температуры прибора, так как его работа связана с изменением объемов газов. Поэтому смонтированный прибор должен принять комнатную температуру, что достигается в течение 5-7 мин.

В конец измерительной трубки ввести каплю жидкости (например, подкрашенную метиленовой синью воду). Для этого, не вынимая пробирку из колбы, погрузить конец трубки в стаканчик с жидкостью. Если жидкость плохо поступает в отверстие, можно слегка постучать кончиком трубки о дно стакана или, вынув трубку из стакана, протереть кончик её фильтровальной бумагой. Если эти меры не помогают, то надо капилляр трубки промыть спиртом и водой. Капля должна подняться по трубке на расстояние 1 см. Таким образом, в приборе создается замкнутое пространство. Всякое изменение в нем объема газов приведет в движение каплю. По скорости этого движения можно судить о газообмене.

При равенстве объемов выделяющегося углекислого газа и поглощающегося кислорода общий объем газов в пробирке останется неизменным и капля не будет менять своего положения. В том случае, когда О₂ поглощается больше, чем выделяется СО₂, в пробирке возникнет разряжение газов и капля станет передвигаться внутрь по трубке. При условии более интенсивного выделения СО₂, по сравнению с поглощением кислорода, капля будет выбрасываться из трубки. Требуется пронаблюдать за поведением капли, и если она перемещается, рассчитать скорость ее движения, определяемую разностью объемов О₂ и СО₂. С этой целью, как только в кончик трубки введена капля, необходимо засечь время и ждать через сколько минут капля пройдет какой-то отрезок пути S. Зная путь S и время t, затраченное на преодоление этого пути, можно рассчитать скорость движения капли: V=S/t. Эту скорость обозначить буквой А. Определить ее 2-3 раза, для дальнейших расчетов взять среднюю величину.

Затем пробирку раскрыть и ввести в нее фильтровальную бумажку, смоченную концентрированным раствором щелочи, которая будет поглощать выделяющийся при дыхании углекислый газ. Пробирку снова закрыть пробкой, дать прибору принять комнатную температуру и 2-3 раза определить скорость движения капли после введения щелочи, обозначить её В. Она зависит от объема поглощенного при дыхании семян кислорода: В = О₂.

Значения А и В записать в таблицу и рассчитать величину дыхательного коэффициента, используемого в опыте объекта. Расчет делать по формуле:

Эта дробь дает величину отношения СО₂ к О₂. так как В=О₂, А=О₂-СО₂. В конце работы дать объяснение, от чего зависит полученная в опыте величина ДК.

Источник

Методы определения дыхательного коэффициента растений

по курсу «Физиология растений» для студентов специальностей: 1-31 01 01 Биология, 1-33 01 01 Биоэкология, 1-31 01 01-03 Биотехнология

Вы здесь: Главная РАЗДЕЛ 4. ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ Лабораторная работа № 8 Работа 3. Определение дыхательного коэффициента

Работа 3. Определение дыхательного коэффициента

Важный показатель химической природы дыхательного субстрата – дыхательный коэффициент (ДК) – отношение объема выделенного углекислого газа (V (СО₂)) к объему поглощенного кислорода (V (О₂)). При окислении углеводов дыхательный коэффициент равен 1, при окислении жиров (более восстановленных соединений) кислорода поглощается больше, чем выделяется углекислого газа и ДК < 1. При окислении органических кислот (менее восстановленных, чем углеводы соединений) ДК > 1.

Величина ДК зависит и от других причин. В некоторых тканях из-за затрудненного доступа кислорода наряду с аэробным происходит анаэробное дыхание, не сопровождающееся поглощением кислорода, что приводит к повышению значения ДК. Величина дыхательного коэффициента обусловлена также полнотой окисления дыхательного субстрата. Если, кроме конечных продуктов, в тканях накапливаются менее окисленные соединения, то ДК < 1.

Прибор для определения дыхательного коэффициента (рис. 8) состоит из пробирки (рис. 8, а) или другого стеклянного сосуда (рис. 8, б 1 ) с плотно пригнанной пробкой, в которую вставлена измерительная трубка со шкалой из миллиметровой бумаги.

Материалы и оборудование. Прорастающие семена подсолнечника, ячменя, гороха, фасоли, льна, пшеницы, 20 %-й раствор гидроксида натрия, шприц на 2 см 3 , цветная жидкость, чашка Петри, химическая пробирка, U-образно изогнутая трубка, эластичная трубка, пробка с отверстием, пинцет анатомический, полоски фильтровальной бумаги (1,55 см), миллиметровая бумага, песочные часы на 3 мин, штатив для пробирок.

Ход работы. В пробирку внесите 2 г прорастающих семян подсолнечника. Плотно закройте пробирку пробкой, соединенной эластичной трубкой с изогнутой U-образно стеклянной трубкой, и введите в конец последней при помощи пипетки небольшую каплю жидкости, создавая внутри прибора замкнутую атмосферу. Во время опыта обязательно поддерживайте постоянную температуру. Для этого поставьте прибор в штатив, избегая тем самым нагревания его руками или дыханием. Определите на сколько делений шкалы продвинется капля внутрь трубки за 3 мин. Для получения точного результата вычислите среднюю величину из трех измерений. Полученная величина выражает разницу между объемом поглощенного при дыхании кислорода и объемом выделенного углекислого газа.

Откройте прибор с семенами и положите в него пинцетом свернутую в кольцо полоску фильтровальной бумаги, предварительно пропитанную раствором NaOH. Снова закройте пробирку, поместите в измерительную трубку новую каплю цветной жидкости и продолжайте измерение скорости ее движения при той же температуре. Новые данные, из которых опять вычислите среднюю величину, выражают объем поглощенного при дыхании кислорода, так как выделившийся углекислый газ поглощается щелочью.

Рассчитайте дыхательный коэффициент по формуле: , где ДК – дыхательный коэффициент; В – объем поглощенного при дыхании кислорода; А – разница между объемом поглощенного при дыхании кислорода и объемом выделенного углекислого газа.

Сравните величины дыхательных коэффициентов предложенных объектов и сделайте вывод о химической природе дыхательных субстратов каждого из объектов.

1 Прибор для наблюдений газообмена при дыхании растений и животных ПГД (учебный): руководство по эксплуатации / под ред. Т.С.Чанова. – М.: Просвещение, 1987. – 8 с.

Источник

Определение дыхательного коэффициента семян с.-х. Растений

Понятие дыхательного коэффициента. Субстраты дыхания. Свойства окисляемого субстрата и численные значения дыхательного коэффициента. Возможность практического применения данного показателя для изучения и характеристики дыхания растений.

Методика определения дыхательного коэффициента. Регулирование дыхания при хранении семян и сочной продукции.

Методическое обеспечение: таблицы

Физиология растений: методическое пособие по лабораторному практикуму / Сост. И.Л. Бухарина. – Ижевск: Ижевская ГСХА, 2003. – С. 46-48.

Наблюдение периодичности роста побегов растений

Понятие роста. Параметры растений, отражающие ростовые процессы растительного организма. По данным измерения междоузлий и длины годичных побегов древесных растений выстраивается график, отражающий закономерности роста побегов древесных растений. Для лабораторной работы используются однолетние побеги древесных пород с небольшим участком двулетнего побега: тополя, березы, яблони, липы, боярышника, ивы и др.

Методическое обеспечение: раздаточный материал.

Темы для самостоятельного изучения Раздел: Биохимия и физиология растительной клетки

• Строение, химический состав и функции основных органоидов растительной клетки: гиалоплазмы, хлоропластов (и других пластид), митохондрий, эндоплазматической сети, аппарата Гольджи, лизосом, сферосом, рибосом, микротрубочек, микрофиламентов, вакуоли.

• Питательная ценность отдельных аминокислот.
• Витамины. Значение для жизнедеятельности растений. Значение для человека.

1. Полевой В.В.Физиология растений. – М.: Высшая школа, 1989. – С. 13-27.
2. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений / Н.Н. Третьяков, Е.И. Кошкин, Н.М. Макрушин и др.; Под ред. Н.Н.Третьякова. – М.: Колос, 2000. – С. 17-30.
3. Плешков В.П. Биохимия с/х растений. – М.: Агропромиздат, 1987. – С. 92-116, 245, 319-334.

Раздел: Водный обмен растений

• Продуктивность транспирации, транспирационный коэффициент. Зависимость этих показателей транспирации от условий.
• Антитранспиранты. Современные методы изучения водного режима растений.

1. Полевой В.В.Физиология растений. – М.: Высшая школа, 1989. – С. 214-216.
2. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений / Н.Н. Третьяков, Е.И. Кошкин, Н.М. Макрушин и др.; Под ред. Н.Н. Третьякова. – М.: Колос, 2000. – С. 253-257, 268-271.

• Необходимые микроэлементы, их физиологическая роль и признаки недостаточности.
• Бактериальные удобрения.
• Внекорневые подкормки растений.

1. Полевой В.В.Физиология растений. – М.: Высшая школа, 1989. – С. 253-257, 271-277.
2. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений / Н.Н.Третьяков, Е.И. Кошкин, Н.М. Макрушин и др.; Под ред. Н.Н. Третьякова. – М.: Колос, 2000. – С. 281-292, 323-340.

• Поглощение пестицидов растениями. Транспорт и метаболизм пестицидов. Остаточное количество свободных и связанных пестицидов в продуктах урожая.
• Устойчивость растений к инфекционным болезням.

1. Полевой В.В.Физиология растений.–М.: Высшая школа, 1989. – С. 439-449.
2. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений / Н.Н. Третьяков, Е.И. Кошкин, Н.М. Макрушин и др.; Под ред. Н.Н. Третьякова. – М.: Колос, 2000. – С. 553-556.

Источник