Физиология растений (стр. 2 )

Рис. 1

Работа 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ
ЗЕЛЕНЫХ ПИГМЕНТОВ

Данная работа является продолжением работы № 2. На полученной хроматограмме обвести простым карандашом зоны, соответствующие пигментам хлорофиллам «а» и «б» и вырезать их ножницами. Полоски разрезать на мелкие кусочки и поместить их в бюксы для элюирования (экстрагирование с хроматограммы) и залить 5 мл смеси ацетон–спирт. Элюировать пигменты в течение 5–7 мин. Полученный элюат колориметрировать на фотоэлектроколориметре, используя красный светофильтр. В качестве стандартного раствора использовать раствор Гетри, окраска которого соответствует окраске раствора, содержащего 85 мг/л хлорофилла. Из исходного раствора Гетри последовательным разбавлением приготовить серию стандартных растворов, определить для них на ФЭКе с красным светофильтром коэффициент пропускания (Т). Коэффициент пропускания показывает, какая часть световой энергии проходит через раствор. Он меняется в пределах от 100 до 0 % (за 100 принимается интенсивность света, прошедшего через растворитель). На основании полученных данных строят калибровочный график. На оси абсцисс откладывают концентрацию растворов в мг/мл, на оси ординат – соответствующие значения коэффициента пропускания в процентах.

Определив на ФЭКе коэффициент пропускания полученного элюата, найти по калибровочной кривой, какой концентрации он соответствует. Для этого из отмеченной на оси ординат экспериментально полученной точки провести прямую линию, параллельную оси абсцисс, до ее пересечения с калибровочной кривой. Из этой точки пересечения опустить перпендикуляр на абсциссу. Точка пересечения перпендикуляра с абсциссой соответствует концентрации определяемого раствора.

Содержание зеленых пигментов рассчитать по формуле:

,

где Х – содержание зеленых пигментов во взятой навеске сырых листьев, мг;

С – концентрация пигментов, найденная по калибровочной кривой, мг/мл;

V – общий объем экстракта, мл;

v – объем элюата, мл;

m – навеска листа, взятая для анализа, мг;

n – объем вытяжки, нанесенный на хроматограмму, мл.

Определив содержание зеленых пигментов во взятой навеске, необходимо рассчитать в процентах долю пигментов от массы листа. Эта цифра и будет являться конечным результатом проведенной работы.

Работа 4

ОБНАРУЖЕНИЕ ФОТОСИНТЕЗА МЕТОДОМ
КРАХМАЛЬНОЙ ПРОБЫ НА ЗЕЛЕНОМ ЛИСТЕ

В процессе фотосинтеза клетками зеленого листа в хлоропластах обычно вырабатывается крахмал. Задача работы: доказать, что необходимыми условиями для выработки листом крахмала в процессе фотосинтеза являются свет и доступ углекислоты воздуха.

Лист растения (предварительно выдержанный в течение 3 суток в темноте для обескрахмаливания), поставленный черешком в маленькую баночку с водой, поместить в стеклянный сосуд с воздухом, обогащенный СО2; этот сосуд выставить на свет для образования крахмала в результате процесса фотосинтеза.

По окончании опыта лист обработать спиртом для удаления хлорофилла, а образовавшийся крахмал проявить раствором йода в йодистом калии.

Ход работы. Наполнить маленькую банку водой доверху и поставить в воду лист, предварительно подрезав черешок под водой. Для защиты листа от света наложить плотно на верхнюю и нижнюю поверхности листа два пробковых кружка, точно один против другого; закрепить их на листе, проткнув булавкой. Произвести пробное опускание банки с листом на дно большой банки (при помощи длинного пинцета или тигельных щипцов), добившись быстрого и правильного выполнения этого приема. Поставить опыт в одном из следующих вариантов.

1. Налить на дно большой банки 15 мл 1 % раствора двууглекислой соды. Влить туда же 5 мл 4 % раствора серной кислоты и быстро опустить маленькую банку с листом на дно большой. Последнюю немедленно закрыть пробкой.

2. Для прекращения доступа СО2 через устьица половину листа, свободную от пробковых кружков, покрыть тонким слоем вазелина с верхней и нижней поверхностей (осторожно, не повреждая листа).

На дно большой банки налить 15 мл 1 % раствора двууглекислой соды и прилить туда же 5 мл 4 % раствора серной кислоты. Быстро опустить маленькую банку с листом на дно большой и немедленно плотно закрыть пробкой.

3. Для освобождения воздуха в большой банке от СО2 налить на ее дно 20 мл воды, в которую бросить кусочек КОН (2–3 г).

Закрыв банку пробкой, поболтать содержимое 1–2 мин. Затем открыть пробку и быстро опустить маленькую банку с листом на дно большой и немедленно снова закрыть плотно пробкой.

Поставить собранную установку на лист белой бумаги на расстоянии 8-10 см от электрической лампы в 250–300 Вт. Лист в банке должен быть обращен своей поверхностью к лампе. Заметить время. Лист под лампой держать в течение 45–50 мин.

За это время сделать записи, зарисовки, подготовить оборудование для дальнейшей работы и проделать следующую работу: обнаружение зерен крахмала в хлоропластах листа. Для этого взять живые листья мха мниум (или элодеи), выдержанные предварительно несколько часов при хорошем освещении; обработать их непосредственно на предметном стекле раствором йода в концентрированном растворе хлоралгидрата в течение нескольких минут. Хлоралгидрат разрушает хлорофилл и просветляет лист.

При рассмотрении препарата под микроскопом можно видеть окрашенные йодом в синий цвет крахмальные зерна, часть которых расположена внутри хлоропластов.

Разобрать установку и освободить лист от пробковых кружков. Придерживая пинцетом черешок листа, опустить его в кипящую воду на 2–3 мин.

Убитый таким образом лист положить для обесцвечивания в колбу со спиртом; спирт довести до кипения.

Обесцвеченный лист положить на фарфоровое блюдце и залить его небольшим количеством раствора йода в йодистом калии для проявления крахмала.

Зарисовать распределение крахмала в листе и объяснить полученные результаты крахмальной пробы в зависимости от варианта опыта.

Работа 5

ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ УСЛОВИЙ
НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ФОТОСИНТЕЗА
ВОДНОГО РАСТЕНИЯ

Для определения интенсивности фотосинтеза водных растений можно использовать метод счета пузырьков кислорода. На свету в листьях происходит процесс фотосинтеза, продуктом которого является кислород, накапливающийся в межклетниках. При срезании стебля избыток газа начинает выделяться в виде непрерывного тока пузырьков, быстрота образования которых зависит от интенсивности фотосинтеза. Данный метод не отличается большой точностью, но зато очень прост и дает наглядное представление о тесной зависимости процесса фотосинтеза от внешних условий.

Ход работы. Поместить веточку элодеи с неповрежденной верхушечной почкой в кювету с водой и сделать срез острой бритвой для устранения возможности закупорки путей при выходе газа. Погрузить веточку срезом вверх в пробирку с водой, предварительно обогащенную углекислотой путем растворения небольшого количества соды (перед погружением веточки внести в пробирку на кончике ножа NaHCO3 и взболтать). Помещая пробирку с веточкой элодеи в те или иные условия, подождать, пока установится равномерный ток пузырьков, перевернуть песочные часы и подсчитать количество пузырьков, выделенных за определенное время. Используя в качестве источника света настольную лампу мощностью 100–200 Вт, проделать следующие опыты.

1. Влияние освещенности. Налить воду, нагретую до 30 ºС, в колбу или стеклянный цилиндр и вставить в этот сосуд пробирку с веточкой элодеи. Подсчитать количество пузырьков кислорода при различных расстояниях от источника света.

2. Влияние спектрального состава света. Подсчитать количество пузырьков при освещении белым светом (пробирка погружена в сосуд с водой). Затем провести наблюдения при красном экране, заменяя воду в наружном сосуде раствором 1 % K2Cr2O7, который пропускает красные, оранжевые и желтые лучи и не пропускает сине-фиолетовые. После этого определить интенсивность фотосинтеза на синем экране, наливая в наружный сосуд раствор серно-аммиачно-медной соли (4 % раствор медного купороса, насыщенный аммиаком), пропускающий голубые, синие и фиолетовые лучи, но задерживающий длинноволновую часть спектра. Все три наблюдения провести с жидкостями одинаковой температуры и на одном расстоянии от источника света.

3. Влияние температуры. Налить в наружный сосуд сначала теплую, а затем холодную воду и провести отсчеты при одинаковом расстоянии от источника света.

Результаты записать в таблицу (расстояние от источника света и температура указаны ориентировочно).

Сделать выводы о влиянии исследованных факторов на интенсивность фотосинтеза.

Расстояние от источника света, см	Экран	Температура, ºС	Количество пузырьков О2 за 5 мин
5 10 20 5 5 5 5 5	белый белый белый белый красный синий белый белый	30 30 30 30 30 30 30 10

Работа 6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОТОСИНТЕЗА ПО НАКОПЛЕНИЮ ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА В ЛИСТЬЯХ НА СВЕТУ (МЕТОД ТЮРИНА – БОРОДУЛИНА)

В процессе фотосинтеза углерод углекислого газа превращается в углерод органических веществ, поэтому, учитывая накопление последнего в листьях на свету, можно определять интенсивность фотосинтеза. Для этого с одной половинки листа растения, выдержанного в течение суток в темноте, вырезать диски и определить в них количество органического углерода. Другую половинку листа выставить на свет. После экспозиции со второй половинки листа вырезать такое же количество дисков, как и с первой, и тоже определить углерод. Разница в содержании его в 1-й и 2-й пробах отнесенная к площади листа и длительности экспозиции, характеризует интенсивность фотосинтеза.

Углерод органического вещества окислить 0,4 N раствором K2Cr2O7 в смеси с крепкой серной кислотой. Реакция идет при нагревании (мокрое сжигание):

2K2Cr2O7 + 8H2SO4 + 3C = 2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 3H2O + 3CO2.

Избыток раствора бихромата, не израсходованный на окисление органического углерода, определить титрованием его 0,2 N раствором соли Мора: