Физиология растений (стр. 9 )

При третьем полутораминутном погружении метиленовая синь поглощается только деятельной поверхностью, которая за этот промежуток времени десорбировала поглощенную ранее метиленовую синь внутрь клеток. Следовательно, рабочую адсорбирующую поверхность корней мы узнаем по изменению концентрации метиленовой сини при третьем погружении корней. Общая поверхность может быть определена по количеству поглощенной метиленовой сини при первых двух погружениях, когда достигнуто полное адсорбционное насыщение деятельной и недеятельной поверхности корней.

Ход работы. Налить из бюретки в три стакана одинаковое количество 0,0002М раствора метиленовой сини. Объем раствора в стакане должен быть примерно в 10 раз больше объема корневой системы. Стаканы необходимо пронумеровать. Записать объем налитого раствора в таблицу (см. ниже).

Корни, извлеченные из сосуда с водой, осторожно обсушить фильтровальной бумагой и погрузить последовательно в три стакана с метиленовой синью на 1,5 мин в каждый стакан. При этом растворы необходимо перемешивать путем осторожного поворачивания корней.

Определить при помощи колориметра концентрацию метиленовой сини в стаканах после пребывания в них корней, используя в качестве стандартного раствора исходный раствор метиленовой сини, разбавленный в 10 раз (1 часть раствора + 9 частей дистиллированной воды). Опытные растворы также необходимо развести в 10 раз. Приготавливать растворы следует в чистых сухих пронумерованных колбах.

Умножая объем раствора в стакане на концентрацию раствора, вычислить количество метиленовой сини до и после погружения корней и по разнице полученных величин – количество краски, поглощенной корневой системой. Поглощение метиленовой сини в первых двух стаканах характеризует общую адсорбирующую поверхность корня, поглощение в третьем стакане – рабочую адсорбирующую поверхность.

Умножая количество миллиграмм поглощенной метиленовой сини на 1,1, получим величину поверхности в квадратных метрах.

Полученные данные занести в таблицу.

Объем раствора, мл	Количество метиленовой сини, мг	Поглощение метиленовой сини, мг	Адсорбирующая поверхность, м2
до погружения	после погружения	из 1-го стакана	из 2-го стакана	из 1-го + 2-го стаканов	из 3-го стакана	общая	рабочая
в 1-м стакане	во 2-м стакане	в 3-м стакане

Работа 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЗОТА И ФОСФОРА
В РАСТИТЕЛЬНОМ МАТЕРИАЛЕ

Сжигание. Взять листья и высушить при температуре 105 ºС до постоянного веса, затем взять навеску 0,2 г. Эту навеску поместить в колбу Кьельдаля, куда налить 4 мл концентрированной серной кислоты, 1–2 мл хлорной кислоты в качестве катализатора и поставить на сжигание. Сжигание вести до обесцвечивания жидкости. Минерализат перенести в мерную колбу на 100 см3, колбу Кьельдаля сполоснуть несколько раз дистиллированной водой и уровень жидкости довести до метки.

Определение азота. Взять 2 мл минерализата в колбочку на 10 мл, проверить рН, если среда кислая, то нейтрализовать 10 % щелочью. Добавить 2–8 мл дистиллированной воды, 0,25 мл реактива Несслера, довести водой до метки и поставить на 30 мин для развития оранжево-красной окраски. Через 30 мин колориметрировать со стандартным раствором и определить содержание азота. В качестве стандартного раствора берут хлористый аммоний в количестве 3,819 г на 1 л воды. Взять 5 мл этого раствора в колбу на 100 мл и довести водой до метки. В полученном растворе в 1 мл – 0,05 мг азота. Для контроля взять 2 мл разведенного стандартного раствора и поступить так же, как и с испытуемым.

Определение фосфора. Взять 2 мл минерализата в колбочку на 10 мл, если нужно нейтрализовать раствор, добавить 1,6 мл 2,5 % раствора молибденовокислого аммония, добавить 0,6 мл амидола. Довести водой до метки, перемешать и поставить на 1 ч для развития синей окраски. Через час колориметрировать со стандартным раствором фосфорнокислого калия двузамещенного, который содержит 0,04 мг фосфора в 1 мл. Для контроля взять 2 мл стандартного раствора и поступить так же, как и с испытуемым.

ЗАДАЧИ

1.  Как вырастить растение без почвы? Какие условия необходимо при этом соблюдать?

2.  Относится ли натрий к числу необходимых для растений элементов? Как это доказать?

3.  Почему выражение «корень всасывает почвенный раствор» ошибочно?

4.  Корневая система была выдержана в течение нескольких минут в растворе метиленовой сини, а затем тщательно промыта водой, после чего корни были погружены в раствор хлористого кальция. Раствор приобрел хорошо заметную синюю окраску. Как объяснить это явление?

5.  Одинаковые проростки высажены в три сосуда с песком. В первый сосуд внесена полная питательная смесь Гельригеля, во второй – та же смесь, но вместо Са(О2) дан СаО4, в третьем сосуде KCl заменен на КО3. Сосуды помещены в вегетационный домик и регулярно поливаются дистиллированной водой. Каковы будут результаты этого опыта?

6.  Споры плесневого гриба были внесены в питательную среду, содержащую сахар и различные соли, в состав которых входили азот, сера, калий, магний, железо и микроэлементы. Несмотря на то, что внешние условия были вполне благоприятными, рост гриба наблюдался только в течение первых двух дней, а затем прекратился. Как объяснить полученный результат?

7.  В каких частях растения наблюдается более высокое содержание зольных элементов: в древесине или в листьях, в старых или в молодых листьях? Как объяснить эти различия?

8.  Кусочки черешка и листовой пластинки исследуемого растения были помещены в тарелку, размяты стеклянной палочкой и облиты раствором дифениламина в серной кислоте. Черешок окрасился в темно-синий цвет, а листовая пластинка посинела очень слабо. Как объяснить полученные результаты?

9.  В сок, отжатый из стебля, черешка и листовой пластинки, добавили раствор дифениламина в серной кислоте. Ни один из перечисленных объектов не дал посинения, несмотря на то, что почва, на которой выращивалось растение, была богата нитратами. Сделать вывод на основе полученных результатов.

10.  Как объяснить уменьшение содержания нитратов в листьях при выставлении растения на яркий свет?

11.  Какие листья обнаруживают более резкие симптомы фосфорного голодания – верхние или нижние? С чем это связано?

12.  У каких листьев, молодых или старых, раньше появится хлороз при недостатке в почве растворимых соединений железа?

13.  Какие из нижеперечисленных удобрений являются односторонними, какие двусторонними и какие многосторонними: калийная селитра, навоз, хлористый калий, печная зола, торф, фосфорнокислый аммоний, бура, аммиачная селитра?

14.  Растения выращивались в вегетационных сосудах с исследуемой почвой. В первый сосуд никаких удобрений не вносилось (контроль), во второй добавлялось калийное удобрение, в третий – фосфорное, в четвертый – азотное. Остальные условия (освещение, полив, температура и т. д.) были для всех одинаковы. Рост растений во втором сосуде не отличался от контрольного, в третьем был немного лучше, а в четвертом гораздо лучше, чем в контрольном сосуде. Сделайте выводы из приведенных результатов.

15.  В вегетационном опыте изучалось влияние различных удобрений на урожайность пшеницы. Опыт был поставлен в четырех вариантах: 1) неудобренная почва (контроль), 2) аммиачная селитра, 3) суперфосфат, 4) аммиачная селитра + суперфосфат. Урожай во втором варианте получился в полтора раза выше, чем в контроле, в третьем не отличался от контроля, а в четвертом в два раза больше, чем в контроле. Как объяснить полученные результаты?

16.  установил, что урожай люпина повышался примерно одинаково как при внесении фосфорита (Са3/РО4/2), так и при внесении фосфата (Са/Н2РО4/2), тогда как белая акация усиливала свой рост только при удобрении фосфатом, а при внесении фосфорита росла так же плохо, как и без фосфорных удобрений. Как объяснить результаты этого опыта?

17.  Как объяснить резкое улучшение усвоения фосфорита овсом при внесении в почву сернокислого аммония?

18.  Сколько суперфосфата (с содержанием 18 % Р2О5) следует внести на делянку площадью 5 м2, чтобы количество Р2О5 в растении на 1 га составило 54 кг?

19.  Какое количество сернокислого аммония нужно внести под вегетационный сосуд, содержащий 2,7 кг почвы, исходя из нормы 0,08 г азота на 1 кг почвы?

20.  При проведении полевого опыта в почву вносились азотные, фосфорные и калийные удобрения в различных сочетаниях и в разных дозировках. Урожаи высеянной на этом поле культуры оказались наивысшими (и примерно одинаковыми) в двух вариантах: 1) N – 10 кг, Р2О5 – 50 кг, К2О – 12 кг, 2) N – 15 кг, Р2О5 – 70 кг, К2О – 20 кг на га. Какой из вариантов следует рекомендовать для практического использования?

ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ

Анаболизм, катаболизм, свободная энергия, переносчики свободной энергии, субстраты дыхания, дыхательный коэффициент, аэробные, анаэробные дегидрогеназы, оксидазы, разнообразие путей дыхания, гликолиз, субстратное фосфорилирование, окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты, цикл Кребса, окислительное фосфорилирование, цианид-резистентное дыхание у растений, анаэробное дыхание, пентозофосфатный путь окисления глюкозы, глиоксилатный цикл, глюконеогенез, немитохондриальные оксидазы, оксигеназы (моно - и ди-), активные формы кислорода, супероксиддисмутаза, каталаза, энергетический выход, центральная роль цикла Кребса в клеточном метаболизме, активные метаболиты, взаимосвязь углеводного, липидного и белкового обменов, анаплеротические реакции, экология дыхания, регуляция.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1.  Что такое органогены, макро-, микро - и ультрамикроэлементы?

2.  Как происходит транспорт ионов в клетку. В чем роль клеточных стенок и мембран?