Влияние температуры на интенсивность дыхания

Вариант	Повтор-ность	Навеска (Р), г	Время опыта (t ׳ ), мин.	Израсходовано щавелевой кислоты на титрование, мл	ИД, мг СО2/100 г ∙ час
контроль (Vкт)	опыт (Vоп)
I – 4 °С
	-	-	-	-
II – 20 °С
	-	-	-	-
III– 35 °С
	-	-	-	-
IV– 85 °С
	-	-	-	-

Работа 3. Определение дыхательного коэффициента прорастающих семян

Контрольные вопросы.

1. Какие химические вещества являются основными субстратами дыхания у растений?

2. Используя справочную литературу, выясните химический состав семян различных сельскохозяйственных культур (хлебных злаков, бобовых, масличных).

3. Как мобилизуются запасные белки?

4. Опишите биохимический путь синтеза сахаров из запасных жиров в растительной клетке при взаимодействии сферосом, глиоксисом, митохондрий, пластид, ферментных систем цитозоля. Какое значение имеет глиоксилатный цикл?

5. Дайте понятие дыхательного коэффициента (ДК). Как зависит величина ДК от природы окисляемого субстрата? В чем состоит условность этого показателя дыхательного обмена?

Дыхательным коэффициентом (ДК) называется отношение объема выделенной при дыхании углекислоты к объему поглощенного кислорода. Величина дыхательного коэффициента зависит прежде всего от того, какие вещества используются при дыхании. При окислении сахаров отношение СО₂ : О₂ равно 1. Если дыхательным материалом служат вещества более окисленные, чем углеводы, например, органические кислоты, то величина дыхательного коэффициента будет больше 1. Наконец, этот коэффициент будет меньше 1, если используются соединения менее окисленные, чем углеводы (жиры).

С₆Н₁₂О₆ + 6 О₂ = 6 СО₂ + 6 Н₂О (ДК = 6 СО₂ / 6 О₂ = 1)

2 С₂Н₂О₄ + О₂ = 4 СО₂ + 2 Н₂О (ДК = 4 СО₂ / О₂ = 4, ДК >1)

С₁₇Н₃₅СООН + 2 О₂ = 18 СО₂ + 18 Н₂О (ДК = 18 СО₂ / 26 О₂ = 0,7, ДК < 1)

Величина ДК зависит также от количества кислорода, поступающего к клеткам, от возрастного состояния организма и уровня его жизнедеятельности.

Для ориентировочного определения величины дыхательного коэффициента исследуемый материал помещают в пробирку, соединенную с градуированной трубкой, в которую введена капля воды (рис.1). Если объемы обмениваемых газов равны, то капля в трубке передвигаться не будет. Если же величина дыхательного коэффициента меньше или больше единицы, то будет наблюдаться перемещение жидкости в трубке, соответствующее разности между объемами поглощенного О₂ и выделенного СО₂.

Затем с тем же материалом проделывают второй опыт, вводя в пробирку крепкий раствор щелочи для поглощения выделяемого при дыхании СО₂. Наблюдающееся при этом передвижение капли в трубке соответствует объему поглощенного материалом О₂.

Цель: сравнить величину дыхательного коэффициента прорастающих семян различных растений.

Объекты исследования: наклюнувшиеся семена злаков (пшеницы, ячменя, ржи, овса), бобовых (гороха, сои, фасоли, бобов), наклюнувшиеся маслянистые семена (льна, подсолнечника, клещевины, рапса).

Реактивы и оборудование: 20% р-р КОН, дистиллированная вода; приборчик, состоящий из пробирки с хорошо пригнанной резиновой пробкой, в которую вставлена изогнутая под прямым углом тонкая стеклянная трубка; горизонтальное колено трубки градуируют прикрепленной шкалой на полоске миллиметровой бумаги; пипетка, песочные часы на 5 мин. (секундомер); большой стакан с ватой.

Ход работы:

1. Поместить в пробирку примерно до половины проросшие семена пшеницы (или других злаков), закрыть ее пробкой, в которую вставлена изогнутая под прямым углом градуированная трубка. Ввести в трубку пипеткой каплю воды. Чтобы избежать нагревания прибора, поставить пробирку в сосуд с ватой. За положением капли в трубке следить в течение 5-10 минут, убедиться, что капля в трубке не перемещается. Следовательно, объем выделенного семенами СО₂ равен объему поглощенного О₂ и ДК равен 1. Пробирку освободить от семян, а трубку высушить жгутом фильтровальной бумаги или ватным «ершиком» на проволоке.

2. а) Поместить в пробирку проросшие семена подсолнечника (других масличных культур), замкнуть объем приборчика каплей воды.

б) Когда капля оторвется от края трубки, отметить положение внутреннего мениска капли, перевернуть песочные часы и после 5-минутной экспозиции сделать второй отсчет, а еще через 5 минут – третий отсчет и т.д. (всего 5). Вычислить среднее расстояние, пройденное каплей за 5 минут (А), которое соответствует разности между объемами поглощенного О₂ и выделенного СО₂.

в) Вынуть пробку из пробирки с семенами, проветрить пробирку и вложить пинцетом в верхнюю часть пробирки кольцо из фильтровальной бумаги, смоченной крепким раствором щелочи. Просушить трубку. Закрыть пробирку пробкой и вновь ввести в трубку каплю воды.

Отмечать положение мениска капли каждые 5 минут в течение 20 минут, рассчитать передвижение капли за пятиминутные интервалы и среднее значение (В).

г) Обозначим объем поглощенного кислорода через О₂, а объем выделенной углекислоты – СО₂. Зная величины А и В, найдем дыхательный коэффициент

А = О₂ – СО₂;

В = О₂;

СО₂ = В – А

отсюда дыхательный коэффициент (ДК) = =

Рис.1 Установка для определения дыхательного коэффициента.

3. Повторять опыт с прорастающими семенами гороха или других бобовых культур.

Оформление работы: результаты запишите в таблицу 1. Сделайте выводы о химической природе веществ, используемых для дыхания прорастающими семенами злаков, бобовых и масличных культур. Приведите справочные данные о химическом составе семян различных сельскохозяйственных культур.

Результаты и обсуждение:

Таблица 1