Окрашивания их тетразолом

ДЫХАНИЕ РАСТЕНИЙ

Дыхание – многоступенчатый окислительный распад органических веществ, в первую очередь углеводов, до простейших конечных продуктов - воды и углекислого газа, сопровождающийся выделением энергии. В процессе дыхания образуется также целый ряд промежуточных соединений, идущих на синтез белков, жиров и других веществ. Таким образом, процессы обмена веществ и энергии, происходящих в клетке, неразрывно связаны с дыханием.

В аэробных условиях при дыхании органические вещества распадаются до углекислого газа и воды при участии кислорода воздуха по уравнению:

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ → 6СО₂ + 6Н₂О + 2722 кДж

Интенсивность дыхания зависит как от внутренних особенностей клеток, тканей, органов и целого организма, так и от условий среды. По интенсивности дыхания можно судить об общей активности жизнедеятельности организма.

Работа 13. Определение интенсивности дыхания семян в закрытом

Сосуде

Интенсивность дыхания и его энергетическая эффективность зависит от физиологического состояния растений, внешних условий. В свою очередь, интенсивность дыхания может, в известной мере, быть показателем уровня физиологической активности тканей исследуемого растения.

Цель работы -изучить влияние температуры на интенсивность дыхания прорастающих семян.

Методзаключается в учете количества СО₂, выделяемого семенами при дыхании, и поглощении его баритом. Выделяемый в процессе дыхания диоксид углерода реагирует со щелочью:

Ва(ОН)₂ + СО₂ = ВаСО₃ + Н₂О
Через определенное время оставшуюся в сосуде щелочь титруют щавелевой кислотой:

Ва(ОН)₂ + Н₂С₂О₄ = ВаС₂О₄ + 2Н₂О

Ход работы.Три навески исследуемого материала (по 4—5 г) помещают в марлевые мешочки, которые подвешивают в герметично закрытые пробками колбы на 100 мл, куда предварительно вносят по 15 мл 0,1 н раствора гидроксида бария (опытные колбы). В четвертую (контрольную) колбу наливают 15 мл барита, но навеску не помещают.

В течение опыта (45—60 мин) периодически осторожно покачивают колбы, чтобы разрушить пленку ВаСО₃, образующуюся на поверхности барита и препятствующую полноте поглощения СО₂.

После окончания времени экспозиции мешочки с семенами извлекают из колб, а содержимое титруют 0,1 н раствором щавелевой кислоты в присутствии 2—3 капель фенолфталеина до исчезновения малиновой окраски. Так же титруют барит в контрольной колбе.

Интенсивность дыхания рассчитывают по формуле:

ИД = (b-а) ∙ к ∙ 2,2 ∙ 60 ∙ 100 / n ∙ t мг СО₂/час на 100 г семян, где:

ИД – интенсивность дыхания, мг СО₂ / час на 100 г семян;

а, b – количество мл щавелевой кислоты, затраченной на титрование

соответственно опытной и контрольной колб;

2,2 – количество мг СО₂, эквивалентное 1мл 0,1 н раствора щавелевой

кислоты;

60 – для перевода времени опыта в часы;

n – масса навески, г;

t – экспозиция опыта, мин.

Схема записи опыта:

Объект исследования - _________ _________________________

Вариант	Навеска, г	Время опыта, мин	Объем барита, мл	Количество щавелевой к-ты, титрование	ИД, мгСО2/ч на 100 г семян
Контроль (b)	Опыт (а)

Расчет интенсивности дыхания:

ИД =

Выводы: ____________________

Материалы и оборудование. Прорастающие семена пшеницы, ячменя и др. культур, 0,1 н раствор гидроксида бария, 0,1 н раствор щавелевой кислоты, 1 %-й раствор фенолфталеина, конические плоскодонные колбы на 100 мл (4 шт.), пробки к колбам (4 шт.), бюретки на 25 мл, марлевые мешочки, весы.

Вопросы:

1. С чем связано резкое возрастание интенсивности дыхания у прорастающих семян по сравнению с сухими?

2. Как влияет температура на процесс дыхания?

3.В каких единицах измеряется интенсивность дыхания растительных объектов?

Работа 14. Определение жизнеспособности семян методом

окрашивания их тетразолом

Жизнеспособность - свойство семян сохранять способность к прорастанию. Только что убранные или хранящиеся при низкой температуре семена часто не прорастают, хотя и имеют здоровый зародыш, т. е. жизнеспособны. Это вызывается периодом покоя, после прохождения которого семена могут дать нормальные всходы. Жизнеспособность определяют при контрольно-семенном анализе, число живых семян выражают в процентах от общего числа семян, взятых для анализа. Определение жизнеспособности семян проводят в случае необходимости срочного определения качества семян (посев озимых культур семенами урожая этого же года) или для выяснения причин низкой всхожести семян.

Метод основан на способности дыхательных ферментов дегидрогеназ восстанавливать бесцветные соли тетразола хлористого с образованием веществ красного цвета (формазаны). В результате, зародыш живых семян приобретает красный (малиновый) цвет, а зародыш мертвого семени остается неокрашенным

Ход работы. Набухающие в течение 15-18 часов семена разрезают вдоль на две половинки: зерновые - вдоль зародыша; зернобобовые, овощные, технические - на две семядоли вдоль корешка и помещают на 30—40 минут (или на час) в 0,5%-ный раствор хлористого тетразола. Затем семена обсушивают и раскладывают на фильтровальной бумаге. В живых клетках зародыша семени образуется нерастворимое вещество — фармазан, имеющее малиновый цвет. В нежизнеспособных – зародыш слабо или совсем не окрашивается. По степени проявления окраски судят о жизнеспособности семян.

Рис.   1- жизнеспособное семя (n - ) 2 – нежизнеспособное семя (n - )

Выводы: __

_____________________________

Материалы и оборудование: набухшие семена с.-х. культур, 0,5%-ный раствор тетразола хлористого, фарфоровые чашки или стаканчики, бритва, фильтровальная бумага

Ферменты дыхания

Дыхание – это сложный окислительно-восстановительный процесс, который осуществляется при участии комплексной системы ферментов. Ферменты, катализирующие непосредственно окислительно-восстановительные превращения дыхательного субстрата, разделяются на ряд групп.

Дегидрогеназы (дегидразы), ферменты катализирующие дегидрирование субстрата, т.е. отнятие водорода и электрона от субстрата дыхания. Они активируют водород субстрата. Другие способствуют его переходу на соответствующий акцептор с более высоким редокс-потенциалом, например, кислород. Такие дегидрогеназы называют аэробными дегидразами или оксидазами, т.к. они выполняют оксидазные функции, переводя протон водорода и электрон на кислород. Анаэробные дегидрогеназы переносят водород и электрон на промежуточные переносчики водорода.

По химической природе дегидрогеназы бывают пиридиновыми и флавиновыми.Это сложные ферменты, состоящие из апофермента (белковый носитель), определяющего их специфичность к определенному субстрату, и кофермента (небелковая часть), определяющим активность фермента. У пиридиновых коферментом служит НАД (никотинамидадениндинуклеотид) или НАДФ (никотинамидадениндинуклеотидфосфат). В составе флавиновых дегидраз присутствует рибофлафин (витамин В2), который образует кофермент ФМН (флафинмононуклеотид) и ФАД (флавинадениндинуклеотид).

Оксидазы катализируют перенос электронов на кислород воздуха, образуя Н2О или перекись водорода – Н₂О₂. Среди оксидаз большое место занимают ферменты, содержащие Fe (железопротеины) и Сu (медьпротеины). Железопротеины: гемоглобин, каталаза, пероксидаза, цитохромоксидаза и цитохромы в цепи переноса электрона могут осуществлять различные реакции. К медьпротеинам относятся полифенолоксидазы или фенолоксидазы, а также аскорбиноксидаза. Полифенолоксидазы окисляют фенолы с образованием темно окрашенных хинонов.