23 Защитное действие сахара на цитоплазму при замораживании

Взаимодействуя с заряженными и полярными группами белков и фосфолипидов, вода стабилизирует структуру мембран. Дегидратация вызывает обратимые и необратимые нарушения мембранных структур (рис. 8.28). На начальной стадии потери воды мембраной липиды переходят из жидкокристаллического в гелеобразное состояние (L_α→ L_β). При более сильной дегидратации, когда остается не более 20 % воды, липиды переходят в гексагональную форму (L_β → Н_n). В мембранах клеток, устойчивых к высушиванию, гексагональная форма не образуется даже когда остается 2—11% воды.

Десатуразы жирных кислот образуют семейство ферментов, катализирующих превращение одинарной связи между атомами углерода —СН₂—СН₂— в двойные связи — СН=СН— в ацильных цепях ЖК. Предполагается, что десатуразы связывают трехвалентное железо, которое формирует активный комплекс с атомами кислорода Fe—О—Fe. Реакции, катализируемые десатуразами, называют реакциями десатурации, образующиеся двойные связи между атомами углерода — ненасыщенными связями, а жирные кислоты с несколькими ненасыщенными связями — полиненасыщенными жирными кислотами (ПНЖК). Десатурация требует молекулярного кислорода и протекает в аэробных условиях.

Цель занятия: Оценить действие сахарозы при замораживании цитоплазмы.

Материалы и оборудование: корнеплод красной свеклы; 1,0 М и 0,5 М раствор сахарозы; снег или лед; поваренная соль; термометр; ножи; фарфоровые чашки; пробирки; стаканы; карандаш по стеклу, фильтровальная бумага.

Вводные пояснения

При замерзании растительных тканей образуются кристаллы льда в межклетниках, которые оттягивают воду от цитоплазмы. Если цитоплазма не достаточно морозоустойчива, то она, не выдержав обезвоживания, а так же механического давления кристаллов льда, коагулирует. О степени повреждения цитоплазмы можно судить по её способности удерживать клеточный сок.

Устойчивость коллоидов цитоплазмы может быть повышена защитными веществами, среди которых важная роль принадлежит растворимым сахарам.

Ход работы

Из очищенного корнеплода красной свеклы сделать несколько одинаковых по размеру срезов (толщиной 1 мм). Для удаления сока, вытекшего из поврежденных клеток срезы нужно промыть водой в фарфоровых чашках, поместить по 4-5 среза в 3 пробирки и подписать. В одну пробирку налить на 1/4 воды, во вторую столько же 0,5 М и в третью – 1,0 М раствор сахарозы.

Приготовить охладительную смесь: к трем частям снега или битого льда добавить одну часть поваренной соли и тщательно перемешать (t должна быть около -20 C). Погрузить пробирки в охладительную смесь на 15-20 минут, после чего поставить в стакан с водой комнатной температуры. После оттаивания отметить окраску жидкости в пробирках и окраску срезов.

Задание 1. Результаты записать в таблицу

Вариант опыта	Окраска наружного раствора	Окраска среза
1 Вода
2 Сахароза 0,5 М
3 Сахароза 1,0 М

Задание 2. Объяснить различия между вариантами опыта, отметить значение сахарозы как защитного вещества при замораживании.