2 Определение сосущей силы растительных тканей методом струек (по Шардакову)

Рис. 3. Современная схема строения элементарной клеточной мембраны (по Д. Кларксону, 1978):

1 — периферические белки; 2 — глобулы интегральных белков; 3 — двойной липидный слой; 4 — липидная мицелла; 5 — молекулы неполярных липидов

4.

Цель занятия: Определение сосущей силы тканей картофеля и свеклы методом струек.

Материалы и оборудование: корнеплоды свеклы; картофель; 1 М раствор NaCl; штатив; пробирки объемом 15-20 мл и объемом 4-5 мл; сверло; бюретка; стеклянные трубки; метиленовая синь кристаллическая; пробки; пинцет; препаровальные иглы; нож.

Вводные пояснения

Метод определения сосущей силы основан на изменении концентрации наружного раствора после пребывания в нем растительной ткани. При погружении ткани в раствор, осмотическое давление которого меньше сосущей силы ткани, она будет всасывать воду из раствора и он станет более концентрированным. При погружении же ткани в раствор, имеющий осмотическое давление больше сосущей силы ткани, раствор будет высасывать воду из клеток ткани и станет менее концентрированным. Известно, что удельный вес и показатель преломления раствора зависят от его концентрации. Используя эти свойства, можно сравнивать концентрации раствора до и после пребывания в нем ткани. Раствор, концентрация которого не изменилась после пребывания в нем ткани, имеет осмотическое давление, равное величине сосущей силы этой ткани.

Ход работы

В пробирки налить по 10 мл раствора NaCl следующей концентрации: 1,0; 0,8; 0,6; 0,5; 0,4; 0,3; 0,2; 0,1 молярности. Приготовленные растворы тщательно перемешать. Затем из каждой пробирки взять 1 мл раствора и перенести его в соответствующую пробирку. Все пробирки закрыть пробками.

Пробочным сверлом из клубня картофеля и свеклы вырезать цилиндрический столбик вдоль продольной оси. Столбик разрезать на кружки толщиной 2-3 мм и по 4 кружка поместить в пробирки с 1 мл раствора. Пробирки периодически встряхивать. Через 30 минут кружочки вынуть пинцетом или препаровальной иглой, а растворы подкрасить 1-2 кристалликами метиленовой сини.

Пипеткой с узким оттянутым концом набрать окрашенный раствор так, чтобы столбик жидкости был высотой 3-4 см. Конец пипетки погрузить в соответствующий исходный раствор, так чтобы кончик пипетки находился на половине высоты столбика жидкости. Затем медленно и осторожно выпустить раствор из пипетки и наблюдать, куда пойдут струйки подкрашенной жидкости. Если струйки пойдут вниз, значит, раствор стал концентрированнее в результате высасывания воды из раствора клетками ткани. Если струйки пойдут вверх, то раствор стал более разбавленным вследствие высасывания им воды из клеточного сока. Наконец, если выпущенная из пипетки струйка осталась на месте в виде легкого облачка, то концентрация раствора не изменилась, осмотическое давление наружного раствора равно сосущей силе ткани. Концентрация этого раствора и есть искомая величина сосущей силы.

Задание 1. Величину водного потенциала по найденной опытным путем концентрации рассчитать по формуле 1:

Ψ_W ткани = Ψ_W раствора = – RTci , (1)

где: R – газовая постоянная, равная 8,3;

T – абсолютная температура (273 °С + комнатная);

с – концентрация раствора, в котором длина полосок не изменялась;

i – изотонический коэффициент [i = 1 + α (n – 1)];

α – степень диссоциации раствора данной концентрации;

n – число ионов, на которые диссоциирует электролит.

Так как неэлектролиты не диссоциируют, для сахарозы i = 1.

Степень диссоциации KNO₃ разной концентрации приведена ниже.

Концентрация (М)	0,5	0,4	0,3	0,2	0,1
Степень диссоциации	0,71	0,74	0,76	0,79	0,83

Задание 2. Результаты записать в таблицу

Концентрация раствора, моль/л	На 10 мл раствора		Направление движения струйки	Концентрация, оставшаяся неизменной, моль/л	Водный потенциал, кПа
	1 М раствора сахарозы или KNO3, мл	воды, мл
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1

Задание 3. По результатам опыта сделать вывод о возможности использования показателей водного потенциала для правильного выбора времени полива растений. У растений испытывающих недостаток влаги, водный потенциал может достигать 1500 кПа; у хорошо оводненных – 300…– 600 кПа.