Занятие IV-V. Водообмен клетки

Работа 2.Определение водного потенциала растительных тканей по изменению концентрации внешнего раствора («метод струек» по Шардакову)

Водный потенциал растительных тканей определяют, погружая высечки или срезы тканей в растворы с различным осмотическим потенциалом и подбирая раствор, с которым ткань находится в состоянии водного равновесия. Осмотический потенциал такого раствора принимают равным водному потенциалу исследуемого объекта. (Ψ_{s р-ра} = Ψ_кл.).

Изменение концентрации наружного раствора после выдерживания в нем ткани определяют по изменению плотности раствора. Сравнение плотностей исходного (контрольного) и опытного растворов (после выдерживания ткани) позволит найти раствор, не изменивший плотности (т.е. концентрации), Ψ_{s р-ра} = Ψ_кл..

Цель работы: определить водный потенциал растительной ткани выбранного объекта.

Объекты исследования: клубни картофеля, корнеплоды репы, моркови, свеклы, листья различных растений.

Реактивы и оборудование: 1 М NaCl, дист. вода, большие и маленькие (V – 2 мл) пробирки в штативах, пипетка на 1 мл, пробочное сверло Ø 0,5 см, лезвие, бюретки, капилляр, стеклянная палочка, препаровальная игла, фильтровальная бумага.

Ход работы:

1. В больших пробирках приготовить по 10 мл растворов хлорида натрия следующих концентраций: 0,9, 0,8, 0,7, 0,6, 0,5, 0,4, 0,3, 0,2 М (табл.1.). Содержимое пробирок перемешать встряхиванием.

Таблица 1

Приготовление растворов NaCl заданной концентрации

№ пробирки	Концентрация раствора, М	Количество исходных растворов, мл
		1 М NaCl	дист. вода
1	0,9	9	1
2	0,8	8	2
3	0,7	7	3
4	0,6	6	4
5	0,5	5	5
6	0,4	4	6
7	0,3	3	7
8	0,2	2	8

2. Перенести мерной пипеткой по 1 мл приготовленных растворов в маленькие пробирки. Оставшиеся в больших пробирках растворы являются контрольными.

3. Пробочным сверлом вырезать из исследуемого материала (клубни, корнеплоды) цилиндрики, которые затем разрезать лезвием на диски строго одинаковой толщины (8-10мм). Если объектом является лист, то для каждой пробы следует брать 4-6 высечек (дисков). Обратить внимание на однородность исследуемого материала.

4. Диски слегка обсушить фильтровальной бумагой и опустить в маленькие пробирки с растворами на 20-40 мин. Пробирки необходимо периодически встряхивать (2-3 раза).

5. По окончании экспозиции кусочки ткани извлечь из пробирок препаровальной иглой, а растворы подкрасить несколькими кристалликами метиленовой сини. Добавлять много краски не следует, т.к. это может отразиться на плотность исследуемого раствора.

6. Плотность каждого из подкрашенных растворов (опытных) сравнить с плотностью исходных (контрольных) растворов, оставшихся в больших пробирках. Для этого набрать подкрашенный раствор в капилляр на высоту 6 см, кончик капилляра погрузить в большую пробирку с соответствующим исходным раствором (примерно до его середины) и осторожно выпустить из капилляра струйку раствора. Наблюдать за движением окрашенной струйки, которая в разных растворах будет или всплывать, или опускаться, или останется на листе – в зависимости от ее плотности относительно соответствующего исходного раствора (рис. 1).

Рис. 1. Возможные варианты движения струйки (А – вверх: ρ₁ > ρ₂;

Б – на месте: ρ₁ = ρ₂;

В – вниз: ρ₁ < ρ₂ )

7. Рассчитать осмотический потенциал изоосмотического раствора по уравнению Вант-Гоффа:

Ψ_s = - RTCi (МПа), где

R – газовая постоянная, 0,00831 л ∙ МПа/ град ∙ моль;

Т – абсолютная температура, (273 + t опыта) ˚С;

С – концентрация, Моль;

i – изотонический коэффициент (для неэлектролитов) равен 1;

для электролитов больше 1;

данные для растворов NaCl приведены в табл. 2).

Зная, что Ψ_{s р-ра} = Ψ_кл., указать величину водного потенциала исследуемой ткани (Ψ_кл ). Объяснить, почему раствор после пребывания в нем ткани изменяет концентрацию.

Таблица 2

Значение изотонического коэффициента i для растворов NaCl (20˚С)

NaCl, М	1,0	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4	0,3	0,2	0,1	0,01
i	162	1,64	1,66	1.68	1.70	1.73	1.75	1.78	1.83	1.93