Занятие IV-V. Водообмен клетки

Работа 4. Определение среднего осмотического потенциала клеточного сока растительных клеток

Метод начинающегося плазмолиза основан на следующих соотношениях:

(1) ψ_кл. = ψ_{s кл.} + ψ _{р кл.}; ψ_р-ра = ψ_{s р-ра};

( 2) ψ_кл. = ψ_р-ра., когда эти две системы находятся в равновесии.

Препараты исследуемой ткани уравновешивают в растворах разной концентрации (с разным водным потенциалом); цель этого - подобрать раствор, который вызывает начинающийся плазмолиз. В этот момент ψ_р равен нулю (протопласт не давит на клеточную стенку) ψ_кл.= ψ_sкл = ψ_р-ра = ψ_{s р-ра} и /из уравнений (1) и (2)/. Другими словами, осмотический потенциал раствора, который вызывает начинающийся плазмолиз, будет таким же, как у клеточного сока.

Следует отметить, что осмотический потенциал в клетках одной и той же ткани сильно варьирует, так что одни клетки плазмолизируются в более разбавленных растворах, чем другие. Считают, что плазмолиз начинается тогда, когда плазмолизируется 50% клеток. В этот момент остальные 50% клеток еще не плазмолизированы, и можно сказать, что «средняя» клетка находится в состоянии начинающегося плазмолиза. Полученная величина отражает среднее значение осмотического потенциала клеток ткани.

Цель работы: определить осмотический потенциал клеточного сока клеток эпидермиса чешуи лука (тканей корня свеклы) методом начинающегося плазмолиза.

Материалы и оборудование: (сделать выборку из описания хода работы).

Ход работы:

1. Приготовить в бюксах растворы сахарозы следующих концентраций: 0,3, 0,35, 0,4, 0,45, 0,5, 0,6 и 0,7 М в количестве 10 мл, используя 1 М раствор сахарозы и дистиллированную воду (табл. 2.). Для отмеривания растворов использовать бюретки!

2. Хорошо перемешать каждый раствор в бюксах.

3. Приготовить срезы эпидермиса с выпуклой стороны чешуи окрашенного лука (размер приблизительно 5x5 мм). По мере приготовления срезы класть по одному в каждый бюкс. Следить, чтобы ткань была полностью погружена и хорошо промылась раствором сахарозы. Оставить бюксы на 20-30 минут.

4. С помощью кисточки вынуть срез из 0,7 М раствора и приготовить микропрепарат в капле того же раствора из бюкса.

5. Рассмотреть препарат под микроскопом. При увеличении ок.15^х и об.8^х выбрать подходящую зону клеток. Затем, используя об.20^х, просмотреть выбранную зону, передвигая стекло. Записать, в каком состоянии (плазмолизированном или нет) находятся первые 100 просмотренных клеток. Клетку считать плазмолизированной, если протопласт хотя бы чуть-чуть отошел от клеточной стенки!

6. Повторить всю процедуру (пп. 4-5) с остальными срезами в соответсвующих растворах сахарозы.

7. Подсчитать процент (%) плазмолизмрованных клеток в каждом растворе. Построить график на миллиметровой бумаге, отложив по ординате % плазмолизированных клеток, а по абциссе - молярность раствора сахарозы.

8. По графику определить молярность раствора сахарозы, при котором плазмолизируется 50% клеток.

9. Построить график зависимости осмотического потенциала (ордината) от молярности раствора сахарозы (абцисса) по данным таблицы 1.

10. Из полученного графика определить осмотический потенциал того раствора, который вызывает 50%-ный плазмолиз. Эта величина соответствует усредненному потенциалу клеточного сока клеток ткани.

Таблица 1

Осмотический потенциал растворов сахарозы при 20° С

Концентрация растворов сахарозы, М	Осмотический потенциал, кПа
0,05	-130
0,10	-260
0,15	-410
0,20	-540
0,25	-680
0,30	-820
0,35	-970
0,40	-1120
0,45	-1280
0,50	-1450
0,55	-1620
0,60	-1800
0,65	-1980
0,70	-2180
0,75	-2370
0,80	-2580
0,85	-2790
0,90	-3010
0,95	-3250
1,00	-3510
1,50	-6670
2,00	-11810

Таблица 2

Приготовление растворов сахарозы заданной концентрации

№ пробирки	Концентрация раствора, М	Количество исходных растворов, мл
бюкса	раствора, М	1 М сахароза	диет, вода
1	1,0	10	0
2	0,9	9	1
3	0,8	8	2
4	0,7	7	3
5	0,6	6	4
6	0,5	5	5
7	0,4	4	6
8	0,3	3	7
9	0,2	2	8
10	0,1	1	9
11	0	0	10