МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
Миколаївський національний університет
імені В.О.Сухомлинського
Кафедра фізіології та біохімії
Гаркович О.Л.
Біохімія рослин
Методичні рекомендації до лабораторних занять та
завдання для самостійної роботи студентів
Миколаїв - 2012
Біохімія рослин. Методичні рекомендації до лабораторних занять та завдання для самостійної роботи студентів. Для студентів біологічного факультету напрямом підготовки 0401 – природничі науки, спеціальності 6.040102 – біологія, 7.04010201 – біологія, спеціалізація – біологія*. – Миколаїв, 2012. – ХХХ с.
Розробник: Гаркович О.Л. – к.б.н, доцент кафедри фізіології та біохімії
Схвалено методичною радою біологічного факультету за напрямом підготовки 0401 – природничі науки, спеціальністю 6.040102 – біологія, 7.04010201 – біологія, спеціалізація – біологія*
Протокол № ___ від. “____”________________2012 р.
“_____”________________2012 р.
Голова _______________ (Черно В.С.)
© Гаркович О.Л., 2012
© кафедра фізіології та біохімії, 2012
Посібник включає ряд лабораторних занять, що охоплюють основні розділи курсу «Біохімія рослин», а також завдання для самостійної роботи та контролю знань студентів. Мета посібника – закріпити знання, отримані студентами в лекційному курсі, активізувати самостійну роботу студентів, що дозволить зробити процес навчання більш ефективним.
Посібник призначений для студентів біологічного факультету спеціальності 6.040102 – біологія, 7.04010201 – біологія, спеціалізація – біологія*.
Передмова
В основі організменного рівня життя лежить структурна і хімічна взаємодія і взаємовплив, тому вивчення біохімії дозволяє певною мірою наблизитися до розуміння фізіологічних процесів, що відбуваються в цілому організмі.
Даний посібник включає в себе методичні вказівки до лабораторних занять по спеціальному курсу «Біохімія рослин», завдання для самостійної роботи і тести, що дозволяють контролювати ступінь засвоєння матеріалу студентами. Лабораторні заняття і завдання для самостійної роботи визначаються програмою даного курсу і охоплюють його основні розділи. Лабораторних робіт наводиться більше, ніж можна виконати за передбачений програмою час. Це дозволяє викладачеві індивідуалізувати навчання студентів.
Мета даного посібника – закріпити знання, отримані студентами в лекційному курсі, активізувати самостійну роботу студентів, розвинути творчий підхід у дослідницькій діяльності, тобто зробити процес навчання більш ефективним.
Правила роботи в біохімічній лабораторії
Приступаючи до виконання лабораторного практикуму, студент повинен бути підготовленим до лабораторного заняття. Підготовка проводиться до занять за підручниками, лекційними записами і методичними посібниками. У спеціальний зошит заноситься короткий опис досліду, рівняння реакцій. Спостереження і висновки записуються при безпосередньому виконанні дослідів. Приклад заповнення робочого журналу:
Робота № ____ Дата «_____»________ _____ рік.
Тема ____________________________.
Лабораторне джерело (вказати прізвища авторів,
назву керівництва, видавництво, рік видання, сторінку).
2. Хімізм процесу.
3. Схема приладу і список необхідного посуду.
4. План роботи.
5. Виконання роботи.
6. Звіт.
7. Робота закінчена.
Затрачено __________ робочих днів ___________ годин.
8. Підпис викладача _____________.
Під час проведення дослідів на робочому місці не повинно бути нічого зайвого, необхідно підтримувати на ньому чистоту й порядок. По закінченні роботи студент повинен прибрати робоче місце, вимити лабораторний посуд.
Не можна забирати прилади, реактиви, циліндри, піпетки та інші предмети загального користування на своє робоче місце.
Після виконання циклу лабораторних робіт студенти здають теоретичний колоквіум.
Староста групи на час занять призначає чергового по групі. Черговий відповідає протягом всього заняття за порядок і чистоту робочих місць, за обладнання загального користування. По закінченні роботи черговий здає лабораторію навчальному лаборанту. Робоче місце, не приведене до порядку, прибирає сам черговий.
Правила техніки безпеки при роботі в біохімічній лабораторії
Кожний працюючий повинен знати, де знаходяться в лабораторії засоби протипожежного захисту і аптечка, що містить все необхідне для надання першої допомоги.
Ніякі речовини в лабораторії не можна пробувати на смак. Нюхати речовини можна лише обережно направляючи на себе пари або гази легким рухом руки, а не нахиляючись до посудини і не вдихаючи на повні груди.
Приступати до виконання кожної роботи слід тільки з дозволу викладача і після повного з'ясування всіх її операцій.
Не можна проводити будь-які досліди в забрудненому посуді. Посуд слід мити відразу ж після закінчення досліду.
Не дозволяється працювати в лабораторії без халата.
Не можна залишати діючий прилад без нагляду.
Концентровані кислоти і луги потрібно наливати в посудину обережно, під тягою, щоб не облити рук, не отримати бризок на обличчя і одежу. При наливанні концентрованих розчинів кислот і лугів обов'язково користуватися лійкою. Треба твердо пам'ятати правило змішування концентрованої сірчаної кислоти з водою: не воду лити в кислоту, а навпаки – кислоту у воду невеликими порціями.
У разі займання летких рідин потрібно, перш за все, загасити пальники, вимкнути електроприлади, винести все що знаходяться поблизу палаючої речовини, а потім загасити полум'я, засипаючи його піском, закриваючи мокрим рушником або ковдрою. Велике полум'я гасять за допомогою вуглекислотних вогнегасників. Не слід заливати полум'я водою, у багатьох випадках це призводить до більшого поширенню полум'я і розширення вогнища пожежі.
У разі займання одягу не слід бігти, треба накинути на постраждалого халат, брезент, вовняну або повстяну ковдру. Можна гасити одяг на собі обливанням водою або швидким перекочування на підлозі.
При легких термічних опіках шкіру слід обробити спиртом, а потім змастити гліцерином або вазеліном. При більш сильних опіках, після обробки спиртом або концентрованим розчином перманганату калію, обпечене місце необхідно змастити маззю від опіків.
При опіках сильними кислотами необхідно відразу ж промити уражене місце великою кількістю води, а потім 3%-ним розчином бікарбонату натрію і знову водою.
При опіках їдкими лугами добре промити уражене місце проточною водою, потім розведеним розчином оцтової кислоти, а після знову великою кількістю води.
При попаданні кислоти або лугу в очі слід відразу ж їх промити. Для цього направляють невеликий струмінь води то в одне, то в інше око протягом 3 – 5 хвилин. Потім очі необхідно промити 3%-ним розчином борної кислоти. Після цього потрібно негайно звернутися до лікаря.
При порізах склом необхідно видалити його частини з рани, залити уражене місце спиртовим розчином йоду і накласти стерильну пов'язку. При сильних кровотечах слід накласти вище рани джгут і викликати лікаря або відправити потерпілого в медпункт.
Розділ I.
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА
Лабораторна робота № 1
Кількісне визначення вмісту розчинних вуглеводів у рослинах
Розчинні вуглеводи (цукри) є невід'ємним компонентом будь-якої тканини рослини. Кількісний і якісний склад цукрів у різних рослин може варіювати в широких межах. У коренеплодах цукрових буряків накопичується 19 – 21% цукрів, представлених головним чином сахарозою. Ягоди винограду містять 20 – 30% цукрів, що складаються майже виключно з глюкози і фруктози. Багато цукрів містять персики, абрикоси, яблука, груші, сливи, цитрусові та ягідні культури. У всіх рослин, особливо у ягідних культур (суниця, смородина, малина, вишня, хурма), відносний вміст моносахаридів і сахарози піддається значним коливанням. На цукристість і співвідношення різних цукрів у плодах впливають найрізноманітніші фактори – зволоження ґрунту, температура, кількість внесених мінеральних добрив, довжина світлового періоду та ін. Тому при оцінці цукристості різних плодів і сортів одного і того ж рослини необхідно враховувати ці фактори, щоб зіставляти тільки порівнювані між собою об'єкти.
Велика частина цукрів знаходиться в клітинному соку, і одним з прийомів оцінки зразків є аналіз соку рослини. Цукри легко розчиняються у воді і на цій властивості засновано їх виділення з рослин і переведення у водну витяжку.
Кількісне визначення цукрів проводять за допомогою найрізноманітніших методів, заснованих на їх фізичних і хімічних властивостях. Найбільш загальний класичний хімічний метод кількісного визначення цукрів, що володіють вільною альдегідною або кетонною групою, заснований на здатності цих функціональних груп відновлювати в лужному середовищі оксид міді ІІ в оксид міді І.
Цукри, що володіють такою властивістю, називаються відновлюючими, або редукуючими. До них відносяться всі моносахариди і деякі олігосахариди, які мають одну вільну карбонільну групу (мальтоза, лактоза). Сахароза і інші олігосахари, у яких зв'язані обидві карбонільні групи, вимагають попереднього гідролізу кислотою або ферментом.
У водній витяжці деяких об'єктів крім цукрів присутні також інші редукуючі речовини (білки, крохмаль, інулін), які можуть спотворювати результати аналізу. У таких випадках потрібно використовувати осаджувачі, щоб очистити витяжку.
У разі аналізу забарвлених об'єктів (виноград, листові овочі, цукрові буряки) обов'язково проводять освітлювання витяжок осадженням домішок. Як осаджувачі можна використовувати:
1) суміш 30% розчину сірчанокислого свинцю і 15% розчину жовтої кров'яної солі, узятих в рівних обсягах;
2) 4% розчин фосфорновольфрамової кислоти;
3) 10% розчин оцтовокислого свинцю.
Деякі об'єкти (томати, яблука, лимони) містять значні кількості кислот, які можуть під час вилучення цукрів при нагріванні частково або повністю гідролізувати сахарозу. Тому якщо визначають не тільки загальний цукор, але і окремо сахарозу, необхідно перед нагріванням до водної витяжки додати крейду для нейтралізації кислот.
Мета цієї роботи – визначити кількість цукрів (моно-і олігосахаридів) в різних рослинних об'єктах.
Реактиви та матеріали: дистильована вода, оцтовокислий свинець, фосфорнокислий натрій, CuSO4×5H2O, NaOH, гліцерин, соляна кислота, глюкоза, порцелянова ступка і товкач, воронка Шотта, колба Бунзена, конічні колби об'ємом 100 мл, мірний циліндр, пробірки, водяна баня.