Робота № 5. Виготовлення «штучної» клітини Траубе.

Мета роботи. Навчитися виготовляти «штучну» клітину Траубе, вивчити на ній напівпроникність поверхневих мембран цитоплазми та осмотичні явища в клітинній оболонці.

Матеріали, реактиви, обладнання. Мікроскопи, предметні скельця, пробірки, піпетки, 0,5 н.розчин CuSO₄, 1 н.розчин K₄[Fe(CN)₆], 0,5 н. розчин K₄[Fe(CN)₆], 0,25 н. розчин K₄[Fe(CN)₆].

Основні відомості. Рослинна клітина нагадує цитоплазматичний мішечок, в середині якого розташована центральна вакуоль, оточена тонопластом. Вакуоля – своєрідний резервуар, виповнений клітинним соком. Водорозчинні сполуки, які зумовлюють осмотичний потенціал клітинного соку, вибіркова напівпроникність поверхневих мембран цитоплазми, еластичність клітинної оболонки дають змогу розглядати клітину як своєрідний природний осмометр. Вивчення осмотичних явищ в клітині найчастіше починають з таких простих моделей, як виготовлення «штучної» клітини Траубе.

Хід роботи. У пробірку наливають 3/4 об’єму 0,5 н. розчину CuSO₄ і піпеткою обережно по стінкам пробірки спускають 1-2 краплі 1 н. розчину K₄[Fe(CN)₆]. На поверхні краплі розчину жовтої кров’яної солі, при попаданні її в розчин мідного купоросу утворюється напівпроникна плівка гексаціаноферату міді. Реакція відбувається за такими рівнянням:

2CuSO₄ + K₄[Fe(CN)₆]  Cu₂[Fe(CN)₆]+2KSO₄ .

При цьому утворюється замкнений міхурець, який дістав назву «штучної» клітини. Плівка міхурця проникна для води і непроникна для солей. Оскільки концентрація розчину K₄[Fe(CN)₆] у цій клітині більша, ніж концентрація розчину CuSO₄, що оточує її, то вода з розчину надходитиме в середину «штучної» клітини. При цьому клітина збільшуватиметься в об’ємі доти, поки концентрація всередині міхурця і біля нього не зрівняються. Під час збільшення об’єму «штучної» клітини плівка часто не витримує тиску і розривається. На місці розриву міхурця при стиканні з розчином CuSO₄ знову утворюється перегородка і вода надходитиме в міхурець до нового розриву.

Якщо розглядати «штучну» клітину на світлі, то можна помітити, що під час її збільшення струминки розчину CuSO₄ опускаються на дно пробірки. Це відбувається тому, що під час збільшення об’єму міхурця в результаті надходження води концентрація навколишнього розчину збільшується і важчі його шари опускатимуться донизу. Якщо розчин K₄[Fe(CN)₆] взяти меншої концентрації, ніж розчин CuSO₄, то міхурець навпаки, буде зменшуватися і струминки підніматимуться вгору, оскільки тут відбуватиметься протилежний процес.

«Штучну» клітину ще краще виготовляти під мікроскопом. Для цього на предметне скло кладуть маленький кристалик жовтої кров’яної солі і наносять на нього краплину розчину мідного купоросу. Препарат швидко розглядають під мікроскопом при малому збільшенні. В полі зору добре видно, як навколо кристалика K₄[Fe(CN)₆] утворюється міхурець рожевого кольору, який весь час збільшується в об’ємі. Ця «штучна» клітина збільшується нерівномірно доти, поки не розчиниться кристалик і не вирівняється концентрація.

Описати і замалювати результати дослідів.

Контрольні запитання.

1. Як виготовити «штучну» клітину Траубе?

2. Які властивості характерні для перегородки з гексаціаноферрату міді?

3. Яку властивість живої цитоплазми можна вивчити на штучній моделі клітини Траубе?