26. Фотография жизнью (по к. А. Тимирязеву)

Название этого опыта, как и описание, даны К. А. Тимирязевым в его знаменитой книге «Солнце, жизнь и хлорофилл». Цель опыта — показать, что для образования хлорофилла в листе обязательно нужен свет.

Достичь цели просто: выращивая растения, клубни картофеля на свету и в темноте. Через 2—6 дней после начала прорастания сравните цвет проростков. Летом это сделать еще про­ще: достаточно рассмотреть траву под боль­шим камнем, доской, бревном. Она будет со­вершенно обесцвечена.

Климент Аркадьевич Тимирязев выбрал самый эффектный вариант. Вот описание опыта: «Всякий знает, что в темном погребе растение получается не зеленое, а бледно-желтое, этиолированное, как выражаются ботаники, таков, например, наш зимний салат-цикорий и т. д. Возьмем плоский деревянный ящик, на дно его положим кусок войлока и, посеяв по нему обыкновенный кресс-салат, оставим все в совершенной темноте. Кресс ско­ро вытянется и представит густую щетку — почти сплошную поверхность из своих первых, совершенно желтых листьев. Теперь выре­жем в листе картона сквозными буквами какое-нибудь слово (Тимирязев выбрал сло­во «свет») и, прибив гвоздиками этот картон к краям ящика, вынесем все на свет (но не

67

Рис. 11. Схема опыта К. А. Тимирязева.

на солнце). Через несколько часов, сняв картон, увидим на желтом фоне нашего газона из кресс-салата надпись, выступающую зеле­ными буквами» (рис. 11).

Четкий стиль изложения, умение простым, понятным языком объяснить научные поня­тия — характерная особенность работ К. А. Тимирязева.

Кресс-салат был выбран ученым за быст­роту прорастания, мелкость семядольных листочков, что важно для создания однород­ного фона. Вместо кресс-салата можно ис­пользовать семена быстро и легко прора­стающих растений: салата, горчицы, ржи, пшеницы.

Войлок был использован К. А. Тимирязевым потому, что хорошо впитывает воду, семена на нем лежат ровно, дружно прорастают. Его можно заменить несколькими слоями фильт­ровальной бумаги либо поролоновым матра­сиком.

Результаты опыта свидетельствуют, что без

68

света у покрытосеменных растений хлорофилл не образуется. В то же время хвойные, папо­ротники и многие зеленые водоросли способ­ны синтезировать хлорофилл в полной темноте. Биосинтез молекулы хлорофилла включает 15 последовательных реакций, одна из которых — присоединение 2 атомов водорода по месту разрыва двойной связи в четвертом пиррольном кольце — происходит на завершающей стадии биосинтеза хлорофилла. Поэтому для позеленения этиолированных проростков достаточно нескольких часов освещения.

Задание. Повторите опыт с проростка­ми салата или горчицы.

27. Фотографии на листьях

Световая энергия, поглощенная пигмента­ми хлоропластов, расходуется на образование из углекислого газа и воды органического ве­щества. Используя четкие фотографические негативы, убедимся в том, что количество об­разующегося в листе крахмала пропорциональ­но количеству света, падающего на лист.

Для опыта нужны растения, накапливающие в листьях крахмал — примула, гортензия, фа­соль обыкновенная, настурция большая, четкий фотографический негатив, черная бумага, нож­ницы, пинцет, водяная баня, химический ста­кан, 95-процентный этиловый спирт, раствор йода в йодиде калия (раствор Люголя), чаш­ки Петри, лампа накаливания мощностью 100—200 Вт (или лампы дневного света).

Определить, подходит ли растение для опыта, можно пробой на крахмал. Для этого кусочек листа (взять во второй половине дня)

69

прокипятите в воде 2—3 мин, выдержите в го­рячем спирте до полного удаления хлорофилла из листа, промойте горячей водой и погрузите в раствор йода в йодиде калия, который готовят следующим образом: 2 г йодида калия раство­ряют в 10 мл воды, вносят 1 г кристалличе­ского йода, тщательно размешивают и дово­дят до 300 мл водой. Хранят в темном месте. Можно приобрести в аптеке готовый раствор Люголя, который включает те же компонен­ты, но в более высокой концентрации. Если под действием йода кусочек листа посинел, растение для опыта пригодно.

Важный этап опыта — предварительное обескрахмаливание листа. Обычно трех суток выдерживания растения в темноте достаточно для того, чтобы весь крахмал, находящийся в листьях, превратился в глюкозу и перешел из листьев в другие органы. Скорость передвиже­ния органических веществ по растению до­статочно велика—до 1 м/ч. Проще поместить в темное место все растение, но длительное пребывание без света для растения неблаго­приятно. Поэтому лучше склеить темные вну­три и светлые снаружи (для отражения света) пакетики и изолировать отдельные листья (лучше молодые). Во многих случаях обескрах­маливание идет быстрее, чем за трое суток. В связи с этим можно закрыть пакетиками на 3 листа больше, чем планируется сделать фотографий. Через 12, 24 ч затемнения мож­но сделать пробу на крахмал и приступать к опыту.

На верхнюю сторону листа наложите фото­графический негатив эмульсией вверх, а ниж­нюю сторону тщательно закройте черной бумагой (бумагу и негатив можно по краям сшить).

70

В осенне-зимний период естественного освещения для интенсивного фотосинтеза явно недостаточно. Поэтому для получения хорошего отпечатка на листе, его надо допол­нительно освещать. Лампа не должна распо­лагаться слишком близко к листу (темпера­тура вблизи листа 25—30 °С). Негатив должен плотно прилегать к поверхности листа и равно­мерно освещаться лампой. 3—6 ч освещения обычно достаточно для накопления крахмала в экспериментальном листе.

Методика «проявления» фотографии обыч­на: пакет снимите, лист опустите на 2—3 мин в кипяток, затем выдержите в горячем спирте до полного удаления хлорофилла (стаканчик со спиртом нагревать только на водяной бане!). Промойте горячей водой, осторожно положи­те в чашку Петри или тарелку и залейте раст­вором йода. После появления изображения раствор слейте, промойте лист холодной водой и просушите фильтровальной бумагой.

На свету даже у высушенного отпечатка окраска постепенно светлеет, выгорает, но ее можно восстановить, вновь обработав лист раствором йода.