Работа 2. Влияние ионов калия и кальция на состояние протоплазмы

Наибольшее влияние на состояние протоплазмы, её вязкость и проницаемость, оказывает ионный состав среды. Характер действия одно- и двухвалентных катионов различен. Одновалент­ные ионы понижают вязкость протоплазмы, а двухвалентные – повы­шают. В этом можно убедиться, наблюдая плазмолиз в клетках, по­груженных в гипертонические растворы солей. При высокой вязкости протоплазмы плазмолиз проходит медленно – сначала наблюдается уголковый плазмолиз, который переходит в вогнутый или судорож­ный. При низкой вязкости цитоплазма быстро отделяется от клеточной стенки и наблюдается выпуклый плазмолиз, иногда цитоплазма де­лится на несколько частей, имеющих шаровидную форму.

Цель работы. Изучить влияние одно- и двухвалентных катионов на состояние протоплазмы.

Ход работы. На предметное стекло наносят каплю 1,0 М KNO₃ и помещают в нее кусочек эпидермиса чешуи лука или листочек элодеи. Препарат накрывают покровным стеклом, помещают на предметный столик микроскопа и рассматривают при малом увеличении объектива. Наблюдают за скоростью отделения цитоплазмы от клеточной обо­лочки и формой плазмолиза, делают зарисовки.

Аналогичным образом готовят другой препарат и просматривают его в 0,7 М Ca(NO₃)₂. Результаты наблюдений записывают в табл. 2. По­сле сравнения рисунков делают выводы о влиянии одно- и двухва­лентных катионов на состояние (вязкость) протоплазмы.

Т а б л и ц а 2. Влияние ионов калия и кальция на форму плазмолиза

Варианты	Форма плазмолиза, рисунки	Вязкость протоплазмы
1,0 М KNO3
0,7 М Ca(NO3)2

Вопросы:

1. Какие факторы влияют на проницаемость протоплазмы, по ка­ким признакам её можно определить?

2. Почему в растворах одно- и двухвалентных катионов наблюда­ется различная форма плазмолиза?

Материалы и оборудование: луковица лука, элодея; 1,0 М рас­твор KNO₃, 0,7 М раствор Ca(NO₃)₂; лезвия, препаровальные иглы, предметные и покровные стекла, стеклянные палочки, микроскопы.

Работа 3. Определение редуцирующих сахаров

Углеводы – класс органических соединений, включающий моносахариды и построенные из них олиго- и полисахариды.

Растворимые в воде моно- и олигосахариды содержатся в любом органе растения и выполняют запас­ную, транспортную и защитную функции. Уровень их содержания и качественный состав разнообразен. В сахарной свекле, например, содержится в среднем около 17 % сахаров, пред­ставленных главным образом сахарозой. Ягоды вино­града содержат 15…25 % сахара, состоящего почти исключительно из глюкозы и фруктозы (примерно в равных количествах).

Полисахариды являются, как правило, веществами структурными (целлюлоза, гемицеллю­лоза, пектиновые вещества) или запасными (крахмал, инулин).

Наиболее интенсивному обмену подвергаются моносахариды (в основном в виде фосфорных эфиров). Моносахариды, имеющие свободные альдегидные или кетонные группы или свободный гликозидный гидроксил, обладают восстанавливаю­щими (редуцирующими) свойствами. Наличие редуцирующих сахаров в клубнях картофеля ухудшает качество производимых из него чипсов.

Редуцирующие сахара способны восстанавливать окиси металлов, при этом они окисляются до соответствующих кислот и фрагментируются (распа­даются). Например, в щелочной среде в присутствии ре­дуцирующих сахаров окись меди восстанавливается до закиси меди (выпадает осадок красно-коричневого цвета). Окись серебра в этих условиях вос­станавливается до металлического серебра (выпадает осадок серебра). Эти свойства используются при количественном и качественном определении сахаров в растительных тканях или растворах.

Цель работы. Определить наличие редуцирующих сахаров в кор­неплодах моркови и свеклы, клубнях картофеля.

Ход работы. Готовят вытяжку из моркови, сахарной свеклы и кар­тофеля. Для этого корнеплоды и клубни измельчают на терке, по 5 г мезги помещают в колбочки на 50 мл, приливают в них по 10 мл дистиллированной воды и кипятят в течение 5 мин. Затем вытяжки фильтруют через ватный фильтр в чистые пробирки.

Берут пять пробирок, в первые три наливают по 2 мл вытяжки моркови, свеклы и картофеля, в четвертую – такое же количество рас­твора глюкозы или фруктозы, в пятую – 2 мл раствора крахмального клейстера. Во все пробирки наливают такой же объем фелинговой жидкости. Затем пробирки осторожно доводят до кипения. Вы­падение кирпично-красного осадка закиси меди свидетельствует о наличии редуцирующих сахаров.

Нельзя прерывать ход определения, его нужно проводить до конца, иначе осадок закиси меди может частично окислиться и тем самым исказить результаты анализа. Прокипяченную с фелинговой жидко­стью пробу нельзя оставлять на воздухе продолжительное время (на 30 мин и более), так как, реактивы при длительном нахождении в смеси и соприкосновении с воздухом могут образовывать некоторое количе­ство закиси меди, что также искажает результаты анализа.

Результаты опыта записывают в таб­л. 3, анализируют и делают выводы.

Т а б л и ц а 3. Схема опыта и результаты

Номер про­бирки	Вариант опыта	Результат реак­ции с фелинговой жидкостью	Причина
	Вытяжка из моркови
	Вытяжка из свеклы
	Вытяжка из картофеля
	Крахмал
	Глюкоза или фруктоза

Вопросы.

1. Перечислите наиболее важных представителей моно-, олиго- и поли­сахаридов. Какую роль они выполняют в растениях?

2. Какие углеводы называют редуцирующими, назовите методы их определения?

3. Какое влияние оказывают редуцирующие сахара на технологиче­ские качества продукции растениеводства?

Материалы и оборудование. Морковь, сахарная свекла, карто­фель, 1 %-ный крахмальный клейстер, 1 %-ный раствор глюкозы или фруктозы, реактив Фелинга, пробирки, колбочки на 50 мл, мерные пипетки, терка, скальпели, держатели, спиртовки.