Приклади розв’язання розрахункових задач за темами: «Фізіологія рослинної клітини»

1. Обчисліть осмотичний тиск 20%-ного розчину глюкози при температурі 25°С?

А) Осмотичний тиск клітини розраховується згідно правилу Вант-Гофа за формулою , де

i - ізотонічний коефіцієнт, рівний 1+ α(n-1); C – концентрація розчину, моль/л; R– універсальна газова постійна = 8,31 Дж/моль ^.К; Т – температура, К.

Б) Розчин глюкози має i=1, тому для остаточного розрахунку необхідно лише перевести відсоткову концентрацію розчину (ώ) у молярну (С): 20% = 20г глюкози на 100г розчину = 20г/(12х6+1х12+16х6)г/моль на 100/1,081 г/мл = 0,11 моль на 92,5 мл = 1,19 моль/л.

В) Переводимо температуру з ^оС в К : 25+273 = 298 К.

Г) Проводимо остаточний розрахунок: Р = 1 х 1,28 х 8,31 х 298 = 2,55 МПа.

2. Клітину помістили в 0,4 М розчин сахарози. В якому напрямку рухатиметься вода, якщо відомо, що осмотичний тиск клітинного соку дорівнює 12 атм, тургорний тиск — 9 атм, а температура розчину — 25 °С?

Вода буде рухатися в напрямку розчину, що має більше значення всисної сили. Тому розрахуємо цей показник для зовнішнього розчину та для клітини.

Для зовнішнього розчину всисна сила дорівнюватиме осмотичному тиску: S₁ = = 1х 0,4 х 0,0821 х (25+273) = 9,786 атм.

Для клітини S= Р – Т= 12 -9 = 3 атм.

Таким чином, значення всисної сили для зовнішнього розчину є значно більшими за цей показник для клітини. Тобто розчин, в який занурили клітину, є гіпертонічним, і тому вода буде виходити з клітини, спричиняючи плазмоліз.

«Водообмін рослин»

1. Обчисліть інтенсивність транспірації рослини з площею листків 30000 см², якщо відомо, що за 35 хв вона випарувала 550 г води.

Інтенсивність транспірації – кількість випаруваної води за 1 год з 1м² поверхні. Розрахунок проводимо за формулою:

де n— кількість води, що випарувалася, г; s — площа, см²; t — експозиція, хв; 10 000 — коефіцієнт переводу см² в м²; 60 — коефіцієнт переводу хвилин в години.

Тобто I_T = 550 х 10 000 х 60 / 30000 х 35 = 314 г/см² год

2. Обчисліть транспіраційний коефіцієнт дерев та продуктивність транспірації дерев, які за період вегетації випарували 3 т води і накопичили 15 кг сухої маси.

Продуктивність транспірації - кількість грамів сухої речовини, яка утворилась при випаровуванні 1000 г води.

Тобто, ПТ = 15 000 г/ 3 000 кг = 5.

Транспіраційний коефіцієнт – кількість грамів води, витраченої при накопиченні 1 г сухих речовин.

Тобто, ТК = 3 000 000 г/ 15 000 = 200.

3. Маса листка в стані повного насичення водою становила 2,12 г, а після в'янення зменшилася до 1,9 г. Обчисліть величину водного дефіциту, якщо відомо, що абсолютно суха маса цього листка становить 0,72 г.

Водний дефіцит є показником вмісту води в рослині під час в’янення від її максимального вмісту в період повного насичення.

Розрахуємо кількість води у рослині у стані повного насичення водою: 2,12 – 0,72 = 1,4 г.

Розрахуємо кількість води в рослині у стані в’янення:

1,9 – 0,72 = 1,18 г.

Розрахуємо величину водного дефіциту: ВД = 1,18 / 1,4 х 100% =84,3%.

4.Сіянець був двічі зважений з інтервалом 6 хв. Результат першого зважування 3,52 г, а другого – 3,48 г. Після цього рослину висушили до абсолютно сухого стану, причому її маса становила 1,32 г. Знайти економність транспірації (швидкість витрачення запасу води) в % за годину.

Переведемо хвилини в години: 6 хв = 0,1 години.

Розрахуємо початковий вміст води в рослині: 3,52-1,32 = 2,2 г.

Розрахуємо кількість випаруваної за 6 хвилин води: 3,52 – 3,48 = 0,04 г.

Знайдемо величину економності транспірації:

ЕТ = 0,04 / 2,2 х 0,1 х 100% = 18,1%