Явище осмосу. Переміщення води за градієнтом водного потенціалу в штучній «клітинці» Траубе«Клітинка» Траубе — модель клітини, запропонована дослідником Траубе. Її одержують, поміщаючи кристал гексоцианоферату (II) калію K4[Fe (CN)6] або гексоцианоферату (III) калію K4[Fe (CN)6] у водний розчин СuSO4. Навкруги кристала в результаті взаємодії солей утворюється осадкова мембрана гексоцианоферату (II) або (III) міді:
K4[Fe (CN)6]+ 2СuSO4 = Cu2[Fe (CN)6]+ 2K2SO4.
Ця мембрана проникна тільки для молекул води, але не для розчинених в ній речовин, тобто має властивість напівпроникності. Матеріали і обладнання: 1) 0, 5 % водний розчин СuSO4; 2) кристали гексоцианоферату (II) калію; 3) пробірки або циліндри на 10 мл. Хід роботи В невеликий циліндр або пробірку наливають на 3/4 об'єму 0, 5 % розчину мідного купоросу і потім на дно цієї судини опускають кристал K4[Fe (CN)6]. Мембрана утворює замкнутий мішечок, який автор досліду Траубе назвав штучною клітинкою. Напівпроникна плівка K4[Fe(CN)6] розподіляє два розчини різної концентрації: усередині мішечка знаходиться концентрований розчин фероцианіду калію (що утворюється при розчиненні кристала солі), а зовні — розчин сульфату міді. Виникає струм води всередину мішечка, об'єм розчину фероцианіду калію збільшується, внаслідок чого мембрана розтягується. Будучи дуже тонкою, мембрана в окремих місцях розривається під дією гідростатичного тиску. В цих місцях солі знову взаємодіють, виникають нові ділянки мембрани, що призводить до нерівномірного збільшення розміру мішечка. Мішечок ростиме, поки увесь кристал не розчиниться. Подальше надходження води в мішечок призведе до розриву плівки, і вона осяде у вигляді пластівців на дно стаканчика. Завдання: описати дослід, зробити малюнок, сформулювати висновок про механізм переміщення води через напівпроникну мембрану.
3.1.2 Визначення осмотичного тиску клітинного соку плазмолітичним методом (за де-Фрізом) Концентрацію клітинного соку, що є розчином великої кількості різноманітних органічних і мінеральних речовин, частіше за все визначають за його потенційним осмотичним тиском. Плазмолітичний метод визначення осмотичного тиску клітинного соку полягає в тому, що зрізи досліджуваної тканини занурюють в ряд розчинів відомої концентрації, а потім розглядають в мікроскоп. Виходячи з того, що плазмоліз здатні викликати тільки гіпертонічні розчини, знаходять такий розчин, в якому спостерігається початковий (кутковий) плазмоліз не менше ніж у 50% клітин досліджуваної тканини. Ізотонічний розчин знаходитиметься між цим розчином і наступним (більш слабим), який не викликає плазмолізу. Звідси витікає, що концентрація ізотонічного розчину дорівнює (з відомою часткою погрішності) середньому арифметичному між концентраціями вказаних сусідніх розчинів. Матеріали і обладнання: 1) цибулина синьої цибулі або листя традесканції та елодеї; 2) 1 М розчин NаС1 або сахарози; 3) дистильована вода; 4) бюретки з воронками (2 шт.); 5) годинникове скло; 6) банки або бюкси для розчинів (7 шт.); 7) кришки або шматочки скла для закриття банок (7 шт.); 8) мікроскоп; 9) предметні і покривні скельця; 10) скальпель; 11) лезо бритви; 12) препаровальна голка; 13) пензлик; 14) скляна паличка; 15) стакан з кип'яченою водою; 16) шматочки фільтрувального паперу; 17) олівець по склу; 18) термометр кімнатний. Хід роботи Приготувати по 5 мл розчинів NаС1 або сахарози концентрацією від 0, 1 до 0, 7 моль/л, наливаючи з бюреток в банки, забезпечені відповідними написами, 1 М розчин NаС1 і дистильовану воду. Заздалегідь скласти таблицю розведення: Ретельно перемішавши розчини, закрити банки кришками або шматочками скла для захисту від випаровування. Приготувати за допомогою бритви 14 зрізів досліджуваної тканини, наприклад шкірки синього лука, і помістити їх у воду на годинникове скло (вода повинна бути кип'яченою, щоб не було пухирців повітря). При зануренні у воду віддаляється сік, що витікає з пошкоджених клітин, і досягається однаковий стан всіх зрізів. Через декілька хвилин витягнути зрізи пензликом з води, обсушити фільтрувальним папером і занурити по 2 зрізи в кожний розчин, починаючи з самого концентрованого. При цьому необхідно стежити за тим, щоб зрізи не плавали на поверхні, а були занурені в розчини (якщо зріз спливає, його слід «втопити» препаровальною голкою).
Таблиця 3.1
Через 20-30 хв. розглянути зрізи в мікроскоп в краплі відповідного розчину в тій же послідовності. Скляну паличку, якій наносилася крапля розчину, пензлик, скельця після кожного розчину необхідно ополоснути водою і витерти серветкою або фільтрувальним папером. Результати досліду записати формою: Таблиця 3.2
В другому рядку вказати, в якому стані знаходиться більшість клітин зрізу (сильний плазмоліз, коли протопласт скорочується більш ніж на 1/3, слабкий плазмоліз — цитоплазма трохи відстає від клітинної стінки, кутковий плазмоліз або відсутність плазмолізу). В третьому рядку схематично замалювати одну клітину, характерну для даного зрізу. Знайти ізотонічну концентрацію і обчислити осмотичний тиск клітинного соку за рівнянням Вант-Гоффа:
де Росм — осмотичний тиск, МПа; R — універсальна газова постійна (0, 00831 кДж/град-моль); Т — абсолютна температура (273, 4° С); С — концентрація розчину, моль/л; i — ізотонічний коефіцієнт, що показує відношення числа частинок (молекул і іонів) в розчині до початкової кількості молекул розчиненої речовини. Для неелектролітів, наприклад для сахарози, i == 1. Для розчинів електролітів i залежить від числа іонів, на які розпадається молекула, і ступені дисоціації. Значення i для розчинів NаС1 дані в таблиці 3.3:
Таблиця 3.3.
Завдання: зробити висновок про залежність ступеню плазмолізу клітин від концентрації зовнішнього розчину (з відповідним поясненням).
|
(3.3)
