Студопедия — Визначення інтенсивності фотосинтезу і дихання за зміною вмісту вуглецю
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Визначення інтенсивності фотосинтезу і дихання за зміною вмісту вуглецю






Матеріали і обладнання: 1) колба конічна на 50 мл; 2) бюретка для титрування; 3) воронка (діаметр 4 см) або пробка-холодильник; 4) піпетка; 5) пробкове свердло; 6) терези; 7) лампа для освітлення; 8) рослини герані, примули; 9) К2Сr2072S04. Для виготовлення цього реактиву 19, 614 г К2Сr207 розчиняють в дистильованій воді і доводять до 0, 4 л. Переливають розчин в колбу на 1 л і тоненькою цівкою підливають до нього концентровану сірчану кислоту; 10) сіль Мору 0, 2 н ((NH4)SO2 • FeSO4 • 6H2O). Відбирають тільки блакитно-зелені кристали, які не мають бурого нальоту. Зважують 80 г. Розчиняють в дистильованій воді, яка містить 20 мл концентрованої сірчаної кислоти на 1 л. Кислоту додають для того, щоб запобігти окисленню двовалентного заліза в тривалентне і утворенню при гідролізі основних солей заліза, які викликають помутніння розчину. Доводять дистильованою водою до 1 л. Нормальність солі Мору встановлюють за 0, 1 н розчином біхромату калію. Для цього набирають піпеткою 15 мл 0, 1 н розчину К2Сr207, переносять в колбу для титрування, додають 5 мл концентрованої сірчаної кислоти, 3-5 мл фенілантранілової кислоти і титрують розчином солі Мору до переходу забарвлення з вишнево-фіолетового в зелене.

 

(4.6.), де

 

К - нормальність розчину солі Мору;

а - об'єм розчину солі Мору, витрачений при титруванні К2Сr207. 11) фенілантранілова кислота. Розчинити 0, 2 г кислоти в 100 мл 0, 2% розчину соди (безводної). Для кращого змочування порошку наважку заздалегідь замісити в декількох мл 0, 2% розчину соди у фарфоровій чашці скляною паличкою до сметаноподібного стану. Після цього додають залишок соди і ретельно перемішують.

 

Визначення асимілюючої здатності рослин за зміною вмісту вуглецю аналогічно методу Сакса, коли про інтенсивність процесу фотосинтезу судять за збільшенням сухої ваги одиниці поверхні листя за певний проміжок часу. Ці методи характеризують загальний баланс в накопиченні органічних речовин, різниця між утворенням асимілянтів і відтоком їх до інших органів і використанням в процесі дихання. Щоб отримати уявлення про новоутворення речовин в процесі фотосинтезу, необхідно поставити спеціальні досліди в темряві для визначення відтоку і витрати асимілянтів.

В основі методу лежить визначення вуглецю методом мокрого озолення органічних речовин біхроматом калію в кислому середовищі (К2Сr2О7 + Н24). Вуглець окислюється до СО2.

 

2Сr2О7 +8Н24 +ЗС=2 К24+2Сг2 (SО4)3+3Н2О+ЗСО2.

 

За кількістю використаного К2Сr2О7 розраховують кількість окисленого вуглецю.

Надлишкову кількість біхромату калію, яка була використана на окислення органічних речовин, визначають титруванням 0, 2 н розчином солі Мору (NH4)SO2 • FeSO4 • 6H2O.

Реакція йде за рівнянням:

 

К2Сr2О7 +6FeSO4 + 7Н24 = Сг2 (SО4)3 +3Fe2SO4 + 7Н2О.

 

Спочатку в листі рослин визначають початкову кількість вуглецю (на одиницю поверхні). Потім рослину переносять на деякий час в умови освітлення (фотосинтез) або темряви (дихання) і після закінчення експозиції визначають повторно кількість вуглецю в органах, що вивчаються. За різницею між першим і другим визначенням роблять висновок про кількість накопиченого або використаного вуглецю.

Хід роботи.

Для дослідів використовують листя одного ярусу. Досліди проводять з відрізаним листям або ж з листям, яке не відокремлені від рослини.

Зробити висічки з однієї половини листа. Через 2 години знову визначити вміст вуглецю, зробивши висічки з другої половини листя. Визначення вуглецю проводиться таким чином: висічки помістити в конічні колби. При роботі з листям герані, примули беруть 6-8 см2 листовій поверхні, дуба - близько 2 см2.

В колби з бюреток наливають 10 мл 0, 4 н хромової суміші, яку випускають з бюретки поволі і з однаковою швидкістю. Для рівномірного кипіння опустити в рідину декілька скляних капілярів. Колби закривають маленькими скляними воронками або холодильниками і ставлять на азбестову сітку на заздалегідь розігріту електричну плитку. Можна користуватися і піщаною лазнею. По мірі нагрівання спочатку виділяються дуже дрібні пухирці вуглекислого газу з карбонатів і бікарбонатів, які містяться в листі. Через 3-5 хв починається кипіння рідини. Повільне кипіння повинне продовжуватися 5 хв. За цей час органічна речовина згорає, і розчин біхромату набуває бурого забарвлення. Неоднакові умови кипіння можуть призвести до великої розбіжності вмісту вуглецю в паралельних визначеннях. Окислення хромової суміші повинне протікати при її надлишку. Показником того, що хромовій суміші було недостатньо, є її зелене забарвлення.

Після охолодження розчину змивають в нього краплі хромової суміші із стінок колби, обмивають воронку (або холодильник) мінімальною кількістю води, додають 3-5 крапель 0, 2% розчину фенілантранілової кислоти і титрують сіллю Мора до переходу забарвлення з фіолетового в зелене.

Паралельно з дослідом проводять контроль без рослинного матеріалу. Ретельно дотримують всі вище вказані операції.

Різниця в кількості солі Мору, яка пішла на титрування контрольної і дослідної колб, відповідає кількості біхромату, який пішов на окислення вуглецю. 1 мл 0, 2 н солі Мору відповідає 1 мл 0, 4 н розчину біхромату калію. Останній відповідає 0, 6 мг вуглецю.

Перед проведенням досліду визначають титр солі Мору і враховують поправку до титру.

Вміст вуглецю в мг на 1 дм2 листової поверхні розраховують за формулою:

 

(4.7.), де

 

Х - вміст вуглецю;

А - кількість (мл) солі Мору, яка пішла на титрування контрольної проби;

В - кількість (мл) солі Мору, яка пішла на титрування залишку хромової суміші після спалювання органічної речовини;

К - поправка до титру солі Мору;

С - площа листя в см2.

За різницею вмісту вуглецю в 1 дм2 листовій поверхні до і після експозиції визначають зміну його вмісту за час досліджень. Інтенсивність дихання або фотосинтезу розраховують за збільшенням або зменшенням вмісту вуглецю в мг С/дм2 за годину.

Колориметричне визначення

Зміни вмісту вуглецю при фотосинтезі можна визначити колориметрично. Для цього розчин після охолодження переносять кількісно в мірну колбу на 25 мл. Доводять об'єм до мітки дистильованою водою і перемішують. Оптичну густину визначають в кюветі 3 см на ФЕКі з жовтим світлофільтром. Показники ФЕКу переводять у величини концентрації глюкози за допомогою калібрувального графіка.

 

Таблиця 4.4.

Об'єкт     Час визначення Взято К2Сr2О7, мл Пішло солі Мору, мл   Площа висічок, см2 Кількість вуглецю мг/дм2 Інтенсивність фотосинтезу, мг дм2/годину
Контроль (а) Дослід (в) Контроль (а) Дослід (в)
  Початок досліду              
Через годину (світло)              
Через годину (темрява)              

Побудова калібрувального графіка

В 10 мірних пробірок наливають відповідно 0, 1; 0, 2; 0, 3; 0, 4 до 1, 0 мл стандартного розчину глюкози і доливають до 10 мл 0, 4 н розчином хромової суміші. В одинадцяту колбу - тільки 10 мл хромової суміші. Вміст прокип'ятити протягом 5 хв. Після охолодження розчин переносять в мірні колби на 25 мл і доводять до мітки дистильованою водою. Вміст перемішують і виміряють оптичну густину. На осі абсцис відкладають концентрацію глюкози (мг/мл), на осі ординат - відповідні їм значення оптичної густини. Будують калібрувальний графік. Знаючи співвідношення атомної (або молекулярної) маси, перераховують органічну речовину на вуглець (Мс) або СО2со): Мс - 0, 4 гл або Мсо - 1, 47 гл.

Мгл - кількість глюкози, відповідна вмісту органічної речовини і рослинному матеріалі, мг.

 

Завдання: записати отримані дані в таблицю 4.4.; розрахувати інтенсивність фотосинтезу; зробити висновок про вплив інтенсивності освітлення на інтенсивність фотосинтезу.

Контрольні питання.

 

I. Виконати тестові завдання:

1) Хлорофіл – багатофункціональна хімічна сполука, яка відноситься одночасно до декількох класів органічних речовин:

a) металорганічних;

b) порфіринів;

c) складних ефірів.

2) Хлорофіл може реагувати з кислотами і основами. Які з перелічених речовин утворюються в результаті реакцію хлорофілу з соляною кислотою?

a) хлорид магнію;

b) фітол;

c) хлорофілінова кислота;

d) метанол;

e) феофітин.

3) Під час гідролізу якого пігменту утворюється віта нім А?

a) хлорофілу „а”;

b) хлорофілу „в”;

c) каротину;

d) фікоеритрину.

4) Яку частину спектру поглинає хлорофіл?

a) зелену;

b) червону;

c) жовту;

d) синю.

5) Які ознаки характерні для нециклічного фотосинтетичного фосфорилювання?

a) електрони збудженої молекули хлорофілу, що надійшла до системи транспорту електронів, не повертаються до тієї ж молекули хлорофілу;

b) цей електрон повертається до тієї ж молекули хлорофілу;

c) виділяється кисень;

d) не виділяється кисень;

e) утворюється НАДФН Н+;

f) не утворюється НАДФН Н+;

6) Фотосистеми I та II відрізняються:

a) структурою;

b) пігментним складом;

c) розташуванням;

d) принципом роботи.

7) Чи потрібна присутність вуглекислого газу в процесі утворення АТФ та НАДФН Н+ в ході фотосинтезу?

a) так;

b) ні.

8) Процес відновлення вуглекислого газу до вуглеводів відбувається в ході темнових реакцій. Які ознаки характерні для цих реакцій?

a) для їх протікання потрібна темрява;

b) для їх протікання світло не обов‘язкове;

c) вони залежать від температури;

d) вони не залежать від температури;

e) темнові реакції протікають швидше світлових;

f) темнові реакції протікають повільніше ніж світлові.

9) Хлорофіли „а” і „в” присутні:

a) лише у вищих рослин;

b) лише у водоростей;

c) і у вищих, і у нищих рослин.

10) Які зміни відбуваються в рослинах в атмосфері без вуглекислого газу?

a) збільшується вміст ФГК;

b) вміст ФГК не змінюється;

c) зменшується вміст ФГК;

d) збільшується вміст рибулозодифосфату;

e) вміст рибулозодифосфату не змінюється;

f) зменшується вміст рибулозодифосфату.

11) Які продукти світлової стадії фотосинтезу використовуються у темновій?

a) АТФ;

b) НАДФН Н+;

c) ФАДН2;

d) кисень.

12) Які ознаки, характерні для сукулентів з С4-фотосинтезом, сприяють кращому пристосуванню їх до перенесення посушливих умов?

a) фіксація вуглекислого газу вночі;

b) засвоєння вуглекислого газу вдень;

c) здатність до фотосинтезу при закритих продихах;

d) фотосинтез проходить тільки при відкритих продихах.

13) Фотосинтез у голонасінних відрізняється від квіткових тим, що:

a) є менш ефективним;

b) не залежить від спектрального складу світла;

c) здійснюється упродовж всього року.

14) Інтенсивність фотосинтезу дорівнює 12 мг/дм2 год. Скільки органічної речовини (в мг) виробляє за 20 хв., асиміляційна поверхня якої становить 1, 5 м2?

a) 200;

b) 800;

c) 400;

d) 1000;

e) 600;

f) 1200.

15) Які метали необхідні для нормального функціонування фотосинтетичного апарату?

a) залізо;

b) мідь;

c) магній;

d) кобальт.

16) Які пігменти утворюють реакційний центр фотосистем?

a) хлорофіл „а”;

b) хлорофіл „в”;

c) каротин;

d) ксантофіл.

17) Фотоліз води відбувається:

a) на світлі;

b) за умови роботи фотосистеми II;

c) у темряві;

d) безперервно.

18) Процес фотодихання активується:

a) накопиченням продуктів світлової стадії;

b) певним спектральним складом світла;

c) підвищенням концентрації СО2 у навколишньому середовищі;

d) зниженням концентрації СО2 у навколишньому середовищі.

19) Які пігменти не беруть участі у фотосинтезі?

a) хлорофіли;

b) каротиноїди;

c) антоціани;

d) фікобіліни.

20) Які з перелічених реакцій не відносяться до фотосинтезу?

a) карбоксилювання рибулозо-1, 5-дифосфату;

b) відновлення ФГК до ФГА;

c) декарбоксилювання ПВК;

d) гідроліз крохмалю амілазою.

21) Найбільша ефективність фотосинтезу спостерігається на:

a) синьому світлі;

b) зеленому світлі;

c) червоному світлі;

d) жовтому світлі.

22) В яких рослинах майже повністю відсутнє фотодихання?

a) в рослин, у яких фотосинтез відбувається за схемою Кальвіна;

b) в рослин, у яких відбувається кооперативний фотосинтез.

23) Які ферменти беруть участь у циклі Кальвіна?

a) амілаза;

b) пероксидаза;

c) RBP-карбоксилаза;

d) оксидаза.

24) Де відбуваються реакції пентозофосфатного шляху окислення глюкози?

a) у цитоплазмі;

b) в хлоропластах;

c) в мітохондріях;

d) в ядрі.

25) Яке біологічне значення мають системи внутрішніх мембран (ламел) хлоропласта, які утворюють грани та міжгранні тилакоїди?

a) служать опорною системою хлоропласта;

b) створюють просторову організацію пігментних систем і ферментних ланцюгів фотосинтезу, щоб забезпечити спряження послідовних реакцій фотосинтезу;

c) забезпечують спряження і відновлення діоксиду вуглецю;

d) Забезпечують просторове розділення активних окислювачів, які виникають у фотохімічних процесах, і нестійких відновлених проміжних продуктів засвоєння вуглецю.

 

II. Розрахувати фізіологічні показники:

1) За 40 хв. пагін з площею листкової поверхні 120 см2 поглинув 16 мг СО2. Обчисліть інтенсивність фотосинтезу.

2) Скільки органічної речовини утвориться в рослини за 30 хв., якщо відомо, що інтенсивність фотосинтезу становить 20 мг СО2/дм2 год, а площа листкової поверхні дорівнює 5 м2 .

3) За 20 хв. пагін, площа листкової поверхні якого становить 240 см2, поглинув 16 мг вуглекислого газу. Обчисліть інтенсивність фотосинтезу.

4) Обчисліть інтенсивність фотосинтезу, якщо відомо, що за 40 хв. пагін, листкова поверхня якого становить 480 см2, поглинув 32 мг вуглекислого газу. Обчисліть інтенсивність фотосинтезу.

5) Скільки органічної речовини накопичує рослина за 15 хв., якщо відомо, що інтенсивність фотосинтезу становить 20 мг СО2/дм2 год, а площа листків – 2, 5 м2?

6) Скільки органічної речовини синтезує рослина з площею листкової поверхні 7, 5 м2 за 5 хв., якщо відомо, що інтенсивність фотосинтезу становить 25 мг СО2/дм2 год?

7) Інтенсивність фотосинтезу дорівнює 12 мг СО2/дм2 год. Скільки органічної речовини (в мг) утвориться в рослині за 20 хв., якщо відомо, що площа листкової поверхні рослини становить 1, 5 м2 .

 







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 2061. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Индекс гингивита (PMA) (Schour, Massler, 1948) Для оценки тяжести гингивита (а в последующем и ре­гистрации динамики процесса) используют папиллярно-маргинально-альвеолярный индекс (РМА)...

Методика исследования периферических лимфатических узлов. Исследование периферических лимфатических узлов производится с помощью осмотра и пальпации...

Роль органов чувств в ориентировке слепых Процесс ориентации протекает на основе совместной, интегративной деятельности сохранных анализаторов, каждый из которых при определенных объективных условиях может выступать как ведущий...

ПУНКЦИЯ И КАТЕТЕРИЗАЦИЯ ПОДКЛЮЧИЧНОЙ ВЕНЫ   Пункцию и катетеризацию подключичной вены обычно производит хирург или анестезиолог, иногда — специально обученный терапевт...

Ситуация 26. ПРОВЕРЕНО МИНЗДРАВОМ   Станислав Свердлов закончил российско-американский факультет менеджмента Томского государственного университета...

Различия в философии античности, средневековья и Возрождения ♦Венцом античной философии было: Единое Благо, Мировой Ум, Мировая Душа, Космос...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.009 сек.) русская версия | украинская версия