Определение дыхательного коэффициента

 

Дыхательный коэффициент – отношение объема выделившейся при дыхании углекислоты, к объему поглощенного кислорода.

Его величина характеризует дыхательный материал и степень анаэробности дыхания, и зависит от газового состава атмосферы, степени окисленности дыхательного материала и других причин.

Цель работы. Определить дыхательный коэффициент для маслянистых семян и содержащих углеводы, в качестве запасного вещества.

Материалы и оборудование: 1. Пробирка с плотно пригнанной резиновой пробкой, в которую вставлена дважды изогнутая градуированная трубка или тонкая стеклянная изогнутая трубка с прикрепленной к ней полоской миллиметровой бумаги. 2. Наклюнувшиеся семена гороха, пшеницы, подсолнечника. 3. 20% раствор едкого натрия. 4. Вода. 5. Полоски фильтровальной бумаги (2 х 6 см). 6. Штатив для закрепления пробирки. 7. Пинцет. 8. Пробирки. 9. Чашка Петри. 10. Часы.

Порядок работы

1. В пробирку прибора насыпать проросшие семена.

2. Закрыть пробирку пробкой, в которую вставлена дважды изогнутая трубка, предварительно смочив пробирку водой.

3. Через минуту опустить длинный конец изогнутой трубки в пробирку, наполовину заполненную водой. Избегать при этом нагревания прибора.

4. Отметить уровень воды в трубке в начале и через 5 минут, затем еще через 5 минут. Разность уровней показывает разность между объемом поглощенного кислорода и выделенной углекислоты (А₁).

5. Вынуть пробку, высыпать семена и заменить их на семена другого вида. Смонтировать прибор и определить уровень воды в начале, через 5минут и еще через 5 минут. Найти разность уровней (А₂).

6. Вынуть пробку из пробирки с семенами. Проветрить и вложить в верхнюю часть полоску фильтровальной бумаги, смоченную крепким раствором щелочи (для поглощения выделяемой семенами углекислоты).

7. Закрыть пробирку пробкой и через минуту опустить конец трубки в пробирку с водой. Отметить исходный уровень воды в трубке, через 5 минут и еще через 5 минут. Разность уровней покажет количество поглощенного семенами кислорода (В).

Зная величину А и В, найдем дыхательный коэффициент А = О₂ - СО₂; В = О₂; СО₂ = В – А, отсюда дыхательный коэффициент равен СО₂/О₂ = (В – А)/В, где О₂ – объем кислорода, СО₂ – объем углекислоты.

8. Результаты записать в таблицу 12

 

 

Таблица 12 - Дыхательный коэффициент

 

Объект

Положение мениска

Расстояние, пройденное за 5 мин

СО 2 О2

без щелочи

с щелочью

без щелочи (А)

с щелочью (В)

ср.

ср.

 

9. Сравнить результаты. Сделать выводы.

10. Ответить на следующие вопросы:

а) У каких семян выше дыхательный коэффициент?

б) Какой дыхательный материал при окислении дает больше энергии – окисленный или менее окисленный, при окислении какого больше потребляется кислорода?

в) При уменьшении кислорода в атмосфере увеличивается или уменьшается величина дыхательного коэффициента?

 

 

МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ

 

Минеральное питание – это совокупность процессов поглощения из почвы, передвижения и усвоения химических элементов, необходимых для жизни растений.

Элементы минерального питания содержится во всех частях растения и играют огромную роль в их жизнедеятельности. К ним относится азот и элементы, которые остаются после сжигания в золе.

 

Определение содержания золы в разных частях растений

 

Оставшиеся после сжигания вещества получили название зольных элементов. Их содержание в разных растениях и в разных частях одного и того же растения не одинаково: зависит от состава почвы, физиологических особенностей и возраста растений. Количество золы зависит от соотношения между живыми и мертвыми клетками.

Цель работы. Получить представление о содержании золы в разных частях (органов) растения, ознакомиться с простейшими приемами озоления частей древесных растений.

Материалы и оборудование: 1. Пронумерованные тигли с крышками. 2. Весы технические с разновесами. 3. Тигильные щипцы. 4. Муфельная печь. 5. 10% раствор азотнокислого аммония. 6. Огнеупорные подставки. 7. Спиртовки. 8. Препаровальные иглы. 9. Воздушно – сухие части сосны, березы, осины (древесина, листья, семена, кора). 10. Ступка с пестиком. 11. Эксикатор.

Порядок работы

1. Взвесить материал для сжигания с точностью до 0,01 г (навески древесины – 4 – 5 г, листья, хвоя – 4 – 3 г, семена, кора – 1 –2 г).

2. Взвесить тигли (предварительно прокаленные и охлажденные). Записать номер и вес.

3. Обуглить древесину – сжечь на спиртовки. Остатки сгоревшей лучины собрать в тигель. Листья растереть в ступке, поместить в тигель.

4. Закрыть тигель крышкой и поместить в муфельную печь, постепенно повышая температуру.

5. Для лучшего сгорания коры и семян и предотвращения спекания его, можно добавить несколько капель азотнокислого аммония.

6. Прокаливать материал до полного озоления (при температуре около +1000⁰С достаточно 15 – 20 минут).

7. После окончания озоления вынуть тигель из муфельной печи и перенести в эксикатор до полного остывания.

8. Взвесить охлажденный тигель с золой.

9. Определить вес золы, вычислить процентное содержание. Данные записать в таблицу 13.

 

Таблица 13 - Содержание золы

 

Вид растения	Часть растения	Номер тигля	Масса, г	Содержание золы, %
пустого тигля	тигля с золой	материала	золы

 

10. Сравнить полученные данные для различных частей. Объяснить полученные результаты.

Сделать выводы.

11. Ответить на следующие вопросы:

а) На какие 3 группы делятся минеральные элементы? По какому признаку?

б) Какие части растений содержат меньше золы, какие больше?

в) Могут ли повторно использоваться минеральные элементы?

 

Микрохимический анализ золы

 

Зола растений содержит различные элементы. Их можно обнаружить, используя разнообразные методы, в том числе и микрохимический анализ золы под микроскопом.

Цель работы. Ознакомиться с микрохимическим методом определения состава золы.

Материалы и оборудование: 1. Зола разных частей растения. 2. Дистилированная вода. 3. Аммиачная вода. 4. 10% соляная кислота. 5. Микроскопы. 6. Предметные и покровные стекла. 7. Фильтровальная бумага. 8. Реактивы: 1% серная кислота, 1% раствор кислого фосфорнокислого натрия, 1% раствор кислого виннокислого натрия, 1% раствор молибденовокислого аммония в азотной кислоте, 1% раствор уксуснокислого свинца, 1% раствор железистосинеродистого калия.

Метод основан на получении кристаллов обнаруживаемого элемента, полученных при обработке соответствующим реактивом, которые можно рассмотреть под микроскопом.

Порядок работы

1. В пробирку с золой налить 10% соляную кислоту в соотношении 4:1. Взболтать до растворения.

2. Полученный раствор отфильтровать через складчатый фильтр.

3. На предметное стекло нанести каплю испытуемого раствора (золы) и на расстоянии 2 см от неё каплю реактива. Обе капли соединить стеклянной палочкой (делают дорожку), чтобы их содержимое смешалось.

4. При малом и большом увеличениях микроскопа рассмотреть образовавшиеся кристаллы. Установить наличие отдельных элементов.

5. Для обнаружения кальция берут реактив – серную кислоту. В результате выпадают игольчатые кристаллы гипса.

6. Для обнаружения магния берут реактивы: 1% раствор кислого фосфорнокислого натрия – Na₂HPO_4, золу вначале нейтрализуют аммиаком. В результате реакции образуются кристаллы фосфорно-аммиачно-магнезиальной соли- NH₄MgPO₄, имеющие вид ящичков, крышек, звезд, крестов.

7. Для обнаружения калия необходимо вначале нейтрализовать золу (или взять водный раствор золы). Реактивом является кислый виннокислый натрий – NaHC₄H₄O_6, который дает кристаллы кислого виннокислого калия – КНС₄Н₄О₆ в виде крупных призм и пластинок.

8.Для обнаружения фосфора действуют молибденовокислым аммонием - /Na₄/₂МоО₄ в 1% азотной кислоте. При взаимодействии образуется зеленовато- желтый осадок аммонийно-фосфорного молибдата – /Na₄/ ₃PO₄ 12MoO_3. Кристаллы имеют вид шариков, треугольников, ромбиков, квадратиков.

9. Для обнаружения серы действуют 1% раствором уксуснокислого свинца - /СН₃СОО/₂Рb. Выпадают очень мелкие кристаллы в виде игл, звезд, ромбов.

10. Для открытия железа пользуются цветной реакцией с железистосинеродистым калием (желтой кровянной солью – K₄[Fe(CN)₆]. Образуется берлинская лазурь Fe₄[Fe(CN)₆]₃. Реакцию осуществляют на белой фарфоровой пластинке.

11. Зарисовать кристаллы. Записать уравнения реакций. Сделать оценку золы.

12. Ответить на следующие вопросы:

а) Почему разные органы растений содержат неодинаковое количество золы?

б) Какие элементы чаще всего всречаются в золе?

в) Какова взаимосвязь между фотосинтезом, дыханием и корневым питанием?