Работа 5. Определение осмотического потенциала клеточного сока методом плазмолиза

Клеточный сок – водный раствор различных органических и неорганических веществ. Потенциальное осмотическое давление зависит от числа частиц, находящихся в этом растворе, то есть от концентрации и степени диссоциации растворенных молекул. Потенциальное осмотическое давление отражает направление переноса воды в клетку или из клетки. Величина этого показателя указывает на возможность произрастания растения на почвах различной водоудерживающей силы. Повышение осмотического давления клеточного сока, например, при засухе является критерием степени обезвоживания растений и необходимости полива.

Данный метод основан на подборе (поиске) концентрации наружного раствора, которая вызывает самый начальный (уголковый) плазмолиз в клетках исследуемой ткани. То есть, момент начала плазмолиза служит критерием искомой величины. В этом случае осмотическое давление раствора примерно равно потенциальному осмотическому давлению клеточного сока (положительная величина). Этот раствор является изотоническим, а величина его равна осмотическому потенциалу (отрицательная величина).

ХОД РАБОТЫ

В бюксах готовят по 10 мл 0,7М; 0,6М; 0,5М; 0,4М; 0,3М; 0,2М растворов сахарозы путем разбавления 1М раствора дистиллированной водой. Растворы тщательно перемешивают. Бюксы закрывают крышками, чтобы предотвратить испарение, и ставят в ряд по убывающей концентрации растворов.

Лезвием безопасной бритвы делают тонкие срезы (желательно в один слой клеток) с выпуклой поверхности чешуи синего лука размером приблизительно 25 мм² со среднего, хорошо окрашенного участка.

В каждый бюкс, начиная с высокой концентрации, с интервалом в 3 минуты опускают по 2-3 среза. Через 30 минут после погружения срезов в первый бюкс их исследуют под микроскопом. Затем ритмично через каждые 3 минуты наблюдают под микроскопом срезы из последующих бюксов. Этим достигается равная продолжительность пребывания срезов в растворах плазмолитика. Рассматривать срезы под микроскопом следует в капле раствора из бюкса, откуда был взят срез. Результаты опыта заносят в таблицу.

Определяют степень плазмолиза клеток в каждом растворе и находят изотоническую концентрацию как среднее арифметическое между концентрацией, при которой плазмолиз только начинается, и той, которая еще не вызывает плазмолиза. Изотонической может быть только одна концентрация.

 

Растворы сахарозы	Продолжительность пребывания срезов в растворе	Степень плазмолиза (сильная, слабая, отсутствует)	Изотони-ческая концент-рация, М	Потенциаль-ное осмоти-ческое давление, атм или МПа
концент-рация, М	величина осмоти-ческого давления, МПа*	время погруже-ния	время наблюде-ния
0,7	2,178
0,6	1,803
0,5	1,449
0,4	1,125
0,3	0,821
0,2	0,537

Примечание: * - уравнение Вант-Гоффа (Р=R×T×c×i) вполне справедливо только для слабых концентраций растворов, поэтому в таблице приведены более точные данные, полученные эмпирическим путем.

 

Величину потенциального осмотического давления рассчитывают по формуле:

П= - R×T×c×i, где

R – газовая постоянная, равная 0,0821 л×атм/град×моль;

T – абсолютная температура (273⁰С + комнатная);

c – изотоническая концентрация в молях;

i – изотонический коэффициент Вант-Гоффа, характеризующий степень ионизации растворов электролитов. Для неэлектролитов (в нашем случае сахароза) всегда равен 1.

Если необходимо выразить давление в килопаскалях (система СИ), то используют множитель 101,3. В настоящее время величину давления выражают в мегапаскалях, учитывая, что 1 атм ≈ 0,1МПа полученную величину в атм нужно разделить на 10.

МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

1) все необходимое для микроскопирования; 2) бюксы; 3) часы; 4) 1М раствор сахарозы; 5) синий лук.