Нормы содержания нитратов в продуктах, мг/кг по нитрат-иону.

В числителе приводятся нормы для ранних и тепличных овощей, в знаменателе — для поздней продукции открытого грунта:

 

Картофель —		Огурцы —	400/150
Капуста —	900/500	Арбузы —
Морковь —	400/250	Дыни —
Томаты —	300/150	Перец сладкий —
Лук репчатый —		Кабачки —
Лук-перо —	800/600

 

Т

 

Таблица 2 — Минимальные и максимальные количества нитратов в овощах, мг/кг, по данным Института почвоведения и фотосинтеза АН России

Культура	Минимум	Максимум	Культура	Минимум	Максимум
Арбузы			Петрушка (зелень)
Баклажаны			Ревень
Брюква			Редька черная
Горошек зеленый			Редис
Горчица салатная			Репа
Дыни			Салат
Капуста белая			Свекла столовая
Кабачки			Кресс-салат
Перец сладкий			Картофель
Лук зеленый			Тыква
Лук репчатый			Укроп
Морковь			Фасоль
Огурцы			Чеснок
Патиссоны			Шпинат
Тархун			Щавель

 

Таблица 3 — Содержание нитратов в различных органах зеленых овощей, мг/кг

Орган	Культура
Шпинат	Кориандр	Укроп
Корень
Стебель
Черешок листа
Пластинка листа

 

Ход работы

 

В различных органах (корнях, стеблях, листьях, плодах), их частях (сердцевине, древесине, кожуре, мякоти) отрезают небольшие, одинаковые по размерам кусочки, помещают в чашки Петри, растирают стеклянной палочкой (палочку после каждого варианта ополаскивают водой и промокают фильтровальной бумагой). К полученной массе добавляют 3-4 капли раствора дифениламина и через 1,5 мин определяют цвет ткани, оценивают по 4-х балльной шкале.

Задача: Определить содержание нитратов:

1. В проростках фасоли во всех (органах), выращенных при дневном освещении на полной среде Кнопа с обычной и удвоенной дозой азота;

2. В органах проростков фасоли, выращенных на полной среде Кнопа при обычном и ярком (300Вт) освещении;

3. В различных частях органов у кочана капусты, плода огурца, клубня картофеля, корнеплодов петрушки, моркови, листьях лука, петрушки, салата;

4. В овощах, подвергнутых кулинарной обработке – механической очистке, вымачиванию в холодной воде в течение 1, 2, 24 ч, варке в кожуре и очищенном виде и т.д. (задание выполняется учащимися самостоятельно, если для этого есть условиях).

Полученные данные (кроме варианта 4) заносят в таблицу.

Таблица 4

Объект исследования	Условия выращивания	Орган растения	Часть органа растения	Повторность	Содержание нитратов
балл	Мг/кг сырой массы

 

 

Обсуждают влияние условий выращивания (и кулинарной обработки) на содержание нитратов в различных видах растений, их органах. Рассматривают возможность использования подобных опытов в школьном курсе биологии.

ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ «МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ»

1. Почему при выращивании люпина в водной культуре на полной среде Кнопа и с исключением азота, фосфора или калия получаются примерно одинаковые показатели роста и развития растений?

2. В каких органах растений — листьях, одревесневших стеблях, семенах, запасающих тканях — больше зольных элементов, почему?

3. Какие из зольных элементов — К, Мg, Са, Р, Fе — содержатся в большем количестве в указанных выше органах?

4. В каких листьях, молодых или старых, больше зольных элементов; отличаются ли они по качественному составу, как именно, почему?

5. У растения, выращенного на почве с двойной дозой нитратов, определяли содержание их в корне, стебле и листьях с помощью дифениламина. Какие выводы о превращении нитратов можно сделать, если: а) ни в одном из органов нитраты не обнаружены; б) обнаружены в корне, в большом количестве в стебле и отсутствуют в листьях; в) не обнаружены в корне, в небольшом количестве обнаружены в стебле и листьях.

6. У растений с углеводным типом обмена (ячмень) и белковым (люпин), выращенных на одинаковом нитратном фоне в почве, с помощью дифениламина обнаружено различное содержание нитратов. Более высоким оно оказалось у люпина. Почему?

7. Зависит ли интенсивность восстановления нитратов в растении от развития его листовой поверхности? Почему? Какова эта зависимость?

8. Какие листья, верхние или нижние, проявляют более выраженные симптомы голодания по азоту, калию, фосфору? Почему?

9. Как объяснить хлороз растений на почве с большим содержанием извести?

10. В каких сочетаниях лучше использовать КNО₃, К₂SO₄, КСl, NН₄NО₃, (NH₄)₂SО₄, Са(NО₃)₂ в качестве источников азота и калия?

11. В какой форме усваиваются из почвы N, Р, К, Мg, Са, Сu, Fе, В, Мо? В состав каких структур и химических соединении клетки они входят? В каких процессах участвуют? Назвать физиологические нарушения, вызванные недостатком этих элементов. Каковы внешние признаки страдания растений при их недостатке?

12. Какие соединения, соли или хелаты железа, лучше вносить при недостатке последнего в почве?

13. Какие меры для устранения хлороза растений надо принять, если в почве имеется достаточное количество соединений железа, но в недоступном для растений состоянии?

14. При выяснении питательных достоинств почвы на одну делянку внесли калийное удобрение, на вторую — фосфорное, на третью — азотное, четвертую не удобряли (контроль). Наиболее высоким урожай оказался на третьей делянке, несколько ниже — на первой, а на второй делянке и в контроле был одинаковым. Каких элементов не хватает в данной почве; почему?

15. При использовании Са₃(Р0₄)₂ в качестве фосфорного удобрения под люпин и гречиху отмечается значительное повышение урожая, тогда как внесение этого удобрения под злаки эффекта не дает. Почему?

16. Почему при внесении в почву (NH₄)₂SО₄ усвоение фосфоритов злаками заметно улучшается?

17. Как поставить опыт, доказывающий наличие кислых корневых выделений у некоторых растений? Назвать эти растения.

18. Внесение азотных удобрений в жаркое сухое лето дало по сравнению с контрольными делянками не повышение, а некоторое снижение урожая. Почему?

19. Каковы физиологические основы применения удобрений?

20. Почему органические удобрения рекомендуется вносить в больших дозах и задолго до посева?

21. Как объяснить резкое улучшение усвоения фосфора овсом при внесении в почву сернокислого аммония?

22. Как вырастить растение без почвы? Какие условия при этом необходимо соблюдать?

23. Относится ли натрий к числу необходимых для растений элементов?

Как это доказать?

25. В каких частях растения более высокое содержание зольных элементов: в древесине или в листьях, в старых или молодых листьях? Как объяснить эти различия?

26. У каких листьев, молодых или старых, раньше появится хлороз при недостатке в почве растворимых солей железа?

27. Охарактеризуйте пути транспорта органических и минеральных веществ.

28. Кусочки черешка листовой пластинки исследуемого растения были помещены на тарелку, размяты стеклянной палочкой и облиты раствором дифениламина в серной кислоте (реактив на нитрат-ион). Черешок дал интенсивное синее окрашивание, а листовая пластика - очень слабое. Как объяснить полученные результаты.

29. К соку, отжатому из стебля, черешка и листовой пластинки, добавили раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте. Ни один из перечисленных объектов не дал посинения, несмотря на то, что почва, на которой выращивалось растение, была богата нитратами. Сделать вывод на основе полученных результатов.

30. Как объяснить уменьшение содержания нитратов в листьях при выставлении растения на яркий свет?

Тема 4. ФОТОСИНТЕЗ

Фотосинтез — процесс усвоения растениями световой энергии и использования ее для образования органических веществ из углекислого газа и воды. В ходе этого процесса в атмосферу выделяется кислород. Фотосинтез осуществляется при участии многих ферментов и кофакторов. Условно в нем выделяют две стадии: световую и темновую, или химическую. Первая включает реакции поглощения хлорофиллом и другими пигментами квантов света и последующую трансформацию световой энергии в химическую энергию связей АТФ и восстановленного никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФ-Н). В темновой стадии запасенная в форме АТФ и НАДФ-Н химическая энергия используется для восстановления углекислого газа до углеводов и других продуктов.

У высших растений фотосинтез протекает в специальных клеточных органеллах листьев (и других зеленых частей) - хлоропластах, число которых в клетках зависит от вида растения и ткани. В одной клетке листа присутствует в среднем 20-30 хлоропластов.

Хлоропласты разных растений могут значительно различаться по форме, но обычно имеют вид округлых или дискообразных телец диаметром около 5 мкм, толщиной 2—3 мкм. Снаружи хлоропласты окружены оболочкой, состоящей из двух мембран — наружной и внутренней. Внутренняя мембрана ограничивает бесцветную строму, в которой располагается много уплощенных мембранных мешочков - тилакоидов, собранных в стопки, называемые гранами. Число гран может составлять 40—50 и более. Число тилакоидов в гране колеблется от 5—6 до нескольких десятков. Отдельные тилакоиды соседних гран соединены между собой ламеллами.

Согласно современным представлениям в тилакоидных мембранах локализованы все фотосинтетические пигменты хлоропласта и ферменты, необходимые для осуществления световых реакций фотосинтеза. В строме содержатся ферменты, участвующие в темновых превращениях диоксида углерода. Таким образом, сложная и тонкая структура хлоропласта обеспечивает пространственное разделение отдельных реакций, а тем самым и эффективный ход фотосинтеза в целом. Образующиеся в пластидах продукты ассимиляции транспортируются в другие органы и ткани растения, где используются в процессе метаболизма и роста.

Таким образом, вся совокупность жизненных проявлений организма тесно связана с фотосинтезом. Более того, синтезированные зелеными растениями органические вещества служат пищей для всех остальных организмов, в том числе и для человека, а кислород, выделяемый в процессе фотосинтеза, обеспечивает существование организмов. Ежегодная первичная продуктивность фотосинтеза на планете составляет более 100 млрд т сухой массы, в которой аккумулируется примерно 17-10²¹ Дж солнечной энергии. Следовательно, фотосинтез — один из важнейших движущих факторов круговорота веществ и энергии на Земле.