Робота 28

Визначення активності каталази в різних рослинних об’єктах за методом Баха та Опаріна

Каталаза (Н₂О₂: Н₂О-оксидоредуктаза) розщеплює токсичний для рослини пероксид водню на воду та кисень. Реакція здійснюється за таким рівнянням:

2Н₂О₂ 2Н₂О + О₂

Про активність каталази роблять висновки за кількістю пероксиду водню, що розщепився за дії ензиму, яку визначають титруванням перманганатом калію в кислому середовищі. В контрольному зразку ензим інактивують додаванням Н₂SO₄.

Відбувається реакція:

5 Н₂О₂ + 2 KMnO₄ + 3Н₂SO₄ ® 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 5O₂ + 8Н₂О

Кількість розщепленого під дією каталази пероксиду водню визначають за різницею між контрольним і дослідним титруванням.

Мета роботи:навчитися визначати активність каталази, порівняти активність ензиму в насінні та листках рослин.

Прилади і матеріали дослідження: електронні ваги; центрифуга; центрифужні пробірки на 20 мл; мірні пробірки; мірні колби 50 мл; ступки з товкачиками; бюретка; толуол; дистильована вода; Н₂О₂; 0,1н KMnO₄; 10%-на Н₂SO₄; листки традесканції; насіння пшениці, ячменю.

Хід виконання роботи

1.1-2 г рослинного матеріалу гомогенізують у ступці, додаючи 0,3 г СаСО₃. Доливають 20 мл Н₂О_дист і знову розтирають до отримання гомогенної маси, яку кількісно переносять у центрифужні пробірки і центрифугують при 5000 об/хв протягом 10 хвилин.

2.Отриманий супернатант переносять у мірну колбу на 50 мл, додають кілька крапель толуолу і доводять до мітки Н₂О_дист.

3.Для аналізу активності ензиму в дві колби наливають по 20 мл витягу. До контрольної колби, для інактивації ензиму, додають 5 мл 10%-ної Н₂SO₄ .

4.В обидві колби доливають по 10 мл 0,1н пероксиду водню і залишають при кімнатній температурі. Після додавання реактивів вміст колб добре перемішують. Через 20 хв до дослідної колби додають 5 мл 10%-ної Н₂SO₄ для інактивації каталази і зупинки окисно-відновної реакції.

5.Залишок пероксиду водню у кожній колбі титрують 0,1н розчином KMnO₄ до появи стійкого рожевого забарвлення, яке не зникає протягом хвилини.

6.Активність каталази (Х) подають у мкмолях Н₂О₂, який розщепився за дії ензиму за 1 хв в перерахунку на 1г маси сирої речовини:

,

де X – активність каталази;

T – поправка до титру 0,1н KMnO₄;

V₁ – загальний об’єм екстракту;

V₂ – об’єм витягу, взятого для аналізу;

t – час проведення ензиматичної реакції;

n – наважка, г.

7.Висновок.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1.Порівняйте процеси дихання та фотосинтезу.

2.За якими ознаками світлові реакції фотосинтезу нагадують дихальний ланцюг?

3.Рослини в процесі еволюції виробили різні шляхи дихального метаболізму з використанням великої кількості ензиматичних систем, з чим це пов’язано?

4.Одним із факторів, що впливає на інтенсивність дихання, є вміст у повітрі вуглекислого газу. Чому при його великій концентрації (до 40%) інтенсивність дихання знижується?

5.Величина дихального коефіцієнта проростків пшениці при вмісті О₂ в повітрі 21% була рівною 0,98, при 5% – 0,93, а при 3% – 3,34. Як пояснити таке різке підвищення цього показника?

6.Як співвідносяться величина дихального коефіцієнта та енергетична ефективність дихання?

7.Наважка набубнявілого насіння 5 г за 30 хв виділила 5 мг СО₂. Вирахувати інтенсивність дихання на 1 г сухої речовини, якщо відомо, що вміст води в насінні становить 30%.

8.Які речовини забезпечують альтернативні шляхи дихання у рослин?

9.Порівняйте аеробний та ціанідрезистентний шляхи дихання рослин?

10.Які процеси будуть здійснюватися за участю спряженого фактора F_oF₁ у випадку низького рівня протонів у міжмембранному просторі мітохондрій, і порівняно високому у матриксі?

11.Що буде відбуватися із темпами синтезу АТФ у процесі окисного фосфорилювання, якщо на внутрішні мітохондріальні мембрани подіяти сполуками, які порушують їхню цілісність і призводять до виникнення розривів?

12.У чому полягає фізіологічне значення того, що в процесах дихання використовується НАД⁺, а у фотосинтезі – НАДФ⁺?

13.Високі концентрації кисню є токсичними для аеробних організмів, у т. ч. і для рослин. Чому?

14.Знайти подібності і відмінності в інгібуванні дихання рослин СО та СО₂?

1) Де в хлоропластах і мітохондріях локалізовані цитохроми?

2) Скільки молекул CO₂ утворюється в процесі циклу Кребса при окисненні 1 молекули глюкози?

3) Скільки молекул ATP утворюється при перетворенні 1 молекули пірувату до лактату?

РОЗДІЛ V. МІНЕРАЛЬНЕ ЖИВЛЕННЯ РОСЛИН