Nr. ćwiczenia: 1	Magdalena Firek	Nr. grupy: 7
Data wykonania ćwiczenia: 13.03.2013	Temat ćwiczenia: Wyznaczanie potencjału wody komórek roślinnych. Plazmoliza.	Zaliczenie:
Data oddania sprawozdania:

Definicje:

Plazmoliza- Proces zmniejszania się zawartości cytoplazmy komórkowej na skutek czego odrywa się wakuoli i błony komórkowej od ściany komórkowej. Komórka traci wodę aż do momentu wyrównania się stężenia wody w komórce i roztworze zewnętrznym.

Warunki zachodzenia plazmolizy:

• komórka musi znajdować się w roztworze hipertonicznym;

Rodzaje plazmolizy:

• kątowa;

• graniczna;

• wklęsła;

• wypukła;

• kołpaczkowa;

• tonoplastu;

Deplazmoliza- Proces odwrotny do plazmolizy, polega na pobieraniu przez wodniczki

wody z roztworu zewnętrznego o mniejszym stężeniu.

Potencjał wody- miara zdolności komórki do pobierania wody na drodze osmozy. Mierzone w Pa (Pascal).

Ψ_w = Ψ_P + Ψ_Π + Ψ_m

gdzie:

Ψ_w- potencjał wody;

Ψ_P- potencjał turgorowy. Określa z jaką siła ściany komórkowe naciskająca wnętrze komórki. Dodatnie wartości- podwyższa potencjał wody;

Ψ_Π- potencjał osmotyczny soku komórkowego. Zdolność do utworzenia ciśnienia osmotycznego, określa jak dużo substancji osmotyczno czynnej znajduje się w środowisku. Ujemne wartości- obniża potencjał wody;

Ψ_m- potencjał matrycowy. Ujemne wartości- obniża potencjał wody;

gdzie:

µ_wi- potencjał chemiczny wody w komórce;

µ_w^o- potencjał chemiczny czystej wody (czysta woda- bez żadnych jonów, tylko cząsteczki H₂O);

V_w- cząstkowa objętość molowa wody;

Kierunek przepływu wody:

• od 0 do wartości ujemnych;

• Ψ_{w w otoczeniu} > Ψ_{w w komórce}

• kierunek wody (hipotoniczny)

• ciśnienie turgorowe- wzrasta

• stężenie soku komórkowego- maleje

• Ψ_{w w otoczeniu} < Ψ_{w w komórce}

• kierunek wody (hipertoniczny)

• ciśnienie turgorowe- maleje

• stężenie soku komórkowego- wzrasta

• Ψ_{w w otoczeniu} = Ψ_{w w komórce}

• kierunek wody (izotoniczny)

• ciśnienie turgorowi- stałe

• stężenie soku komórkowego- stałe

Metody wyznaczania potencjału wody:

• krioskopowa;

• techniki psychrometryczne;

• bomba ciśnieniowa;

• plazmolityczna;

• wagowa;

Ćwiczenie 1.

Oznaczanie potencjału wody komórek epidermy cebuli metodą plazmo lityczną.

Wykonano serie rozcieńczeń 1M roztworu sacharozy, od 0.0M do 1M co 0.1M w szalkach Petriego po 10ml, przykładowo:

0.1M= 1ml 1M sacharozy + 9ml wody;

0.2M= 2ml 1M sacharozy + 8ml wody;

W każdej szalce umieszczono skrawek epidermy łuski cebuli i pozostawiono na 30 min. Po tym czasie wykonano preparaty na szkiełku podstawowym. Na szkiełku umieszczono skrawki epidermy wraz z kilkoma kroplami roztworu w którym się znajdowały i obserwowano pod mikroskopem.

Wyniki:

Tabela 1.

Stężenie sacharozy [M]	Procent splazmolizowanych komórek [%]
	I
0,0	0
0,1	0
0,2	10
0,3	0
0,4	15
0,5	10
0,6	60
0,7	65
0,8	90
0,9	70
1,0	60

Wykres 1.

Stężenie roztworu sacharozy dla:

• I- 0,54 - ciśnienie osmotyczne= 1,65

• II-0,58 – ciśnienie osmotyczne= 1,73

Potencjał wody:

• I= -1,65

• II= -1,73

Wartość potencjałów w komórkach przyjmuje wartość ujemną. Woda transportowana jest od zgodnie z gradientem potencjałów wody tzn. od najbardziej ujemnego do mniej ujemnego. Otrzymane wyniki są więc poprawne. Błędy wynikać mogą z nieprawidłowego wykonania preparatu, pomyłki w określeniu czy komórka uległa plazmolizie czy też nie.

Ćwiczenie 2.

Obserwacja różnych rodzajów plazmolizy w roztworach zawierających jony Ca²⁺, K⁺, CNS^-.

Przygotowano 3 szkiełka nakrywkowe, następnie na szkiełka nakropiono:

• 2 krople Ca(NO₃)₂, 2 krople wody;

• 3 krople KNO₃, KSCN, 1 krople wody;

Na każde szkiełko z odpowiednim roztworem nałożono skrawki epidermy

cebuli, przykryto szkiełkiem nakrywkowym. Odstawiono na 2 minuty i obserwowano pod mikroskopem różnice w morfologii splazmolizowanych komórek.

Wyniki:

1. Plazmoliza wklęsła- wzrosła lepkość cytoplazmy, a pod wpływem jonów Ca²⁺ nastąpił skurcz plazmolemy;

2. Plazmoliza wypukła- obniżyła się lepkość cytoplazmy, a pod wpływem jonów K⁺ nastąpiło pęcznienie plazmolemy;

3. Plazmoliza kołpaczkowa- tworzy się ponieważ tonoplast nie jest przepuszczalny dla jonów SCN^- w przeciwieństwie do plazmolemy; z organellami tworzą się barwne kompleksy widoczne tylko przy brzegach komórek, ponieważ po bokach znajduje się niewidoczny pod mikroskopem tonoplast;

Rycina 1.

Ćwiczenie 3.

Wyznaczanie potencjału wody w komórkach bulwy ziemniaka metodą wagową oraz metodą określania zmian stężenia roztworu zewnętrznego.

Z przygotowanych 1M i 2M roztworów sacharozy sporządzono w zlewkach po 30 ml roztworu sacharozy o stężeniach od 0 do 1,4M co 0,2M (do sporządzenia roztworów o stężeniach 0,0M – 1,0 użyto sacharozy 1M, a do roztworów 1,2M i 1,4 użyto sacharozy 2M). Obliczenia wykonano według schematu:

Przykładowo dla stężenia 1,2.

1,2M-1000ml

x - 30ml

x=0,036

2M-1000ml

0,036M- x

x= 18ml sacharozy, więc 12 ml wody

Ostrym borem wycięto z bulw ziemniaka 16 walców o średnicy 0,5 cm i długości ok. 4 cm. Osuszono walce na bibule filtracyjnej i zważono po dwa na wadze elektronicznej. Walce złożono do zlewek z przygotowanymi roztworami na okres ok. 40 minut. Po upływie tego czasu wyjęto kolejno walce, osuszono na bibule filtracyjnej i zważono.

Wyniki:

Tabela 2.

Stężenie roztworu [M]	Masa walców użytych do doświadczenia [g]	Masa walców wyjętych z roztworu [g]	Zmiana masy ΔG [g]
0,0	5,04	5,74	0,7
0,2	5,1	5,48	0,38
0,4	5,32	5,27	-0,05
0,6	5,15	4,69	-0,46
0,8	5,23	4,49	-0,74
1,0	4,97	4,08	-0,89
1,2	5,08	4,18	-0,9
1,4	5,06	3,99	-1,7

Wykres 2.

Stężenie roztworu odczytane z wykresu wynosi 0,4 M.

Wyczytując z tabeli ciśnienie osmotyczne wynosi 1,12 [MPa] czyli potencjał wody wynosi -1,12MPa.

W roztworach o niższych stężeniach walce napęczniały, co świadczy o tym, że pobrały wodę.

• w roztworze 0,0 M walce spoczywały na dnie zlewki;

• w roztworach o stężeniach 1,4M i 1,2M walce pływały w roztworze;

• w roztworach o stężeniu 1, 0 i 0,8 jeden walec pływał a drugi unosił się na dnie;

Obserwacje świadczą o prawidłowym wykonaniu ćwiczenia gdyż w najniższych stężeniach woda wpływała do komórek natomiast w najwyższych wypływała.