Rafał Bednarski

I Biotechnologia

gr. lab. 1

GOSPODARKA WODNA KOMÓRKI ROŚLINNEJ

1. Przepuszczalność żywej i martwej cytoplazmy komórkowej.

Przebieg doświadczenia:

Z buraka wycięliśmy pięć jednakowych kostek, kostki przemyliśmy wodą przez ok. 30 minut i następnie umieściliśmy w pięciu probówkach: pierwszą, oraz drugą probówkę napełniliśmy 10 ml wody wodociągowej, trzecią napełniliśmy 10 ml wody wodociągowej oraz dodaliśmy 5 ml chloroformu, do czwartej dodaliśmy 10 ml roztworu 30% kwasu octowego, do piątej 10 ml roztworu alkoholu etylowego. Drugą probówkę gotowaliśmy przez ok. 30 sekund. Wszystkie probówki odstawiliśmy na 1 godzinę. Po upływie tego czasu przeanalizowaliśmy wyniki.

Analiza wyników:

Probówka nr 1 – nie zaobserwowaliśmy pojawienia się barwnika w roztworze, z czego wynika iż sama woda nie powoduje niszczenia struktur błon elementarnych (barwnik nie wydostaje się na zewnątrz).

Probówka nr 2 – zaobserwowaliśmy pojawienie się barwnika w roztworze. Temperatura wrzenia ścina (denaturuje) białko i zabija komórki, co powoduje zniszczenie struktur błon elementarnych i uwolnienie barwnika.

Probówka nr 3 – zaobserwowaliśmy powstanie dwóch warstw: chloroformu (niższej) oraz wody (wyższej) kostka buraka znajdowała się na granicy obu warstw. Chloroform uszkodził komórki przylegające do jego warstwy. Ponieważ chloroform nie rozpuszcza barwnika, zaobserwowaliśmy wydzielenie się barwnika do wody.

Probówka nr 4 – zaobserwowaliśmy pojawienie się barwnika w roztworze. Kwas zniszczył komórki buraka z każdej strony, dlatego wylała się znaczna ilość barwnika zabarwiając cały roztwór.

Probówka nr 5 – zaobserwowaliśmy pojawienie się barwnika w roztworze. Alkohol zdenaturował białko w komórkach i spowodował ich śmierć, co zaowocowało wydostaniem się barwnika z komórek.

1. Wpływ jonów K⁺ i Ca²⁺ na przepuszczalność cytoplazmy.

Przebieg doświadczenia:

Do dwóch małych szalek Petriego wlaliśmy po 5 ml 0,01-procentowego roztworu błękitu metylenowego. Do pierwszej szalki dodaliśmy 5 kropli roztworu KNO₃, a do drugiej 5 kropli roztworu Ca(NO₃)₂. W każdej szalce umieściliśmy po 2 skrawki skórki z wklęsłej strony cebuli o wielkości 10 mm x 10 mm. Szalki odstawiliśmy na 20 min. Po upływie tego czasu przeanalizowaliśmy wyniki.

Analiza wyników:

Po porównaniu zabarwienia skrawków okazało się, że bardziej zabarwiły się skrawki gdzie dodano 5 kropli KNO₃. Związane jest to z tzw. antagonizmem jonowym. Jony K⁺ powodują zwiększenie się przepuszczalności błony, dlatego ta próbka zabarwiła się intensywniej – jony K⁺ działają „spęczniająco” na pory cytoplazmy w warstwie lipidowej błony plazmatycznej. Natomiast jony Ca²⁺ działają „odpęczniająco” na pory cytoplazmy w warstwie lipidowej błony plazmatycznej, przez co zmniejsza się przepuszczalność tej błony (ten proces nazywa się plazmolizą wypukłą).

1. Pomiar potencjału wody komórek parenchymy bulwy ziemniaka.

Przebieg doświadczenia:

Z dużego ziemniaka przy pomocy korkoboru wycięliśmy 6 walców o jednakowej długości. Po zważeniu na wadze elektronicznej walce umieściliśmy w 6 probówkach z roztworami sacharozy. Po 2 godz. walce wyjęliśmy, delikatnie osuszyliśmy bibułą i ponownie zważyliśmy. Wyniki przedstawiliśmy w tabeli.

Analiza wyników:

Nr probówki	1	2	3	4	5	6
stężenie (w molach)	0,0	0,2	0,4	0,6	0,8	2,0
ciężar początkowy (g)	1,908	1,650	1,974	1,639	1,972	1,931
ciężar końcowy (g)	2,276	1,824	1,964	1,455	1,688	1,440
różnica (g)	-0,368	-0,174	0,010	0,184	0,284	0,491
Potencjał wody (bary)	0,00	-5,37	-11,34	-18,03	-25,84	nieznany

Probówka nr 1 (sama woda) – zaobserwowaliśmy wzrost masy ziemniaka o 0,368 g;

Probówka nr 2 (0,2 mol sacharozy) – zaobserwowaliśmy wzrost masy ziemniaka o 0,174 g;

Probówka nr 3 (0,4 mol sacharozy) – zaobserwowaliśmy spadek masy ziemniaka o 0,01 g;

Probówka nr 4 (0,6 mol sacharozy) – zaobserwowaliśmy spadek masy ziemniaka o 0,184 g;

Probówka nr 5 (0,8 mol sacharozy) – zaobserwowaliśmy spadek masy ziemniaka o 0,284 g;

Probówka nr 6 (1,0 mol sacharozy) – zaobserwowaliśmy spadek masy ziemniaka o 0,491 g.

Najmniejszą różnicę masy ziemniaka zanotowaliśmy w probówce nr 3 z 0,4-molowym roztworem sacharozy, wniosek z tego taki, że ten roztwór ma najbliższy potencjał wody
(-11,34 bara) w stosunku do wnętrza komórek ziemniaka. Całe doświadczenie opisało zjawisko osmozy, kiedy komórka w różny sposób zachowywała się pod wpływem hiper/hipotonicznych roztworów, a mianowicie wchłaniała, lub usuwała ze swojego wnętrza wodę. Wraz ze wzrostem stężenia roztworu sacharozy zwiększa się ilość usuwanej wody z wnętrza komórek ziemniaka do otoczenia. Potencjał osmotyczny wody komórek parenchymy ziemniaka wynosi około -11,34 bara.

1. Plazmoliza i deplazmoliza

Przebieg doświadczenia:

Wycięliśmy żyletką i umieściliśmy na szkiełku przedmiotowym skrawek skórki z dolnej strony łuski cebuli. Z dużego powiększenia naszkicowaliśmy kontury wybranej komórki. Następnie z jednej strony szkiełka nakrywkowego stale wkrapialiśmy niewielkie ilości 0,8 M roztworu sacharozy, z przeciwnej strony natomiast umieściliśmy fragment bibuły w celu zapewnienia stałego przepływu roztworu pod szkiełkiem. Średnio co 2 minuty szkicowaliśmy zmiany zachodzące we wnętrzu komórki. Następnie zamiast roztworu cukru zakrapiano czystą wodę i znów, co pewien czas, rysowaliśmy zmiany zachodzące wewnątrz komórki.

Analiza wyników:

Plazmoliza Deplazmoliza

Pierwsza część doświadczenia polega na zaobserwowaniu zjawiska plazmolizy, czyli odstawaniu protoplastu od ściany komórkowej. Gdy komórka umieszczona jest w środowisku hipertonicznym (roztwór sacharozy), błona komórkowa odrywa się od ściany komórkowej, wtedy obserwujemy kurczenie się komórki. W następnej fazie ćwiczenia po wkropieniu wody zaobserwowaliśmy proces odwrotny do plazmolizy (deplazmoliza), czyli pęcznienie komórki i jej powrót do stanu wyjściowego.