Ćwiczenie nr 1	Dąbrowska Kamila	Grupa nr 7
Data wykonania ćwiczenia: 13.03.2013 r.	Wyznaczanie potencjału komórek roślinnych. Plazmoliza.	Zaliczenie
Data oddania sprawozdania: 20.03.2013 r.

I Część teoretyczna

Potencjał wody- miara zdolności komórki do pobierania wody na drodze osmozy wyrażana w paskalach- Pa i definiowana następującymi wzorami:

• $Psw\ = \ \frac{\mu_{\text{wi}} - \mu_{w}^{0}}{\overset{\overline{}}{V_{w}}}$,

• Psw =  Ps_π + Ps_p + Ps_m, gdzie:

  • μ_wi – potencjał chemiczny wody w komórce,

  • μ_w⁰ – potencjał chemiczny czystej wody – maksymalna wartość = 0Pa,

  • ${\overset{\overline{}}{V}}_{w}$ – cząstkowa objętość molowa wody,

  • Ps_π – potencjał osmotyczny soku komórkowego- potencjalna zdolność do tworzenia ciśnienia osmotycznego informująca jak dużo substancji osmotycznie czynnej jest zawartej w komórce; zawsze ujemny (obniża potencjał wody),

  • Ps_p – potencjał turgorowy- zawsze dodatni,

  • Ps_m – potencjał matrycowy – bliski 0.

Metody wyznaczania potencjału wody:

• Metoda wagowa, w której szuka się roztworu izotonicznego na podstawie obserwacji zmian masy tkanki umieszczonej w roztworach sacharozy o różnych stężeniach poszukując stężenia, w którym zmiana masy będzie zerowa;

• Metoda plazmolityczna, w której szuka się roztworu izotonicznego na podstawie obserwacji plazmolizy granicznej zakładając, że w roztworze izotonicznym 50% komórek ulega plazmolizie (w przypadku roztworu hipotonicznego plazmolizie ulega mała część komórek, a hipertonicznego więcej niż 50%);

• Metoda pomiaru stężenia roztworu zewnętrznego, w której szuka się roztworu zewnętrznego na podstawie zmian jego stężenia, zakładając, że w roztworze izotonicznym jego zmiana będzie zerowa;

• Metoda krioskopowa- miażdżąc materiał w prasie uzyskuje się sok komórkowy, który przenosi się na szkiełko podstawowe na którym jest schładzany, a następnie określa się temperaturę, w której sok komórkowy zamarza, która dzięki odczytom z odpowiednich tablic wskazuje ciśnienie osmotyczne, a co za tym idzie potencjał wody;

• Techniki psychrometryczne- miażdżąc materiał w prasie uzyskuje się sok komórkowy, który w szczelnie zamkniętej komorze paruje aż do ustanowienia się stanu równowagi, a następnie z użyciem termometru suchego i wilgotnego określa się różnicę temperatur, która dzięki odczytom z odpowiednich tablic wskazuje ciśnienie osmotyczne, a co za tym idzie potencjał wody;

• Bomba ciśnieniowa- wykorzystuje właściwość, iż ciśnienie osmotycznej wody w ksylemie jest takie jak ciśnienie osmotyczne komórek całej rośliny

Plazmoliza- odstawanie błony komórkowej od ściany komórkowej w roztworze hipertonicznym (o niższym potencjale) zachodzące tylko do pewnego momentu. Wyróżniamy następujące rodzaje plazmolizy:

• Wypukła- zachodząca przy małej lepkości cytoplazmy, wywoływana powodującym pęcznienie KCl

• Wklęsła- zachodzący przy dużej lepkości cytoplazmy, wywoływana powodującym skurcz CaCl₂

• Kołpaczkowata- zachodząca z powodu nieprzepuszczalności tonoplastu dla jonów, wywoływana przez jony soli Li, Na, K, które tworzą z organellami barwne kompleksy przy brzegach komórek,

• Tonoplastu- wywoływana KSCN

Deplazmoliza- ponowne przylepianie się błony komórkowej w roztworze hipotonicznym (o wyższym potencjale).

II Część praktyczna

Ćwiczenie 1.

Oznaczanie potencjału wody komórek epidermy cebuli metodą plazmolityczną.

Mając do dyspozycji 1M roztwór sacharozy sporządzono w szalkach Periego po 10 ml rozcieńczeń sacharozy od 0,0M do 1M (co 0,1M)- np. w celu uzyskania roztworu 0,3M łączymy 3ml sacharozy i 5 ml wody. W każdym roztworze umieszczono skrawki epidermy łuski cebuli o wymiarach ok. 0,5 x 0,5cm (skrawki były zanurzone w roztworze). Po ok. 30 minutach od chwili umieszczenia tkanki w roztworze wykonano preparaty na szkiełku podstawowym w kropli płynu, w którym znajdowały się skrawki poczynając od stężenia największego. Obliczono procent splazmolizowanych komórek w poszczególnych roztworach, obserwując 20 komórek z każdego preparatu. Wyniki zestawiono w tabeli.

Wyniki:

Tabela 1

Stężenie sacharozy [M]	Procent splazmolizowanych komórek
	Seria 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	65%

Ćwiczenie 2.

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

Na szkiełka podstawowe nałożono kilka kropel Ca(NO₃)₂, KNO₃ i KSCN oraz taką samą ilość wody w następujących proporcjach:

• Na 2 krople Ca(NO₃)₂ – 2 krople wody,

• Na 3 krople KNO₃ – 1 kropla wody,

• Na 3 krople KSCN – 1 kropla wody.

Wodę wymieszano z roztworami, a następnie umieszczono w nich skrawki epidermy cebuli i przykryto szkiełkiem nakrywkowym. Po upływie ok. 2 minut przeprowadzono obserwację w mikroskopie. Zaobserwowano rożnice w morfologii komórek splazmolizowanych.

Wyniki:

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

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

• 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.

Ćwiczenie 3.

Wyznaczanie potencjału wody w komórkach bulwy ziemniaka metoda wagową.

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:

1,2M – 1000ml 2M – 1000 ml

X – 30 ml 0,036M – x

X = 0,036M 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 zestawiono w tabeli.

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