Aneta Jurkiewicz

Temat: Potencjały czynnościowe u roślin. Pomiar potencjału elektrycznego metodą zewnątrzkomórkową.

1.Własności potencjałów czynnościowych:

Komórki roślinne są spolaryzowane,a ich wnętrze w stosunku do otoczenia jest elektroujemne. Potencjał spoczynkowy jest to różnica potencjałów elektrycznych między wnętrzem komórki niepobudzonej, a jej otoczeniem. Nierównomierny rozdział jonów po obydwu stronach błony komórkowej spowodowany jest działaniem m. in.: pomp, transporterów i kanałów jonowych. Zdolność komórki do utrzymywania stałej wartości potencjału spoczynkowego związana jest bezpośrednio z istnieniem różnicy stężeń niektórych jonów pomiędzy wnętrzem i otoczeniem komórki. Dla większości komórek jonami "najważniejszymi" z punktu widzenia potencjału spoczynkowego są jony potasu, których stężenie jest większe zazwyczaj w komórce. Jeżeli na spolaryzowaną komórkę zadziałamy bodźcem, który przekroczy próg pobudliwości, zostanie wygenerowany potencjał czynnościowy. Potencjał czynnościowy powstaje w komórce pobudliwej, gdy potencjał jej błony przekroczy pewną graniczną wartość nazywaną progiem pobudzenia. Są to przemiany fizyko-chemiczne, które rozprzestrzeniają się od miejsca podrażnienia wzdłuż błony biologicznej. Potencjał czynnościowy składa się z kilku faz:

• Depolaryzacji - gwałtowny wzrost potencjału błonowego

• Repolaryzacji - nieco powolniejszy spadek potencjału błony

• Hiperpolaryzacji - okres gdy potencjał błony jest niższy od potencjału spoczynkowego

W komórce roślinnej na etap depolaryzacji składa się: napływ jonów Ca²⁺ powodujący otwieranie się kanałów chlorowych w plazmalemmie oraz wypływ jonów Cl^- z komórki. Repolaryzacja to wypływ jonów K⁺ z komórki.

Potencjał czynnościowy wywoływany jest tylko przez bodźce ponadprogowe i progowe. Ma on stałą amplitudę. Bodźce podprogowe natomiast nie wywołują potencjału czynnościowego.

• Próg pobudliwości to progowa wartość bodźca, która wywołuje potencjał czynnościowy.

Reobaza to próg, poniżej którego bodźce trwające dowolnie długo nie wywołują potencjału czynnościowego.

• Chronaksja to czas stosowania bodźca o podwójnej wartości reobazy.

• Okresy refrakcji to czas po wystąpieniu potencjału czynnościowego w którym komórka nie jest pobudliwa.

• Refrakcja bezwględna - okres, w którym żaden bodziec nie wytrąca komórki ze stanu spoczynkowego,

• Refrakcja względna - okres po przejściu refrakcji bezwzględnej ,gdzie bodziec ponadprogowy wywołuje reakcję. Im silniejszy bodziec tym refrakcja względna jest krótsza.

2. Układ pomiarowy i obiekt badań.

Badana roślina to wątrobowiec Conocephalum conicum. Roślina ta ma niski próg pobudliwości, wrażliwa jest na bodźce: mechaniczne, elektryczne, chemiczne, świetlne oraz termiczne. Układ stymulacji składa się z: dwóch elektrod srebrowych: anody(+) i katody(-), wbitych w plechę, źródła stałego prądu (bateria 4,5V), dzielnika napięcia i klucza.

Układ rejestracji to dwie elektrody chlorosrebrowe wbite w plechę, wzmacniacz i rejestrator.

3. Wykonanie ćwiczenia.

• Pomiar progu pobudliwości:

Obliczanie dzielnika:

4,5V · X / 1000 = 1V X - wartość dzielnika

1V=222

0,8V=177

0,6 V=133

0,4 V=89

Stymulowanie rośliny kolejno podanymi wartościami bodźca przez 5s. Kolejne stymulacje wykonano w odstępie 10min, aż do wystąpienia potencjału czynnościowego. Gdy za pierwszym razem nie zostanie wygenerowany potencjał należy zwiększyć bodziec:

Pomiar	Nastawienie dzielnika	Wartość bodźca	Potencjał czynnościowy
1	222	1,0 V	+
2	177	0,8 V	+
3	133	0,6 V	+
4	89	0,4 V	-

Próg pobudliwości wynosi 0,6 V.

• Wyznaczanie okresu refrakcji:

Wyznaczanie okresu poprzez stymulowanie rośliny 1,5-krotna wartością wyznaczonego wcześniej bodźca progowego.

1,5 · 0,6V = 0,9V wyliczona wartość dzielnika = 200

Czas stymulacji wynosi 5s. Stymulację powtórzyć po 10min. Następnie odstęp czasowy skracać o minutę, aż potencjał czynnościowy nie wystąpi. Wartość stosowanego bodźca wynosi 0,9V.

Stymulacja	Odstęp czasowy	Potencjał czynnościowy
1	10 min	-
2	9 min	-
3	8 min	-

Zmiana wartości stosowanego bodźca na 1,35V.

4,5 · X/1000 = 1,35V

X = 300

Stymulacja	Odstęp czasowy	Potencjał czynnościowy
1	10 min	-
2	15 min	-

Okres refrakcji wynosi powyżej 15 min.

---