 |
Устройство аппарата Варбурга
|
|
|
|
Прибор Варбурга состоит из термостатической цилиндрической ванны объёмом 30-35л. Прибор снабжён двумя двигателями, один служит для перемешивания воды (мешалка), второй приводит в движение механизм, обеспечивающий качания манометров. Амплитуда колебаний может меняться. Прибор оснащён 16 манометрами. Конструкция прибора позволяет приближать к экспериментатору любой манометр. Постоянная температура воды в ванне поддерживается с помощью термостата, который включен в сеть через контактный термометр (колебания температуры не должны превышать ±0,020С).
Основной частью прибора является реакционный сосудик, соединённый с манометром. Конструкция сосудиков может быть самой разнообразной. Наиболее часто при определении поглощения О2 используют сосудики с одним боковым отростком. Этот отросток позволяет вводить в систему тот или иной реагент (например, в него вносится щёлочь для поглощения СО2). Боковой отросток сосудика закрывается пробкой, которая притирается вращательными движениями; таким же образом сосудики притираются к манометрам.
Манометры изготовляются из толстостенных стеклянных трубок, внутренний диаметр которых равен 0,8-1,0 мм. Форма манометра – U-образная. Обе ветви манометра имеют шкалу с разметкой делений снизу вверх от 0 до 300 мм. Левая ветвь заканчивается небольшим всегда открытым расширением; правая – имеет боковой отросток, выше которого расположен трёхходовой кран (закрыт во время опыта). Боковой отросток заканчивается шлифом, к нему притирается сосудик. Ветви манометра внизу сходятся и соединяются у основания с резервуаром с манометрической жидкостью. Специальным винтовым зажимом, позволяющим сжимать резиновый резервуар, уровень жидкости в манометре может быть легко изменён.
|
|
|
В качестве манометрической жидкости используют следующие растворы:
1. 25 г NаСl, 5 г холеиновокислого натрия растворяют в 500 мл воды (плотность раствора 1,033 г*см-3). Полученный раствор рекомендуется подкрасить флуоресцином. Несколько капель спиртового раствора тимола добавляют в качестве антисептика.
2. 11,5 г NаСl растворяют в 100 мл воды, добавляют 0,25 г додецилсулфата натрия и после внесения флуоресцина и тимола объём раствора доводят до 250 мл (плотность раствора 1,033 г*см-3).
Ход работы
1. В боковой отросток чистого сухо сосудика наливают 0,2 мл 20% раствора КОН. Для увеличения поверхности, поглощающей СО2, в боковой отросток пинцетом опускают квадратик фильтровальной бумаги, сложенной несколько раз в виде гармошки. Боковой отросток закрывают пробкой (шлифы пробки и сосудика обязательно притираются).
2. В основное пространство сосудика помещают растительный объект: 0,3-0,5 г разрезанных на кусочки листьев; при работе с корневыми системами или водными растениями их после взвешивания помещают в жидкость (воду или питательный раствор).
3. Опытный сосудик соединяют с манометром, шлиф которого предварительно должен быть смазан вазелином. Прозрачность шлифа является показателем того, что он хорошо притёрт. На выступы сосудика и манометра надевают резиновые кольца, поддерживающие сосудик.
4. Оставляя краны открытыми, манометры закрепляют в соответствующих «гнёздах» на внешней стороне термостата; сосудики должны быть полностью погружены в воду (вода в термостатной ванне прогревается заранее до 270С).
5. Одновременно с опытными сосудиками помещают в ванну термостата термобарометры. Термобарометр представляет собой манометр, полностью идентичный опытному, за исключением того, что растительный объект в сосудике заменён равным объёмом воды. Любые изменения в уровне манометрической жидкости этого манометра, вызванные изменением температуры водяной бани или барометрического давления, могут быть использованы для коррекции показаний опытных манометров.
|
|
|
6. Включают качающий механизм; 10-20 мин манометры и сосудики качаются – этим достигается выравнивание температуры в сосудиках и термостатируемой ванне.
7. По достижению прогрева, необходимо остановить качание и с помощью винтового зажима уровень манометрической жидкости в правой (соединённой с сосудиком) ветви манометра установить на делении 150 мм. Закрыть трёхходовой кран, отметить исходное (нулевое) положение мениска манометрической жидкости в левой ветви манометра (записать это первое показание, Н1), возобновить качание и зафиксировать время начала опыта (т. е. учёта интенсивности поглощения О2).
8. В зависимости от величины взятой навески и интенсивности дыхания объекта, отсчёты по показаниям манометра следует снимать через временной интервал 10-20 мин и более. Для снятия отсчёта отключают систему качания, уровень жидкости в правой ветви манометра снова доводят до деления 150 мм (это гарантирует постоянство объёма) и записывают уровень мениска в левой ветви манометра (Н2).
9. Учитывая первое (нулевое) и второе показания опытного манометра и термобарометра, определяют величину смещения уровня манометрической жидкости за время опыта. Полученную разницу, выраженную в мм столба манометрической жидкости, умножают на константу сосудика. Константа характеризует объём газа (мкл), который вызывает смещение жидкости в манометре на 1мм. Величина константы зависит от объёма сосудика, прилегающей к нему части манометра, объёма помещаемой в сосудик реакционной смеси и определяется до начала проведения экспериментов. Константы сосудиков, применяемых в настоящем исследовании: 0,95-1,10 мкл/мм
Окончательная формула для расчёта количества поглощённого кислорода на единицу массы в единицу времени с учётом показаний термобарометра:
мкл О2*ч-1*г-1, где:
Н1-Н*2, изменение давления газа в опытном сосудике в мм манометрической жидкости
(*При определении дыхания происходит поглощение О2 из замкнутого газового пространства, поэтому показания опытных манометров падают).
|
|
|
H’1-H’2, изменение давления газа в термобарометре, мм
Р – навеска (г)
t – время (мин)
Kt – константа сосудика термобарометра, К0 – опытного сосудика, мкл/мм.
Результаты опыта записывают в таблицу и делают вывод об интенсивности дыхания растительных объектов разного систематического положения и возраста.
Материалы и оборудование:
1. Прорастающие семена, распускающиеся почки, проростки разного возраста (горох, пшеница, сирень и др. растения)
2. Раствор КОН (20%)
3. Квадратики фильтровальной бумаги (2х2 см)
4. Пинцет
5. Вазелин
6. Микропипетки
7. Ножницы
8. Резиновые кольца
9. Весы, разновесы
10. Прибор Варбурга (включая сосудики и манометры)
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Баславская С.С., Трубецкова О.М. Практикум по физиологии растений. М.:Изд-во МГУ, 1964. – 328с.
2. Викторов Д.П. Малый практикум по физиологии растений. – М.:Изд-во «Высшая школа», 1969. – 120с.
3. Викторов Д.П. Практикум по физиологии растений. – Воронеж: изд-во Воронежского ун-та, 1991. – 158с.
4. Полевой В.В. Физиология растений. – М.:Изд-во «Высшая школа», 1989. – 464с.
5. Практикум по физиологии растений. – М., Изд-во «Колос», 1972. – 179с.
6. Практикум по физиологии растений /И.В. Плотникова и др.; Под ред. В.Б. Иванова – М.: Изд-во «Академия», 2001. – 144с.
7. Физиология растений /Н. Алехина и др. Под ред. И.П. Ермакова. – М.: Изд-во «Академия», 2005. – 640с.
Юлия Витальевна Синицына, Любовь Николаевна Олюнина,
Елена Олеговна Половинкина
|
|
|
