Водный обмен растений - Жолкепич В.Н.
ISBN 5-02-003977-2
Скачать (прямая ссылка):
Проще фиксировать ткань действием высоких температур, при которых происходит денатурация белков и, как следствие, инактивация всех ферментных систем и утрата избирательной проницаемости. Для этого нарезанный растительный материал складывают в сухие бюксы, закрывают крышками, помещают в нагретый до кипения аппарат Коха и подвергают действию паров воды в течение 20 мин. С помощью находящихся в бюксе кусочков ткаии собирают образовавшиеся во время нагревания на внутренних стенках бюкса капли жидкости; затем все содержимое бюкса помещают в ручной пресс и отжимают сок. Этим методом нельзя пользоваться, когда в растительном материале содержится большое количество легко гидролизуемых веществ.
Образцы можно также фиксировать парами ядовитых веществ. Утрата избирательной проницаемости под действием хлороформа настолько быстрая, что клеточный сок вытекает из ткани даже до наложения давления. Процедура состоит в следующем: 0,5 мл хлороформа добавляют к 10—15 г сырой массы ткани и оставляют в закрытом сосуде при 0° па 24- ч. Если затем проводится криоскопическое определение осмотического потенциала, то для образцов, фиксированных хлороформом, вводится поправка А/ = 0,102°.
Для многих объектов осмотический потенциал клеточного сока, выжатого из ткани после воздействия низкой или высокой температур, а также парами хлороформа, почти одинаков [115, 127].
Б. Славик [115] детально рассматривает различные типы прессов, используемых для получения клеточного сока. Для больших образцов (10—50 г сырой ткани) рекомендуются масляные гидравлические прессы с давлением 10 МПа. Показано, что осмотический потенциал сока, отжатого при давлении в интервале от 1 до 10 МПа, меняется незначительно, причем более чем 76 % сока из убитой ткани может быть получено при давлении меньше 2,5 МПа; его осмотический потенциал отличается от соответствующего значения для клеточного сока, полученного при 20 МПа, только на 2,8 %. Для получения клеточного сока
из небольших образцов растительной ткани может быть использован подкожный шприц или металлический ручной пресс.
Для получения сравнимых результатов необходимо строго соблюдать одни и те же условия получения клеточного сока.
Криоскопия. Криоскопическое определение осмотического потенциала, основанное на законе Рауля, является достаточно точным физическим методом. В современных мнкроосмометрах, например, в микроосмометре Кнаура (ФРГ), пспользоваи именно этот принцип — сравнение температуры замерзания раствора и чистого растворителя. Прибор содержит термоэлектрическое охлаждающее устройство, вибратор и высокочувствительный электронный термистор. Электрический сигнал передается па одноканальный самописец или цифровой дисплей. Калибровка прибора достигается измерением температуры замерзания чистого растворителя и растворов известной концентрации. Для определения осмотического потенциала требуется не более 20— 150 мкл раствора, ошибка определения в пределах 1 %, необходимое время для определения —примерно 2 мин.
Тензиометрические методы. Тензиометрические методы определения осмотического потенциала основаны на зависимости между осмотическим потенциалом раствора и упругостью водяного пара над ним:
= 3000 log -у,
где р — относительная упругость водяного пара над раствором.
При помещении двух растворов с разным осмотическим потенциалом на небольшом расстоянии друг от друга молекулы водяного пара диффундируют по градиенту упругости и, конденсируясь, увеличивают объем более крепкого раствора. Пользуясь серией стандартных растворов, можно определить осмотический потенциал исследуемой жидкости. По методу Раста (его называют также методом Барджера), в серию капилляров запаивают по капле исследуемого раствора и раствора с известным осмотическим потенциалом, при малом увеличении микроскопа измеряют размер капли исследуемого раствора и после 48-часовой инкубации при 30—35° проводят повторное измерение. Находят осмотический потенциал стандартного раствора, в капилляре с которым объем капли исследуемого раствора не изменился. Существенным недостатком этого метода является смачивание внутренних стенок капилляра растворами и вызванное этим некоторое загрязнение одного раствора другим [128].
Избежать смешивания двух жидкостей с разным осмотическим потенциалом можно при работе капиллярным методом Ур-шпрунга и Блюма, когда исследуемый раствор наливают в углубление небольшого сосудика, который герметически закрывают стеклом. С нижней стороны стекла приклеивают открытые капилляры, наполненные растворами с известным осмотическим потенциалом. Но необходимо учитывать, что при одинаковом ос-
мотпческом потенциале упругость водяных паров над вогнутой поверхностью в капилляре меньше, чем над плоской поверхностью. Все капилляры должны иметь по возможности одинаковый диаметр. Обязательно ставят контрольные капилляры, наполненные исследуемым раствором. Изменение длины капли контрольных капилляров служит поправкой к определению изменения длины капли опытных.
Существенным недостатком этого метода является то, что для достижения равновесия требуется продолжительное время (до нескольких суток), в течение которого могут измениться параметры исследуемого сока. Удачная модификация этого метода осуществлена А. А. Зялаловым [46]. Она основана на том, что при постоянстве площади поверхности скорость испареиия жидкости по закону Фика прямо пропорциональна градиенту сил. Следовательно, если над определенным водоотнимающим агентом две жидкости с одинаковой площадью поверхности испаряют одинаковое количество воды, то их химические потенциалы равны. Поэтому, поместив в капиллярах серию растворов с известными концентрациями и испытуемый раствор над 1 М раствором хлористого калия, можно найти искомую величину через непродолжительное время, не дожидаясь достижения равновесия.
