полного извлечения пигментов (растворитель, стекающий с фильтра, должен стать бесцветным).
Перелить вытяжку в мерную колбу на 50 мл и довести ацетоном до метки, споласкивая колбу Бунзена не менее трех раз небольшими порциями ацетона и сливая в ту же мерную колбу. Закрыть мерную колбу пробкой, тщательно перемешать (перевернуть 3 раза вверх дном и взболтать) и хранить до определения в темноте на холоде.
Определить концентрацию хлорофилла на ФЭКе. Для этого за 20 мин до определения включить ФЭК, установить гальванометр на нулевое деление, поставить красный светофильтр, открыть шторки (предварительное освещение фотоэлементов необходимо потому, что в первые минуты после включения ФЭК дает неустойчивые показания).
Определить оптическую плотность раствора относительно чистого растворителя (ацетона), используя кюветы с расстоянием между гранями 10 мм. Для предотвращения испарения растворителя закрыть кюветы крышечками.
Надежные результаты получаются при показаниях ФЭКа от 0,1 до 0,4. Если оптическая плотность более 0,5,то вытяжку следует разбавить, отмерив в чистую сухую посуду определенные объемы вытяжки и ацетона; если же показание ФЭКа окажется ниже 0,08, необходимо выполнить всю работу сначала, взяв большую навеску.
Повторить измерение и из полученных отсчетов взять среднее арифметическое. Определить концентрацию вытяжки по калибровочному графику (рис. 2): найти на оси ординат соответствующую оптическую плотность, провести от нее горизонтальную линию и от точки пересечения с калибровочным графиком опустить перпендикуляр на ось абсцисс.
21
Рис. 2. Калибровочный график для определения хлорофилла
Вычислить процентное содержание хлорофилла в листьях.
Результаты анализов всех объектов, исследованных группой, записать в таблицу.
В выводах сопоставить содержание хлорофилла в разных объектах. При работе на спектрофотометре (кювета 10 мм) можно определить оптическую плотность ацетоновой вытяжки (D) при длине волны 652 HM и вычислить содержание суммы хлорофиллов а и b по формуле
Са+б = 30D652 (мг/л).
Более точно содержание отдельных пигментов можно установить с помощью трехволнового метода, определяя оптическую плотность вытяжки при 665, 649 и 440 HM (максимумы поглощения соответственно хлорофилла а, хлорофилла b и каротиноидов).
22
Содержание хлорофилла в листьях древесных растений
Вари- |
Пов- |
Навеска, |
Объём |
Оптическая |
Количество |
Содержание |
ант |
тор- |
мг |
вытяжки, |
плотность |
хлорофилла по |
хлорофилла |
опыта |
ности |
|
мл |
|
калибровочно- |
в листьях, % |
|
опыта |
|
|
|
му графику, |
|
|
|
|
|
|
мг/50 мл |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
Вари- |
2 |
|
|
|
|
|
ант 1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вари- |
1 |
|
|
|
|
|
ант 1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рассчитать концентрацию пигментов по следующим формулам
C a = 11,63D665 - 2,39D649 Cб = 20,11D649 - 5,18D665
Скарот = 4,695D440 - 0,268Са+б
(мг/л), (мг/л), (мг/л).
По окончании опытной работы результаты обработать методами вариационной статистики. Сделать вывод о содержании хлорофилла в листьях древесных растений.
4.3 ТЕМА «МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ» Работа 6. Химический анализ сока растений
Объекты исследования: свежие листья древесных и кустарниковых растений.
Оборудование и реактивы: прибор «Полевая лаборатория К.П. Магницкого, дистиллированная вода, марлевая салфетка.
Ход выполнения работы. У деревьев и кустарников выбирают хорошо освещенные типичные однолетние побеги и из нижней части отбирают по одному листу. Для анализа берут черешки, а у сидячих листьев вырезают из нижней трети листа среднюю жилку. Можно использовать также нижние части стеблей молодых побегов.
Вытереть взятую пробу чистой салфеткой или ватой. Если черешки толстые, разрезать их вдоль и использовать половину или четвертую часть. Из нижней части каждого черешка, жилки или стебля вырезать острыми ножницами кусочек длиной 2—3 см. Уложить материал в пресс,
23
сдавливанием рычагов выжать сок и слить его в чистую сухую капельницу. Тщательно вымыть пресс водой и вытереть салфеткой или фильтровальной бумагой.
Пользуясь полевой лабораторией К.П. Магницкого, можно быстро и довольно точно определить содержание в клеточном соке главных элементов почвенного питания — азота, фосфора, калия и магния. К каплям сока, отжатого из черешков или стеблей, добавляют соответствующие реактивы. Окраску полученных растворов или осадков сравнивают с цветной шкалой, имеющейся в приборе К.П. Магницкого, и выражают результаты анализа в миллиграммах элемента на 1 л сока или в баллах.
Из некоторых растений выжать сок трудно, иногда он получается сильно окрашенным, что затрудняет проведение цветных реакций. В этих случаях готовят водную вытяжку. Для этого измельчают материал, берут навеску 2 г, добавляют 0,2 - 0,5 г активированного угля (для поглощения красящих веществ), 6 мл воды и тщательно растирают в маленькой ступке. Растертую массу завертывают в тонкую плотную ткань и отжимают прессом. Поскольку на 2 г материала было взято 6 мл воды, то полученная вытяжка слабее сока примерно в 4 раза.
Для определения фосфора и магния сок разбавляют водой в отношении 1 : 3. Когда для анализа берут вытяжку, такого разбавления не требуется и вытяжку используют сразу.
Для определения азота и калия в углубление фарфоровой пластинки вносят четыре капли вытяжки и дают им испариться на солнце или в теплом месте. Затем к сухому остатку прибавляют одну каплю, воды и проводят анализ согласно инструкции.
Азот. Сухой реактив на нитратный азот состоит из смеси сульфата бария (100 г), сульфата марганца (10 г), цинковой пыли (2 г), лимонной кислоты (4 г) и α-нафтиламина (2 г).
Для определения нитратного азота насыпать в углубление фарфоровой пластинки сухой реактив на азот в объеме, примерно равном зерну ржи, прилить три капли буферного раствора, а затем добавить одну каплю исследуемого сока. Тщательно размешать смесь стеклянной палочкой и через 1 мин сравнить полученную окраску с цветной шкалой прибора Магницкого.
Фосфор. Реактивом на фосфор служит раствор молибденовокислого аммония (1 г указанной соли растворяют в 20 мл горячей воды, добавляют 20 мл концентрированной соляной кислоты и 160 мл воды). Вторым реактивом служит оловянная палочка.
24
При определении фосфора внести в углубление фарфоровой пластинки каплю сока растения, добавить три капли воды и две капли реактива на фосфор. Содержимое лунки помешивать оловянной палочкой (олово также является реактивом), пока окраска не станет устойчивой. Сравнить окраску полученного раствора с цветной шкалой.
Калий. Реактив на калий - дипикриламинат магния, который готовят путем растворения 3 г дипикриламина и 1,3 г окиси магния в 100 мл воды (этот раствор оставляют на 15—20 ч и фильтруют). Вторым реактивом служит разбавленная соляная кислота (к одной части концентрированной кислоты добавляют 5 частей воды).
Калий определяют следующим образом. В углубление фарфоровой пластинки внести каплю сока, добавить каплю реактива на калий и одну каплю соляной кислоты, перемешать стеклянной палочкой и сравнить окраску получившегося осадка с цветной шкалой прибора.
Магний. Реактивы на магний — раствор титанового желтого (10 мг реактива растворяют в 5 мл воды и 15 мл этилового спирта) и 10%-ный
NaOH.
Для определения магния поместить в углубление пластинки каплю сока растения, три капли воды и каплю раствора титанового желтого перемешать стеклянной палочкой и добавить каплю раствора NaOH. Если окраска изменяется нечетко, повторить анализ, добавив перед внесением NaOH каплю свежеприготовленного 1%-ного раствора крахмала. Полученную окраску сравнить с цветной шкалой.
Полученные результаты записать в таблицу:
Изучение химического анализа сока листьев древесных растений
|
|
|
Количество элементов минерального питания |
||||||
Вариант |
Повтор- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Баллы |
Количество, мг/л сока |
|||||||
|
ность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Элементы минерального |
Элементы минерального |
||||||
|
|
|
питания |
|
питания |
||||
|
|
Азот |
Фосфор |
Калий |
Магний |
Азот |
Фосфор |
Калий |
Магний |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
|
|
||