332_p1466_C1_7726

Работа 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЗОТА И ФОСФОРА В РАСТИТЕЛЬНОМ МАТЕРИАЛЕ

Сжигание. Взять листья и высушить при температуре 105 ºС до постоянного веса, затем взять навеску 0,2 г. Эту навеску поместить в колбу Кьельдаля, куда налить 4 мл концентрированной серной кислоты, 1–2 мл хлорной кислоты в качестве катализатора и поставить на сжигание. Сжигание вести до обесцвечивания жидкости. Минерализат перенести в мерную колбу на 100 см3, колбу Кьельдаля сполоснуть несколько раз дистиллированной водой и уровень жидкости довести до метки.

Определение азота. Взять 2 мл минерализата в колбочку на 10 мл, проверить рН, если среда кислая, то нейтрализовать 10 % щелочью. Добавить 2–8 мл дистиллированной воды, 0,25 мл реактива Несслера, довести водой до метки и поставить на 30 мин для развития оранжево-красной окраски. Через 30 мин колориметрировать со стандартным раствором и определить содержание азота. В качестве стандартного раствора берут хлористый аммоний в количестве 3,819 г на 1 л воды. Взять 5 мл этого раствора в колбу на 100 мл и довести водой до метки. В полученном растворе в 1 мл – 0,05 мг азота. Для контроля взять 2 мл разведенного стандартного раствора и поступить так же, как и с испытуемым.

Определение фосфора. Взять 2 мл минерализата в колбочку на 10 мл, если нужно нейтрализовать раствор, добавить 1,6 мл 2,5 % раствора молибденовокислого аммония, добавить 0,6 мл амидола. Довести водой до метки, перемешать и поставить на 1 ч для развития синей окраски. Через час колориметрировать со стандартным раствором фосфорнокислого калия двузамещенного, который содержит 0,04 мг фосфора в 1 мл. Для контроля взять 2 мл стандартного раствора и поступить так же, как и с испытуемым.

ЗАДАЧИ

1.Как вырастить растение без почвы? Какие условия необходимо при этом соблюдать?

2.Относится ли натрий к числу необходимых для растений элементов? Как это доказать?

3.Почему выражение «корень всасывает почвенный раствор» ошибочно?

4.Корневая система была выдержана в течение нескольких

51

минут в растворе метиленовой сини, а затем тщательно промыта водой, после чего корни были погружены в раствор хлористого кальция. Раствор приобрел хорошо заметную синюю окраску. Как объяснить это явление?

5.Одинаковые проростки высажены в три сосуда с песком. В первый сосуд внесена полная питательная смесь Гельригеля, во

второй – та же смесь, но вместо Са(О2) дан СаО4, в третьем сосуде KCl заменен на КО3. Сосуды помещены в вегетационный домик и регулярно поливаются дистиллированной водой. Каковы будут результаты этого опыта?

6.Споры плесневого гриба были внесены в питательную среду, содержащую сахар и различные соли, в состав которых входили азот, сера, калий, магний, железо и микроэлементы. Несмотря на то, что внешние условия были вполне благоприятными, рост гриба наблюдался только в течение первых двух дней, а затем прекратился. Как объяснить полученный результат?

7.В каких частях растения наблюдается более высокое содержание зольных элементов: в древесине или в листьях, в старых или в молодых листьях? Как объяснить эти различия?

8.Кусочки черешка и листовой пластинки исследуемого растения были помещены в тарелку, размяты стеклянной палочкой и облиты раствором дифениламина в серной кислоте. Черешок окрасился в темно-синий цвет, а листовая пластинка посинела очень слабо. Как объяснить полученные результаты?

9.В сок, отжатый из стебля, черешка и листовой пластинки, добавили раствор дифениламина в серной кислоте. Ни один из перечисленных объектов не дал посинения, несмотря на то, что почва, на которой выращивалось растение, была богата нитратами. Сделать вывод на основе полученных результатов.

10.Как объяснить уменьшение содержания нитратов в листьях при выставлении растения на яркий свет?

11.Какие листья обнаруживают более резкие симптомы фосфорного голодания – верхние или нижние? С чем это связано?

12.У каких листьев, молодых или старых, раньше появится хлороз при недостатке в почве растворимых соединений железа?

13.Какие из нижеперечисленных удобрений являются односторонними, какие двусторонними и какие многосторонними: калийная селитра, навоз, хлористый калий, печная зола, торф, фос-

52

форнокислый аммоний, бура, аммиачная селитра?

14.Растения выращивались в вегетационных сосудах с исследуемой почвой. В первый сосуд никаких удобрений не вносилось (контроль), во второй добавлялось калийное удобрение, в третий – фосфорное, в четвертый – азотное. Остальные условия (освещение, полив, температура и т. д.) были для всех одинаковы. Рост растений во втором сосуде не отличался от контрольного, в третьем был немного лучше, а в четвертом гораздо лучше, чем в контрольном сосуде. Сделайте выводы из приведенных результатов.

15.В вегетационном опыте изучалось влияние различных удобрений на урожайность пшеницы. Опыт был поставлен в четырех вариантах: 1) неудобренная почва (контроль), 2) аммиачная селитра, 3) суперфосфат, 4) аммиачная селитра + суперфосфат. Урожай во втором варианте получился в полтора раза выше, чем в контроле, в третьем не отличался от контроля, а в четвертом в два раза больше, чем в контроле. Как объяснить полученные результаты?

16.Д. Н. Прянишников установил, что урожай люпина повышался примерно одинаково как при внесении фосфорита

(Са3/РО4/2), так и при внесении фосфата (Са/Н2РО4/2), тогда как белая акация усиливала свой рост только при удобрении фосфатом, а при внесении фосфорита росла так же плохо, как и без фосфорных удобрений. Как объяснить результаты этого опыта?

17.Как объяснить резкое улучшение усвоения фосфорита овсом при внесении в почву сернокислого аммония?

18.Сколько суперфосфата (с содержанием 18 % Р2О5) следует внести на делянку площадью 5 м2, чтобы количество Р2О5 в растении на 1 га составило 54 кг?

19.Какое количество сернокислого аммония нужно внести под вегетационный сосуд, содержащий 2,7 кг почвы, исходя из нормы 0,08 г азота на 1 кг почвы?

20.При проведении полевого опыта в почву вносились азотные, фосфорные и калийные удобрения в различных сочетаниях и в разных дозировках. Урожаи высеянной на этом поле культуры оказались наивысшими (и примерно одинаковыми) в двух вариантах:

1)N – 10 кг, Р2О5 – 50 кг, К2О – 12 кг, 2) N – 15 кг, Р2О5 – 70 кг, К2О

– 20 кг на га. Какой из вариантов следует рекомендовать для прак-

тического использования?

53

ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ

Анаболизм, катаболизм, свободная энергия, переносчики свободной энергии, субстраты дыхания, дыхательный коэффициент, аэробные, анаэробные дегидрогеназы, оксидазы, разнообразие путей дыхания, гликолиз, субстратное фосфорилирование, окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты, цикл Кребса, окислительное фосфорилирование, цианид-резистентное дыхание у растений, анаэробное дыхание, пентозофосфатный путь окисления глюкозы, глиоксилатный цикл, глюконеогенез, немитохондриальные оксидазы, оксигеназы (моно- и ди-), активные формы кислорода, супероксиддисмутаза, каталаза, энергетический выход, центральная роль цикла Кребса в клеточном метаболизме, активные метаболиты, взаимосвязь углеводного, липидного и белкового обменов, анаплеротические реакции, экология дыхания, регуляция.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1.Что такое органогены, макро-, микро- и ультрамикроэле-

менты?

2.Как происходит транспорт ионов в клетку. В чем роль клеточных стенок и мембран?

3.Как происходит транспорт ионов по тканям корня в радиальном направлении?

4.В чем различие ксилемного и флоэмного транспорта?

5.Восстановление нитратов до аммиака в зеленой водоросли хлорелла значительно ускоряется под влиянием света. Каков возможный механизм этого влияния?

6.Проследите биохимические метаболические пути молекул углекислого газа в растении, начиная с атмосферы и кончая их появлением в той или иной аминокислоте.

7.Поясок Каспари в эндодермальных клетках может играть роль в поглощении солей ксилемой корня, а также воды в условиях положительного корневого давления. Объясните функцию пояска Каспари в отмеченных явлениях.

8.Написать реферат по теме «Минеральное питание растений».

План реферата 1. Общее представление о минеральном питании растений. Привести

перечень элементов минерального питания в соответствии с классификацией Вернадского.

54

2.Поступление минеральных веществ из почвы в корневые волоски. Охарактеризовать 2 фазы поступления: адсорбция в свободном пространстве клеточных стенок и способы преодоления мембраны.

3.Ближний и дальний транспорт веществ по растению.

4.Охарактеризовать все макро- и микроэлементы, поглощаемые растениями из почвы по следующей схеме:

1) роль элемента для растений; 2) формы нахождения вприроде ипутипоступления врастения;

3) важнейшие стороны метаболизма элемента;

4) признаки недостаточности и пути устранения;

5) составить схему круговорота в природе для N, P, S.

ТЕСТЫ

1. Основоположник теории минерального питания растений:

2. К органогенам относятся:

3. Соединение, присутствующее в составе растительной клетки в небольшом количестве:

4. Минеральный элемент растительной клетки, не входящий в состав зольных:

5. Микроэлементы в составе растительной клетки:

6. Форма взаимодействия ионов в растворе, при которой суммарный эффект воздействия на растение много больше суммы каждого эффекта:

а) антагонизм б) синергизм

в) аддитивное действие

55

7. Бактерии рода нитробактер участвуют в процессе

а) симбиотической азотфиксации б) несимбиотической азотфиксации в) аммонификации г) нитрификации д) денитрификации

8. Нитритредуктаза осуществляет катализ процесса:

а) восстановление NO3-

б) восстановление молекулярного азота до аммония в) восстановление NO2-

г) аммонификация д) аминирование кетокислот

е) окисление аммония до нитратов и нитритов

9. Карбоновые кислоты, участвующие в процессе первичного аминирования в ходе круговорота азота в растении:

а) яблочная б) фумаровая

в) α-кетоглутаровая г) изолимонная д) аспарагиновая е) глутаминовая ж) ЩУК

10. Процесс азотного обмена в растениях, требующий затраты НАДФН2:

а) редукция нитратов б) редукция нитритов

в) первичное аминирование кетокислот г) переаминирование д) образование амидов е) дезаминирование

11. Процесс в биологическом круговороте азота, в котором участвуют бактерии рода псевдомонас:

а) симбиотическая азотфиксация б) несимбиотическая азотфиксация в) аммонификация г) нитрификация д) денитрификация

12. Нитрогеназа осуществляет катализ процесса:

а) восстановление нитратного азота б) восстановление молекулярного азота до аммония в) восстановление нитритного азота

56

г) аммонификация д) аминирование кетокислот

е) окисление аммония до нитратов и нитритов

13. Анаэробное дыхание осуществляется в ходе:

а) симбиотической азотфиксации б) несимбиотической азотфиксации в) аммонификации г) нитрификации д) денитрификации

14. Транспорт кислорода к бактероидам при симбиотической азотфиксации осуществляет:

а) гемоглобин б) нитрогеназа в) леггемоглобин г) молибден д) оксигеназа

е) цитохромоксидаза

15. Элементы, участвующие в образовании макроэргических свя-

зей:

16. Микроэлементы, необходимые для нормального протекания процессов симбиотической азотфиксации:

17. Важнейшие органические соединения в растениях, в состав которых не входит азот:

18. Нормальный биосинтез хлорофилла невозможен при голодании растений по:

57

19. Элемент, входящий в состав каталитических центров многих ферментов из класса оксидоредуктаз (цитохромы, каталазы, пероксидазы и др.):

20. Элемент, участвующий в процессе стабилизации наружной мембраны (снижение пассивной проницаемости):

21. Точечный хлороз листьев является ярким симптомом голодания растений по:

22. Минеральные элементы, при недостатке которых страдают в первую очередь молодые листья:

23. Появление на различных частях растения ослизняющихся некрозных пятен связано с недостатком в почвенной среде:

24. Тесный контактный обмен между ризодермой и частицами почвы обеспечивается:

а) переходом ионов в почвенный раствор б) прилипанием частиц почвы к корневым волоскам при выде-

лении ими слизи в) адсорбцией почвенных частиц клетками ризодермы

г) отсутствием у ризодермы кутикулы д) преобладанием в структуре почвы мелкодисперсных фракций

58

25. Вид транспорта минеральных веществ, к которому относится загрузка ксилемы и флоэмы:

а) простая диффузия б) активный транспорт

в) облегченная диффузия г) диффузия через ионные каналы

26. Процессы ионного транспорта через мембрану, в которых участвуют белки-переносчики:

а) простая диффузия б) ионные каналы

в) облегченная диффузия г) работа АТФазных насосов

27.Основной движущей силой радиального транспорта ионов

вкорне является:

а) градиент заряда б) градиент концентрации

в) осмотический градиент г) работа протонных насосов д) активный транспорт

28. Наиболее доступны для растений азот и фосфор при рН:

29. К комплексным минеральным удобрениям относятся:

а) аммиачная селитра б) карбамид в) нитрагин г) калимагнезия

д) костяная мука е) кальциевая селитра

30. В корнях растений не синтезируются:

а) цитокинины б) аминокислоты в) пигменты

г) азотистые основания.

59