Ассимиляции углекислоты веточкой элодеи

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНОГО ОБМЕНА

ПО ТАБЛИЦАМ БЕНЕДИКТА И ОТКЛОНЕНИЯ ОСНОВНОГО ОБМЕНА

ОТ ДОЛЖНОГО УРОВНЯ ПО ФОРМУЛЕ РИДА И НОМОГРАММЕ

 

Цель исследования: ознакомиться с табличным методом определения основного обмена и его отклонения от должного уровня методом Рида.

Объект исследования: человек.

Оборудование и материалы: таблицы Бенедикта для расчета основного обмена, весы медицинские, номограмма Рида, сфигмоманометр, фонендоскоп, секундомер, линейка.

Ход работы:

1. Для определения основного обмена используют специальные таблицы Бенедикта, составленные с учетом роста, возраста и массы тела. Находят 2 числа: первое (X) – по массе тела (табл. 1), а второе (Y) – по росту и возрасту (табл. 2). Складывают X и Y – это и будет должный основной обмен.

2. Для определения отклонения основного обмена от должного уровня у испытуемого в состоянии мышечного и эмоционального покоя подсчитывают пульс и измеряют артериальное давление на правой руке 3 раза с промежутками 1-2 мин. Для расчета берут минимальные показатели.

Расчет степени отклонения основного обмена от должного уровня производят по формуле Рида: степень отклонения равняется 0,75× (частота пульса + пульсовое давление × 0,74) - 72. Для упрощения расчетов используют номограмму Рида (рис.), которая позволяет быстро сопоставить частоту пульса со значением пульсового давления. Для этого находят соответствующее значение пульса на левой шкале и пульсового давления – на правой, а затем соединяют их линейкой.

Точка пересечения линейки со средней шкалой показывает величину отклонения основного обмена от должного уровня в процентах.

 

Таблица 1

Данные для определения основного обмена за сутки

по массе тела (число X)

Масса, кг	Теплота, ккал	Масса, кг	Теплота, ккал	Масса, кг	Теплота, ккал	Масса, кг	Теплота, ккал
						--	--

Таблица 2

Данные для определения основного обмена за сутки

по росту и возрасту (число Y)

 

Рост, см	Возраст, годы
	-- --	--

Рисунок. Номограмма Рида

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО

КОЭФФИЦИЕНТА И ВЫЧИСЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ АКТИВАЦИИ ПРОЦЕССА

АССИМИЛЯЦИИ УГЛЕКИСЛОТЫ ВЕТОЧКОЙ ЭЛОДЕИ

Скорость химических реакций, лежащих в основе биологических процессов, зависит от температуры. Это обусловлено тем, что любой химический процесс осуществляется путем соударения молекул, находящихся в тепловом движении. Следовательно, чем выше температура, тем больше скорость движения молекулы и выше вероятность столкновения между отдельными молекулами.

Зависимость скорости процесса от температуры отражает формула:

 

K = Ze ^-E/RT,

 

где K – константа скорости; Z – число столкновений между молекулами; E – энергия активации; R – газовая постоянная; T – абсолютная температура.

Энергия активации отражает уровень кинетической энергии, которого должна достигнуть часть молекул для осуществления реакции, т.е. связана с количеством активных молекул, способных вступить в реакцию. Относительное количество активных молекул отражает величина e^-E/RT в вышеприведенной формуле. Если принять численное значение газовой константы за 2, то количество активных молекул при повышении температуры на 10°С увеличится в 2 раза. Величина, показывающая, во сколько раз увеличивается количество активных молекул, а следовательно, и скорость процесса при повышении температуры на 10°, называется температурным коэффициентом и обозначается символом Q₁₀. Энергия активации биологического процесса определяется по формуле:

 

Е = 0,46T₁T₂lgQ₁₀,

 

где Е – энергия активации в ккал/моль; T₁ и Т₂ – температуры, выраженные в градусах абсолютной шкалы и отличающиеся друг от друга на 10°С (Т₂ = T₁ + 10); lgQ₁₀ – десятичный логарифм температурного коэффициента.

0 °С = 273 К

 

=

 

Изменение скорости биологических процессов при изменении температуры можно изучать на растительных объектах по количеству выделяющихся пузырьков кислорода в сосуде с водой, куда помещено растение.

Цель работы: определить количество пузырьков кислорода, выделившихся из веточки элодеи при различных значениях температуры, и на основании этого вычислить энергию активации процесса ассимиляции углекислоты.

Материалы и оборудование: установка для термостатирования растительных объектов, ультратермостат, емкость со льдом, термометр, стеклянная палочка, бритва, осветитель, секундомер, элодея.

Ход работы:

Собирают устройство для термостатирования растительного объекта.

Оно представляет собой стеклянный цилиндрический сосуд (банка подходящего размера), закрытый пробкой с пропущенными через нее трубками (короткой и длинной, доходящей почти до дна) для свободной циркуляции воды. Через отверстие в центре пробки внутрь банки пропущена открытой стороной вверх стеклянная пробирка большого диаметра с водой, куда помещается растительный объект.

 

 

Теплую воду подают в наружный сосуд из ультратермостата. Ультратермостат представляет собой камеру с двойными стенками, в которую заливается вода.

Строение ультратермостата: камера с теплоизолирующими стенками; трубчатый электронагревательный элемент; реле; электроконтактный термометр; электродвигатель с мешалкой.

Пространство между стенками заполнено теплоизолирующим материалом. На дне ультратермостата находится трубчатый электронагревательный элемент. При достижении заданной температуры ТЭН отключается при помощи реле, в цепь которого включен электроконтактный термометр. Для равномерного распределения теплоты по объему воды в ультратермостате она перемешивается при помощи электродвигателя с мешалкой.

Холодную воду подают из емкости с водой с помещенными туда кубиками льда. Циркуляцию теплоносителя в системе можно обеспечить при помощи лабораторного центробежного насоса (т.н. турбинки), приводимого в действие электродвигателем.

 

Для проведения работы острой бритвой срезают веточку элодеи, привязывают ее ниткой к стеклянной палочке свежесрезанным кончиком кверху и помещают во внутренний сосуд устройства для термостатирования. Туда же опускают термометр. Подсчитывают количество выделившихся в минуту пузырьков кислорода при комнатной температуре. Измерения проводят трижды, вычисляют среднее арифметическое. Аналогичные манипуляции производят при температуре воды на 10°С выше и ниже комнатной. На основании полученных данных вычисляют температурный коэффициент Q₁₀ и энергию активации биологического процесса Е по формуле.

Для вычисления энергии активации какого-либо биологического процесса необходимо:

1. Определить его скорость при двух температурах - T₁ и Т₂.

𝑣 = увеличение количества продукта / время этого увеличения

2. Разделив величину скорости, полученную при Т₂ на величину, полученную при T₁, вычислить величину Q₁₀.

3. Найти по таблице логарифмов lgQ₁₀.

4. Подставить в формулу Е = 0,46T₁T₂lgQ₁₀ полученное значение lgQ₁₀ и произведение численных значений показаний температуры, выраженной в градусах абсолютной шкалы.