II. Количественное определение наличия каталазы в растениях

Цель работы:

Используя метод перманганатометрии, определить активность каталазы в различных растительных объектах.

Материалы и оборудование:

1 %-ный раствор пероксида водорода, 10 %-ный раствор Н₂SО₄, 0,1 н. раствор КМnО₄, СаСО₃, толуол, растительный материал (листья, клубни картофеля, проросшие семена злаков и др.), фарфоровые ступки, стеклянный песок, стаканчики на 100 мл, бюретки для титрования, мерный цилиндр на 10 мл, пипетки, электроплитка.

1. Навеску 1,0 г свежих листьев, клубней картофеля или проросших семян растирают в ступке со стеклянным песком и 0,3 г СаСО₃, затем добавляют 50 мл воды, несколько капель толуола, перемешивают и настаивают 0,5 часа, после чего смесь фильтруют или центрифугируют.

2. Две порции чистого фильтрата или центрифугата по 10 мл помещают в колбочку на 100 мл. В одной из колб вытяжку кипятят 2-3 мин для инактивации фермента и затем охлаждают. Она служит контролем. Другая колбочка служит для выполнения опыта.

3. В каждую колбу приливают по 10 мл воды и по 3 мл 1 %-ного пероксида водорода и оставляют для протекания реакции 15-30 мин.

4. По окончании инкубации в каждую колбу добавляют 5 мл 10 %-ного раствора Н₂SО₄ для того, чтобы остановить действие фермента. Каталаза в кислой среде неактивна. За время инкубации часть пероксида водорода разложится каталазой.

5. Для того чтобы определить количество неразложившегося пероксида водорода, содержимое колб титруют 0,1 н. раствором КМnО₄ до слабо-розовой окраски, не исчезающей в течение минуты.

6. По разности между контрольным и опытным титрованием определяют количество разложившегося пероксида водорода за время инкубации.

Пример оформления результатов опыта:

По результатам проведенных исследований мы получили следующие показатели:

После 14-ти дневного экспонирования свежих луковиц в исследуемой вытяжке Zn, в концентрациях, превышающих ПДК в 1, 10, 50 и 100 раз оказалось, что длина корней опытных луковиц достоверно ниже й контрольных. В трех случаях из четырех наблюдалось закономерное снижение длины корней луковиц при увеличении дозы загрязнителя.

Рисунок 7.1 - Развитие корешков у проростков лука в присутствии Zn²⁺

При сравнении количественных изменений каталазной активности исследуемых растений наблюдалась положительная динамика изучаемого фермента по сравнению с контролем. Показатели каталазной активности исследуемых растений при повышении концентрации тяжелых металлов с 1 до 100 ПДК превышали контрольные показатели в 7-10 раз. Данные показатели представлены на рисунке №.

Рисунок 7.2 - Каталазная активность исследуемых растений в условиях загрязнения тяжелыми металлами на 14 сутки эксперимента

Контрольные вопросы:

1. Какие металлы относят к «тяжелым»?

2. Какие механизмы защиты от воздействия тяжелых металлов существуют в растениях?

3. Почему корни исследуемых растений при увеличении концентрации металла укорачиваются и утолщаются?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 9.