Визначення вуглеводів рослинної клітини

Блок 1. Резюме

У роботі детально викладено методику проведення якісних реакцій на вуглеводи, які наявні в рослинній клітині. Також наведено приклади їх застосування на конкретних рослинних об’єктах.

Мета роботи: вивчити хімічний склад рослинної клітини: виявити вуглеводи (моносахариди, полісахариди); ознайомитися з методиками визначення цих речовин.

Завдання роботи:

1. Проаналізувати теоретичні відомості.
2. Провести якісні реакції, використовуючи еталон (розчин глюкози).
3. Дослідити наявність вуглеводів у зрізах тканин різних рослин.

Предметна галузь: фізіологія та біохімія рослин.

Блок 2. Попередня інформація

У процесі життєдіяльності в рослинах відкладаються запасні поживні речовини – білки, вуглеводи (моносахариди – глюкоза, фруктоза; дисахариди – сахароза, мальтоза; полісахариди – інулін, крохмаль), жири. Вони можуть витрачатися на побудову тіла рослини або на різні життєві процеси як енергетичний матеріал. Відкладаються запасні поживні речовини в різних органах рослини: насінні, плодах, видозмінених пагонах, коренях.

Блок 3. Обладнання

пробірки, предметні скельця, леза, препарувальні голки, спиртівки, рідина Фелінга, розчин йоду в йодистому калії, 10%-й розчин NaOH, слабкий розчин CuSO₄, 1% розчин AgNO₃, розчин аміаку (медичний), 5% розчин ацетату купруму, 5% розчин ацетату натрію, 1% розчин оцтової кислоти, аптечний розчин глюкози, плоди, коренеплоди різних рослин.

Рис. 1. Необхідне обладнання

Основні терміни та поняття

ВУГЛЕВОДИ: РІЗНОМАНІТНІСТЬ, ВЛАСТИВОСТІ ТА ФУНКЦІЇ ВУГЛЕВОДИ: РІЗНОМАНІТТЯ МОНОСАХАРИДІВ СКЛАДНІ ВУГЛЕВОДИ: ОЛІГО рослинні клітини

Блок 4. Експериментальна процедура

Для розуміння того, як відбуваються якісні реакції і які візуальні ефекти вони створюють, спочатку їх проводять у пробірці, використовуючи стандартний розчин глюкози.

1. На відновлюючі вуглеводи (ті, які мають напівацетальний Карбон – глюкоза, фруктоза) використовують реакцію Тромера (з реактивом Фелінга).

Візьміть 1 мл розчину вуглеводу (глюкози), додайте 0,5 мл КОН (або NaOH) і 5 краплин CuSO_4. Випадає осад Сu(OH)₂ синього кольору, який розчиняється. Розчин обережно нагрівайте до кипіння і спостерігайте спочатку утворення жовтого Сu(OH), який поступово переходить у Сu₂O червоного кольору.

Рис 2. Реакція Тромера

А) до нагрівання                                       Б) після нагрівання

2. Глюкоза відновлює аміачний розчин оксиду срібла до металічного срібла. У пробірку налийте 1 мл AgNO₃ і додайте краплинами аміак. Утворюється сірий осад, який розчиняється в надлишку аміаку. Потім до нього додайте 3 мл глюкози і обережно нагрівайте. На стінках пробірки у вигляді дзеркала осаджується металічне срібло.

Рис. 3. Реакція «срібного дзеркала»

3. Реакція з ацетатом купруму, реакція Барфеда (відрізняється від першої тим, що окислення моносахаридів відбувається не в лужному середовищі, а в близькому до нейтрального. У цих умовах дисахариди, що мають відновні властивості, практично не окислюються, що дає можливість відрізнити їх від моносахаридів). У пробірку з 1 мл глюкози додайте 1 мл реактиву Барфеда (5% розчин купрум ацетату+5% розчин натрій ацетату+1% розчин оцтової кислоти) і нагрівайте до кипіння. Випадає осад Сu₂O червоного кольору.

Рис. 4. Реакція Барфеда

А) до нагрівання                      Б) після нагрівання

Для визначення фруктози і глюкози об’єктами можуть бути: коренеплід моркви, цибуля, плоди груші й винограду. Для визначення крохмалю використовують бульби картоплі.

Реакції проводять на зрізах, використовуючи предметні скельця. Для кожної реакції беруть свіжий зріз.

1. Реактивом на крохмаль є розчин йоду в йодистому калії. На зріз бульби картоплі нанесіть краплю цього розчину. Зріз, який містить крохмаль, зафарбовується в синій колір.

Рис. 5. Дія розчину йоду на шматочок картоплі

А) на початку реакції                         Б) наприкінці реакції

2. Для визначення фруктози або глюкози використовують рідину Фелінга, до складу якої входить CuSO₄. Зрізи роблять не дуже тонкі (3 шари клітин). Після приготування зрізів сполосніть їх у воді, покладіть на предметне скельце в краплю реактиву Фелінга та нагрійте. За наявності відновлюючих цукрів утворюється червоний осад купрум (І) оксиду.

Рис. 6. Реакція з реактивом Фелінга на прикладі зріза яблука

А) до нагрівання                                         Б) після нагрівання

Блок 5. Аналіз отриманих даних

1. Замалюйте ефекти реакцій.
2. Заповніть таблицю.

Блок 6. Напрями розвитку

Визначте наявність моносахаридів та дисахаридів у різних продуктах харчування. Складіть рекомендації щодо вживання цих продуктів.