Wydział Biologii i Biotechnologii

Podczas zajęć zbadamy wpływ temperatury, stężenia jonów wodorowych (pH) oraz inhibitora (czynnika hamującego) na szybkość reakcji przebiegającej z udziałem enzymu, na przykładzie fosfatazy kwaśnej. Aktywność fosfatazy kwaśnej silnie wzrasta w niektórych chorobach nowotworowych, w chorobach wątroby i kości. Stąd też jest wykorzystywana w diagnostyce medycznej jako tzw. enzym wskaźnikowy. Z kolei rolą fosfatazy u roślin jest uwalnianie fosforanu ze związków organicznych m.in. w warunkach stresu środowiskowego np. zasolenia, deficytu wody czy ataku patogenów.

Jak zmienia się szybkość reakcji gdy enzym znajduje się w mniej sprzyjających warunkach? Na to i inne pytania postaramy się opowiedzieć podczas naszych wspólnych działań eksperymentalnych w laboratorium.

Oddychanie komórkowe jest wielostopniowym procesem utleniania substratu, któremu towarzyszy wytwarzanie energii użytecznej metabolicznie. Podczas gdy inne przemiany podstawowe dla życia wymagają specjalnych warunków i struktur, jak np. asymilacja CO2 przez rośliny, która odbywa się wyłącznie na świetle i w tkankach asymilacyjnych, oddychanie przebiega stale i w każdej żywej komórce, bez względu na jej stan fizjologiczny. Wszystkie żywe komórki są wyposażone w biochemiczny aparat oddechowy – enzymy katalizujące utlenianie substratów oddechowych. Pod względem biochemicznym oddychanie roślin i zwierząt jest bardzo podobne. Temperatura jest jednym z najważniejszych czynników mających wpływ na oddychanie. W warunkach polowych temperatura ciągle się zmienia, dlatego dokładna znajomość jej wpływu na natężenie oddychania jest konieczna, aby zrozumieć związek między oddychaniem, a produktywnością roślin. Z drugiej strony podczas oddychania zużywane są związki zapasowe, co obniża jakość przechowywanych płodów rolnych.

Metody oznaczania intensywności oddychania  komórkowego opierają się na pomiarach wydzielonego CO2 lub pobranego O2. Najczęściej stosowana technika to oznaczenie zmian zawartości CO2 metodą fotometryczną z wykorzystaniem analizatora gazów w podczerwieni, istnieją jednakże techniki pomiaru intensywności oddychania opierające się na prostych reakcjach chemicznych, które nie wymagają zastosowania wyrafinowanej aparatury,

W trakcie zajęć uczniowie wykażą zależność między temperaturą, a intensywnością oddychania komórkowego (oznaczenie aktywności oddychania metodą miareczkową) oraz poznają działanie analizatora gazów w podczerwieni (pomiar stężenia CO2 metodą fotometryczną).

Co w komórce roślinnej się rusza? Liście roślin wodnych bywają b. cienkie. W świetle przechodzącym mikroskopu optycznego można wtedy zobaczyć pojedyncze komórki i niektóre większe organelle. Coś też w środku się rusza. Co i dlaczego?

Czy plazmoliza zabija komórkę? Komórka roślinna ma ścianę komórkową i dlatego w pewnych warunkach środowiska zewnętrznego przechodzi plazmolizę. Coś się przemieszcza, ale bardzo wolno. Dlaczego się przemieszcza? Czy ten proces prowadzi do śmierci komórki?

Czy zarodnik skrzypu może się poruszać? Zarodnik niesiony wiatrem oczywiście porusza się. Jednak nawet bez wiatru ta komórka (bo to pojedyncza komórka) wykonuje ruchy. Jaki jest ich cel? Jakie jest ich podłoże?

Czy owoc fioletowy zawsze jest fioletowy? Owoce ligustru są ciemnofioletowe (aż czarne) od obecnych w miękiszu antocyjanów. Ale nie w każdych warunkach jest to kolor fioletowy. Zobaczymy, jak ten kolor zmienić.

Czy można odróżnić ziarna pyłku żywe od martwych? Pojedyncza roślina wytwarza setki, a raczej tysiące ziaren pyłku. Część z nich dotrze na znamię słupka. Czy wszystkie przeżyją?

Czy chloroplast może być czerwony? W mikroskopie fluorescencyjnym (trochę innym od typowego mikroskopu optycznego) chloroplast będzie widoczny jako struktura o barwie czerwonej. Dlaczego? Do czego służą takie sztuczki?

Czy w mikroskopie elektronowym widać, że coś się rusza? Transmisyjny mikroskop elektronowy to b. duże powiększenia, ale też i wysokie podciśnienie wewnątrz. Czy da się tu zaobserwować (bardzo szczegółowo!) ruch organelli w żywej komórce?

Jak szybka jest krwiożercza rosiczka? Mięsożerna rosiczka żywi się głównie owadami. Czy jest taka szybka, że zdąży złapać ofiarę, zanim ta ucieknie?

Oddychanie komórkowe jest wielostopniowym procesem utleniania substratu, któremu towarzyszy wytwarzanie energii użytecznej metabolicznie. Podczas gdy inne przemiany podstawowe dla życia wymagają specjalnych warunków i struktur, jak np. asymilacja CO2 przez rośliny, która odbywa się wyłącznie na świetle i w tkankach asymilacyjnych, oddychanie przebiega stale i w każdej żywej komórce, bez względu na jej stan fizjologiczny. Wszystkie żywe komórki są wyposażone w biochemiczny aparat oddechowy – enzymy katalizujące utlenianie substratów oddechowych. Pod względem biochemicznym oddychanie roślin i zwierząt jest bardzo podobne. Temperatura jest jednym z najważniejszych czynników mających wpływ na oddychanie. W warunkach polowych temperatura ciągle się zmienia, dlatego dokładna znajomość jej wpływu na natężenie oddychania jest konieczna, aby zrozumieć związek między oddychaniem, a produktywnością roślin. Z drugiej strony podczas oddychania zużywane są związki zapasowe, co obniża jakość przechowywanych płodów rolnych.

Metody oznaczania intensywności oddychania  komórkowego opierają się na pomiarach wydzielonego CO2 lub pobranego O2. Najczęściej stosowana technika to oznaczenie zmian zawartości CO2 metodą fotometryczną z wykorzystaniem analizatora gazów w podczerwieni, istnieją jednakże techniki pomiaru intensywności oddychania opierające się na prostych reakcjach chemicznych, które nie wymagają zastosowania wyrafinowanej aparatury,

W trakcie zajęć uczniowie wykażą zależność między temperaturą, a intensywnością oddychania komórkowego (oznaczenie aktywności oddychania metodą miareczkową) oraz poznają działanie analizatora gazów w podczerwieni (pomiar stężenia CO2 metodą fotometryczną).