27. Методы изучения дыхания

Все методы определения интенсивности дыхания можно разделить на следующие группы:

• Методы, основанные на учете О2, поглощенного в процессе дыхания.
• Методы, основанные на учете СО2, выделяемого при дыхании.
• Методы, основанные на учете органического вещества, окисляемого при дыхании.
• Методы, основанные на учете энергии, выделяемой при дыхании.

Дыхание измеряют двумя способами:

• на интактных растениях и органах в токе воздуха (определение СО2или О2) с использованием инфракрасного газового анализатора или колориметрирования.
• на отделенных органах в замкнутом пространстве (камере) с использованием манометрических (измерение давления) и валюмометрических (измерение объема) методов.

На приборах, работающих на принципах валюмометрии и монометрии необходима стабилизация температуры (осуществляется путем термостатирования приемника с образцом). В валюмометрии газообмен определяют при постоянном давлении.

Одновременно количество поглощенного О2 и выделяемого СО2 можно определить в аппарате Варбурга.

Основное уравнение (формула) дыхания обратно процессу фотосинтеза:

C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 674 ккал.

Окисляясь кислородом воздуха, органическое вещество, в данном случае сахар, превращается в углекислый газ и воду. Калорийность процесса равняется 674 ккал. Однако эта суммарная формула говорит о начальных и конечных звеньях процесса превращения молекулы сахара при дыхании. Окисляясь, энергетический материал проходит ряд ступеней, которые лишь постепенно приводят его к таким простым веществам, как углекислота и вода.

Так же как и методы изучения фотосинтеза, методы изучения дыхания могут быть направлены на изучение потери сухого веса или на количество выделенной углекислоты или поглощенного кислорода. В ряде случаев приходится учитывать и поглощенный кислород, и выделенную углекислоту, например при изучении дыхательного коэффициента, т. е. отношения CO2 / O2.

Потеря веса растением при дыхании измеряется по методу половинок. Для учета выделения углекислого газа при дыхании пользуются респирометром Варбурга.

Респирометр Варбурга для изучения дыхания растений: слева — вид спереди; справа — вид сбоку; А — приемник для дышащих частей; Б — манометр; В — сосудик для КОН; Г — нажимной кран; Д — рези­новый резервуар для манометрической жидкости; Е — расширение для помеще­ния HCl

В приемник А помещают растение, а в сосудик В — раствор едкой щелочи для поглощения выделяемого углекислого газа. К сосуду А пришлифован манометр Б, соединенный с резиновым резервуаром. При помощи крана Г жидкость в манометре устанавливается на нужном уровне. По уменьшению объема газа в приборе вычисляют количество поглощенного кислорода. Вводя в конце опыта через кран Е соляную кислоту, определяют количество выделенного CO2.