معلومة

المعمل 8: التنفس الخلوي والتركيب الضوئي - علم الأحياء

المعمل 8: التنفس الخلوي والتركيب الضوئي - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

(مقتبس من ركن الأحياء)

الجزء 1: التمثيل الضوئي وأقراص الأوراق العائمة

مقدمة:

تعمل عملية التمثيل الضوئي على تغذية النظم البيئية وتزويد الغلاف الجوي للأرض بالأكسجين. مثل جميع التفاعلات التي يحركها الإنزيم ، يمكن قياس معدل التمثيل الضوئي إما باختفاء الركيزة أو تراكم المنتجات. معادلة التمثيل الضوئي هي:

6CO2 + 6 ح2يا ------ ضوء --------> ج6ح12ا6 + 6O2 + ح2ا

في هذا الاستقصاء ، ستستخدم نظامًا يقيس تراكم الأكسجين في الورقة. ضع في اعتبارك تشريح الورقة كما هو موضح أدناه.

تتكون الورقة من طبقات من الخلايا. عادةً ما يتم غمر طبقة الميزوفيل الإسفنجية بالغازات (الأكسجين وثاني أكسيد الكربون). عادة ما تطفو الأوراق في الماء بسبب هذه الغازات. إذا قمت بسحب الغازات من الفراغات ، فإن الأوراق ستغرق لأنها تصبح أكثر كثافة من الماء. إذا تم وضع قرص الورقة هذا في محلول بمصدر بديل لثاني أكسيد الكربون على شكل أيونات بيكربونات ، فيمكن أن يحدث التمثيل الضوئي في قرص ورقة غائرة. مع استمرار عملية التمثيل الضوئي ، يتراكم الأكسجين في الفراغات الهوائية للوسط الإسفنجي وتصبح الورقة طافية وتطفو. يتم تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون من خلال فتحات في الورقة تسمى الفغرة. أثناء حدوث ذلك ، تقوم الورقة أيضًا بالتنفس الخلوي. سيستهلك هذا التنفس الأكسجين المتراكم وربما يتسبب في غرق أقراص النبات. أداة القياس التي يمكن استخدامها لمراقبة هذه العمليات المضادة هي عائمة (أو غرق) أقراص المصنع. وبعبارة أخرى ، فإن طفو أقراص الأوراق هو في الواقع قياس غير مباشر للمعدل الصافي لعملية التمثيل الضوئي التي تحدث في أنسجة الأوراق.

المواد:

  • حقنة
  • مصباح مكتبي
  • لكمة حفرة
  • أطباق بتري (4 لكل مجموعة)
  • المنظفات ومحلول صودا الخبز
  • محلول المنظفات
  • أوراق السبانخ الطازجة
  • ملقط

إجراء:

  1. اختبر المحاقن بإحكام غلق الطرف وسحب المكبس. عند تحريره ، يجب أن يعود المكبس إلى الوراء ، مما يشير إلى وجود فراغ جيد. قم بإزالة المكبس من المحقنة.
  2. استخدم ثقبًا لكمة 40 قرصًا من الأوراق. يجب أن تكون الأقراص موحدة الحجم والكتلة قدر الإمكان. تجنب الأوردة الكبيرة للأوراق. عندما تثقب أقراص الأوراق ، ضعها في المحقنة. استمر حتى يكون لديك 40 قرصًا على الأقل.
  3. اضغط على جانب المحقنة بحيث تكون الأقراص في الأسفل ، ثم أعد إدخال المكبس - مع الحرص على عدم سحق أقراص الأوراق.
  4. أدخل طرف المحقنة في الدورق واسحب كمية صغيرة من محلول المنظف في المحقنة. اضغط على المحقنة لإخراج الأقراص العالقة على الجانبين. قد يكون هناك قرصان لا يمكنك طردهما.
  5. امسك المحقنة عموديًا ، مع توجيه رأسها لأعلى ، وادفع المكبس لطرد الهواء المحبوس.
  6. أغلق طرف المحقنة بإصبعك واسحب المكبس لعمل فراغ. يزيل الفراغ الغاز من أنسجة الأوراق. ثبت المكبس في مكانه لمدة 10 ثوانٍ ثم اتركه. عند تحرير المكبس ، يتسلل السائل إلى الأنسجة. كرر هذا 3 مرات. عندما يتسلل السائل إلى أنسجة الأوراق ، تزداد كثافة الأقراص وتبدأ في الغرق.
  7. استخدم الملقط لنقل 10 أقراص إلى كل طبق بتري وإضافة محلول كافٍ لتغطية الأقراص ؛ حسب الجدول أدناه:
طبق أطبق بصحن جطبق د
حلصودا الخبزصودا الخبزصودا الخبزمنظف ​​فقط
تحديد مستوىمباشرة تحت المصباحعلى Benchtopعلى Benchtop ، مغطىمباشرة تحت المصباح

8. قم بتشغيل الضوء وابدأ في تسجيل الوقت. نظرًا لأن الأكسجين ينتج عن طريق التمثيل الضوئي ، فإنه يخرج من المحلول ويتسلل إلى أنسجة الأوراق ، ليحل محل بعض

ماء. هذا يقلل من كثافة الأقراص ، وتبدأ في الطفو.

9. سجل عدد الأقراص العائمة في فواصل زمنية مدتها 5 دقائق ، واستمر في التجربة حتى تطفو جميع الأقراص. سجل بياناتك في الجدول أدناه.

عدد الأقراص العائمة
الوقت (دقيقة)طبق أطبق بصحن جطبق د
5
10
15
20
25
30

تحليل البيانات:

لإجراء مقارنات بين التجارب ، هناك حاجة إلى نقطة مرجعية قياسية. أظهر الاختبار المتكرر لهذا الإجراء أن النقطة التي تطفو عندها 50٪ من الأقراص (ET50) هي نقطة مرجعية موثوقة وقابلة للتكرار. في هذه الحالة ، يتم حساب الأقراص العائمة في نهاية كل فترة زمنية.

ارسم بياناتك لكل مجموعة تجريبية. حدد ET50 لبياناتك. هل تطابق نتيجتك توقعاتك؟

أسئلة:

1. طفرة قادرة على تقليل كمية الكلوروفيل في الورقة. هل سيؤدي هذا أيضًا إلى تقليل معدل التمثيل الضوئي؟

2. ماذا عن النبات الذي يظهر التلون ... هل تتفوق مناطق الورقة التي تحتوي على الكلوروفيل على المناطق التي تفتقر إلى الكلوروفيل؟ هل يمكنك تصميم تجربة لاختبار ذلك؟

3. في هذه التجربة ، لوحظت كمية الأكسجين المنتجة لقياس معدل التمثيل الضوئي. ما الذي يمكنك قياسه أيضًا لتحديد معدل التمثيل الضوئي؟

4. ضع قائمة بأي عوامل تعتقد أنها قد تؤثر على معدل التمثيل الضوئي. ضع في اعتبارك العوامل البيئية التي يمكنك معالجتها أثناء المعمل.

(مقتبس من http://www.biologycorner.com/workshe...spiration.html)

الجزء 2: جرائم شيكاغو سيانيد - دراسة حالة في التنفس الخلوي

خلفية في سبتمبر من عام 1982 ، أعطت ماري كيليرمان ابنتها البالغة من العمر 12 عامًا مسكنًا للألم عندما استيقظت أثناء الليل وهي تشكو من التهاب في الحلق. في 07:00. في صباح اليوم التالي ، تم العثور على ابنتها منهارة على أرضية الحمام ، ثم أعلنت وفاتها فيما بعد.

كما توفي آدم جانوس ، وهو عامل بريد في إحدى ضواحي شيكاغو بشكل غير متوقع ، على الرغم من أنه كان يعتقد في الأصل أنه عانى من نوبة قلبية. بينما اجتمعت عائلته حدادًا على فقدانهم ، مرض أخوه وأخته وتوفيا لاحقًا.

في الأيام التي تلت ذلك ، حدثت ثلاث حالات وفاة أخرى غير مبررة في ضواحي شيكاغو القريبة. وجد المحققون أن جميع الضحايا قد أخذوا قوة إضافية من تايلينول قبل ساعات من وفاتهم. لقد اشتبهوا في أن شخصًا ما قد تلاعب بالدواء.

تضمنت الأعراض التي أظهرها كل من الضحايا ما يلي:

  • ضعف ، دوار ، نعاس
  • متورد ، أحمر فاتح ، لون البشرة
  • صداع الراس
  • ضيق في التنفس وسرعة في التنفس
  • التقيؤ
  • الارتباك والارتباك

1. برأيك ، هل الوفيات السبع مرتبطة؟ ما هي المعلومات الإضافية التي تحتاجها لتحديد ما إذا كانت متصلة أم لا؟

2. في حالة الاشتباه في وجود سم في الوفاة ، كيف ستمضي في التحقيق؟

تقرير التشريح:

خلص الفاحص الطبي إلى أن كل من الضحايا ماتوا بسبب نقص الأكسجة. نقص الأكسجة يعني أن الشخص عانى من نقص في الأكسجين ، أو اختنق. لا يكون سبب نقص الأكسجة واضحًا دائمًا في الفحص الأول.

كما أظهر الفاحص الطبي أن عينات الأنسجة من القلب والرئتين والكبد أظهرت موتًا هائلاً للخلايا. في مزيد من التحقيق ، تبين أن الأنسجة لديها أضرار جسيمة في الميتوكوندريا. على الرغم من وفاة الضحايا بنقص الأكسجة ، إلا أن مستوى الأكسجين في دمائهم كان حوالي 110 ملم زئبق. المعدل الطبيعي 75-100 مم زئبق.

1. أذكر معرفتك بوظيفة العضيات. ما وظيفة الخلايا التي توقفت عند هؤلاء المرضى؟

2. في حين أن السم هو المشتبه به الرئيسي في القضية ، ما هي الطرق الأخرى التي يمكن أن يموت بها الشخص بسبب نقص الأكسجة؟

3. تحليل مستويات الأكسجين للضحايا. هل كانت المستويات أعلى أم أقل من المعتاد؟ كيف يمكنك التوفيق بين هذه الملاحظة وسبب الوفاة هو نقص الأكسجة؟

تظهر تقارير علم السموم أن الضحايا قد تسمموا بالسيانيد. تم إرجاع السم إلى قوة إضافية من Tylenol حيث فتح القاتل الكبسولات واستبدل عقار الاسيتامينوفين (مسكن للألم) بالسيانيد. يتصرف السيانيد بسرعة كبيرة ، وغالبًا ما يقتل في غضون دقائق من الابتلاع ، وكانت السلطات بطيئة في تحديد سبب الوفاة. بمجرد تحديد السبب ، تزيل المتاجر Tylenol والأدوية الأخرى من الرفوف. بينما كان هناك العديد من المشتبه بهم ، لم يتم اتهام أحد بالجريمة ولا يزال التحقيق جارياً. منذ جرائم القتل في شيكاغو تايلينول ، غيرت شركات الأدوية بشكل جذري طريقة تعبئة الأدوية.

لماذا السيانيد سم فعال؟ قد تتفاجأ عندما تعلم أنه يتداخل بشكل مباشر مع التنفس الخلوي الذي يحدث في الميتوكوندريا.

4. تذكر أن الميتوكوندريا تسمى أحيانًا "قوة" الخلية. ماذا يعني هذا؟ لماذا الميتوكوندريا مهمة؟

لماذا نحتاج الأكسجين؟

يبدو وكأنه سؤال بسيط ، الجميع يعلم أنك بحاجة إلى التنفس لتعيش. هل فكرت يومًا في سبب أهمية الأكسجين؟ كان لدى جميع ضحايا التسمم بالسيانيد مستويات عالية من الأكسجين في دمائهم ، لكن السم كان يتدخل في كيفية استخدام الخلايا لهذا الأكسجين. لفهم ذلك ، نحتاج إلى إلقاء نظرة فاحصة على بنية الميتوكوندريا.

يوجد داخل الميتوكوندريا عدة طبقات من الأغشية. في الواقع ، تشبه هذه الأغشية الغشاء المحيط بالخلية. يحتوي على طبقة ثنائية من الدهون الفوسفورية والبروتينات المدمجة. في الرسم البياني أعلاه ، تم تصنيف البروتينات I و II و III و IV و cytochrome C.

تمرر البروتينات الموجودة في الغشاء الإلكترونات من واحد إلى آخر. يُعرف هذا باسم سلسلة نقل الإلكترون. يسمح مرور هذه الإلكترونات بتوليد ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات). في نهاية سلسلة نقل الإلكترون ، يمرر السيتوكروم C الإلكترون إلى المركب IV ثم إلى مستقبله النهائي ، الأكسجين. ثم يرتبط الأكسجين بالبروتينات لتكوين الماء. هذه العملية مستمرة في الخلايا ، حيث يتم توليد ATP باستمرار واستخدام الأكسجين كمستقبل نهائي للإلكترون. يثبط السيانيد السيتوكروم سي ، ويمنع آخر بروتين من أداء وظيفته. يتوقف الإلكترون عند نهاية السلسلة ولا يمكن أن ينتقل إلى الأكسجين. السلسلة بأكملها تتوقف عن العمل ولا يمكن صنع ATP.

1. في نموذج الميتوكوندريا ، قم بتمييز المنطقة التي هي سلسلة النقل الإلكترونية. ضع علامة X على البروتين الذي يمنعه السيانيد. ما هي العلاقة بين ETC والأكسجين؟

2. السيانيد سم سريع المفعول للغاية. في الواقع ، تم تطويره كحبوب انتحار (تسمى Lpill) خلال الحرب العالمية الثانية حتى يتمكن الجواسيس البريطانيون والأمريكيون من تجنب القبض عليهم أحياء. بالنظر إلى ما تعرفه عن ATP والتنفس الخلوي ، اشرح سبب تأثير السيانيد سريعًا.

3. بالنظر إلى ما تعرفه عن التسمم بالسيانيد ، هل تعتقد أن إعطاء الشخص الأكسجين سيكون علاجًا فعالاً؟ لما و لما لا؟


شاهد الفيديو: عملية البناء الضوئي (قد 2022).


تعليقات:

  1. Jervis

    لا أستطيع المشاركة الآن في المناقشة - لا يوجد وقت فراغ. لكنني سأعود - سأكتب بالضرورة أفكر في هذا السؤال.

  2. Russell

    أحسنت ، ما هي الكلمات اللازمة ... ، الفكرة الممتازة

  3. Gerry

    هذا هو جمال ذلك!



اكتب رسالة