1.4.16. Выделение углекислого газа при дыхании корней (опыт с известковой водой)

Цель опыта - доказать, что корни при дыхании выделяют углекислый газ.

Объекты и оборудование. Корни от 3-4 растений ржи (пшеницы, ячменя) или от одного растения фасоли, выращенных на воде или в песке в течение 10-14 дней; две одинаковые химические пробирки; пробки к пробиркам - резиновые или из пластилина, нитки; кипяченая вода, известковая вода.

Постановка опыта. Обе пробирки наполняют кипяченой водой. Корни подвязывают к нитке длиной 15-20 см и опускают их в одну пробирку, оставив конец нитки снаружи. Затем сливают всю воду из пробирок и закрывают их плотно пробками. Это лучше проводить не в комнате, а за окном, чтобы пробирки наполнились воздухом, в котором углекислого газа меньше, чем в помещении. Обе пробирки кладут рядом, горизонтально или с небольшим наклоном ко дну, в темное место с комнатной температурой. Продолжительность опыта два дня.

Демонстрация опыта. Открывают опытную пробирку, держа ее вертикально, дном вниз, и, прикрыв пальцем отверстие ее, осторожно извлекают корни за нитку, стараясь не вытеснить воздух из пробирки, закрывают последнюю пробкой на время. (Можно извлекать корни из пробирки и под водой, держа пробирку дном вверх.) В обе пробирки наливают примерно поровну немного известковой воды (1,5-2 см по высоте пробирки), закупоривают и встряхивают их одновременно несколько раз. Как только известковая вода хорошо помутнеет, образуя "молоко", встряхивание надо прекратить, иначе - при избытке углекислого газа - помутнение может ослабнуть из-за перехода нерастворимого в воде вещества (СаСО₃) в растворимое (Са(НСO₃)₂).

Вопросы на осмысление методики опыта. Зачем (с какой целью) приливают известковую воду в опытную и контрольную пробирки? (Чтобы узнать, есть ли углекислый газ в данной пробирке.) Отчего мутнеет известковая вода? (От углекислого газа.) Что доказывает опыт с известковой водой? (Что корни при дыхании выделяют углекислый газ.) Для чего нужна контрольная пробирка без корней? (Для сравнения с опытной, чтобы убедиться в том, что в такой же пробирке, но без корней известковая вода не изменяется или мутнеет мало - от углекислого газа, который всегда содержится в небольшом количестве в воздухе.) Для чего встряхивают пробирки с известковой водой? (Чтобы смешать известковую воду с воздухом, ускорить их соединение.) Зачем извлекают корни из пробирки? (Чтобы они не могли как-нибудь подействовать на известковую воду и тем самым снизить чистоту опыта.)

Опыт, демонстрирующий выделение углекислого газа при дыхании, может быть поставлен на не отделенных от растения корнях, т. е. на целом растении. Для этого надо вырастить 10-14-дневное растение фасоли в пробирке с водой (см. 1.2). При постановке опыта воду из пробирки сливают, корни промывают кипяченой водой (не вынимая их из пробирки), отверстие пробирки герметично запечатывают пластилином. Для уменьшения испарения воды растением один из двух листьев срезают. Через два дня выявляют результат опыта так, как описано выше.

Рис. 11. Пробки с воронкой и газоотводной трубкой: 1 - резиновая; 2 - пластилиновая

Методика рассматриваемого опыта может быть иной -с определением углекислого газа путем пропускания воздуха из опытного и контрольного сосудов в известковую воду. Опыт ставится в пробирках или, что значительно лучше, в таких же сосудах (колбах, бутылочках, пузырьках), которые указаны для опыта, демонстрирующего поглощение кислорода при дыхании, с тем же или вдвое меньшим количеством корней. К сосудам надо иметь дополнительно специальную пробку - с вмонтированными в нее воронкой и газоотводной трубкой (рис. 11). Если нет подходящей пробки, ее можно изготовить из пластилина, укрепляется она на сосуде как крышка. Все места соединений деталей пробки надо тщательно промазать пластилином, чтобы обеспечить абсолютную герметичность.

При выявлении результата опыта каждый сосуд по очереди закрывают плотно специальной пробкой, газоотводную трубку ее опускают в небольшой пузырек (удобны из-под антибиотиков) с прозрачной известковой водой, наливают воду в воронку. При этом отверстие в воронке должно быть постоянно закрыто слоем воды, пока последняя вливается. В результате в известковой воде появляются, "пробегают" пузырьки воздуха. Если этого не происходит, надо плотнее вставить пробку, промазать дополнительно все соединения. Как только известковая вода значительно помутнеет, вливание воды в воронку надо закончить, сосуд закрыть обычной пробкой. Если он достаточно большой и не весь заполнен водой, его можно использовать повторно в данном или другом классе.