Лабораторная работа №26. ВЛИЯНИЕ ТОКСИКАНТОВНА КИСЛОРОДНУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ ВОДОРОСЛЕЙ (.Лабораторная работа подготовлена Е. И. Егоровой)

Изменение кислородной продуктивности является важным функциональным тестом при оценке физиологического состояния фотосинтезирующих организмов. Кислород образуется в водоеме в результате реакций, связанных с фотосинтезом.

Большой вклад в кислородную продуктивность вносят водоросли.
Хлоропласты содержатся в эукариотических (ядерных) клетках зеленых растений. В клетках фотосинтезирующих прокариот фотосинтезирующие системы расположены в пластинчатых структурах — хроматофорах, которые содержат почти те же элементы фотосинтетического аппарата, что и хлоропласты.
Хлоропласты имеют шаровидную или дисковидную форму, размеры их не превышают 10 мкм. Число их в клетках разных ви-

дов водорослей и высших растений варьирует от 1 до 40 на клетку. Хлоропласта окружены наружной мембраной, а внутренняя мембрана образует плоские пузырьки — тилакоиды, уложенные стопками, называемые гранами. В гранах тилакоидов находятся все фотосинтезирующие структуры. Ферменты, восстанавливающие углекислый газ до глюкозы, находятся в основном в строме, окружающей тилакоиды.
Многие физические (тепло, ионизирующее и УФ-излучения) и химические (детергенты, хлорорганические пестициды, тяжелые металлы и др.) факторы могут воздействовать на фотосинтезирующий аппарат и снижать кислородную продуктивность растений. Стандартным методом, используемым в гидробиологии и гидрохимии для измерения растворенного в воде кислорода, является метод Винклера. При этом в растворе происходят три последовательные реакции: связывание кислорода, растворенного в воде (фиксация):
освобождение свободного йода в эквивалентном зафиксированному кислороду количестве:
титрование свободного йода раствором тиосульфата натрия известной концентрацией:



Очевидно, что количество тиосульфата, пошедшего на титрование йода, пропорционально количеству растворенного кислорода.
Методом Винклера удобно оценивать кислородную продуктивность микроводоросли рода Chlorella и ее изменения под действием токсикантов (медь, кадмий, свинец и т.п.). Для количественного учета микроводорослей используются световой микроскоп с разрешающей способностью 100—400 и счетная камера Горяева.

(1)
где п — объем тиосульфата, пошедшего на титрование, мл; V — объем пробы суспензии водорослей, мл; v — объем прибавленных реактивов Винклера, мл; 0,08 — пересчетный коэффициент.
Можно рассчитать количество кислорода, приходящееся на одну клетку водоросли по формуле Х0 = X/N, где N — количество клеток Chlorella в 1 мл суспензии, подсчитанных в камере Горяева (см. лабораторную работу № 25); X— количество кислорода в миллиграммах в мл клеточной суспензии.
Принцип метода, предложенного в лабораторной работе, основан на обратном окислительно-восстановительном титровании (йодометрии).
Цель работы — определение кислородной продуктивности водорослей, культивируемых в среде с токсикантами, методом Винклера.
Оборудование, материалы и реактивы:
микроскоп; камера Горяева; пипетка на 0,2 и 1,0 мл; покровные стекла; 9 колб на 50 мл со шлифом и притертыми пробками; колбы на 100 мл; бюретка на 25 мл; штатив; люминостат; культура водорослей Chlorella в среде Тамия (см. лабораторная работа № 25); раствор CdCl3 в концентрации 0,5 мг/л (см. табл. 14.1).
Реактивы Винклера-. 30%-й МпС12; 30%-й NaOH + 10%-й КС1 — хранить в темном месте; конц. H2S04 (1:1) или конц. Н3Р04; 0,2%-й раствор крахмала (свежеприготовленный); Na2S203 • 5Н20 (тиосульфат натрия) — 0,01н. раствор.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ В 9 колб объемом 50 мл налить суспензию водорослей с помощью мерной пипетки.

Колбы 1, 2 и 3 закрыть притертыми пробками. Пробы налить в колбы таким образом, чтобы при их закрывании притертыми пробками не оставалось пузырьков воздуха. Наливать следует осторожно с помощью пипетки, опустив ее на дно колбы. Колбы 4, 5 и 6 использовать в качестве контроля в конце опыта. В колбы 7, 8 и 9 добавить 1 мл раствора CdCl3 в концентрации 0,5 мг/л. В трех первых колбах начать определение кислорода, а остальные поставить на интенсивное освещение в люминостат на 24 ч, прикрыв их ватными тампонами. В колбах 1, 2 и 3 рассчитать количество водорослей в суспензии, используемой для первичного определения кислорода. Подсчет произвести микроскопированием в камере Горяева (х40) (как

пользоваться камерой Горяева, подробно описано в лабораторной работе № 25). Подсчитанное количество водорослей занести в табл. 26.1 для дальнейшего определения кислородной продуктивности водорослей в исходной суспензии. Затем в эти же колбы (1, 2, 3) прибавить по 1 мл щелочного раствора йодида калия и раствора хлорида марганца. Пипетку с реактивами опустить в суспензию на У3 колбы и осторожно приливать соответствующие растворы. Закрыть колбы пробками так, чтобы под ними не оставалось пузырьков воздуха, и осторожно перемешать содержимое, переворачивая колбу вверх дном и обратно. Образуется осадок буровато-коричневого цвета. Количество осадка пропорционально количеству зафиксированного кислорода. Колбы поставить в темное место на 10 мин, чтобы образовавшийся осадок осел на дно. По истечении этого времени колбы, не взбалтывая, осторожно открыть и прибавить по 1 мл серной кислоты (1:1). Пипетку с раствором кислоты опустить в колбу приблизительно на */4 ее верхней части и прилить кислоту осторожно по каплям, не допуская взбалтывания осадка. Поднимать пипетку по мере вытеснения из нее раствора.
Внимание! Не допускать потери осадка за счет его выливания вместе с избытком раствора из колбы. Колбы закрыть пробками и перемешать, переворачивая вверх дном и обратно. Осадок постепенно растворяется. После полного растворения осадка приступить к титрованию. Содержимое каждой колбы осторожно перелить в конические колбы объемом 250 мл и титровать тиосульфатом натрия из бюретки до получения слабо-желтой окраски. Затем прибавить 0,5 мл 0,2 %-го раствора свежеприготовленного крахмала (образуется синее окрашивание) и вновь титровать до полного обесцвечивания. Отметить количество тиосульфата, пошедшего на титрование. Рассчитать количество кислорода (мг/мл) в трех первых колбах по формуле (1). Провести стандартную статистическую обработку результатов. Данные занести в табл. 26.1.
Таблица 26.1
Результаты оценки количества кислородной продуктивности и численности водорослей Chlorella в контроле и тестируемой воде

№ пробы	Количество
	водорослей, Кл/мл	кислорода, мг/мл	кислорода, мг/ на 1 клетку

Аналогичные процедуры (пп. 2 — 7) провести через 24 ч инкубации на свету с колбами № 4—9, в которых под действием света происходит активный фотосинтез. Рассчитать количество кислорода по формуле (1). Данные занести в табл. 26.1. Сделать пересчет кислородной продуктивности на 1 клетку в контрольных и опытных пробах. Сделать выводы о влиянии токсикантов на кислородную продуктивность хлореллы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Унифицированные методы исследования качества вод. — М.: СЭВ, 1990.
Пашков Е.В. Международные стандарты ИСО 14 000. Основы экологического управления / Е. В. Пашков [и др.]. — М.: Изд. стандартов, 1997. 

h2>Еще по теме Лабораторная работа №26. ВЛИЯНИЕ ТОКСИКАНТОВНА КИСЛОРОДНУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ ВОДОРОСЛЕЙ (.Лабораторная работа подготовлена Е. И. Егоровой):

1. 3 ГИГИЕНА ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ
2. СВЕДЕНИЯ О ГЕЛЬМИНТОЗАХ ЛАБОРАТОРНЫХ ГРЫЗУНОВ
3. Лабораторно-полевые ульи для шмелей
4. Организация оплодотворения самок в лабораторных условиях
5.   ФИЗИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АППАРАТУРЫ В ЛАБОРАТОРНОЙ КЛИНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКЕ  
6.   ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ И КЛИНИЧЕСКИХ ТЕСТОВ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ВНУТРЕННИХ БОЛЕЗНЕЙ 
7. АДЕНОВИРУСНАЯ ИНФЕКЦИЯ ОБЕЗЬЯН И ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ
8.   ГЛАВА 3 ЛАБОРАТОРНЫЕ КЛИНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КРОВИ
9. ГЛАВА 19 ГИГИЕНА СОДЕРЖАНИЯ СОБАК, КОШЕК И ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ
10. 6.2. Исследование способности животных к символизации (на примере «счета») с помощью лабораторных тестов
11.   И. П. Кондрахин.   Методы ветеринарной клинической лабораторной диагностики: Справочник — М.: Колос,. — 520 с., 2004