Nasiona z supermocami

Doświadczenie 1

Na talerzyku wyłożonym mokrym papierowym ręcznikiem rozmieść nasiona fasoli lub grochu. Zostaw na 24–48 godz. do napęcznienia. Namoczone kiełkujące nasiona przekrój na pół. W pojemniku na mocz łyżeczkę skrobi zmieszaj z łyżeczką żelatyny i zalej 10 ml zimnej wody. Dodaj 70 ml wrzątku i rozmieszaj do całkowitego rozpuszczenia składników. Odlej nadmiar płynu. Niech pozostanie ok. 50 ml. Po zestaleniu podłoża umieść na jego powierzchni połówki nasion, dociskając przeciętą powierzchnię tak, by dokładnie stykała się z podłożem. Zakręć pojemnik i odstaw na całą noc. Rankiem usuń nasiona i zawartość pojemnika zalej 10 ml wody z dodatkiem kilku kropli jodyny.

Wyjaśnienie: Materiałem zapasowym nasion fasoli jest skrobia. Składa się ona z reszt glukozy, połączonych w długie nieregularnie rozgałęziające się nici. Jod zawarty w jodynie łatwo wnika w skręcające się nici skrobi, zmieniając barwę na granatową. Kiełkujące nasiona wytwarzają szereg amylaz, rozkładających skrobię i uwalniających krótkie produkty złożone z dwóch, trzech reszt glukozy, które nie są w stanie chwytać jodu. Fragmenty podłoża, które stykały się z nasionami, nasiąkły uwolnionymi z uszkodzonych miejsc enzymami i skrobia uległa tutaj strawieniu – dlatego te obszary wybarwiają się roztworami jodu znacznie słabiej lub wcale.

Doświadczenie 2

Na talerzyku wyłożonym mokrym papierowym ręcznikiem rozmieść nasiona kozieradki (dostępna w ziarnach jako przyprawa). Zostaw na noc do napęcznienia. Namoczone kiełkujące nasiona przekrój na pół. W pojemniku na mocz łyżeczkę skrobi zmieszaj z łyżeczką żelatyny i zalej 10 ml zimnej wody. Dodaj 70 ml wrzątku i rozmieszaj do całkowitego rozpuszczenia składników. Po zestaleniu podłoża umieść na jego powierzchni połówki nasion, dociskając przeciętą powierzchnię tak, by dokładnie stykała się z podłożem. Zakręć pojemnik i odstaw na 10 godz. Usuń nasiona i zawartoś? pojemnika zalej 10ć pojemnika zalej 10 ml wody z dodatkiem kilku kropli jodyny. Opcjonalnie – zostaw na 4–5 godz. i w miarę potrzeby ponownie wybarw.

Wyjaśnienie: Istnieją różne rodzaje amylaz. Beta-amylazy nie występują u zwierząt, ale u roślin pełnią ważną funkcję podczas kiełkowania i nawet suche nasiona zawierają ich zapas. W trakcie kiełkowania produkowane są jednak także alfa-amylazy – enzymy znacznie szybsze w działaniu od beta-amylaz. Różnica w szybkości powiązana jest m.in. ze sposobem atakowania cząsteczek skrobi: beta-amylazy odcinają z końca łańcucha kawałek po kawałku, natomiast alfa-amylazy przecinają łańcuch w losowych miejscach. Nasiona kozieradki dość późno rozpoczynają produkcję alfa-amylaz (ich materiałem zapasowym są tłuszcze), co pozwala zaobserwować efekty niższej szybkości działania beta-amylaz. Każdy z odbarwionych śladów po nasionach ma różowofioletową obwódkę (lepiej widoczną, jeśli pozostawi się pojemnik na kilka godzin, by składniki mieszaniny swobodnie dyfundowały), spowodowaną obecnością m.in. barwiących się pod wpływem jodu na czerwono erytrodekstryn, zbudowanych jak skrobia, ale składających się ze znacznie krótszych nici.

Doświadczenie 3

W elektrycznym młynku zmiel kilka łyżeczek pestek dyni i fasoli „Piękny Jaś” (papierowym ręcznikiem dokładnie oczyść młynek z resztek). Wsyp po łyżeczce zmielonych nasion dyni do pojemników na mocz A i B, a do pojemników C i D – po łyżeczce zmielonej fasoli. Przygotuj jeszcze puste pojemniki E i F. Do pojemników A, C i E dosyp po pół płaskiej łyżeczki mocznika (użyj np. proszku z rozerwanego wkładu chłodzącego typu instant cold pack albo nawozu do roślin). W garnku zagotuj wodę z liśćmi czerwonej kapusty. Otrzymasz intensywnie fioletowy płyn. Po ostudzeniu go do temperatury pokojowej wlej po 20 ml do każdego z pojemników na mocz, dobrze rozmieszaj zawartość łyżeczką i zakręć pojemniki. Obserwuj zmiany zabarwienia po upływie 10, 24 i 72 godz., najlepiej oświetlając zawiesiny od góry lampą.

Wyjaśnienie: Dodatek mocznika nieznacznie podnosi pH – zabarwienie w pojemniku E staje się niebieskawe, ale w kolejnych dniach barwa nie zmienia się znacząco. Podobnie w pojemniku F kolor pozostaje fioletowy. Zmielenie nasion uszkadza komórki – nasiona uwalniają kwasy organiczne. Składniki nasion są znakomitą pożywką dla bakterii, które fermentują cukry i produkują znaczne ilości kwasów organicznych. W obecności tych kwasów barwnik czerwonej kapusty zmienia kolor na czerwony (pojemniki B i D). Mocznik dodany do pojemnika A dzięki ureazie będzie rozkładany do dwutlenku węgla i amoniaku, łatwo rozpuszczającego się w wodzie i podnoszącego pH roztworu – staje się on zasadowy. Z czasem spowoduje to zmianę zabarwienia płynu na intensywnie zieloną. Znacznie wolniej (co najmniej dwie doby, gdyż nasiona poszczególnych gatunków roślin różnią się nie tylko zawartością ureazy, ale też i szybkością jej działania) zmiana barwy na zieloną nastąpi w pojemniku C. Aby ułatwić sobie obserwację barw, nie mieszaj zawiesiny przed obserwacją i zadbaj, by nad osadem znajdował się co najmniej 1 cm w miarę klarownego płynu (w razie potrzeby dolej więcej soku).

***

Uwaga!

Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za ewentualne szkody powstałe wskutek doświadczeń.

***

Zestaw przyrządów i materiałów

nasiona fasoli, grochu, dyni, kozieradki, czerwona kapusta, mocznik z wkładu chłodzącego, 8 pojemników na mocz, żelatyna, skrobia ziemniaczana, jodyna, papierowy ręcznik, strzykawka

Niewliczone w cenę: talerzyk, lampa, elektryczny młynek do kawy, nóż

Czas przygotowania: 2 godz.+ 3 dni oczekiwania

Koszt: 68 zł

***

Wiedza w pigułce

Kiełkowanie to czas mobilizacji. Wzrost, rozpoczęcie fotosyntezy i wiele innych procesów wymagają ogromnych nakładów energii i zasobów, których na szczęście nasiono ma pod dostatkiem w postaci substancji zapasowych. My także doceniamy te zasoby, tłocząc oleje z nasion rzepaku czy mieląc ziarna zbóż na mąkę. By jednak wykorzystać te związki, nasze organizmy muszą wpierw je strawić. Podobne procesy zachodzą także w kiełkujących nasionach, dokonujących niejako kontrolowanego samostrawienia z udziałem licznych enzymów.

Do rozkładu skrobi służą amylazy, a tłuszczów (lipidów) – lipazy. Ilość i skład enzymatycznego koktajlu zmienia się z czasem – u słonecznika lipaz stwierdzono najwięcej po jakichś 3 dniach od wykiełkowania, lecz potem, gdy zapasy tłuszczu będą na ukończeniu, część zostanie przekształcona w skrobię, wygodniejszą do składowania i szybkiej przeróbki. Dlatego w kiełkujących nasionach i młodych roślinach wzrośnie zawartość amylaz.

Rośliny muszą zadbać też o zasoby azotu, składnika białek i kwasów nukleinowych, a zatem elementu niezbędnego do wzrostu. Potrafią przy tym czerpać ze źródeł, które dla zwierząt są bezużyteczne. Wchłaniają z otoczenia choćby źródła mineralne, jak jony azotanowe i amonowe. Wykorzystują także mocznik – uboczny produkt przemian metabolicznych u roślin i zwierząt. Wiele zwierząt wydala mocznik (główny organiczny składnik choćby naszego moczu), tracąc bezpowrotnie związany w nim azot. Ale rośliny mogą rozkładać mocznik do amoniaku i dwutlenku węgla dzięki enzymowi – ureazie. Sprytny recykling czyni je mistrzami w oszczędzaniu związków azotowych. A ureaza sprawia, że mocznik może służyć człowiekowi jako znakomity i tani nawóz. Nasiona wielu gatunków roślin zawierają duże zapasy tego enzymu (zwykle niewiele powstaje w trakcie kiełkowania).