ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АКТИВНОСТИ ПЕРОКСИДАЗЫ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ

200 
 
атмосферного воздуха  неорганическими и 
органическими загрязнителями.  Выявлено 
повышение 
активности 
пероксидазы 
растений 
в 
условиях 
загрязнения 
окружающей  среды  кислыми  газами.  При 
действии  кислых  газов  в  растениях  на 
свету  могут  образовываться  перекиси, 
которые,  повидимому,  обусловливают 
субстратную 
активацию 
пероксидазы 
[6,7]. 
Таким 
образом, 
существуют 
растения  с  мощным  детоксикационным 
потенциалом в отношении ксенобиотиков, 
для 
которых 
характерны 
высокая 
активность 
пероксидазы 
и 
удовлетворительные  показатели  жизненного  состояния  в  зоне  повышенного  техногенного 
загрязнения[8].  Эту  способность  организма  растений  можно  эффективно  использовать  для 
анализа окружающей среды.  
Приведенные  исследования  свидетельствуют  о  важности  проблемы  мониторинга 
городской среды. В условиях города Костанай данная проблема не изучалась, таким образом 
наше исследование можно характеризовать как новое в региональном плане. 
Для  получения  результатов  используются  доступные  методики.  Ожидаемый  эффект  - 
выявление наиболее загрязненных участков города Костанай.  
 
Методы исследования:  
Методы теоретического исследования – анализ, синтез, индукция и дедукция.  
Экспериментальные методы: 
-  Определение  активности  пероксидазы  титриметрическим  методом  с  использованием  в 
качестве субстрата пирокатехина. 
Метод основан на учете неразложившейся перекиси водорода при использовании в 
качестве субстрата окисления пирокатехина, который превращается в соответствующий о-
бензохинон: 
-  Определение  активности  пероксидазы  фотоэлектро-колориметрическим  методом  по 
окислению бензидина. 
Метод  основан  на  способности  катализировать  окисление  бензидина  в  н-хинондиимин. 
Хинондиимин конденсируется со второй молекулой бензидина с образованием окрашенного 
соединения (бензидинового синего). 
     В  качестве  опытных  образцов  используются  листья  древесных  растений  на  разных 
участках города Костанай. 
Статистическая обработка данных.  
 
Описание проекта 
     Дрeвeсные 
растeния 
широкo 
испoльзуются  в  озeленeнии  гoродов  и 
являютcя  наиболee  чувствитeльными  к 
измeнению  рaзличных  фактoров  срeды  и 
загрязнeнию  вoздуха  [1].  Нарушeние  их 
дeятельности  мoжет  быть  обусловлeно 
изменeниями 
важнeйших 
физиологичeских процeссов фотосинтeза, 
дыхaния,  вoдного  рeжима,  минeрального 
питания,  устoйчивости  растeний  [7].  В 
последние  годы  все  более  популярной 

201 
 
становится гипотеза, согласно которой адаптация растений к действию стрессоров различной 
природы  в  значительной  степени  зависит  как  от  функционирования  антиоксидантных 
ферментов,  так  и  от  накопления  в  клетках  низкомолекулярных  антиоксидантов  [5].  В  ряде 
работ показано, что изменения активности антиоксидантных систем наблюдается в ответ на 
действие  неблагоприятных  факторов  среды,  таких  как  повышение  концентрации  тяжелых 
металлов в среде [6, 13] и загрязнение атмосферного воздуха [8, 9].  
Пероксидаза – самая распространенная у растений терминальная оксидаза. Этот фермент 
довольно  чувствитeлен  к  кoмплексу  загрязняющих  атмосферу  веществ  [10].  Активация 
оксидаз  у  растений  в  экстремальных  условиях  является  защитной  реакцией  клетки  на 
повреждение  ее  биомембран.  Таким  образом,  активация  пероксидазы  у  растений  хотя  и 
является  неспецифичной,  может  характеризовать  наличие  в  воздухе  загрязнителей  в 
достаточно  широком  диапазоне  концентраций  и  позволяет  по  степени  активации  фермента 
выделить зоны с различным уровнем загрязнения [1,15]. 
     Опираясь  на  выше  представленные  данные,  были  подобраны  и  отработаны  методики 
исследования активности пероксидазы для мониторинга окружающей среды. 
 
      В  качестве  объектов  исследования  используются  листья  березы  и  тополя,  хвоя  сосны 
на придорожных участках города Костанай по улице Тарана, Амангельды, Победы, а также с 
парковых зон - площади Целинников, Парка Победы и Центрального парка в осенний период 
2015 года.  
 
Для определения активности фермента пероксидазы использованы 2 методики: 
Определение  активности  пероксидазы  титриметрическим  методом  с  использованием  в 
качестве субстрата пирокатехина. 
Метод  основан  на  учете  неразложившейся  перекиси  водорода  при  использовании  в 
качестве  субстрата  окисления  пирокатехина,  который  превращается  в  соответствующий  о-
бензохинон: 
 
                          ОН                                          
O 
 
                            + Н
2
О
2                      
                   +         2Н
2
О     
                                                                               
 
   
                    ОН                                       O 
 
Оборудование и реактивы:  
весы электронные; термостат; центрифуга; скальпель; пипетки на 1,2,5,10 мл; фарфоровые 
ступки; бюретки; конические колбы на 100 мл; песок, карандаш по стеклу.  
    Фосфатный  буфер  (0,1М,  рН  5,6);  раствор  пирокатехина  (11  г  в  100  мл  воды),  раствор 
Н
2
О
2
 (0,01н), 20%-ный раствор Н
2
SO
4
, раствор тиосульфата натрия (0,01н), 30%-ный раствор 
иодида калия, 1%-ный раствор крахмала. 
Материалы исследования: листья березы, сосны, тополя. 
Ход опыта.  
       Получение  ферментной  вытяжки:  1г  растительного  материала  растирают  в  ступке  с 
кварцевым  песком  и  5  мл  фосфатного  буфера,  рН  5,6  и  центрифугируют  5  мин  при  4000 
об/мин. 
       К 10 мл 0,01Н Н
2
О
2
 приливают 5 мл фосфатного буфера (рН 5,6), добавляют 2 мл 1М 
раствора  пирокатехина  и  1  мл  ферментной  вытяжки,  отмечают  время  и  ставят  колбу  в 
термостат  при  25
0
С.  Через  5  мин  фермент  инактивируют  добавлением  5  мл  20%-ного 
раствора  Н
2
SO
4
.  В  контрольную  колбу  вносят  те  же  растворы,  но  серную  кислоту 
прибавляют перед внесением ферментной вытяжки. Затем в обе колбы приливают 5 мл 30%-
го раствора КI и оттитровывают выделившийся йод в присутствии крахмала 0,01Н раствором 
тиосульфата  натрия  до  обесцвечивания.  Вычисляют  разность  между  результатами 
титрования контроля и опыта. 

202 
 
     Активность фермента (х) рассчитывают в мкмолях Н
2
О
2
, разложившейся за 1 мин на 1г 
навески,  учитывая,  что  1  мл  точно  0,01Н  раствора  тиосульфата  натрия  соответствует  20 
мкмолям Н
2
О
2
: 
 
                             Х = 
t
n
V
V
А
А




1
2
1
20
)
(
 
Где, 
 А
1
  и  А
2
  –  количество  миллилитров  раствора  тиосульфата,  пошедших  на  титрование 
контроля и опыта; 
V – Общий объем ферментной вытяжки;  
V
1 
– объем вытяжки, взятой для определения, мл; 
n – Навеска; 
t – Время, мин. 
     Определение  активности  пероксидазы  фотоэлектроколориметрическим  методом  по 
окислению бензидина. 
   Метод основан на способности катализировать окисление бензидина в н-хинондиимин. 
 
 
        Н
2
N                                             N-Н
2 
+ Н
2
О
2                        
HN                                NН + 2Н
2
О      
 
     Хинондиимин  конденсируется  со  второй  молекулой  бензидина  с  образованием 
окрашенного соединения (бензидинового синего). 
Оборудование и реактивы: 
КФК  -2;  весы  электронные;  фильтры  бумажные;  фарфоровые  ступки;  песок;  стеклянные 
палочки; воронки; колбы; пипетки на 1, 2 и 10 мл. Раствор бензидина (в мерную колбу на 100 
мл  вливают  60-70  мл  дистиллированной  воды,  прибавляют  1,15  мл  ледяной  уксусной 
кислоты  и  92  мг  бензидина  основного,  подогревают  до  50-60°С  на  водяной  бане  при 
постоянном  помешивании.  Через  10-15  мин  после  полного  растворения  бензидина 
добавляют  2,72  г  уксуснокислого  натрия,  колбу  охлаждают  и  доливают  до  метки  (раствор 
может  хранится  в  темном  месте  две  недели),  3%-ный  раствор  перекиси  водорода;  0,2М 
ацетатный буфер рН 4,7. 
Материал исследования: листья березы, сосны, тополя. 
Ход опыта. 
    0,5-1г растительного материала растирают с кварцевым песком и 3 мл ацетатного буфера, 
рН 4,7, затем добавляют еще 7 мл и фильтруют.  
    Подготовить КФК -2 к работе согласно инструкции.  
     В  две  кюветы  шириной  1  см  наливают  по  2  мл  раствора  бензидина  и  1  мл  ферментной 
вытяжки. Смесь осторожно перемешивают. В одну из кювет наливают 2 мл воды и ставят в 
дальнее  гнездо  кюветодержателя  КФК  -2,  во  вторую  кювету  вливают  2  мл  Н
2
О
2 
и  ставят  в 
ближнее гнездо кюветодержателя. Закрыть крышку кюветного отделения.  
     Кювету с растворителем (контролем) поместить в световой поток, повернув рукоятку 4 до 
упора влево.  
     Установить стрелку микроамперметра на нуль по шкале оптической плотности рукояткой 
6(«установка  грубо»).  В  случа  необходимости  подвести  стрелку  к  нулю  рукояткой  7 
(«установка точно»). 
     Переместить в световой поток кювету с исследуемым раствором, повернув рукоятку 4 до 
упора  вправо  и  записать  значение  оптической  плотности  по  нижней  шкале 
микроамперметра. Сразу повернуть рукоятки 6 и 7 до упора влево. 
      Пероксидазную  активность  фермента  определяют  по  времени  установления  шкалы 
гальванометра на нуль и рассчитывают по формуле:  

203 
 
                                                   V = 
nt
А
DAB
1
 
Где, Д – значение шкалы правого барабана, равное 0,125; 
А – общий объем вытяжки, мл; 
В – объем разбавленной смеси в кювете, мл; 
А
1 
– объем вытяжки, взятой для определения, мл; 
n – Навеска, г; 
t – Время, с. 
   
В результате исследования получены следующие данные, представленные в таблице 1-3. 
 
Таблица 1. Сравнительная активность пероксидазы листьев тополя. 
 
Место произрастания  
 Активность пероксидазы,  
мкмоль Н
2
О
2
 / г·мин 
Среднее 
значени
е  
Тополь, придорожные участки 
74 
72 
71 
71 
70 
59 
57 
48 
65 
Тополь, парковая зона 
75 
74 
73 
76 
75 
70 
71 
75 
74 
 
 
Таблица 2. Сравнительная активность пероксидазы листьев березы. 
 
Место произрастания 
 Активность пероксидазы,  
мкмоль Н
2
О
2
/ г·мин 
Среднее 
значение 
Береза, 
придорожные 
участки 
158 
152 
151 
148 
148 
147 
142 
149 
Береза. парковая зона 
142 
140 
132 
129 
127 
126 
123 
131 
 
 
Таблица 3. Сравнительная активность пероксидазы хвои сосны. 
 
Место произрастания 
 Активность пероксидазы,  
мкмоль Н
2
О
2
/ г·мин 
Сре
днее 
знач
ение 
Сосна, придорожные участки  15,8  14,7  11,3  14,6  8,0  8,4  6,0 
8,7  10,9 
Сосна, парковая зона 
11,6 
10,8 
10,8 
10,7 
6,8  5,6  3,4 
2,6  7,8 
 
     Анализ и сравнение данных, представленных в таблицах 1-3, свидетельствует о различиях 
в  активности  пероксидазы  разных  древесных  растений.  Наиболее  высокая  активность 
отмечена  у  березы,  низкая  –  у  сосны.  Наблюдаются  также  различия  активности  фермента 
растений парковой зоны и придорожных участков, причем зависимость активности от места 
произрастания проявляется по-разному. Активность пероксидазы у тополя, произрастающего 
в парке, несколько выше чем у того же вида, растущего вблизи дорог.  
     В  то  же  время  для  березы  и  сосны  отмечена  обратная  картина.  Так,  уровень  активности 
сосны парковой зоны почти на 30%, у березы на 12% ниже, чем активность пероксидазы у 
тех же видов в придорожных участках. 
 
 

204 
 
 
Ожидаемые результаты 
Экспериментальные  результаты  по  определению  активности  пероксидазы  древесных 
растений с различных участков города Костаная, полученные с помощью отобранных нами 
методов  позволят  получить  различия  в  значениях  активности  пероксидазы  древесных 
растений,  произрастающих  в  экологически  благополучных  условиях  и  вблизи  дорог  с 
интенсивным движением транспорта 
Сопоставление  полученных  результатов  и  получение  данных  о  зависимости  активности 
пероксидазы  от  места  произрастания  и  сезонных  изменений,  позволят  выявить  участки 
города Костаная, подверженные загрязнению в наибольшей степени. 
Список использованной литературы: 
1.
 
Крамер, П.Д., Козловский Т.Т. Физиология древесных растений // П – М.: Лесная 
промышленность. - 1983. – 464 с. 
2.
 
Николаевский,  В.С.  Экологическая  оценка  загрязнения  среды  и  состояния 
наземных экосистем методами фитоиндикации. - М.: МГУЛ. -1999. – 193 с. 
3.
 
Неверова  О.А.  Колмогорова  Е.Ю.    Быкова  А.А.  Активность  пероксидазы  как 
показатель  детоксикационного  потенциала  древесных  растений  в  зоне  выбросов 
автотранспорта.  //  Известия  Самарского  научного  центра  Российской  академии 
наук. – 2009. - т. 11.- №1 (3). - С. 384-388. 
4.
 
Неверова  О.А.  Применение  фитоиндикации  в  оценке  загрязнения  окружающей 
среды // международный научный и прикладной журнал «Биосфера». 2009. - т.1. -
№1. - С.- 82-92. 
5.
 
 Воскресенский  В.  С.  Воскресенская  О.  Л.  Изменение  активности  окислительно  - 
восстановительных ферментов у древесных растений в условиях городской среды. 
// Вестник МарГТУ.- 2011. - №1. – С. 75-82. 
6.
 
Симонова  З.А.  Чемаркин  Д.А.  Активность  пероксидазы  betula  pendula  как 
индикатор качества городской среды (на примере г. Саратова) // Фундаментальные 
исследования. - 2013. - №8.– С. 1097– 1100. 
7.
 
Стаценко  А.П  Тужилова  Л.  И.,  Вьюговского  А.  А.  Растительные  пероксидазы  – 
маркеры  химического  загрязнения  химических  сред.  //  ВЕСТНИК  ОГУ.  октябрь 
2008. - №10(92).– С. 188-191. 
8.
 
Андреева В.А. Фермент пероксидаза:  участие в защитном механизме растений. // 
М.: Наука. - 1988. – 359 с. 
9.
 
Николаевский,  В.С.  Николаевская  Н.Г.,  Козлова  Е.А.  Методы  оценки  состояния 
древесных  растений  и  степени  влияния  на  них  неблагоприятных  факторов.  // 
Лесной Вестник. - май 1999. – С. 76-77. 
10.
 
Воскресенская О. Л., Сарбаева Е.В., Воскресенский В.С. Проблемы урбоэкологии 
и  пути  их  решения  в  современных  российских  городах. //  «Наука  и  инновации  – 
2010»,  пятая  международная  школа  ISS  «SI  –  2010»,  пятый  международный 
научный семинар «Фундаментальные исследования и инновации». – Йошкар-Ола: 
Мар. гос. ун-т, 2010. – С. 417–422. 
11.
 
Рачковская,  М.М.,  Ким  Л.О.  Изменение  активности  некоторых  оксидаз  как 
показатель  адаптации  растений  к  условиям  промышленного  загрязнения.  // 
Газоустойчивость растений. – Новосибирск: Наука. - 1980. – С.117-126. 
12.
 
 Савич  И.М.  Пероксидазы  –  стрессовые  белки  растений  //  Успехи  современной 
биологии 1989 – №3. - С. 406-417. 
13.
 
 Карташова  Е.Р.,  Руденская  Г.Н.,  Юрина  Е.  В  Полифункциональность 
растительных пероксидаз и их практическое использование // Биология растений. 
– 2000. - №5. – С.63-70. 
14.
 
Сарсенбаев  К.  Н.  Полимбетова  Ф.А.  Роль  ферментов  в  устойчивости  растений  // 
Алма-Ата: Наука. - 1986. – 184 с. 
 

205 
 
 
Авторы: Свечинская В.В., Радько С.В.  , 2 курс, специальность «География». 
Сейткалимов С.М., 3 курс, специальность «География» 
Научный руководитель: Коваль В.В. , магистр географии. 
Баубекова Г.К., магистр педагогики.  
 
АНАЛИЗ ТОПОНИМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ КОСТАНАЙСКОГО РАЙОНА В 
ФОРМИРОВАНИИ ПАТРИОТИЗМА ПОДРАСТАЮЩЕГО ПОКОЛЕНИЯ. 
 
1.
 
Вводная часть  
Географические  названия  являются  отражением  истории  нации,  в  них  зафиксированы 
различные  периоды  развития,  процветания  языка  и  культуры  общества.  Изучение 
географических  названий  остаѐтся  одной  из  актуальных  проблем,  так  как  топонимы  из 
глубины веков несут нам очень ценную информацию о процессах и особенностях изменения 
языка,  быта  и  культуры.  Появляясь  в  определенные  исторические  периоды,  топонимы 
развиваются  в  зависимости  от  особенностей  развития  общества,  отражая  его  различные 
пласты жизнедеятельности. Возраст одних топонимов  исчисляется тысячелетиями, других – 
годами, а третьи возникли на наших глазах и продолжают рождаться ежегодно. Люди всегда 
интересуются  происхождением  названий.  Человеку  не    безразлично,  почему  город,  в 
котором он живет, называется Костанай, река, текущая рядом с родным селом – Тобыл?  
2.
 
Цель проекта  –  исследовать и классифицировать с учетом географического аспекта 
топонимы    Костанайского  района,  а  также  составить    и  проанализировать  картосхемы  по 
топонимическим классам. 
3.
 
Задачи проекта. 
1.  Рассмотреть  физико-географическое  положение  Костанайского  района;  Изучение 
географических характеристик объясняет название отдельных географических названий.  
2.  Собрать и исследовать  архивный материал по топонимии изучаемого района; выявить 
и  описать    принципы,  методы,  благодаря  которым  образуются  топонимы,  и  на  их  основе 
выделить  особенности  наименования  географических  объектов  в  виде  отдельных 
классификационных  групп:  ойконимов  и  годонимов  Костанайского  района;      При  решение 
данной  задачи  используются  различные  методики(исторический,  лингвистический, 
географический).  Использование  методик  Жучкевича  В.,  Суперанская  А.,  Мурзева  Э.,  
позволяет провести различный анализ топоклассов по лингвистическому принципу лексико-
семантический, 
морфолого-словообразовательный, 
двойственный 
или 
структурно-
семантический. 
3.
 
 Составить  географические  карты, 
отражающие 
результаты 
топонимического  анализа  ойконимов  и 
годонимов Костанайского района. 
4.
 
Проанализировать  
топонимические  классы  Костанайского 
района  и  провести    социологические 
исследования,    на  выявления  у  населения 
знаний  о  топонимах  родного  края.  Для 
реализации  данной  задачи  использовался 
социологический метод- анкетирование. 

жүктеу/скачать 11,14 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: