Labaratuvar-10
GENEL BİYOLOJİ LABORATUVARI - III
GENEL BİLGİ:
ERGASTİK MADDELER VE TANINMASI
Ergastik maddeler, hücrenin fizyolojik faaliyetler sonucu meydana gelen ve protoplazma yapısında olmayan yedek ya da artık metabolizma ürünleridir. Bunlara genellikle vakuolleri dolduran hücre özsuyunda, çözelti halinde veya hücrenin herhangi bir yerinde rastlanabilir. En iyi bilinen ergastik maddeler: karbonhidratlar, proteinler, yağlar ve kristal şeklinde olan minerallerdir. Bunlardan başka tanen, reçine, müsilaj, zamk, kauçuk, alkaloidler ve boyalı maddeler de bu gruba girerler. Bu maddeler hücrelerin vakuollerinde, sitoplazmasında ya da çeperlerinde bulunur.
A- KARBONHİDRATLAR
Karbonhidratlar (CH2O)n bitkilerde erimiş veya katı halde bulunan karbon, hidrojen ve oksijen içren organik moleküllerdir. Hücre özsuyunda erimiş halde bulunan karbonhidratların en önemlileri monosakkaritlerden glikoz, fruktoz, disakkaritlerden sakkaroz ve maltoz’dur. Katı halde bulunan karbonhidratlardan nişasta ve selüloz yapı taşı glikoz olan polisakkaritlerdir. Bunların yanı sıra musilaj ve zamklar da bitki yapısında yer alan önemli polisakkarit yapısındaki karbonhidratlardır.
A. POLİSAKKARİTLER
1. Nişasta
Bitkilerde nişasta, plastitler içerisinde, çok sayıda glikoz moleküllerinin polimerizasyonu sonucu oluşan katı halde bulunan polisakkaritlerdendir (C6H10O5)n. Bitkinin enerji kaynağını oluşturan nişasta, kloroplastlarda fotosentez sonucu meydana gelir ve “assimleme nişastası” adını alır. Ayrıca levkoplastlar içerisinde de erimiş halde bulunan glikoz polimerizasyona uğratılarak, nişastaya çevrilir, bu şekilde meydana gelen nişastaya da “yedek nişasta” veya “depo nişasta” denir.
Bir plastitde ya bir ya da birkaç nişasta tanesi gelişebilir. Yani oluşan nişastanın bir ya da daha çok merkezi bulunur. Nişastanın ilk meydana geldiği bu merkezlere “hilum” adı verilir. Meydana gelen nişasta taneleri ya ayrı ayrı bulunurlar ve “basit nişasta taneleri” oluştururlar ya da hepsi bir arada büyüyerek “bileşik nişasta taneleri” meydana getirirler.
Nişasta oluşumu plastitde tam ortada başlayacak olursa,”konsentrik” nişasta meydana gelir. Bazılarında da nişastanın gelişim merkezi kenara yakın olur, bu durumda “eksentrik” nişasta taneleri meydana, gelir.
    ·        Basit Nişasta: Plastit içinde bir tane hilum oluşursa meydana gelen nişasta tanesine “basit nişasta tanesi” denir.Hilum merkezde ise “basit sentrik” (örnek: Phaseolus vulgaris- fasulye) merkez dışında ise “basit eksentrik” (örnek: Solanum tuberosum- patates) nişasta tanesi adını alır.
·        2. Bileşik Nişasta: Plastit içerisinde çok fazla hilum teşekkülü ile çok sayıda nişasta tanelerinin birleşmesi ile meydana gelir.  Örnek: Oryza sativa- pirinç
   Şekil Basit, bileşik nişasta
PROTEİNLER
Proteinler, karbon, hidrojen, oksijen, azot ve buna ilave olarak kükürt ve fosfor içeren bileşiklerdir. Bütün enzimler, bazı hormonlar ve hücrenin birçok yapısal bileşeni proteinlerdir. Protein molekülleri yapı taşı olan pek çok aminoasitin bir araya gelmesinden oluşur.
Vakuoller içinde bulunan önemli besin maddelerinden biri de erimiş haldeki proteinlerdir. Bazı durumlarda vakuol suyunu kaybedecek olursa buradaki protein katılaşarak tane haline gelir. Bu yapılara “alevron tanesi” adı verilir. Alevron tanelerine özellikle kuru tohumlarda rastlanır. Katı protein, alevron tanelerinde olduğu gibi “amorf” ya da “kristal” haldedir. Protein kristallerine şişme özelliklerinden dolayı “kristalloid” demek daha doğru olur. Alevron taneleri diğer besin maddeleriyle besi dokusu içinde bir arada bulunabileceği gibi, bazen de besi dokusunun en dış tabakası alevron, içteki hücreler ise nişasta bulundurur.
Şekil . Aminoasit formülü
YAĞLAR:
Genellikle yedek besin depo eden tohum, meyve, kök ve gövde gibi organların besi dokularında az da olsa bulunur. Buna karşılık bazı tohumlarda kuru ağırlıklarının %70'ini teşkil edecek kadar yağ bulunabilmektedir. Keten yağı, zeytinyağı ve hintyağı sıvı, kakao yağı ise katı halde bulunur. Yağlar sitoplazmada küçük damlacıklar halinde emilsüyon teşkil ederler. Yağda eriyen kırmızı renkli sudan III boyasıyla yağlar kırmızıya boyanırlar.
Hemen hemen bütün kokulu bitkilerde bulunan eterik yağlar, çoğunlukla güzel kokulu ve uçucu maddelerdendir. Çiçek, meyve, tohum, yaprak, kök, gövde gibi değişik organların değişik dokularında bulunabilirler. Bunlar da sudan III ile reaksiyon verirler.



Şekil Yağ molekülü
KARBONHİDRATLARIN İNCELENMESİ
1.  NİŞASTANIN İNCELENMESİ
a) Obje:Solanum tuberosum (patates) yumruları, kazıma prepareat
   İ.O.: Su
   M.B:.10x40
Şekil . Solanum tuberosum (patates)’hücresi ve nişasta taneleri
   Şekil Bileşik ve Basit Nişasta Taneleri

b) Obje: Trititicum (buğday), kazıma prepareat
      İ.O.: Su
      M.B:.10x40
hilum
Şekil Basit nişasta taneleri

Şekil Triticum sp. nişasta taneleri 10x40
c) Obje Phaseolus sp. (fasulye) kazıma prepareat
İ.O.: Su
M.B:.10x40
hilum
Şekil Phaseolus sp. nişasta taneleri
hilum
Şekil Phaseolus sp. çatlak hilumlar
d) Obje Oryza sp. (pirinç) taneleri kazıma prepareat
      İ.O.: Su
      M.B:.10x40
Şekil Oryza sp. nişasta taneleri 10x40
Bileşik
nişasta
Basit nişasta
Şekil Oryza sp. elektron mikroskobu görüntüsü (SEM)
2. PROTEİNLERİN İNCELENMESİ
d) Obje Ricinus communis (Hint yağı) enine kesiti
      İ.O.: Su
      M.B:.10x40
Amorf protein
Globoit
Kristalloit
Şekil Ricinus communis (Hint yağı) enine kesiti 10x40 ve  alevron tanesi
  PROTEİN REAKSİYONLARI
Bitkilerde proteinlerin varlığı başlıca dört tepkime ile. belirlenir. Yapılacak deneylerde materyal olarak protein yönünden zengin olan hintyağı bitkisinin tohumları kul­lanılacaktır.
·        BİÜRE TEPKİMESİ: Hintyağı bitkisinin kesiti lam üzerinde Fehling ayıracı ile muamele edilir ve bir müddet sonra proteindeki peptid bağları nedeniyle menekşe renginin oluş­ması bize protein varlığını kanıtlar.
·        MİLLON TEPKİMESİ: Aynı bitkiden alınan kesit üzerine Millon ayıracı damlatılır. Bitki­de bulunan tirozin aminossidi nedeniyle kesit tuğla kırmızısı rengini alır.
·        KSANTOPROTEİN TEPKİMESİ : Aynı bitki kesiti üzerine derişik nitrik asit ilave edilince sarı renk meydana gelir. Bu rengin oluşmasının sebebi bu bitkinin proteinıerinde bulu­nan tirozin ve triptofan aminoasitlerinin nitro bileşikleri  oluşturmasıdır. .
·        LUGOL TEPKİMESİ :Lugol de bir diğer protein belirleyicisidir ve protein ile sarı-kahve rengi meydana getirir.
YAĞLARIN İNCELENMESİ:
Hintyağı bitkisinin tohumu yağların tanınmasında da kullanılır. Tohumun sert tohum gömleği kırılıp, iç kısımdan enine kesit alınarak lam üzerindeki 1 damla Sudan III ayıracı içine konur ve Kesit lamel ile kapatılır. Mikroskopta incelemeden önce lameli üzerine hafif hafif vurularak, Yağ damlacıklarının dokuda çıkması sağlanır. Preparat mikroskopta incelendiğinde hücre içindeki alevron tanelerinin Sudan III ile boyanmış yağ damlacıklarının içine gömülü olduğu gözlenir. Sudan III ayıracı yağlara özgü bir belirleyicidir ve yağlarda eriyerek rengini yağa verir, bu nedenle yağ damlacıkları kırmızıya boyanmış olarak görülür.
Obje Ricinus communis) endosperm ezme prepareat
İ.O.: Sudan III
M.B:.10x40
Yağ tanecikleri

KARBONHİDRAT  İNCELENMESİ:
Allium cepa (Soğan) etli kısmından alınan enine kesit üzerine Fehling I-II çözeltileri damlatılıp ısıtılır. Mikroskopta incelenen preparatın kiremit rengine dönüşmesi bize şeker varlığını göstermektedir.
  PROTEİNLERİN AYIRAÇLARI
1.  Biüre Reaksiyonu
Ricinus communis
+
Fehling A+B

menekşe rengi
2.  Millon Reaksiyonu
Ricinus communis
+
Millon

kiremit kırmızısı
3.  Ksantoprotein Reaksiyonu
Ricinus communis
+
HNO3
(Nitrik asit)

sarı renk
4.  Lugol Reaksiyonu
Ricinus communis
+
Logul

sarı renk