Чем объяснить сходные явления в опыте с листом элодеи и сырым картофелем, возникшие в результате проникновения в клетки пероксида водорода?

Сходство явлений в опыте с листом элодеи и сырым картофелем объясняется тем, что и в живых клетках листа, и в клетках клубня картофеля есть один и тот же защитный фермент — каталаза (часто вместе с близкими по действию пероксидазами). Когда пероксид водорода (H₂O₂) проникает внутрь тканей, для клеток это токсичное вещество: оно относится к активным формам кислорода и может повреждать белки, мембраны и другие структуры. Поэтому клетки “стараются” быстро его обезвредить.

Что происходит после проникновения H₂O₂ в клетки:

1. Пероксид водорода попадает в клеточный сок и органоиды (в том числе в пероксисомы), где как раз находится каталаза.

2. Каталаза ускоряет разложение H₂O₂ на безопасные продукты:

   • $2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2 \uparrow$

3. Выделяется кислород (O₂) — он выходит наружу в виде пузырьков и вспенивания раствора.

Почему это наблюдается и у элодеи, и у картофеля:

• И элодея (растение), и картофель (тоже растительная ткань) — это живые клетки, которые при дыхании и других процессах могут образовывать H₂O₂ как побочный продукт.

• Чтобы не отравляться собственным перекисным “отходом”, растения имеют ферментные системы защиты, прежде всего каталазу.

• Поэтому при добавлении перекиси извне в обоих случаях запускается один и тот же ферментативный механизм, и внешне мы видим одинаковый эффект — интенсивное выделение кислорода.

Откуда может быть разница в “силе” эффекта (если в опыте она заметна):

• В картофеле обычно много ферментов в клетках запасающей ткани, и при повреждении (срез, раздавливание) ферменты легче контактируют с H₂O₂, поэтому пены и пузырьков может быть больше.

• В листе элодеи клетки мелкие, ткань тонкая, но живая; эффект тоже есть, однако интенсивность может зависеть от состояния листа, освещённости (косвенно через обмен веществ), температуры и того, насколько H₂O₂ реально проник внутрь, а не остался снаружи.

Итак, сходные явления (пузырьки, вспенивание, “шипение”) объясняются работой каталазы, которая в клетках обоих объектов разлагает пероксид водорода с выделением кислорода.