Изучение влияния освещенности на интенсивность фотосинтеза
Материалы и оборудование
Аппарат для сбора газа (рис. 7.25) Пробирка Стакан объемом 400 мл Термометр Ртутная лампа или лампа от проектора Гидрокарбонат натрия Линейка Секундомер Источник света типа настольной лампы Элодея канадская (Elodea), предварительно несколько часов выдержанная на ярком свету Детергент (моющее средство)
Методика
Целесообразно использовать элодею (Elodea), которая была хорошо освещена и в которой проверена активность протекания фотосинтеза. Если не видно образования пузырьков, то для стимуляции фотосинтеза можно добавить 2—10 г гидрокарбоната натрия на каждый литр воды (это увеличивает содержание диоксида углерода). Кроме того, до начала опыта воду можно аэрировать (пропускать через нее воздух в течение часа).
1. Острым скальпелем срежьте покрытый пузырьками стебелек элодеи длиной около 5 см. Поместите его срезом вверх в пробирку, содержащую ту же воду, в которой растение находилось до этого.
2. Поместите пробирку в стакан с водой комнатной температуры. Запишите температуру воды, которая играет роль теплового щита, и проверяйте ее в течение эксперимента. Она должна оставаться постоянной, а по мере необходимости воду можно обновлять.
3. Заполните аппарат водопроводной водой, проверьте, чтобы нигде не было пузырьков воздуха, затем до упора нажмите поршень шприца (рис. 7.25).
4. Создайте в лаборатории затемнение. Поместите яркий источник света на расстоянии 5 см от растения.
5. В течение 2—З мин позвольте растению приспособиться (прийти в состояние равновесия) к данной освещенности. Затем удостоверьтесь, что скорость образования пузырьков достаточна (более 10 пузырьков в минуту). Иногда добавляют следовые количества детергента, для того чтобы снизить поверхностное натяжение и облегчить образование пузырьков.
6. Поместите веточку элодеи таким образом, чтобы пузырьки собирались в капиллярной трубке аппарата. Начинайте отсчет времени.
7. Соберите некоторый объем газа за определенное время (например, за 5—10 мин). При помощи поршня продавите пузырек через капилляр в то место, где находится линейка, и измерьте длину пузырька.
8. Переместите пузырек газа дальше в соединительный шланг для того, чтобы не мешать дальнейшим измерениям. Повторите описанную процедуру, увеличивая расстояние между источником света и растением до 10, 15, 20, 30, 40 и 80 см. В каждом случае давайте растению возможность привыкнуть к новой освещенности. Для всех значений запишите следующие параметры: а) расстояние между растением и источником света; б) время, ушедшее на сбор газа; в) длину собранных пузырьков газа (это значение прямо пропорционально объему).
Результаты
Освещенность данного объекта обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника света. Другими словами, увеличение расстояния между растением и источником света приведет к уменьшению освещенности растения не в два, а в четыре раза.
LI ∞ l/d2
где LI — освещенность, d — расстояние между объектом и источником света. Постройте график, где по вертикальной оси отложите значения интенсивности фотосинтеза (как длину пузырьков газа, проходящих по капилляру в единицу времени), а по горизонтальной — LI (в виде 1/d2 или, что более удобно, — 1000/d2).
7.30. а) Установите, какую закономерность между образованием газа и освещенностью демонстрируют результаты проведенных вами опытов? б) Для чего необходимо поддерживать постоянными температуру и затемненность лаборатории? 7.31. Каковы основные источники погрешностей в данном эксперименте? 7.32. Если бы собранный газ был проанализирован, то оказалось бы, что это не чистый кислород. Как Вы можете это объяснить? 7.33. Почему до начала эксперимента воду желательно аэрировать?
Существует более простая и быстрая (хотя и менее точная) методика определения скорости образования кислорода: подсчет пузырьков газа, выделяемых со срезанного конца веточки элодеи за определенный промежуток времени.
В результате такого опыта получаются вполне удовлетворительные данные, хотя из-за различных размеров пузырьков могут возникать ошибки. Эту проблему можно решить, добавив следовые количества детергента для снижения поверхностного натяжения (см. пункт 5 выше). Элодею можно закрепить на дне пробирки при помощи пластилина.
Литература. Биология : в 3 т. Т. 1 / Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут ; под ред. Р. Сопера
AOF | 08.01.2021 18:35:19