 |
Раздел II. Основные методы определения интенсивности фотосинтеза.
|
|
|
|
Методы определения фотосинтеза вытекают из его суммарного уравнения:
6СО2 + 6Н2О С6Н12О6 + 6О2
Показателями, характеризующими интенсивность данного процесса могут служить:
– количество поглощенного СО2;
– количество выделенного О2;
– количество синтезированного органического вещества.
Наиболее распространенным методом является первый. Для определения интенсивности фотосинтеза этим способом предложен ряд методов, один из которых – определение поглощения СО2 в замкнутом пространстве.
Работа 5. Определение интенсивности фотосинтеза высшего водного растения по выделению кислорода.
Для определения интенсивности фотосинтеза водного растения можно использовать метод счета пузырьков О2. На свету в листьях происходит процесс фотосинтеза, продуктом которого является О2, накапливающийся в межклетниках. При срезании стебля избыток газа начинает выделяться с поверхности среза в виде непрерывного тока пузырьков, скорость образования которых зависит от интенсивности фотосинтеза. Данный метод не отличается большой точностью, но зато очень прост и дает наглядное представление о тесной зависимости фотосинтеза от внешних условий.
Ход определения.
Черенки элодеи (Elodea сanadensis L.) опускают в пробирки с водой срезом вверх. Пробирки помещают в различные условия (табл.1.) и подсчитывают количество выделившихся пузырьков в течение 3 мин. По результатам работы заполняют таблицу и делают вывод о влиянии исследованных факторов на интенсивность фотосинтеза.
Таблица 1.
Влияние внешних факторов на интенсивность фотосинтеза высшего водного растения.
| Расстояние от источника света, см | Экран | t воды, °С | Количество пузырьков О2 за 1 мин | % к контролю |
| белый белый белый | измеряется перед началом опыта | |||
| белый красный синий | измеряется перед началом опыта | |||
| белый белый белый | комнатная 30 – 35 8 – 10 |
|
|
|
Реактивы и оборудование.
1. Пробирки на 20 мл
2. Стаканы химические на 300 – 500 мл
3. Раствор бихромата калия (красный экран)
4. Раствор серно-аммиачно-медной соли (синий экран)
5. Лампы накаливания 100 – 200 Вт
6. Песочные часы
7. Линейки
8. Термометры ртутные
9. Водяная баня
Работа 6. Обнаружение фотосинтеза методом крахмальной пробы
(по Саксу).
Видимым продуктом фотосинтеза у высших растений является крахмал, который накапливается в виде зерен в хлоропластах листа. Объектом изучения служат растений различных систематических групп.
Ход определения.
Перед опытом растения выдерживают 1 – 2 дня в темноте до полного исчезновения крахмала (отрицательная реакция с раствором йода в йодистом калии).
Листья на растениях с обеих сторон покрывают черной бумагой с вырезанными в ней различными фигурами и выставляют их на свет на 1 час. По окончании экспозиции, чтобы убить клетки листа, его помещают на несколько минут в кипящую воду, затем переносят в стакан со спиртом и выдерживают на горячей бане до полного обесцвечивания. После этого лист промывают водой, раскладывают в фарфоровой чашке или чашке Петри и заливают раствором Люголя (раствор J2 в KJ).
Объяснить причину появления окраски разных зон листа и зарисовать (или вклеить) лист в тетрадь.
Реактивы и оборудование.
1. Раствор J2 в KJ
2. Спирт
3. Водяная баня
4. Черная бумага
5. Настольная лампа
6. Чашки Петри или фарфоровые чашки
7. Ножницы
Работа 7. Определение интенсивности фотосинтеза по поглощению углекислого газа (по Л.А. Иванову и Н.Л. Коссович).
|
|
|
Данную методику используют при изучении фотосинтеза листьев, побегов или целых растений.
Лист растений помещают в стеклянную колбу и выдерживают на свету. Разница в содержании СО2 в воздухе колбы до и после опыта характеризует количество углекислого газа, поглощенного растением в ходе фотосинтеза.
Ход определения.
Определение интенсивности фотосинтеза производят в круглодонных или конических колбах определенного объема. Для предварительного заполнения колб одинаковым по составу воздухом их оставляют открытыми в течение 20 – 30 минут. Затем колбы одновременно закрывают пробками. В одной колбе проводят опыт, другая служит для контрольного определения содержания СО2 в воздухе.
Лист растения (не срывая!) укрепляют за черешок в отверстии запасной пробки. Быстрым, но спокойным движением вынимают из горлышка колбы основную пробку и помещают в колбу лист, закрепленный на запасной пробке. Все щели в пробке замазывают пластилином для герметизации сосуда. Колбу с растением ставят на свет и фиксируют время. Через 30 минут быстро заменяют пробку с листом на основную. Определяют площадь или вес листа без черешка. Затем анализируют воздух в колбах: в каждую колбу через отверстие в пробке наливают по 2 – 3 капли фенолфталеина и по 20 мл 0.02Н раствора Ва(ОН)2. Барит реагирует с СО2 по реакции:
Ва(ОН)2 + СО2 → ВаСО3 + Н2О
Избыток барита оттитровывают 0.02Н раствором щавелевой кислоты (НООС–СООН) до исчезновения розовой окраски фенолфталеина.
Интенсивность фотосинтеза рассчитывают в мг СО2 в час на 1 дм2 листовой поверхности или на 1 г сырого веса.
Барит при стоянии может изменить титр, поэтому перед титрованием нужно установить соотношение между растворами барита и щавелевой кислоты и рассчитать поправку к титру барита.
Интенсивность фотосинтеза вычисляют по формуле:
(A – B)´K´0.88´60
F = (мг СО2´час-1´дм-2), где
S´t
А – количество щавелевой кислоты, пошедшей на титрование барита в
опытной колбе, мл;
В – количество щавелевой кислоты, пошедшей на титрование барита в
контрольной колбе, мл;
К – поправка к титру барита;
0.88 – количество мг СО2 соответствующее 1 мл 0.02Н раствора
щавелевой кислоты;
S – площадь листа, дм2;
T – время опыта, мин;
|
|
|
60 – коэффициент пересчета минут в часы.
Реактивы и оборудование.
1. Колбы 1л, конические или круглодонные
2. Пробки резиновые с отверстием
3. Штативы
4. Фенолфталеин
5. Лампы накаливания 60-100Вт
6. 0.02Н Ва(ОН)2
7. 0.02Н НООС–СООН
8. Бюретки для титрования
9. Часы
|
|
|
