Определение интенсивности фотосинтеза методом половинок

 

Фотосинтез - процесс образования органических веществ из уг­лекислоты и воды с преобразованием и использованием световой энергии. При этом происходит увеличение сухой массы листа, за счет вырабатываемых продуктов. Это увеличение за определенный срок с поправками на дыхание и отток веществ характеризует интен­сивность фотосинтеза.

Цель работы. Ознакомиться с методикой определения фотосин­теза. Получить данные об интенсивности этого процесса у разных видов древесных растений в. естественных условиях.

Материалы и оборудование

I. Ножницы.

2. Пробочные сверла диаметром 2,52 см.

3. Мешоч­ки из светонепроницаемой бумаги.

4. Чашки Петри.

5. Сушильный шкаф.

6. Весы с разновесами.

Опыты проводятся на двух древесных растениях, произрастающих в одинаковых или разных условиях.

Метод основан на учете органического вещества, образовавшего­ся в процессе фотосинтеза.

Порядок выполнения работы

1 Выбрать два растения разных видов.

2 С южной освещенной стороны в средней части кроны выбрать несколько побегов, на них отрезать половинки листьев, оставляя центральную жилку. На часть побегов с обрезанными половинками листьев одеть мешочки из светонепроницаемой бумаги.

3 Из срезанных половинок листьев сделать высечки пробочным сверлом общей площадью 200 - 250 см² (I проба).

4 Через 1 или 2 часа на побегах; находившихся: на свету, срезать оставшиеся половинки листьев и сделать такое же количество высечек (II проба).

5 На побегах, закрытых мешочками, также обрезать оставшиеся половинки и сделать высечки (III проба).

6 Все три пробы высечек высушить в сушильном шкафу при температуре 100-105° до постоянного веса и взвесить.

7 Определить количество органического вещества, накопленного в листьях за период опыта (разность весов I и II проб), и количество потерянного органического вещества, ушедшее на дыхание и отток (разность весов I и III проб).

8 Результаты записать в таблицу.

 

Таблица

Интенсивность накопления органического вещества в листьях

Вид растения	Сухой вес высечек, г	Количество сухого органического вещества, г	Площадь высечек одной пробы, см^2	Продолжительность опыта, час.
I проба	II проба	III проба	накопленного в листьях	ушедшего на дыхание

 

9 Рассчитать интенсивность фотосинтеза, пользуясь формулой:

Иф=	К+Д·10000	, где
В·П

 

И_ф - интенсивность фотосинтеза, г/час·м²;

Ф - прибавка в весе за счет накопленного органического ве­щества в листьях (разность между весом I и II проб);

Д - количество органического вещества, ушедшего на отток и дыхание (разность между весом I и III проб) в г; В - продолжительность опыта в часах;

П - площадь высечек одной пробы, см².

10 Сравнить интенсивность фотосинтеза разных видов и сделать выводы.

 

Контрольные вопросы

В чем сущность фотосинтеза?

Какие внешние условия влияют на фотосинтез?

Какова связь между фотосинтезом, дыханием и продуктив­ностью?

 

ДЫХАНИЕ РАСТЕНИЙ

 

Дыханием называют биологическое окисление органических веществ до углекислоты и воды, происходящее с освобождением энергии. Процесс состоит из двух основных стадий – гликолиза (расщепление глюкозы до пировиноградной кислоты) и цикла Кребса. Значительная часть энергии фиксируется в макроэнергических связях молекул АТФ.

 

Определение интенсивности дыхания разных частей

Растений

 

Интенсивность дыхания определяется по количеству выделяющейся углекислоты или расходу органических соединений.

Цель работы. Ознакомиться с простейшим методом учета дыхания. Сравнить интенсивность дыхания разных частей растения.

Материалы и оборудование: 1. Конические колбы на 500 мл с хорошо подогнанными резиновыми пробками, имеющими крючки для подвешивания изучаемого дыхательного материала. 2. Резиновые пробки со стеклянными трубочками. 3. Марлевые мешочки. 4. Бюретки или пипетки. 5. Весы и разновесы. 6. Фенолфталеин в капельнице. 7. 0,1 Н раствор гидроокиси бария (можно заменить едким натрием). 8. 0,1 Н раствор соляной кислоты. 9. Побеги с листьями, хвоя, листья, почки, проросшие семена и другие растительные объекты.

Метод основан на учете выделившейся при дыхании углекислоты, которая связывается гидроокисью бария, а затем остаток щелочи титруется соляной или щавелевой кислотой.

Порядок работы

1. Взять навеску дыхательного материала (побеги, листья, хвоя, почки, проросшие семена) 3-10 г.

2. Поместить материал в марлевый мешочек и прикрепить к крючку на пробке.

3. Налить в колбу 2 капли фенолфталеина и 20 мл гидроокиси бария (Ва(ОН)₂), быстро закрыть пробкой с прикрепленным к ней мешочком с дыхательным материалом.

4. Поставить контрольную колбу с двумя каплями фенолфталеина и 20 мл гидроокиси бария.

5. Записать время начала опыта.

6. Собранные аппараты периодически встряхивать, чтобы разрушать образующуюся пленку углекислого бария. При этом необходимо следить, чтобы раствор не попал на мешочек.

7. Через час вытащить пробку с мешочком из колбы. Колбу закрыть пробкой с отверстием. Отметить время окончания опыта. Провести титрование оставшейся щелочи (Ва(ОН)₂) соляной кислотой до исчезновения розовой окраски.

8. Оттитровать таким же образом контрольную колбу.

9. Данные титрования записать в таблицу 11.

При дыхании выделяется углекислота, которая реагирует с баритом: Ва(ОН)₂ + СО₂ = ВаСО₃ + Н₂О. Избыток барита титруется раствором соляной кислоты Ва(ОН)₂ + 2НСl = BaCl₂ + 2H₂O. Разность между объемом раствора, израсходованного на титрование в контрольной и опытных колбах, умноженное на 2,2 мг (количество СО₂, которому соответствует 1 мл 0,1 н НСl), дает количество выделившийся при дыхании углекислоты.

Таблица 11 - Интенсивность дыхания

 

Объект изучения	Масса материала, г	Продолжительность опыта (часов)	Кол-во раствора соляной кислоты израсходованное на титрование (мл)	Интенсивность дыхания мг/час, на 1г сырой массы
контроль	опыт

10. Проанализировать данные и сделать выводы.

11. Ответить на следующие вопросы:

а) Какие органы растений дышат наиболее интенсивно?

б) Какие факторы внешней среды оказывают влияние на дыхание?

в) Каким еще методом можно определить интенсивность дыхания?

г) Какова роль дыхания в жизни растений?