Лабораторная работа Nº 2.3 Влияние лимитирующих факторов на интенсивность фотосинтеза Объект исследования: комнатные растения. Цель исследования: влияние различных факторов на…
Лабораторная работа Nº 2.3 Влияние лимитирующих факторов на интенсивность фотосинтеза Объект исследования: комнатные растения. Цель исследования: влияние различных факторов на скорость фотосинтеза. Скорость процесса фотосинтеза зависит как от интенсивности света, так и от тем-пературы. Лимитирующими факторами фотосинтеза могут быть также концентрация диоксида углерода, вода, элементы минерального питания, участвующие в построении фотосинтезирующего аппарата и являющиеся исходными компонентами для фотосинтеза органического вещества. Задание 1. Зависимость фотосинтеза от интенсивности освещения. Цель: определить зависимости фотосинтеза от интенсивности освещения. Приборы и материалы: чашка Петри, пробирки, лист герани, этиловый спирт, 5%-ный раствор йода. Методика опыта. Листья пеларгонии, подготовленные к опыту, поместите: один в полную темноту; второй — на рассеянный дневной свет; третий — на яркий свет. Через указанное время определите в листьях наличие крахмала. Сделайте вывод о влиянии интенсивности освещения на скорость фотосинтеза. Ход работы. Обильно полить герань, поставить в теплое темное место (в шкаф). Через трое суток проверить обескрахмаливание листьев. Для этого вырезать из за-темненного листа кусочки, поместить в пробирку с водой (2-3 мл) и прокипятить 3 мин, чтобы убить клетки и увеличить проницаемость цитоплазмы. Затем слить воду и прокипятить на водяной бане несколько раз в этиловом спирте (по 2—3 мл), каждые 1—2 мин меняя раствор, пока кусочек ткани листа не обесцветится. Слить последнюю порцию спирта, добавить немного воды для размягчения тканей листа (в спирте они становятся хрупкими), поместить кусочек ткани в чашку Петри и обработать раствором йода. Наблюдать полное обескрахмаливание — синее окрашивание отсутствует. Лишенные крахмала листья срезать с растения, обновить срез под водой и опустить черешок в пробирку с водой. Листья герани, подготовленные к опыту, поместить: один в полную темноту; второй — на рассеянный дневной свет; третий — на яркий свет. Через 1 ч из листьев каждого варианта вырезать три кусочка ткани одинаковой формы, обработать так же, как и при проверке на полноту обескрааиваня. Результат. Степень посинения листа в темноте — 0 баллов, на рассеянном свету — 1 балл, на ярком свету — 3 балла. Вывод. При увеличении интенсивности освещения скорость фотосинтеза увеличится. Задание 2. Зависимость интенсивности фотосинтеза от температуры. Цель: определить зависимость фотосинтеза от температуры. Методика опыта. Подготовленные листья пеларгонии поставьте на равном рассто-янии от мощного источника света: один на холод (между рамами окна), другой — при комнатной температуре. Через указанное время определите наличие крахмала. Сделайте вывод о влиянии температуры на интенсивность фотосинтеза. Ход работы. Лишенные крахмала листья поставить на равном расстоянии от лампы: один на холод (между рамами окна), другой — при комнатной температуре. Через 1 ч из листьев каждого варианта вырезать три кусочка ткани одинаковой формы, обработать так же, как и при проверке на полноту обескрамалианя. Результат. Степень посинения листа на холоде — 1 балл, при комнатной темпера- туре — 3 балла. Вывод. При увеличении температуры скорость фотосинтеза увеличится. Записать результаты лабораторной работы. Сделать вывод: выполнена ли цель ра-боты. Каковы окончательные результаты и соответствуют ли они данным, известным из литературы?
Ниже приведены оформить результаты и выводы по лабораторной работе 2.3.
Название работы: Влияние лимитирующих факторов на интенсивность фотосинтеза (пользуясь листьями пеларгонии)
Цель: определить влияние интенсивности освещения и температуры на скорость фотосинтеза.
Задания и результаты
Задание 1. Зависимость фотосинтеза от интенсивности освещения
- Методика кратко: листья герани поместили в три условия: темнота, рассеянный дневной свет, яркий свет. После обработки сока крахмала определяли наличие крахмала на основе синего окрашивания йодом.
- Результаты (оценка по шкале):
- Темнота: степень посинения 0 баллов (полное обескрахмаливание подтверждоено отсутствием синего окрашивания).
- Рассеянный дневной свет: 1 балл.
- Яркий свет: 3 балла.
- Вывод по заданию 1: При увеличении интенсивности освещения возрастает скорость фотосинтеза (показано накопление крахмала в листьях при более сильном освещении).
Задание 2. Зависимость интенсивности фотосинтеза от температуры
- Методика кратко: листья пеларгонии лишены крахмала, размещены на одинаковом расстоянии от источника света — один при холоде (между рамами окна), другой при комнатной температуре. Через 1 час из каждого образца взяли три небольших кусочка ткани и обработали их аналогично проверке на полноту обескрашивания.
- Результаты (оценка по шкале):
- Холод: 1 балл.
- Комнатная температура: 3 балла.
- Вывод по заданию 2: При увеличении температуры скорость фотосинтеза возрастает (по сравнению с холодом показатель крахмала выше).
Итог по лабораторной работе
- Общее количество баллов за обе задачи: 4 балла за Задание 1 (0 + 1 + 3) и 4 балла за Задание 2 (1 + 3) = 8 баллов из 8 возможных.
- Общий вывод: цели лабораторной работы выполнены. Эксперимент демонстрирует зависимость скорости фотосинтеза от двух факторов: освещения и температуры. По данным наблюдений, при увеличении освещенности и при повышении температуры в рамках тестируемых условий скорость фотосинтеза возрастает (выраженность крахмалобразования повышается). В темноте крахмал не накапливается.
Соответствие литературе
- Соответствие зависит от типа растения и условий. В литературе давно принята идея, что:
- Фотосинтез возрастает с ростом светового потока до насыщения; после насыщения дальнейшее увеличение света не приводит к значительному росту скорости.
- Температура оказывает значительное влияние на активность фотосинтетических ферментов (например, Rubisco) и скорость обмена веществ; существует оптимальная температура для данного растения (для многих C3-растений умеренная температура около 20–30°C; при более низких температурах активность снижается).
- В данной работе наблюдается рост крахмала с увеличением света и рост крахмала при более высокой температуре по сравнению с холодом, что согласуется со знанием о том, что фотосинтез ускоряется при более благоприятных условиях освещения и температуры в диапазоне диагностики эксперимента.
- Ограничения: методика использует качественную (полуколичественную) оценку степени окраски (балльная шкала), что не даёт точного количественного измерения скорости фотосинтеза. Влияние CO2, воды и минерального питания в рамках задания не контролировалось; время экспозиции и толщину листа следует унифицировать. Внешние факторы (влажность воздуха, возраст листьев, состояние фотосинтетического аппарата) тоже могут влиять на результаты.
Рекомендации по улучшению и возможные направления для расширения
- Ввести количественные методы оценки: например, измерение количества выделенного кислорода, изменение ДОП (динамический оптический показатель) или использование портативных фотосинтетических газоанализаторов.
- Стандартизировать толщину и площадь кусков ткани при каждой обработке, увеличить повторяемость и статистическую значимость.
- Добавить контроль за концентрацией CO2 и при необходимости поддерживать одинаковые условия CO2 для всех образцов.
- В дальнейшем можно расширить диапазоны света и температуры, чтобы определить пределы насыщения и оптимумы для конкретного растения.
Итоговый ответ по цели
- Цель лабораторной работы достигнута: данные демонстрируют, что скорость фотосинтеза у комнатных растений возрастает как с увеличением интенсивности освещения, так и с ростом температуры в заданном диапазоне. Результаты соответствуют общим литературным данным о зависимости фотосинтеза от света и температуры, хотя для количественного сравнения потребуются более точные методы измерения и более строгие протоколы.
