叶绿素、光和二氧化碳是光合作用必要条件的一组快速实验
更新时间:2024-03-21 11:59:01 阅读量: 综合文库 文档下载
叶绿素、光和二氧化碳是光合作用必要条件的一组快速实验
大多数高等绿色植物光合作用的主要产物为碳水化合物和氧气。依据绿色植物光合作用放出氧气的现象,设计下述实验来证明叶绿素、光和CO2是光合作用必要条件,具有比常规实验简便、快速和经济的优点。 1 实验方法与步骤
1.1 将适当浇水、盆栽的健壮金心大叶黄杨;或从校园内种植的金心大叶黄杨植株上取下健壮枝条,插于盛有清水的广口瓶中,置于室内,备用。
1.2 选摘枝条上部较大、光合功能强,且绿色和黄色部分比例适用的较嫩叶1~2片,用剪刀沿叶边缘将锯齿剪去,把绿色和黄色的部分分别剪下。而后,视具体情况尽可能剪栽下较大而形状、面积相同的绿色叶片小块3片和黄色叶片小块1片。
1.3 将叶片小块均放入盛有温凉开水的注射器内,插入活塞,稍向前推,排出部分水。和左手手心,大姆指和中指、无名指、小指握持注射器,用食指末节堵住其前端原接针头处的孔口,右手用力向后拉活塞,造成减压,使叶片小块叶肉细胞间隙的空气被逐出,水则进入。放开食指,重复进行以上操作多次,至叶片小块逐渐显暗绿色、呈水渍状、充满水分,比重增大而下沉即可。将叶片小块移入一盛有温凉开水的培养皿中。借助镊子和手在各叶块上从叶腹面向叶背面分别刺穿一枚大头针,使叶块连附在针上。
1.4 取4只小玻璃药瓶,用解剖针在各瓶盖中心扎通一孔。而后依次编号为①、②、③、④,贴上小纸标签。在①、②、③中各倒入用温凉开水配制的1%碳酸氢钠溶液,在④中倒入温凉开水,使4个小瓶中的液面等高,均约达近瓶颈处。 1.5 在①、②、④中各置入一带有大头针的绿色叶片小块,而在③中置入一带有大头针的黄色叶片小块。由于大头针的重量,使得叶片小块在实验中始终都沉浸在液体里而不上浮。注意:在欲用日光或300~500W台灯为光源时,要使叶腹面朝上;而欲用高亮度投影器为光源时,要使叶腹面朝下。盖好瓶盖。实验装置,以①为例,如图所示。 1.6 晴天,将①、③、④置于温暖、明亮的日光照晒的窗台或临窗桌上;阴天,如用300~500W台灯行人工光照,要注意置放于适当的距离,并使各瓶与光源等距离;并且都应注意调整小瓶的方位,使叶腹面朝向光源。如用高亮度投影器以300W镝灯行人工光照,开启后,可将各瓶外部擦拭干净,放置于工作台上照光,并调节反光镜使反射光线亦投向小瓶。将②置于课桌的抽屉内,使处于黑暗中。
1.7 约5~20min后,观察对比①、②、③、④,看何者的叶块表面及其周缘有许多小气泡出现、放出?何者没有?
2 实验结果与分析
2.1 金心大叶黄杨等的离体叶片绿色小块,当逐出细胞间隙的空气后,在含有碳酸氢钠的水溶液中和光照下能进行光合作用,产生、放出O2气泡。因而可以根据O2气泡的产生、放出与否和放出速度知其光合作用进行的情况。金心大叶黄杨的叶片除含有叶绿素的绿色部分外,还具有不含叶绿素的黄色部分,因此是验证叶绿素、光和CO2是光合作用必要条件实验的良好材料。
2.2 实验记录与结果如下表。
2.2.1 光合作用需要叶绿素 ①与③均盛有用温凉开水配制的1%碳酸氢钠溶液,皆受光照,①中叶块为绿色、含有叶绿素,有O2气泡产生、放出。而③中叶块为黄色,不含叶绿素,无O2气泡产生、放出。说明光合作用需要叶绿素。 2.2.2 光合作用需要光 ①与②均盛有用温凉开水配制的1%碳酸氢钠溶液,叶块皆为绿色。①在光照下,叶块有O2气泡产生、放出。②在黑暗中,叶块没有O2气泡产生、放出。说明光合作用需要光。
2.2.3 光合作用需要CO2 ①与④均处于光照下,其中叶块皆为绿色,①中盛有温凉开水配制的1%NaHCO3溶液,会产生以下化学变化:
NaHCO3+H2O=Na++H2CO3+OH- H2CO3
H++HCO3-
HCO3-是CO2的贮存形式,它可用于光合作用。①有O2气泡产生、放出。④中盛有温凉开水,其中几乎不含CO2,叶块没有O2气泡产生、放出。说明光合作用需要CO2。这是因为CO2是光合作用的原料之一。 实验证明了叶绿素、光和CO2是光合作用的必要条件。
本实验以使用新煮沸后冷却到约35℃的温凉开水和用它新配制的1%NaHCO3溶液为佳。这是因为:①这样的温凉开水中几乎不含CO2;②经测试,金心大叶黄杨的绿色叶块,放在1%NaHCO3溶液中和光照充足的条件下,当小瓶中溶液温度为28~35℃时,光合放氧的现象显而易见,产生、放出的O2气泡较多、较快,实验所需的时间较短。
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