Лабораторная работа 25

Лабораторная работа 25
Определение интенсивности фотосинтеза методом
ассимиляционной колбы
(по Л.А. Иванову и Н.Л. Коссович)
Принцип метода: метод основан на определении количества диоксида углерода,
поглощенного листьями при фотосинтезе. Побег или отдельный лист помещают в
перевернутую вверх дном стеклянную колбу (рис. 20) и выставляют на свет на 15…20
минут. Часть содержащегося в колбе диоксида углерода потребляется в процессе
фотосинтеза. Затем связывают не поглощенную листьями СО2, наливая в колбу некоторый
избыток раствора щелочи. После чего оставшуюся щелочь титруют соляной или
щавелевой кислотой. То же самое проделывают с контрольной колбой (без растения) и
сопоставляют результаты титрования.
Рис. 20. Прибор Л.А. Иванова и Н.Л. Коссович для определения
фотосинтеза: а – колба; б – стержень с листом; в – пробка
интенсивности
Если опытная и контрольная колбы имеют равный объем и если в обе колбы
налито одинаковое количество раствора Ва (ОН)2, то количество поглощенного растением
диоксида углерода будет прямо пропорционально разности результатов титрования
содержимого этих колб. Для того чтобы установить, какому количеству СО2
соответствует 1 мл используемой для титрования кислоты, сопоставим реакции, в которые
вступает прилитая в колбу щелочь:
Ва (ОН)2 + СО2 = ВаСО3↓ + Н2О,
Ва (ОН)2 + 2HCI = ВaCI2 + 2Н2О.
1М HCl соответствует 0,5М СО2, т.е. 44 : 2 = 22 г СО2. При концентрации 0,025Н
HCI в 1 мл этого раствора содержится 0,000025М HCI, что эквивалентно
22×0,000025=0,00055 г или 0,55 мг СО2.
Данный метод дает достаточно точные результаты лишь в том случае, если все
операции по открыванию и закрыванию колб проводить, не прикасаясь к стеклу руками (в
противном случае воздух, расширяясь при нагревании, будет частично выходить из колб).
Цель работы: определить интенсивность фотосинтеза растений.
Ход работы: Взять две одинаковые колбы и выдержать их в одинаковых условиях
открытыми в течение 10…20 минут для заполнения воздухом. Затем одновременно
вставить в них пробки с отверстиями, закрытыми стеклянными пробками (№1), не
допуская нагревания колб прикосновением рук.
Срезать лист или побег растения, обновить срез бритвой под водой и поставить в
заполненную водой (воду берут кипяченую, чтобы не было пузырьков воздуха) пробирку,
прикрепленную к палочке, вставленной в пробку (№2).
Быстрым, но спокойным движением вынуть из колбы пробку №1 и вставить
пробку №2 (с растением).
Выставить колбу на свет и отметить время начала опыта. Во время опыта следить
за температурой внутри колбы и в случае перегрева охлаждать колбу водой. Особенно
важно, чтобы в конце опыта температура была такой же, как и вначале, иначе воздух
может войти в колбу или выйти из нее. Продолжительность опыта должна быть такой,
чтобы листья успели поглотить не более 25% содержащегося в колбе СО 2. При хорошем
освещении для колбы вместимостью 1 л экспозиция не должна превышать 5 минут, для
более крупных колб — 15…20 минут.
По окончании опыта извлечь из колбы растение и быстро закрыть ее пробкой № 1,
отметив время. Контрольную колбу также приоткрыть на несколько секунд. Налить в
колбы через отверстие в пробке по 25 мл 0,025Н раствора Ва (ОН)2 и по 2…3 капли
фенолфталеина и немедленно закрыть отверстие пробкой. Для увеличения поверхности
соприкосновения Ва (ОН)2 с воздухом, осторожно смачивать этим раствором стенки колб
и в течение 3 минут периодически взбалтывать, после чего через отверстие в пробке
проводят титрование 0,025Н раствором соляной кислоты до исчезновения розового
окрашивания.
Определить площадь листа методом квадратов. Результаты записать в таблицу 20.
Интенсивность фотосинтеза Jф (мл СО2/г час) вычисляют по формуле:
где А — количество HCI, пошедшее на титрование барита в опытной колбе, мл;
В — количество HCI, пошедшее на титрование барита в контрольной колбе, мл;
К — по правка к титр у HCI;
0,55 — число мг СО2 , соответствующее 1 мл 0,025Н НС1;
S — площадь листьев, дм2;
t — экспозиция, мин;
60 — коэффициент перевода минут в часы.
Таблица 20
Интенсивность фотосинтеза
Объект
Время
начало
конец
Площадь
листьев,
дм2
Объем
прилитого
Ва (ОН)2, мл
Расход HCl, мл
опыт
контроль
Интенсивность
фотосинтеза,
мгСО2/
дм2час
Оборудование и материалы: 1) листья или побеги растений; 2) 0,025Н раствор Ва (ОН)2; 3) 0,025Н раствор
HCI; 4) фенолфталеин; 5) конические колбы емкостью 1 л (2 шт.); 6) бумага; 7) резиновые пробки; 8) две
пробки с отверстием, закрытым стеклянной пробкой, в третью пробку вставлена стеклянная или
металлическая палочка с привязанной к ней маленькой пробиркой и термометром; 9) штатив для установки
колбы в перевернутом положении; 10) электрическая лампа 200…300 Вт; 11) ножницы; 12) бумага; 13)
электронные весы..
Контрольные вопросы
1. Космическая роль зеленых растений. Значение работ К.А. Тимирязева.
2. Пигменты фотосинтезирующих растений. Методы разделения пигментов.
3. Химические и оптические свойства пигментов.
4. Физико-химические свойства молекулы хлорофилла. Флуоресценция хлорофилла.
5. Световая стадия фотосинтеза. Фотосинтетическое фосфорилирование.
6. Темновая стадия фотосинтеза. Цикл Кальвина, цикл Хетча-Слэка, фотосинтез по типу
толстянковых.
7. Интенсивность фотосинтеза, фотодыхание.
8. Влияние экологических факторов на интенсивность фотосинтеза.