众所周知,植物在阳光下光合,消耗二氧化碳,水和能量,并产生葡萄糖和氧气。相反的反应,呼吸一直持续,消耗葡萄糖和氧气,并为植物提供能量,同时释放水和二氧化碳。白天,光合作用占主导地位,所以有二氧化碳的净消耗。晚上,光合作用停止,但呼吸持续,所以有一个净释放的氧气。
光合作用:6CO2 + 6H2O +能量→C6H12O6 + 6O2
呼吸:C6H12O6 + 6O2→6CO2 + 6H2O +能量
补偿点是氧的净变化为零。呼吸速率相当稳定,而光合作用依赖光照。两种方法随温度升高,但是当背景温度非常高时,光合作用首先减慢。
这是一个简单的实验,表明植物白天产生氧气、在晚上消耗。
所需设备:
DrDAQ USB数据记录器 、氧气传感器 、温度感应器 、湿度传感器 (可选)、半植物托盘(无孔)或2升矩形冰淇淋容器、大而厚的聚乙烯袋、将中等长度草(10-20厘米高)的草皮切成适合容器、弹性带或纽带、展位,套筒和钳。
实验设置:
该设备如图所示设置。氧气和温度(和湿度)传感器连接到DrDAQ数据记录器,将其转入PC。光传感器位于DrDAQ上,所以应该通过一个窗口在完整的日光下放置在实验旁边。
一块草皮被切割成适合容器。大约2厘米的土壤将继续增长。将其放入容器中,放入袋中。将几根棒插入土壤中,使它们直立,并将传感器悬挂在草地上方并绑在棒上。将传感器电缆捆扎在一起,尽量减少空气的空间,从而获得较大的读数差。传感器电缆由支架和夹具支撑。
袋子必须放在窗户旁边,因为光线很快就会掉进房间。人的眼睛对于改变光线的水平并不是非常敏感,所以我们不注意在距离窗户一个房间的光线水平的大的下降。
PicoLog设置为每分钟一个样品记录,最多可以存储1440个样品(即一天的数据)。该图设置为显示光,氧含量,湿度和温度,时间刻度设置为“时间”。电子表格设置为显示光,氧含量,湿度和温度。如果电子表格被设置为每20 次或30 次阅读一次,就可以轻松查看电子表格(点击电子表格显示的侧面菜单中的“选项”)。
进行实验:
实验设置完毕后,请将传感器记录大约一天。确保房间在夜间完全黑暗,电脑屏幕关闭。
问题和结果的讨论:
1、植物光合作用在哪里?
2、植物在光合作用中使用葡萄糖的是什么?
3、命名除光线之外的两个因素,这对光合作用至关重要。
4、叶片如何适应光合作用?
5、在植被茂盛的森林中氧气水平将如何变化?
6、在植被茂盛的森林中二氧化碳的水平将如何变化?
进一步研究:
进一步的研究可能涉及在不同的温度或不同的季节(一天的长度和光的强度)进行这个实验。晚上可以使用光线来研究持续的日光。不间断地通过排除工厂和DrDAQ的光线。使用红色,绿色和蓝色灯泡或LED调查最佳波长的波长可构成有趣项目的基础。发出最合适的光合作用波长的专业生长灯广泛可用。