Робота 21

Визначення інтенсивності фотосинтезу

Інтенсивність фотосинтезу можна оцінювати за кількістю поглинутого вуглекислого газу чи виділеного кисню, або ж за кількістю органічної речовини, синтезованої за певний проміжок часу. Метод, описаний у роботі, ґрунтується на врахуванні СО₂, який поглинається дослідним листком. Визначення проводять у закритій посудині. Листок рослини поміщають у скляну колбу і витримують під різним освітленням. Контрольна колба служить для визначення початкового вмісту СО₂ у повітрі: початковий вміст СО₂ в контрольній колбі буде рівним початковому вмісту СО₂ в досліді. При різних об’ємах контрольної і дослідної колб вносять відповідну поправку. Різниця у вмісті СО₂ в повітрі колби до і після досліду характеризує кількість вуглекислого газу, поглинутого рослиною в процесі фотосинтезу.

Якщо інтенсивність фотосинтезу потрібно встановити з високою точністю, дослід виконують тричі і, окрім цього, враховують процес дихання. Для цього проводять такий самий дослід, закриваючи колбу (для уникнення фотосинтезу) світлонепроникним чохлом (чорний всередині, білий ззовні).

Мета роботи: експериментально визначити кількість вуглекислого газу, засвоєного листком у процесі фотосинтезу за одиницю часу.

Прилади і матеріали дослідження: бюретка; торзійна або електронна вага; лезо (скальпель); електрична лампа (200 Вт); конічні або плоскодонні колби (250 мл), пробірки на 4 мл; по 2 шт. на 1 варіант; гумові корки або Parafilm; ножиці; папір; фенолфталеїн у крапельниці; 0,02н розчин Ва(ОН)₂; 0,02н HCl; листки форзиції або фуксії.

Хід виконання роботи

1. Перед дослідом 2 колби (дослід і контроль) ставлять у однакові умови і залишають відкритими протягом 20-30 хвилин для заповнення повітрям однакового складу.

2. Зрізають листок рослини. Лезом або скальпелем оновлюють зріз під водою і поміщають у пробірку з водою. Пробірку переносять у дослідну колбу. Обидві колби одночасно закривають корком або плівкою Parafilm. Колби ставлять на світло і фіксують час.

3. Через 15-20 хв пробірку з листком виймають, а колбу швидко закривають. Контрольну колбу також відкривають на кілька секунд.

4. Визначають площу листка ваговим методом. Для цього вирізають паперовий контур листка, зважують його з точністю до 0,001 г; паралельно визначають масу квадрата такого ж паперу з відомою площею, наприклад, 1 см². За пропорцією визначають площу листка.

5. Аналізують повітря у колбах: у кожну колбу через отвір у корку наливають по 2-3 краплі фенолфталеїну і по 20 мл розчину Ва(ОН)₂. Барит вступає в реакцію з вуглекислим газом відповідно до рівняння:

Ва(ОН)₂ + CO₂ = BaCO₃ ↓+ H₂O

Для збільшення площі контакту Ва(ОН)₂ з CO₂ обережно змочують цим розчином внутрішні стінки колб та періодично струшують вміст протягом 20-ти хвилин.

6. Надлишок бариту через отвір у корку чи в плівці Parafilm відтитровують HCl до зникнення рожевого забарвлення фенолфталеїну:

7. Інтенсивність фотосинтезу в мг СО_2, поглинутого за годину на 1 дм² поверхні, розраховують за формулою:

,

де А – об’єм (мл) НCl, який був використаний на титрування бариту в контролі;

В – об’єм (мл) НCl, який був використаний на титрування бариту в досліді;

0,44 – кількість мг CO₂, що відповідає 1 мл 0,02н розчину HCl;

60 – коефіцієнт перетворення хвилин у години;

s – площа листка у дм²;

t – час експозиції, хв.

Барит при тривалому зберіганні може змінювати титр, тому перед титруванням встановлюють співвідношення між розчинами бариту і соляної кислоти, і, якщо потрібно, розраховують поправку до титру.

8. Результати досліду заносять у таблицю:

Варіант досліду	Об’єм колби, мл	Загальний об’єм бариту		Об’єм бариту, зв’язаного з СО2	мг СО2 у колбі		Поглинуто СО2 у ході фотосин­тезу	Інтенсив­ність фотосин­тезу, мг СО2/дм2·год
		мл	мл, з поправкою до титру		до досліду	після досліду
Дослід
Контроль

9. Висновок.