Визначення інтенсивності фотосинтезу за кількістю накопиченої сухої речовини (метод листкових половинок)

Білик Жанна
Автор Білик Жанна
Кандидат біологічних наук, науковий співробітник НЦ «Мала академія наук України». Сфера наукових інтересів: біохімія та фізіологія рослин, сучасні методики викладання біології та хімії, робота з обдарованими учнями. Автор близько 50 праць. Нагороджена подякою МОН.
Рівень складності Середній
Рівень небезпеки Безпечно, але під наглядом керівника
Доступність використовуваних матеріалів На рівні наукового обладнання
Орієнтовний час на виконання роботи До 1 доби

Блок 1. Резюме

Інтенсивність різноманітних процесів у рослині різна в різну пору доби, завдяки чому вона може пристосуватися до умов існування. Дослідження добових змін у рослинному організмі є актуальним, оскільки дає можливість пристосувати процеси догляду за рослиною до її добових потреб. Так, за зміною маси фотосинтезуючої частини листкової пластинки визначають збільшення в ній сухої речовини за одиницю часу в різний час доби.

Мета роботи: опанувати методику визначення інтенсивності фотосинтезу за кількістю накопиченої речовини, встановити добові зміни інтенсивності фотосинтезу.

 

Блок 2. Попередня інформація

Є багато різноманітних методів визначення інтенсивності фотосинтезу: газометричний, евдіометричний, манометричний методи та метод листкових половинок Ю. Сакса.

Газометричний метод ґрунтується на підрахункові кількості поглинутого вуглекислого газу або виділеного кисню.

Евдіометричний метод полягає у визначенні інтенсивності фотосинтезу за допомогою асиміляційної колби; розроблений Л. О. Івановим та Н. Л. Косовичем.

Манометричний метод використовують для визначення інтенсивності фотосинтезу в природних умовах за допомогою польового приладу (ПСФ) за Х. М. Починком.

В умовах навчально-польової практики доступним методом визначення продуктивності фотосинтезу є метод листкових половинок Ю. Сакса. Сутність цього методу полягає в тому, що за зміною маси фотосинтезуючої частини листкової пластинки визначають збільшення в ній сухої речовини за одиницю часу.

Визначається чиста продуктивність фотосинтезу, тобто накопичення сухої речовини за годину або добу на одиницю площі листків. Але для визначення чистої продуктивності необхідно паралельно визначати втрату сухої речовини на дихання і відтік асиміляторів.

Блок 3. Обладнання

листки дослідних рослин, кристалізатор, свердла, бюкси, терези з різновагами, ковпачки зі світлонепроникного паперу, термостат.

Блок 4. Експериментальна процедура

Для досліду оберіть рослини з великими листками симетричної будови; для аналізу візьміть два непошкоджених супротивних листки. Одну половину зріжте, а другу, з центральною жилкою, залиште на рослині. Відрізану половинку покладіть у кристалізатор з водою на 30 хв. до повного насичення листка. Потім з цієї пластинки свердлом виріжте кілька висічок (6–8), залежно від діаметра свердла (рис. 1).

Рис. 1. Листок досліджуваної рослини з висічками

Висічки помістіть у зазделегідь зважені і пронумеровані металічні (керамічні) бюкси.

Бюкси поставте на 2 год в термостат для висушування висічок (рис. 2) при температурі 70°С. Через 2 години бюкси охолодіть, зважте разом з висічками і знову поставте у термостат на 30 хв. Так висушуйте бюкси до сталої ваги.

Рис. 2. Бюкси з висічками

Розділивши масу висічок на їхню площу, підрахуйте кількість сухої речовини на одиницю площі листка.

Через 4-6 годин відріжте другу половинку і здійсніть ті самі операції, що і з першою. Збільшення маси в тих половинках листків, які залишались на світлі, свідчить про продуктивність фотосинтезу. Але цей підрахунок не враховує витрату сухої речовини, яка за час досліду була використана на дихання і відтік. А тому в супротивного листка виріжте половинку пластинки, а на другу надіньте ковпачок з чорного паперу. З першою і другою половинками цього листка проведіть ті самі досліди, що і з попередніми. При цьому визначайте вже не приріст сухої речовини, а втрату її на одиницю площі за одиницю часу (1 годину). Цю величину додайте до одержаної попередньо, а точніше, кількість втрати сухої речовини і відтоку додайте до кількості приросту і отримайте точніші дані щодо продуктивності фотосинтезу.

 

 

Блок 5. Аналіз отриманих даних

Враховуючи те, що ці дослідження проводять у бригадах і на різних об’єктах, то для порівняння доцільно оформити отримані дані у вигляді таблиці і зробити відповідний висновок.

 

 

Об’єкт

  Приріст сухої речовини у процесі фотосинтезу, г Втрата сухої речовини за рахунок дихання і відтоку, г      Продуктивність фото-синтезу, (г/см2– год.)

Блок 6. Напрями розвитку

Дослідіть інтенсивність фотосинтезу у рослин різних екологічних груп (мезофіти, ксерофіти, гідрофіти), порівняйте інтенсивність фотосинтезу у дикорослих та кімнатних рослин, установіть залежність інтенсивності фотосинтезу від часу та інтенсивності поливу. Як змінюється накопичення речовин у темну пору доби?