光照强度对光合速率的影响

1、第二篇新陈代谢课题 1光照强度对光合速率的影响课题概述：光合作用是一个光生物化学反应。光合速率通常以一定时间内植物吸收二氧化碳的量来表示，而光合作用中植物每吸收一分子CO2，就会放出一分子O2 ，因此，本实验就以所测得的氧气含量变化来说明植物的光合速率。在一定范围内，植物的光合速率随着光照强度的增加而加快。光合作用的过程，可用下列方程式来表示：CO2 + H2O( CH2O ) + O2本实验以金鱼藻为例，利用氧气浓度传感器、光强传感器来监测、研究不同光照强度下金鱼藻光合作用的差异，比较其光合速率。氧气浓度传感器可测定气体中 0-27% 范围的氧气的浓度。其核心装置是一原电池，氧气分子进入其中

2、被还原而引起电流变化，即氧气浓度决定了电流变化的大小，进而改变输出电压的大小。因此通过对输出电压的测定即可确定气体中氧气的浓度。目的：1学会氧气浓度传感器的使用方法。2学会光强传感器的使用方法。3学会测定、比较植物在不同光强下的光合速率。器材：实验材料：金鱼藻实验仪器： TI 83 Plus 图形计算器及CBL 系统、氧气浓度传感器（附配套塑料瓶）、光强传感器、40W 可调光式台灯、镊子、水、吸水纸、黑卡纸步骤：一实验准备1光强控制：在可调光式台灯下确定合适的实验点，同时测定光强。根据实验要求，分别将光强调至：0.950 左右； 0.009 左右 ； 0（用黑卡纸包裹）2藻光合作用装置：将适量

3、金鱼藻、水放在塑料瓶中，用镊子小心地让金鱼藻分散，以便获得最多的光照。二连接传感器1连接 TI 83 Plus 图形计算器、 CBL 系统。2将光强传感器与CBL 系统 CH1 通道相连。3光强测定结束后，将氧气浓度传感器与CBL 系统 CH1 通道相连。（或者将氧气浓度传感器与CBL 系统 CH2 通道相连）三测定光强1调节调光旋钮。2打开 TI 83 Plus 图形计算器、 CBL 系统，按APPS ，选择“ CHEMBIO ”程序，按ENTER （见图 1）。图 1图 23在“ MAIN MENU ”菜单中选择“ 1： SET UP PROBES”（见图 2）；输入传感器数量“ 1”，按

4、 ENTER （见图 3）。4在“ SELECT PROBE ”菜单中选择“ 7： MORE PROBES ”，直至出现“3：LIGHT ”（见图 4）。图 3图 45 ELECT PROBE ”菜单中选择“： LIGHT ”。6输入通道序号“ 1”（见图 5）；7在 “CALIBRATION ”菜单中选择“ 1：USE STORE ”（见图6）。 传感器设置完成后即返回“MAIN MENU”菜单。图 5图 68在“ MAIN MENU ”菜单中选择“ 2： COLLECT DATA”（见图 7）。9在“ COLLECT DATA ”菜单中选择“ 1：MONITOR INPUT”（见图 8），

5、预热 30秒后，按 ENTER 。图 7图 810记录光强数值。换上氧气浓度传感器。四测定光合速率1打开 TI 83 Plus 图形计算器、 CBL 系统，按 APPS ，选择“ CHEMBIO ”程序，按 ENTER （见图 9）。图 9图 102在“ MAIN MENU ”菜单中选择“ 1： SET UP PROBES”（见图 10）；输入传感器数量“ 1”，按 ENTER （见图 11）。3在“ SELECT PROBE ”菜单中选择“ 7： MORE PROBES ”，直至出现“4：OXYGEN ”（见图 12）。图11图124在“ SELECT PROBE ”菜单中选择“4： OXY

6、GEN ”。5输入通道序号“1”（见图13）；在“CALIBRATION”菜单中选择“1：USESTORE”（见图14）。 传感器设置完成后即返回“MAIN MENU”菜单。图 13图 146在“ MAIN MENU ”菜单中选择“ 2： COLLECT DATA ”（见图15）。7在“ COLLECT DATA ”菜单中选择“ 2：TIME GRAPH ”（见图16），预热30 秒后，按ENTER 。图 15图 168输入采样间隔时间：“ 30” (秒 )， 按 ENTER 。输入采集数据点的点数：“ 30”个， 按 ENTER （见图 17）。屏幕显示该次采样共需历时900 秒（见图18）

7、，按 ENTER 。图17图189在“ CONTINUE ”菜单中选择“1： USE TIME SETUP ”（见图 19）。图 1910输入Y 轴（氧气百分含量）的最小值：“18” (%) ，按ENTER 。输入Y 轴的最大值：“ 20”(%) ，按 ENTER 。输入 Y 轴坐标点间隔：“ 0.2”（见图 20 ），按 ENTER 。随后出现的屏幕上告知“按 ENTER 开始收集数据”（见图 21）。图20图2111当 CBL 显示“ DONE ”（或出现图22）时，采样全部完成，按ENTER 即可看到氧气浓度随时间变化曲线（见图23），按 ENTER 。图22图2312在“ REPEAT

8、 ”菜单中选择“1：NO ”（见图 24）。图 2413在“ MAIN MENU”菜单中选择“7：QUIT ”。14取出传感器，用风扇或纸扇对传感器扇风一分钟左右以换气。五数据存储1在主界面中按2nd+LIST ，在“ NAMES ”菜单中选择“1：L1 ” ， 按ENTER ；按 STO；按 ALPHA+A， 按 ENTER 。此操作将L1 数组中的数据存储到A 数组中（见图25）。2在主界面中按2nd+LIST ，在“ NAMES ”菜单中选择“2：L2 ” ， 按ENTER ；按 STO；按 ALPHA+B， 按 ENTER 。此操作将L2 数组中的数据存储到B 数组中（见图26）。图2

9、5图26六改变光强，继续光合速率数据的收集。1按 APPS，选择“ CHEMBIO ”程序，按ENTER 。2重复三、四、五的操作步骤，可以依次测定0.950 左右、 0.009 左右、 0 光强下金鱼藻的光合速率。实验结果及数据处理：1按ENTER ，在“MAIN MENU”菜单中选择“7：QUIT ”。2在主界面中按2nd+LIST，在“ NAMES ”菜单中选择“A” ，按ENTER ；按STO；按2nd+LIST，在“ NAMES”菜单中选择“1：L1 ”，按ENTER 。此操作将A 数组中的数据复制到3在主界面中按STO；按 2nd+LISTL1 数组中（见图27）。2nd+LIST

10、 ，在“ NAMES ”菜单中选择“B ” ，按 ENTER ；按，在“ NAMES ”菜单中选择“2：L2 ”， 按 ENTER 。此操作将 B 数组中的数据存储到L2 数组中（见图28）。4按2nd+LIST图 272nd+LIST ，在“ OPS”菜单中选择“ 8： SELECT( ”（见图29）； 按，在“ NAMES ”菜单中选择“1： L1 ”；按 ，；按2nd+LIST ，在图 28NAMES2L2)30ENTERL1L2数组中截取出一段。图 29图 305截取出曲线上最近似于直线的一段，以便进行回归。按至所选取的直线的起点，按ENTER （见图31）；按至直线终点，按ENTER

11、 （见图32）。按2nd+QUIT。举例：光强为0.950 左右时，测得氧气浓度时间曲线如图33 所示。（截取段起点： X = 30 ， Y = 18.126 ；截取段终点：X=360，Y = 18.451 ）图31图32图 336按 STAT ，在“ EDIT ”菜单中选择“1： EDIT ”，可以看到截取的数据自动替换了原 L1 、 L2 中的数据（见图34-35）。按2nd+QUIT 退出。图 34图 357按 STAT ，在“ CACL ”菜单中选择“ 4：LinReg(ax + b) ”（见图 36）； 按2nd+LIST ，在“ NAMES ”菜单中选择“1： L1 ”；按 ，；按

12、 2nd+LIST ，在“ NAMES ”菜单中选择“ 2： L2 ”（见图37）。 此操作将对 L1 、 L2 数组中数据进行线性回归。得到线性回归的方程为y = 9.521 ×10-4x + 18.116，线性回归的可靠系数r =0.988 。（见图 38）图36图37图 388以上操作完成了光强为0.950 左右金鱼藻光合速率曲线的回归计算。重复2 7操作，依次完成0.950 左右、 0.009 左右 、 0 光强下金鱼藻光合速率曲线的回归计算。（见图 39）图 39说明： 1：光强为 0.950 左右时金鱼藻光合速率曲线；2 ：光强为 0.009 左右时金鱼藻光合速率曲线；3 ：光强为 0 时金鱼藻光合速率曲线。光强回归直线斜率0.950 左右9.521×10-40.009 左右3.530×10-40-4.804×10-5实验说明：1由于实验中总共要测得3 个光强共 6 组数据，为防止下一组数据覆盖本组数据，在每次测定完成后，必须将L1 、L2 中的时间、氧气浓度数据改名存储。2安装传感器时，应把橡皮塞轻轻地拧进瓶口，不能转动传感器本身。思考问题：1分析实验结果，说明光强是否影响金鱼藻光合速率？如