高中生物四、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)：溫度對光合作用強(qiáng)度.doc

普通高中生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)：探究環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響系列（四） 溫度對光合作用強(qiáng)度的影響辛國秦 烏魯木齊市第八十中學(xué)（830002）背景 人教社普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書生物（必修）分子與細(xì)胞第五章“細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用”第4節(jié)“環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響” 探究實(shí)驗(yàn)可用先進(jìn)的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，并使得在單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)一步擴(kuò)充其他因素對 光合作用強(qiáng)度影響的實(shí)驗(yàn)成為可能。本實(shí)驗(yàn)是探究溫度對光合作用強(qiáng)度的影響。實(shí)驗(yàn)原理 水生植物在進(jìn)行光合作用過程中產(chǎn)生的氧，會引起水中溶解氧含量的改變。在不同的溫度條件下，會影響植物體內(nèi)酶的活性，從而影響光合作用強(qiáng)度。通過設(shè)定不同的溫度條件，不同實(shí)驗(yàn)瓶內(nèi)的溶解氧則不同。因而可以反映出溫度對光合作用的影響。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)改進(jìn) 1. 材料改進(jìn) 采用水生植物的依據(jù) 1.1 水生植物在長期的進(jìn)化中適應(yīng)其生活的水體環(huán)境。水生植物以水體為光的介質(zhì)，而光在水中散射損耗很大，水生植物適應(yīng)暗環(huán)境，具有比陸地陰生植物對光照更強(qiáng)的敏感性，便于實(shí)驗(yàn)時(shí)對光照的控制，并且在較短的時(shí)間內(nèi)完成光合作用。1.2 水體環(huán)境的熱容量、溶解氧、二氧化碳含量、無機(jī)鹽含量、pH緩沖調(diào)節(jié)、自凈能力及食物鏈等都具有與陸生植物不同的特點(diǎn)。1.3 在實(shí)驗(yàn)室中，以水為介質(zhì)的水生植物，其溫度、光質(zhì)、二氧化碳、pH等自變量的控制都比以空氣為介質(zhì)的陸生植物來得更加方便。2. 實(shí)驗(yàn)及測試工具的改進(jìn)2.1溫度對光合作用強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的改進(jìn)：3個(gè)水生植物實(shí)驗(yàn)瓶分別編號、標(biāo)簽。1號為室溫條件下，2號為低溫條件下，3號為高溫條件下。2.2光源 放在普通投影器光源下照射（275W碘鎢燈聚光照射）。2.3 采用光照度傳感器、溶解氧傳感器精確測試。 材料用品 計(jì)算機(jī)，DISLabV6.0采集器及通用軟件，溶解氧傳感器、光照度傳感器一套；玻璃溫度計(jì)1支，普通投影器1臺，冰箱1臺，開水瓶1只；玻瓶3個(gè)（300mL），水生植物3株（品種、大小、苗齡、長勢相同。特別推介水生蜈蚣草）。操作方法 1.材料預(yù)處理 將選好的植株置于3個(gè)實(shí)驗(yàn)瓶內(nèi)，放在暗箱內(nèi)一夜（3瓶貼好標(biāo)簽、編號）。取出隨即用溶解氧傳感器分別測得初始數(shù)據(jù)。2.水溫控制 取3個(gè)大燒杯分別加入25、15、45的清水， 將3個(gè)實(shí)驗(yàn)瓶分別置于大燒杯中，并不斷用熱水、冰水調(diào)溫，使3個(gè)實(shí)驗(yàn)瓶分別達(dá)到設(shè)計(jì)的水溫（注意在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中均應(yīng)保持水溫相對穩(wěn)定）。 3.用光照度傳感器測得光照度數(shù)據(jù)。 4.1h后，再分別測得3個(gè)實(shí)驗(yàn)瓶水溶液的溶解氧終結(jié)數(shù)據(jù)。 優(yōu)點(diǎn) 微型省時(shí) 方便控制 測試精確 效果明顯附 照片及實(shí)驗(yàn)記錄溫度對光合作用強(qiáng)度的影響1 2 31號： 常溫252號： 低溫153號： 高溫45測水溫、光照度光照度數(shù)據(jù)、測溶解氧溶解氧初始數(shù)據(jù)溶解氧終結(jié)數(shù)據(jù)1h照射實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄編號 溫度溶解氧初始數(shù)據(jù)mg/mL溶解氧終結(jié)數(shù)據(jù) mg/mL差 值mg/mL1 254.387.292.912155.096.611.523455.886.150.27注光照度3084 Lux光照時(shí)間1h實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析1. 1號實(shí)驗(yàn)瓶在25左右水溫條件下，溶解氧上升較大，為2.91mg/L。說明溫度適宜，植物光合作用強(qiáng)度較大。2. 2號實(shí)驗(yàn)瓶在15左右水溫條件下，溶解氧上升較小，為1.52mg/L。說明溫度較低，植物光合作用強(qiáng)度較弱，約為1號瓶光合作用強(qiáng)度的1/2。3. 3號實(shí)驗(yàn)瓶在45左右水溫條件下，溶解氧上升僅為0.27 mg/L，約為1號瓶