Биология. В 3-х томах. Т. 1

9.26. Назовите возможные местообитания или природные условия, в которых факторами, лимитирующими фотосинтез, могут быть а) интенсивность освещения, 6) концентрация кислорода и в) температура.

Опыты 9.2-9.6. Исследование продуктов фотосинтеза и условий, необходимых для их образования

Для того чтобы установить, что имел место фотосинтез, можно идентифицировать какой-либо из его продуктов. Самый первый продукт фотосинтеза — фосфоглицериновая кислота; она очень быстро превращается в ряд других соединений, включая сахара, а затем и в крахмал. Выявить крахмал очень несложно, поэтому он может служить удобным индикатором того, что идет фотосинтез, если для опыта брать листья или целые растения, лишенные крахмала.

Удаление крахмала

Для удаления крахмала растения оставляют в темноте на 24-48 ч. Прежде чем приступить к опыту 9.2, рекомендуется проверить, полностью ли удален крахмал.

9.27. Почему крахмал исчезает в темноте?

Опыт 9.2. Выявление крахмала в листе

Материалы и оборудование

Листья, подготовленные для исследования

Пробирка

Пинцет

Белая кафельная плитка

Горячая водяная баня

90%-ный этанол

Раствор йода в йодистом калии

Методика

Крахмал можно обнаружить при помощи раствора йода в йодистом калии (I₂/КI). Для того чтобы зеленый цвет хлорофилла не маскировал происходящее изменение окраски, листья нужно предварительно обесцветить. Для этого лист опускают в пробирку с кипящим 90%-ным этанолом, помещенную в водяную баню, и держат его там столько, сколько потребуется (не следует пользоваться открытыми горелками, так как этанол легко воспламеняется). Обесцвеченный лист промывают горячей водой, чтобы удалить спирт и размягчить ткани, расправляют на кафельной плитке и сверху заливают йодным раствором. Этот красно-коричневый раствор окрашивает все части листа, где есть крахмал, в сине-черный цвет.

Опыт 9.3. Изучение потребности в свете

Материалы и оборудование

Растение с листьями, лишенными крахмала

Источник света, например настольная лампа

Черная бумага или металлическая фольга

Все, что нужно для выявления крахмала

Методика

Хотя уже само исчезновение крахмала в темноте показывает, что растениям нужен свет, потребность в нем можно изучить более подробно. На лист, лишенный крахмала, накладывают полоску черной бумаги или металлической фольги и выставляют его на несколько часов на свет. Методика и ожидаемые результаты показаны на рис. 9.23.

Рис. 9.23. Опыт по изучению необходимости света для фотосинтеза

9.28. В чем недостаток описанной методики? Как можно видоизменить ее с учетом ваших соображений?

Опыт 9.4. Изучение потребности в двуокиси углерода

Материалы и оборудование

Растение с листьями, лишенными крахмала, например комнатная герань (Pelargonium)

Источник света, например настольная лампа

Вата

20%-ный раствор гидроокиси калия

Все, что нужно для выявления крахмала

Коническая колба (Эрленмейера) на 250 мл

Штатив и зажимы к нему

Известковая вода

Методика

Одна из методик, пригодных для изучения потребности в СО₂, показана на рис. 9.24. Растение оставляют на несколько часов на свету, а затем определяют крахмал в листьях, использованных для опыта.

Рис. 9.24. Опыт по изучению необходимости двуокиси углерода для фотосинтеза. Ватную пробку смачивают в известковой воде для поглощения СО₂

9.29. Опишите, в каких условиях должен находиться контрольный лист.

Более наглядно использование двуокиси углерода растением можно продемонстрировать, поставив опыт с включением ¹⁴СО₂ (содержащей радиоактивную метку) в сахара и другие соединения.

Опыт 9.5. Изучение потребности в хлорофилле

Материалы и оборудование

Растение с пятнистыми листьями — Chlorophyton, пестролистная форма плюща, герани, клена или бирючины

Все, что нужно для выявления крахмала

Методика

У многих растений листья пятнистые-с зелеными участками, где есть хлорофилл, и незелеными, где его нет. Несколько примеров мы назвали только что. Если сначала зарисовать, как располагаются зеленые и белые (незеленые) участки, а потом выявить крахмал в таком листе, станет ясно, что крахмал образуется только там, где есть хлорофилл.

Опыт 9.6. Изучение выделения кислорода

Материалы и оборудование

Элодея (Elodea canadensis)

Пробирка

Стеклянная воронка

Источник света (например, настольная лампа)

Гидрокарбонат натрия

Стакан на 400 мл

Деревянная лучинка

Пластилин

Методика