Методы определения интенсивности фотосинтеза

В физиологии растений разработаны различные методы определения интенсивности фотосинтеза.

Интенсивность фотосинтеза
Интенсивность фотосинтеза

Методы определения интенсивности фотосинтеза

Фотосинтез можно определить:

  • по количеству поглощенной углекислоты,
  • по выделенному кислороду,
  • по накопленному в процессе фотосинтеза органическому веществу.

Определения интенсивности фотосинтеза по количеству поглощенной углекислоты

Количество поглощенной углекислоты:

  • Можно определять в замкнутом пространстве по методу Л.А. Иванова и Н.Л. Коссовича.
Прибор для определения ассимиляции
Прибор для определения ассимиляции: 1 — колба с веткой, 2 и 3 — удаление ветки из колбы (колба плотно закрыта пробкой).

По этому методу количество углекислоты определяют в круглодонной колбе после пребывания в ней растения и одновременно — в контрольной колбе. Для этого в колбы наливают барит и титруют его щавелевой кислотой в присутствии индикатора до и после опыта. На рисунке показан прибор в процессе определения.

  • Так же количество поглощенной углекислоты определяют в токе воздуха по методу Т. А. Красносельской-Максимовой и А. Г. Ордояна
Методы определения интенсивности фотосинтеза
Определение фотосинтеза в токе воздуха при помощи прибора Т.А. Красносельской-Максимовой и А.Г. Ордояна

1 — аспиратор, 2 — каучуковая пробка, соединяющая поглотитель с аспиратором, 3 — поглотитель, 4 — камера для листа. Стрелками показан ток воздуха.

Для поглощения углекислоты служит титрованный раствор барита, налитый в поглотитель. Лист растения помещен в приемник. Воздух, проходя через приемник с растением, поступает в поглотитель с баритом, где поглощается оставшаяся углекислота. Одновременно производят контрольное определение без растения. Опыт продолжается 20—30 минут. По его окончании титруют барит в поглотителе щавелевой кислотой.

Наблюдение фотосинтеза по выделению кислорода

Фотосинтез можно наблюдать по выделению кислорода. Для этого используют водное растение элодею. Веточки ее помещают в банку с водой нижними концами вверх и закрывают стеклянной воронкой, над которой ставят пробирку, заполненную водой. Выделяющийся из перерезанных стеблей кислород вытеснит воду из пробирки.

Выделение кислорода при фотосинтезе
Выделение кислорода при фотосинтезе

 

Определение фотосинтеза по привесу сухого вещества

Методика определения интенсивности фотосинтеза по привесу сухого вещества описана в статье «Фотосинтез и урожай«.

Доказательство образования крахмала

Доказательством образования крахмала в процессе фотосинтеза служит проба Сакса. На срезанный обескрахмаленный лист прикрепляют темную бумагу с вырезанным рисунком, опускают черешок листа в воду и выставляют на свет. В процессе фотосинтеза на участках листа, не закрытых бумагой, образуется первичный крахмал.

Проба Сакса
Проба Сакса

Опыт ставят с предварительно выдержанным в темноте и обескрахмаленным растением. Срезают лист этого растения и опускают черешком в стаканчик с водой ( черешок предварительно подрезают под водой, чтобы лучше шло всасывание).

На пластинку листа с верхней и нижней стороны укрепляют непрозрачный экран из  темной бумаги, тонкого картона с вырезанным рисунком. Рисунки верхнего и нижнего экранов должны совпадать. После прикрепления экрана к листу скрепками лист выставляют на один час на яркий солнечный или электрический свет.

С целью создания более благоприятных условий для фотосинтеза повышают содержание углекислого газа и влажности воздуха. Для этого лист покрывают стеклянным колпаком и под него ставят чашечку с кусочком мрамора или или содой, облитым  разбавленной  серной кислотой, и чашку с водой.

По окончанию опыта кран снимают с листа, затем срезают контрольный лист с растения, находящегося в темноте, и оба листа помещают на одну минуту в кипящую воду. После этого листья переносят в колбочку с небольшим количеством спирта и ставят на кипящую водяную баню. Кипячение следует продолжать до тех пор, пока листья не обесцветятся.

Затем пинцетом листья вынимают из колбочки и опускают в кипящую воду на одну минуту (для размягчения тканей). Пластинку листа тщательно расправляют на белой тарелке и заливают раствором йода в йодистом калии. На освещенных участках листа обнаруживается обильное образование крахмала (синяя или черная окраска), затененные части листа окрашены в желтый цвет. Контрольный лист полностью окрашен в желтый цвет.

Метод газометрического учета

В настоящее время для определения фотосинтеза применяют метод газометрического учета, основанный на использовании инфракрасных оптико-акустических газоанализаторов, (подробнее: Вклад Тимирязева в изучение фотосинтеза).

В воздух, проходящий через камеру с листом и контрольную камеру, пропускают по очереди пучки инфракрасных лучей, которые поглощаются углекислотой. По степени поглощения судят о содержании СО2 в анализируемом воздухе. При помощи этого прибора фотосинтез можно определять длительно, так как прибор оснащен самописцем.

Метод учета фотосинтеза по скорости поглощения углекислоты

Широко применяют метод учета фотосинтеза по скорости поглощения углекислоты с углеродом С14 листьями растений, (подробнее: Метод меченных атомов в биологии).

Эти методы определения интенсивности фотосинтеза особенно ценны тем, что позволяют определять качество образованных в процессе фотосинтеза продуктов и скорость их передвижения из листьев в другие органы.

 

Получать интересное на почту

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *