高中生物四、数字化实验：温度对光合作用强度

普通高中生物学数字化实验：探究环境因素对光合作用强度的影响系列（四）

温度对光合作用强度的影响

辛国秦

乌鲁木齐市第八十中学（830002）

背景人教社普通高中课程标准实验教科书《生物》（必修）①《分子与细胞》第五章“细胞的能量供应和利用”第4节“环境因素对光合作用强度的影响”探究实验可用先进的数字化实验进行，并使得在单位时间内进一步扩充其他因素对光合作用强度影响的实验成为可能。本实验是探究温度对光合作用强度的影响。实验原理水生植物在进行光合作用过程中产生的氧，会引起水中溶解氧含量的改变。在不同的温度条件下，会影响植物体内酶的活性，从而影响光合作用强度。通过设定不同的温度条件，不同实验瓶内的溶解氧则不同。因而可以反映出温度对光合作用的影响。

实验设计改进

1.材料改进

采用水生植物的依据

1.1 水生植物在长期的进化中适应其生活的水体环境。水生植物以水体为光的介质，而光在水中散射损耗很大，水生植物适应暗环境，具有比陆地阴生植物对光照更强的敏感性，便于实验时对光照的控制，并且在较短的时间内完成光合作用。

1.2 水体环境的热容量、溶解氧、二氧化碳含量、无机盐含量、pH缓冲调节、自净能力及食物链等都具有与陆生植物不同的特点。

1.3 在实验室中，以水为介质的水生植物，其温度、光质、二氧化碳、pH等自变量的控制都比以空气为介质的陆生植物来得更加方便。

2. 实验及测试工具的改进

2.1温度对光合作用强度的影响实验设计的改进：3个水生植物实验瓶分别编号、

标签。1号为室温条件下，2号为低温条件下，3号为高温条件下。

2.2光源放在普通投影器光源下照射（275W碘钨灯聚光照射）。

2.3 采用光照度传感器、溶解氧传感器精确测试。

材料用品计算机，DISLabV6.0采集器及通用软件，溶解氧传感器、光照度传感器一套；玻璃温度计1支，普通投影器1台，冰箱1台，开水瓶1只；玻瓶3个（300mL），水生植物3株（品种、大小、苗龄、长势相同。特别推介水生蜈蚣草）。操作方法

1.材料预处理将选好的植株置于3个实验瓶内，放在暗箱内一夜（3瓶贴好标签、编号）。取出随即用溶解氧传感器分别测得初始数据。

2.水温控制取3个大烧杯分别加入25℃、15℃、45℃的清水，将3个实验瓶分别置于大烧杯中，并不断用热水、冰水调温，使3个实验瓶分别达到设计的水温（注意在整个实验过程中均应保持水温相对稳定）。

3.用光照度传感器测得光照度数据。

4.1h后，再分别测得3个实验瓶水溶液的溶解氧终结数据。

优点微型省时方便控制测试精确效果明显

附照片及实验记录

温度对光合作用强度的影响

1 2 3

1号：常温25℃2号：低温15℃3号：高温45℃

测

水

温

、

光

照

度

光

照

度

数

据

、

测

溶

解

氧

溶

解

氧

初

始

数

据

溶

解

氧

终

结

数

据

1h

照

射

实验数据记录

实验数据分析

1. 1号实验瓶在25℃左右水温条件下，溶解氧上升较大，为

2.91mg/L。说明温度适宜，植物光合作用强度较大。

2. 2号实验瓶在15℃左右水温条件下，溶解氧上升较小，为1.52mg/L。说明温度较低，植物光合作用强度较弱，约为1号瓶光合作用强度的1/2。

3. 3号实验瓶在45℃左右水温条件下，溶解氧上升仅为0.27 mg/L，约为1号瓶的1/10左右。说明温度过高植物光合作用强度急剧减小（次日观察，3号瓶内的植物死亡）。

结论：温度对植物光合作用强度有非常明显的影响，水生植物尤其突出。