Загальна інформація
Опис
У цьому експерименті продукт фотосинтезу - кисень вимірюється опосередковано. У закритому контейнері вимірюється підвищення тиску: через вироблення кисню тиск усередині контейнера підвищується, коли відбувається фотосинтез. Таким чином, можна легко кількісно виміряти фотосинтетичну активність за різних умов.
Експериментальна установка
Додаткова інформація (1/4)
Попередні знання
Школярі та студенти мають бути знайомі з основними біологічними та хімічними принципами фотосинтезу.
Принцип
Фотосинтез призводить до вироблення O2,що, своєю чергою, призводить до збільшення тиску. У цьому експерименті фотосинтетична активність рослини демонструється шляхом вимірювання збільшення тиску кисню за білого та зеленого світла або в темряві.
Додаткова інформація (2/4)
Мета навчання
Учні та студенти мають зрозуміти, що через вироблення кисню по мірі збільшення фотосинтетичної активності тиск збільшується.
Завдання
Школярі та студенти мають продемонструвати фотосинтез за білого та зеленого світла, а також у темряві. Для цього вони вимірюють збільшення тиску, спричинене виробленням кисню.
Додаткова інформація (3/4)
Більш детальна інформація про результати
- У першому експерименті можна побачити явне збільшення кривої тиску через вироблення кисню (рис. вгорі праворуч).
- У другому експерименті крива тиску піднімається менш різко (рис. внизу праворуч).
- У третьому експерименті збільшення кривої тиску не спостерігається.
Додаткова інформація (4/4)
Примітки
- Фотосинтез призводить до вироблення O2,який спричиняє підвищення тиску. Розчинений NaHCO3 виступає поглиначем CO2.
- Червоне і синьо-фіолетове світло, необхідне для фотосинтезу, значною мірою поглинається зеленим розчином. У результаті утворюється лише невелика кількість кисню, про що свідчить слабший підйом кривої тиску.
- При повному затемненні фотосинтез не відбувається. З цієї причини на кривій тиску (рис. праворуч) не спостерігається збільшення.
Інструкції з техніки безпеки
- Для цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
Теорія
Без рослин, які здійснюють фотосинтез, наше життя було б неможливим. Повітря, яке нині складається приблизно з 78 % азоту, 21 % кисню, 1 % інертних газів і 0,04 % вуглекислого газу, мало б зовсім інший склад.
У процесі фотосинтезу вода, вуглекислий газ і сонячна енергія перетворюються рослинами на кисень і цукор. При цьому рослини накопичують біомасу і виділяють кисень у навколишнє середовище.
Оскільки і рослини на суші, і рослини під водою здійснюють фотосинтез, водні рослини підходять як об'єкти дослідження, оскільки виділення кисню тут видно за бульбашками повітря.
Обладнання
Додаткові матеріали
| Позиція | Номер | Матеріали |
|---|---|---|
| 1 | Мобільний пристрій (смартфон / планшет) | |
| 2 | 14581-61 | measureAPP |
| 3 | Водяна рослина (Elodea canadensis) | |
| 4 | Водопровідна вода | |
| 5 | Дистильована вода | |
| 6 | Алюмінієва фольга | |
Підготовка та виконання роботи
Підготовка та виконання роботи - частина 1
Підготовка (1/3)
Для вимірювання за допомогою датчиків Cobra SMARTsense необхідне додаток PHYWE measureAPP. Цей застосунок можна безкоштовно завантажити з відповідного магазину додатків (QR-коди дивіться нижче). Перед запуском додатка, будь ласка переконайтеся, що на Вашому пристрої (смартфоні, планшеті, персональному комп'ютері) активовано Bluetooth.
iOS
Android
Windows
Підготовка та виконання роботи - частина 2
Підготовка (2/3)
Інтерфейс користувача measureAPP
у версії Windows 10
- Увімкніть датчик абсолютного тиску SMARTsense, натиснувши й утримуючи кнопку живлення.
- Підключіть датчик до пристрою в measureAPP у пункті "Вимірювання", як показано на малюнку зліва.
- Датчик абсолютного тиску SMARTSense тепер відображається в застосунку.
Підготовка та виконання роботи - Частина 3
Підготовка (3/3)
- Закріпіть лампу в одній із двох половинок основи штатива.
- Розмістіть пробірку під датчиком Cobra SMARTsense-Абсолютний тиск (Cobra SMARTsense Absolute Pressure) за допомогою універсального затискача і подвійної муфти. Вставте скляну трубку з невеликою кількістю гліцерину в гумову пробку. Потім під'єднайте блок датчика тиску до скляної трубки або під'єднайте датчик безпосередньо до гумової пробки, як показано на рисунку.
- Помістіть мензурку, наповнену водою, досить велику, щоб вона могла діяти як тепловий фільтр, між лампою і пробіркою. У будь-якому разі не допускайте потрапляння світла від лампи в пробірку, щоб уникнути нагрівання води.
Підготовка та виконання роботи - Частина 4
Виконання роботи (1/2)
Експеримент 1
- Приготуйте 300 мл 3% розчину (9 г на 300 г дистильованої води) і заповніть ним пробірку трохи нижче обідка краю. Мензурка, наповнена водою, має поглинати тепло лампи.
- Герметично закрийте пробірку пробкою і вставте в отвір датчик Cobra SMARTsense-Абсолютний тиск (Cobra SMARTsense Absolute Pressure).
- Під час під'єднання датчика стежте за тим, щоб під час натискання на нього не створювався надто великий тиск, оскільки це може вплинути на вимірювані значення.
- Увімкніть лампу і почніть вимірювання.
Підготовка та виконання роботи - Частина 5
Виконання роботи (2/2)
Експеримент 2
- Приготуйте зелений розчин, використовуючи барвники (додайте один кінчик шпателя жовтого кольору та один кінчик шпателя синього барвника приблизно в 1 000 мл води) і наповніть ним мензурку, що слугує тепловим фільтром. Перед вимірюванням зніміть пробку, щоб газ, що утворився, вийшов.
Експеримент 3
- Повністю оберніть пробірку алюмінієвою фольгою, щоб на рослину більше не потрапляло світло. Перед вимірюванням дозвольте газу, що утворився, знову вийти.
Експеримент 3: світло не потрапляє на рослину
Протокол
Завдання 1
Вставте слова в тексті в потрібне місце У результаті фотосинтезу утворюється ____, що призводить до підвищення тиску. Зелений розчин ____ більшу частину червоного та синьо-фіолетового світла, необхідного для фотосинтезу. Тому відбувається лише невелике виробництво ____, про що свідчить слабший ____ кривої тиску.
Завдання 2
Питання
Питання
Завдання 3
Питання