Загальна інформація
Опис
Транспірація (випаровування) рослин служить для перенесення води і поживних речовин від коренів до листя. Під час експерименту вимірюється перепад тиску, що виникає внаслідок викиду води листям у навколишнє середовище і забезпечує необхідний приплив води з ґрунту.
Експериментальна установка
Додаткова інформація (1/6)
Попередні знання
Принцип
Учні та студенти мають бути знайомі з основним принципом і функцією транспірації. Вони також повинні знати, які морфологічні пристосування до транспірації розвинулися у рослин у зв'язку з навколишнім середовищем.
Унаслідок транспірації вода від коренів потрапляє в листя і постачає рослину водою та поживними речовинами
Додаткова інформація (2/6)
Мета навчання
Учні та студенти мають розуміти, що на силу дії транспірації впливають різні чинники.
Завдання
Студенти мають виміряти транспірацію за різних умов довкілля та інтерпретувати відмінності в кривих тиску.
Додаткова інформація (3/6)
Більш детальна інформація про результати
Рослини "потіють", як люди, і фізіологічно та морфологічно пристосовані до конкретних умов навколишнього середовища. Коли температура занадто висока, вони транспірують і виділяють воду в навколишнє середовище. Транспірація призначена для транспортування води і поживних речовин. Від'ємний тиск, що виникає в результаті, витягує воду з коренів, а поживні речовини транспортуються по стовбуру до листя. У природі вітер відіграє важливу роль у транспірації рослин. Наприклад, рослини, що ростуть на вітряних гірських схилах, більш дерев'янисті. А рослини, що ростуть у пустелі, опускають свої продихи в маленькі порожнини листя, які додатково вкриваються шаром воску, щоб транспірація гарячим вітром пустелі була мінімальною. З іншого боку, за високої вологості повітря транспірація сильно обмежена, оскільки навколишнє повітря вже сильно насичене водою. Рослини, що живуть у таких зонах, виділяють продихи для збільшення транспірації.
Додаткова інформація (4/6)
Спостереження та результати
Експеримент 1:
У цій експериментальній установці у нерухомому ("спокійному") повітрі тиск у зменшився приблизно на 2,8 кПа протягом часу вимірювання - 1000 с (рис. праворуч).
Додаткова інформація (5/6)
Спостереження та результати
Експеримент 2:У потоці холодного повітря тиск снижується приблизно на 3,8 кПа (рис. ліворуч), у потоці теплого повітря - приблизно на 6,3 кПа (рис. праворуч).
Додаткова інформація (6/6)
Спостереження та результати
Експеримент 3:
У водяній парі майже немає транспірації (рис. праворуч).
Інструкції з техніки безпеки
Для цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
Теорія
Особливо добре підходить листя троянди.
Транспірація (випаровування) рослин служить для перенесення води і поживних речовин від коренів до листя. Під час експерименту вимірюється перепад тиску, що виникає внаслідок викиду води листям у навколишнє середовище і забезпечує необхідний приплив води з ґрунту.
Обладнання
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Cobra SMARTsense Absolute Pressure - Датчик для вимірювання абсолютного тиску 20 ... 400 кПа (Bluetooth + USB) | 12905-01 | 1 |
| 2 | Основа штатива, PHYWE | 02001-00 | 1 |
| 3 | Штативний стрижень, нерж. ст., з різьбою, l = 600 мм, d = 10 мм | 02035-00 | 3 |
| 4 | Подвійна муфта | 02043-00 | 2 |
| 5 | Універсальний затискач | 37715-00 | 1 |
| 6 | Пробірка d=30 мм, l=200 мм, з боковим рукавом, SB29 | MAU-17080801 | 1 |
| 7 | Полівінілхлоридний шланг, внутр. d=7 мм, l=1 м | 03985-00 | 1 |
| 8 | Пластилін, 10 брусків | 03935-03 | 1 |
| 9 | Гумова пробка, d=32/26 мм, з 1 отвором, 1,5 мм | 39258-09 | 1 |
| 10 | Мензурка, низька, 1000 мл | 46057-00 | 1 |
| 11 | Гумові кільця, 50 шт. | 03920-00 | 1 |
| 12 | Повітродувка гарячого/холодного повітря | 04030-93 | 1 |
| 13 | measureAPPбезкоштовне програмне забезпечення для вимірювання для всіх кінцевих пристроїв | 14581-61 | 1 |
Додаткові матеріали
| Позиція | Матеріал | |
|---|---|---|
| 1 | Мобільний пристрій (смартфон / планшет) | |
| 2 | Рослина з м'ясистим листям | |
| 3 | Ніж | |
| 4 | Пластиковий пакет | |
Підготовка та виконання роботи
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 (2/3)
- Увімкніть датчик абсолютного тиску SMARTsense, натиснувши й утримуючи кнопку живлення.
- Підключіть датчик до пристрою в measureAPP у пункті "Вимірювання", як показано на рисунку зліва.
- Датчик абсолютного тиску SMARTSense тепер відображається в застосунку.
Виберіть датчик абсолютного тиску Cobra SMARTsense.
Тут показано версію measureAPP для Windows 10.
Підготовка (3/3)
- Зберіть експериментальну установку, як показано на рисунку праворуч.
- Важливо, щоб пробірка була закріплена на одному стрижні штатива, а датчик тиску Cobra SMARTsense-Абсолютний тиск (Cobra SMARTsense Absolute Pressure) - на іншому. Впускний всмоктувальний патрубок датчика тиску має бути приблизно на 2 см вищою, ніж впускний отвір пробірки.
- З'єднайте обидва впускних отвори за допомогою шматка гумової трубки.
- Наповніть пробірку водою та надіньте гумовий корок. Переконайтеся, що в пробірці не утворюються бульбашки повітря.
Виконання роботи (1/2)
Експеримент 1
- Зріжте невелику гілочку або наземну рослину трохи вище землі, очистіть нижню частину гілочки ножем і відріжте її під кутом (45°).
- Швидко просуньте гілочку в пробку і добре запечатайте пробку пластиліном.
- Не відкладаючи, від'єднайте трубку від всмоктувального патрубка датчика тиску Cobra SMARTsense-Абсолютний тиск (Cobra SMARTsense Absolute Pressure), надягніть пробку з рослиною на пробірку (уникайте пухирців повітря в пробірці) і знову надягніть трубку на датчик абсолютного тиску SMARTsense (цей процес так само необхідний через вирівнювання тиску).
- Почніть вимірювання і розрахуйте різницю між початковим і кінцевим значеннями.
- Запишіть ці значення та значення наступних варіантів експерименту в протокол. Можливі й інші варіанти експерименту.
Виконання роботи (2/2)
Експеримент 2a
- Під час вимірювання піддавайте рослину впливу потоку холодного повітря з фена.
Експеримент 2b
- Встановіть фен на гаряче повітря і під час вимірювання піддавайте рослину впливу потоку теплого повітря з фена.
Експеримент 3
- Доведіть до кипіння ½ літра води в мензурці та зберіть утворену водяну пару впродовж кількох секунд за допомогою пластикового пакета (Увага! Не допускайте контакту пакета з гарячою мензуркою!).
- Одягніть пакет на рослину і закрийте його гумовим кільцем; почніть вимірювання.
Протокол
Завдання 1
Вставте слова в тексті в потрібне місце Рослини "потіють", як люди, і фізіологічно та морфологічно пристосовані (адаптовані) до свого специфічного ____. За ____ температур вони більше ____(випаровують) і виділяють воду в навколишнє середовище. Транспірація служить для перенесення води і поживних речовин. ____, що виникає, витягує воду з ____ і переносить поживні речовини через стебло до листя.
Завдання 2
Питання
Завдання 3
Питання