光質(zhì)的“角色扮演”

在生物課上，老師給我們演示了不同波長的光對菠菜小圓葉片浮起情況的實驗，我知道了不同波長的光對光合強(qiáng)度有很大的影響。

那么，不同波長的光在種子萌發(fā)后幼苗生長時葉綠素的形成過程中究竟扮演了什么樣的角色？在老師的幫助下，我進(jìn)行了以下探究。

一、探究過程

1.查閱資料

通過查閱資料得知，葉綠素的合成離不開光的參與，與光質(zhì)也有關(guān)系——藍(lán)光下葉綠素合成含量最高，其次是白光和紅光，黑暗和綠光的環(huán)境下最低。藍(lán)光培養(yǎng)的植株一般具有陽生植物的特性，而紅光培養(yǎng)的植株特性與陰生植物相似。

2.設(shè)計方案

（1）利用豆芽機(jī)，以綠豆種子作為探究對象，降低培植難度。

（2）種子萌發(fā)無需很大的光照強(qiáng)度，而發(fā)光二極管發(fā)出的光具有波長較準(zhǔn)確、發(fā)熱少等特點，故以發(fā)光二極管作為不同光質(zhì)的光源。

（3）分6組進(jìn)行探究：紅光組、藍(lán)光組、綠光組1（1個發(fā)光二極管作光源）、綠光組2（2個發(fā)光二極管作光源）、白光組、黑暗組。

（4）用分光光度計測量葉綠素的含量。

3.準(zhǔn)備器材

10mm高亮、透明聚光圓頭發(fā)光二極管，豆芽機(jī)，723分光光度計。

4.改裝

（1）制作光源，如圖1。

（2）制作分組培養(yǎng)筒。由直徑75mm的排水管鋸成，如圖2。

（3）防自然光和串光的干擾。 用泡沫箱和豆芽機(jī)自帶的遮光罩遮光，防止自然光干擾。為各組之間防串光采取兩種措施，一是在培養(yǎng)室底部放一塊黑色海綿吸光，二是將豆芽機(jī)的盛水盆底用漆噴黑，以吸收少量由海綿漏出來的光。成品如圖3。

5.實驗方法

（1）將當(dāng)年收獲的綠豆種子放入培養(yǎng)筒內(nèi)，每組60粒。裝好水、灑水頭和光源，接上電源，打開電源開關(guān)，待灑水頭正常工作后，蓋好蓋子，室內(nèi)適當(dāng)遮光。

（2）待芽長到10cm左右，將幼苗連同培養(yǎng)筒一起取出，分組測量各組幼苗中葉綠素的含量，測量時其他幾組待測幼苗保持適當(dāng)遮光。

①剪取幼苗頂端約1cm長度的部分，稱取2 g放入研缽中，加少量石英砂及2 mL 至3mL濃度為95%的乙醇，研成勻漿，再加10mL濃度為95%的乙醇，研磨至組織變白。靜置3min至5min。

②取濾紙一張，置于漏斗中，用濃度為95%的乙醇濕潤，沿玻璃棒把提取液倒入漏斗中，再過濾到量筒中，用少量濃度為95%的乙醇沖洗研缽、研棒及殘渣數(shù)次，最后連同殘渣一起倒入漏斗中。

③用滴管吸取濃度為95%的乙醇，將濾紙上的葉綠素全部洗入量筒中，直至濾紙和殘渣中無綠色為止。用濃度為95%的乙醇定容至25mL，搖勻后將濾液倒入棕色瓶中。

④把葉綠素提取液倒入比色杯中，以濃度為95%的乙醇為空白。在波長665nm、649nm下測定吸光度。將測得的數(shù)值填入表格中，每組測5次，算出平均值。

二、結(jié)果與分析

通過多次實驗，每次實驗各組測5次，結(jié)果如下表。

結(jié)合平時記錄的測量值，得出以下結(jié)論。

1.綠豆幼苗生長過程中，紅光對葉綠素形成的促進(jìn)效果優(yōu)于藍(lán)光和綠光，純單色光照對葉綠素形成的促進(jìn)效果優(yōu)于全光照。

2.綠光環(huán)境下，弱光有利于提高葉綠素a與葉綠素b的比值。

3.與光質(zhì)對光合作用強(qiáng)度的影響相比，光質(zhì)對綠豆種子萌發(fā)后幼苗生長過程中葉綠素形成的影響相對較小。

三、不足與改進(jìn)

1.由于條件有限，只能根據(jù)賣家提供的數(shù)據(jù)來盡量保證各組的光強(qiáng)一樣（綠光組1除外），沒有實際測量。

2.測葉綠素的含量時，由于稱量、研磨、過濾等過程時間較長，雖然采取了遮光措施，但第一次和最后一次測得的數(shù)據(jù)存在一定的誤差。

3.在培養(yǎng)過程中，各組數(shù)目不同的發(fā)光二極管的光斑照射范圍也存在一定的誤差。（指導(dǎo)老師：匡昭澤）