光質(zhì)的“角色扮演”
——光質(zhì)對(duì)種子萌發(fā)及幼苗葉綠素形成的影響

文 湖南省臨澧縣第一中學(xué) 徐文菁

光質(zhì)的“角色扮演”
——光質(zhì)對(duì)種子萌發(fā)及幼苗葉綠素形成的影響

文 湖南省臨澧縣第一中學(xué) 徐文菁

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

那么，不同波長(zhǎng)的光在種子萌發(fā)后幼苗生長(zhǎng)時(shí)葉綠素的形成過(guò)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(guò)程

1.查閱資料

通過(guò)查閱資料得知，葉綠素的合成離不開(kāi)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(yáng)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(jì)方案

（1）利用豆芽機(jī)，以綠豆種子作為探究對(duì)象，降低培植難度。

（2）種子萌發(fā)無(wú)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(zhǎng)較準(zhǔn)確、發(fā)熱少等特點(diǎn)，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(gè)發(fā)光二極管作光源）、綠光組2（2個(gè)發(fā)光二極管作光源）、白光組、黑暗組。

（4）用分光光度計(jì)測(cè)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(jì)。

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(lái)的光。成品如圖3。

圖1

圖2

5.實(shí)驗(yàn)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(kāi)電源開(kāi)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(zhǎng)到10cm左右，將幼苗連同培養(yǎng)筒一起取出，分組測(cè)量各組幼苗中葉綠素的含量，測(cè)量時(shí)其他幾組待測(cè)幼苗保持適當(dāng)遮光。

①剪取幼苗頂端約1cm長(zhǎng)度的部分，稱取2g放入研缽中，加少量石英砂及2mL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(rùn)，沿玻璃棒把提取液倒入漏斗中，再過(guò)濾到量筒中，用少量濃度為95%的乙醇沖洗研缽、研棒及殘?jiān)鼣?shù)次，最后連同殘?jiān)黄鸬谷肼┒分小?/p>

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?jiān)袩o(wú)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(zhǎng)665nm、649nm下測(cè)定吸光度。將測(cè)得的數(shù)值填入表格中，每組測(cè)5次，算出平均值。

二、結(jié)果與分析

通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)各組測(cè)5次，結(jié)果如下表。

結(jié)合平時(shí)記錄的測(cè)量值，得出以下結(jié)論。

1.綠豆幼苗生長(zhǎng)過(guò)程中，紅光對(duì)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(duì)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(duì)光合作用強(qiáng)度的影響相比，光質(zhì)對(duì)綠豆種子萌發(fā)后幼苗生長(zhǎng)過(guò)程中葉綠素形成的影響相對(duì)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(lái)盡量保證各組的光強(qiáng)一樣（綠光組1除外），沒(méi)有實(shí)際測(cè)量。

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

3.在培養(yǎng)過(guò)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）