1.5.6. Необходимость углекислого газа для образования крахмала в листьях

Цель опыта - показать, что крахмал образуется в листе на свету только при наличии в воздухе углекислого газа.

Объекты и оборудование. Общие для всех вариантов постановки опыта: источник света и оборудование для обработки листьев - как для предыдущих опытов (1.5.4, 1.5.5); два одинаковых по размеру и предварительно обескрахмаленных листа фасоли или пеларгонии. Для первого варианта: две одинаковые банки или колбы (такие, как для предыдущего опыта); два блюдца или одна чашка Петри; две рамки или подставки для листьев (см. рис. 13) - при постановке опыта в банках или пластилин и палочка-карандаш - для постановки опыта в колбах; кристаллизатор (тазик); лезвие бритвы; трубка для вдувания воздуха в сосуды; кусок картона размером примерно 8X8 см. Для второго варианта: две чашки Петри диаметром около 10 см; пластилин; питьевая сода; 3%-ный раствор соляной кислоты; глицерин; пипетка аптечная - если в опыте будут использоваться сода и кислота.

Постановка опыта. Первый вариант. Если опыт ставится в банках, листья укрепляют в рамках или на подставках, как показано на рисунке 14. В обе банки наливают воду слоем примерно 1,5 см, в одну из них (опытную) вдувают выдыхаемый воздух по трубочке (не под водой), плотно прикрывают ее куском картона и опускают горловиной в воду. Под водой в банку помещают лист, ставят банку на блюдце и извлекают из воды. Вторую банку (контрольную) готовят так же, но не вдувают в нее воздух. Если опыт ставится в колбах, лист укрепляют в них с помощью пластилина (см. рис. 12), воду наливают на дно слоем примерно 1 см, закрывают колбы пробками вне воды, ставят каждую из них на блюдце с водой. Обе установки (с банками или с колбами) размещают рядом у лампы в соответствии с данными таблицы 2.

По второму варианту опыт ставится в чашках Петри, при этом верхняя и нижняя части чашки меняются местами. К чашке большего диаметра (т. е. к крышке, ставшей дном) прикрепляют изготовленные из пластилина подставку для листа высотой около 1 см, длиной 4-5 см и ванночку для получения углекислого газа (если в опыте будут получать газ), как показано на рисунке 19. Воду наливают в чашку до половины высоты, лист кладут на подставку так, чтобы в воде находилось только основание пластинки и черешок (рис. 19). Желательно чашку меньшего диаметра протереть изнутри ватой, смоченной смесью глицерина с водой (1:1), это предотвратит запотевание стекла, которое затрудняет рассматривание содержимого чашки. В собранной установке зазор между половинками чашки Петри заполнен водой - она как бы закупоривает установку, а испаряясь, и охлаждает ее.

Опытный лист помещают в закрытую чашку, контрольный - в приоткрытую чашку или в закрытую, в которой получают углекислый газ от реакции соды с соляной кислотой. Сода берется в избытке, 3%-ный раствор кислоты - 1-2 мл. Эту чашку закрывают, когда закончится реакция. Чашки ставятся под лампу на расстоянии, указанном в таблице 2.

Рис. 19. Постановка опыта 'Необходимость углекислого газа для фотосинтеза' в чашке Петри

Рис. 20. Постановка опытов по газообмену на листьях, не отделенных от растения

Опыт можно поставить на листьях, не отделенных от растения, при хорошем солнечном освещении или электрическом от лампы в 100 Вт (расстояние до листьев 18-20 см). Постановка опыта показана на рисунке 20. На каждом из двух растений фасоли 2-3-недельного возраста, выращенных в почве или на воде, удаляется один лист, а второй вместе со стеблем вводится в небольшую колбу, поддерживаемую проволокой или штативом. Колба с опытным листом герметически закупоривается пробкой с вырезом, все просветы замазываются пластилином. Колба с контрольным листом оставляется открытой или закрывается, но тогда в нее нужно выдохнуть (подуть) воздух. Почва в горшках обильно поливается.

При демонстрации опыта определяют крахмал в обоих листьях. Он образуется только в том листе, к которому был доступ углекислого газа. На основе опыта делают вывод: для образования крахмала в листьях на свету необходим углекислый газ.

Вопросы на осмысление методики опыта. С какой целью в один сосуд (банку, колбу) выдыхают воздух из легких? (Или: с какой целью один прибор - чашку Петри - оставляют неполностью закрытым?) (Чтобы обеспечить лист достаточным количеством углекислого газа.) Для чего в опыте применяют кислоту и соду (если применяют)? Чем отличаются условия у листьев в опытных и контрольных сосудах (приборах)? (Только доступностью углекислого газа к листу.) Почему крахмал не образовался в листе, помещенном в небольшой закрытый сосуд (чашку Петри) с обычным атмосферным воздухом? (Потому что в таком сосуде углекислого газа было очень мало - недостаточно для образования заметного количества крахмала в листе.)