光质的“角色扮演”

在生物课上，老师给我们演示了不同波长的光对菠菜小圆叶片浮起情况的实验，我知道了不同波长的光对光合强度有很大的影响。

那么，不同波长的光在种子萌发后幼苗生长时叶绿素的形成过程中究竟扮演了什么样的角色？在老师的帮助下，我进行了以下探究。

一、探究过程

1.查阅资料

通过查阅资料得知，叶绿素的合成离不开光的参与，与光质也有关系——蓝光下叶绿素合成含量最高，其次是白光和红光，黑暗和绿光的环境下最低。蓝光培养的植株一般具有阳生植物的特性，而红光培养的植株特性与阴生植物相似。

2.设计方案

（1）利用豆芽机，以绿豆种子作为探究对象，降低培植难度。

（2）种子萌发无需很大的光照强度，而发光二极管发出的光具有波长较准确、发热少等特点，故以发光二极管作为不同光质的光源。

（3）分6组进行探究：红光组、蓝光组、绿光组1（1个发光二极管作光源）、绿光组2（2个发光二极管作光源）、白光组、黑暗组。

（4）用分光光度计测量叶绿素的含量。

3.准备器材

10mm高亮、透明聚光圆头发光二极管，豆芽机，723分光光度计。

4.改装

（1）制作光源，如图1。

（2）制作分组培养筒。由直径75mm的排水管锯成，如图2。

（3）防自然光和串光的干扰。 用泡沫箱和豆芽机自带的遮光罩遮光，防止自然光干扰。为各组之间防串光采取两种措施，一是在培养室底部放一块黑色海绵吸光，二是将豆芽机的盛水盆底用漆喷黑，以吸收少量由海绵漏出来的光。成品如图3。

5.实验方法

（1）将当年收获的绿豆种子放入培养筒内，每组60粒。装好水、洒水头和光源，接上电源，打开电源开关，待洒水头正常工作后，盖好盖子，室内适当遮光。

（2）待芽长到10cm左右，将幼苗连同培养筒一起取出，分组测量各组幼苗中叶绿素的含量，测量时其他几组待测幼苗保持适当遮光。

①剪取幼苗顶端约1cm长度的部分，称取2 g放入研钵中，加少量石英砂及2 mL 至3mL浓度为95%的乙醇，研成匀浆，再加10mL浓度为95%的乙醇，研磨至组织变白。静置3min至5min。

②取滤纸一张，置于漏斗中，用浓度为95%的乙醇湿润，沿玻璃棒把提取液倒入漏斗中，再过滤到量筒中，用少量浓度为95%的乙醇冲洗研钵、研棒及残渣数次，最后连同残渣一起倒入漏斗中。

③用滴管吸取浓度为95%的乙醇，将滤纸上的叶绿素全部洗入量筒中，直至滤纸和残渣中无绿色为止。用浓度为95%的乙醇定容至25mL，摇匀后将滤液倒入棕色瓶中。

④把叶绿素提取液倒入比色杯中，以浓度为95%的乙醇为空白。在波长665nm、649nm下测定吸光度。将测得的数值填入表格中，每组测5次，算出平均值。

二、结果与分析

通过多次实验，每次实验各组测5次，结果如下表。

结合平时记录的测量值，得出以下结论。

1.绿豆幼苗生长过程中，红光对叶绿素形成的促进效果优于蓝光和绿光，纯单色光照对叶绿素形成的促进效果优于全光照。

2.绿光环境下，弱光有利于提高叶绿素a与叶绿素b的比值。

3.与光质对光合作用强度的影响相比，光质对绿豆种子萌发后幼苗生长过程中叶绿素形成的影响相对较小。

三、不足与改进

1.由于条件有限，只能根据卖家提供的数据来尽量保证各组的光强一样（绿光组1除外），没有实际测量。

2.测叶绿素的含量时，由于称量、研磨、过滤等过程时间较长，虽然采取了遮光措施，但第一次和最后一次测得的数据存在一定的误差。

3.在培养过程中，各组数目不同的发光二极管的光斑照射范围也存在一定的误差。（指导老师：匡昭泽）