對蒸騰作用的初步探究

摘 要 組織學生設計簡單易行的實驗研究了幾種內外因素對蒸騰作用速率的影響情況，結果表明：不同植物的蒸騰速率不同；葉面積(葉數)越大蒸騰速率越大；在一定范圍內蒸騰速率隨溫度升高而增大：光照條件下比黑暗條件下蒸騰速率大。

關鍵詞 探究活動 蒸騰作用 影響因素

1．探究目的

體驗科學探究的一般方法；

通過探究，獲得更多知識，進一步理解與蒸騰作用有關的因素；

培養團結協作的團隊精神。

2．提出問題

蒸騰速率與哪些因素有關?

教科書上提到根部吸收的水分95％～99％通過蒸騰作用散失。學生想了解哪些因素能夠影響蒸騰速率，于是提出下列假設。

3．實驗假設

不同植物的蒸騰速率不同；葉面積越大，蒸騰速率越大；溫度越高，蒸騰速率越大；光照條件下比黑暗條件下蒸騰速率大。

4．設計買驗

4.1實驗準備

用酒精噴燈彎制成“——”形的玻璃管4根，在一端套上1條約6cm的橡膠管。

在3只燒杯中加入30mL清水。

準備3副鐵架臺。

校園內剪取幾種植物枝條若干，放在清水中備用。

4.2實驗實施

4.2.1 不同植物的蒸騰速率

在大水槽中把3根玻璃管灌滿水。在水中用刀片將雪松、枇杷和桂花枝條基部削平整，快速將枝條移到水槽，在水中把橡膠管套在枝條基部。擠壓橡膠管，使玻璃管內產生一個氣泡，并使其上升至長管部分。組裝裝置，并調節高度使長管保持水平。在每條玻璃管上貼一張白紙作記錄用。記下氣泡原初位置，再每隔10min記錄氣泡位置，共記錄了9次。

4.2.2葉面積對蒸騰速率的影響

在水中剪去樟樹枝條基部老葉、殘葉和頂部的嫩葉，保留大小盡可能一致的葉片并計張數，用刀片將枝條基部削平整，并快速將其移到水槽。在水槽中把玻璃管灌滿水。在水下把枝條基部套入橡膠管，擠壓橡膠管，使玻璃管內產生一個氣泡，并使其上升至長管部分。組裝裝置，調整高度，使長管保持水平。在玻璃管上貼一張白紙，記下氣泡原初位置，再每隔10 min記錄一次氣泡位置，共記錄了4次。每次剪去50張葉，同樣記錄4次。最后把所有的葉去掉，記錄4次。每項記錄求平均值。

4.2.3溫度對蒸騰速率的影響

根據上述操作把裝置組裝，也用樟樹枝條做實驗。利用辦公室空調調節溫度。在每溫度條件下都每隔10min記錄一次氣泡位置，做4次記錄，求平均值。

4.2.4光照對蒸騰速率的影響

重復上述操作，將裝置組裝，還用樟樹枝條做實驗。在晚上做實驗，開4盞日光燈時用同樣的方法記錄4次，求平均值；關燈后同樣記錄4次，求平均值。

5．實驗結果

5.1不同植物的蒸騰速率

本實驗測定了3種植物的蒸騰速率。

5.2葉面積對蒸騰速率的影響

用同樣的裝置和實驗材料，每次實驗前對樟樹枝條進行修剪，共做5次實驗。測得不同葉片張數的枝條平均蒸騰速率。

5.3溫度對蒸騰速率的影響

利用空調調節溫度，共做3次實驗。

5.4光照對蒸騰速率的影響

在光照條件和黑暗條件所得數據分別是3.02 mm·min和2.14 mm·min。

6．結論

不同植物的蒸騰速率不同；

葉面積越大蒸騰速率越大；

在一定范圍內蒸騰速率隨溫度升高而增大；

光照條件下比黑暗條件下蒸騰速率大。

7．分析討論

由于種種條件所限，我們只是探究了可能對蒸騰作用有影響的因素中的幾個。我們做本實驗的基本原理是吸收的水分95％－99％通過蒸騰作用散失，以玻璃管中氣泡移動速率作為指標來粗略衡量植物的蒸騰速率。當然在實驗過程中很要緊的是做實驗的時候條件盡可能一致，嚴格按照對照實驗的要求操作，比如做不同植物的蒸騰速率，三者同時進行，葉面積盡可能一致。

可以看出桂花的蒸騰速率最小。根據我們觀察，桂花的葉屬于革質，且光亮有蠟質，故蒸騰速率比較小；雪松是針形葉，很難估計其面積，因此誤差較大，這可能是雪松的實驗值比其他的高的主要原因。從表1可以看出葉面積越大蒸騰速率越大，因為葉面積越大氣孔也越多。

從表2看出溫度從17℃升高到27℃，蒸騰速率從2.27 mill·min上升到4.27 mm·min。一般，葉溫比氣溫高2－10℃，溫度升高，氣孔內外的蒸汽壓都變大，但氣孔內的蒸汽壓的增加快于空氣蒸汽壓的增加，氣孔內外的蒸汽壓差變大，有利于水分逸出。

從光照對蒸騰速率影響的實驗結果看出光照下的蒸騰速率要比黑暗下的大。保衛細胞的葉綠體在光照下進行光合作用，消耗二氧化碳，使細胞內pH值-升高，淀粉磷酸化酶便水解淀粉為葡萄糖－1－磷酸，細胞液濃度增大，水分進入保衛細胞，氣孔張開，從而增強蒸騰作用，而黑暗中則正好相反。