光質的“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度有很大的影響。

那么，不同波長的光在種子萌發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，與光質也有關系——藍光下葉綠素合成含量最高，其次是白光和紅光，黑暗和綠光的環境下最低。藍光培養的植株一般具有陽生植物的特性，而紅光培養的植株特性與陰生植物相似。

2.設計方案

（1）利用豆芽機，以綠豆種子作為探究對象，降低培植難度。

（2）種子萌發無需很大的光照強度，而發光二極管發出的光具有波長較準確、發熱少等特點，故以發光二極管作為不同光質的光源。

（3）分6組進行探究：紅光組、藍光組、綠光組1（1個發光二極管作光源）、綠光組2（2個發光二極管作光源）、白光組、黑暗組。

（4）用分光光度計測量葉綠素的含量。

3.準備器材

10mm高亮、透明聚光圓頭發光二極管，豆芽機，723分光光度計。

4.改裝

（1）制作光源，如圖1。

（2）制作分組培養筒。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，一是在培養室底部放一塊黑色海綿吸光，二是將豆芽機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）將當年收獲的綠豆種子放入培養筒內，每組60粒。裝好水、灑水頭和光源，接上電源，打開電源開關，待灑水頭正常工作后，蓋好蓋子，室內適當遮光。

（2）待芽長到10cm左右，將幼苗連同培養筒一起取出，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。將測得的數值填入表格中，每組測5次，算出平均值。

二、結果與分析

通過多次實驗，每次實驗各組測5次，結果如下表。

結合平時記錄的測量值，得出以下結論。

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

2.綠光環境下，弱光有利于提高葉綠素a與葉綠素b的比值。

3.與光質對光合作用強度的影響相比，光質對綠豆種子萌發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

1.由于條件有限，只能根據賣家提供的數據來盡量保證各組的光強一樣（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據存在一定的誤差。

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