2015年6月16日 星期二

中四實驗10.X:利用氣泡蒸騰探究葉面和葉底的蒸騰速率的差異

實驗10.利用氣泡蒸騰探究葉面和葉底的蒸騰速率的差異 (P. 7)

目標(2) 利用氣泡蒸騰計量度帶葉枝條的蒸騰速率 (1),比較葉面和葉底蒸騰速率的差異 (1),從而推論葉面和葉底的氣孔密度的差異 (2)

生物原理及實驗設計:(4)
植物的水分主要透過葉片上的 氣孔(1) 蒸發而離開植物,這個過程稱為 蒸騰(1) 作用。
這個作用可引致一個拉力,把根的水分和礦物質沿木質導管向上牽引到葉片,這是植物從土壤吸收水分的主要機制。
要研究植物的蒸騰速率,可把帶葉枝條插在氣泡蒸騰計,由於水分不斷被蒸發及吸收,蒸騰計內的氣泡會不斷向植物的方向移動。在不同時間量度其移動的距離可計算出帶葉枝條的蒸騰速率。
陸生植物葉的上表皮和下表皮上的氣孔分佈並不相同,透過比較葉面和葉底的蒸騰速率,可間接推論兩者氣孔密度的差異。要找出葉片其中一面的蒸騰速率,可以利凡士林塗抹在葉的另一面,因為凡士林是不透氣的,可以阻止蒸騰透過氣孔的進行。
要使本研究結果合法有效,實驗需假設 枝條蒸騰速率與其吸收速率相若(2)

儀器及材料
每組 (4-5)
氣泡蒸騰計                                                     1                        帶枝葉植物                                                     2
燒杯 (100 cm3)                                              1                        凡士林                                                              適量
解剖刀                                                              1                       

步驟(參考P.7) (4)
1.      在水中,從植物切下一株帶葉枝條,然後緊緊地插入氣泡蒸騰計。切取帶葉枝條和把
枝條插入氣泡蒸騰計時,須在水中進行,避免         避免氣泡進入植物的木質導管 (1),阻塞水份的運送,妨礙水份吸收 (1)(2)

2.      如下圖所示裝置實驗儀器。關上儲水器的水掣。用凡士林密封所有連接部分,以確保儀器不會漏水。

3.      把毛細管的末端提離水面 30 秒,然後放回原處,這可以把 氣泡(1) 引入毛細管內,以便觀察枝氣吸水量的變化。
4.      待氣泡移動至毛細管的水平部分和劃有刻度的位置。
5.      靜置10分鐘,容許枝條適應新的環境,以穩定的速率進行蒸騰作用。
6.      記錄在一定時內(10(1) 分鐘),氣泡移動的距離。
7.      如時間容許:扭開儲水器的水掣,讓水流把氣泡推回毛細管的右方。重複步驟以再錄取兩個讀數。

結果(6)
列表顯示葉面塗上凡士林的枝條隨時間的吸水量變化

葉底塗上凡士林的枝條
葉面塗上凡士林的枝條

塗抹前
塗抹後
塗抹前
塗抹後
氣泡開始時的距離 (cm)
3.6
1
0.2
0.1
氣泡最後的距離 (cm)
8.4
4
2.8
2.0
氣泡移動的距離 (cm)
4.8
3
2.6
1.9
氣泡移動的時間 (min)
10
10
10
10
氣泡移動速率 (cm / min)
0.48
0.3
0.26
0.19
塗上凡士林後氣泡移動速率變化百分比 (%)

-66%

-26.9%

結果詮釋和討論:(7)
1        根據實驗結果,推論葉面和葉底在氣孔密度上的差異。                                          (3)
從結果所示,葉底途上凡士林的氣泡移動速率的減少大大高於葉面途上凡士林 (1)
顯示葉底被封後蒸騰速率的影響較葉面被封的為高 (1)
由於蒸騰主要發生在氣孔,結果可推斷出葉底比葉面有較高密度的氣孔 (1)

2        描述並解釋氣泡在毛細管的移動。                                                                              (2)
蒸騰進行時,所產生的蒸騰拉力把水吸入枝條 (1)植物從毛細管吸入水,因此氣泡會沿毛細管向帶葉枝條移動 (1)

3        氣泡移動速率能否直接顯示蒸騰速率?如果不能,氣泡移動速率所代表的是甚麼?(2)
不能 (1)。氣泡移動速率其實是代表吸水速率 (1)


特別措施、實驗誤差和改善:(2)
4        這個實驗有甚麼限制,或實驗中有甚麼可能導致誤差的地方?                              (1)
氣泡與毛細管壁之間的摩擦力可能會影響氣泡的移動。(或其他合理的答案) (1)

5        試建議可如何改良實驗,以改善題(4)所提出的限制或導致誤差的地方              (1)
減少所引入的氣泡體積以降低其移動時的摩擦力 (1)


結論:(2)                                                                                                                         

葉底對蒸騰速率的影響較高 (1),因此可能比葉面有較高密度的氣孔 (1)

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