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解读蒸腾计式数据并认识其局限

气泡距离的表格很容易当成数字来读,但题目还想知道你能在多大程度上相信它们。

本页内容
  1. 如何读这组数据?
  2. 例题详解
  3. 有哪些局限?
  4. 要留意的错误
  5. 自我检测
  6. 下一步

蒸腾计(potometer)测量的是:枝条吸水时,气泡沿细管移动了多远。你用距离除以时间得到速率,比较各个条件,然后说明这个装置无法显示什么。这个课题常配上表格、图表或带标注的装置图出现。

它运用了环境条件与蒸腾作用中的概念,属于植物运输单元。

如何读这组数据?

蒸腾计的设置是:枝条吸水会把气泡沿细管拉动。枝条吸水越快,气泡移动越快。每次都按这四步走。

  1. 找出改变了什么、保持不变什么。 被改变的因素是自变量。相同的枝条、时间和温度是受控的。
  2. 用重复的读数计算平均值。
  3. 计算速率:平均距离除以时间。
  4. 比较各个速率,并用蒸腾作用解释差异。

例题详解

下面的数据是为教学而虚构的。一根枝条装在蒸腾计上,毛细管(capillary)直径为 1.0 mm。每种条件下记录 5 分钟内气泡的移动距离,各做三次。

条件第 1 次 (mm)第 2 次 (mm)第 3 次 (mm)
无风242625
开风扇586260

第一步,平均值: 无风是 (24 + 26 + 25) ÷ 3 = 75 ÷ 3 = 25 mm。开风扇是 (58 + 62 + 60) ÷ 3 = 180 ÷ 3 = 60 mm。

第二步,速率: 无风是 25 ÷ 5 = 每分钟 5 mm。开风扇是 60 ÷ 5 = 每分钟 12 mm。

第三步,比较: 风扇下的速率是无风时的 12 ÷ 5 = 2.4 倍。

第四步,解释: 流动的空气把水蒸气从叶旁带走,梯度更陡,所以枝条蒸腾更快,吸水也就更快。

第五步,风扇条件下的体积: 半径是 0.5 mm,所以面积是 π × 0.5² = 0.785 mm²(3 位有效数字)。5 分钟内的体积是 0.785 × 60 = 47.1 mm³(3 位有效数字),体积速率是 47.1 ÷ 5 = 每分钟 9.42 mm³。

检查: 9.42 ÷ 0.785 = 每分钟 12 mm,与第二步吻合。

有哪些局限?

蒸腾计测的是吸水量,而吸水量只是蒸腾量的估计。请理解每一点的原因,不要死背。

  • 一部分水用于光合作用,一部分留在细胞内保持挺立,所以吸水量比失去的水略多。
  • 枝条是被切下来的,它的木质部可能受损或堵塞,而且没有根。
  • 接口漏水或进入空气,可能让气泡移动或停止不动。
  • 实验期间温度或光照等条件可能变动。
  • 一根枝条只是一个样本,另一根枝条的表现可能不同。

要留意的错误

常见的失误是写“蒸腾计测量蒸腾作用”。

错误答案: 气泡移动了 60 mm,所以枝条蒸腾了 60 mm 的水。

气泡显示的是吸水量而不是失水量,而且距离不是体积。

改正的方法是写成“吸水量,用作蒸腾量的估计”;如果题目要求,就用细管的横截面积把距离换算成体积。

自我检测

先自己做,再打开答案。

1. 三次 2 分钟的实验中,气泡分别移动了 18 mm、21 mm 和 21 mm。求平均距离和平均速度。

查看答案

平均距离 = (18 + 21 + 21) ÷ 3 = 60 ÷ 3 = 20 mm。速度 = 20 ÷ 2 = 每分钟 10 mm。

2. 给出两个方法,使“无风”与“风扇”的比较更公平。

查看答案

使用同一根枝条,或叶面积相近的枝条,并使两种条件下的温度和光照相同。计时前先让枝条稳定,并使用相同的时间长度。

3. 一位学生说气泡移动得更多,证明植物失去了更多的水。请给出一个理由说明这个结论需要谨慎。

查看答案

气泡显示的是吸水量,而这些水有一部分用于光合作用或留在细胞内。吸水量只是估计,不是蒸腾失水的精确测量。

下一步

测完蒸腾作用,下一步要弄清水和糖各走哪种组织,请看区分木质部与韧皮部的运输。混合题在植物运输练习题组里,而错题记录与重测清单是记录计算失误的好地方。

数据题里,写局限和改进的句子最难拿分。生物线上一对一补习老师会用新数据陪你练习,直到你能用自己的话写出来。

常见问题

蒸腾计究竟测量什么?

它测量被切下的枝条吸收的水量,以气泡在细管中于一定时间内移动的距离表示。吸水量被用来估计蒸腾量,但两者不完全相同,因为植物会用掉或储存一部分水。

为什么要重复读数?

重复读数可以显示结果是否稳定,也能让你计算平均值。单次读数可能受计时失误或气泡卡住的影响。如果某个数值和其他数值相差很大,你就能发现并追查原因。

求体积一定要用到细管的半径吗?

只有当题目要求水的体积时才需要。体积等于细管的横截面积乘以气泡移动的距离。如果题目只问气泡的速度,用距离除以时间就够了。

更新于:

下一步

如果你会算速率,却在题目问局限或改进时卡住,一对一的老师可以用新数据陪你练习这些评价句子。

一小时付费试听课,按所安排老师确认的收费,RM80 起。

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