理由

光合作用用方程6H表示₂o + 6co.₂→C._6.H_12.O._6.+ 6o₂它是地球上最重要的化学反应之一，因为它产生o₂分子 - 对许多生物存活的气体至关重要（Vidyasagar，2018）该过程在光合作用的光依赖性相位期间发生，并且由泡沫的产生表示，可用于分析光合作用率（Benckiser，2016）．

光强度是指产生的光的强度或量，并且是光源发出的波长加权功率的量度（最大产量，2016）。光合作用率是光强度的函数。

水生植物elodea，也被称为anacharis，为小型水生动物提供了栖息地，并经常被鱼类用来保护最近孵化的鱼(水生生物学家，2007)。Elodea在世界各地都很常见，特别是大洋洲，并有一个快速的增长率(Asta, n.d.)。它也是一个优秀的氧气生产者。

Elodea中的光合速率取决于光的强度。随着越来越多的水污染水平，达到水生植物，如ELODEA，因此导致较小的光强度水下（Denchak，2018）。

光是光合作用的一个重要因素，“光照强度的降低如何影响伊罗底亚的光合速率”是当前需要考虑的一个重要生态问题。

研究问题

在2分钟的固定周期内，减弱的光照强度如何影响莲花植物的光合速率?

原实验

用于研究上述问题的研究方法改编起：

BBC BitEsize-调查光合作用率，https://www.bbc.com/biteize/guides/zpwmxnb/revision/4

最初的实验是用一盏灯照射在一个大烧杯上，烧杯里装满了自来水，水里放着一株叶藻。实验开始时，将光放置在距烧杯10cm的地方，并将距离增加10cm至50cm，以降低elodea植物的光强。

对方法的修改

为确保收集到足够的相关数据，对原实验进行了修改，增加了试验的次数，原实验只有一次试验。通过修改原始方法，收集的数据的可靠性得到了提高。为了减小误差，提高可靠性，所有其他变量按照原实验进行控制。

精制：

将对每个样本进行三次试验，以确保有足够的数据进行统计分析。

每elodea植物的叶子将限制为10，以确保数据的公平性。

使用烧瓶和试管（附录1）在水顶部产生真空，以确保在试管上直接移动的气泡增加了数据的准确性和置信度。

所有Elodea样品都从鱼缸中随机选择以减少样品偏压。

安全和道德考虑

表A - 潜在风险及其解决方案

风险	解决方案
使用脆弱的玻璃器皿	将所有玻璃器皿远离壁架和破损立即清理干净
使用水和电器	在处理电器前擦拭手
对叶蝉属植物过敏的风险	处理elodea时使用手套

处理数据

使用下列统计方法对所获得的数据进行分析，以便对数据的数据作出适当的解释:

选择平均值作为中央趋势最适当的衡量标准。

标准偏差计算为中央趋势的量度，并用于计算标准误差。

选择标准错误作为不确定性的衡量标准。

选择置信区间作为效度测量。

表B - 10cm系统的统计计算

表C - 加工数据表，用于光合作用率的效果光强度。

试用号码	计算（下面代表距光源的距离）
	10厘米	20厘米	30厘米	40厘米	50厘米
试验1（没有。生产的气泡）	18.	15.	10.	6.	3.
试验2(没有。生产的泡沫)	19.	13.	10.	7.	2
试验3（没有产生气泡）	18.	14.	9.	5.	2
样本大小	3.	3.	3.	3.	3.
产生的平均气泡数量	18.	14.	10.	6.	2
标准偏差	0.68	1	0.68	1	0.68
标准错误（SE）	0.33	0.68	0.33	0.68	0.33
置信区间	1．4	2．5	1．4	2．5	1．4

解释：数据表明，分别在10cm至50cm至50cm的28±0.33,14±0.68,10±0.33,6±0.68和2±0.33之间产生的平均气泡数。标准误差已被用作与这些平均相关的不确定性的量度（±SE）。低标准误差表明收集的结果靠近人口均值，并表示平均值的可靠性。

得到的标准差值(分别为0.68,1,0.68,1和0.68)接近于零，说明数据接近数据集的预期均值(John, 2009)。低标准误差和标准偏差的数据可能意味着更高的精度在数据收集，因此样本代表接受的值(McHugh, n.d.)。

分析- - 从10cm，30cm和50cm系统的数据获得0.68的标准偏差显示数据围绕暗示数据仔细群集，表明数据更接近真实均值。对于20cm和40cm系统的标准偏差表明，数据更远离相对于10cm，30cm和50cm系统的平均值。这可能归因于实验误差以及样品中的自然变化，例如叶子的尺寸（John，2009）。

解释- 产生VS距离的平均气泡的图表（图A）演示了具有非常强烈的负相关的线性图案，如r²价值为0.9981。图A还示出了从10cm至50cm，产生的平均气泡数量（y变量）似乎在4点的精确下降时降低。随着光强度随距离而减小，这些观察结果表明，降低光强度对光强度降低产生的气泡数量。根据Reckitt Benckiser（2016），由于光强度降低光合作用率也以几乎线性的模式降低。由于光合速率由产生的气泡的数量表示，所收集的数据适合该文献。

分析-如图A所示，误差条较少，它们根本不重叠。这表明收集的结果在统计上存在统计学意义，并且不像彼此一样落入相同的范围，表明自实验开始以来的光合作用率存在负面影响。根据图A，相对于10cm，30cm和50cm的系统（0.33）的20cm和50cm系统的误差杆略大（0.68），其可以提示绘制数据的可变性可能更精确，然后是另一个测量。

分析- 数据表示95％的置信度，样品装置落在其中

范围为18±1.4,14±2.5,10±1.4,6±2.5,2±1.4，分别为10厘米至50厘米。虽然非常接近，但误差条（置信区间）直到30cm才会重叠。然而，由于30cm中的重叠，40cm和50cm误差条不广泛，因此表示所有手段之间存在统计差异。

评估

证据的局限性

标准误差，误差条和置信区间是从分析证据观察到的不确定性和限制的例子。这可以通过实验过程中缺乏可靠性和有效性以及统计采样误差来解释。

标准误差(表C)表明数据的样本均值可能离真实总体均值有多远。总体内的自然变异和样本量造成了这个错误。此外,泡沫计数误差(并不是所有泡沫每个样本都算作一些被困在叶子和泡沫太小被肉眼观察到的),和由此产生的错误与泡沫产生的平均数量和统计参数基于这个数据增加了标准误差。

这一点，再加上高标准差(表C)表明，并非所有变量都得到了完全控制，这表明测量设备的精度较低，或样本中的随机生物变异较大。

该实验的小样本大小是确定置信区间长度的主要因素（图2）。因此，证据是有限的，其能够用于将实验结果推断对Elodea人口的结果。

错误来源

最合适的收集数据的设备未使用，这可能有助于数据不准确的数据。用来测量烧杯和灯之间的距离的标尺是不精确的（±0.5mm）。

人类和视差错误有助于实验中的不精确。当在纸上标记并在从上方评估距离时（附录1）的距离而且仅计算肉眼可见的气泡可能影响实验的准确性和精度的距离时，距离在一定程度上近似。

ELODEA样品未遗传筛选。因此，样品内可能存在随机生物学变异。这可以解释数据中的一些剩余不精确。

二氧化碳减少，温度变化和时间Elodea植物需要改变光的强度可能会影响光合作用率。

实验是在一个标准的教室中进行，其中门窗和窗户，而学生经常走过实验。这些可能会影响实验的光强度。

影响效度

CO的金额₂在水中没有预先确定。通过光合作用，继续供应二氧化碳的供应迅速使用。因此，气泡的数量减少可能是其中的函数。

限制叶至10不直接确定可能影响光合速率的ELODEA细胞的数量。

建议改进和扩展

建议改进

减少实验过程中的随机误差将提高其可靠性。在这个实验中，数据的可靠性可以通过增加一次以上的试验数量来减少由于“回归均值”造成的标准误差(Schnell, 2006)。

为了维持二氧化碳的供应，可以向水中添加碳酸氢钠等化合物(Benckiser, 2016)。

用配备精确的数字LED数字显示器的标尺测量距离，以提高精度。

应使用不同强度的光源，因为这将减少随机误差。此外，通过使用血细胞计数器可以直接量化ELODEA细胞数量来改善数据的准确性。（Fuentes，N.D.）

在暗室中进行实验，最小地接触外部因素，如门门窗，以确保唯一的光源是灯。

建议的扩展

通过使用不同的光强度来重定向实验，并确定最大光合速率的最佳光强度。

通过研究各种各样的ELODEA或不同植物的光强度的影响来延长实验。

结论

总之，证据表明，在固定生长期2分钟内降低光强度降低了光合作用速率。因此，更多的污染水平意味着水生植物（例如Elodea）不能影响水下氧气水平的光合作用。然而，在实验过程中注意到了诸如小样本尺寸的实验过程的局限性，并且需要进一步的统计分析来支持这一结论。

参考书目

水生生物学家。（2007,09 24）。Elodea（加拿大水杂草）．从水生生物学家中取出：https://www.aquaticbiologists.com/elodea-canadian-water-weed/

Asta，J.（N.D.）。Elodea的生长率．从ehow中检索：https://www.ehow.com/info_10061234_rate-growth-elodea.html

BBC一口体积。（N.D.）。光合作用。从BBC BiteSize检索：https://www.bbc.com/bitsize/guides/zpwmxnb/revision/4

Benckiser，R。（2016）。光合作用率：限制因素。光合速率：限制因素，2。

Denchak，M。（2018,05 14）。水污染：你需要知道的一切。检索自自然资源保护委员会:https://www.nrdc.org/stories/water-pollution-everything-you-need-know

Fuentes，M.（N.D.）。电池计数设备必需品．从hemocytometer.org检索：https://www.hemocytometer.org/starter-kit/

John，T. S.（导演）。（2009）。解释标准差[电影]。

流明。（N.D.）。描述可变性．从Lumen取回:https://courses.lumenlearning.com/boundless-statistics/chapter/describing-variability/

最高产量。(2016年,04 15)。光强度．从最大收益率检索：https://www.maximumyield.com/definition/2036/light-

MCHUGH，M. L.（N.D.）。标准错误：意义和解释．检索自生物化学医学:https://www.biochemia-medica.com/en/journal/18/1/10.11613/BM.2008.002

Schnell，A.（2006年4月23日）。什么是对均衡的？从分析因素检索：https://www.theanalysicefactor.com/what-is-regression-to-the--mean/

Vidyasagar，A。（2018年10月15日）。什么是光合作用？从直播科学中检索：https://www.livescience.com/51720-phissynthess.html