實(shí)驗(yàn)改進(jìn)光合作用需要二氧化碳實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

1、探究光合作用是否需要二氧化碳實(shí)驗(yàn)改進(jìn)陸千惠（課程與教學(xué)論生物方向，2011110306）本實(shí)驗(yàn)選自浙教版科學(xué)·八年級(jí)下第2章第5節(jié)，是一個(gè)課堂演示實(shí)驗(yàn)。光合作用的學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生認(rèn)識(shí)生命活動(dòng)有著重要的意義。本實(shí)驗(yàn)基于學(xué)生的前科學(xué)知識(shí)即呼吸作用釋放二氧化碳、生態(tài)系統(tǒng)需要維持碳平衡，對(duì)光合作用是否需要二氧化碳進(jìn)行科學(xué)探究，可以幫助學(xué)生構(gòu)建光合作用的知識(shí)體系。本文將圍繞探究光合作用是否需要二氧化碳的主題進(jìn)行改進(jìn)，可供教師課堂實(shí)驗(yàn)演示，也可供學(xué)生操作完成。1問(wèn)題的提出1.1教材實(shí)驗(yàn)浙科版教材中關(guān)于該探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)如下圖1。教材中給出了實(shí)驗(yàn)裝置但并未對(duì)實(shí)驗(yàn)方法步驟進(jìn)行介紹。其設(shè)計(jì)思路是選取正常生長(zhǎng)植

2、株，將整株植株放在黑暗處23天，這樣植株進(jìn)行充分的呼吸作用，消耗完葉片中的淀粉等有機(jī)物。選取大小、長(zhǎng)勢(shì)相近的葉片，用透明塑料袋包裹，塑料袋中分別裝有蒸餾水和澄清石灰水。將植株搬至陽(yáng)光下，讓其進(jìn)行光合作用。澄清石灰水吸收A袋中的二氧化碳，其中的葉子不能進(jìn)行光合作用。這樣就與B袋（其中葉片能進(jìn)行光合作用）形成了對(duì)照，可進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的光合作用后將葉片取下，用碘液進(jìn)行淀粉檢驗(yàn)。圖1.浙教版科學(xué)·八年級(jí)下關(guān)于光合作用是否需要二氧化碳的探究實(shí)驗(yàn)1.2實(shí)驗(yàn)分析此實(shí)驗(yàn)如此設(shè)計(jì)，費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)，操作也比較繁瑣。用塑料袋裝液體掛在葉片上，很有可能會(huì)壓壞枝條，對(duì)植株的柔韌性也有要求。本實(shí)驗(yàn)中自變

3、量是二氧化碳，因變量是葉片中的淀粉含量，無(wú)關(guān)變量是時(shí)間、葉片形態(tài)、長(zhǎng)勢(shì)等等。植物在陽(yáng)光下不僅僅進(jìn)行光合作用也會(huì)進(jìn)行呼吸作用，A袋中的石灰水量少的話很難進(jìn)行完全吸收，因此不易對(duì)變量進(jìn)行控制。最后實(shí)驗(yàn)是通過(guò)碘液檢測(cè)是否使葉片變藍(lán)來(lái)反映葉片是否進(jìn)行了光合作用，進(jìn)而體現(xiàn)光合作用是否需要二氧化碳的參與。如前面說(shuō)的，一方面變量不易控制，很難確定A袋中的石灰水是否已經(jīng)把二氧化碳吸收完全；另一方面碘液遇淀粉變藍(lán)在此很難下明確的操作性定義。因此本探究需要進(jìn)行改進(jìn)。2實(shí)驗(yàn)改進(jìn)2.1改進(jìn)原理焦性沒(méi)食子酸水溶液在堿性環(huán)境下遇氧氣會(huì)發(fā)生變色，先變成黃棕色，幾分鐘后逐漸轉(zhuǎn)綠，幾小時(shí)后又轉(zhuǎn)變成黃棕色至深褐色。NaHCO3溶

4、液不穩(wěn)定，容易分解產(chǎn)生二氧化碳。煮沸的蒸餾水pH近7.0，其中溶解的氣體量極少。2.2實(shí)驗(yàn)改進(jìn)用金魚(yú)藻枝條代替植株葉片，用焦性沒(méi)食子酸在堿性環(huán)境中遇氧氣變色來(lái)檢測(cè)是否進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣的方法較教材中的檢測(cè)方法更為直觀和簡(jiǎn)便。3實(shí)驗(yàn)說(shuō)明3.1實(shí)驗(yàn)材料500mL平底燒瓶?jī)芍?，煤油，大小相似、生長(zhǎng)狀況相同的金魚(yú)藻枝條10株，鑷子，1%的NaOH溶液，NaHCO3溶液，焦性沒(méi)食子酸，蒸餾水，膠頭滴管，量筒，酒精燈，三角架，石棉網(wǎng)，火柴，燒杯。3.2實(shí)驗(yàn)步驟向兩只500mL的平底燒瓶中各加入300mL煮沸的蒸餾水，液面上覆蓋一層煤油以隔絕空氣。兩個(gè)平底燒瓶分別標(biāo)記為A、B。透過(guò)油膜向其中分別加入大小相似、生長(zhǎng)狀況相同的金魚(yú)藻枝條5株。透過(guò)油膜向A中加入50mL NaHCO3溶液。將A、B放在陽(yáng)光下照射1h。將蒸餾水煮沸后冷卻配制焦性沒(méi)食子酸溶液。向2只燒瓶中分別先加入1ml1%的NaOH溶液，再加入1ml新配制焦性沒(méi)食子酸溶液，加煮沸后冷卻的蒸餾水至500ml，立即觀察溶液顏色的變化。3.3變量分析自變量：CO2（由NaHCO3溶液釋放）因變量：加入堿溶液和焦性沒(méi)食子酸后的溶液顏色。無(wú)關(guān)變量：光照，金魚(yú)藻枝條量，金魚(yú)藻長(zhǎng)勢(shì)，水量等。3.4實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果分析A組溶液久置后呈現(xiàn)深褐色，說(shuō)明其利用NaHCO3溶液釋放的CO2進(jìn)行了光合作用。4改進(jìn)后的優(yōu)