《植物的光合作用需要二氧化碳》創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)雙牌一中理化生教研組何正帆植物的光合作用需要二氧化碳光合作用（Photosynthesis）是植物通過(guò)葉綠體。在可見(jiàn)光的照射下，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，并釋放出氧氣的生化過(guò)程。光合作用是一系列復(fù)雜的代謝反應(yīng)的總和，是生物界賴(lài)以生存的基礎(chǔ)，也是地球碳氧循環(huán)的重要媒介。二氧化碳+水葉綠體有機(jī)物+氧氣

光一、本實(shí)驗(yàn)在教材中的出處：蘇教版七年級(jí)生物上冊(cè)中的第六章第三節(jié)（植物光合作用的實(shí)質(zhì)）。二、本實(shí)驗(yàn)在教材中的地位與作用：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)生的前面的知識(shí)即“植物光合作用的發(fā)現(xiàn)”、“植物光合作用的場(chǎng)所”，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。本實(shí)驗(yàn)將圍繞探究光合作用是否需要二氧化碳的主題對(duì)教材原有進(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。原實(shí)驗(yàn)的不足

1.1教材實(shí)驗(yàn)

蘇教版教材中關(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)植株，將整株植株放在黑暗處2~3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)。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)。三、實(shí)驗(yàn)儀器及用品大燒杯2個(gè)、金魚(yú)藻、石蕊溶液、石灰石、稀鹽酸、試管、帶導(dǎo)管的雙孔橡皮塞、鐵架臺(tái)、長(zhǎng)頸漏斗、涼開(kāi)水燒杯金魚(yú)藻創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)石灰石長(zhǎng)頸漏斗石蕊溶液鐵架臺(tái)稀鹽酸試管涼開(kāi)水帶導(dǎo)管的雙孔橡皮塞四、實(shí)驗(yàn)原理及裝置改進(jìn)原理：二氧化碳能使紫色的石蕊溶液變紅色，本實(shí)驗(yàn)中將通過(guò)原本已經(jīng)變紅的石蕊溶液恢復(fù)為原來(lái)的紫顏色的現(xiàn)象說(shuō)明裝置中的二氧化碳已經(jīng)被消耗，進(jìn)而說(shuō)明植物的光合作用需要二氧化碳。而且將教材中用金魚(yú)藻枝條代替植株葉片，清水改為涼開(kāi)水（涼開(kāi)水里面沒(méi)有空氣），涼開(kāi)水能更好的控制變量，石蕊顏色的變化能更明顯的、直觀和簡(jiǎn)便的證明光合作用的原料是二氧化碳。通入二氧化碳的石蕊溶液石蕊溶液實(shí)驗(yàn)裝置圖及說(shuō)明將A、B裝置放在同樣的陽(yáng)光下，觀察溶液顏色的變化向B燒杯內(nèi)通入適量的二氧化碳，直到石蕊溶液變成紅色為止鹽酸+石灰石（碳酸鈣）氯化鈣+二氧化碳+水五、實(shí)驗(yàn)操作1.取一些金魚(yú)藻，放在盛有等量涼開(kāi)水（涼開(kāi)水里面沒(méi)有空氣）的A、B大燒杯里。2.在兩個(gè)燒杯中分別裝入等量的石蕊溶液，兩個(gè)燒杯內(nèi)溶液為紫色試管內(nèi)放入石灰石，從長(zhǎng)頸漏斗通入鹽酸，將制得的二氧化碳由導(dǎo)管通入B燒杯，直至B內(nèi)的溶液變?yōu)榧t色。停止通氣。3．將兩個(gè)裝置放在同樣的光照下，觀察溶液顏色的變化。4.一段時(shí)間后，A燒杯顏色沒(méi)有變化；B燒杯溶液由紅色變回紫色，說(shuō)明水中的二氧化碳被植物的光合作用消耗了，從而證明了二氧化碳是光合作用的原料。六、自我評(píng)價(jià)我是看了初三化學(xué)教材以后，有了這個(gè)想法，使用石蕊溶液能夠使本實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象更明顯，而且將教材中清水改為涼開(kāi)水（涼開(kāi)水里面沒(méi)有空氣），涼開(kāi)水能更好的控制變量，石蕊顏色的變化能更明顯的證明光合作用的原料是二氧化碳。兩個(gè)裝置中都沒(méi)有二氧化碳，嚴(yán)格的控制了變量。且所用材料實(shí)驗(yàn)室中都有，易獲得。將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，其樂(lè)無(wú)窮。改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)