实验改进光合作用需要二氧化碳实验改进.doc

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探究光合作用是否需要二氧化碳实验改进

陆千惠

（课程与教学论生物方向，2011110306）

本实验选自浙教版《科学·八年级下》第2章第5节，是一个课堂演示实验。

光合作用的学习对学生认识生命活动有着重要的意义。

本实验基于学生的前科学知识即呼吸作用释放二氧化碳、生态系统需要维持碳平衡，对光合作用是否需要二氧化碳进行科学探究，可以帮助学生构建光合作用的知识体系。

本文将围绕探究光合作用是否需要二氧化碳的主题进行改进，可供教师课堂实验演示，也可供学生操作完成。

1问题的提出

1.1教材实验

浙科版教材中关于该探究实验的设计如下图1。

教材中给出了实验装置但并未对实验方法步骤进行介绍。

其设计思路是选取正常生长植株，将整株植株放在黑暗处2~3天，这样植株进行充分的呼吸作用，消耗完叶片中的淀粉等有机物。

选取大小、长势相近的叶片，用透明塑料袋包裹，塑料袋中分别装有蒸馏水和澄清石灰水。

将植株搬至阳光下，让其进行光合作用。

澄清石灰水吸收A袋中的二氧化碳，其中的叶子不能进行光合作用。

这样就与B袋（其中叶片能进行光合作用）形成了对照，可进行探究实验。

在经过一段时间的光合作用后将叶片取下，用碘液进行淀粉检验。

图1.浙教版《科学·八年级下》关于光合作用是否需要二氧化碳的探究实验

1.2实验分析

此实验如此设计，费时较长，操作也比较繁琐。

用塑料袋装液体挂在叶片上，很有可能会压坏枝条，对植株的柔韧性也有要求。

本实验中自变量是二氧化碳，因变量是叶片中的淀粉含量，无关变量是时间、叶片形态、长势等等。

植物在阳光下不仅仅进行光合作用也会进行呼吸作用，A袋中的石灰水量少的话很难进行完全吸收，因此不易对变量进行控制。

最后实验是通过碘液检测是否使叶片变蓝来反映叶片是否进行了光合作用，进而体现光合作用是否需要二氧化碳的参与。

如前面说的，一方面变量不易控制，很难确定A袋中的石灰水是否已经把二氧化碳吸收完全；另一方面碘液遇淀粉变蓝在此很难下明确的操作性定义。

因此本探究需要进行改进。

2实验改进

2.1改进原理

焦性没食子酸水溶液在碱性环境下遇氧气会发生变色，先变成黄棕色，几分钟后逐渐转绿，几小时后又转变成黄棕色至深褐色。

NaHCO3溶液不稳定，容易分解产生二氧化碳。

煮沸的蒸馏水pH近7.0，其中溶解的气体量极少。

2.2实验改进

用金鱼藻枝条代替植株叶片，用焦性没食子酸在碱性环境中遇氧气变色来检测是否进行光合作用产生氧气的方法较教材中的检测方法更为直观和简便。

3实验说明

3.1实验材料

500mL平底烧瓶两只，煤油，大小相似、生长状况相同的金鱼藻枝条10株，镊子，1%的NaOH溶液，NaHCO3溶液，焦性没食子酸，蒸馏水，胶头滴管，量筒，酒精灯，三角架，石棉网，火柴，烧杯。

3.2实验步骤

①向两只500mL的平底烧瓶中各加入300mL煮沸的蒸馏水，液面上覆盖一层煤油以隔绝空气。

两个平底烧瓶分别标记为A、B。

透过油膜向其中分别加入大小相似、生长状况相同的金鱼藻枝条5株。

②透过油膜向A中加入50mLNaHCO3溶液。

③将A、B放在阳光下照射1h。

④将蒸馏水煮沸后冷却配制焦性没食子酸溶液。

⑤向2只烧瓶中分别先加入1ml1%的NaOH溶液，再加入1ml新配制焦性没食子酸溶液，加煮沸后冷却的蒸馏水至500ml，立即观察溶液颜色的变化。

3.3变量分析

自变量：

CO2（由NaHCO3溶液释放）

因变量：

加入碱溶液和焦性没食子酸后的溶液颜色。

无关变量：

光照，金鱼藻枝条量，金鱼藻长势，水量等。

3.4实验现象及结果分析

A组溶液久置后呈现深褐色，说明其利用NaHCO3溶液释放的CO2进行了光合作用。

4改进后的优点

①实验时间缩短，可以当堂完成。

②实验现象更为明显，更利于学生意义接受。

③综合了化学的酸碱性知识以及指示剂的相关知识，较好地使学科之间知识进行融合用于问题解决。

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