光合作用系列实验探索与改进

浙江教育出版社出版《科学》，八年级下第二章第5节“光合作用”，需要做“光合作用”需要光、“光合作用”制造淀粉、“光合作用”需要二氧化碳、“光合作用”需要水、“光合作用”需要叶绿素等一系列实验，在实验过程中，发现如下问题：

①用天竺葵做光合作用制造淀粉的实验，发现天竺葵不易得到。

②用其他植物代替，发现有很多植物的叶片不易脱色。

③长在室外的植物，用黑色的塑料袋套住植物2昼夜，发现植物的叶片会被灼伤。

④做“光合作用需要二氧化碳”的实验，按照书本上的要求，先将植物遮光处理2昼夜，然后用两个透明的塑料袋A和B，在A中装适量的石灰水扎紧叶片，在B中装等量的清水扎紧叶片，再让植物在阳光下照射4 h，将叶片脱色后滴入碘液，发现A、B叶片都不变蓝。

⑤做“光合作用需要水”这一实验，如果只剪断主叶脉，实验不能成功。

⑥用银边吊兰和金心吊兰做光合作用需要叶绿素的实验，发现实验现象不明显。

⑦用花叶曼长春花做实验，现象很明显，但脱色时间较长(需要45-55 min)，如果用于课堂教学，时间不允许。

另外，以上实验受天气的影响。

1　寻找合适实验材料

将校园里有的植物叶拿去脱色，记录脱色所需的时间，结果见表1。

在脱色的过程中，发现叶片厚，叶片表面看起来有一层蜡，叶片绿色深的植物都不易脱色(如樟树、桂花等)，而叶片薄，叶片绿色浅的植物易脱色(如羊蹄、垂序商陆等)。夜来香的叶在脱色过程中，叶片里会形成较多的气泡，使叶变形且浮于水面，不易脱色。选择羊蹄或垂序商陆做光合作用需要光、光合作用制造了淀粉、光合作用需要二氧化碳、光合作用需要水一系列实验。用银边常春藤做光合作用需要叶绿素的实验。

2　解决饥饿处理问题

如果是盆栽的植物，可将整株植物放在黑暗处。如果是长在野外的植物，可以用不透光的纸盒饥饿处理。

3　解决“光合作用制造淀粉”

用植物羊蹄代替天竺葵做实验，植物羊蹄别名野菠菜、牛舌头，蓼科、酸模属，生长于山野、路旁或湿地。生长时期为2～11月。它的叶宽大，叶片薄，很易脱色，实验现象很明显。校园里有很多这种植物，实验材料方便取用。另外垂序商陆也可以代替天竺葵。实验步骤如下：

①选取一株生长茂盛的植物羊蹄，用不透光的纸箱罩住整株植物36 h。

②用铝箔纸在叶片相同位置，从上下两面盖严，并用回形针固定。

③在阳光下照射4 h，摘下这些叶片。

④把叶片放在盛存酒精的烧杯中，水浴加热。5 min后，叶片褪成黄白色，取出叶片，用清水洗净后，滴上碘液。

⑤几分钟后，用清水冲掉叶片上的碘液。观察到叶片的见光部分遇到碘液变成蓝色，遮光部分不变色，这个实验说明了植物的光合作用需要光，光合作用制造了淀粉。

4　“解决光合作用需要二氧化碳”

用质量分数为5％的碳酸氢钠溶液代替清水，碳酸氢钠溶液能缓慢分解，为光合作用提供原料二氧化碳。用质量分数为5％的氢氧化钠溶液代替石灰水，5％的氢氧化钠溶液能充分吸收二氧化碳。实验步骤如下：

①选取一株生长茂盛的植物羊蹄，用不透光的纸箱罩住整株植物48 h。

②在透明的塑料袋A、B、C中分别倒入20 mL 5％的碳酸氢钠溶液(为光合作用提供原料二氧化碳)，20mL 5％的氢氧化钠溶液(吸收二氧化碳)，20mL清水(缺少二氧化碳)，扎紧叶片。

③在阳光下照射4 h，摘下这些叶片。

④把叶片放在盛有酒精的烧杯中，水浴加热。5min后，叶片褪成黄白色，取出叶片，用清水洗净后，滴上碘液。

⑤几分钟后，用清水冲掉叶片上的碘液。

⑥观察到A组叶片遇到碘液变成蓝色，B组和C组的叶片不变色。这个实验说明了植物的光合作用需要二氧化碳。

5　解决“光合作用需要水”

羊蹄和垂序商陆这两种植物叶脉纹路清晰，能剪断叶脉，使整片叶不会断成两半。剪断叶脉时，不仅要剪断主叶脉，还要将周围的小叶脉剪断。

6　解决“光合作用需要叶绿素”

用银边常春藤代替银边吊兰等植物，做光合作用需要叶绿素的实验。银边常春藤脱色时间较短(需要20-25 min)且较易得到(从市场上买得到，街道上种植的也有)。实验步骤如下：

①用不透光的纸箱罩住整株植物1昼夜。

②在阳光下照射银边常春藤4 h，摘下叶片。

③把叶片放到盛有酒精的烧杯中，水浴加热。

④20 min后，叶片褪成黄白色，取出叶片，用清水洗净后，滴上碘液。

⑤3～5 min后，用清水冲掉叶片上的碘液。

⑥观察到绿色部分遇到碘液变成蓝色，银色部分不变色。这个实验说明了植物的光冶作用需要叶绿素。

7　解决阴雨天做实验的问题

如果遇到阴雨天，由于光照不足不易成功，可以用以下方法准备实验用的叶片。

在阴雨天时，可用一盏150 w白炽灯光照植物羊蹄4 h，灯与植物的距离为20 cm-30 cm。

在实验的前几天，选择光照较好的天气，按照课本上的实验步骤把羊蹄或垂序商陆的叶子在阳光下照射好后，摘下这些叶子，用塑料袋装好，放在冰箱的冷冻室(-18℃)或微冻室(-5℃)，实验时将叶子放在清水中解冻，拿出叶子时，拧塑料袋，不要碰叶子，因为这时叶子很脆，易断裂。

将要实验的叶子放在大烧杯里，倒上开水烫一会，把细胞烫死，使已制造的淀粉不再消耗。然后取出叶子放入清水中，这样保存叶子时间是2～3 d，时间长了叶子会烂掉。

在天晴时，将叶子脱色好后，放在白瓷砖上，用塑料袋装好，放在冰箱的冷冻室，实验时将叶子放在清水中解冻，实验时待用。

以上实验，不管是城市学校还是农村学校，不管在晴天还是在阴雨天，都能成功做出“光合作用需要光”、“光合作用制造了淀粉”、“光合作用需要二氧化碳”、“光合作用需要水”、“光合作用需要叶绿素”等一系列实验。