《检验光合作用需要二氧化碳》的实验改进

《检验光合作用需要二氧化碳》实验的改进

北师版初中生物第五章第1节

贵州省铜仁市万山区黄道民族中学——吴军华绿色植物是生物圈中作用最大的一类生物，它对生物圈的生存和发展起着决定作用。绿色植物通过它的生命活动直接或间接地为其他生物提供食物和能量，如粮食作物、蔬菜瓜果、花卉等都是人类种植栽培的主要对象，与人类生活的关系十分密切。尤其是绿色植物对维持生物圈中的碳氧平衡和水循环发挥着重要作用。可以说没有绿色植物就没有生物圈的存在被称为“生产者”。因此课标把它列为十大主题之一《生物圈中的绿色植物》。课标明确指出：阐明绿色植物的光合作用；通过活动探究光合作用的条件、原料和产物。为此教材用了大篇幅列举出光合作用发现的过程，借此应用科学史进行概念教学的方法完成课标的目标。北师版生物课本特意设计了“检验光合作用需要二氧化碳”的实验。然而其实验沿用的是经典的实验方案和器材，实验很难进行，完成率极低。存在的问题有：

1、原实验所需要的时间较长。需要暗处理2-3天，光

照2-3小时，水浴加热脱色10-20分钟。对每周只有2节课

的生物课而言是完全不够的。

2、原实验装置复杂，要求密封，不宜操作。如图：

3、原实验效果不明显，经过多次实验发现放置清水的

植物叶片滴加碘液未呈蓝色。分析发现植物在进行光合作用时也进行着呼吸作用，植物经过2-3天的暗处理植物的正常生理机能受到影响，因而光合作用不旺盛导致未变蓝色。

4、原实验所用的氢氧化钠具有强腐蚀性存在安全隐患。针对以上问题，我们经过多次实验，根据中学的实际情况，摸索出了效果明显，简单易行的实验材料对实验进行了改进。

一、改进实验材料的选择。

大烧杯1个、蓝藻、石蕊溶液、石灰石、稀盐酸、试管、带导管的双孔橡皮塞、凉开水、长颈漏斗、带橡皮塞的锥形瓶3个、光源

二、改进实验原理。

二氧化碳和水反应生成碳酸；石蕊溶液遇碳酸显红色；植物光合作用吸收二氧化碳使红色石蕊溶液变为紫色；石蕊颜色的变化证明光合作用的原料是二氧化碳。

三、改进实验的过程与方法。

1、在一个烧杯中分别装入一定量的凉开水（凉开水里面没有空气），再滴入石

蕊溶液，使烧杯内溶液为紫色；把溶液分为三份，分别加入到三个锥形瓶中。

2、在试管内放入石灰石，从长颈漏斗通入盐酸，将制得的二氧化碳由导管通入

B、C锥形瓶中，直至溶液变为红色（二氧化碳+水=碳酸），停止通气。

3、取一些蓝藻，放在A、B锥形瓶里，C锥形瓶里不放（做对比）。

4、将三个装置加橡皮塞放在同样的光照下5分钟，观察溶液颜色的变化。

5、一段时间后，A锥形瓶仍然为紫色，B锥形瓶溶液由红色变回紫色，C锥形瓶

溶液为红色，说明B锥形瓶水中的二氧化碳被植物的光合作用消耗了，从而证明了二氧化碳是光合作用的原料。

四、改进实验的示意图。

光照光照

A（植物+石蕊）B（植物+石蕊+CO2） C（石蕊+ CO2）

五、改进实验的优点。

1、节约实验的时间。

2、实验更加简便。

3、使实验现象更明显，便于学生观察。

4、使实验环保无污染。

六、改进实验的注意事项。

1、选择新鲜的活力强的水藻。

2、观察现象时要倒转锥形瓶便于观察（水藻有

颜色）。3、用电灯照不仅增加光照也使温度适合（25-30度），使光合作用增强。

4、通入二氧化碳使其浓度增加，使光合作用更强。

七、改进实验的说明与反思。

本实验中选取的化学试剂和实验器材都非常容易获取，价格也很低廉。如碘液是实验室必备的染色剂，烧杯、试管、锥形瓶是实验室常用的仪器；稀盐酸、碳酸钙是实验室必备的试剂；水藻很常见，在南方地区全年也能采到，也可以用其它水生植物替换；灯头、灯泡、导线也就1元一件。由于本实验的实验现象明显，材料廉价易得，用时较短，因此对于多数学校尤其是农村学校来说具有广泛的应用价值。另外改进实验应用了相关的化学知识，为今后学习化学作了铺垫。

参考文献

教育部制定义务教育生物课程标准（2012年版），北京，北京师范大学出版社。

刘恩山，《生物学》北京，北京师范大学出版社。

义务教育教科书，《化学》北京，人民教育出版社出，2012年。