“利用叶圆片上浮法探究影响光合作用因素”实验改良.docVIP

“利用叶圆片上浮法探究影响光合作用因素”实验改良 　　摘要：“利用叶圆片上浮法探究环境因素对光合作用强度的影响”是高中生物必修1中的探究实验之一，在多年的实验教学过程中,我们感到教材书中所介绍的实验方法,无论从实验内容还是从实验的具体操作过程来说,都显得比较简单,而且难以在较短时间内观察到实验现象。本实验特针对这些问题加以改良。 　　关键词： 植物光合作用 实验内容 上浮法 叶圆片 环境因素影响 　　 在高一级生物教学中，教材安排了一个探究实验：利用叶圆片上浮法探究影响光合作用的因素。在实际教学中，许多教师发现如果按照书本所述进行操作，要么囿于条件有限，难以开展实验，要么是操作后却很难成功。我结合自己的参赛经验，对此实验进行了改良，使这一实验的成功率达到100%。具体实验描述如下。 　　 一、实验目的 　　通过设置不同的环境条件，探究环境条件对光合作用强度的影响。 　　 二、实验原理 　　 植物的光合作用受光照强度、CO2浓度、温度等环境条件的影响。利用减压逐出叶圆片组织间隙中的气体，叶片会沉于水底。由于光合作用产生的O2在细胞间积累，叶圆片会由原来的下沉状态而上浮，根据上浮的快慢，即能比较光合作用的强弱。 　　 三、材料器具 　　 材料：阴生植物绿萝的成熟叶片（可用勒杜鹃的成熟叶片代替） 　　 器具：1000W碘钨灯，钢笔帽，温度计，镊子，塑料注射器（60ml），100 ml小烧杯，500 ml大烧杯等。 　　 四、方法步骤 　　 第一步：打取叶圆片。 　　 利用钢笔帽代替打孔器在叶片上打取大小相同的叶圆片。在打取时，注意避开大的叶脉和叶片上颜色发黄的部位。共打取50片。 　　 第二步：逐气。 　　 将打下的叶圆片装入注射器中，用左手食指按住注射器前端的小孔，向注射器在注入适量的清水，这时可看到叶圆片全部浮于水面。另一只手操作活塞。当用力向后拉活塞时，即可造成减压状态而逐出叶圆片细胞间隙中的空气，当向内按压活塞时，又将水挤入叶圆片组织内。反复操作几次，直至叶圆片全部沉下水底。将叶圆片和水一起倒入小烧杯中待用。 　　 第三步：实验条件的处理和观察 ???　 取6个100 ml的小烧杯，分别编号1－6。向2、3、5、6号烧杯中加入0.5% NaHCO330ml（NaHCO3可缓慢分解出CO2），（没有NaHCO3时，也可通过用吸管向冷开水中吹气来增加CO2浓度。）1、4号烧杯中分别加入30 ml冷开水，将3号和6号烧杯放入15℃的水浴大烧杯中，1、2、4、5号烧杯放入35℃水浴大烧杯中。然后分别向每个烧杯中加入8片叶圆片，注意叶圆片不要互相重叠。然后将1－3号烧杯放在碘钨灯下约30?处接受灯光的直接照射，4－6号烧杯放在距离灯约70?处。观察并记录5min内各烧杯中叶圆片上浮的数目，填在如下表格中。在实验过程中，若水浴温度变化较大，可视情形加入冰水或开水调整温度。 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 五、实验结果与结论 　　 2号烧杯中的叶圆片浮起数目最多，时间最快。这说明植物在光照比较强、温度比较高、CO2浓度比较高的环境中光合作用的速度快，任何一个条件的不足，都会降低光合作用的速度。 　　 六、讨论 　　 本实验比较成功，但是也存在一些可改进之处。如使用碘钨灯可以在短期内取得非常明显的实验效果，但是耗电量较大。另外，如果时间允许，还可以设置不同的温度条件（如15℃、25℃、35℃），可以更加具体的观察不同的温度对于光合作用的影响。还可以将碘钨灯用不同颜色的塑料薄膜包起来，以观察不同的单色光对植物光合作用的影响，从而促进学生理解如何在农业生产中通过控制不同的环境条件来提高作物的产量。 　　七、改良之处 　　 本实验相对于教材《必修1－分子和细胞》（人教版）中的探究活动而言，具有创新性和实用性，就算是条件最简陋的生物实验室都可以完成，具体可从以下几个方面分析： 　　 1.材料选择方面：从数十种材料中选用阴生植物绿萝（或用勒杜鹃），广东各地均易于取材，成本非常低，且打取圆片容易，逐气容易，实验效果明显。 　　 2.器具选择方面： 　　 用钢笔帽代替打孔器，器具简单易得。 　　 用1000W碘钨灯代替一般台灯，不仅价格便宜（插座、电线、灯管、灯架共18元），而且由于光照非常强，能在数分钟内清晰的观察到实验现象，利于教师演示或是学生分组实验。而40W台灯需要2个小时甚至更长时间才能观察到实验结果，并且有时用台灯实验效果根本不明显。 　　 3.实验方法和步骤方面 　　 教材只设置了不同光照对光合作用的影响，而本实验分别设置不同的光照、温度、CO2浓度，采用多组对照实验简洁直观地反映各种环境条件对光合作用强度的影响。 　　 将每个烧杯中加入的叶