人教課標(biāo)實(shí)驗(yàn)版七年級(jí)上冊(cè)生物圈中的綠色植物綠色植物與生物圈中的碳氧平衡全市一等獎(jiǎng)

葉綠素、光和二氧化碳是光合作用必要條件的一組快速實(shí)驗(yàn)大多數(shù)高等綠色植物光合作用的主要產(chǎn)物為碳水化合物和氧氣。依據(jù)綠色植物光合作用放出氧氣的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)下述實(shí)驗(yàn)來證明葉綠素、光和CO2是光合作用必要條件，具有比常規(guī)實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)便、快速和經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。1實(shí)驗(yàn)方法與步驟將適當(dāng)澆水、盆栽的健壯金心大葉黃楊；或從校園內(nèi)種植的金心大葉黃楊植株上取下健壯枝條，插于盛有清水的廣口瓶中，置于室內(nèi)，備用。選摘枝條上部較大、光合功能強(qiáng)，且綠色和黃色部分比例適用的較嫩葉1～2片，用剪刀沿葉邊緣將鋸齒剪去，把綠色和黃色的部分分別剪下。而后，視具體情況盡可能剪栽下較大而形狀、面積相同的綠色葉片小塊3片和黃色葉片小塊1片。將葉片小塊均放入盛有溫涼開水的注射器內(nèi)，插入活塞，稍向前推，排出部分水。和左手手心，大姆指和中指、無名指、小指握持注射器，用食指末節(jié)堵住其前端原接針頭處的孔口，右手用力向后拉活塞，造成減壓，使葉片小塊葉肉細(xì)胞間隙的空氣被逐出，水則進(jìn)入。放開食指，重復(fù)進(jìn)行以上操作多次，至葉片小塊逐漸顯暗綠色、呈水漬狀、充滿水分，比重增大而下沉即可。將葉片小塊移入一盛有溫涼開水的培養(yǎng)皿中。借助鑷子和手在各葉塊上從葉腹面向葉背面分別刺穿一枚大頭針，使葉塊連附在針上。取4只小玻璃藥瓶，用解剖針在各瓶蓋中心扎通一孔。而后依次編號(hào)為①、②、③、④，貼上小紙標(biāo)簽。在①、②、③中各倒入用溫涼開水配制的1%碳酸氫鈉溶液，在④中倒入溫涼開水，使4個(gè)小瓶中的液面等高，均約達(dá)近瓶頸處。在①、②、④中各置入一帶有大頭針的綠色葉片小塊，而在③中置入一帶有大頭針的黃色葉片小塊。由于大頭針的重量，使得葉片小塊在實(shí)驗(yàn)中始終都沉浸在液體里而不上浮。注意：在欲用日光或300～500W臺(tái)燈為光源時(shí)，要使葉腹面朝上；而欲用高亮度投影器為光源時(shí)，要使葉腹面朝下。蓋好瓶蓋。實(shí)驗(yàn)裝置，以①為例，如圖所示。晴天，將①、③、④置于溫暖、明亮的日光照曬的窗臺(tái)或臨窗桌上；陰天，如用300～500W臺(tái)燈行人工光照，要注意置放于適當(dāng)?shù)木嚯x，并使各瓶與光源等距離；并且都應(yīng)注意調(diào)整小瓶的方位，使葉腹面朝向光源。如用高亮度投影器以300W鏑燈行人工光照，開啟后，可將各瓶外部擦拭干凈，放置于工作臺(tái)上照光，并調(diào)節(jié)反光鏡使反射光線亦投向小瓶。將②置于課桌的抽屜內(nèi)，使處于黑暗中。約5～20min后，觀察對(duì)比①、②、③、④，看何者的葉塊表面及其周緣有許多小氣泡出現(xiàn)、放出？何者沒有？2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析金心大葉黃楊等的離體葉片綠色小塊，當(dāng)逐出細(xì)胞間隙的空氣后，在含有碳酸氫鈉的水溶液中和光照下能進(jìn)行光合作用，產(chǎn)生、放出O2氣泡。因而可以根據(jù)O2氣泡的產(chǎn)生、放出與否和放出速度知其光合作用進(jìn)行的情況。金心大葉黃楊的葉片除含有葉綠素的綠色部分外，還具有不含葉綠素的黃色部分，因此是驗(yàn)證葉綠素、光和CO2是光合作用必要條件實(shí)驗(yàn)的良好材料。實(shí)驗(yàn)記錄與結(jié)果如下表。光合作用需要葉綠素①與③均盛有用溫涼開水配制的1%碳酸氫鈉溶液，皆受光照，①中葉塊為綠色、含有葉綠素，有O2氣泡產(chǎn)生、放出。而③中葉塊為黃色，不含葉綠素，無O2氣泡產(chǎn)生、放出。說明光合作用需要葉綠素。光合作用需要光①與②均盛有用溫涼開水配制的1%碳酸氫鈉溶液，葉塊皆為綠色。①在光照下，葉塊有O2氣泡產(chǎn)生、放出。②在黑暗中，葉塊沒有O2氣泡產(chǎn)生、放出。說明光合作用需要光。光合作用需要CO2①與④均處于光照下，其中葉塊皆為綠色，①中盛有溫涼開水配制的1％NaHCO3溶液，會(huì)產(chǎn)生以下化學(xué)變化：NaHCO3+H2O=Na++H2CO3+OH-

H2CO3H++HCO3HCO3-是CO2的貯存形式，它可用于光合作用。①有O2氣泡產(chǎn)生、放出。④中盛有溫涼開水，其中幾乎不含CO2，葉塊沒有O2氣泡產(chǎn)生、放出。說明光合作用需要CO2。這是因?yàn)镃O2是光合作用的原料之一。實(shí)驗(yàn)證明了葉綠素、光和CO2是光合作用的必要條件。本實(shí)驗(yàn)以使用新煮沸后冷卻到約35℃的溫涼開水和用它新配制的1％NaHCO3溶液為佳。這是因?yàn)椋孩龠@樣的溫涼開水中幾乎不含CO2；②經(jīng)測(cè)試，