證明植物的葉光合作用會產(chǎn)生氣體（氧氣）

證明植物的葉光合作用會產(chǎn)生氣體（氧氣）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹谰G色植物的葉片可以進(jìn)行光合作用，并且有氣體產(chǎn)生（氧氣）二、實(shí)驗(yàn)作用本實(shí)驗(yàn)是三年級第二學(xué)期（試用本）第二單元《綠色開花植物》中“植物的葉”中的內(nèi)容。本實(shí)驗(yàn)屬于生物領(lǐng)域的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，利用葉圓片能進(jìn)行光作用，將氧氣先運(yùn)輸?shù)饺~肉細(xì)胞周圍的柵欄組織里，導(dǎo)致組織充氣，使葉圓片上浮，并最終在葉表面形成氣泡的現(xiàn)象，來證明葉片在光照時(shí)可以進(jìn)行光合作用，并有氣體（氧氣）產(chǎn)生。三、實(shí)驗(yàn)原理植物葉片可以進(jìn)行光合作用，產(chǎn)生養(yǎng)分和氧氣。氧氣在水中的溶解度低，當(dāng)植物葉圓片抽氣后沉入水中時(shí)，利用水中溶解的二氧化碳和提供的光源，葉圓片仍可以進(jìn)行光合作用。光合作用產(chǎn)生的氧氣充斥到植物的葉肉細(xì)胞、細(xì)胞間隙和柵欄組織內(nèi)，使得葉片充氣上浮。當(dāng)光合作用較強(qiáng)時(shí)，多余的氧氣會以小氣泡的形式聚集在葉表面氣孔周圍，最終使葉圓片浮上水面，可以證明葉片在光合作用時(shí)有氣體（氧氣）產(chǎn)生。四、實(shí)驗(yàn)過程【實(shí)驗(yàn)器材】新鮮完整的青菜葉，打孔器，圓水槽，100W日光燈管，50毫升塑料注射器（科學(xué)用，無針頭），秒表，清水，2%NaHCO3溶液，吸水紙。葉圓片圓水槽2%葉圓片圓水槽2%NaHCO3溶液乙葉圓片圓水槽2%NaHCO3溶液甲日光燈日光燈【實(shí)驗(yàn)步驟】（1）取新鮮完整、成熟健康的菠菜葉5-10片，用清水洗凈表面灰塵后吸水紙擦干水分。用打孔器在葉片綠色部分打取葉圓片50片。取葉圓片時(shí)，注意避開大葉脈和葉梗交界部分。（2）將取得的葉圓片在培養(yǎng)皿中分開，檢查是否都是厚薄均勻，綠色的完整圓形，如出現(xiàn)缺口，混入大葉脈和葉梗交界等現(xiàn)象的葉圓片需要重新用打孔器打取。（3）用手指抵住注射器前端開口，將葉圓片和少量清水倒入注射器內(nèi)，總體積不超過注射器針筒的一半。裝入注射器推進(jìn)桿，松開抵住前端的手指，針頭部分朝上，推走多余的空氣。用手指抵住注射器前端，另一手用力緩慢向下拉動推進(jìn)器，注意不要將推進(jìn)桿拉離針筒，拉動后松開，推進(jìn)桿會由于負(fù)壓的原因自動上回。當(dāng)注射器內(nèi)出現(xiàn)葉圓片擠出的氣泡時(shí)，趕走氣泡后重復(fù)多次操作，直至所有的葉圓片均沉入水底后，停止操作。（4）將針筒內(nèi)的葉圓片倒出，按隨機(jī)原則，將葉圓片分成25片/組的甲乙兩組，分別置于盛有1升2%NaHCO3溶液的圓水槽中，注意葉圓片相互不要疊加，葉表面朝上。（5）甲組上方?jīng)]有添加日光燈照射（不需要做黑暗處理），乙組液面上方20CM處設(shè)置100w日光燈直射，開始計(jì)時(shí)，并觀察葉圓片上浮情況?！緦?shí)驗(yàn)記錄】表一：比較第一片上浮所需的時(shí)間組別第一片上浮時(shí)間現(xiàn)象描述甲無葉圓片沉在水槽底部，沒有浮起。乙15分鐘葉圓片表面有小氣泡產(chǎn)生，第一枚上浮的葉圓片有大量氣泡產(chǎn)生。表二：比較實(shí)驗(yàn)30分鐘以后甲乙兩組的現(xiàn)象組別葉圓片上浮數(shù)目現(xiàn)象描述甲0葉圓片沉在水槽底部，沒有浮起。少數(shù)葉圓片表面有1-2個(gè)氣泡產(chǎn)生。乙15大部分葉圓片表面都有氣泡產(chǎn)生，半數(shù)以上葉圓片上浮，上浮的葉圓片表面有較多氣泡產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：乙組的葉圓片上浮數(shù)目比甲組多，產(chǎn)生上浮現(xiàn)象的時(shí)間比甲組短，葉圓片表面產(chǎn)生氣泡現(xiàn)象比甲組明顯?！緦?shí)驗(yàn)分析】甲組上方?jīng)]有特地添加光源增加光照強(qiáng)度，光合作用弱甚至無，不能產(chǎn)生氣體使葉圓片上浮；乙組上方添加了光源，光合作用強(qiáng)，產(chǎn)生了氣泡充斥到葉肉細(xì)胞、柵欄組織和細(xì)胞間隙，并由葉表氣孔排到葉片外，在葉片表面形成氣泡，使葉圓片上浮。由實(shí)驗(yàn)比較分析，說明植物的葉可以進(jìn)行光合作用并產(chǎn)生氣體（氧氣）。五、實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵及注意事項(xiàng)【實(shí)驗(yàn)條件】（1）甲乙兩組為對照組，比較無光照和有光照下，光合作用可以產(chǎn)生氣體（氧氣），并能使葉圓片上浮。（2）每組組內(nèi)的葉圓片為平行對照組，平行對照葉片的光合作用可以產(chǎn)生氣體（氧氣）。【安全提示】（1）打葉圓片時(shí)，注意手指、衣物等不要混入打孔器，可以采用辦公用安全打孔器。（3）2%NaHCO3溶液（俗稱小蘇打水）無毒無味，可以用作傷口和黏膜洗液，如若不慎濺入眼中，立即用清水沖洗即可。【操作要求】（1）為了方便打孔操作和實(shí)驗(yàn)公平，選擇葉片大薄而平整的植物。市場可以買到的青菜、菠菜、雞毛菜、紫角葉、荷葉均可。挑選材料時(shí)，應(yīng)挑選新鮮、成熟（即口感老）、健康、完整的葉片作為實(shí)驗(yàn)材料。不建議使用禾本科植物的葉片作為材料。（2）如沒有打孔器時(shí)，可以采用金屬筆帽打孔，取得葉圓片。但請保持甲乙2組的葉圓片大小統(tǒng)一。由于葉片的大葉脈細(xì)胞中通常沒有葉綠體，而且葉脈處厚薄和葉片不等，取葉圓片時(shí)務(wù)必避開葉片上的大葉脈，以免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（3）注射器抽氣時(shí)，由于堵住前端開口，導(dǎo)致拉動推進(jìn)器時(shí)針筒內(nèi)大氣壓強(qiáng)降低，需要很大力拉動，但注意控制距離和力度，防止用力過度，直接拔出推進(jìn)器，導(dǎo)致葉圓片傾出。（4）進(jìn)行步驟（5）時(shí)，請盡量將甲乙2組分開擺放，以免距離接近，乙組燈光影響甲組?！酒渌浚?）2%NaHCO3溶液配制：取2克分析純NaHCO3，蒸餾水定容于100毫升，透明玻璃瓶常溫保存，使用前如發(fā)現(xiàn)有沉淀振蕩搖勻，蒸餾水定容于100毫升。六、教學(xué)建議（1）由于實(shí)驗(yàn)中光合作用產(chǎn)生的氣體總量少，濕度高，不利于收集后對氣體進(jìn)行鑒定。并且考慮到此實(shí)驗(yàn)是三年級課堂的演示實(shí)驗(yàn)，故而不涉及氧氣的鑒定。在學(xué)生觀察到有氣體產(chǎn)生的現(xiàn)象后，教師可以提供文字或視頻資料，讓學(xué)生了解產(chǎn)生的氣體是氧氣。（2）本實(shí)驗(yàn)是證明光合作用產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)之一，整個(gè)實(shí)驗(yàn)可以在課堂上完成，也可以把取葉圓片和抽氣步驟放在課堂外，課堂內(nèi)直接讓學(xué)生觀察到葉圓片上浮的現(xiàn)象，提出問題：你在葉圓片的表面觀察到了什么？/為什么葉圓片會從水底浮上來？葉圓片在光照的條件下可以進(jìn)行什么活動？產(chǎn)生的氣泡和這個(gè)活動有關(guān)系嗎？再結(jié)合視頻或文字資料，讓學(xué)生把產(chǎn)生氣體和光合作用相互聯(lián)系起來，最終可以知道葉片光合作用可以產(chǎn)生氣體，這個(gè)氣體是氧氣。（3）本實(shí)驗(yàn)是著名的光合作用實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)條件靈活多變，操作要求不是很高，可以作為長周期作業(yè)“探究葉片光合作用的合適條件”的模式實(shí)驗(yàn)，具體實(shí)驗(yàn)方法見“實(shí)驗(yàn)改進(jìn)”。七、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)1、實(shí)驗(yàn)中2%NaHCO3溶液是為了給葉圓片營造CO2環(huán)境，如條件不允許，可以改用往清水里吹氣3-5分鐘，增加水中CO2溶解量，但具體效果不如采用2%NaHCO3溶液顯著。2、本實(shí)驗(yàn)可以改進(jìn)為“探究葉片光合作用的合適條件”的模式實(shí)驗(yàn)。探究適宜葉片光合作用的條件，以植物光合速率作為主要研究對象，觀察現(xiàn)象是葉圓片上浮所需時(shí)