《植物的光合作用需要二氧化碳》創(chuàng)新實驗

創(chuàng)新實驗雙牌一中理化生教研組何正帆植物的光合作用需要二氧化碳光合作用（Photosynthesis）是植物通過葉綠體。在可見光的照射下，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機物，并釋放出氧氣的生化過程。光合作用是一系列復雜的代謝反應的總和，是生物界賴以生存的基礎(chǔ)，也是地球碳氧循環(huán)的重要媒介。二氧化碳+水葉綠體有機物+氧氣

光一、本實驗在教材中的出處：蘇教版七年級生物上冊中的第六章第三節(jié)（植物光合作用的實質(zhì)）。二、本實驗在教材中的地位與作用：光合作用的學習對學生認識生命活動有著重要的意義。本實驗基于學生的前面的知識即“植物光合作用的發(fā)現(xiàn)”、“植物光合作用的場所”，對光合作用是否需要二氧化碳進行科學探究，可以幫助學生構(gòu)建光合作用的知識體系。本實驗將圍繞探究光合作用是否需要二氧化碳的主題對教材原有進行改進，可供教師課堂實驗演示，也可供學生操作完成。原實驗的不足

1.1教材實驗

蘇教版教材中關(guān)于該探究實驗的設(shè)計如下圖1。教材中給出了實驗裝置但并未對實驗方法步驟進行介紹。其設(shè)計思路是選取正常生長植株，將整株植株放在黑暗處2~3天，這樣植株進行充分的呼吸作用，消耗完葉片中的淀粉等有機物。選取大小、長勢相近的葉片，用透明塑料袋包裹，塑料袋中分別裝有蒸餾水和澄清石灰水。將植株搬至陽光下，讓其進行光合作用。澄清石灰水吸收A袋中的二氧化碳，其中的葉子不能進行光合作用。這樣就與B袋（其中葉片能進行光合作用）形成了對照，可進行探究實驗。在經(jīng)過一段時間的光合作用后將葉片取下，用碘液進行淀粉檢驗。1.2實驗分析 此實驗如此設(shè)計，費時較長，操作也比較繁瑣。用塑料袋裝液體掛在葉片上，很有可能會壓壞枝條，對植株的柔韌性也有要求。本實驗中自變量是二氧化碳，因變量是葉片中的淀粉含量，無關(guān)變量是時間、葉片形態(tài)、長勢等等。植物在陽光下不僅僅進行光合作用也會進行呼吸作用，A袋中的石灰水量少的話很難進行完全吸收，因此不易對變量進行控制。最后實驗是通過碘液檢測是否使葉片變藍來反映葉片是否進行了光合作用，進而體現(xiàn)光合作用是否需要二氧化碳的參與。如前面說的，一方面變量不易控制，很難確定A袋中的石灰水是否已經(jīng)把二氧化碳吸收完全；另一方面碘液遇淀粉變藍在此很難下明確的操作性定義。因此本探究需要進行改進。三、實驗儀器及用品大燒杯2個、金魚藻、石蕊溶液、石灰石、稀鹽酸、試管、帶導管的雙孔橡皮塞、鐵架臺、長頸漏斗、涼開水燒杯金魚藻創(chuàng)新的實驗石灰石長頸漏斗石蕊溶液鐵架臺稀鹽酸試管涼開水帶導管的雙孔橡皮塞四、實驗原理及裝置改進原理：二氧化碳能使紫色的石蕊溶液變紅色，本實驗中將通過原本已經(jīng)變紅的石蕊溶液恢復為原來的紫顏色的現(xiàn)象說明裝置中的二氧化碳已經(jīng)被消耗，進而說明植物的光合作用需要二氧化碳。而且將教材中用金魚藻枝條代替植株葉片，清水改為涼開水（涼開水里面沒有空氣），涼開水能更好的控制變量，石蕊顏色的變化能更明顯的、直觀和簡便的證明光合作用的原料是二氧化碳。通入二氧化碳的石蕊溶液石蕊溶液實驗裝置圖及說明將A、B裝置放在同樣的陽光下，觀察溶液顏色的變化向B燒杯內(nèi)通入適量的二氧化碳，直到石蕊溶液變成紅色為止鹽酸+石灰石（碳酸鈣）氯化鈣+二氧化碳+水五、實驗操作1.取一些金魚藻，放在盛有等量涼開水（涼開水里面沒有空氣）的A、B大燒杯里。2.在兩個燒杯中分別裝入等量的石蕊溶液，兩個燒杯內(nèi)溶液為紫色試管內(nèi)放入石灰石，從長頸漏斗通入鹽酸，將制得的二氧化碳由導管通入B燒杯，直至B內(nèi)的溶液變?yōu)榧t色。停止通氣。3．將兩個裝置放在同樣的光照下，觀察溶液顏色的變化。4.一段時間后，A燒杯顏色沒有變化；B燒杯溶液由紅色變回紫色，說明水中的二氧化碳被植物的光合作用消耗了，從而證明了二氧化碳是光合作用的原料。六、自我評價我是看了初三化學教材以后，有了這個想法，使用石蕊溶液能夠使本實驗的現(xiàn)象更明顯，而且將教材中清水改為涼開水（涼開水里面沒有空氣），涼開水能更好的控制變量，石蕊顏色的變化能更明顯的證明光合作用的原料是二氧化碳。兩個裝置中都沒有二氧化碳，嚴格的控制了變量。且所用材料實驗室中都有，易獲得。將所學的知識應用到實踐中，其樂無窮。改進后的優(yōu)點