用改装的注射器真空排气泵制备下沉叶圆片

陈绍洲

(广东省海丰县彭湃中学 海丰 516400)

“探究环境因素对光合作用强度的影响”是普通高中课程标准实验教科书生物学必修1模块的重要实验。该实验采用“真空渗入法”排除叶肉细胞间隙的空气，要求“手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞”。但在实践中发现该操作费时费力，学生常因不能顺利完成该操作而限制实验的开展。

通过对注射器进行简单的改装(称为“改装注射器真空排气泵”)后，无需用左手堵住注射器前端的小孔，因而不会导致左手疼痛，右手则更易拉动注射器活塞进行操作，提高了实验效率。

1 材料和方法

1.1 材料 100mL塑料螺口注射器及16号针头、自行车气门芯橡胶管(淘宝可买到)和剪刀。

1.2 方法 将自行车气门芯橡胶管一端打一死结，不让其漏气，然后从打结一端起算剪下4cm长(与针头中针梗长度相同)，再将其套入针头的针尖(注意针尖不要刺伤手指和刺破橡胶管)，顺着针梗缓缓进入直至针栓处。最后完全套住整个针梗，使之牢固不易脱落、气密性好(图1)。经改装的针头以顺时针套在注射器乳头的螺口上(图2)。于是，改装的注射器真空排气泵制造成功。

图1 套上自行车气门芯橡胶管的针头

图2 改装的注射器真空排气泵

2 改装的注射器真空排气泵的使用与实验结果

2.1 使用 用直径为1cm的打孔器打出菠菜小圆形叶片后将其放入注射器内，吸入50mL清水，待排出注射器内残留的空气后，套上改装过的针头；接着左手握住注射器针筒前端，右手缓缓拉动活塞柄重复几次直至菠菜小圆形叶片沉到水底。

2.2 实验结果 在改装和未改装的注射器内分别放入30片菠菜小圆形叶片，进行相同的排气操作(重复3次)，结果如表1所示。

表1 改装注射器和未改装注射器排气实验记录

3 讨论

3.1 原因分析 改装注射器排气效率高的主要原因是气密性好，可以用力拉动活塞柄且拉动的距离长，因而有利排气。而操作期间有少量空气进入注射器是因拉动活塞时用力不均匀造成的。未改装注射器进入空气次数多，除了拉动活塞时用力不均匀原因外，还因左手长时间堵住注射器的螺口产生疼痛而不小心松开，使空气大量进入，需要多次排出针筒内的空气后才能继续拉动活塞柄。

3.2 改装的注射器真空排气泵优点 ①制作简单方便，只需3个步骤即可完成，即自行车气门芯橡胶管打结、剪断、套上针头。这样可以培养学生动手能力和创新思维，提高学生的理性思维。材料只需另外购买自行车气门芯橡胶管，购买注射器时一般都配一个针头。②使用也简单，无需复杂操作，而且省力、省时。③保管方便。长时间不使用时，将自行车气门芯橡胶管从针头分离，以防止橡胶管老化与针头凝固在一起。④选用100mL塑料螺口注射器是因其容量大，可以一次性获得足够数量下沉的菠菜小圆叶片，以满足多组重复实验所需的材料，有效控制无关变量和节省实验时间。而16号针头直径达1.6mm，套上自行车气门芯橡胶管更牢固，不易脱落。

3.3 注意事项 ①无论是使用改装注射器还是未改装注射器来排气，要使小圆形叶片全部下沉则耗时长，不利于实验限时完成。因此，只要大部分小圆形叶片下沉，即可将其取出进行后面的实验操作。分析部分小圆形叶片很难下沉的原因，可能是保卫细胞受到损伤导致气孔关闭使水分不能充分进入，或是抽气过程中小圆形叶片叠在一起所致。因此建议：①打孔器打出多于实验数量的小圆形叶片，可以充分满足实验需求；另一方面，在抽气过程中要经常摇晃针筒，以防止小圆形叶片垛叠在一起。②若学生使用不小心，针头的针尖可能刺伤手指，因此要提醒学生注意安全。也可购买非螺口接口注射器而不使用针头，该种注射器前端的乳头较长，可直接套上自行车气门芯橡胶管(但橡胶管不宜打结，因为不容易套上)。使用时需要用手捏住橡胶管不让其漏气，即使如此，也比直接用手指堵住注射器前端的小孔要轻松得多，左手手指不会产生明显的疼痛。

(基金项目：广东省汕尾市教育科学“十三五”规划课题，No.2016SSW048)