几个验证性小实验助力高中生物教学中“光合作用”的理解

2021-07-22刘文安

学校教育研究 2021年11期

刘文安

摘要：验证性实验是指对某一研究对象有了一定的了解，并形成了一定的认识，为了验证这种认识的正确性而进行的一种实验。它注重实验结果，可以加深对研究对象或某一结论的深刻理解。这里介绍的几个验证性小实验是对高中生物教学中“光合作用”有关结论验证、对学生理解有帮助，并增加教学的直观性和趣味性，对培养生命观念、科学思维等生物学学科核心素养很有益处。

关键词：验证性小实验;助力;高中生物教学;光合作用

验证性实验是指对某一研究对象有了一定的了解，并形成了一定的认识，为了验证这种认识的正确性而进行的一种实验。它注重实验结果，可以加深对研究对象或某一结论的深刻理解。下面介绍的几个验证性小实验：

一、会喘气的蒿草叶——验证“绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是C02”

大家都知道，地球上人类和动物的呼吸以及燃烧等，需要消耗大量的氧气。长此下去，地球上的氧不是被用光了吗？实践证明，氧是不会被用光的。那么，这些被消耗掉的氧是怎样补充的呢？可以通过下面的定验了解一下。

1.实验材料和用具∶蒿草叶（绿叶）、漏斗、试管、玻璃管。

2.实验步骤∶

取一只大烧怀盛满清水，然后摘一些蒿草叶或者绿叶，浸在水里。在蒿草叶上罩-一个漏斗，漏斗颈上面再倒扣一支装满水的试管，放在阳光下（40w的白炽灯下、距离适宜），就会发现叶子不断地吐出一个个的小气泡，如果发现叶子吐出的气泡少了之后，你再用一根玻璃管，向水里吹气（含C02的混合气体），蒿草叶将连续地吐出大量的气泡。气泡聚集在试管的底部，将试管中的水挤出来。收集一定量的气体后，用拇指堵住试管口，将试管取出，用余烬的火柴杆插入试管口，余烬便会复燃，这说明试管里收集的是氧气。

其实，这是因为，在太阳光底下，植物的叶子能吸收空气中的二氧化碳，它与茎从根部输送上来的水分、养料化合，变成淀粉和葡萄糖等维持植物生长的有机营养物，同时放山大量的氧气。植物的这种作用，叫做“光合作用”。

植物的“光合作用”对于人类是很有意义的，它能够补充地球上的氧，又可以消耗大量的二氧化碳。经过计算和试验证明，一个成年人天呼出的二氧化碳，可供一平方米的植物吸收。每年，全世界的绿色植物从空气中大约可吸收几百万吨的二氧化碳，呼出大量的氧气足够维持生命的生存和燃烧所需要的氧。“碳达峰”“碳中和”植物功不可没。

二、植物需要哪种光——验证“绿叶中的色素主要吸收蓝紫光和红光”

1.实验材料和用具∶豆类的种子、木盆。

2.实验步骤;

（1）请你找来一些豌豆（或其他豆类）的种子，用清水浸泡，让它吸足水分，然后播种在一个木盆里。

（2）在小苗长出两三个叶片的时候，从中挑选出九棵大小和长势基本相同的豆苗，分别裁种在九个小箱（或小花盆）里。

（3）把其中的七棵分别用红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的玻璃罩（或塑料薄膜或玻璃纸）罩上。如果用塑料薄膜或玻璃纸的话，周围要用木条架起来固定住。

（4）剩下的两棵。一棵用不透光的纸盒罩上，另一棵祼露在自然光下。

如果材料允许的话，最好在这九种情况中，每一种都做两份进行对照。然后，把它们都放到向阳的地方，每天适当浇些水。

大约四五个星期以后，把罩全都打开，比较一下九种条件下幼苗生长的情况。这时候，你会发现，祼露在自然光中的幼苗，生长得最好。其次是蓝色和红色罩下的幼苗。绿色罩下的幼苗生长得最差，几乎和纸盒罩下的幼苗一样，变得又黄又弱，甚至可能已经死掉。

因为红色玻璃罩只能让红光透过罩里，其他各色光都被玻璃罩吸收了。同样，橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各色的罩子也都只允许和它颜色相同的光通过，植物只得到相应的一种色光。纸盒是不透光的，幼苗得不到光照。而裸露的植物却能得到七种光照射，所以长得最好。

实验证明，绿叶中的色素主要吸收蓝紫光和红光，红光和蓝光是植物最需要的光，它们对植物的光合作用和生长最有利。而绿色植物几乎是不吸收绿光的，绿光都被反射出来，所以我们才能看到植物的叶片是绿色的。

人们掌握了这个原理以后，就可以用人工的方法提高光合作用的效率，以达到增产的目的。目前，科学家已经制造了一种含有较强的红紫光灯泡。应用在温室栽培上。我国许多城区已经采用蓝色和红色的塑料薄膜来培育稻秧，普遍获得了培育壮苗和增产的目的。