葛金蘭
1 實驗簡介
本實驗是七年級上冊第三單元第四章“綠色植物是生物圈中有機物的制造者”一節(jié)中的重點實驗,通過實驗說明綠葉在光下能夠制造淀粉,引導學生深入理解植物的光合作用。但實驗常常由于課程進展在11月~12月開展,此時光照極弱,天竺葵葉片產(chǎn)生的有機物較少,對比效果不明顯。對此,筆者對此進行了調(diào)整和拓展,以期提升學生對實驗本身的理解及思考,增進實驗的趣味性。
2 實驗目的
(1) 檢驗綠葉在光下制造的有機物是不是淀粉。
(2) 探究光是不是綠葉制造有機物不可缺少的條件。
3 材料用具
盆栽的天竺葵,黑紙片,曲別針,酒精,碘液,小燒杯,大燒杯,酒精燈,三腳架,石棉網(wǎng),鑷子,火柴,清水。為縮短加熱時間,提高脫色效果,可改用水浴鍋進行水浴。
4 實驗方法及拓展
(1) 把盆栽的天竺葵放到黑暗處一晝夜。
(2) 用黑紙片把葉片的一部分從上下兩面遮蓋起來,然后移到陽光下照射。
(3) 幾小時以后,摘下葉片,去掉遮光的紙片。
(4) 把葉片放入盛有酒精的小燒杯中,隔水加熱,使葉片含有的葉綠素溶解到酒精中,葉片變成黃白色。
(5) 用清水漂洗葉片,再把葉片放到培養(yǎng)皿里,向葉片滴加碘液。
(6) 稍停片刻,用清水沖洗掉碘液,觀察葉色發(fā)生的變化。
拓展實驗一:一組學生用未進行暗處理的天竺葵進行實驗,其后步驟相同。
實驗結(jié)果:與經(jīng)過暗處理組進行比較無大的差別。
教師要求學生思考:為什么要進行暗處理?(暗處理時,葉片中原有的淀粉,一部分通過葉脈運輸?shù)街参矬w的其他器官儲存或利用,另一部分則直接在葉片中用于呼吸作用的消耗。葉片中的淀粉基本消失,實驗時檢測到的淀粉是葉片細胞新積累的淀粉。)
設計意圖:通過拓展實驗讓學生體會實驗中對實驗產(chǎn)物控制的重要性。
拓展實驗二:直接將碘液滴在葉片上,看是否有顏色變化?
實驗結(jié)果:無變化。
教師要求學生思考:為什么葉片沒有受到碘液的影響?
教師引導學生仔細觀察天竺葵葉片,回顧葉的結(jié)構(gòu):葉片的上下表皮屬于保護組織,外壁有加厚的角質(zhì)層,能夠保護葉片免受外界的影響。
拓展實驗三:葉片上留像。實驗前兩天,取天竺葵用黑紙包住1~2片葉片。去掉黑紙,取一張底片放在葉上,葉底托一張黑紙,再用曲別針將兩塊透明塑料片上下夾住葉片,使底片與葉片貼緊,放在陽光下曬3~4 h。
實驗原理:由于底片的遮擋,葉片各部分的光照強度不同,制造的淀粉多少不同,加碘酒后產(chǎn)生的藍色有深有淺,所以葉片就顯出像了。
拓展實驗四:把葉片直接放入清水中加熱,觀察。
實驗結(jié)果:葉片變成黃綠色,滴加碘液后也會變色。
脫色原理:乙醇是一種很好的溶劑,既能溶解許多無機物,又能溶解許多有機物,所以常用乙醇來溶解植物色素或其中的藥用成分。因為葉綠素溶于酒精,葉片經(jīng)過酒精煮了以后,只剩葉黃素和胡蘿卜素存在,因此顯黃白色。光合作用生成的淀粉遇碘變藍,酒精溶解葉綠素,消除葉綠素對顏色的的影響,使實驗現(xiàn)象更加明顯。
清水對于人類的肉眼來說是純凈的,但是里面有肉眼不能分辨的電解質(zhì)等,會造成顏色解離后脫色,當然,一般的短時間內(nèi)的脫色人們的肉眼也是幾乎分辨不出來的。因此,如果采用沸水脫色,需要較長的時間。
5 實驗執(zhí)行控制
(1) 實驗植物應該是健壯的,葉片生長比較茂盛,葉片較薄等特點。
(2) 實驗最好選擇9~10月提前進行,效果較為明顯。
(3) 需選擇5~7 cm見方的天竺葵葉片,大于9 cm的葉片實驗效果不明顯,同時對植株本身不利。為持續(xù)利用好現(xiàn)有植株,每株植物最好預留50%的葉片。
(4) 實驗室培養(yǎng)的天竺葵平時見光少,如果突然移至強光下照射,很快就會萎蔫。因此應避免在陽光最強時照光,如果時間不允許,最好選擇光照不太強的位置即可。
(5) 遮光處理時,用曲別針在黑紙片兩側(cè)沿葉緣處向上插入,葉片中間可用大頭針插緊,可得到更好的實驗效果。如果所選葉片較多,可使用小棍支撐枝干。
(6) 摘下葉片時,從葉柄基部處輕輕拉開,帶著葉柄實驗,操作更為方便。
(7) 酒精去綠時,有的葉片很快變成黑色,有的葉片褪色很慢,有的葉片褪色后變脆了,用水沖洗容易破碎。結(jié)合沸水脫色的拓展實驗,可采用:對褪色易變黑的葉片,實驗時在葉片的綠色尚未完全消失時,就停止褪色。對于那些表皮較厚、葉肉較多及易破碎的葉片,可先把葉片在沸水中燙煮幾分鐘再浸入酒精中便很快褪色。建議提前準備開水,使用250 mL燒杯盛入80~100 mL開水,100 mL燒杯盛入50 mL 95%的酒精,隔水加熱8 min左右即可沸騰。大燒杯太大,浪費水,小燒杯太小,容易使水灌入,影響脫色效果。酒精燈火焰離石棉網(wǎng)距離應適中,利用外焰加熱。如果酒精燈太低,可用橡皮墊起來?;鹧娌煌鷷r,用鑷子將燈芯拔出來一些,散開。
(8) 酒精沸騰時,溫度比水溫低,大約70℃左右??勺ゾo葉柄左右翻動,將整個葉片浸入酒精中,持續(xù)關(guān)注葉片是否變成黃白色。教師要提醒學生注意頭部盡量離燒杯遠一些,避免酒精味直沖鼻腔。
(9) 去綠完成時,先滅酒精燈,如果操作失誤引起酒精著火,應立即用濕抹布將火焰蓋滅。等燒杯溫度降低后,取出小燒杯,將酒精倒入專用裝瓶。以供下次使用。
(10) 滴加碘酒后,有些葉片色澤對比不明顯,須等待一段時間。光照較弱的要等到第二天才能顯示出對比效果。
(11) 碘液配制方法:
先將碘化鉀5 g溶解于10 mL蒸餾水中,配制成飽和溶液。將碘12.5 g加入配制好的碘化鉀溶液中,再加入酒精250 mL攪拌溶解,加入蒸餾水500 mL即可。