光合作用：驗證與訓練

摘 要：敘述了指導學生運用規范化技術進行“綠色植物在光下制造淀粉”

的驗證方法和訓練步驟，為學生分析和闡明了驗證過程中疑難問題與注意事項。

關鍵詞：光合作用;葉綠素;葉綠體;淀粉;驗證;訓練;操作能力

中圖分類號：Q-331 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3198（2007）08-0197-01

生物學中教法課程中“綠色植物在光下制造淀粉”一節實驗，是該課程中的一個重要實驗環節。在此實驗過程中，我指導學生獨立思考、規范化操作，取得了良好效果和成功經驗。

(1)目的要求：驗證綠色植物在光下制造淀粉。

(2)材料和用具：天竺葵、蠶豆、小白菜等其它綠色植物（要使實驗收到更好的效果，冬季可采用天竺葵、櫻草、蠶豆等植物，夏季最好采用金蓮花、鳳仙花、小白菜、玉米、錦葵等）。不透光的黑紙、軟木片或馬糞紙等遮光大頭針或回紋針、酒精、碘酒或碘夜、燒杯、大型玻璃杯、玻璃皿、酒精燈、三角架、載玻片、蓋玻片、顯微鏡、鑷子、火柴。

(3)實驗要點：光合作用的條件——光和葉綠體。

(4)方法步驟：

把供實驗用的盆栽天竺葵或其它綠色植物先移到黑暗而溫暖的地方，以兩天以后，使葉內的淀粉轉變成糖并運送到其他器官里去，另一部分給植物消耗了。總之，葉內的淀粉全部消失以后才能做實驗。

從供實驗用的綠色植物的植株上選擇一片葉，用不透光的紙或軟木片將這片葉的一部分從上下兩面遮蓋，作局部遮光處理。使部分葉片照不到太陽。若用黑紙，就用回紋針把黑紙固定在葉片上夾牢，黑紙的部分必須平貼在葉片上，以防漏光，影響遮光效果。如果沒有黑紙或其它不透光的紙，可用軟木片代替，必須把軟木片剪成大小相同的圓片或其他式樣的小片。把這片葉的一部分，從上下兩面遮蓋起來用大頭針扎緊。再移到陽光下或培養箱的燈光下，最好是強光照射2~3h，若日光不強，可以稍將時間延長一些。然后摘下經太陽照射后的遮光葉片，除去遮蓋物，放在盛有沸水的燒杯中煮三分鐘，殺死葉肉的細胞，使葉綠素容易釋放出來。再放在裝有酒精的燒杯里，隔水加熱，使葉綠素溶解在酒精里。當葉片變成黃色時取出，用清水沖洗以后，放在培養皿上，滴碘酒或碘液，稍過一會兒，再用清水沖掉碘酒或碘液。可以看到經過太陽照射的部分變成了藍色，證明葉內產生了淀粉，遮光的部分沒有變成藍色，證明沒有產生淀粉。由此可見，綠葉只能在光下制造淀粉。

從經過陽光照曬，酒精褪色，并用碘液處理后的天竺葵葉片上，切下變藍的薄片從橫切面上觀察葉肉細胞，要注意，煮過的葉片很軟，不易被切成薄片，可采用鑷子從變藍的葉片上撕下一層表皮，上面帶有少量葉肉細胞，把撕下的部分做成裝片，用顯微鏡觀察，這樣才能比較清楚地看到葉肉內變藍的部分是葉綠體，其他部分沒有變藍。也可用槐或蕎麥的葉進行觀察。如果從變成藍色的天竺葵葉片上撕下一塊表皮，做成裝片，放在顯微鏡下觀察，可以清楚地看到，氣孔的保衛細胞里有變成藍色的小顆粒，那也是葉綠體。

上述幾個實驗都說明，不是葉肉細胞中的任何部分都能形成淀粉，只使其中的葉綠體能夠形成淀粉。如果用銀邊天竺葵、彩葉草、有白色斑點的洋芋或其他植物，也可當作實驗材料。這是因為銀邊天竺葵的葉緣，彩葉草的葉片中央靠近葉柄的部分和洋芋有斑點的部分的細胞內均不含葉綠體，加碘酒后，遮光的部分和不含葉綠體的部分不變藍。不能形成淀粉。這就證明了光合作用需要光，又需要葉綠體。

為了使實驗收到良好的效果，必須采用在光合作用中能較多的制造淀粉的植物作為實驗材料。實驗采用的材料還應該是生長旺盛的植株。如果采不到天竺葵和以上所說的植物的葉，桃樹葉、甘薯葉、吊蘭、葡萄葉也是良好的實驗材料。像洋蔥一類的植物，在光合作用中不積累淀粉，用這樣的植物做實驗是不合適的。有一些植物，如黃楊、冬青的老葉，葉綠素一時不容易溶解在酒精中，用這樣的葉做實驗，即耗費酒精，又拖延時間，也是不合適的。如果沒有合適的植物的葉，最好預先做個預實驗，把一些植物的葉試驗一下，再從中挑選效果明顯的葉用來做實驗。

在進行葉片局部遮光處理時，可以用清晰的照像底片貼在葉片的上面，代替遮光黑紙或其它遮光設備，結果在淡黃色的葉片上出現紫黑色的影像。

本實驗往往由于陰雨天——光太弱，或者班次太多，盆栽天竺葵不足，因缺乏材料而使教學計劃受到影響。還可以采用以下兩種方法：

①將提前部分遮蓋葉片的天竺葵放在強光下照射2~3h左右，把遮光的整個葉片全部摘下，放在培養皿內蓋好，保持葉片新鮮。放置一兩天后再做實驗，也可得到同樣的效果。這樣因葉片離開植物體后，在光下制造的淀粉運不走了，一兩天內葉片自身耗量小，這樣做就不會因上述原因而使已安排的實驗課受到影響。

②對生長在野外地里的植物也可用上述方法提前一天摘回保鮮備用。

(5)注意事項：

①如果要把葉片切成薄片，從橫切面上觀察細胞要注意，煮過的葉片很軟，不易被切成薄片，可該用鑷子從變藍的葉片上撕下一層表皮， 撕下的表皮總能帶有少量葉肉細胞，把撕下的部分做成裝片。用顯微鏡觀察，這樣也能夠較清楚地看到葉內變藍的部分是葉綠體。

②在遮蓋一部分葉片時，由于軟木較厚較重，使用不太方便，可以用錫箔（即包香煙的錫紙）或其他不透光紙。

(6)疑難問題分析：

葉綠體是光合作用制造有機物的場所，而葉綠素是葉綠體中所含的一種色素。正常情況下，由于葉綠素的存在使得植物葉片呈現綠色。葉綠素的形成需要光的作用和較高的溫度條件。假若植物長期生長在暗處，顏色總是淡黃色的。韭黃的生產就是一個典型的實例，處于低溫條件下的植物同樣也不能形成葉綠素，所以深秋里的葉子會由綠變黃。

(7)思考與訓練：

①問答題：

A.為什么供實驗用的植物要放在暗室1~2h ？

B.同在陽光下照射都未被遮蓋的具有白色斑點的葉，為什么原來綠色部分會變藍，而白色斑點部分不變藍呢？

②實驗題:

A.填空題:

綠色植物在光下制造淀粉的實驗：把經過遮光處理的葉片，放在酒精里脫去色素，滴上碘酒，看到遮光部分變成（ ）色，而未遮光的部分變成（ ）色，說明（ ）。把變成藍色的葉片部分做成裝片在顯微鏡下觀察，發現染成藍色的部分，只是葉肉中的（）部分，從而說明淀粉是在（ ）里形成的。

B:驗證綠色植物在光下制造淀粉，其過程包括：

①實驗時摘下一片部分遮光的葉片，除去遮蓋物，放在裝有酒精的小燒杯中，隔水加熱，使葉綠素溶解在酒精里；②在實驗前一天晚上，用不透明的黑紙，把選擇好的一片葉的一部分，從上下兩面遮蓋起來：③在實驗的前三天，把天竺葵或其它綠色植物放在黑暗的地方；④第二天，在強光下照射2~3h后，即可進行實驗；⑤當葉片變成白色時，取出葉片，放在玻璃片上，用清水沖洗；⑥然后滴上幾滴碘酒。這時候可以看到沒有遮光的部分變成藍色，遮光部分不變色。這個實驗過程的正確順序是（）。

A．③②④①⑤⑥ B．②③①④⑥⑤

C．③②①④⑤⑥ D．③④②①⑤⑥

實驗結果證明，綠色植物在光下能夠制造淀粉。為了檢驗學生對本節實驗教學內容的理解和掌握的程度，我結合本節實驗教學的重難點，給學生設計和提出思考與訓練的問題，讓學生總結要點和注意事項，并師生一起討論分析疑難問題，收到了良好的教學效果。