光合作用產(chǎn)生氧氣實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

唐衛(wèi)東

摘 要 光合作用產(chǎn)生氧氣是浙江教育出版社出版《科學(xué)》八年級(jí)下第二章第5節(jié)“光合作用”的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，從改進(jìn)裝置，尋找合適的碳酸氫鈉溶液的濃度，從水生植物和陸生植物中尋找金魚藻的替代物，在晴天和陰雨天分別做該實(shí)驗(yàn)等方面進(jìn)行了研究，獲得了很好的實(shí)驗(yàn)效果。

關(guān)鍵詞 光合作用 實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 晴天 陰雨天

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B

按書本上的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，把金魚藻（圖1）放入漏斗中，在燒杯中倒入清水，在試管中裝滿清水倒放在漏斗口上方，將整個(gè)裝置放在陽光下（圖2）。發(fā)現(xiàn)該裝置操作很不方便，試管不易從燒杯中取出。實(shí)驗(yàn)過程中看到氣泡極少，收集到氣體極少。實(shí)驗(yàn)受天氣的影響，實(shí)驗(yàn)材料受限制。

1 改進(jìn)裝置

用平底燒瓶（250 mL）、單孔橡皮塞和導(dǎo)氣管連接（圖3）實(shí)驗(yàn)裝置，代替書本上的裝置。導(dǎo)氣管應(yīng)盡可能插入深一些，金魚藻光合作用產(chǎn)生氧氣留在平底燒瓶中，使平底燒瓶內(nèi)的氣壓增大，平底燒瓶內(nèi)的液體從導(dǎo)氣管中溢出。

2 配制溶液

碳酸氫鈉能緩慢分解放出二氧化碳，可以為金魚藻的光合作用提供原料，可用碳酸氫鈉溶液代替清水。但碳酸氫鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少呢？按如下步驟進(jìn)行探究，實(shí)驗(yàn)裝置（圖4）。金魚藻光合作用產(chǎn)生氧氣，使平底燒瓶內(nèi)氣壓增大，將液體壓進(jìn)量筒，量筒中水的體積就是金魚藻光合作用產(chǎn)生氧氣的體積（注：實(shí)驗(yàn)前在量筒內(nèi)裝有少量的油，可防止水分蒸發(fā)）。

① 分別配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%、1%、1.5%、2%的碳酸氫鈉溶液。② 取5個(gè)250 mL的平底燒瓶，分別裝入9 g新鮮的金魚藻，再分別倒?jié)M清水、0.5%、1%、1.5%、2%的碳酸氫鈉溶液，塞緊瓶塞，分別標(biāo)上A、B、C、D、E，同時(shí)放在陽光下照射。③ 觀察5個(gè)裝置中產(chǎn)生氣泡的快慢，每隔1 h觀察，并記錄產(chǎn)生氧氣的體積，見表1。

由上表可知，碳酸氫鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%、1%、1.5%，金魚藻光合作用產(chǎn)生氧氣的量接近，故碳酸氫鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)控制在0.5%～1.5%之間較合適。實(shí)驗(yàn)時(shí)最好用新配制的碳酸氫鈉溶液。

3 操作要點(diǎn)

① 在平底燒瓶中裝入適量的金魚藻（金魚藻取自蝦塘），倒?jié)M0.9%的碳酸氫鈉溶液，蓋緊瓶塞。② 將裝置放在陽光下，看到有大量的氣泡產(chǎn)生。③ 2 h后，收集到氣體備用。④ 打開瓶塞，將帶火星的線香伸入瓶中，看到帶火星的線香復(fù)燃。

結(jié)論：這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了植物的光合作用產(chǎn)生了氧氣。

4 尋找其他植物

如果找不到金魚藻,還可以用水中的植物黑藻代替，黑藻取自蝦塘。在相等的時(shí)間內(nèi)，相同條件下，金魚藻和黑藻產(chǎn)生氧氣的量幾乎相等，見表2。

陸地上的植物是否能做光合作用產(chǎn)生氧氣的實(shí)驗(yàn)?zāi)兀堪慈缦虏襟E進(jìn)行了探究：

① 配制濃度為0.9%的碳酸氫鈉溶液。② 取適量的空心蓮子草、黑藻、麥冬、吊蘭，分別放入4個(gè)250 mL的平底燒瓶中，再分別倒?jié)M0.9%的碳酸氫鈉溶液，分別標(biāo)上A、B、C、D，同時(shí)放在陽光下照射。③ 觀察4個(gè)裝置中產(chǎn)生氣泡的快慢，每隔一段時(shí)間觀察，并記錄產(chǎn)生氧氣的體積，見表3。

由表3可以看出，如果找不到水中的植物金魚藻或黑藻，可以用陸生植物空心蓮子草等植物代替。在相等的時(shí)間內(nèi),空心蓮子草產(chǎn)生氧氣的速率與黑藻相當(dāng)。用帶火星的線香檢驗(yàn)空心蓮子草光合作用產(chǎn)生的氣體，能使帶火星的線香復(fù)燃。麥冬和吊蘭產(chǎn)生氣體的速率較慢，不宜采用。

5 用燈光做實(shí)驗(yàn)

如果是陰雨天，可以用2盞白熾燈照射。在兩個(gè)平底燒瓶中分別裝入適量的金魚藻和黑藻，倒?jié)M0.9%的碳酸氫鈉溶液，同時(shí)用一盞100 W的白熾燈和一盞150 W的白熾燈照射。2盞燈與植物間的距離為10 cm～20 cm之間，2 h后每一瓶就可以收集到近40 mL的氣體。

以上的實(shí)驗(yàn)，不管是城市學(xué)校還是農(nóng)村學(xué)校，不管在晴天還是在陰雨天，不管是用水中植物還是用陸地上的植物，都能成功做出光合作用產(chǎn)生氧氣的實(shí)驗(yàn)。