談“植物蒸騰速率測定”實驗方法的改進

[摘 要] 以“植物蒸騰速率的測定”為例，對實驗方法進行了改進，使驗證性實驗融入創新元素，在豐富實驗內容的同時，也激發了學生對植物生理學課程的學習興趣。

[關 鍵 詞] 植物生理學；實驗教學；方法改進

[中圖分類號] G642 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）22-0142-01

在農學類院校的課程設計中，植物生理學是園藝專業的主干基礎課程，它上承“植物學、生物化學” 等基礎課，下啟“作物栽培學、花卉學、植物育種學”等專業課程，在園藝專業的培養教育中起著重要作用。在做好植物生理學理論教學的同時，開設具有科普性、學術性、趣味性、實用性的實驗，也是該課程教學的重要環節。蘇州大學園藝專業在植物生理學的實驗課程教學中，除了選開一些驗證性實驗（植物蒸騰強度的測定、葉片可溶性糖測定等）外，還開設綜合性實驗（葉綠體的提取及其色素分析）和設計性實驗（植物組織逆境傷害及其鑒定、薄板層析技術在彩葉植物色素分析中的應用），增開創新性實驗（根癌農桿菌對景天科植物的遺傳轉化）。這些實驗的遴選和開設，對提高植物生理學的理論教學質量，增加學生考研的知識儲備，拓寬本科畢業論文設計的視角和加強學生科研操作技能都具有重要作用。

在《植物生理學》（潘瑞熾主編，2012第7版 ）的講授過程中，課程組選擇了“植物蒸騰速率的測定”作為第一章“植物的水分生理”的實驗教學。對學生而言，這個實驗是植物生理學的第一個實驗，從內容上看屬于驗證性實驗，教材《植物生理學實驗指導》（張志良主編，2003第3版）中提供了兩個實驗方法， 即鈷紙法和容量法，兩種方法在實驗操作上都比較簡單，但各有利弊，前者可進行非破壞性實驗但精確性差；后者準確性高但操作繁瑣。從學術性和實用性角度考慮，我們選用了容量法對學生開設該實驗，但對教材提供的實驗方法作了如下改進：

1.實驗步驟

（1）取植物枝條（以能插入乳膠管并保持密封為度），保留數片葉子，在水中將枝條剪斷，以免導管內進人空氣。

（2）在水中將滴定管（或移液管）和乳膠管內注滿水，將滴定管下端與乳膠管一端相連，調節管內水位在0刻度以下。

（3）將枝條在水中插入乳膠管的另一端，接口處不能漏水且管內不能有氣泡。

（4）將安裝好的蒸騰計固定在滴定管夾上成U型裝置。輕徑擦干葉片表面水分，開始計時并記下滴定管內的初始水位（不需要調至0刻度也可）。

（5）用封口膜封好滴定管頂部開口處，然后在膜中央用牙簽扎1～2個小孔。

（6）每隔30分鐘記錄滴定管水位刻度（如果測定的時間長，蒸騰量大，可向滴定管內補水）。然后將枝條上的葉片全部剪下，用“硫酸紙稱重法”或“坐標紙割補法”或“葉面積測定儀測定法”或“手機和PS軟件聯用法”計算出葉片總面積。

2.分組與記錄

為探討不同環境條件（風速、溫度、濕度、光照）對蒸騰作用的影響，本實驗分設12個小組進行實驗，在0、30、60、90和120 min記錄1次讀數。并記錄實驗材料的蒸騰量。

以上與教材提供的實驗操作相比，整個實驗在三個方面進行了改進。

（1）在實驗儀器上，由標本筒、軟木塞和分液漏斗組成的測定裝置改為由滴定管組的U型裝置，不僅使儀器減少，裝置簡化，而且使蒸騰量的讀數更加精確。

（2）實驗分設在4個不同環境條件下（風速、溫度、濕度、光照）進行，并設有3個重復，這樣，可使全班學生獲得不同的實驗結果，讓學生在完成實驗報告時豐富了討論內容，而綜合全班12個小組的實驗結果，又會發現或總結出影響植物蒸騰作用的諸多因子，由此補充和完善了“植物水分代謝”的理論知識。

（3）在求出葉面積的方法上，《植物生理學實驗指導》只提供了一種硫酸紙稱重法。

顯然，這種方法已落后于現代教學理念，我們在本實驗中提供了4種方法讓學生自選。經過幾輪的教學實踐，“硫酸紙稱重法”和“坐標紙割補法”難以被學生接受，而改用“活體葉面積測定儀（SHY-150型）測定法”快捷、準確、不傷害植物，也讓學生感覺到“新式武器”在現代教學中的作用。但是這種儀器并非能測定所有植物的葉面積，例如針葉類植物（松柏類）、窄葉類（草蘋草）和小葉類（龜甲冬青）就不能準確地完成測定，而“手機和PS軟件聯用法”可彌補不足。在求實驗材料的葉面積時，我們對苑克俊等的方法也進行了改進，采用手機或掃描儀獲取圖像，這樣，既可以測定不規則的葉形，又可以測定數量多而單個葉面積小的材料，且可使多葉片一次成像，縮短了成像時間。

“植物蒸騰速率的測定”雖然是一個驗證性實驗，但經過改進學生覺得躍入“高、大、上”的檔次，既豐富了實驗內容，又增加了創新意識，由此激發了學生對植物生理學課程的學習興趣。

參考文獻：

[1]字淑慧，李俊，向紅，等.提高高校課堂教學效果的策略[J].云南農業大學學報，2015，9（2）：78-81.

[2]蘇愛娣.“植物蒸騰作用的探究”的教學探究[J].課程教育研究，2014（3）：24-25.

[3]曹紀明，徐中勇.《植物的蒸騰作用》實驗的改進[J].中學物理，2015，33（10）：93.

[4]葉麗英.一種研究植物蒸騰作用實驗方法的介紹[J].生物學通報，2011，46（11）：40-41.