基于種子萌發(fā)的實驗改進

丁永恒（山東省蓬萊市小門家中學 山東蓬萊 265606）

1 探究種子呼吸作用釋放二氧化碳的實驗改進

1.1 原實驗及其不足

1.1.1 原實驗裝置 實驗原型為魯科版（五四學制）6年級下冊生物學第5 章第2 節(jié)“呼吸作用釋放二氧化碳”的演示實驗，原實驗裝置見圖1。

圖1 種子呼吸作用原實驗裝置

1.1.2 在教材中的地位和作用 呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳的演示實驗。二氧化碳是一種無色、無味、看不到、摸不著的氣體，通過該實驗可讓學生直觀感覺到呼吸作用產(chǎn)生了二氧化碳，有利于學生更好地理解呼吸作用，該實驗的演示具有重要意義。

1.1.3 實驗原理 利用二氧化碳使澄清石灰水變渾濁的特性。實驗中，如果澄清石灰水變渾濁，則說明種子的呼吸作用釋放出了二氧化碳。

1.1.4 原實驗裝置的不足

1）器材較多，組裝復雜。

2）用該裝置進行實驗，操作繁瑣，不能在短時間內(nèi)重復演示該實驗。

3）短時間內(nèi)實驗現(xiàn)象不明顯。原因是①用灌水法排氣，瓶中灌入了清水，部分二氧化碳溶于水，可能導致二氧化碳量不足造成現(xiàn)象不明顯；②漏斗中用棉花塞住也會有少量的二氧化碳溢出。

1.2 改進實驗

1.2.1 實驗材料、試劑及器材 萌發(fā)的小麥種子和煮熟的小麥種子若干、250 mL 澄清的石灰水、20 mL 注射器2 支、50 mL 小燒杯2 個、輸液管、標簽紙及2 個調(diào)節(jié)器。

1.2.2 實驗步驟及現(xiàn)象 ①將一支20 mL 注射器裝入50 粒萌發(fā)的種子，另一支注射器裝入等量煮熟的種子； 將2 支注射器推桿都拉到相同刻度位置，前端留有一定空間（約5 mL），便于種子呼吸；將輸液管調(diào)節(jié)器移動到前端位置，并將調(diào)節(jié)器調(diào)到最小，封住空氣入口（圖2）。②放置約半天后，會發(fā)現(xiàn)裝有萌發(fā)種子注射器推桿位置變動，說明產(chǎn)生了氣體； 而裝有煮熟種子注射器推桿位置沒有變動，說明沒有氣體產(chǎn)生（圖3）。

圖2 種子呼吸作用實驗裝置改進

圖3 種子呼吸作用實驗現(xiàn)象

③將2 只小燒杯中放入等量澄清的石灰水，將2 支注射器的輸入管伸入石灰水中，推動推桿，排出氣體（圖4）。

圖4 種子呼吸作用氣體檢驗

④實驗中發(fā)現(xiàn)裝有萌發(fā)種子的注射器排出的氣體能使石灰水明顯變渾濁，而裝有煮熟種子的注射器排出的氣體使石灰水略微變渾濁； 請學生觀察2 個燒杯中石灰水的變化情況，引導其分析原因，得出實驗結(jié)論。

1.2.3 實驗結(jié)論 種子萌發(fā)過程中進行呼吸作用釋放二氧化碳。

2 探究種子萌發(fā)需要外界條件的實驗改進

2.1 原實驗及其不足

2.1.1 原實驗及裝置 此實驗裝置經(jīng)常在課外練習題中出現(xiàn)。裝置如圖5，將玻璃棒不同位置綁緊3 粒種子，放入大燒杯中，加水（水要先進行加熱去空氣，放涼使用）至中間種子處，然后置于適宜溫度下培養(yǎng)，可探究種子萌發(fā)的3 個外界條件即水分、空氣和溫度對種子萌發(fā)的影響。

圖5 種子萌發(fā)原實驗裝置

2.1.2 原實驗裝置的不足 此實驗裝置的缺點是種子數(shù)量太少，容易使實驗產(chǎn)生誤差。

2.2 改進實驗 對實驗裝置進行如下改進（圖6）。將玻璃棒換成鐵絲，在中間及上部位置綁上紗網(wǎng)，分別放上入20 粒小麥種子，加水至中部；將甲組置于25°C 常溫環(huán)境中，將乙組置于5°C冰箱中；通過增加每組種子的數(shù)量，可減少實驗誤差，保證實驗結(jié)果的可靠性。

圖6 種子萌發(fā)實驗裝置改進

2.3 裝置應用舉例說明 甲組1 號和2 號做對照，可探究水分對種子萌發(fā)的影響；甲組3 號和2號做對照，可探究空氣對種子萌發(fā)的影響；甲組2號與乙組2 號做對照，可探究溫度對種子萌發(fā)的影響；將其中一組用紙盒套住，另一組不做處理，可探究光照對種子萌發(fā)的影響。為避免出現(xiàn)誤差，可設置多個重復組。

3 總結(jié)

本實驗對教材原有實驗裝置進行改進創(chuàng)新，探究種子萌發(fā)過程中呼吸作用釋放二氧化碳及種子萌發(fā)過程中所需外界條件。實驗操作簡單，可重復使用，效果明顯。利用生活中易得材料親身動手實踐，極大激發(fā)學生參與生物學學習的興趣。