婆婆納在“綠葉在光下制造有機物”實驗中的應(yīng)用

賈飛飛

(湖北省十堰市實驗中學(xué) 442000)

“綠葉在光下制造有機物”是初中生物學(xué)七年級教材中探究光合作用條件和產(chǎn)物的經(jīng)典實驗，它能幫助學(xué)生更加直觀地理解光合作用必須在有光的條件下才能進行，并能產(chǎn)生淀粉等有機物。多數(shù)教材建議的實驗材料是天竺葵(Pelarogniumhortorum)，但該材料的實驗效果受季節(jié)影響，冬季實驗時效果欠佳。筆者通過多次實踐探索，發(fā)現(xiàn)葉片更小、更薄，但富含淀粉的婆婆納(Veronicadidyma)是很好的光合作用實驗材料。本文介紹應(yīng)用婆婆納進行實驗的方法步驟及效果。

1 實驗材料和方法

1.1 實驗材料用具 婆婆納(葉片富含淀粉、角質(zhì)層薄)、錫箔紙(遮光紙)、工業(yè)酒精、0.5%的碘液、小燒杯(200 mL)、大燒杯(500 mL)、量筒、培養(yǎng)皿、鑷子、保鮮膜、幾暖瓶開水。

1.2 實驗步驟 共分為8個步驟，具體如下：

(1)暗處理：婆婆納的暗處理時間一般為24 h，即在實驗前1 d的早上用黑塑料袋將其罩上，實驗當天去掉即可。

(2)選葉遮光：將婆婆納的葉片用中央鏤空的錫箔紙部分遮光，邊緣折疊用于固定(圖1)。

圖1 遮光處理示意圖

(3)光照：婆婆納在晴好的天氣，溫度適宜的情況下，光照5～6 h；陰天，光照1 d，無需人工輔助光照。

(4)摘葉去紙：提醒學(xué)生注意保留遮光紙，方便后期對照遮光處和見光處。

(5)酒精脫色：用200 mL小燒杯盛20 mL工業(yè)酒精，并在盛有工業(yè)酒精的小燒杯口封上保鮮膜，然后將其直接放入盛有300 mL開水的500 mL大燒杯中。工業(yè)酒精脫色速度快，婆婆納葉片可在2～3 min變成黃白色。

(6)溫水漂洗：可利用上一步大燒杯中的熱水兌些冷水，調(diào)成溫水漂洗葉片。漂洗后為了方便在培養(yǎng)皿中把葉片展平，可在培養(yǎng)皿中加入水，讓葉片浮在水中就能輕易地展平了，然后用大拇指輕輕按住展平的葉片，再倒掉培養(yǎng)皿中的清水，這樣展平的葉片就貼在了培養(yǎng)皿上。

(7)滴加碘液：滴加濃度為0.5%碘液，等待3～5 min。

(8)再次用溫水漂洗并觀察葉片顏色。

2 實驗結(jié)果

圖2為滴碘液檢測的婆婆納葉片(天氣晴好，溫度10℃～20℃，光照5～6 h)。從圖中可以看到，遮光部分呈現(xiàn)乳白色，未遮光部分呈現(xiàn)藍紫色。

圖2 碘液檢測后的婆婆納葉片

3 討論

3.1 關(guān)于選材 除婆婆納外，和婆婆納葉片較相似的薄荷葉也是本實驗很好的實驗材料，它和婆婆納葉片一樣小、薄，且酒精脫色時間短。植物實驗的成敗很大程度上取決于實驗材料的選擇，因此在實驗選材時，各地可根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況，恰當?shù)剡x擇，這樣做利于實驗的順利、有效的開展。

3.2 關(guān)于實驗步驟 主要包括以下幾個方面：

(1)暗處理 處理時間不宜過短或過長。過短，葉片中仍有原來積累的有機物，影響結(jié)果的檢測；過長，經(jīng)過處理的植株葉片易發(fā)黃，恢復(fù)起來較慢。建議在酒精脫色后可以加一個葉檢：即將葉片經(jīng)過酒精脫色后滴加碘液，看葉片是否變藍，以判斷是否還有淀粉存在，根據(jù)不同的天氣適當加長或減短暗處理時間。

(2)選葉遮光和光照 此步是影響最終結(jié)果的兩個關(guān)鍵因素，選什么樣的葉遮光直接影響酒精脫色時間和最終滴加碘液檢測淀粉的效果。老葉脫色慢，且光合效率低；嫩葉脫色快但其中的葉綠體還未發(fā)育成熟且數(shù)量少，光合效率也不高。因此，應(yīng)選用大小適中的、不被其他葉片遮擋的成熟葉片最佳。婆婆納的葉片大小比較均勻，方便選葉遮光，不需要刻意去區(qū)分老葉、新葉。遮光紙選用輕薄且邊緣易折疊的錫箔紙，可省去用曲別針固定遮光紙，避免損傷葉片和加重葉片的重量。另外，錫箔紙中央采用鏤空標記，可排除除光照外其他因素對實驗的干擾(例如，有時未采用遮光處理的葉片經(jīng)脫色后滴加碘液也會顯示一部分不變藍)。選葉遮光后的光照時間、強度也是影響實驗結(jié)果的關(guān)鍵因素：天氣晴好，溫度10℃～20℃，光照5～6 h，滴碘液檢測的婆婆納葉片，實驗現(xiàn)象明顯(圖2)；陰天，溫度8℃～13℃，光照1 d，滴碘液檢測的婆婆納葉片，產(chǎn)生淀粉可見，但沒有晴天多。這里也可加一個葉檢(即將葉片經(jīng)過酒精脫色后滴加碘液，看葉片見光部分是否變藍，以判斷產(chǎn)生淀粉的量是否肉眼可見)，根據(jù)不同的天氣調(diào)整光照時間。

(3)酒精脫色 傳統(tǒng)使用酒精燈進行隔水加熱，目的是保證酒精持續(xù)處于沸騰狀態(tài)而加快葉片的脫色。事實證明：對于較難脫色的葉片(如天竺葵葉片)，即便是酒精燈隔水加熱10 min脫色也不徹底，而且消耗酒精量大，實驗危險性高。因此，既要保證脫色效果好，又不用酒精燈，脫色時間短是關(guān)鍵。本實驗改用開水水浴加熱工業(yè)酒精，比95%的酒精更易沸騰，故脫色效果更好。另外，大小燒杯的配比可有效防止小燒杯側(cè)翻。為了減少酒精揮發(fā)，在小燒杯口封上保鮮膜，可提高脫色效果。且不用酒精燈，降低了實驗危險性。實驗保留了分組酒精脫色，而未集中使用水浴鍋，可方便學(xué)生對脫色過程中酒精的沸騰、葉片冒出氣泡并脫色進行觀察，調(diào)動學(xué)生實驗的積極性。