運用南美蟛蜞菊探究二氧化碳是光合作用的必需原料

樊曉紅

(廣東省廣州市玉巖中學 510530)

“二氧化碳是光合作用必需的原料嗎”是人教版生物學七年級上冊的一個探究實驗，教材中給出提示可以用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳，并借鑒普利斯特實驗中控制空氣流動的方法等，但并未給出具體的實驗方法和參考案例。筆者從實驗材料的選取、實驗裝置的選擇、實驗結果的檢測等方面反復地嘗試，探索出適合學生進行分組實驗的實驗設計方案，取得了良好的實驗效果。

1 實驗材料的選取

教材建議本實驗使用盆栽的天竺葵進行實驗。在實施過程中發現，學生分組實驗時需求量大，導致實驗成本較高；黑暗處理及隔絕CO2處理時盆栽天竺葵占用的空間大，而且取材受季節限制。 為此，改用水培生根的南美蟛蜞菊作為實驗的材料，可以很好地解決這些問題。

南美蟛蜞菊是多年生草本植物，四季常綠，作為常見的園林綠化植物和強勢的外來入侵種，在華南地區常見，校園和學校周圍也有很多，取材容易，成本極低，而且該植物葉綠體含量豐富，光合作用非常旺盛，非常適合做探究光合作用實驗的材料。實驗前剪取南美蟛蜞菊的枝條，保留上面4～6片葉子，插入盛有水的小燒杯中，水培幾天即可長出不定根，以此作為光合作用實驗的植物材料，簡單方便。

2 實驗裝置的選擇

探究實驗 “二氧化碳是光合作用必需的原料嗎”，教材提示借鑒普利斯特利實驗的裝置和方法，普利斯特利實驗是用玻璃鐘罩來隔絕外部空氣，同時又不影響光的透過。但是玻璃鐘罩一般體積大、重量大、成本高。筆者經過實踐，推薦用實驗室常見的大燒杯和保鮮膜代替玻璃鐘罩。

3 實驗步驟和效果

(1)取2個小燒杯分別標記為A、B，剪取兩支長勢相同的南美蟛蜞菊枝條插入小燒杯，水培3～5 d，待其長出不定根后用小紙箱罩住，黑暗處理14 h(一晝夜)。

(2) 將水培有南美蟛蜞菊的小燒杯A連同盛有NaOH溶液的小燒杯置于2000 mL大燒杯中，用保鮮膜將大燒杯封口，橡皮筋綁緊。這樣就做到了既隔絕空氣又不影響光的透過，配合使用濃NaOH溶液，可以很好的控制有、無CO2這一對對照條件，而且裝置輕便易操作，大大降低了實驗成本(圖1)。

(3)將A、B植株同時置于光照下數小時。

(4)從A植株上摘取葉片a(無CO2條件)，B植株上摘取葉片b，置于酒精中水浴加熱除去葉片a、b中的葉綠素，滴加碘液后觀察葉片顏色變化，具體方法參考人教版生物學七年級上冊教材。

(5) 結果：葉片a、b經處理后，a不變藍，b變為深藍色，如圖2、3所示。

圖1 實驗裝置圖

圖2 葉片a

圖3 葉片b

南美蟛蜞菊葉片葉綠體豐富，但是葉片較薄，沒有蠟質層，酒精脫色比較容易，脫色后呈黃白色，滴加稀碘液后，不含淀粉的葉片呈淡棕色，含淀粉的葉片變為深藍色，對比效果非常明顯。

4 觀察方法的拓展

在學生肉眼觀察葉片有沒有變藍后，可以引導學生展開進一步的探究，取深藍色的葉片制作橫切面的臨時裝片，顯微鏡下觀察淀粉在葉片中的分布。顯微鏡下，可以看到深藍色的淀粉主要分布在葉肉細胞中，氣孔保衛細胞中也有淀粉分布，表皮細胞中沒有淀粉。通過觀察光合作用的產物淀粉在葉片細胞中的分布，可以進一步調動學生的探究熱情，使學生更好地理解植物以二氧化碳為原料通過光合作用合成淀粉的過程。