“種子萌發釋放二氧化碳”實驗的創新設計

葉潔純

【摘要】人民教育出版社出版的義務教育教科書《生物學》七年級上冊《綠色植物的呼吸作用》這一課中，“種子萌發釋放二氧化碳”演示實驗在實驗裝置和操作步驟等方面有可以改進、創新的地方。在不改變實驗的教學目標和實驗原理的前提下，筆者通過增加對照組、更換實驗儀器、改變實驗步驟，達到了實驗簡便易行、實驗材料環保易尋、節省人力和物力，實驗現象更明顯、實驗結果更有說服力的效果。

【關鍵詞】種子萌發釋放二氧化碳;實驗創新設計;初中生物

一、在教材實驗原型在裝置和操作步驟上可改進與創新的原因

1.一般情況下，一體積的水能溶解一體積的二氧化碳。可以根據教材實驗原型使用灌水排氣法，進一步提高實驗效果。

2.這一實驗的準備過程需要耗費教師兩天甚至更多的時間。一線教師一般要在同一個上午或者同一個下午連續上兩節課，在兩天或者三天內教授六個班級。使用教材實驗原型，教師不能使用同一個裝置在短時間內對多個所教班級進行授課。教授同一課，教師至少要準備兩個甚至四個裝置和藥品，要耗費很多的人力和物力。

3.裝置易損壞，不易搬動，不利于教師將演示實驗搬到教室，不利于教師讓學生近距離觀察實驗效果，也不利于學生在家準備實驗、參與實驗，不利于學生學習興趣的培養。

二、創新設計前后藥品的對比和改變的原因

（一）創新設計前的藥品有：萌發的黃豆種子若干、澄清石灰水。創新設計后的藥品有：萌發的黃豆種子若干、煮熟冷卻至室溫的黃豆種子若干、澄清石灰水。

（二）改變的原因：設置對照組，更能證明二氧化碳氣體是由萌發的種子進行呼吸作用時釋放出來的。

三、創新設計前后儀器的對比和進行創新設計的原因

（一）創新設計前的儀器有：集氣瓶1個、漏斗1個、棉花1團、玻璃導管1根、試管1支、燒杯1個。創新設計后的儀器有：瓶蓋頂部邊緣各預留一個60mm圓孔的凈含量為350ml的塑料礦泉水瓶2個、無菌紗布2包、橡皮筋2條、黑色塑料袋2個、10ml無菌帶針注射器2個、200ml的燒杯3個、25ml的燒杯2個、濾紙4張、標簽紙1張、貼有黑色卡紙的試管架1個、鑷子1個、黑色油性記號筆1支。

（二）實驗儀器創新設計的原因

1.預留圓孔的大小為60mm的原因：預留圓孔的大小參考實驗室常用漏斗上口直徑的大小。目的跟原實驗一樣，給萌發的種子進行呼吸作用時提供氧氣。

2.圓孔預留在瓶蓋頂部邊緣處而不在瓶蓋中間的原因：使紗布掀起的面積更小，有利于用注射器抽取氣體。

3.用八層無菌紗布包扎塑料瓶口的原因：借鑒實驗室中常用的好氧菌培養方法中的搖瓶培養法對塑料瓶口進行包扎，不僅透氣性好，有利于萌發的種子進行呼吸作用，還能防止雜菌污染塑料瓶中的種子。八層無菌紗布的作用與原實驗中棉花的作用一樣。但是用紗布包扎在搬動時不易脫落，更有利于實驗的進行。

4.用黑色塑料袋包扎瓶身的原因：萌發的種子放入塑料瓶后，即使放在避光處，一天半后子葉也開始呈現綠色。用黑色的塑料袋進行避光，可以避免萌發的種子進行光合作用從而影響實驗效果的情況出現。

四、創新設計后的裝置圖

五、創新設計后的操作方法

（一）將同等數量煮熟冷卻至室溫的黃豆種子和萌發的黃豆種子分別放入甲乙兩個塑料瓶中，蓋上瓶蓋。在瓶蓋預留孔下方的塑料瓶身上用黑色油性記號筆做好標記。在瓶蓋上方蓋上八層紗布，并用橡皮筋在瓶蓋底端凹陷處把紗布扎緊。將瓶蓋下方的塑料瓶瓶身用黑色塑料袋包好。

（二）一段時間后，拆開黑色塑料袋查看甲乙兩個塑料瓶中種子的情況，扎回塑料袋。

（三）拿過甲塑料瓶，借助用黑色油性記號筆做好的標記確定好瓶蓋預留孔的位置后，綁緊塑料袋。拆下甲瓶的橡皮筋。

（四）取下注射器甲的針頭護帽，拉動注射器甲的活塞，檢查氣密性，拉動活塞，吸取4ml的澄清石灰水。使注射器甲的針梗在上，用鑷子夾取兩張濾紙放于針栓處，垂直推動活塞，排出注射器中多余的液體和較大的氣泡。

（五）掀起瓶蓋預留孔處的紗布，用食指和拇指捏緊紗布。緩慢地將塑料瓶倒轉至約30°，使瓶蓋上的預留孔在最上端。

（六）將注射器甲的針頭和針梗垂直插入瓶內，緩慢地抽取瓶中氣體至注射器頂部，蓋回紗布。蓋回注射器甲的針頭護帽，震蕩搖勻三次，將注射器甲放在試管架上，觀察針筒內的澄清石灰水有沒有變渾濁。

（七）用橡皮筋扎好瓶口。

（八）對乙瓶進行和甲瓶同樣的操作，對比兩個針筒中澄清石灰水變渾濁的程度。

六、實驗效果

注射器甲中的澄清石灰水沒有變渾濁，注射器乙中的澄清石灰水明顯變渾濁，實驗效果正確。不先抽取裝有萌發的種子的塑料瓶中的氣體，可以減少因為二氧化碳過量，使澄清石灰水變渾濁后又變澄清，進而影響觀察實驗效果這種情況出現的概率。

每隔55分鐘抽取一次，在同一天內抽取兩到四次也能有同樣明顯的效果，可以滿足教師對多個平行班級的教學需求。

參考文獻：

[1]周德慶.微生物學教程（第3版）[M].高等教育出版社，2011.

責任編輯? 溫鐵雄