“植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)*

唐曉春 張宜萍

（1江蘇南京師范大學(xué)附屬揚(yáng)子中學(xué) 江蘇南京 210048 2江蘇省南京市揚(yáng)子第一中學(xué) 江蘇南京 210048）

1 原實(shí)驗(yàn)裝置

蘇教版生物學(xué)7上第6章第4節(jié)中“植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”的演示實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫f明植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳。

實(shí)驗(yàn)器材：蔬菜，黑色塑料袋，軟管，錐形瓶，止水夾，澄清石灰水。

實(shí)驗(yàn)操作：見圖1。

圖1 原實(shí)驗(yàn)裝置［1］

2 原實(shí)驗(yàn)裝置的不足

在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)裝置存在如下不足：①實(shí)驗(yàn)裝置攜帶不方便，氣密性較差；②該實(shí)驗(yàn)開始時(shí)袋內(nèi)除了蔬菜，還會(huì)裝入大量空氣，故無法證明最終袋內(nèi)的氣體究竟是植物產(chǎn)生的，還是原來袋內(nèi)的空氣，因此存在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膯栴}；③擠壓塑料袋壁力度不好控制，較難做到定量實(shí)驗(yàn)；④軟管直接通入澄清石灰水中，實(shí)驗(yàn)操作不夠規(guī)范；⑤利用澄清石灰水檢測二氧化碳，但溶液的混濁程度不易量化比較，且在實(shí)際教學(xué)展示中，教室后排和角落的學(xué)生常常無法看清實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；⑥新鮮蔬菜的呼吸作用在有光無光條件下均可進(jìn)行，但實(shí)驗(yàn)中用黑色塑料袋處理，會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生錯(cuò)誤的前概念：植物只有在暗處才能進(jìn)行呼吸作用。

3 實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

1）實(shí)驗(yàn)原理。利用二氧化碳能使酸堿指示劑BTB(溴麝香草酚藍(lán))溶液變色，且依據(jù)二氧化碳量的增加，溶液會(huì)由藍(lán)色變?yōu)榫G色，再變黃色的特性檢測植物是否進(jìn)行了呼吸作用。

2）實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)。由洗手液空瓶（500 mL）連接橡膠軟管（長度大約7 cm）和一段玻璃管組成（見圖 2）。

圖2 改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置

3）實(shí)驗(yàn)材料的改進(jìn)。選擇新鮮綠豆種子作為實(shí)驗(yàn)材料，替代蔬菜（見圖2）。

4 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)備3套裝置：1號(hào)瓶裝入萌發(fā)1 d的綠豆種子100 g，2號(hào)瓶裝入等量煮熟的綠豆種子，3號(hào)瓶為空白對(duì)照，用于排出瓶內(nèi)原有空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的干擾。3套裝置均在20℃條件下密閉培養(yǎng)24 h。向甲、乙、丙3個(gè)燒杯中各加入15 mL 0.1%BTB溶液。依次按壓洗手液瓶1號(hào)至3號(hào)中的氣體到甲、乙、丙燒杯的BTB溶液中，各20下。

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)完畢，可觀察到甲燒杯中液體呈黃綠色，乙、丙燒杯中溶液仍呈藍(lán)色。由此可知：萌發(fā)的種子能進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳。

6 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)

1）利用二氧化碳能使酸堿指示劑BTB（溴麝香草酚藍(lán)）溶液變色，顏色變化直觀、鮮明，更易引起學(xué)生的關(guān)注，更易激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的直觀性。

2）實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)之處的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：①由黑色塑料袋換成空洗手液瓶子，體現(xiàn)了將生活中的廢物二次利用的環(huán)保理念；②洗手液按壓式的瓶蓋在擰緊后氣密性較好，外界氣體不會(huì)進(jìn)入瓶內(nèi)，而瓶內(nèi)的氣體通過按壓的方式就能排出，省去了原裝置中細(xì)線扎緊袋口，止水夾夾緊軟管這樣繁瑣的操作；③洗手液瓶子的材質(zhì)是一種較硬塑料，在擠壓的時(shí)候不會(huì)出現(xiàn)外形的改變，加上每次按壓的力度都是一樣的，可以通過控制按壓的次數(shù)多少實(shí)現(xiàn)由定性實(shí)驗(yàn)向定量實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)變；④裝置末端添加一段玻璃管與化學(xué)試劑直接接觸，實(shí)驗(yàn)操作更規(guī)范。

改進(jìn)之處體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)裝置的環(huán)保性、實(shí)驗(yàn)過程的可控性、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性和實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性。

3）選擇新鮮綠豆種子作為實(shí)驗(yàn)材料替代蔬菜具有以下幾方面優(yōu)勢：①萌發(fā)的種子不受光合作用的影響，無需做遮光處理，降低學(xué)生的認(rèn)知起點(diǎn)；②學(xué)生通過觀看演示實(shí)驗(yàn)后再思考植物的其他器官是否會(huì)進(jìn)行呼吸作用，符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，體現(xiàn)了選擇實(shí)驗(yàn)材料的巧妙性。

呼吸作用是植物一種重要的生理活動(dòng)。但學(xué)生對(duì)此并沒有直觀的感受，往往會(huì)忽略植物的呼吸現(xiàn)象。通過改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織開展，可使學(xué)生在動(dòng)手動(dòng)腦、自主探究的學(xué)習(xí)活動(dòng)中，獲得呼吸作用的基礎(chǔ)知識(shí)，發(fā)展思維，培養(yǎng)科學(xué)精神。

［1]汪忠.義務(wù)教育教科書生物學(xué)7年級(jí)上冊(cè).南京：江蘇教育出版社，2016.