用自制三格燈箱進(jìn)行“探究環(huán)境因素對光合作用的影響”的實驗

徐 杰 文 宇

(浙江省江山市清湖高級中學(xué) 江山 324100)

“探究環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響”實驗，是浙科版教材(必修1)模塊中的重要實驗。該實驗可結(jié)合人教版的“真空滲入法”排除葉肉細(xì)胞間隙的空氣，利用葉圓片進(jìn)行諸多環(huán)境因素對光合作用的影響。但在進(jìn)行實驗時，會發(fā)現(xiàn)外界的光照和溫度極大地影響了實驗結(jié)果的呈現(xiàn)，容易導(dǎo)致實驗的失敗。通過設(shè)計和自制三格燈箱的裝置，可避免外界因素的干擾，實驗結(jié)果明顯，縮短實驗時間，提高實驗效率。

1 材料和制作

1.1 材料 普通木板若干、3個燈頭、3 m電線、1個兩腳接線插頭、釘子若干、單向鏡面玻璃、1個把手、手動工具、LED白光燈5 W(3個)、7 W、 9 W(各1個)、5 W LED紅色、綠色燈泡(各1個)。

1.2 制作 按照圖1制作1個木制的三格燈箱(長55 cm×寬21 cm×高30 cm)，安裝上3個燈頭，并用一根電線串聯(lián)起來，且在另一端接上兩腳插頭。最后，在三格燈箱的前側(cè)挖一個凹槽，安裝上單向鏡面玻璃，通過推拉可以控制三格燈箱的開閉。也可在上面板上安裝把手，便于提取。

圖1 三格燈箱外形圖

2 燈箱的使用

(1) 在進(jìn)行“探究光照強(qiáng)度對光合作用強(qiáng)度的影響”實驗時，需安裝5 W、 7 W、 9 W的LED白光燈(可自行控制一定梯度的光照強(qiáng)度)，然后將葉圓片已沉入NaCO3溶液底部的3個燒杯分別放入3個小室中，接通電源開始計時，觀察并記錄葉圓片的上浮情況(圖1)。

(2) 在進(jìn)行“探究光質(zhì)對光合作用強(qiáng)度的影響”的實驗時，改裝是5 W的LED白光燈、紅光燈和綠光燈。

(3) 在進(jìn)行“探究二氧化碳濃度對光合作用強(qiáng)度的影響”實驗時，安裝同等瓦數(shù)的白光燈，改換一定濃度梯度的二氧化碳即可。

3 燈箱的優(yōu)點

(1) 整個裝置可有效地排除外界光線的影響，使實驗在預(yù)設(shè)的條件下進(jìn)行。分成的3個小室保證了各實驗組之間的互不干擾。

(2) 單向鏡面玻璃，正面為玻璃鏡面，用來反射光線，是一種對可見光具有較高反射比的玻璃。安裝時，注意單向鏡面玻璃的正反兩面，鏡面一側(cè)朝外。這種玻璃，可有效防止外界光線對裝置內(nèi)部的影響，又可及時觀察到裝置內(nèi)部的實驗現(xiàn)象。

(3) LED燈泡是冷光源，可防止日光燈產(chǎn)熱對實驗的影響。

(4) 此裝置可研究多個環(huán)境因素對光合作用的影響，如光照強(qiáng)度、光質(zhì)和二氧化碳濃度等。教學(xué)時以分解課題為探究模式，分成若干個子課題探究多個環(huán)境因素對光合作用的影響，兼顧體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，效果更好。

(5) 通過更換不同的光源來控制變量時，操作簡單，方便易行。

4 注意的事項

(1) 教師可一次性制作8～10個三格燈箱，用以完成小組合作的實驗。

(2) 在進(jìn)行“真空滲入法”步驟時，可用冷開水代替清水。因冷開水含氣體較少，使小葉圓片更容易下沉。

(3) 只要大部分小葉圓片下沉，即可將其取出進(jìn)行后續(xù)的實驗操作。