“種子萌發(fā)釋放二氧化碳”實驗的創(chuàng)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(fā)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(chuàng)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(huán)保易尋、節(jié)省人力和物力，實驗現(xiàn)象更明顯、實驗結果更有說服力的效果。

【關鍵詞】種子萌發(fā)釋放二氧化碳;實驗創(chuàng)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(chuàng)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?？梢愿鶕?jù)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(xù)上兩節(jié)課，在兩天或者三天內(nèi)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(nèi)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(yǎng)。

二、創(chuàng)新設計前后藥品的對比和改變的原因

（一）創(chuàng)新設計前的藥品有：萌發(fā)的黃豆種子若干、澄清石灰水。創(chuàng)新設計后的藥品有：萌發(fā)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(fā)的種子進行呼吸作用時釋放出來的。

三、創(chuàng)新設計前后儀器的對比和進行創(chuàng)新設計的原因

（一）創(chuàng)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(chuàng)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(chuàng)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(fā)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(yǎng)方法中的搖瓶培養(yǎng)法對塑料瓶口進行包扎，不僅透氣性好，有利于萌發(fā)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(fā)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(xiàn)綠色。用黑色的塑料袋進行避光，可以避免萌發(fā)的種子進行光合作用從而影響實驗效果的情況出現(xiàn)。

四、創(chuàng)新設計后的裝置圖

五、創(chuàng)新設計后的操作方法

（一）將同等數(shù)量煮熟冷卻至室溫的黃豆種子和萌發(fā)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(nèi)，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(nèi)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(fā)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(xiàn)的概率。

每隔55分鐘抽取一次，在同一天內(nèi)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