《检验光合作用需要二氧化碳》的实验改进
人教版生物学七年级上册《光合作用吸收二氧化碳释放氧气》实验的改进与创新
《光合作用吸收二氧化碳释放氧气》实验的改进与创新一、使用教材本实验是对人教版生物学七年级上册中第五章第一节《光合作用吸收二氧化碳释放氧气》演示实验的改进与创新。
二、实验器材大烧杯、玻璃漏斗、试管、水草、溴麝香草酚蓝溶液、玻璃管、火柴、透明钟罩、小烧杯、绿色植物、固体氢氧化钠、二氧化碳检测仪、清水。
三、实验创新要点/改进要点为了验证光合作用吸收二氧化碳释放氧气，教材中安排了两个实验，采用了图一和图二两组实验装置，得到“二氧化碳是光合作用的原料”和“光合作用释放氧气”两个结论，从而构建光合作用的概念。
但实验设计存在一些不足：1、一节课两个实验，需要用到的器材多，实验准备繁琐，操作费时。
2、“二氧化碳是光合作用的原料”实验存在的不足之处尤其多：①耗时十分长，实验前植物需要暗处理24小时，光照2-3小时，水浴加热脱色10-20分钟，对于每周2节的生物课堂来说，时间完全不够；②经过反复验证，实验中叶片变蓝、不变蓝效果不是十分明显；③本实验中了解氢氧化钠能吸收二氧化碳是实验结果分析的关键点，但教材上一句话带过，很多同学不明白氢氧化钠吸收二氧化碳这句话是什么意思，从而不能准确的对实验进行分析，考试中屡屡失分。
四、实验原理/实验设计思路根据以上的不足，我对实验进行了改进：1、对“光合作用释放氧气”的实验装置进行了改进，向原装置清水中加入溴麝香草酚蓝以检测水中二氧化碳含量的变化(实验装置如图三所示)，使“二氧化碳是光合作用的原料”和“光合作用释放氧气”两个实验集中在一套实验装置中完成。
2、在“二氧化碳是光合作用的原料”实验基础上对实验进行改进，自主设计了一组实验（实验装置如图四所示），利用二氧化碳含量检测仪，检测三套实验装置中二氧化碳含量的变化，用来验证“二氧化碳是光合作用的原料”和“氢氧化钠能吸收二氧化碳”这两个关键知识点。
五、实验教学目标1、知识目标：通过实验探究光合作用的原料和产物。
2、能力目标：锻炼学生对实验现象的分析提炼总结能力。
“探究二氧化碳浓度对光合作用的影响”实验的思考与改进
"探究二氧化碳浓度对光合作用的影响”实验的思考与改进余林％张'恰2（1浙江省杭州学军中学杭州310012；2浙江师范大学生化学院金华321004）摘要本文选择碳酸饮料雪碧作为CO2的主要来源,探究环境因素CO2对光合作用的影响,增加学生进行实验探究的趣味性。
此外，对叶圆片的制取方法及真空渗水法进行了改进，并取得了不错的实验效果。
关键词光合作用环境因素叶圆片制取实验优化“探究环境因素对光合作用的影响”是浙科版高中生物学必修1中的一个开放性探究实验。
该实验内容较为丰富,并与生活实际相联系，对培养学生的动手操作能力、数据分析能力和实验探究能力具有不可替代的作用。
由于教材对实验的描述不够详尽，已有不少教师对该实验装置进行了实验材料、打孔方法、光照强度、CO2来源和浓度以及光合作用强度检测方法的改进，但实际操作过程中常常出现实验效果不佳的情况。
此外，由于高中学生的认知水平和兴趣多样性的特点，专业化的实验设计和实验设备不一定能获得理想的教学效果%本文在参照人教版教材的基础上,充分利用所在实验室的设备和条件,考虑到实验材料和器具生活化的同时，遵循简便易行、仿照教材的原则，设计并实施了以碳酸饮料雪碧代替NaHCO溶液以增加CO2浓度的方法。
该实验主要探究CO2浓度对光合作用的影响，同时对叶圆片制取的打孔方法及真空渗水法中的注射器选择进一步优化,培养学生对实验探究的兴趣及创新精神%1材料与方法1.1材料与用具菠菜,雪碧。
直径为4mm的塑料吸管,培养皿,20mL注射器，橡皮擦，烧杯（50mL），实验台日光灯，计时器。
1.2实验方法将新鲜菠菜叶片放置于实验台上，利用吸管的平口一端,按压叶片并轻轻旋转,即可获得实验所用的圆形叶片。
按压时需避开大叶脉，可多片叶叠加打孔。
将制取好的叶圆片放入盛有水的培养皿中，同时注意遮光,避免叶圆片因干枯萎蔫或提前进行光合作用而影响实验效果%取30枚叶圆片置于20mL注射器内，使注射器吸入水,将注射器口朝上，推动活塞排除注射器内残留的空气，再使注射器前端牢牢插入橡皮擦内达到密封状态，一只手紧握注射器，另一只手缓缓拉动活塞，使叶圆片内的气体逸出，这一步骤可重复几次。
“二氧化碳是光合作用原料”的实验改进
在 气 流 的作 用 下 往 往 会 飘 浮 到 水 面 上 燃 烧 起 来 。
实 验 时产生 的 白烟逸 散 到空 气 中， 既污染空气 ， 又
危 害 师生健 康 。而将 塑 料 单 向阀 巧 妙 用 于 自制 实 验 装置 中 ， 则既 能 完 成 探究 实 验 ， 又 能很 好 地 解 决
停 止推 活塞 ， 取 出集气 瓶 ， 让 两个 学 生交 换操 作 ， 做
到熟 练为止 。
果 出现液 体逆 流 时 ， 单 向 阀阀 门会 自动关 闭 。塑 料 单 向 阀还 具有 透 明性 、 耐用性 ， 因此 具 备 一 般 化 学 仪器所 不 能替 代 的特殊 性 。下 面 ， 就 塑料 单 向 阀在
空气 污染 的难题 。
瓶 内装满 水后 ， 让 一 个 学 生 扶 着 倒 置 的集 气 瓶 ， 另
一
个 学生 轻 推 注 射 器 活 塞 ， 空气 通 过 塑 料 单 向 阀 Ｉ， 由玻璃 弯管 进 入集气 瓶 内 。当活塞 到 达 注射 器
剞 ｆ ｌ ｌ Ｉ ， ｛ 罱 ２ ｏ ％ 氢 氧 化
管 中间 添加一 个盛 有 ２ ０ 氢 氧化 钠 溶 液 的密 封玻
璃瓶 ， 用 于吸 收 空 气 中二 氧 化 碳 ， 其他装置与 图 １
３ 实 验 原 理
绿 色 植物 在光 照 下 进 行 光 合 作 用 吸 收二 氧 化 碳 释放 氧 气 。
’ 田
一
乙
一
葵放 入广 口瓶 中 ， 并在 瓶 口涂 少许 凡士 林并 用 橡 胶 塞塞 紧 。橡 胶 塞 中插 入 ２根 导 管 ， 分 别 连 有 止 水 夹， 其 中深入 平底 的导 管 的另一 端 连接 装有 空 气 的 气球 。当气球 中 的空 气 压 完 时 ， 关 闭两 个 认 识二 氧化 碳是 光合 作用 的原 料 。
光合作用系列实验探索与改进
光合作用系列实验探索与改进浙江教育出版社出版《科学》，八年级下第二章第5节“光合作用”，需要做“光合作用”需要光、“光合作用”制造淀粉、“光合作用”需要二氧化碳、“光合作用”需要水、“光合作用”需要叶绿素等一系列实验，在实验过程中，发现如下问题：①用天竺葵做光合作用制造淀粉的实验，发现天竺葵不易得到。
②用其他植物代替，发现有很多植物的叶片不易脱色。
③长在室外的植物，用黑色的塑料袋套住植物2昼夜，发现植物的叶片会被灼伤。
④做“光合作用需要二氧化碳”的实验，按照书本上的要求，先将植物遮光处理2昼夜，然后用两个透明的塑料袋A和B，在A中装适量的石灰水扎紧叶片，在B中装等量的清水扎紧叶片，再让植物在阳光下照射4 h，将叶片脱色后滴入碘液，发现A、B叶片都不变蓝。
⑤做“光合作用需要水”这一实验，如果只剪断主叶脉，实验不能成功。
⑥用银边吊兰和金心吊兰做光合作用需要叶绿素的实验，发现实验现象不明显。
⑦用花叶曼长春花做实验，现象很明显，但脱色时间较长(需要45-55 min)，如果用于课堂教学，时间不允许。
另外，以上实验受天气的影响。
1寻找合适实验材料将校园里有的植物叶拿去脱色，记录脱色所需的时间，结果见表1。
在脱色的过程中，发现叶片厚，叶片表面看起来有一层蜡，叶片绿色深的植物都不易脱色(如樟树、桂花等)，而叶片薄，叶片绿色浅的植物易脱色(如羊蹄、垂序商陆等)。
夜来香的叶在脱色过程中，叶片里会形成较多的气泡，使叶变形且浮于水面，不易脱色。
选择羊蹄或垂序商陆做光合作用需要光、光合作用制造了淀粉、光合作用需要二氧化碳、光合作用需要水一系列实验。
用银边常春藤做光合作用需要叶绿素的实验。
2解决饥饿处理问题如果是盆栽的植物，可将整株植物放在黑暗处。
如果是长在野外的植物，可以用不透光的纸盒饥饿处理。
3解决“光合作用制造淀粉”用植物羊蹄代替天竺葵做实验，植物羊蹄别名野菠菜、牛舌头，蓼科、酸模属，生长于山野、路旁或湿地。
生长时期为2～11月。
初中生物光合作用综合改进实验探究
初中生物光合作用综合改进实验探究
光合作用是指绿植利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质的过程。
光合作用的原料包括二氧化碳和水，产物包括氧气和葡萄糖。
为了更好地了解光合作用的过程和影响因素，我们设计了一项综合改进实验来探究光合作用的一些关键问题。
下面将详细介绍实验的步骤和结果。
实验材料和仪器：
1. 毛细管或草莓柳叶片
2. 酒精灯或其他光源
3. 水槽或容器
4. 称量器
5. 烧杯
6. 试管
实验步骤：
1. 选择一片健康的柳叶片或草莓叶片，将其放入烧杯中加水，用手轻轻揉搓叶片，以破坏细胞结构。
2. 将毛细管的一端放入烧杯中，将另一端封住，并将毛细管的封住端浸入水中。
3. 将整个烧杯置于光源下，等待一段时间。
4. 观察水中的气泡情况。
实验结果：
经过实验观察，我们发现在光照条件下，水中会产生大量的气泡。
这是由于光合作用释放出的氧气在水中聚集形成的气泡。
为了进一步探究光合作用对氧气产生的影响因素，我们从以下几个方面进行了改进实验：
改进实验1：光强对光合作用的影响
我们设计了不同强度的光源来观察光强对光合作用的影响。
实验发现，光强越大，光合作用的速率越快，产生的气泡也越多。
通过以上改进实验的探究，我们进一步了解了光合作用的过程和影响因素。
光合作用是植物生长和生存的重要过程，对于维持地球生态平衡和人类生活起着至关重要的作用。
探究光合作用需要二氧化碳实验的改进
４ 实 验 结 果 与 结 论
① 将 红 花 醉 酱 草 带 足 量 的 土 移 栽 到 保 鲜
袋 内。
实 验 组 的 叶 片 遇 碘 不 变
色 ， 照 组 的 叶 片 遇 碘 变 蓝 色 对
② 在 保鲜 袋 的侧 边 开 一 个 大小 适 中 的小 孔 ， 使 袋 内其 中 的 ２～ ３张 叶片从 孔 内伸 出 ， 用透 明胶 带 将ｓ ￣ 与 叶柄 交 接处 的 内外 两 面封 好 ， 不 漏 Ｊ Ｌ ， 且
效果 好 。
了实验 数量 。那 么 如何让 生 物教 师 和实验 教 师适
应 这 一 变 化 ， 实 验 课 开 足 开 好 呢 ？ 加 强 试 剂 常 把 识 学 习 ， 实现 的前 提 。 是
１ 试 剂 采 购
生物 实 验注 重 实 验效 果 好 、 环保 和安 全 等 原
则 ， 以化学 试剂 和生 物 试 剂 采 购 一 定 要 注 意实 所 验效 果 和学生 的安 全 。
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生物 新 课 程 实验 园地 （ 栏 ） 专
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北 京川 布 兰生物 技 术开 发有 限公 司 承 办
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探 究 光 合 作 用 需 要 二 氧 化 碳 实 验 的 改 进
口 郑 帅 香
浙 江省 浦江 县教 育技 术 中心 ３ ２ ０ ２２０
浙教 版初 中科 学有 一 个 探 究 实 验 《 合 作 用 光
的有 机物 。若 光 合作 用在 不含 二 氧化 碳 的情 况 下
光合作用需要二氧化碳实验改进
探究光合作用是否需要二氧化碳实验改进本实验选自浙教版《科学·八年级下》第2章第5节，是一个课堂演示实验。
光合作用的学习对学生认识生命活动有着重要的意义。
本实验基于学生的前科学知识即呼吸作用释放二氧化碳、生态系统需要维持碳平衡，对光合作用是否需要二氧化碳进行科学探究，可以帮助学生构建光合作用的知识体系。
本文将围绕探究光合作用是否需要二氧化碳的主题进行改进，可供教师课堂实验演示，也可供学生操作完成。
1问题的提出1.1教材实验浙科版教材中关于该探究实验的设计如下图1。
教材中给出了实验装置但并未对实验方法步骤进行介绍。
其设计思路是选取正常生长植株，将整株植株放在黑暗处2~3天，这样植株进行充分的呼吸作用，消耗完叶片中的淀粉等有机物。
选取大小、长势相近的叶片，用透明塑料袋包裹，塑料袋中分别装有蒸馏水和澄清石灰水。
将植株搬至阳光下，让其进行光合作用。
澄清石灰水吸收A袋中的二氧化碳，其中的叶子不能进行光合作用。
这样就与B袋（其中叶片能进行光合作用）形成了对照，可进行探究实验。
在经过一段时间的光合作用后将叶片取下，用碘液进行淀粉检验。
图1.浙教版《科学·八年级下》关于光合作用是否需要二氧化碳的探究实验1.2实验分析此实验如此设计，费时较长，操作也比较繁琐。
用塑料袋装液体挂在叶片上，很有可能会压坏枝条，对植株的柔韧性也有要求。
本实验中自变量是二氧化碳，因变量是叶片中的淀粉含量，无关变量是时间、叶片形态、长势等等。
植物在阳光下不仅仅进行光合作用也会进行呼吸作用，A袋中的石灰水量少的话很难进行完全吸收，因此不易对变量进行控制。
最后实验是通过碘液检测是否使叶片变蓝来反映叶片是否进行了光合作用，进而体现光合作用是否需要二氧化碳的参与。
如前面说的，一方面变量不易控制，很难确定A袋中的石灰水是否已经把二氧化碳吸收完全；另一方面碘液遇淀粉变蓝在此很难下明确的操作性定义。
因此本探究需要进行改进。
2实验改进2.1改进原理焦性没食子酸水溶液在碱性环境下遇氧气会发生变色，先变成黄棕色，几分钟后逐渐转绿，几小时后又转变成黄棕色至深褐色。
初中生物教学课例《生物实验教学案例植物的光合作用需要二氧化碳》课程思政核心素养教学设计及总结反思
的实验现象不太明显，教师要帮助学生分析其中的原
因。探究性试验强调学生大胆置疑、主动参与、共同合
作，在其中设置一些引导性、启发性、开放性的问题，
学生可以有选择地进行学习。 课例研究综
通过本节课，我发现扎实的理论基础是做好探究性 述
实验的保证。本次实验探究过程中涉及到光合作用的原
（2）观察和记录实验现象。 引导学生观察并思考：那个实验组里的植株生长较 好，为什么？） （注意：在学生实验的过程中强调应注意安全） （3）观察实验现象：乙组的植株生长较好 （4）分析得出结论： 乙组的枝条生长最好，丙组其次，甲组装置内的枝 条生长最差。
（5）整理实验仪器。
由于学生在前面已经了解了溶液的作用，所以学生
纳学过的光合作用的知识，得出光合作用的反应式，让 学生巩固实验需要的理论基础。激发学生的学习兴趣， 并引导学生积极思考。
2．在这节课中，我努力激发学生提出问题，分析 问题，并自己寻求解决方案，以此培养学生像科学家那 样不断深入思考问题的思维方法和解决问题的能力，使 学生初步学会一些科学研究的方法，从而激发学生的探 究兴趣和尝试做“小科学家”的愿望。
的梯度；在科学方法训练和探究技能训练上，每个探究
各有侧重点，当然有些侧重点是相同的，最后这个全过
程探究有助于培养学生较为全面的科学探究能力。
教学目标
一、教学目标 1、阐明光合作用的概念
2、运用实验独立设计并完成探究活动“探究二氧 化碳是光合作用必需的原料吗？”
3、举例说明光合作用原理在农业生产上的应用。 二、重点、难点 重点：光合作用的概念。 难点：运用实验独立设计并完成探究活动“探究植 物的光合作用需要二氧化碳”吗？
初中生物教学课例《生物实验教学案例植物的光合作用需要 二氧化碳》教学设计及总结反思
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《检验光合作用需要二氧化碳》实验的改进
北师版初中生物第五章第1节
贵州省铜仁市万山区黄道民族中学——吴军华绿色植物是生物圈中作用最大的一类生物，它对生物圈的生存和发展起着决定作用。
绿色植物通过它的生命活动直接或间接地为其他生物提供食物和能量，如粮食作物、蔬菜瓜果、花卉等都是人类种植栽培的主要对象，与人类生活的关系十分密切。
尤其是绿色植物对维持生物圈中的碳氧平衡和水循环发挥着重要作用。
可以说没有绿色植物就没有生物圈的存在被称为“生产者”。
因此课标把它列为十大主题之一《生物圈中的绿色植物》。
课标明确指出：阐明绿色植物的光合作用；通过活动探究光合作用的条件、原料和产物。
为此教材用了大篇幅列举出光合作用发现的过程，借此应用科学史进行概念教学的方法完成课标的目标。
北师版生物课本特意设计了“检验光合作用需要二氧化碳”的实验。
然而其实验沿用的是经典的实验方案和器材，实验很难进行，完成率极低。
存在的问题有：
1、原实验所需要的时间较长。
需要暗处理2-3天，光
照2-3小时，水浴加热脱色10-20分钟。
对每周只有2节课
的生物课而言是完全不够的。
2、原实验装置复杂，要求密封，不宜操作。
如图：
3、原实验效果不明显，经过多次实验发现放置清水的
植物叶片滴加碘液未呈蓝色。
分析发现植物在进行光合作用时也进行着呼吸作用，植物经过2-3天的暗处理植物的正常生理机能受到影响，因而光合作用不旺盛导致未变蓝色。
4、原实验所用的氢氧化钠具有强腐蚀性存在安全隐患。
针对以上问题，我们经过多次实验，根据中学的实际情况，摸索出了效果明显，简单易行的实验材料对实验进行了改进。
一、改进实验材料的选择。
大烧杯1个、蓝藻、石蕊溶液、石灰石、稀盐酸、试管、带导管的双孔橡皮塞、凉开水、长颈漏斗、带橡皮塞的锥形瓶3个、光源
二、改进实验原理。
二氧化碳和水反应生成碳酸；石蕊溶液遇碳酸显红色；植物光合作用吸收二氧化碳使红色石蕊溶液变为紫色；石蕊颜色的变化证明光合作用的原料是二氧化碳。
三、改进实验的过程与方法。
1、在一个烧杯中分别装入一定量的凉开水（凉开水里面没有空气），再滴入石
蕊溶液，使烧杯内溶液为紫色；把溶液分为三份，分别加入到三个锥形瓶中。
2、在试管内放入石灰石，从长颈漏斗通入盐酸，将制得的二氧化碳由导管通入
B、C锥形瓶中，直至溶液变为红色（二氧化碳+水=碳酸），停止通气。
3、取一些蓝藻，放在A、B锥形瓶里，C锥形瓶里不放（做对比）。
4、将三个装置加橡皮塞放在同样的光照下5分钟，观察溶液颜色的变化。
5、一段时间后，A锥形瓶仍然为紫色，B锥形瓶溶液由红色变回紫色，C锥形瓶
溶液为红色，说明B锥形瓶水中的二氧化碳被植物的光合作用消耗了，从而证明了二氧化碳是光合作用的原料。
四、改进实验的示意图。
光照光照
A（植物+石蕊）B（植物+石蕊+CO2） C（石蕊+ CO2）
五、改进实验的优点。
1、节约实验的时间。
2、实验更加简便。
3、使实验现象更明显，便于学生观察。
4、使实验环保无污染。
六、改进实验的注意事项。
1、选择新鲜的活力强的水藻。
2、观察现象时要倒转锥形瓶便于观察（水藻有
颜色）。
3、用电灯照不仅增加光照也使温度适合（25-30度），使光合作用增强。
4、通入二氧化碳使其浓度增加，使光合作用更强。
七、改进实验的说明与反思。
本实验中选取的化学试剂和实验器材都非常容易获取，价格也很低廉。
如碘液是实验室必备的染色剂，烧杯、试管、锥形瓶是实验室常用的仪器；稀盐酸、碳酸钙是实验室必备的试剂；水藻很常见，在南方地区全年也能采到，也可以用其它水生植物替换；灯头、灯泡、导线也就1元一件。
由于本实验的实验现象明显，材料廉价易得，用时较短，因此对于多数学校尤其是农村学校来说具有广泛的应用价值。
另外改进实验应用了相关的化学知识，为今后学习化学作了铺垫。
参考文献
教育部制定义务教育生物课程标准（2012年版），北京，北京师范大学出版社。
刘恩山，《生物学》北京，北京师范大学出版社。
义务教育教科书，《化学》北京，人民教育出版社出，2012年。