【實(shí)驗(yàn)三】光合作用吸收二氧化碳
實(shí)驗(yàn)三的目的是使學(xué)生得出“沒有二氧化碳，綠葉就不能制造出淀粉”的結(jié)論。實(shí)驗(yàn)三的實(shí)驗(yàn)裝置分為甲、乙兩套，在甲裝置的槽里盛有25％的NaOH溶液（或OH溶液），由于NaOH （或OH）可以吸收空氣里的二氧化碳，所以甲裝置的空氣成分中就沒有二氧化碳；乙裝置作為甲裝置的對照，在槽里盛有清水，所以乙裝置內(nèi)的空氣成分中仍然有二氧化碳。為了使對照實(shí)驗(yàn)的光合作用效率更高，還可以用HCO3溶液代替清水盛入槽內(nèi)，因?yàn)镠CO3溶液可以不斷逸出二氧化碳，從而增加乙裝置內(nèi)的二氧化碳的濃度。
教師在做演示實(shí)驗(yàn)之前，首先向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)三的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)過程，特別要指出在甲裝置中放NaOH的目的。然后啟發(fā)學(xué)生思考：
�。�1）甲、乙兩套實(shí)驗(yàn)裝置有什么主要區(qū)別？
�。�2）隨著時間的延長，甲、乙兩套實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)的空氣成分會發(fā)生什么變化？
在學(xué)生初步了解甲、乙兩套裝置的基礎(chǔ)上，教師可以從甲、乙裝置中各取一片葉進(jìn)行酒精脫色一清水沖洗一滴加碘液一清水漂洗（以上實(shí)驗(yàn)操作也可以改為學(xué)生動手完成），最后展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。摘自甲裝置的葉片未被染成藍(lán)色，而摘自乙裝置的葉片被染成藍(lán)色。
教師引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上，教師概括出實(shí)驗(yàn)三的結(jié)論：必須有二氧化碳參加，綠葉才能在光下制造出淀粉。
是不是只要有了二氧化碳，植物就能進(jìn)行光合作用了呢？教師可以啟發(fā)學(xué)生思考，栽培植物都需要哪些管理措施？利用學(xué)生學(xué)過的知識以及生活經(jīng)驗(yàn)，說明水對植物的重要性，指出科學(xué)實(shí)驗(yàn)還證明，水也是光合作用的原料。所以，綠色植物進(jìn)行光合作用的原料是二氧化碳和水。
【實(shí)驗(yàn)四】光合作用產(chǎn)生氧
實(shí)驗(yàn)四的目的是使學(xué)生認(rèn)識到，綠色植物在光下進(jìn)行光合作用時能放出氧氣。實(shí)驗(yàn)材料是生長旺盛的金魚藻或黑藻。
實(shí)驗(yàn)時切取十余株10cm左右的帶著頂芽嫩枝的金魚藻，切口向上，用線縛在一起，放入盛有溫水的大型號燒杯中。然后用短頸漏斗倒置在水藻上，使水藻都被罩在漏斗里，而漏斗的短柄應(yīng)沒入水中，取一支細(xì)型試管，向其注入清水，水滿后用右手大拇指撳住管口倒插入水中，然后套在漏斗柄上（套在漏斗柄上的試管此時不應(yīng)帶有氣體）。
在溫度20C左右，陽光充足的條下，很快可以看到水藻放出一串串小氣泡，這些小氣泡通過漏斗的收集都匯入到細(xì)試管內(nèi)，并且使試管的水排入到燒杯中。
這時教師可以啟發(fā)學(xué)生思考：
�。�1）這些氣泡是金魚藻在光照下產(chǎn)生的，產(chǎn)生的是什么氣體呢？
�。�2）我們怎樣收集和檢驗(yàn)這些氣體呢？
簡述實(shí)驗(yàn)裝置，介紹收集氣體的方法，指導(dǎo)學(xué)生對收集到的氣體進(jìn)行檢驗(yàn)（邊講邊演示）。在 水下，用拇指把試管口堵住，取出試管，試管口向上，用快要熄滅的衛(wèi)生香伸入試管里，衛(wèi)生香立刻重新燃燒。
啟發(fā)學(xué)生思考（1）什么氣體能夠幫助燃燒？（2）試管中的氧氣從何而，（3）這個實(shí)驗(yàn)可以說明什么？
根據(jù)學(xué)生的回答，教師歸納總結(jié)：植物在陽光下產(chǎn)生氧氣。
光合作用釋放氧的實(shí)驗(yàn)受溫度、陽光、二氧化碳等多種因素的影響。為了促進(jìn)光合作用的進(jìn)行，可以在燒杯內(nèi)加入少量NaHCO3 （1克／100mL）或用吸管向水中吹氣，增加水中二氧化碳的含量。當(dāng)陰天光照不足時，可以用100～200瓦燈光照射代替。為了使實(shí)驗(yàn)更有說服力，教師還應(yīng)準(zhǔn)備一套裝置放在暗處，做為對照實(shí)驗(yàn)。
（三）光合作用的概念和實(shí)質(zhì)
根據(jù)初一年級學(xué)生的年齡特點(diǎn)及接受能力，教師可以采取提問與講述結(jié)合，啟發(fā)思維，師生配合的方式進(jìn)行。例如：
�。�1）光合作用利用了哪些原料？（2）光合作用需要什么條，
（3）光合作用形成了哪些產(chǎn)物？
在學(xué)生回答的基礎(chǔ)之上，教師歸納總結(jié)出光合作用的概念。植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機(jī)物（主要是淀粉），并且釋放出氧氣的過程，叫做光合作用。然后，教師找一個學(xué)生根據(jù)光合作用概念中的原料、條和產(chǎn)物，在黑板上用公式的形式加以表示。
由于在實(shí)驗(yàn)一中植物光合作用的產(chǎn)物是淀粉，所以學(xué)生多數(shù)寫的也是淀粉。這時教師應(yīng)當(dāng)指出大多數(shù)植物的光合作用的直接產(chǎn)物是淀粉，但是也有一些植物光合作用的直接產(chǎn)物不是淀粉，而是其他一些有機(jī)物。很多植物還可以利用淀粉和其他一些物質(zhì)進(jìn)一步制造出蛋白質(zhì)、脂肪等有機(jī)物，所以光合作用的公式應(yīng)為
光能
二氧化碳＋水——>葉綠體有機(jī)物（儲能）十氧
在學(xué)生基本掌握光合作用概念的基礎(chǔ)上，教師利用光合作用公式啟發(fā)學(xué)生思考：在光合作用的過程中，物質(zhì)和能量都發(fā)生了哪些根本的變化？在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上，進(jìn)行最后概括總結(jié)：
光合作用把簡單的無機(jī)物（二氧化碳和水）轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜的有機(jī)物（淀粉等），并且釋放出氧；把光能轉(zhuǎn)化為儲存在有機(jī)物中的能量（化學(xué)能）。所以從實(shí)質(zhì)上講，光合作用包含了兩個方面的轉(zhuǎn)化：
物質(zhì)轉(zhuǎn)化：無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物
能量轉(zhuǎn)化：光能轉(zhuǎn)化為儲存在有機(jī)物中的能量
關(guān)于能量的概念比較抽象，學(xué)生很難理解。教師在講述光合作用的概念時，可以借用學(xué)生在日常生活中所熟悉的現(xiàn)象作比喻。比如說，馬拉車，牛耕田，人勞動都需要?dú)饬Γ@氣力就是能量的表現(xiàn)。汽車的開動，機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)都需要動力，動力也是能量的表現(xiàn)。光合作用制造淀粉是植物的一種生理活動，也需要動力，而動力就自太陽光，太陽光是一種能量，學(xué)生對此并不陌生，他們往往能舉出太陽能電池、太陽能熱水器等生活中常見的事例。
（四）光合作用的意義
光合作用有什么意義：學(xué)生對此或多或少都有一些了解。因此，教師可以讓學(xué)生先閱讀本有關(guān)內(nèi)容，然后以實(shí)驗(yàn)小組為單位進(jìn)行討論，最后小組的代表用最簡練的語言概括出光合作用的三點(diǎn)意義。這樣可以培養(yǎng)學(xué)生對字的閱讀和理解能力，同時通過集體力量提高他們對字的總結(jié)和概括能力。
在學(xué)生發(fā)言的基礎(chǔ)上，教師最后總結(jié)：沒有光合作用就沒有人、動物、植物的營養(yǎng)物質(zhì)，就沒有這些生物的能量，也沒有足夠的氧氣保證這些生物的生存。所以，光合作用是生物界食物的，能量的，氧氣的，是地球上一切生命的生存、繁榮和發(fā)展的根本保障。
（五）合理密植
農(nóng)作物產(chǎn)量的高低與農(nóng)作物光合作用制造的有機(jī)物多少有直接關(guān)系。光合作用效率的高低又與陽光利用率有直接關(guān)系。目前，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上太陽能的平均利用率僅為0．5％左右，普通高產(chǎn)田可達(dá)2％～3％。怎樣才能提高農(nóng)作物對陽光的利用率呢？合理密植、間作套種是比較常用的手段。
合理密植就是合理的加大農(nóng)作物的種植密度，擴(kuò)大單位面積內(nèi)葉片總面積，也就是擴(kuò)大光合作用的總面積，最大限度地利用陽光，提高單位面積的產(chǎn)量。
間作就是在同一塊田地上，隔株、隔行或隔畦同時栽種兩種或兩種以上農(nóng)作物，如玉米與大豆間作，小麥與蠶豆間作，大蔥與大自菜間作，充分利用地力與光能，提高單位面積產(chǎn)量。套種就是在同一塊田地上，在上一茬農(nóng)作物生長后期，將下一茬農(nóng)作物播種或栽植到上一茬農(nóng)作物的株間、行間或畦間，如小麥行間套種玉米，水稻行間套種綠肥，這是調(diào)解農(nóng)時季節(jié)矛盾、充分利用地力和光能，提高單位面積產(chǎn)量的一種栽培方式。
小資料
光合作用實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)：教材中有關(guān)光合作用放出氧氣的實(shí)驗(yàn)是用一大漏斗罩住金魚藻的方法進(jìn)行的。這里再介紹一種實(shí)驗(yàn)方法：取一個無色透明的酒瓶（或可樂瓶），將生長旺盛的金魚藻或黑藻放入瓶內(nèi)，并注滿0．1％的NaHCO3溶液，然后把裝有排水玻璃管的木塞塞好，并在瓶口涂上凡士林，防止漏氣。將裝置放在陽光下，不久就可以看到水草放出一串串的小氣泡，氣泡聚集在酒瓶的長頸部分，瓶內(nèi)的水受到氧的排擠從玻璃管中擠出，當(dāng)氣體積累到達(dá)瓶頸1／2～2／3時，即可以做實(shí)驗(yàn)了。
這種實(shí)驗(yàn)裝置收集的氧氣不容易跑掉，需要的儀器要求也不高，而且實(shí)驗(yàn)效果也不錯。
綠葉在光下吸收CO2實(shí)驗(yàn)：
1．取甲、乙、丙3只大廣口瓶，甲、乙瓶內(nèi)各放入1盆枝葉茂盛的植株，丙瓶內(nèi)不放植株。用麥管或吸管分別向各瓶內(nèi)深吐氣十余次，使瓶內(nèi)含有大量C02。用橡皮塞塞緊瓶口，并用凡士林封口。
2．把甲瓶放到黑暗處，把乙、丙二瓶放到陽光下。2小時后，揭開瓶塞，向甲、乙、丙3個瓶底各滴入幾滴澄清石灰水。仔細(xì)觀察各瓶內(nèi)的澄清石灰水有什么變化？（甲、丙瓶內(nèi)石灰水變混濁，乙瓶內(nèi)不變）實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明了什么？（實(shí)驗(yàn)證明，在陽光下，乙瓶內(nèi)的CO2被綠葉吸收了，所以乙瓶內(nèi)不產(chǎn)生白色的CaCO3沉淀。）
綠葉在光下制造淀粉：1．取各栽有1株綠色幼苗的甲、乙兩個花盆，甲盆幼苗用倒放的花盆套住，盆底孔蓋一木塊，使幼苗完全避光。乙盆幼苗不套花盆，暴露在陽光下。2．一晝夜后，從甲、乙兩株幼苗上各采下一片葉片分別放入盛有酒精的小燒杯內(nèi)。把小燒杯放在大燒杯里隔水加熱，觀察葉色的變化。3．把由綠色轉(zhuǎn)為黃白色的葉片用清水沖洗后，滴上碘液，甲、乙兩片葉的顏色各有什么變化？實(shí)驗(yàn)說明了什么？
光合作用和光強(qiáng)度的關(guān)系：
1．把縛有金魚藻的玻璃棒放到盛有清水的燒杯中，清水中加一點(diǎn)NaHCO3（1克/升）以增加水中的C02，含量。2．把燒杯放在直射的陽光下，觀察有無氣泡出現(xiàn)？數(shù)一數(shù)每分鐘冒出的氣泡數(shù)，用白紙遮住光線，再計(jì)算每分鐘釋放的氣泡數(shù)。二次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果有何不同？為什么？說明了什么？
3．把燒杯分別置于200瓦電燈泡下20、40和60cm處，計(jì)算每分鐘冒出的氣泡數(shù)。有什么不同？有何規(guī)律？說明了什么？
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