光合作用产生氧气实验改进

唐卫东

摘 要 光合作用产生氧气是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”的一个重要实验，从改进装置，寻找合适的碳酸氢钠溶液的浓度，从水生植物和陆生植物中寻找金鱼藻的替代物，在晴天和阴雨天分别做该实验等方面进行了研究，获得了很好的实验效果。

关键词 光合作用 实验改进 晴天 阴雨天

中图分类号 G633.91 文献标识码 B

按书本上的装置进行实验，把金鱼藻（图1）放入漏斗中，在烧杯中倒入清水，在试管中装满清水倒放在漏斗口上方，将整个装置放在阳光下（图2）。发现该装置操作很不方便，试管不易从烧杯中取出。实验过程中看到气泡极少，收集到气体极少。实验受天气的影响，实验材料受限制。

1 改进装置

用平底烧瓶（250 mL）、单孔橡皮塞和导气管连接（图3）实验装置，代替书本上的装置。导气管应尽可能插入深一些，金鱼藻光合作用产生氧气留在平底烧瓶中，使平底烧瓶内的气压增大，平底烧瓶内的液体从导气管中溢出。

2 配制溶液

碳酸氢钠能缓慢分解放出二氧化碳，可以为金鱼藻的光合作用提供原料，可用碳酸氢钠溶液代替清水。但碳酸氢钠溶液中溶质的质量分数是多少呢？按如下步骤进行探究，实验装置（图4）。金鱼藻光合作用产生氧气，使平底烧瓶内气压增大，将液体压进量筒，量筒中水的体积就是金鱼藻光合作用产生氧气的体积（注：实验前在量筒内装有少量的油，可防止水分蒸发）。

① 分别配制质量分数为0.5%、1%、1.5%、2%的碳酸氢钠溶液。② 取5个250 mL的平底烧瓶，分别装入9 g新鲜的金鱼藻，再分别倒满清水、0.5%、1%、1.5%、2%的碳酸氢钠溶液，塞紧瓶塞，分别标上A、B、C、D、E，同时放在阳光下照射。③ 观察5个装置中产生气泡的快慢，每隔1 h观察，并记录产生氧气的体积，见表1。

由上表可知，碳酸氢钠溶液中溶质的质量分数为0.5%、1%、1.5%，金鱼藻光合作用产生氧气的量接近，故碳酸氢钠溶液中溶质的质量分数应控制在0.5%～1.5%之间较合适。实验时最好用新配制的碳酸氢钠溶液。

3 操作要点

① 在平底烧瓶中装入适量的金鱼藻（金鱼藻取自虾塘），倒满0.9%的碳酸氢钠溶液，盖紧瓶塞。② 将装置放在阳光下，看到有大量的气泡产生。③ 2 h后，收集到气体备用。④ 打开瓶塞，将带火星的线香伸入瓶中，看到带火星的线香复燃。

结论：这个实验说明了植物的光合作用产生了氧气。

4 寻找其他植物

如果找不到金鱼藻,还可以用水中的植物黑藻代替，黑藻取自虾塘。在相等的时间内，相同条件下，金鱼藻和黑藻产生氧气的量几乎相等，见表2。

陆地上的植物是否能做光合作用产生氧气的实验呢？按如下步骤进行了探究：

① 配制浓度为0.9%的碳酸氢钠溶液。② 取适量的空心莲子草、黑藻、麦冬、吊兰，分别放入4个250 mL的平底烧瓶中，再分别倒满0.9%的碳酸氢钠溶液，分别标上A、B、C、D，同时放在阳光下照射。③ 观察4个装置中产生气泡的快慢，每隔一段时间观察，并记录产生氧气的体积，见表3。

由表3可以看出，如果找不到水中的植物金鱼藻或黑藻，可以用陆生植物空心莲子草等植物代替。在相等的时间内,空心莲子草产生氧气的速率与黑藻相当。用带火星的线香检验空心莲子草光合作用产生的气体，能使带火星的线香复燃。麦冬和吊兰产生气体的速率较慢，不宜采用。

5 用灯光做实验

如果是阴雨天，可以用2盏白炽灯照射。在两个平底烧瓶中分别装入适量的金鱼藻和黑藻，倒满0.9%的碳酸氢钠溶液，同时用一盏100 W的白炽灯和一盏150 W的白炽灯照射。2盏灯与植物间的距离为10 cm～20 cm之间，2 h后每一瓶就可以收集到近40 mL的气体。

以上的实验，不管是城市学校还是农村学校，不管在晴天还是在阴雨天，不管是用水中植物还是用陆地上的植物，都能成功做出光合作用产生氧气的实验。