运用南美蟛蜞菊探究二氧化碳是光合作用的必需原料

樊晓红

(广东省广州市玉岩中学 510530)

“二氧化碳是光合作用必需的原料吗”是人教版生物学七年级上册的一个探究实验，教材中给出提示可以用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，并借鉴普利斯特实验中控制空气流动的方法等，但并未给出具体的实验方法和参考案例。笔者从实验材料的选取、实验装置的选择、实验结果的检测等方面反复地尝试，探索出适合学生进行分组实验的实验设计方案，取得了良好的实验效果。

1 实验材料的选取

教材建议本实验使用盆栽的天竺葵进行实验。在实施过程中发现，学生分组实验时需求量大，导致实验成本较高；黑暗处理及隔绝CO2处理时盆栽天竺葵占用的空间大，而且取材受季节限制。 为此，改用水培生根的南美蟛蜞菊作为实验的材料，可以很好地解决这些问题。

南美蟛蜞菊是多年生草本植物，四季常绿，作为常见的园林绿化植物和强势的外来入侵种，在华南地区常见，校园和学校周围也有很多，取材容易，成本极低，而且该植物叶绿体含量丰富，光合作用非常旺盛，非常适合做探究光合作用实验的材料。实验前剪取南美蟛蜞菊的枝条，保留上面4～6片叶子，插入盛有水的小烧杯中，水培几天即可长出不定根，以此作为光合作用实验的植物材料，简单方便。

2 实验装置的选择

探究实验 “二氧化碳是光合作用必需的原料吗”，教材提示借鉴普利斯特利实验的装置和方法，普利斯特利实验是用玻璃钟罩来隔绝外部空气，同时又不影响光的透过。但是玻璃钟罩一般体积大、重量大、成本高。笔者经过实践，推荐用实验室常见的大烧杯和保鲜膜代替玻璃钟罩。

3 实验步骤和效果

(1)取2个小烧杯分别标记为A、B，剪取两支长势相同的南美蟛蜞菊枝条插入小烧杯，水培3～5 d，待其长出不定根后用小纸箱罩住，黑暗处理14 h(一昼夜)。

(2) 将水培有南美蟛蜞菊的小烧杯A连同盛有NaOH溶液的小烧杯置于2000 mL大烧杯中，用保鲜膜将大烧杯封口，橡皮筋绑紧。这样就做到了既隔绝空气又不影响光的透过，配合使用浓NaOH溶液，可以很好的控制有、无CO2这一对对照条件，而且装置轻便易操作，大大降低了实验成本(图1)。

(3)将A、B植株同时置于光照下数小时。

(4)从A植株上摘取叶片a(无CO2条件)，B植株上摘取叶片b，置于酒精中水浴加热除去叶片a、b中的叶绿素，滴加碘液后观察叶片颜色变化，具体方法参考人教版生物学七年级上册教材。

(5) 结果：叶片a、b经处理后，a不变蓝，b变为深蓝色，如图2、3所示。

图1 实验装置图

图2 叶片a

图3 叶片b

南美蟛蜞菊叶片叶绿体丰富，但是叶片较薄，没有蜡质层，酒精脱色比较容易，脱色后呈黄白色，滴加稀碘液后，不含淀粉的叶片呈淡棕色，含淀粉的叶片变为深蓝色，对比效果非常明显。

4 观察方法的拓展

在学生肉眼观察叶片有没有变蓝后，可以引导学生展开进一步的探究，取深蓝色的叶片制作横切面的临时装片，显微镜下观察淀粉在叶片中的分布。显微镜下，可以看到深蓝色的淀粉主要分布在叶肉细胞中，气孔保卫细胞中也有淀粉分布，表皮细胞中没有淀粉。通过观察光合作用的产物淀粉在叶片细胞中的分布，可以进一步调动学生的探究热情，使学生更好地理解植物以二氧化碳为原料通过光合作用合成淀粉的过程。