对“绿叶在光下制造有机物”实验的创新

谢金玲

摘 要：新制定的《义务教育生物课程标准（实验稿）》强调学生的主动学习，并增加实践环节。倡导探究性学习，力图改变学生的学习方式，引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、分析和解决问题的能力，突出创新精神和实践能力的培养。

关键词：实验创新;地域特点;脱色和染色

实验的题材来源于初中生物学（2011年课程标准版，人民教育出版社）七年级上册，第四章“绿色植物是生物圈中有机物的制造者”中的实验：绿叶在光下制造有机物。该实验的材料是盆栽的天竺葵。优点是实验的现象明显，缺点是材料单一，室内的光线弱。

在教学实践中，笔者结合教学和当地的地域特点，对实验的材料进行创新，利用在学校内生长的丁香树、榆树、槐树、梨树、杨树、苹果树、枣树、沙枣树、刺玫、柳树叶做实验材料，选择出适合做该实验的材料的最佳树种，有利于教材实验的拓展和校本化，培养学生的实验探究能力和创新能力。

【实验目的】

探究校园内生长的丁香树、榆树、槐树、梨树、杨树、苹果树、枣树、沙枣树、刺玫、柳树叶在光下制造的有机物是不是淀粉。

【材料器具】

以上10种树的叶片，黑纸片、曲别针、酒精、碘液、小烧杯、大烧杯、培养皿、酒精灯、三脚架、石棉网、镊子、火柴、清水、计时器。

【实验过程】

一、在6月至9月份，选择晴、温暖的天气，第一天的早晨，如2019年6月22号，晴，16℃～26℃，9：00，用黑纸片把丁香树（榆树、槐树、梨树、杨树、苹果树、枣树、沙枣树、刺玫、柳树）叶片的一部分从上下两面遮盖起来，再用黑塑料袋把该叶片所在的枝条套装起来一昼夜。

二、第二天早晨，如6月23号，晴，17℃～30℃，9：00，取掉黑塑料袋，让叶片接受阳光的照射约5小时。

三、第二天下午15：00，剪下叶片。

四、在生物实验室里，去掉遮光的黑纸片，把叶片放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热，使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中，叶片变成黄白色。

五、用清水漂洗叶片，再把叶片放到培养皿里，向叶片滴加碘液。

六、稍停片刻，用清水冲掉碘液，观察叶片颜色发生了什么变化。

【实验结果】

（一）天竺葵 （二）槐树 （三）丁香树

（四）榆树  （五）杨树 （六）苹果树

（七）梨树（八）柳树

【实验结果结论分析】

一、叶片见光的部分遇到碘液变成了蓝色，说明叶片见光部分进行光合作用产生了有机物——淀粉。遮光的部分没有變蓝，不见光部分就没有淀粉的产生，这也说明光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。

二、量化出不同树叶脱色和染色所需时间（分钟）

脱色时叶片放在盛有酒精的小烧杯中，大烧杯中加入的是98℃的开水，减少脱色的时间和节省燃烧的酒精。脱色很关键，如果脱色不彻底，影响实验结果的观察。脱色时间与酒精灯内酒精的浓度、酒精灯火焰的温度、脱色用的酒精的浓度密切有关。染色要等图形出来后再冲洗，冲洗后再等一段时间，图形会更明显。

三、用盆栽的绿萝叶片做此实验，第一次脱色1小时也没把叶绿素脱下来，导致染色后显色不明显，实验失败。绿萝和天竺葵的叶片为变量的对照实验说明：盆栽的植物天竺葵做此实验效果最好。

四、在用校园内生长的不同植物的对比实验中，除了树叶变量不同外，其他的量如遮光、照光的时间、酒精、碘液都相同，脱色所需时间和显色的程度不同。对比实验结果，容易做出此实验的排序是：槐树、丁香树、柳树、榆树、杨树、梨树、苹果树、枣树、沙枣树、刺玫。槐树叶是最适合做“绿叶在光下制造有机物”实验的树叶。原因有以下三点：（1）槐树叶脱色时间最短。（2）槐树容易做出实验结果。在第一次做实验时显色结果就很明显，而且是淀粉遇碘后变成的蓝色，不是碘的褐色;每次做实验时显色结果都很明显。（3）叶片的大小合适，正好放在小烧杯里，不至于叶片太大，烧杯和培养皿装不下，叶片不能平展影响脱色和染色。刺玫的叶片太小太薄，不好夹黑纸片。

【实验中出现问题分析】

一、榆树叶前2次实验都没有做出实验结果。分析原因是所选的榆树的位置，在9：00—15：00教学楼刚好把阳光挡住了，导致在此时间段榆树叶没有被照到阳光。后2次实验另选在9：00—15：00不被挡光的榆树，而且选择植株上向阳的叶片来做实验，榆树叶的实验成功。通过实验的对照，得出了实验的最佳条件：选择校园内生长的植物做实验材料时，一定要选在9：00—15：00不被挡光的树，而且要选择植株上向阳的叶片来做实验。

二、苹果树叶前2次没有做出实验结果，可能是因为9月中旬光照强度太弱，气温不高，光照时间不够，树叶快要落叶了。

三、杨树在前2次实验中没有做出实验结果。杨树叶表面有绒毛，脱色需时间长，碘液染色后没有出现蓝色，可能制造的淀粉少。叶片过大，小烧杯和培养皿盛不下，也不利于操作。

四、梨树前2次叶片互相遮光，没有做出实验结果。另外叶片过大，也不利于操作。

六、脱色后有的叶片变得很脆硬，镊子一压就碎，可能是酒精太纯和脱色的时间太长。脱色用的酒精浓度应为95%的酒精。

总结：树种、树的位置、叶片的选择，每一步的实验操作，酒精灯内酒精的浓度，脱色用的酒精的浓度，脱色时间的长短，碘液的浓度，染色时间的长短，对实验结果都有影响。任何一个环节出现问题，都可能导致实验失败。只有每一个环节都正确，才能做出实验结果。

【实验反思】

一、室内盆栽的植物天竺葵可以“绿叶在光下制造有机物”，拓展学生的思维能力，打开学生的思路，提出问题：校园内自然环境中生长的各种树可不可以“让绿叶在光下制造有机物”呢？作出假设：能。再做实验验证假设是正确的。通过大量的对照实验和重复实验，发现校园内生长的各种树都能做出此实验。学生自然能归纳、接受和明白一个真理：所有的绿色植物的绿叶在光下都能制造有机物。

二、认识校园内常见的树种。用校园内生长的各种树的叶片做对照实验，根据酒精脱色时间的长短、脱色的效果、碘液染色的颜色变化的程度来选出最适合在嘉峪关地区做此实验的室外树种。为学生校本课程学习和教研提供材料依据和数据。可以让其他教师借鉴，作为改进实验在全市推广。

三、强调、重视和创新实验，让学生运用和掌握科学探究的方法。根据实验结果得出探究结论，是理科教学思路和科学探究的精髓。

四、教材上用到的实验材料是盆栽的天竺葵。如果全班或全年级学生做此实验，需要盆栽天竺葵的量很大，而学校盆栽这么多天竺葵是有困难的。所以我们想到用室外的自然生长的树叶做实验材料。好处是选取校园内的植物，取材方便。

五、更直观真实地表示出“在光下”的条件——绿色植物在自然生长的情况下接受阳光的照射。

六、学生对植物内在的生理作用——光合作用似乎看不见摸不着，很抽象。希望通过对“绿叶在光下制造有机物”实验的创新，让学生亲眼看见实验的结果叶片上的图形，相信植物叶片是真的制造了有机物——淀粉，验证绿色植物的光合作用。

七、在2019年夏季6月底对校园内生长的树做该实验，全都做出了实验，包括叶片背面有绒毛的杨树、苹果树和叶面有银白色鳞片的沙枣树;而在2018年秋季9月的2次实验中只做出了槐树和丁香树2种树种的实验结果图形。夏季和秋季的时间为变量的对照实验说明：光合作用的强度与光照强度、气温、光照时间的长短密切有关。光照强度强、气温30℃、光照时间长，则光合作用强度大。

八、做完实验后，学生说：“原来叶片上的星星是这样上去的！”“应该所有的绿樹叶都能做出此实验。”学生对这个实验的创新非常感兴趣，很多学生愿意更进一步地去实验探究，培养了学生的科学探究精神。

参考文献：

景泽强.初中生物实验教学指导书[M].教育科学出版社，2010.

注：课题立项号：GS[2018]GHB3696。

编辑 冯志强