（福建省惠安崇武中学）
摘要：光合作用是初高中的教学重难点，也是开展探究性实验和验证性实验的重要载体。本文将结合其他已有方式的优点，创造出器具简单，原理易懂，操作方便，现象明显，失败率低的数气泡法。本文以弧尾藻为例来测定光强、二氧化碳浓度分别对光合作用的影响，并对于数气泡法应用在实验教学中提出几点建议。
关键词：数气泡法；弧尾藻；光合作用
1 实验方法提出的背景
1.1 叶圆片上浮法的不足
人教版高中生物教材中测定光合作用的影响因素采用的是叶圆片上浮法，该方法的原理对大多数高中生而言较为抽象，且在实验中打孔较为困难，观察叶圆片上浮情况并不明显，其对于光照强度，二氧化碳浓度测定实验的设计也不够严谨[1]。
1.2 排水法的优缺点
在初中人教版教材中收集光合作用产生的氧气的演示实验中，采用金鱼藻这一水生藻类植物作为实验材料，使用化学实验中常用的排水法收集气体。在较强光照下出现了规律且快速的气泡，学生观察非常直观，材料也简单，原理易懂，但是速度过快，作为定量实验较难实行。
1.3 美国教材实验的优缺点
在美国主流理科教材《生命的动力》中“不同波长的光合作用如何影响植物光合作用的速率”的实验，采用直接在白色灯泡上用不同颜色玻璃纸遮住，形成不同的波长的环境，但该实验采用的是多株伊乐藻[2]，产生气泡面比较广，较难数清楚，并没有考虑到不同的光，在同等距离下，光照强度是不同的，顾该实验准确性较低。
2 实验的方案的设计及实施
2.1 实验原理
植物在光照条件下可以进行光合作用，利用二氧化碳和水制造出有机物并释放氧气。植物光合作用的速率会受外界环境的影响。
本次实验通过检测氧气的速率来测定光合作用强度。在控制一定条件下，植物叶片产生氧气后主要的运输结构是茎（或输导组织）。将植物从茎处横切为两部分。在水中，氧气就会以气泡的形式，从茎的缺口处飘出。便可通过每分钟产生气泡的多少来测定光合作用的强弱。
因为植物细胞含有碳酸酐酶，可以催化碳酸氢根离子与二氧化碳之间转化，所以在水环境中通过碳酸氢钠的浓度调节二氧化碳浓度。
2.2实验材料，试剂及用具的选择
2.2.1 实验材料
本实验材料选择新鲜狐尾藻。狐尾藻是多年粗壮沉水草本植物，茎呈圆柱形且发达，叶呈鲜绿色，裂片较宽，光合作用强度大。夏季生长旺盛，耐低温，一年四季均可采摘[3]。市面售价十株4-5元，成本低。每次实验截取的是狐尾藻前段茎1.0g-1.5g,10cm左右的长度。
2.2.2实验试剂及用具的选择
烧杯1000毫升，漏斗直径为9厘米，白色灯泡18瓦，玻璃棒，碳酸氢钠，药匙，天平，光照度计（测量光照强度的仪器）。
2.3测定影响光合作用强度的因素的方案设计及实施
2.3.1测定不同浓度二氧化碳对狐尾藻光合作用的影响
1、配置0.25%，0.35%，0.45%三种不同浓度的碳酸氢钠溶液各1000ml备用。
2、将截取的弧尾藻放入漏斗中，再将漏斗倒扣到烧杯中。安放灯泡，将烧杯放置在固定位置，用光照度计将光照强度调节至700lux，此刻温度计测得温度为30度。观察茎缺口处，从出现较为均匀气泡的时候开始数。统计结果如表1所示。
表1“测定不同浓度二氧化碳对狐尾藻光合作用的影响”实验结果记录表
2.3.2测定不同光照强对于狐尾藻光合作用的影响
1、配置0.5%的碳酸氢钠溶液1000ml备用。
2、将截取的弧尾藻放置漏斗中，漏斗整个倒扣到烧杯中。安放灯泡，将烧杯放置在固定位置，用光照度计将光照强度分别调节至400 lux，700lux，1000lux。观察茎缺口处，从出现较为均匀气泡的时候开始数。统计结果如表2所示。
表2“测定不同光照强度对于狐尾藻光合作用的影响”实验结果记录表
3 应用于实验教学中的几点建议
3.1 建议一 碳酸氢钠溶液会随着时间的推移而被植物光合作用所消耗，碳酸氢钠浓度越低影响越明显。但是在关于光照强度对光合作用的影响的实验测定时，测量时间比较短，次数较少，且碳酸氢钠浓度比较高，溶液体积较大，影响较小。
3.2建议二 在测定二氧化对光合作用影响时，需要使用光照度计进行测量，以保证无光变量的相同。光照强度的确定是根据在最大的碳酸氢钠浓度，最大光照强度时，气泡产生个数控制在40-50个所得，这样的产泡数量在不同梯度下都较易统计，减少实验所出现的人为误差。
参考文献
[1]汪月玲，刘顺枝，胡位荣，姚美玲.“环境因素影响光合作用的叶圆片上浮法”的实验改进[J].植物生理学通报，2009，45（5）：5-7.
[2]（美）奥尔顿 比格斯等著，曾立等译，《生命的动力（中册）》[M].浙江：浙江教育出版社，2008:105-106.
[3]吴征镒等.中国植物志[M].北京：科学出版社，53（2）：137
论文作者:戴华丽
论文发表刊物:《知识-力量》2019年3月下
论文发表时间:2019/1/21
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