陳紹洲

(廣東省海豐縣彭湃中學 海豐 516400)

“探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響”是普通高中課程標準實驗教科書生物學必修1模塊的重要實驗。該實驗采用“真空滲入法”排除葉肉細胞間隙的空氣，要求“手堵住注射器前端的小孔并緩緩拉動活塞”。但在實踐中發(fā)現(xiàn)該操作費時費力，學生常因不能順利完成該操作而限制實驗的開展。

通過對注射器進行簡單的改裝(稱為“改裝注射器真空排氣泵”)后，無需用左手堵住注射器前端的小孔，因而不會導致左手疼痛，右手則更易拉動注射器活塞進行操作，提高了實驗效率。

1 材料和方法

1.1 材料 100mL塑料螺口注射器及16號針頭、自行車氣門芯橡膠管(淘寶可買到)和剪刀。

1.2 方法 將自行車氣門芯橡膠管一端打一死結，不讓其漏氣，然后從打結一端起算剪下4cm長(與針頭中針梗長度相同)，再將其套入針頭的針尖(注意針尖不要刺傷手指和刺破橡膠管)，順著針梗緩緩進入直至針栓處。最后完全套住整個針梗，使之牢固不易脫落、氣密性好(圖1)。經(jīng)改裝的針頭以順時針套在注射器乳頭的螺口上(圖2)。于是，改裝的注射器真空排氣泵制造成功。

圖1 套上自行車氣門芯橡膠管的針頭

圖2 改裝的注射器真空排氣泵

2 改裝的注射器真空排氣泵的使用與實驗結果

2.1 使用 用直徑為1cm的打孔器打出菠菜小圓形葉片后將其放入注射器內(nèi)，吸入50mL清水，待排出注射器內(nèi)殘留的空氣后，套上改裝過的針頭；接著左手握住注射器針筒前端，右手緩緩拉動活塞柄重復幾次直至菠菜小圓形葉片沉到水底。

2.2 實驗結果 在改裝和未改裝的注射器內(nèi)分別放入30片菠菜小圓形葉片，進行相同的排氣操作(重復3次)，結果如表1所示。

表1 改裝注射器和未改裝注射器排氣實驗記錄

3 討論

3.1 原因分析 改裝注射器排氣效率高的主要原因是氣密性好，可以用力拉動活塞柄且拉動的距離長，因而有利排氣。而操作期間有少量空氣進入注射器是因拉動活塞時用力不均勻造成的。未改裝注射器進入空氣次數(shù)多，除了拉動活塞時用力不均勻原因外，還因左手長時間堵住注射器的螺口產(chǎn)生疼痛而不小心松開，使空氣大量進入，需要多次排出針筒內(nèi)的空氣后才能繼續(xù)拉動活塞柄。

3.2 改裝的注射器真空排氣泵優(yōu)點 ①制作簡單方便，只需3個步驟即可完成，即自行車氣門芯橡膠管打結、剪斷、套上針頭。這樣可以培養(yǎng)學生動手能力和創(chuàng)新思維，提高學生的理性思維。材料只需另外購買自行車氣門芯橡膠管，購買注射器時一般都配一個針頭。②使用也簡單，無需復雜操作，而且省力、省時。③保管方便。長時間不使用時，將自行車氣門芯橡膠管從針頭分離，以防止橡膠管老化與針頭凝固在一起。④選用100mL塑料螺口注射器是因其容量大，可以一次性獲得足夠數(shù)量下沉的菠菜小圓葉片，以滿足多組重復實驗所需的材料，有效控制無關變量和節(jié)省實驗時間。而16號針頭直徑達1.6mm，套上自行車氣門芯橡膠管更牢固，不易脫落。

3.3 注意事項 ①無論是使用改裝注射器還是未改裝注射器來排氣，要使小圓形葉片全部下沉則耗時長，不利于實驗限時完成。因此，只要大部分小圓形葉片下沉，即可將其取出進行后面的實驗操作。分析部分小圓形葉片很難下沉的原因，可能是保衛(wèi)細胞受到損傷導致氣孔關閉使水分不能充分進入，或是抽氣過程中小圓形葉片疊在一起所致。因此建議：①打孔器打出多于實驗數(shù)量的小圓形葉片，可以充分滿足實驗需求；另一方面，在抽氣過程中要經(jīng)常搖晃針筒，以防止小圓形葉片垛疊在一起。②若學生使用不小心，針頭的針尖可能刺傷手指，因此要提醒學生注意安全。也可購買非螺口接口注射器而不使用針頭，該種注射器前端的乳頭較長，可直接套上自行車氣門芯橡膠管(但橡膠管不宜打結，因為不容易套上)。使用時需要用手捏住橡膠管不讓其漏氣，即使如此，也比直接用手指堵住注射器前端的小孔要輕松得多，左手手指不會產(chǎn)生明顯的疼痛。

(基金項目：廣東省汕尾市教育科學“十三五”規(guī)劃課題，No.2016SSW048)