劉光富 （華鎣市祿市初級(jí)中學(xué) 四川廣安 638602）

濟(jì)南版生物學(xué)7年級(jí)上冊(cè)“綠色植物的呼吸作用”一節(jié)中的演示實(shí)驗(yàn)“觀察種子的呼吸現(xiàn)象”，利用了溫度計(jì)、氧氣的助燃性和二氧化碳能使石灰水變渾濁的性質(zhì)，驗(yàn)證萌發(fā)的種子在呼吸過(guò)程中釋放熱量，消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳［1］。筆者經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)原實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作復(fù)雜，特別是當(dāng)班數(shù)較多、上課時(shí)間又較為集中時(shí)，需要準(zhǔn)備很多套實(shí)驗(yàn)裝置，這很不利于實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展。故筆者將該實(shí)驗(yàn)作了相應(yīng)的改進(jìn)，以克服不足。

1 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h2>

1）驗(yàn)證種子的呼吸作用釋放熱量、吸收氧氣、放出二氧化碳。

2）節(jié)省成本，操作簡(jiǎn)單，現(xiàn)象對(duì)比明顯。

3）能立即多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，減輕教師負(fù)擔(dān)。

2 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的儀器及用品

礦泉水瓶（較軟材質(zhì)的更適合）、小燒杯、溫度計(jì)、導(dǎo)氣管、止水夾、蠟燭頭、澄清石灰水、雙節(jié)棍、保溫泡沫桶；萌發(fā)種子、煮熟種子、新鮮的根、莖、葉、花、果實(shí)等。

3 實(shí)驗(yàn)步驟

1）將裝有萌發(fā)種子和煮熟種子的礦泉水瓶裝置從保溫泡沫桶中取出，觀察標(biāo)有萌發(fā)種子和煮熟種子的溫度計(jì)讀數(shù)（圖1、圖2），并記錄。

圖1 保溫泡沫桶

圖2 溫度讀數(shù)比較

2）將裝有萌發(fā)種子和煮熟種子的礦泉水瓶裝置的導(dǎo)氣管末端同時(shí)放入有燃燒蠟燭的小燒杯中，用雙節(jié)棍同時(shí)擠壓礦泉水瓶（圖3）。裝有萌發(fā)種子的礦泉水瓶中排出的氣體能使燃燒的蠟燭熄滅，而裝有煮熟種子的礦泉水瓶中排出的氣體不能使燃燒的蠟燭熄滅。

圖3 排氣前、后蠟燭燃燒情況對(duì)比

3）將裝有萌發(fā)種子和煮熟種子的礦泉水瓶裝置的導(dǎo)氣管末端同時(shí)放入盛有澄清石灰水的小燒杯中，用雙節(jié)棍同時(shí)擠壓礦泉水瓶（圖4），裝有萌發(fā)種子的礦泉水瓶中排出的氣體能使澄清石灰水變渾濁，而裝有煮熟種子的礦泉水瓶中排出的氣體不能使澄清石灰水變渾濁。

圖4 排氣前、后澄清石灰水混濁情況對(duì)比

4）將裝有新鮮的根、莖、葉、花、果實(shí)的5 組礦泉水瓶裝置取出，先觀察溫度計(jì)示數(shù)并與步驟1 的記錄比較，結(jié)果是與萌發(fā)種子的溫度計(jì)讀數(shù)相近。

5）將5 組實(shí)驗(yàn)的導(dǎo)氣管末端同時(shí)分別放入5個(gè)均放有燃燒蠟燭的小燒杯中，用雙節(jié)棍同時(shí)擠壓5 組實(shí)驗(yàn)的礦泉水瓶（圖5），結(jié)果5 只蠟燭依次（或同時(shí)）熄滅。

圖5 5 只蠟燭依次熄滅

6）將5 組實(shí)驗(yàn)的導(dǎo)氣管末端同時(shí)分別放入5個(gè)均盛有澄清石灰水的小燒杯中，用雙節(jié)棍同時(shí)擠壓，5 組實(shí)驗(yàn)的礦泉水瓶（圖6），結(jié)果5 杯澄清石灰水依次或同時(shí)變渾濁。

圖6 5 杯澄清石灰水依次變混濁

4 改進(jìn)亮點(diǎn)

4.1 改進(jìn)原裝置

1）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備與驗(yàn)證萌發(fā)的種子呼吸作用放出熱量：簡(jiǎn)化試驗(yàn)，減小準(zhǔn)備難度。

原實(shí)驗(yàn)（圖7）：將萌發(fā)種子平均分為4 份，將其中2 份分別裝入甲、乙2 只保溫瓶中，將另外2份煮熟并冷卻后分別裝入丙、丁2 只保溫瓶中。在4 只保溫瓶中各插入1 支溫度計(jì)，讀數(shù)并記錄。過(guò)一段時(shí)間之后，再觀察、記錄各溫度計(jì)的讀數(shù)。不足之處：實(shí)驗(yàn)器材繁多，準(zhǔn)備工作復(fù)雜，保溫杯易損且價(jià)錢(qián)昂貴。

圖7 教材原圖——測(cè)溫度［1］

改進(jìn)實(shí)驗(yàn)（圖2）：將萌發(fā)種子平均分為2 份，將其中一份裝入標(biāo)有萌發(fā)種子的礦泉水瓶中，另一份煮熟、冷卻后裝入標(biāo)有煮熟種子的礦泉水瓶中，再將2 只礦泉水瓶放入2 個(gè)保溫泡沫桶中。取2 只溫度計(jì)讀數(shù)并記錄，再分別插入以上2 只礦泉水瓶。過(guò)一段時(shí)間之后，再觀察、記錄各溫度計(jì)的讀數(shù)。優(yōu)點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)器材簡(jiǎn)化，準(zhǔn)備工作簡(jiǎn)單，所用礦泉水瓶為廢物利用、耐用且可重復(fù)利用。

2）證明萌發(fā)的種子呼吸作用消耗氧氣：排除干擾和偶然性。

原實(shí)驗(yàn)（圖8）：拔掉甲、丙2 只保溫瓶的塞子，分別放入燃燒的蠟燭，觀察燃燒情況。不足之處：需要拔塞子、放入燃燒的蠟燭，此步驟不嚴(yán)謹(jǐn)，會(huì)引入空氣干擾而可能使實(shí)驗(yàn)失敗。燃燒的蠟燭放入保溫瓶后，不能立即重復(fù)實(shí)驗(yàn)而無(wú)法排除蠟燭熄滅是由偶然性引起的。

圖8 教材原圖——驗(yàn)證種子呼吸作用消耗氧氣［1］

改進(jìn)實(shí)驗(yàn)（圖3、圖9）：用雙截棍同時(shí)擠壓實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)和對(duì)照組實(shí)驗(yàn)的2 個(gè)礦泉水瓶，將氣體排入燃著蠟燭的小燒杯中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。優(yōu)點(diǎn)：擠壓排氣法，無(wú)空氣干擾、現(xiàn)象同時(shí)產(chǎn)生，對(duì)比明顯、能立即重復(fù)實(shí)驗(yàn)以排除偶然性。

圖9 圖3中實(shí)驗(yàn)裝置模式圖

3）證明萌發(fā)的種子呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳：便于控制、可多次重復(fù)。

原實(shí)驗(yàn)（圖10）：乙、丁2 只保溫瓶均按右圖所示裝置進(jìn)行改裝，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，向燒杯中注入清水，將杯內(nèi)氣體排入裝有澄清石灰水的試管中，觀察試管中石灰水的變化情況。不足之處：需改進(jìn)裝置，操作太復(fù)雜；還需等一段時(shí)間以防止干擾，太耗時(shí)間；注水排氣法水將會(huì)吸收掉一部分二氧化碳，可能會(huì)因?yàn)槎趸疾蛔愣乖囼?yàn)失敗，一旦失敗了也不能重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

圖10 教材原圖——驗(yàn)證種子呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳［1］

改進(jìn)實(shí)驗(yàn)（圖4、圖11）：用雙節(jié)棍同時(shí)擠壓實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)和對(duì)照組實(shí)驗(yàn)的2 個(gè)礦泉水瓶，將氣體排入裝有澄清石灰水的小燒杯中，觀察小燒杯中石灰水的變化情況。優(yōu)點(diǎn)：擠壓排氣，操作簡(jiǎn)便，無(wú)二氧化碳損耗，快速得到對(duì)比非常明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，且可多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

圖11 圖4中實(shí)驗(yàn)裝置模式圖

4）縮短實(shí)驗(yàn)操作的時(shí)間。

原實(shí)驗(yàn)：一共3 個(gè)步驟，但每個(gè)步驟之間不連續(xù)，且有較長(zhǎng)的等待時(shí)間，所以耗時(shí)太長(zhǎng)。

改進(jìn)實(shí)驗(yàn)：也是3 個(gè)步驟，但每個(gè)步驟之間是連續(xù)的，故耗時(shí)短，極大節(jié)省了實(shí)驗(yàn)時(shí)間。

5）減輕實(shí)驗(yàn)教師的負(fù)擔(dān)

改進(jìn)實(shí)驗(yàn)：整個(gè)實(shí)驗(yàn)可多次重復(fù)進(jìn)行，還可根據(jù)班級(jí)多少調(diào)整礦泉水瓶的大小，一次準(zhǔn)備全年級(jí)均可使用，極大減輕了實(shí)驗(yàn)教師的負(fù)擔(dān)。

4.2 增加根、莖、葉、花、果實(shí)實(shí)驗(yàn)裝置亮點(diǎn)

1）材料易得，準(zhǔn)備工作簡(jiǎn)單，不增加實(shí)驗(yàn)成本。

2）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備簡(jiǎn)單方便，便于學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備中。實(shí)驗(yàn)操作也簡(jiǎn)單，便于學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)中。因該實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性，故可請(qǐng)多組學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)。

3）5個(gè)實(shí)驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，一次性觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。現(xiàn)象明顯，給學(xué)生深刻的印象，易于學(xué)生識(shí)記。

4）耗時(shí)少，不擠占學(xué)生的探究學(xué)習(xí)時(shí)間；改進(jìn)實(shí)驗(yàn)與增加實(shí)驗(yàn)的耗時(shí)都會(huì)遠(yuǎn)少于原實(shí)驗(yàn)的耗時(shí)。

5）同時(shí)證明了根、莖、葉、花、果實(shí)（即所有活細(xì)胞）都在進(jìn)行呼吸作用（圖5、圖6、圖12、圖13）。便于學(xué)生理解植物的呼吸現(xiàn)象，也為后續(xù)學(xué)習(xí)“呼吸作用的應(yīng)用”打好基礎(chǔ)。

圖12 圖5中實(shí)驗(yàn)裝置模式圖

圖13 圖6中實(shí)驗(yàn)裝置模式圖