探究光合作用裝置

㈠ 用水生植物金魚藻作為實驗材料設計的光合作用實驗裝置，採用的方法叫排水集氣用來收集光合作用產生的氣體

探究光合作用產生氧氣的實驗
[實驗背景]葉在進行光合作用過程中，不但製造有機物，從而貯藏了能量，而且產生氧氣。氧氣通過葉肉組織的細胞間隙、氣室
至氣孔排出。水生植物（如沉水植物）的莖內則具有發達的通氣道，氧氣通過細胞間隙和通氣道最終排出體外。因此，在培養水生
植物時可以看到，光照情況下植物體向水中排出氣泡（即氧氣泡），這正是水生植物光合作用產生氧氣的現象。下面通過一組實驗
證明：1．不同條件下水生植物產生的氣泡的量不同；2
．這些氣泡是光合作用產生的氧氣。
[實驗准備]（一）材料：金魚藻（或黑藻等沉水植物）。（二）用品：玻璃漏斗一個，比漏斗直徑稍寬大的燒杯一個，直徑再大
一點的燒杯一個，試管一隻，剪刀或刀片，火柴一盒，紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等顏色的水，冰塊。
[實驗步驟]（一）取一枝金魚藻（或黑藻等沉水植物），放入盛有多半杯水的燒杯內。應特別注意：1．剪取金魚藻時，要用快剪
或快刀片一次割斷，切勿用手指尖捏斷，以免將莖內通氣組織堵塞；2．要將金魚藻頂端向下，倒放在燒杯中，然後，將漏鬥口浸
入水中，反扣在金魚藻上（要事先將漏斗的細管端截斷，只留幾厘米長，以便全部浸入水中）。取一個試管，盛滿水，用拇指堵住
試管口（不要漏氣），將試管朝下浸入燒杯內的水中（要確保倒放的試管內充滿水，不能有氣泡）。然後，將拇指松開，並將試管
套入浸在水內的漏斗細管上。為了不使漏斗沉在燒杯底部，可以在燒杯內放一塊小石頭。實驗裝置製作好以後，將此裝置放置在陽
光下或
200
W
的電燈下（注意，要側面照光，光源距燒杯
20
cm
左右），保持
25
℃
左右的水溫。稍待片刻，便可見金魚藻
向水裡釋放出氣泡。待放出的氣泡較均勻時，讓學生開始計數，計算每分釋放出氣泡的數量，此數值可作為光合作用在正常光照和
25℃
左右的水溫下放氧的強度。計數以後，將上述裝置放在另一個稍大的燒杯內，並在兩杯之間的空隙中分別注入紅、橙、黃、
綠、青、藍、紫等顏色的水，進行光照並觀察（各種顏色要分別實驗）。然後分別計算金魚藻每分放出氧氣泡的數目。最後，可以
以氣泡數為縱坐標，以各種顏色的水處理為橫坐標，分別繪制出坐標曲線圖，並對結果進行分析。
使用上述實驗裝置，將顏色水換成清水，在水中加人冰塊（其他條件相同），然後進行光照，計算金魚藻放出的氣泡數目，從
而比較出
25℃
左右的溫度和降低溫度後，金魚藻釋放氣泡數目的變化情況，分析出溫度對光合作用的影響。
（二）在利用上述裝置，進行正常光照和正常溫度下光合作用釋放氣泡實驗的基礎上，進行分析氣泡是否是氧氣的實驗。方法是待
試管內充滿半管左右的氣體時，左手浸入燒杯中，用拇指堵住試管口，使之密封，將試管撤出燒杯並倒轉，使試管口向上。此時水
流到試管下半部，氣體則位於試管的上半部。然後，用右手點燃火柴，隨即熄滅明火，在左手拇指松開試管口的一瞬間，將微燃的
火柴放人試管口中，可見火柴亮度立刻增加，甚至燃起明火（明火的大小與積累的氣體的量有關）。這表明試管內收集的氣體是光
合作用釋放出的氧氣。
[實驗結論]通過實驗證明，植物進行光合作用要釋放出氧氣。
[實驗心得]在進行這項實驗前的兩至三天就要開始製作裝置。收集氧氣時要注意滿足實驗所需的溫度條件和光照條件，否則收集
氧氣的量太少，演示時效果不明顯。如要促進光合作用強度，可在水中加入少量碳酸氫鈉（每100mL水加入0．
1
g
）。

㈡ 右圖是證實植物進行光合作用的實驗裝置．取一大燒杯裝入大半杯水，燒杯中放入一些金魚藻，通入一定量的氣

㈢ 某學校生物興趣小組的同學為了探究植物的光合作用，設計了如圖1所示的三個裝置：植物、培養液、隔板、光

（1）實驗前要對植物放到黑暗處一晝夜，目的是除去葉片內原有的澱粉，如果葉片內殘留有以前光合作用製造的澱粉，實驗結果就會不明顯，為了排除原有澱粉的干擾，放到黑暗片一晝夜，植物不能進行光合作用，只進行呼吸作用消耗澱粉，原來的澱粉消耗完後，就不會干擾實驗，使實驗結果更加明顯．
（2）甲組裝置與乙組裝置的區別是甲裡面是清水，乙裡面是氫氧化鈉溶液，由於氫氧化鈉溶液能吸收空氣中的二氧化碳，而清水沒有此功能，故甲、乙兩裝置內甲裡面有二氧化碳，乙裡面沒有二氧化碳．因此甲、乙兩裝置中葉片所處的環境，惟一變數是二氧化碳，故甲組與乙組起對照作用．所探究的問題是二氧化碳是光合作用必須的原料嗎？
（3）由於乙裝置，使植物所處的環境沒有二氧化碳，而二氧化碳是進行光合作用的原料之一，所以乙裝置內的植物由於缺乏原料而不能正常進行光合作用，不能製造有機物澱粉，因此遇碘不能變藍色．從光合作用的表達式：二氧化碳+水