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探究光合作用产生氧气的实验
[实验背景]叶在进行光合作用过程中，不但制造有机物，从而贮藏了能量，而且产生氧气。氧气通过叶肉组织的细胞间隙、气室
至气孔排出。水生植物（如沉水植物）的茎内则具有发达的通气道，氧气通过细胞间隙和通气道最终排出体外。因此，在培养水生
植物时可以看到，光照情况下植物体向水中排出气泡（即氧气泡），这正是水生植物光合作用产生氧气的现象。下面通过一组实验
证明：1．不同条件下水生植物产生的气泡的量不同；2
．这些气泡是光合作用产生的氧气。
[实验准备]（一）材料：金鱼藻（或黑藻等沉水植物）。（二）用品：玻璃漏斗一个，比漏斗直径稍宽大的烧杯一个，直径再大
一点的烧杯一个，试管一只，剪刀或刀片，火柴一盒，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色的水，冰块。
[实验步骤]（一）取一枝金鱼藻（或黑藻等沉水植物），放入盛有多半杯水的烧杯内。应特别注意：1．剪取金鱼藻时，要用快剪
或快刀片一次割断，切勿用手指尖捏断，以免将茎内通气组织堵塞；2．要将金鱼藻顶端向下，倒放在烧杯中，然后，将漏斗口浸
入水中，反扣在金鱼藻上（要事先将漏斗的细管端截断，只留几厘米长，以便全部浸入水中）。取一个试管，盛满水，用拇指堵住
试管口（不要漏气），将试管朝下浸入烧杯内的水中（要确保倒放的试管内充满水，不能有气泡）。然后，将拇指松开，并将试管
套入浸在水内的漏斗细管上。为了不使漏斗沉在烧杯底部，可以在烧杯内放一块小石头。实验装置制作好以后，将此装置放置在阳
光下或
200
W
的电灯下（注意，要侧面照光，光源距烧杯
20
cm
左右），保持
25
℃
左右的水温。稍待片刻，便可见金鱼藻
向水里释放出气泡。待放出的气泡较均匀时，让学生开始计数，计算每分释放出气泡的数量，此数值可作为光合作用在正常光照和
25℃
左右的水温下放氧的强度。计数以后，将上述装置放在另一个稍大的烧杯内，并在两杯之间的空隙中分别注入红、橙、黄、
绿、青、蓝、紫等颜色的水，进行光照并观察（各种颜色要分别实验）。然后分别计算金鱼藻每分放出氧气泡的数目。最后，可以
以气泡数为纵坐标，以各种颜色的水处理为横坐标，分别绘制出坐标曲线图，并对结果进行分析。
使用上述实验装置，将颜色水换成清水，在水中加人冰块（其他条件相同），然后进行光照，计算金鱼藻放出的气泡数目，从
而比较出
25℃
左右的温度和降低温度后，金鱼藻释放气泡数目的变化情况，分析出温度对光合作用的影响。
（二）在利用上述装置，进行正常光照和正常温度下光合作用释放气泡实验的基础上，进行分析气泡是否是氧气的实验。方法是待
试管内充满半管左右的气体时，左手浸入烧杯中，用拇指堵住试管口，使之密封，将试管撤出烧杯并倒转，使试管口向上。此时水
流到试管下半部，气体则位于试管的上半部。然后，用右手点燃火柴，随即熄灭明火，在左手拇指松开试管口的一瞬间，将微燃的
火柴放人试管口中，可见火柴亮度立刻增加，甚至燃起明火（明火的大小与积累的气体的量有关）。这表明试管内收集的气体是光
合作用释放出的氧气。
[实验结论]通过实验证明，植物进行光合作用要释放出氧气。
[实验心得]在进行这项实验前的两至三天就要开始制作装置。收集氧气时要注意满足实验所需的温度条件和光照条件，否则收集
氧气的量太少，演示时效果不明显。如要促进光合作用强度，可在水中加入少量碳酸氢钠（每100mL水加入0．
1
g
）。
为了指导农业生产，某实验小组对植物的光合作用进行了探究，设计如下装置，分析回答问题：（1）实验前，
（1）实验一设置2号瓶与1号瓶形成对照，变量是植物；
（2）用灯光日夜不停地照射瓶子，可以观察到1号瓶中发生的变化有：水藻表面产生气泡、弯管内液面上升，说明有气体产生；
（3）两三天后，1号瓶中产生的气体汇集在瓶的上部．这时小心地拿掉瓶塞，并迅速地将一很快要熄灭的小木条放到瓶口处，若观察到小木条复燃，说明产生了氧气．
（4）实验二，几天后，将燃烧的蜡烛放入瓶内，蜡烛立即熄灭，说明瓶内缺少了氧气，被植物体吸收利用，
（5）用手挤压2号瓶的塑料袋，让袋内的气体进入试管，石灰水变浑浊，使石灰水变浑浊的是二氧化碳气体，这说明，植物产生了二氧化碳；
（6）实验二的对照实验是两瓶内都不放用灯光照射，植物在暗处不进行光合作用，其余条件都相同．
（7）上述两个实验关键不同处，是实验一是在光下，是植物进行光合作用的必要条件，实验二是在暗处无光，如果有光，会影响实验效果．
故答案为：（1）对照；
（2）水藻表面产生气泡、弯管内液面上升；
（3）复燃；
（4）氧气；
（5）二氧化碳；
（6）用灯光照射；
（7）光；黑暗；
（1）在绿叶在光下制造有机物实验中，为了验证绿色植物在光下能制造淀粉，必须先让叶片内原有的淀粉运走耗尽，才能验证叶片内的淀粉是绿色植物在光下光合作用制造的．
（2）在实验甲、乙两装置中，叶片甲的装置内是清水，乙装置内是氢氧化钠溶液，由于氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，所以甲、乙两装置的变量是二氧化碳．
（3）酒精脱色：光照几个小时后把叶片放入盛有酒精的烧杯中，隔水加热，使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中至叶片变成黄白色． 用清水漂洗后，滴加碘液，叶片变蓝的是甲．
（4）甲与乙，变量是二氧化碳，比较甲与乙，甲遇碘变蓝，乙遇碘不变蓝，可得出结论是：光合作用的原料是二氧化碳．甲与丙，变量是光，比较甲与丙，甲遇碘变蓝，丙遇碘不变蓝，可得出结论是：光合作用的条件是光．
（5）在温室中种植蔬菜，要使蔬菜产量得到提高，就要提高蔬菜的光合作用的效率，而光合作用的原料之一是二氧化碳，光合作用的条件是光，所以，向温室中添加二氧化碳，适当增加光照时间，就可以提高光合作用的效率，从而提高蔬菜产量．
故答案为：（1）让叶片内原有的淀粉运走耗尽；（2）二氧化碳；（3）叶绿素；甲；
（4）二氧化碳是光合作用的原料；光是光合作用的条件；（5）向温室中添加二氧化碳，适当增加光照时间．
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