[科學探究]光合作用的探究歷程中幾個經典實驗的分析
普利斯特利的「老鼠、蠟燭」實驗
實驗過程:
分四組做對照實驗,分別是:
1.密閉透明的玻璃鐘罩+點燃的蠟燭;
2.密閉透明的玻璃鐘罩+活著的小鼠;
3.密閉透明的玻璃鐘罩+綠色植物+點燃的蠟燭;
4.密閉透明的玻璃鐘罩+綠色植物+活著的小鼠。
實驗的變量中,
自變量是:有無綠色植物;
無關變量是:玻璃鐘罩的密閉情況及透明程度、蠟燭的質地、綠色植物及小鼠的生長發育狀況相同、實驗的時間長短等;
因變量是:點燃的蠟燭是否熄滅,活著的小鼠是否死亡。
實驗現象是:
有綠色植物的密閉透明的玻璃鐘罩內點燃的蠟燭不滅或者小鼠活著。
結論是:綠色植物可以更新因蠟燭點燃或小鼠呼吸而變得混濁的空氣。在當時的條件下,該實驗的不足是沒有充分考慮到光的因素,致使有些人去重複該實驗出現失敗。
薩克斯的天竺葵「綠葉曝光」實驗
實驗過程:
分兩組作對照實驗:綠葉(天竺葵)黑暗處理一段時間,一半曝光一半遮光,脫色、漂洗加碘蒸氣;
實驗的變量中,
自變量是:葉片是否曝光;
無關變量是:黑暗處理的時間,兩瓣葉子的生長發育狀況相同,但又不能進行有機物的運輸;
因變量是:葉片是否變藍或者是否產生澱粉。
實驗現象是:曝光的一半遇碘蒸氣變藍色,遮光的一半葉子遇碘蒸氣不變藍。
實驗結論:綠色植物在光下會產生澱粉。
恩格爾曼的「水綿和好氧細菌」實驗
實驗材料:
好氧細菌:喜歡在氧氣充足的地方集中;水綿:多細胞藻類,個體常成多個有分支的圓柱狀的絲,其每個細胞中葉綠體成螺旋的帶狀,便於觀察葉綠體上的現象。
實驗的過程:
分兩組作對照實驗
1.先將好氧細菌、水綿置於沒有O2的黑暗環境中,然後用極細的光束照射;
2.將好氧細菌、水綿置於沒有O2的黑暗環境中,然後用正常的全日光照射。
實驗的變量中:
自變量是:有無極細的光線照射;
無關變量是:實驗起始的條件,好氧細菌、水綿的生長發育狀況,實驗的時間等。
因變量是:好氧細菌的分布情況。
實驗現象:用極細的光束照射,好氧細菌就集中分布在有光線照射的葉綠體周圍;用全光照射,好氧細菌就均勻分布在葉綠體周圍。
實驗的結論:在光下,葉綠體產生了氧氣,葉綠體是產生氧氣的場所,葉綠體是光合作用的場所。
魯賓和卡門「氧標記」實驗
實驗過程:
分兩組作對照實驗,實驗過程可以簡單記錄如下:
1.C18O2+H2O→O2;2.CO2+H218O→18O2
實驗的變量中:
自變量是:H2O當中或者CO2當中的O有沒有帶標記;
無關變量是:光的情況、綠色植物的生長發育情況等;
因變量是:生成的O2是否帶標記。
實驗現象:H2O當中的O帶標記,則生成的O2帶標記,也可以通過稱重來比較生成的氧氣質量變化。
實驗結論:光合作用產生的氧氣中的O來自於水。
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