“绿色植物有助于维持生物圈中的碳氧平衡”实验的改进

王思玲

2011版《生物学课程标准》关于“绿色植物有助于维持生物圈中的碳—氧平衡”部分内容的目标要求是“说明绿色植物有助于维持生物圈中的碳—氧平衡”。但许多版本教材中安排的实验只能证明植物光下产生氧气消耗二氧化碳，而不能说明白天和夜晚一个周期的时间内，植物向大气中释放的氧气多于自己呼吸作用消耗的，从而有助于维持生物圈中的碳—氧平衡。因此，笔者对原来的实验加以改进，以帮助达成此教学目标。

一、实验内容

1.实验原理

该实验需要能够证明一种量的关系，即植物自身产生的氧气多于消耗的氧气，消耗的二氧化碳多于产生的二氧化碳。这样就要测量氧气和二氧化碳量的变化，方法如下：

受教材实验的启发，笔者选用水生植物金鱼藻作为实验植物，利用氧气不易溶于水的性质，用排水法收集氧气，排出的水的体积就是氧气的体积。二氧化碳能溶于水，通过测水的PH，确定水中二氧化碳含量的变化，依据的原理是：H2O+CO2=H2CO3。二氧化碳越多，PH越小；二氧化碳越少，PH越大。

2.实验装置

為排除外界空气对实验的影响，以及定量测量气体的变化的要求，笔者设计了下面的装置（图1）；为排除温度变化等其他因素对氧气体积和水的PH的影响，又设置了对照实验（图2）。

3.实验过程

将实验组和对照组的矿泉水瓶中装满水，不留空气，保证装置有良好的气密性。实验前测实验用水的PH，将装置放在阳光下，24小时后，测氧气体积和水的PH，记录结果。

特别要强调实验开始时间最好在上午，因为实验用水的PH一般为中性，或略偏碱性，而金鱼藻，适合在偏碱性的水中生存。……