一个植物从一粒种子不断地生长,向下扎根,再向上长出茎和叶。叶子的形态千奇百怪,各不相同,颜色,大小,形态都不一样。那么我有一个疑问,这些叶子的功能到底是什么?他对于植物到底意味着什么?
说到叶子,我也会连带着立马想到光合作用,因为以前经常听叶子可以光合作用,但是也不太明白什么是光合作用?那么到底什么是光合作用?既然想要光合作用,首先就需要有原材料,并且光合作用是一种反应,肯定还需要在一个特定的条件,场所下发生。那么光合作用到底是一种物理反应,还是一种化学反应?我想它是一种化学反应,物理反应就是同样一个物质发生形态的改变,化学反应是一种物质在特定的条件下生成了新的东西。光合作用的原材料在一种条件下也应该会产生新的东西,这也就是它的产物。但是原材料,场所,和产物分别是什么?我们可以来猜想一下。首先来看原材料,我觉得必不可缺少的就是水,因为叶子需要不断地吸收水,应该和光合作用有关,并且我还猜想他可能需要二氧化碳,或者其他的一些矿物等等。那发生反应的场所是什么?最直接的就是光,叶子需要向阳而生,光合作用是离不开光的,并且以前我也听过发生光合作用的场所是叶绿体,所以还有一个叶绿体。光合作用的产物可能是什么?支撑植物运转的最主要的能量就是糖,有机物,他就像是我们吃的肉,蔬菜一样,可以直接提供能量,他是必不可少的,而根所吸收的是无机物,比如无机盐等,而叶子所产生的则应该是有机物,糖粉。有机物和无机物最大的差别就在于有机物可以直接提供能量,就像是脂肪,蛋白质,糖,他们都可以参与个体的内部反应。而无机物则不能参与反应,就像是盐,硫等含碳的化合物。检验它们最简单的方法就是用碘液,碘液滴到有机物上会立马从原本的橙色变成深蓝色,所以通过这种方法,我们也可以检验物体是否含有有机物。并且我认为叶子光合作用后还可以产生氧气。但是这些都是我的猜想,我还需要一一通过实验验证。
首先我想探究一下叶子光合作用的产物,因为这个相对来说比较简单。叶子的光合作用是否可以产生糖?我们要怎样设计实验?我们知道糖是有机物,这样就可以用到刚才所说的检验是否含有有机物的方法来检测,滴一滴碘液检测,看是否变蓝。但是问题是叶子表面都是绿的,滴碘液效果不明显,那怎么样才可以让叶子的表面变成白色的,完成脱色?我们以前做过一个实验,想要将叶绿素单独提取出来需要用到酒精,那我们也同样可以用酒精提取,将酒精加热后把叶子放入其中,这样叶子就可以完成脱色,但是直接加热酒精又存在很大的危险,所以我们可以选择水域加热,把有酒精的烧杯放到一个水盆里,再加热水盆,这样就可以做到安全,等水沸腾后酒精也会慢慢地沸腾,然后再把叶子放入其中就可以了。等叶子慢慢脱色完成,就可以将它拿出来用清水冲洗,将酒精冲掉,这时我们再滴加碘液,就可以很明显的看到结果,如果叶子变成了深蓝色就说明光合作用可以产生糖,最终的实验结果就是叶子变成了深蓝色,这也验证了我们的我们的猜想,叶子光合作用可以产生糖。
接下来我们可以探究一下叶子光合作用的场所,叶子光合作用场所是否是叶绿体?这个实验要怎么做?实验的变量是叶绿体的有无,所以我们需要做一个对照实验,一个有叶绿体一个没有叶绿体,但是如果用两片叶子实验,叶子叶子之间就会存在差异,不能确保实验的严谨性,那么我们可不可以在一片叶子上完成实验?其实是可以的,因为有一种叶子中间是绿色的周围是白色的,叫做六月雪,如图:
六月雪叶绿体有四种颜色,但不包含白色,这也就说明只有中间有叶绿体,周围没有,这就达成了我们的对照实验,并且也做到了单因素变量。最终我们只需要在这个叶子上滴一滴碘液就可以验证,如果中间叶绿体的部分变蓝,周围变成碘液颜色就说明猜想正确,但为了让效果更加明显,我们也可以通过酒精让叶子脱色,酒精通过水域加热,将叶子放入酒精中脱色后拿出来冲洗,再滴碘液观察。但是这个实验有没有问题,我想是有的,因为这个叶子体内可能本身就存有糖粉,所以我们需要将他进行饥饿处理,放到一个完全黑暗的地方,等上一段时间后再进行实验,这样才能做到严谨。最终结果是只有中间叶绿体的地方变成了深蓝色,周围一圈白色的边都变成了碘液的颜色,这验证了我们的猜想正确,光合作用的场所是叶绿体。
接着,我们可以继续探究光合作用是否需要光,要如何设计实验?显然,这个实验的变量就是光的有无,所以我们同样是需要一个对照实验,一个无光,一个有光,我们可以在两个植株上实验,但是我们不能找到两个一模一样的植物,总会存在差异,实验不严谨,那么我们就可以在一个植株上实验,一半有光,一半无光。但这还是不严谨,因为就算在一个植物上,也无法保证所有的叶子都一样,所以可以在一个叶子上实验,比如用一个黑色的卡纸遮盖其中的一半,做到无光,另外一半不用管,还是照常的有光,然后再将这个只植株放到阳光下,等待一段时间后观察,将这片叶子进行脱色处理后再滴碘液,看是否是有光的地方变身蓝,无光的地方变成碘液颜色,这样就可以验证我们的猜想。可是这个实验还有一个问题,就是叶子体内可能存有剩余的能量,所以我们的检测的时候整片叶子可能都会变成深蓝,所以我们需要将它进行饥饿处理,放到黑暗的地方饿上一段时间再进行实验。最终的结果是有光的地方变成了深蓝色,无光的地方变成了碘液的颜色,这也就说明光合作用需要光。
接下来我们可以看一下光合作用是否可以产生氧气,要怎么设计实验?我们可以将一个漏斗里装满有叶绿体的植物,比如金鱼藻,然后再将它放入一个大烧杯里,将烧杯里倒满水,然后再将一个装满水的试管罩在漏斗上,其实这就是一个排水法,如果可以产生氧气就会顺着试管到达顶端,在这个过程中只有氧气到了上面,而水分则被排出,这样就可以提取到纯氧,接下来我们将整个的实验器具放到阳光下,等待一段时间后看是否有氧气产生,那么我们怎么检验他是不是氧气?其实以前我们就做过这个实验,将一个带火星的木条放入其中,如果木条可以复燃,就说明试管里的气体是氧气。但是我们的实验出于时间不够,所以产生的气体很少,无法进行检验,暂时无法确定他是氧气,但是这个实验以前有人做过,所以通过他们的结果可以得出所产生的气体就是氧气,这就说明,光合作用可以产生氧气。
接下来我们可以探究一下,光合作用是否需要二氧化碳。实验的变量就是二氧化碳的有无,但是问题是怎么样才可以做到没有二氧化碳,空气中到处都是二氧化碳?但是在科学中,还有一门学科化学,他不只可以生成新的物质,还可以提炼出一种物质。有一种物质可以吸收二氧化碳,氢氧化钠,我们可以选择同一个植株,选取两片叶子,用一个烧杯把他们罩住,其中的一个烧杯中倒入水,再放入氢氧化钠,然后再将顶部封口。那么另外一个烧杯中自然也需要水,两边都要有液体,最后将顶部封口。将两者放到光下,等待同样的时间后观察。但是这个实验也需要用到饥饿处理,保证他的体内没有能量,做完饥饿处理后才可以开始实验。最终,我们再将两片叶子进行脱色处理,然后滴碘液。如果有氢氧化钠的一盆变成了碘液的颜色,没有氢氧化钠的变成了深蓝色,就证明猜想正确。最终的实验结果也是如此, 这就证明了,光合作用需要二氧化碳。
接着,我想继续探究光合作用是否需要水。实验的变量就是水的有无,给叶子提供水的途径就是叶脉,我可以选择同样的植株上的两片叶子,前提是需要经过饥饿处理。其中一个叶子不动,另外一个把叶脉剪断,然后将两者放到阳光下等待同样的时间后进行脱色处理,然后再滴碘液,如果叶脉没有断的变成了深蓝色,剪断叶脉的变成了碘液的颜色,说明猜想正确,光合作用需要水。
所以最终我们就可以得到结论,光合作用其实就是:二氧化碳和水,在光和叶绿体的场所下,产生了糖和氧气。
光合作用到底有什么意义?他对于植物来说意味着什么?对人类来说又意味着什么?光合作用对于植物来说,实在太重要,因为它可以产生糖分,有机物,是直接产生能量的东西,它也是植物所生存的必要条件之一,极其重要。而且植物也是在世界上唯一一个可以将无机物,转化成有机物的生命,源源不断地提供能量,他们可以利用看似完全无用之物生存,简直是一个奇迹。并且植物的光合作用对于人们有很大的帮助,因为植物光合作用可以将地球上的二氧化碳,或者人们大量排放二氧化碳转化成氧气,二氧化碳对于人们来说,确实是一种不好的东西,他也会让地球不断地升温,形成温室效应,但是植物就可以可以将它转化成一种极其利于人们的物质,也就是氧气。可想如果没有植物,人们所做的一切行为会导致自己更快地走向死亡,但是植物却维护了这样一个平衡。甚至植物所吸收的二氧化碳太多,也会在死后,将它埋入地下形成煤,这本是一个保卫环境的举动,但是人们却还在动物死后疯狂的将这些煤挖出来再次燃烧,再次对环境破坏,而这些植物却什么都没有说,只是在优雅地完成它的使命,在人类意识不到的地方,植物总是在默默的给世界提供便利,他就像是一个世界的保卫者一般,默默的为世界奉献...
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