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第15章 生物小实验(2)

4.大盘子中装上水,将两个马铃薯放在盘中24小时。

观察结果,可以看到生马铃薯的凹口处充满了水和糖而熟马铃薯中的白糖没有任何明显变化。

这就是植物的活细胞的吸水性,称为“渗透性”。因此,如果我们煮熟马铃薯,“杀死”了细胞,就不会出现渗透现象了。

植物的蒸腾

我们人类渴了,用嘴喝水,就能解渴。可是植物是用根“喝水”的,它的叶子“渴了”,该怎么办呢?下面这个实验能告诉你植物是如何喝水的。

实验材料和用具:绿叶、卡纸、油脂、玻璃杯

实验步骤:

1.在天竺葵(石蜡红)主茎上剪下一片绿叶,要连着叶柄的。

2.把叶柄穿在一张10厘米见方的卡纸中央的小孔里,再用油脂把小孔封住。

3.找一对玻璃杯,其中一只装大半杯水,放在阳光里。

4.用准备好的卡纸盖住杯子,使天竺葵叶子的叶柄插到水中。另一只杯子揩干后,倒扣在上面。

几小时后,上面杯子的壁上有许多小水滴!

我们来仔细分析一下,下面杯子里的水是不能通过卡纸上的小孔直接蒸发上去的,因为小孔已用油脂封住。唯一的通道是:由叶柄将水吸进叶片内,再通过叶片表皮的气孔蒸发到上面的杯子里去。天竺葵叶子在这个实验里表演了它的一个本领——蒸腾水分。蒸腾对各种植物来说是很重要的,水分从叶片上蒸发掉,根再从土里吸收水,是植物摄取营养的一种手段。

蒸腾拉力有多大

上一个实验,我们知道植物有蒸腾作用,下面我们来做另一个实验看看植物的蒸腾作用究竟有多大的力,能把跟吸收的水运输的参天大树的顶端。

实验原理:叶片蒸腾时,气孔下腔附近的叶肉细胞因蒸腾失水,水势下降。便从邻近细胞夺取水分。同理,这些细胞又可从其邻近细胞吸水。这样依次下去,便可从导管夺取水分,产生巨大的吸水力。又由于水和水银间有吸附力存在,水银即被牵引沿着玻管上升,根据水银上升的高度可知蒸腾拉力的大小。

实验材料和用具:侧柏(或棉花等)带叶枝条,长约50厘米直径约0.5厘米玻璃管1根,铁架,滴定管夹,橡皮管,小烧杯,水银,氢氧化钠溶液

实验步骤:

1.将玻璃管用氢氧化钠溶液洗净,再用水冲洗后备用。取长约8厘米粗细与玻璃管相当的橡皮管,洗净后一端套在玻管外面,另一端准备插枝条用。

2.选取枝叶生长旺盛的侧柏(或其它植物枝条),将基部一段的树皮剥去,并在水中将茎基部剪去一小段后,插在水中备用。

3.在玻管和相连的橡皮管内吸满冷开水,管下端用手指堵紧,将基部削皮的枝条插入上端的橡皮管内,再将下端插入盛有水银的烧杯中,移开手指,然后将其固定。也可以在水银上面加一层水,既可防止水银蒸气产生,又可使堵住玻管下端的手指只要伸入水层后即可移开,然后再继续将玻管插入水银层中。注意整个水柱内不能有气泡存在。

4.由于叶片的蒸腾作用,玻管内水柱不断上升,水银也随着上升。记录水银上升的高度和速度。

实验证明,叶片蒸腾时可产生很大的蒸腾拉力,一个小枝条即能使水银柱上升相当的高度。其实,蒸腾拉力是植物体内水分沿导管上升的主要动力。

水杯种萝卜

实验材料和用具:球茎植物、竹签、玻璃杯

实验步骤:

1.选择新鲜的、健康的球茎植物,像荸荠、慈菇等;或是鳞茎植物,像水仙、洋葱等;或是球根植物;像圆萝卜、芜菁等。

2.找3根竹签,可以用毛衣针或是方便筷削制成长5~6厘米、一头尖的签子。

3.将3根签子以互成120度的角,在一个平面内钻入球茎植物。

4.把球茎植物放到一只玻璃杯上,向杯中注清水,使少量茎和根浸在水里。

5.将水栽植物一定放在阳光下且通风的地方。

6.仔细观察植物的变化,如根、叶的生长情况,花蕾、花朵的变化等。

这个实验可以让你观察球茎、鳞茎植物根芽的生长过程,有些还可以欣赏到花朵。

观察花粉的萌发

花粉成熟以后,经过传粉过程到达雌蕊柱头上,受到黏液的刺激就开始萌发,生成花粉管。下面的实验向你展示了花粉萌发的实际情况,赶快进行吧。

实验材料和用具:凤仙花、小瓶、显微镜

实验步骤:

1.取两支小瓶,编号A、B,均放入少量清水。

2.采摘初开放的凤仙花若干朵,剥取雌蕊(主要是柱头)。置于A瓶中,浸泡。B瓶不放雌蕊,作为对照。

3.从A、B二瓶中各取一滴水液,分别滴在A、B两张上,载玻片然后都放入凤仙花花粉,加盖片。几分钟后,放在显微镜上观察。

观察的结果是A片上的花粉萌发,B片上的花粉不萌发。这是因为A片上的液滴为雌蕊浸出液,内有柱头分泌出来的刺激花粉萌发的物质(主要是酶),所以花粉能萌发。而B片上是清水,没有这种物质,所以花粉不能萌发。

由此还可以得出另一个重要结论:雌蕊(主要是指柱头)分泌物的刺激作用是花粉萌发的重要条件。

观察小孔扩散效率

下面我们来做一个实验来说明为什么叶片上小小的气孔能蒸腾大量的水分。

实验材料和用具:培养皿(直径7厘米)2个、坐标纸、胶水、直尺、滴管1个、台天平1架、酒精或丙酮、铅笔

实验步骤:

1.将培养皿分别放在两张直径约9厘米的圆形坐标纸正中间,沿培养皿边缘画一圆圈。然后在一张纸的中央,切割一个2.5厘米×2.5厘米的方孔;在另一张纸的圆圈内切割25个0.5×0.5厘米的小方孔,使其均匀地分布在圆圈内。两张纸上方孔的总面积相等(6.25厘米2),但孔的数量及每个孔的大小不同。

2.将两张带孔的纸分别覆盖在两个培养皿上,圆圈对准培养皿边缘,纸边下折,用胶水贴在培养皿外壁上。注意一定要贴紧,不能有缝隙,然后在纸面上涂一层熔化的石蜡。

3.将此两培养皿置于台天平两边,用砝码调节使之平衡。然后向两培养皿中加入等量的酒精(或丙酮),使两边再达到平衡状态。

4.半小时后,可以看出天平指针偏向大孔一边,说明小孔具有较高的边缘效应。虽然孔的总面积相等,但酒精通过小孔散失的量要比大孔快得多,即小孔扩散效率较高。

其实,小孔扩散效率较高和小孔存在边缘效应有关。在任一蒸发面上,处于蒸发面中心的气体分子,由于分子间的相互碰撞和干扰,向大气中的扩散速度较慢;而在蒸发面边缘的气体分子则因相互干扰少而扩散较快。因此水分通过小孔扩散的量和小孔的周缘长度成正比,而和小孔的面积不成比例。孔愈小,周长与面积的比值愈大,边缘效应愈显著。这正是小面积的气孔能够大量散失水分的重要原因。

弯曲的幼芽

实验材料和用具:草籽或小麦、绿豆的种子,小盘,水,硬纸

实验步骤:

1.尽你的可能去搜集一些草籽或小麦、绿豆的种子,把它们放在小盘里,洒上一点水,然后糊一个硬纸筒把小盘扣上,放在温暖的地方。过几天,你打开纸筒看看,会发现一粒粒种子都会发芽,而且芽鞘笔直。

2.再糊个硬纸筒,在侧面钻个孔,然后把幼芽中的一半拿出来扣在有孔的纸筒里,让光线从小孔进去;另一半仍然留在无孔的纸筒里。几天以后,两个纸筒里的小芽的生长情况截然不同了:无孔纸筒里的芽鞘仍然笔直向上;而有孔的纸筒里的芽鞘却向着小孔的方向弯曲了。

3.用黑纸做一个纸帽,罩在直芽鞘的顶尖;再用黑纸做个环带,套在另一个直芽鞘尖端稍下的地方。然后把两个芽鞘扣在带孔的纸筒里。结果,带纸帽的芽鞘没有弯曲,而套环带的芽鞘向小孔弯曲了。如果你把一个芽鞘的顶端切去,也用带孔的纸筒扣上,芽不再弯曲,也停止生长了。

4.接把一个芽鞘尖切下来,在切剩的芽鞘顶上放一块琼脂(一种植物胶,菜市场有卖的,也叫洋菜),再放上芽鞘尖,扣在有孔的纸筒里。结果,芽鞘又向有光的一侧弯曲了。

这说明是芽鞘产生促进生长的物质——科学家已证实是一种叫做生长素的物质,并且,在光照下,生长素能够流动。那么,流向是怎样的呢?

5.在芽鞘背光的一侧,嵌入一片锡箔(包香烟的锡纸就可以),不让汁液通过。结果,芽鞘正直生长,也不向有光的一面弯曲了。但是,如果把锡箔片嵌在向光的一侧,芽鞘又弯曲了。可见,那种物质是从背光的一侧流向芽鞘下面的。

这一系列的实验说明芽鞘能产生促进生长的生长素,并且芽鞘能够感光,使生长素向背光一侧分布比较多,引起背光侧的幼芽生长快,从而导致幼芽弯曲。向日葵能够向着太阳转也是这个道理。

铜丝灭火

实验材料和用具:粗铜丝、蜡烛

实验步骤:

1.用粗铜丝绕一个直径比蜡烛截面稍小一点的螺旋圈,圈与圈之间要有一定的空隙,如图所示。

2.点燃蜡烛,用螺旋圈把烛焰轻轻罩住,这时你会看到,火焰与空气并没有隔绝,可是蜡烛的火焰却熄灭了。

这是因为铜传递热量的本领很强,铜丝罩在燃着的蜡烛上,火焰的热量大部分被铜丝“吸”走了,温度低于蜡烛的着火点(190℃)时,蜡烛的火焰就会熄灭。

会喘气的蒿草叶

大家都知道,地球上人类和动物的呼吸以及燃烧等,需要消耗大量的氧气。长此下去,地球上的氧不是被用光了吗?实践证明,氧是不会用光的。那么,这些被消耗掉的氧是怎样补充的呢?可以通过下面的实验了解一下。

实验材料和用具:蒿草叶、漏斗、试管、玻璃管

实验步骤:取一只烧杯盛满清水,然后摘一些蒿草叶或者树叶,浸在水里。在蒿草叶上罩一个漏斗,漏斗颈上面再倒扣一支装满水的试管,放在阳光下,就会发现叶子不断地吐出一个个小气泡。如果你再用一根玻璃管(用麦秸管代替也可以),向水里吹气,蒿草叶将连续地吐出大量的气泡。气泡聚集在试管的底部,将试管中的水挤出来。收集一定量的气体后,用拇指堵住试管口,将试管取出,用带余烬的火柴杆插入试管口,余烬便会复燃,这说明试管里收集的是氧气。

其实,这是因为,在太阳光底下,植物的叶子能吸收空气中的二氧化碳,它与茎从根部输送上来的水分、养料化合,变成淀粉和葡萄糖等维持植物生长的有机营养物,同时放出大量的氧气。植物的这种作用,叫做“光合作用”。

植物的“光合作用”对于人类是很有意义的,它能够补充地球上的氧,又可以消耗大量的二氧化碳。经过计算和试验证明,一个成年人一天呼出的二氧化碳,可供1平方米的植物吸收。每年,全世界的绿色植物从空气中大约可吸收几百万吨的二氧化碳,呼出大量的氧气,足够维持生命的生存和燃烧所需要的氧。

蝗虫的呼吸

实验材料和用具:蝗虫、石灰、试管(或玻璃瓶)若干、玻璃棒1只、剪刀、橡皮膜

实验步骤:

1.配制石灰水:把少量的石灰放在试管(或玻璃瓶)里,再加入10~15倍的水充分搅拌,水就变得混浊了。静置一段时间以后,石灰小颗粒慢慢沉下去,水又变清了。这时候,上面的清水就是配好的石灰水了。要检验制得的石灰水是不是合格可以用这个办法:把一些石灰水倒进试管中,用一根麦秆或塑料吸管,用嘴向里面吹气。如果石灰水由情变成混浊的白色,就证明石灰水是合格的。

2.把制好的石灰水分别倒入两个试管(或小口玻璃瓶)里。

3.捉几只蝗虫,用放大镜仔细观察一只蝗虫的身体两侧,都可以看到一排小圆孔,这是蝗虫的呼吸器官——气门。可以看到蝗虫的胸腹部两侧,一共有十对气门。

4.选两只蝗虫剪掉翅和腿,然后再剪两块比试管口径大一些的橡皮膜,中间开个小洞。把蝗虫插进小洞中,使橡皮膜正好箍在蝗虫的从前往后数的第四对和第五对气门之间。

5.把两只套好橡皮膜的蝗虫,分别放进两个预先准备好的盛有石灰水的试管中。一只蝗虫头朝上,另一只头朝下。橡皮膜蒙在试管口,用细线捆紧,防止漏气。

不久,你就会发现:蝗虫头上朝上的那个试管里的石灰水,由澄清变成混浊的白色;而蝗虫头朝下的那个试管里的石灰水却没有变化,仍然是澄清的。

这说明,蝗虫胸腹部的十对气门中,前四对是用来吸气的,而后六对是用来呼气的。蝗虫呼出的二氧化碳和石灰水发生了化学反应,最后形成了白色沉淀的碳酸钙。

让秋海棠叶长根

实验材料和用具:一只木箱或纸箱;一些沙土;刮胡刀片

实验步骤:

1.选用秋海棠花的叶子,采下几片健康、肥硕的海棠叶子。

2.用刀片将秋海棠叶背面的叶脉割断。

3.取一只木箱或纸箱,把用清水洗净的细沙放入箱内。

4.把切过叶脉的秋海棠叶片背面紧贴在湿沙土上,把叶柄要插人沙土中。

5.将木箱放在温暖的地方,温度保持在28~30℃,每天在箱的四周浇水,使沙土保持湿润。

6.几天后,叶柄和叶背切口处生出不定根,叶正面上长出叶芽,再过几天就可以将小秋海棠移入盆中了。

其实,许多植物都可以按这种方式繁殖,自己动手做一做,是很有情趣的一件事。

冒汗的鸡蛋

实验材料和用具:鸡蛋、注射器

实验步骤:

1.请你找一个完好的鸡蛋,将它洗干净。

2.在鸡蛋的一端刺一个小眼,用注射器将蛋白和蛋黄抽出来,再往蛋壳里注入红墨水。

3.用空注射器从小眼往里打进空气。这时你会发现,蛋壳上有很多一点一点红色的小水珠,好像“冒汗”似的,有趣极了。

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