陳紹洲

(廣東省海豐縣彭湃中學(xué) 海豐 516400)

“探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響”是普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書生物學(xué)必修1模塊的重要實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)采用“真空滲入法”排除葉肉細(xì)胞間隙的空氣，要求“手堵住注射器前端的小孔并緩緩拉動(dòng)活塞”。但在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)該操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力，學(xué)生常因不能順利完成該操作而限制實(shí)驗(yàn)的開展。

通過對(duì)注射器進(jìn)行簡(jiǎn)單的改裝(稱為“改裝注射器真空排氣泵”)后，無需用左手堵住注射器前端的小孔，因而不會(huì)導(dǎo)致左手疼痛，右手則更易拉動(dòng)注射器活塞進(jìn)行操作，提高了實(shí)驗(yàn)效率。

1 材料和方法

1.1 材料 100mL塑料螺口注射器及16號(hào)針頭、自行車氣門芯橡膠管(淘寶可買到)和剪刀。

1.2 方法 將自行車氣門芯橡膠管一端打一死結(jié)，不讓其漏氣，然后從打結(jié)一端起算剪下4cm長(與針頭中針梗長度相同)，再將其套入針頭的針尖(注意針尖不要刺傷手指和刺破橡膠管)，順著針梗緩緩進(jìn)入直至針?biāo)ㄌ?。最后完全套住整個(gè)針梗，使之牢固不易脫落、氣密性好(圖1)。經(jīng)改裝的針頭以順時(shí)針套在注射器乳頭的螺口上(圖2)。于是，改裝的注射器真空排氣泵制造成功。

圖1 套上自行車氣門芯橡膠管的針頭

圖2 改裝的注射器真空排氣泵

2 改裝的注射器真空排氣泵的使用與實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 使用 用直徑為1cm的打孔器打出菠菜小圓形葉片后將其放入注射器內(nèi)，吸入50mL清水，待排出注射器內(nèi)殘留的空氣后，套上改裝過的針頭；接著左手握住注射器針筒前端，右手緩緩拉動(dòng)活塞柄重復(fù)幾次直至菠菜小圓形葉片沉到水底。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 在改裝和未改裝的注射器內(nèi)分別放入30片菠菜小圓形葉片，進(jìn)行相同的排氣操作(重復(fù)3次)，結(jié)果如表1所示。

表1 改裝注射器和未改裝注射器排氣實(shí)驗(yàn)記錄

3 討論

3.1 原因分析 改裝注射器排氣效率高的主要原因是氣密性好，可以用力拉動(dòng)活塞柄且拉動(dòng)的距離長，因而有利排氣。而操作期間有少量空氣進(jìn)入注射器是因拉動(dòng)活塞時(shí)用力不均勻造成的。未改裝注射器進(jìn)入空氣次數(shù)多，除了拉動(dòng)活塞時(shí)用力不均勻原因外，還因左手長時(shí)間堵住注射器的螺口產(chǎn)生疼痛而不小心松開，使空氣大量進(jìn)入，需要多次排出針筒內(nèi)的空氣后才能繼續(xù)拉動(dòng)活塞柄。

3.2 改裝的注射器真空排氣泵優(yōu)點(diǎn) ①制作簡(jiǎn)單方便，只需3個(gè)步驟即可完成，即自行車氣門芯橡膠管打結(jié)、剪斷、套上針頭。這樣可以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的理性思維。材料只需另外購買自行車氣門芯橡膠管，購買注射器時(shí)一般都配一個(gè)針頭。②使用也簡(jiǎn)單，無需復(fù)雜操作，而且省力、省時(shí)。③保管方便。長時(shí)間不使用時(shí)，將自行車氣門芯橡膠管從針頭分離，以防止橡膠管老化與針頭凝固在一起。④選用100mL塑料螺口注射器是因其容量大，可以一次性獲得足夠數(shù)量下沉的菠菜小圓葉片，以滿足多組重復(fù)實(shí)驗(yàn)所需的材料，有效控制無關(guān)變量和節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間。而16號(hào)針頭直徑達(dá)1.6mm，套上自行車氣門芯橡膠管更牢固，不易脫落。

3.3 注意事項(xiàng) ①無論是使用改裝注射器還是未改裝注射器來排氣，要使小圓形葉片全部下沉則耗時(shí)長，不利于實(shí)驗(yàn)限時(shí)完成。因此，只要大部分小圓形葉片下沉，即可將其取出進(jìn)行后面的實(shí)驗(yàn)操作。分析部分小圓形葉片很難下沉的原因，可能是保衛(wèi)細(xì)胞受到損傷導(dǎo)致氣孔關(guān)閉使水分不能充分進(jìn)入，或是抽氣過程中小圓形葉片疊在一起所致。因此建議：①打孔器打出多于實(shí)驗(yàn)數(shù)量的小圓形葉片，可以充分滿足實(shí)驗(yàn)需求；另一方面，在抽氣過程中要經(jīng)常搖晃針筒，以防止小圓形葉片垛疊在一起。②若學(xué)生使用不小心，針頭的針尖可能刺傷手指，因此要提醒學(xué)生注意安全。也可購買非螺口接口注射器而不使用針頭，該種注射器前端的乳頭較長，可直接套上自行車氣門芯橡膠管(但橡膠管不宜打結(jié)，因?yàn)椴蝗菀滋咨?。使用時(shí)需要用手捏住橡膠管不讓其漏氣，即使如此，也比直接用手指堵住注射器前端的小孔要輕松得多，左手手指不會(huì)產(chǎn)生明顯的疼痛。

(基金項(xiàng)目：廣東省汕尾市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題，No.2016SSW048)