实验20：多彩的康乃馨

 

学习目标：

了解水分是如何在植物体内运输的。

实验简介：

学生使用康乃馨和食用色素来研究水分在植物体内是如何运输的，可以将康乃馨放入被食用色素染色的水中，观察随后发生的现象。

前期知识准备：

学生需要了解植物的生长和存活需要水分的供应。

科学背景知识：

植物通过它们的根部来吸收水分，然后通过称为木质部的茎部的导管在植物体内向上运输。水分能够反重力沿着茎部向上运输的原因可以归结为两个：蒸腾作用和毛细作用。植物体内的水分可以通过叶片上的气孔流失（即蒸发），少量水分可以通过植物的叶子离开植物体，这一水分通过植物叶片流失的过程称为蒸腾作用。当植物叶片蒸发水分时，水分也会通过根部进行摄取，并通过茎秆进行传送，有点类似于吸管的工作原理，我们称之为毛细作用。水分可以轻易在植物体内向上运输是因为导管非常细，一旦水分沿着茎秆向上运输，就会接着传送到植物的其他部位，包括叶子和花朵。

国家课程对接：

■一年级课程：植物

——识别并描述多种常见开花植物和树木的基本构造。

■五年级课程：植物

——了解并描述植物为什么需要水分、光照以及适宜温度才能生长和保持健康。

■三年级课程：植物

——了解植物体内的水分是通过什么方式运输的。

所需材料：

■白色康乃馨。

■食用色素。

■透明烧杯。

■水。

■刀。

■数码相机（可选）。

安全及技术注意事项：

■修剪水下的茎秆，使每朵花都有新鲜切口吸收水分，从而延长花期。

■确保量杯足够高，将康乃馨放入时可以保持直立。

■只允许成人对康乃馨的花茎进行处理。

■要想完全观察到实验现象大概需要24小时的时间，最好在一天的傍晚开始实验，在第二天再次观察康乃馨的状况。

实验方法：

教师准备工作：

每个小组或学生，将康乃馨的花茎截为两段，一段放入一个烧杯中，另一半放入另一个烧杯，切口处尽量靠近花朵。

学生任务：

1. 准备四个烧杯，每杯都盛上水。

2. 两个烧杯中分别滴入10滴食用色素，另两个烧杯盛装普通水。

3. 将一枝康乃馨放入普通水的烧杯，另一只放入滴有食用色素的烧杯。

4. 将花茎的下半部分纵向截开，一半的花茎放入普通水的烧杯中，另一半放入滴有食用色素的烧杯中，将两只烧杯靠近摆放，避免折断花茎。

5. 预测下几小时后康乃馨会发生的变化，你认为看上去会是怎样的？

数据收集：

学生可以将观察到的康乃馨画出来或者染上颜色，或者在实验前后进行拍照。

差异化实验：

■降低难度：教师可以帮助学生准备好康乃馨。

■提高难度：学生可以准备一系列不同颜色的水，颜色由深到浅，然后观察发生的现象。

备选问题：

■你认为康乃馨会发生什么变化？你认为原因是什么？

■你实验的康乃馨发生了什么变化？你认为这是为什么？

■这个实验表明了水分是怎样在植物体内运输的？

拓展任务：

学生们可以调查有害的污染怎样通过水分被植物吸收（比如实验中加了食用色素的水），如何避免这一问题，例如避免使用杀虫剂。