这是初中生物里设计最巧的一个验证实验：把对照组和实验组放在同一片叶子上。因为除了“有没有光”，两半边的品种、年龄、水分、温度全都一模一样，变量控制得非常彻底。

它需要 1～2 天的暗处理准备，以及一次酒精水浴，酒精易燃，这一步必须由成人操作，请先把安全那一段读完。

安全提醒（先读这一段）

  • 酒精绝对不能直接加热！必须用水浴：小烧杯装酒精，放进装热水的大烧杯里，靠热水间接加热。酒精蒸气易燃易爆，直接明火加热可能引起燃烧。
  • 这一步必须由成人全程操作和看护。操作时远离明火、燃气灶明焰和电火花，保持房间通风，长发扎起。
  • 建议使用电陶炉或热水壶烧好的热水做水浴热源，不要在燃气灶上直接放酒精杯。附近备好锅盖或湿毛巾以备覆盖灭火。
  • 碘液（或碘酒）有刺激性，不可入口、不可接触眼睛，会染色衣物和台面，请垫报纸并戴一次性手套。皮肤沾到用清水冲洗。
  • 脱色后的叶片非常脆弱，用镊子轻夹；玻璃器皿避免骤冷骤热。
  • 实验后的酒精不要倒入下水道，密封收集后按当地规定处理；洗净双手和器皿。

材料与器材

  • 盆栽绿色植物 1 盆（天竺葵、绿萝、青菜均可，叶片要平展、较薄）；
  • 不透光黑纸 2 片、回形针或小夹子（用来双面夹住叶片）；
  • 酒精（体积分数 75% 以上）约 50 mL；
  • 大小烧杯各 1 个（做水浴）、热源、隔热垫、隔热手套；
  • 碘液或药用碘酒（碘酒需加水稀释 3～5 倍）、滴管；
  • 培养皿或白瓷盘、镊子、清水、一次性手套。

操作步骤

第一步：暗处理（提前 1～2 天）

  1. 把整盆植物放到完全黑暗的地方（如关严的柜子）放置 24～48 小时。
  2. 这一步的目的是把叶片里原有的淀粉全部运走或耗尽。如果不做，叶片本来就有淀粉，最后两半边都会变蓝，实验就失败了。这是整个实验最关键、也最容易被跳过的一步。

第二步：部分遮光

  1. 选一片健康舒展的叶子，用两片黑纸上下对齐夹住叶片的一部分（比如左半边），用回形针固定。
  2. 必须双面遮：只遮一面，光会从另一面透进去，变量就不成立了。
  3. 把植物移到阳光充足处照射 3～4 小时以上（阴天可延长）。

第三步：脱色（成人操作）

  1. 摘下这片叶子，取掉黑纸，记住哪边是遮光的（可在叶柄侧剪个小缺口做标记）。
  2. 把叶片放入小烧杯，倒入酒精没过叶片。
  3. 小烧杯坐入装热水的大烧杯中隔水加热。酒精温度上升后，叶绿素会逐渐溶入酒精，酒精变绿、叶片变成黄白色。
  4. 叶片明显褪色后取出，用清水漂洗干净残留酒精，平铺在白瓷盘上。
为什么一定要脱色：叶片本身是深绿色的，就算产生了淀粉、遇碘变蓝，也会被绿色完全盖住看不出来。用酒精溶掉叶绿素，把叶片“漂白”成黄白色，蓝色才能显现。酒精在这里的作用是溶解叶绿素，不是杀死细胞。这是常见的考点。

第四步：碘液检验

  1. 在脱色叶片上均匀滴加碘液，让两半边都浸到，静置 1～2 分钟。
  2. 用清水轻轻冲去多余碘液，观察并对比两半边的颜色。
  3. 拍照或画图记录，标注“见光部分”“遮光部分”。

现象记录

  • 脱色过程中：酒精由无色变绿，叶片由绿变黄白；
  • 滴加碘液后，见光部分变成蓝紫色；
  • 遮光部分不变蓝，仍保持碘液本身的黄褐色；
  • 两半边界限清晰，正好对应黑纸的边缘。

原理解释：一个实验，两个结论

这个实验之所以经典，是因为它一次得出两个结论：

  1. 光合作用的产物中有淀粉。依据是淀粉遇碘变蓝这一特性。见光部分变蓝，说明那里产生了淀粉。
  2. 光是光合作用的必要条件。依据是遮光部分不变蓝，同一片叶子、同样的水和温度，唯一的差别就是有没有光，没有光就没有淀粉。

把光合作用的总反应写出来，就能看清各要素的位置：

二氧化碳 + 水 —(光照、叶绿体)→ 有机物（淀粉）+ 氧气

反应场所是细胞里的叶绿体，条件是光，原料是二氧化碳和水，产物是有机物和氧气。本实验验证的是“条件是光”和“产物有淀粉”这两项。

回过头看每一步为什么不能省：

  • 暗处理：排除叶片原有淀粉的干扰，保证实验开始时两半边都是“零淀粉”起点；
  • 同一叶片、双面遮光，形成对照，且除光照外其他条件完全相同，做到单一变量；
  • 酒精水浴脱色：去掉叶绿素的绿色，让蓝色可见；用水浴是因为酒精易燃；
  • 清水漂洗：洗去酒精，避免影响碘液显色；
  • 碘液检验：利用淀粉遇碘变蓝这一化学特性来检测淀粉。

这里也顺便说清一个容易混的点：光合作用和呼吸作用不是对立的两件事，两者一直在同时进行。白天光照强时，光合作用远大于呼吸作用，植物整体表现为释放氧气、积累有机物；夜间没有光，只有呼吸作用，消耗有机物、释放二氧化碳。种子萌发时之所以不需要光，就是因为它靠的是呼吸作用消耗自身储存的营养，这一点在种子萌发对照实验里已经验证过了。

常见失败原因排查

  • 两半边都变蓝：暗处理时间不够，或柜子漏光。延长到 48 小时，确保完全黑暗。
  • 两半边都不变蓝：光照时间太短或光太弱；也可能碘液太稀。换晴天正午照 4 小时以上，碘酒稀释别过度。
  • 遮光部分也有点蓝：只遮了一面，光从背面透过；或黑纸没夹紧移位了。必须双面对齐夹牢。
  • 颜色浑浊看不清：脱色不彻底。让酒精多加热一会儿，直到叶片确实变黄白，并充分漂洗。
  • 叶片碎掉：脱色后叶片很脆，全程用镊子轻夹，不要用手拉扯。

当学生能说清“暗处理为什么必需”“酒精起什么作用”“为什么一片叶子就够做对照”，这个实验的设计思路就清楚了。这三个问题几乎每年都会以不同方式出现在考卷上。

给老师和家长的组织建议

  • 课时与分组：两课时（需提前暗处理）；四人一组。
  • 动手前先说清楚：酒精必须水浴加热，全程由成人操作。

最容易被跳过的一步。暗处理要提前一天布置。酒精脱色这一步风险最高，建议教师统一操作、学生只负责观察与记录。遮光的锡纸要正反两面都盖严。

怎么判断真的懂了。能说清暗处理的必要性、酒精的作用，以及为何同一片叶子就能构成对照，即达标。