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【转载】高中生物实验的几处改进和分析 中学生物学 2012年11期 作者:施亚筠  

2017-01-19 14:52:43|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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高中生物实验的几处改进和分析

[日期:2013-01-03] 来源:中学生物学 2012年11期  作者:施亚筠 [字体: ]
    生物学是一门以实验为基础的科学课程,教师结合平时的实验积累就减少实验的损耗,降低实验成本,简化实验操作,增强实验效果。下面介绍几个替代和改进的实验方案。
  1 “三大有机物鉴定”的实验
  1.1 脂肪鉴定中染液的选择
  “生物组织中可溶性还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定”实验中,关于脂肪的鉴定,教材中给出的实验药品是苏丹Ⅲ染液,染色时间2-3min,实验现象是橘黄色。但市场上不容易购到苏丹Ⅲ,容易购到苏丹Ⅳ染液,如果用苏丹Ⅳ染液,由于后者与脂肪的亲和力更强,染色时间比较短,一般为1-2min,实验现象为红色。
  1.2 适当调整实验顺序
  “生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定”包括3个小实验,若按教材实验顺序,从学生实际操作来看,做得非常紧张、忙乱,因为第二个实验涉及到了高倍显微镜的使用,而对这部分内容,学生以前并没有接触。并且,初中阶段学生对于显微镜使用的机会不多,即使有用到显微镜的地方,也只不过是使用低倍镜而已,所以做实验时对高倍物镜的使用非常生疏。有的学生还没有来得及观察到现象,因为时间的原因,就必须开始做下一个实验。而后两个实验完成得都不太理想。把三个实验的顺序做了一下调整:先做第三个,再做第一个,最后做第二个。或把脂肪鉴定实验与叶绿体与细胞质流动实验,放在一个实验里完成,可使学生同时熟悉显微镜的操作。
  1.3 增加徒手切片安全度
  对“脂肪的鉴定”实验中,建议为学生每人准备一小段胶皮管,大约3cm长,沿管用剪子将其冲开。在做徙手切片实验时,让学生把它套在食指的指肚一侧,这样取材时可以避免学生切伤手指;同时由于有保护措施,学生也敢于大胆操作。
  2 观察“叶绿体与细胞质流动”实验
  教材建议的实验材料是苔藓类和菠菜,这两种实验材料不理想主要是比较难取材,或者取材受季节限制,实验证明韭菜是比较理想的观察叶绿体的实验材料。
  具体实验步骤是:选取绿色饱满、新鲜的最好是露生的韭菜叶片,用刀片在叶背面横切一下,用镊子从此处撕取下表皮,用刀片取稍带绿色叶肉的一小段,放于载玻片的清水滴中,盖盖玻片。在低倍镜下找到装片上叶肉细胞重叠少,即颜色稍浅的部分,此处容易观察到叶绿体(叶绿体大部分分布在叶肉细胞边缘)。再换用高倍镜观察。
  用韭菜做实验材料的好处是:取材容易,不受季节限制,观察到的叶绿体多而清晰。
  3 “观察植物细胞的有丝分裂”实验
  3.1 “观察植物细胞的有丝分裂”取材的改变
  教材中给出的实验材料是洋葱,经过的实验比较,发现用大蒜代替洋葱容易生根而且生根量是洋葱的许多倍,这样既节省开支又方便实验。
  教材中装片制作过程:解离——漂洗——染色——制片。其中在解离这一步骤就将根尖切取2-3mm,在以后的几个步骤当中都要用镊子取放2-3mm.的根尖,因为根尖太短小给操作带来很多不方便。为此可在解离这一步骤将根剪取长一些,比如1cm左右,到制片,将染过色的1cm左右的根放到载玻片上,再把它切成2~3mm,加清水。
  3.2 “观察植物细胞的有丝分裂”培养根系方法的改变
  “观察植物细胞的有丝分裂”教材中用洋葱放在盛水的烧杯上,于温暖处培养。此培养过程较麻烦:须经常换水,且水质容易变差,变差后不仅影响出根,又影响已出根的正常生长。培养时可以采用面积较大、平扁的容器,如托盘。在托盘上用铁丝拉出线格,将洋葱放在上面,盛水培养,出根效果很好。此培养方法有以下优点:利于洋葱出根,盛水量较大,水质维持时间较长,而且换水方便。用市售网眼较大的铁丝网培养出大蒜根代用,效果也很好。
  3.3 “观察植物细胞的有丝分裂”装片制作过程第四步“制片”中“压片”方法的改进
  此步骤教材中是盖上盖玻片以后,在盖玻片上加一片载玻片,用拇指轻轻压载玻片,以便使细胞分散开来。在做这一步骤时往往有一部分学生不能做成功,或者在把盖玻片上盖的载玻片取下来时,标本移动了,或者细胞分散不好。在做这一步时可以先在盖玻片上加一层纱布,再加一片载玻片,用拇指轻轻压载玻片,取下载玻片也会比较轻松方便。
  4 “观察植物细胞的质壁分离和复原”实验
  这个实验中所采用的试验材料是紫色洋葱,选用紫色洋葱作为实验材料的目的是因为紫色洋葱的细胞液中含有的色素使其呈现为紫色,这样便于学生观察实验结果。但在实验过程中存在着这样两个问题影响到实验的效果:①每个洋葱的最外一层鳞片叶紫色深,越往里颜色越浅,最里面近似白色。如果想获得理想的实验结果,最好只用外面的一层或两层鳞片肿,但浪费较大。②越往里鳞片叶越嫩,叶肉细胞与表皮细胞结合越紧密,不容易分离。学生在撕表皮细胞时,往往撕得不完整,将细胞撕破,并且带有很多叶肉细胞,不利于学生观察。
  这个实验改进如下,首先把洋葱纵剖,一分为二,把鳞片叶从鳞茎上全部剥离下来,然后放在解剖盘或其他器皿中,让每片鳞片叶的上表皮朝外,放到窗台上晒1-4d,这样叶片通过蒸腾作用蒸发掉一部分水分,叶片变软,使得叶肉细胞与表皮细胞接合不紧密,便于撕下完整的表皮细胞。再者是通过蒸发水分,液泡中色素的浓度增大,颜色加深,实验效果明显。但在晒制的过程中要特别注意,不要放在太阳底下爆晒,不要晒制的时间过长。如果洋葱表皮细胞失水过多,虽然颜色加深,但已发生了质壁分离,容易给学生造成错觉。
  5 “叶绿体中色素的提取和分离”实验
  5.1 添加丙酮时间的把握
  “叶绿体中色素的提取和分离”实验的第一步提取绿色叶片中的色素,要用到丙酮(有一定的毒性且容易挥发),虽然是迅速研磨,但由于丙酮挥发比较快,如果按教材中实验步骤,往往还没有充分研磨,丙酮已经基本挥发完毕,既伤害身体,实验效果也不好。可将实验步骤改为:在研钵中放入叶片和二氧化硅以及碳酸钙后,就开始迅速研磨,研磨后再放入丙酮使色素溶解。
  5.2 画滤液细线方法的改进
  画滤液细线时用毛细吸管容易划伤手,而且容易划破滤纸,画的线也不直,可以用盖玻片替代。用盖玻片的一侧蘸取滤液,然后在滤纸条的铅笔线上轻按一下,反复3、4次,滤液细线又细又直。也可以改用牙签划滤液细线替代毛细吸管,克服毛细细管易断的缺陷。
  5.3 提取液的改进
  除丙酮外,也可用酒精(无水乙醇)替代,用量相同,结果大致相同。和酒精相比,丙酮有一定毒性,因而不妨换一下。
  5.4 层析液的改进
  通过多次实验认为石油醚:丙酮(10:1)配制而成的层析液分离色素的时间短于课本要求的,且省去了有毒的苯试剂,是取代课本要求的一种较好的层析液。
  5.5 过滤制滤液的改进
  取消漏斗基部放脱脂棉这一步,而用3-4层纱布包裹充分研磨过的菜叶,通过漏斗将汁液挤于试管中,得滤液。因研磨过的菜叶自然过滤很难得到滤液。实验证明,改进后较改进前实验效果明显。
  6 总结与反思
  实验教学和一般的授课有不同的要求,而生物教材又往往受到地方性和季节性的限制,有些生理性实验还需要较长的时间才能看到结果。因此课前结合实际进行准备与重新设计工作就显得尤为重要,需要从实验材料、操作程序等方面进行改进、创新。以满足实际教学工作的需求。教师在教学中应当多动脑子,多动手实践,想办法发掘实验素材,改进实验设计缺陷,并不懈地追求生物课堂具体化,形象化,能做实验一定做,不能做实验也要尽量创造条件做演示实验,实在不行也要自制教具,制作好PPT等进入课堂。这样的课堂才丰富多彩,效果显著。
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