人教版高中《生物》教材“分子與細(xì)胞”中“觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布”這個(gè)實(shí)驗(yàn)在教材中描述的實(shí)驗(yàn)步驟比較復(fù)雜,不便于操作。在實(shí)際操作過(guò)程中出現(xiàn)的結(jié)果與理論也有較大的偏差。針對(duì)以上問(wèn)題,筆者對(duì)實(shí)驗(yàn)材料和操作方法進(jìn)行了解析與改進(jìn),同時(shí)對(duì)該實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)、難點(diǎn)和學(xué)生容易出現(xiàn)的疑點(diǎn)進(jìn)行了探討并提出相關(guān)建議。
一、該實(shí)驗(yàn)在教材中的地位及作用
“觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布”是《生物》人教版(必修一)中一個(gè)很重要的實(shí)驗(yàn),可以直觀地幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)細(xì)胞中DNA和RNA的分布情況。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,我們發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)步驟較繁雜,學(xué)生難以記清;操作較復(fù)雜,學(xué)生難以掌握;實(shí)驗(yàn)效果不明顯,學(xué)生難以接受等,這些情況促使我們對(duì)該實(shí)驗(yàn)作進(jìn)一步的探索,提出了改進(jìn)意見(jiàn)。
與以前的舊版人教版教材相比較,新課程中加入這一實(shí)驗(yàn),目的在于降低對(duì)這一知識(shí)點(diǎn)的理解難度,同時(shí),幫助學(xué)生養(yǎng)成勤于動(dòng)手,學(xué)會(huì)探究式學(xué)習(xí),這是新課程理念的重要體現(xiàn),這也體現(xiàn)了新課程面向每個(gè)學(xué)生的理念。
二、實(shí)驗(yàn)原理與解析
1.真核細(xì)胞的DNA主要分布在細(xì)胞核內(nèi),RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。
2.甲基綠和吡羅紅兩種染色劑對(duì)DNA和RNA的親和力不同,甲基綠對(duì)DNA親和力強(qiáng),使DNA呈現(xiàn)出綠色,而吡羅紅對(duì)RNA的親和力強(qiáng),使RNA呈現(xiàn)出紅色。用甲基綠、吡羅紅的混合染色劑將細(xì)胞染色,可同時(shí)顯示DNA和RNA在細(xì)胞中的分布。
3.鹽酸的作用有如下兩方面。
(1) 鹽酸能改變細(xì)胞膜的通透性,加速染色劑的跨膜運(yùn)輸。
(2) 鹽酸使染色體中的DNA與蛋白質(zhì)分離,便于DNA與染色劑的結(jié)合。
三、材料用具的選擇及改進(jìn)
1.材料的選擇。
(1)選用的實(shí)驗(yàn)材料既要容易獲得,又要便于觀察。
(2)常用的觀察材料由人的口腔上皮細(xì)胞、洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞(在選擇實(shí)驗(yàn)用植物細(xì)胞時(shí)最好選擇洋蔥內(nèi)表皮細(xì)胞,其細(xì)胞較大且無(wú)色,便于染色與觀察) 。
(3) 本實(shí)驗(yàn)使用的是吡羅紅G 呈綠色,水溶液呈紅色(經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)證明染色液中甲基綠︰吡羅紅=1.2︰1時(shí),染色效果最好)。
2.取材要點(diǎn)。
(1) 取口腔上皮細(xì)胞之前,應(yīng)先漱口,以避免裝片中出現(xiàn)太多的雜質(zhì)。
(2) 取洋蔥表皮細(xì)胞時(shí),盡量避免材料上帶有葉肉組織細(xì)胞。
3.實(shí)驗(yàn)的幾點(diǎn)改進(jìn)建議。
(1)藥品的選擇和處理。商品的甲基綠中經(jīng)?;煊屑谆希赡軙?huì)影響染色效果,所以使用前者首先要提純,除去甲基紫。甲基綠不溶于氯仿(三氯甲烷) ,甲基紫易溶于氯仿,利用該特性可通過(guò)萃取的方法用氯仿洗脫甲基紫。
(2)吡羅紅甲基綠染色劑的配制。
本實(shí)驗(yàn)的成功關(guān)鍵在于吡羅紅甲基綠染色劑的配制成功,因?yàn)樵撊旧珓┑呐渲戚^為復(fù)雜。在配制時(shí),一般的配制方法是: A液+B液,A、B兩液可置于4o C冰箱中,最好現(xiàn)用現(xiàn)配,用時(shí)兩液混勻即可使用。(使用時(shí)將A液和B液以7∶4的比例混勻即可。)
(3)鹽酸水解處理。在教科書(shū)中用的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的鹽酸,經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的鹽酸濃度太高,嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)效果。此外,若處理溫度過(guò)高、時(shí)間過(guò)長(zhǎng),結(jié)果細(xì)胞核也不呈藍(lán)綠色,而是與細(xì)胞質(zhì)一樣呈紅色。后來(lái)通過(guò)查找資料發(fā)現(xiàn),有人介紹使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的鹽酸,再參照人體體溫,建議使用37 ℃水浴,又經(jīng)過(guò)多次反復(fù)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)效果較好。
四、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
1.甲基綠吡羅紅染液要現(xiàn)用現(xiàn)配,否則,染料會(huì)被氧化,影響染色效果,同時(shí),為避免變質(zhì),A液需要使用棕色瓶盛放。
2.實(shí)驗(yàn)中使用生理鹽水的目的是維持細(xì)胞的外形,以免細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)之前破裂,導(dǎo)致DNA、RNA被釋放到細(xì)胞外。
3. 用酒精燈烘烤載玻片時(shí),切記不要只集中于材料處,而應(yīng)將載玻片在火焰上來(lái)回移動(dòng),使載玻片均勻受熱,以免破裂。
4. 烘烤后的載玻片不要馬上放入盛有稀鹽酸的燒杯中,最好先自然冷卻1分鐘。
5. 換用高倍鏡觀察材料時(shí),只能用細(xì)準(zhǔn)焦螺旋進(jìn)行調(diào)焦,切不可動(dòng)粗準(zhǔn)焦螺旋。
6.該實(shí)驗(yàn)需要觀察染色情況,所選擇的材料應(yīng)為白色或無(wú)色,例如,教材中選用的植物材料為洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮,而不能使用紫色外表皮。
7.甲基綠吡羅紅染色劑,有的教材也稱(chēng)為甲基綠派洛寧染色劑。
(作者單位:江西省南昌市第十中學(xué))
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