江蘇省泰興市第三高級中學(225400)

何占魁 ●

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高中生物“植物細胞吸水和失水”實驗教學思考

江蘇省泰興市第三高級中學(225400)

何占魁 ●

對高中生物“植物細胞吸水和失水”的實驗從實驗基本原理、實驗影響因素、實驗操作要點和實驗創(chuàng)新方法四個方在進行了分析.

實驗；生物；思考

在現(xiàn)實生活中，同“植物細胞吸水和失水”相關(guān)的實例比較常見，如蔬菜瓜果的噴水保鮮、發(fā)蔫的蔬菜等等.針對相應(yīng)的生物實驗而言，重點在于使高中生了解和掌握相應(yīng)的實驗原理和實驗影響因素，同時還要注意創(chuàng)新實驗教學方法，從而借此來全面確保實驗教學效果.

一、實驗基本原理

“植物細胞吸水和失水”實驗的基本原理為質(zhì)壁分離原理，也就是所謂的滲透作用.要想實現(xiàn)滲透作用，必須要具備幾點基本條件，即：

1.在實驗中需要存在半透膜；

2.半透膜兩側(cè)存在濃度差.半透膜實際上是一種可以阻隔大分子，卻可以讓小分子自由通過的簡單膜，但是需要確保兩側(cè)存在濃度差方可使兩側(cè)水分子實現(xiàn)自由穿行.水分子本身是一種具備自由能的物質(zhì)，其會伴隨著溶液濃度增加而相應(yīng)降低，這在能量驅(qū)動下會使水分子由水勢高的一側(cè)向水勢低的一側(cè)移動.對于植物細胞而言，半透膜的提取難度比較低，這主要是由于植物細胞的液泡膜和細胞膜均隸屬于半透膜范疇，借助植物細胞所保持細胞液濃度的合理設(shè)置來借助濃度差使細胞發(fā)生吸水和失水.

在“植物細胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原”實驗中，如果采用紫色洋蔥內(nèi)表皮，那么不需進行染色即可對液泡質(zhì)壁分離的實際變化情況進行直接觀察，這主要是由于洋蔥表皮中僅由外表皮呈現(xiàn)紫色顏色，但是考慮到其本身隸屬于多層細胞材料，初次觀察人員的觀察效果也不是非常理想.通過多次實驗操作可知，洋蔥內(nèi)表皮很容易撕下來的是一層單細胞薄膜，但是考慮到其本身不存在顏色，所以必須要先進行染色后方可開展實驗操作.通過對實驗操作進行不斷摸索，對洋蔥細胞進行活體染色的細胞質(zhì)壁分離實驗效果比較理想，所以可以在外界溶液設(shè)置濃度差來進行質(zhì)壁分離實驗操作，具體就是在高濃度蔗糖溶液中，使細胞內(nèi)組織不斷外流，致使原本緊貼細胞壁的原生質(zhì)層因細胞失水而出現(xiàn)皺縮，從而達到質(zhì)壁分離的目的，之后即可通過顯微鏡觀察相應(yīng)的實驗現(xiàn)象.而在復(fù)原操作期間，需要在清水中浸泡相應(yīng)的細胞來使其發(fā)生吸水復(fù)原現(xiàn)象，此時在顯微鏡下即可觀察到皺縮的細胞膜重新貼合在相應(yīng)的細胞壁上面，這個過程實際上就是細胞質(zhì)壁分離的復(fù)原環(huán)節(jié).

二、實驗影響因素

為了有效地確保實驗質(zhì)量，需要著重做好如下幾個影響因素的控制工作，即：

1.在洋蔥內(nèi)表皮細胞撕取的時候，如果表皮厚度過大，那么就可能會因組織細胞的堆疊而對實驗成像質(zhì)量產(chǎn)生影響；或者會因內(nèi)部細胞無法接觸到蔗糖溶液而影響質(zhì)壁分離現(xiàn)象，此時可以采用井字切法來開展實驗；在實驗操作的時候要保持動作的輕緩性，同樣不可切的過薄，否則后期可能會因出現(xiàn)細胞破裂或者組織液外漏問題而影響最終結(jié)果.

2.在展平操作時候要保持細心、耐心，否則很容易因展平操作不當而因細胞堆疊而影響觀察效果.

3.要選擇一個正確的觀察角度來觀察實驗現(xiàn)象，但是如果無法準確找到實驗觀察細胞，那么同樣會影響觀察效果，所以要盡量接近玻片的邊緣細胞來觀察，這樣可以確保實驗現(xiàn)象的明顯性.

4.要合理控制蔗糖溶液濃度，過高不意味著實驗效果一定好，很可能因過高溶液濃度而使細胞出現(xiàn)受損，影響后續(xù)實驗操作，一般只要蔗糖溶液難度稍高于洋蔥表皮細胞液濃度即可.

5.在蓋玻片一側(cè)進行吸水操作期間，要重復(fù)進行2～3次，避免單次操作會影響溶液的均勻性，待溶液全部浸泡細胞后方可確保細胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象得以實現(xiàn).

6.教師要加強實驗操作期間的指導力度，及時指出和糾正學生在實驗操作中存在的差誤之處，必要的時候可以采用對照實驗方法來使學生充分意識到錯誤實驗操作可能造成的實驗后果.

三、實驗操作要點

1.在實驗開始之前，需要先準備一些必要的實驗材料，具體主要包括紫色洋蔥內(nèi)表皮、刀片、滴灌、載玻片、蓋玻片、鑷子、顯微鏡、吸水紙、30%蔗糖溶液、3%中性紅色溶液、清水等.

2.在正式開始實驗操作之后，需要嚴格按照規(guī)定的實驗流程來開展操作，同時也需要做好操作過程中的觀察和分析，必要的時候可以向?qū)W生展示永久切片來深化學生對于失水原理的理解和認識.

3.在實驗操作完畢之后，需要嚴格按照規(guī)定操作程序來對實驗用具進行清洗和整理.

四、實驗創(chuàng)新方法

在設(shè)計實驗方案的時候，除了要求高中生按照教材中的有關(guān)方案之外，生物教師可以同樣鼓勵學生大膽設(shè)計別樣實驗，采用不同的實驗材料來進行實驗操作，這樣有的學生可能會根據(jù)材料長度變化或者液面高度變化來判斷植物細胞吸水和失水；也有的學生可能會根據(jù)材料的軟硬情況來判斷植物細胞吸水和失水等等.比如，有的學生通過采用蘿卜快浸泡在清水和鹽水中來判斷其吸水和失水情況，必要的時候需要采用小組合作討論的實驗探究方式來增加實驗探究的有效性，這樣不僅可以有效地激發(fā)高中生的實驗操作興趣，也有助于培養(yǎng)和提升高中生的探究能力.

總之，實驗操作的根本目的在于使學生可以了解和掌握實驗原理、過程及其本質(zhì)所在，但是并非局限于實驗教學本身，同樣需要結(jié)合生物教材的理論知識和自身經(jīng)驗來有效結(jié)合實驗操作和理論知識教學，確保學生的實驗興趣可以得到有效激發(fā)，以便可以借助實驗操作來進一步深化學生對于相關(guān)理論知識的理解和認識，培養(yǎng)和提升學生的探究意識和自主學習意識.

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1008-0333(2017)12-0092-01