李 鑫 （北京市延慶縣第一中學(xué) 北京延慶 102100）

在“觀察核酸在細(xì)胞中的分布”實(shí)驗(yàn)中，用到甲基綠或吡羅紅染料，若單獨(dú)用甲基綠或吡羅紅染色DNA 和RNA，會(huì)分別將它們?nèi)旧删G色和紅色，因?yàn)榧谆G和吡羅紅2 種染色劑對(duì)DNA 和RNA 的親和力不同，教材中所用染料為甲基綠-吡羅紅混合染料甲基綠將DNA 染成綠色，吡羅紅將RNA 染成紅色。 目的是提高學(xué)生的動(dòng)手和思考能力，以進(jìn)一步理解DNA 和RNA 在細(xì)胞中的分布。

1 傳統(tǒng)方法及存在問(wèn)題

在教材中，本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)材料為人口腔上皮細(xì)胞，經(jīng)過(guò)水解、烘干、沖洗、染色等步驟后，用顯微鏡觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

筆者嚴(yán)格根據(jù)教材的設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然而實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并不明顯，結(jié)果如圖1 所示（本文附圖見封四）。主要存在2 個(gè)問(wèn)題：①口腔上皮細(xì)胞容易出現(xiàn)折疊，不易觀察到細(xì)胞核；②細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)均為紅色。

2 對(duì)本實(shí)驗(yàn)的一些改進(jìn)

基于以上問(wèn)題，筆者對(duì)于材料和染料都進(jìn)行了一些改進(jìn)。

2.1 替換實(shí)驗(yàn)材料 對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，如果利用口腔上皮細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料，很難涂片成功，且烘干步驟增加了實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性，故筆者嘗試用洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。本材料不需涂片和烘干，也可以清晰觀察到細(xì)胞核，解決了觀察不便的問(wèn)題。

2.2 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)染料 吡羅紅甲基綠染色劑是混合染料，由A 液20 mL 和B 液80 mL 配成。 B 液的配置方法與教材上的一致； 因沒有買到甲基綠吡羅紅的混裝粉，筆者使用分裝粉配置A 液。 配置方法如下： 甲基綠0.5 g+50 mL 蒸餾水→甲基綠溶液； 吡羅紅0.5 g+50 mL 蒸餾水→吡羅紅溶液。按教材上介紹的配制方法，應(yīng)使甲基綠溶液和吡羅紅溶液以1∶1 的比例混合，再將混合液與B液以1∶4 的比例混合制成染料。 筆者在實(shí)驗(yàn)前嘗試用甲基綠溶液和吡羅紅溶液分別染色細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)吡羅紅溶液的著色效果更強(qiáng)。 為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，筆者嘗試改變甲基綠溶液和吡羅紅溶液的比例，改進(jìn)如表1 所示。

表1

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2 所示。

由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以看出，1 mL 甲基綠+0.4 mL吡羅紅和1 mL 甲基綠+0.2 mL 吡羅紅效果比較明顯，筆者又嘗試了3 個(gè)中間梯度的實(shí)驗(yàn)，三者效果都很好，其中1 mL 甲基綠+0.3 mL 吡羅紅效果最好。 結(jié)果如圖3。

綜上所述，配置甲基綠吡羅紅染色劑時(shí)，可按上述比例配置A 液，再以A 液∶B 液=1∶4 的比例配置染色劑即可。

2.3 改進(jìn)步驟 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象： 在同一個(gè)視野中，一些細(xì)胞染色成功，即細(xì)胞核為綠色而細(xì)胞質(zhì)為紅色，而另一些細(xì)胞的細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)皆為紅色。 筆者查閱了大量資料，發(fā)現(xiàn)甲基綠非常容易與鹽酸反應(yīng)變成紅色，而在本實(shí)驗(yàn)中，如果按教材介紹的步驟，解離的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或漂洗時(shí)間不充分，都會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。

解離的目的是改變口腔細(xì)胞細(xì)胞膜通透性，加速染色劑進(jìn)入細(xì)胞。筆者嘗試不解離，直接進(jìn)行染色，染色效果也比較理想，如圖4。

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)，在用鹽酸解離時(shí)，細(xì)胞會(huì)先失水，然后再死亡，所以如果不解離就進(jìn)行染色，也解決了口腔細(xì)胞折疊皺縮的問(wèn)題，如圖5 所示。

3 利用實(shí)驗(yàn)課調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

在進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)探索的期間，學(xué)生正在做觀察洋蔥根尖有絲分裂的實(shí)驗(yàn)，筆者嘗試將此實(shí)驗(yàn)應(yīng)用在洋蔥根尖上，效果也很不錯(cuò)，如圖6 所示。關(guān)于洋蔥的實(shí)驗(yàn)有很多，例如質(zhì)壁分離、有絲分裂等。學(xué)生在上實(shí)驗(yàn)課時(shí)，教師會(huì)將材料、步驟、方法清晰地寫在黑板上，學(xué)生按照黑板上的流程即可成功獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但這種方法抹殺了學(xué)生好動(dòng)、好奇的天性，使學(xué)生對(duì)于知識(shí)的理解過(guò)于死板。 在《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確提出“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”的課程理念，“力圖促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與探究過(guò)程，勤于動(dòng)手和動(dòng)腦。 ”［1］故筆者將質(zhì)壁分離、有絲分裂、觀察核酸在細(xì)胞中的分布3 個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)合在一起，在實(shí)驗(yàn)課上準(zhǔn)備一顆生了根的紫色洋蔥及蔗糖、紅墨水、解離液、龍膽紫、甲基綠吡羅紅混合染料等試劑，在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了理論知識(shí)的前提下，讓學(xué)生思考自己想做的實(shí)驗(yàn)都需要用哪些實(shí)驗(yàn)材料？不同的實(shí)驗(yàn)材料能否得到相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果？ 甚至可以看書尋找每個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作步驟，使學(xué)生在獲取一定的生物學(xué)知識(shí)的同時(shí)，習(xí)得獲取知識(shí)的方法，提高處理信息和解決問(wèn)題的能力，引導(dǎo)學(xué)生逐步養(yǎng)成質(zhì)疑、求實(shí)、創(chuàng)新及勇于實(shí)踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。

4 學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)，教師采用教授和灌輸?shù)姆椒ǎ瑢⒎椒ê筒襟E告訴學(xué)生，或教師演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生抄筆記。但一節(jié)課結(jié)束，由于教學(xué)時(shí)間限制和學(xué)生的思考得太少，學(xué)生對(duì)于知識(shí)的掌握很差。本節(jié)課的設(shè)計(jì)，依托于學(xué)生的動(dòng)手能力，利用學(xué)生天性，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，能很好地把握學(xué)習(xí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)。 在期中考試中，對(duì)于實(shí)驗(yàn)的有關(guān)問(wèn)題，學(xué)生的錯(cuò)題率明顯降低。

例1，紫色洋蔥是生物學(xué)實(shí)驗(yàn)常用材料，以下敘述不正確的是（ ）。

A.運(yùn)用質(zhì)壁分離與復(fù)原，可估測(cè)洋蔥外表皮的細(xì)胞液濃度

B.觀察DNA 和和RNA 在細(xì)胞中的分布實(shí)驗(yàn)，宜選取洋蔥外表皮細(xì)胞

C.觀察細(xì)胞有絲分裂，宜選取洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞

D.提取液泡中的色素，可用清水作為溶劑

該題正確選項(xiàng)為B，學(xué)生答題情況如表2。

表2

例2，在生物學(xué)研究中，經(jīng)常使用染色劑對(duì)生物體的結(jié)構(gòu)或物質(zhì)進(jìn)行染色，以便觀察和鑒定。下列有關(guān)敘述中正確的是（ ）。

A.觀察線粒體時(shí)用甲基綠染色，線粒體被染成藍(lán)綠色

B.利用甲基綠吡羅紅染料對(duì)細(xì)胞染色，可將細(xì)胞核染成紅色，細(xì)胞質(zhì)染成綠色

C.觀察染色體的形態(tài)，可用龍膽紫染液將染色體染成深色

D.鑒定蛋白質(zhì)時(shí)用斐林試劑，混合后加熱變成磚紅色

該題正確選項(xiàng)為C，正答率如表3 所示。

表3

其中3 班、4 班2 個(gè)班為筆者所教班級(jí)。 可見，在平行班中，這2 個(gè)班級(jí)的正答率更高一些。 這些數(shù)據(jù)都說(shuō)明，在生物學(xué)教學(xué)中，激發(fā)學(xué)生思考，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，能有效提高教學(xué)效果。