陳瀟瀟 梁世仰

摘要：基于“觀察洋蔥表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原”實(shí)驗(yàn)中紫色外表皮取材困難的問(wèn)題，利用光照處理，獲得紫色內(nèi)表皮，解決問(wèn)題，簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)。利用黑藻葉肉細(xì)胞及番茄果肉圓粒狀細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)拓展，觀察不同材料質(zhì)壁分離的現(xiàn)象，鞏固滲透概念的理解。

關(guān)鍵詞：洋蔥內(nèi)表皮細(xì)胞 光照 質(zhì)壁分離

中圖分類號(hào)：Q-331 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

浙科版高中生物學(xué)《必修1.分子與細(xì)胞》教材中以洋蔥紫色外表皮為實(shí)驗(yàn)材料、利用質(zhì)量濃度為0.3∥mL的蔗糖溶液和清水分別觀察質(zhì)壁分離及其復(fù)原現(xiàn)象。學(xué)生通過(guò)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)施，加深對(duì)滲透概念的理解，從而對(duì)植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)有了更深層次的認(rèn)識(shí)。因此，該實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的知識(shí)理解與建構(gòu)尤為重要。

1存在問(wèn)題

在實(shí)驗(yàn)操作中，洋蔥紫色外表皮撕取困難。學(xué)生利用鑷子撕取紫色外表皮時(shí)，易出現(xiàn)多層細(xì)胞、色素流失的問(wèn)題，影響觀察效果。而洋蔥無(wú)色內(nèi)表皮易撕取，且細(xì)胞完整，但沒(méi)有色素，不易觀察。實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師常采用紅墨水與質(zhì)量濃度0.3 g/mL的蔗糖溶液處理內(nèi)表皮細(xì)胞后觀察質(zhì)壁分離及其復(fù)原，但現(xiàn)象并不明顯。

2實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

在進(jìn)行“觀察洋蔥表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原”預(yù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)個(gè)別洋蔥存在紫色內(nèi)表皮的現(xiàn)象。通過(guò)觀察紫色內(nèi)表皮出現(xiàn)的位置，查閱文獻(xiàn)資料，發(fā)現(xiàn)“花色素苷合成的主要影響因素是光，通過(guò)光的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，直接或間接地調(diào)節(jié)相關(guān)酶基因表達(dá)來(lái)影響花色素苷的合成”的原理。因此希望利用光照誘導(dǎo)液泡產(chǎn)生花色素苷，獲得紫色內(nèi)表皮。

師生共同設(shè)計(jì)以下幾種實(shí)驗(yàn)方案，獲得紫色內(nèi)表皮：

實(shí)驗(yàn)方法1：將洋蔥鱗葉放置在含有清水的培養(yǎng)皿中，光照。約1-2 d出現(xiàn)紫色內(nèi)表皮。

實(shí)驗(yàn)方法2：用刀片在洋蔥鱗莖上切出方塊小孔，并切去鱗莖盤，水培、光照。約3。4 d出現(xiàn)紫色內(nèi)表皮。

實(shí)驗(yàn)方法3：用牙簽插入洋蔥，拔出，切去鱗莖盤，水培、光照。約3-4 d出現(xiàn)紫色內(nèi)表皮。

實(shí)驗(yàn)方法5：用刀片切去鱗葉干燥部分，縱切鱗葉，切去鱗莖盤，水培、光照。約2-3 d出現(xiàn)紫色內(nèi)表皮。

方法1獲得紫色內(nèi)表皮的時(shí)間短，但是鱗葉干癟，易腐爛;方法2操作麻煩，洋蔥易腐爛。綜合考慮實(shí)驗(yàn)方法3、4效果最佳，且光照時(shí)間越久，紫色內(nèi)表皮的顏色越深。

3實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

光照處理后的洋蔥鱗葉紫色內(nèi)表皮易撕取，并且撕取面積大，洋蔥的一個(gè)鱗葉內(nèi)表皮即可滿足40位學(xué)生使用。將獲得的紫色內(nèi)表皮置于顯微鏡下，觀察到洋蔥紫色內(nèi)表皮單層細(xì)胞，細(xì)胞完整且細(xì)胞內(nèi)存在紫色大液泡、排列整齊?？梢?jiàn)該材料是觀察質(zhì)壁分離的優(yōu)良材料。

4實(shí)驗(yàn)拓展

學(xué)生進(jìn)行植物細(xì)胞質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了完成教材中實(shí)驗(yàn)材料的觀察和實(shí)驗(yàn)，還利用洋蔥紫色內(nèi)表皮及其他章節(jié)提及的黑藻葉肉細(xì)胞與番茄果肉中的圓粒狀細(xì)胞作為拓展實(shí)驗(yàn)材料。拓展材料的使用旨在加深學(xué)生對(duì)滲透的理解，通過(guò)對(duì)比不同的實(shí)驗(yàn)材料，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維與科學(xué)探究能力。

紫色內(nèi)表皮易撕取，且細(xì)胞完整性好。采用質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液處理，需要4-6 min出現(xiàn)質(zhì)壁分離。部分小組更換成0.4 g/mL的蔗糖溶液，質(zhì)壁分離時(shí)間更短，用清水處理細(xì)胞可見(jiàn)細(xì)胞質(zhì)壁分離復(fù)原。學(xué)生從而得出結(jié)論：同一植物，不同取材位置，細(xì)胞液的濃度可能并不相同。學(xué)生也提出猜想可能是光照引起色素的產(chǎn)生，從而影響了細(xì)胞液的濃度。因此，興趣小組在課后進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)探究。

個(gè)別學(xué)生觀察到黑藻葉片有2至3層細(xì)胞，猜測(cè)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是因?yàn)檫x擇黑藻成熟葉片進(jìn)行觀察。部分小組選擇幼嫩小葉或?qū)⒑谠宄墒烊~片斜撕，即可在顯微鏡下觀察到單層細(xì)胞。用質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液處理，可觀察到葉綠體從分散變?yōu)榫奂?。由此，學(xué)生得出結(jié)論，質(zhì)壁分離是質(zhì)膜及其以內(nèi)部分與細(xì)胞壁分離。從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象到得出結(jié)論，學(xué)生小組討論，組間分享，對(duì)植物細(xì)胞的滲透作用理解更加深入。

用解剖針或牙簽挑取番茄果肉，涂抹于載玻片上，即可觀察到大且松散的番茄果肉圓粒狀細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)含有少量色素。用質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液處理，細(xì)胞質(zhì)壁分離緩慢，且因色素過(guò)少，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并不明顯。學(xué)生改用0.4g/mL的蔗糖紅墨水混合溶液處理后，實(shí)驗(yàn)效果更佳。這說(shuō)明不同的實(shí)驗(yàn)材料，處理方式并不相同，通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，均可實(shí)現(xiàn)質(zhì)壁分離的觀察。

5實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)與反思

①保留傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)材料洋蔥，通過(guò)簡(jiǎn)單的光照處理，獲得紫色內(nèi)表皮，解決學(xué)生實(shí)驗(yàn)中取材困難的問(wèn)題，發(fā)揮洋蔥更大的魅力。

②源于教材，拓展教材。利用教材涉及的實(shí)驗(yàn)材料拓展本節(jié)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生通過(guò)觀察不同的植物細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)參照物不同，質(zhì)壁分離的現(xiàn)象也不相同，多方位、多角度思考觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從不同的角度去認(rèn)識(shí)滲透吸水與失水，鞏固新知，拓展新知。

③學(xué)生通過(guò)比較不同的實(shí)驗(yàn)方法，獲得洋蔥紫色內(nèi)表皮，從而培養(yǎng)科學(xué)思維與科學(xué)探究能力，提升對(duì)生物學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的興趣;比較不同實(shí)驗(yàn)材料的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，以觀察到植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及其復(fù)原，體會(huì)到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需充分考慮實(shí)驗(yàn)材料的特點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)課是學(xué)生進(jìn)一步了解生物學(xué)的有效途徑，也是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究的有力方法。教師只要在實(shí)驗(yàn)上做一些小的改進(jìn)，就能讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)產(chǎn)生很大的突破。而這種精彩需要每一位生物學(xué)教師用心去創(chuàng)造和發(fā)現(xiàn)。