浅谈高中生物基本实验改进方法

康日凌

摘要：生物学实验是中学生物教学的重要组成部分。随着教材的改进，实验占的比例越来越重，然而，地处山区的学校受很多外界因素的限制。本文从有关实验中的材料选取与处理、装置与用具、方法步骤等方面的改进和实验中的拓展作一小结介绍，使山区学生受益。

关键词：高中；生物实验；实验改进

中图分类号：G632.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）51-0262-02

2007年我省实施新课程标准以来，使高中生物教材中的实验数量大为增加，实验教学已经成为生物学科教学内容的一个重要组成部分。因此，确保每一个生物实验在教学中都能够成功开展，对于提高教学质量和教学效果具有重要的意义。但对于我们这样的山区中学要开设新课程中的所有实验，非常困难。作为山区高中的生物教师，我们不能坐等实验条件的改善，不能坐等实验室配备的完备，而应该充分发挥主人翁精神，积极创造条件，结合校情改进实验，尽最大努力尽可能多地开设实验。经过摸索，笔者试着对必修1中的几个实验作了如下分析、改进和拓展。

一、对《还原糖的检测和观察》实验进行分析

1.从实验材料角度进行改进。还原糖的实验材料一般选择含糖量高、颜色较浅的生物组织，如苹果和梨。一般不宜用甘蔗和红薯，因为甘蔗含蔗糖较多、红薯含淀粉较多，蔗糖和淀粉都是非还原糖。马铃薯不含还原糖不能用。本检测过程中，观察的主要是颜色变化，因而生物组织中可溶性还原糖的含量、生物组织中有无色素是影响实验结果及观察的关键性因素。可溶性还原糖含量越高、颜色越浅，与斐林试剂发生反应时颜色越明显。如果生物组织颜色较深，则对还原糖与斐林试剂的颜色反应起遮蔽作用。实验中苹果组织液必须新制，否则因苹果多酚氧化酶的作用，使其组织液很快呈褐色，影响后面实验颜色的观察，尤其是根据实验正常进度，本实验一般在高一的第一个学期进行，正值气温较高的初秋，这种氧化酶作用速度更快，班级较多的学校，会带来重复多次制备的麻烦。经实验，一般梨和白萝卜组织液实验效果较好，一是原液无色，二是放置时间较长而不变色。

2.从实验方法与实验过程角度进行改进。①做还原性糖的鉴定实验时，教材中要求斐林试剂的使用必须是将甲液和乙液先混合均匀后使用，不得分别加入生物组织样液进行检测，因此实验室准备过程中，也是将甲液和乙液分开装，待学生自己操作，将两者混合。但经过实验证明：斐林试剂甲液0.1 g/mL NaOH溶液2 mL和乙液0.05 g/mL CuSO4溶液4滴，无论是先混合马上使用还是两液依次加入试管后使用都有同样效果，且甲、乙两液不宜混合时间过长，对乙液滴数要求也不是很严格。②教材中要求水浴加热，将试管放入盛有50～65℃温水的大燒杯中加热约2min。多次实验证明，沸水浴的效果比温水要更好，能在更短的时间内看到非常明显的现象。因此可以把大烧杯放在酒精灯上加热，保持较高的水温，但是要提醒学生注意安全，避免烫伤。也不可直接将试管放在酒精灯上加热，否则反应速率过快，砖红色很快出现，又迅速变黑，难以仔细观察，且容易使试管爆裂，造成意外。③可以用本尼迪特（Benedict）试剂代替斐林试剂，本尼迪特试剂也称班氏试剂，是一种浅蓝色化学试剂。本尼迪特试剂是斐林溶液的改良试剂，它与醛或醛（酮）糖反应也生成Cu2O砖红色沉淀。它是由硫酸铜、柠檬酸钠和无水碳酸钠配置成的蓝色溶液，可以存放备用，避免斐林试剂必须现配现用的缺点。④实验材料如选的是苹果或梨，教材要求是匀浆，条件不够的实验室如果没有榨汁机，只能为学生准备整个的苹果或梨，那么为了方便学生操作，可在实验桌上准备一个研钵，刀片，先把苹果或梨切成小块放入研钵，然后慢慢研磨，同样可以得到匀浆。

二、对《植物细胞的吸水和失水》实验进行分析

1.对实验目的不明确，相关的概念不理解，实验原理不清楚：①半透膜：是指某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜（如动物的膀胱膜、肠衣等）。能否通过半透膜往往取决于分子的大小。在此实验中，学生不知道为何要选择蔗糖溶液。②渗透作用：是指水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。渗透作用必须具备的两个条件：一是半透膜，二是膜两侧具有浓度差。如果学生不清楚细胞液浓度和外界溶液浓度的大小，便不清楚水分子的扩散方向。③原生质层：是指细胞膜，液泡膜和这两层膜之间的细胞质。由于膜具有选择透过性，所以原生质层相当于一层半透膜，并且原生质层两侧的溶液通常具有浓度差，因此，当成熟的植物细胞与外界溶液接触时，细胞液就会通过原生质层和外界溶液发生渗透作用。

2.学生对显微镜的使用不当：虽然我们是省一级达标中学，但是我们的学生在初中学习过程中基本没用使用过显微镜或者仅用过1～2次，对显微镜感觉非常陌生，出现下列问题：①对显微镜的名称不熟悉：物镜和目镜分不清楚，镜臂称为“把手”，细（粗）准焦螺旋称为“螺丝”，等等。有学生会把目镜强装到转换器处，特别是在调焦过程中，随意使用粗准焦螺旋和细准焦螺旋，故总是找不到细胞。②显微镜的方向错误，将载物台对着人，镜臂在人的对面，使视野漆黑，观察也不方便。③装片竖着放，没有用压片夹压住。在观察过程中，身体稍碰到显微镜便使装片移动了，正观察中的物象消失。④误将气泡当细胞。对细胞结构认识不够。⑤未对好光就开始观察，反光镜用了平面镜或未向光，未转动转换器，物镜未对准通光孔，视野一片黑暗。

3.对实验取材不当进行的改进。实验材料用的是洋葱，正确的取材方法是先用刀片在洋葱表皮上划一个小口，然后用镊子轻轻地撕取一小块洋葱表皮，但很多学生撕取的表皮不够薄，有的材料带有果肉，因此看到的细胞层层叠叠，根本分不清细胞结构。还有学生图方便，随手撕取一块洋葱内表皮，因为内表皮相对来说比较容易撕取，但是内表皮一般是透明的。刚开始在低倍显微镜下能看到排列紧密的细胞，但是当在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液后，就是看不到现象，即使再重复滴加几次，仍然看不到现象。因此，为了让紫色洋葱内层鳞片的紫色加深，可在实验前3～4天将洋葱上部至近根处用用小刀十字形切开，直接摆放或置于温暖阳光下，每天洒些水，实验时可得大量紫鳞片。

甚至有学生取到的洋葱表皮不是新鲜的，已经死亡的细胞，在显微镜下也根本看不到实验现象。有的同学明明取的是紫色洋葱表皮，可在显微镜下看到的仍然是透明一片，看不到紫色大液泡，可能的原因是学生取材时撕取的表皮太薄，使液泡结构破坏，细胞液流出来了，因此看不到紫色液泡了。用易于采集到的且培养方便的水绵用于做“细胞质壁分离与复原”实验可解决此类问题。

4.对实验试剂使用不当进行的改进。能使细胞发生质壁分离现象的试剂不仅只蔗糖溶液才可以，只要对细胞没有毒害作用均可。常用的试剂是0.3g/ml的蔗糖溶液，因用0.3g/ml的蔗糖溶液做分离试剂时，细胞发生质壁分离和复原的速度比较缓慢，便于观察变化过程。复原时需用清水使其复原。但如使用适当浓度的乙醇、乙二醇、甘油溶液、硝酸钾溶液也可以观察到质壁分离现象，但这些物质可以通过原生质层进入细胞，导致细胞液浓度变大，细胞又通过渗透作用吸水，从而会自动复原。对于山区学生实验操作并不是那么熟悉的情况下，是可取的。因为试剂的浓度影响细胞质壁分离的速度，试剂浓度越高，发生质壁分离的速度越快，但試剂浓度过高，细胞容易发生过度失水而死亡，无法复原。试剂浓度过低，导致质壁分离过慢，浓度低至和细胞液浓度相当，则根本不发生质壁分离，影响实验现象的观察。另外在引流时，一次性滴入的试剂不能过多，否则会污染镜头。

5.对实验出现的现象作解答。在实验过程中，学生的热情很高，也有自己的想法和见解。有学生提出，她看到的细胞都是透明的，可不可以对细胞进行染色。如果细胞是透明的，有两方面的原因：一是取的材料颜色太浅，没有紫色大液泡，二是取的材料太薄，液泡已被破坏。如果是原因二，那么染色也达不到效果。而此实验我们主要是看液泡的变化，那么染色剂要求只对液泡进行染色，细胞核与细胞质完全不着色，而且要用活性染色剂，在技术上和染色剂的要求上都很高。相关资料记录，中性红是一种弱碱性染料，可以对液泡进行染色。但是我们在此实验过程中不使用，否则增加了实验的复杂性和难度。

参考文献：

[1]普通高中生物课程标准[S].2006.

[2]张太荣.高中生物学新教材实验改进与创新[J].生物学通报，2004，（1）.

[3]何瑞芳.高中生物学实验的几则改进[J].生物学教学，2008，（6）.

[4]王国顺.高中生物学课本实验的拓展[J].生物学教学，2008，（5）.