杨朝钊
(贵州师范大学附属中学)
《检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质》实验改进策略
杨朝钊
(贵州师范大学附属中学)
实验教学是生物教学必不可少的部分。在教学过程中,教师结合教学的实际情况,适当对实验材料和操作流程进行改进,可以节省实验成本、节约教学时间和突出实验效果,同时还可以培养学生的创新能力,加深学生对知识点的巩固和理解,培养学生的思维和动手能力,使课堂教学和实验教学有机高效地结合起来,达到事半功倍的效果。
高中生物;实验教学;改进策略
在生物教学中,实验教学的重要地位日益凸显,它不仅是进行理论研究的重要依据,同样是学生获得感官印象的重要途径。通过近年高考命题趋势看,设计实验思路和完成相关试题已经成为高考热点之一。因此,新教材中加大了实验个数和比例;同时教师在教学过程中注重实验教学,培养学生的实验能力。“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”是高中生物的重要实验,各省高考题中出现的频率都比较高,在实际实验教学中,本人对该实验的实验材料选择、操作流程进行了部分改进。通过改进,明显缩短了实验时间,实验效果提升明显,学生加深了对该实验知识点的理解,有效促进了课堂理论教学,对培养学生的实验创新起到了一定作用。
还原糖是生物组织中常见的有机物,多为单糖或二糖。如葡萄糖、果糖和麦芽糖。用斐林试剂、班氏试剂和银氨溶液均能检测生物组织中是否存在还原糖。斐林试剂(甲液:质量浓度为0.1g/mL NaOH溶液,乙液:质量浓度为0.05g/mLCuSO4溶液,二者等比例混合后,现配现用。即生成淡蓝色Cu(OH)2沉淀),Cu(OH)2与还原糖在50~65℃水浴条件下,生成砖红色Cu2O沉淀。实验过程中溶液的颜色变化过程为:浅蓝色→棕色→砖红色(沉淀)。对还原糖进行检测时,为显色实验,即需观察反应物颜色变化。因此,需注意如下原则:第一是实验材料的选择,颜色过深的材料不宜使用,比如,红葡萄汁、西瓜汁等。第二是要求实验效果明显,就是还原性糖含量多,还原性糖较少,实验效果差。甘蔗汁也不合适,甘蔗种含量最多的是蔗糖。第三是实验材料易获取。鉴定使用的材料为苹果或梨匀浆,在制备过程中需要用果汁机或其他设备获取,操作复杂。如使用鲜荔枝汁或白葡萄汁只需用纱布过滤即可,可以明显缩短准备时间,同时获得的待测液颜色较浅,近似白色,实验效果明显。该过程需将待测液试管放入盛有50~65℃温水大烧杯中加热约2min,通过观察溶液的颜色变化推断结果。在实际教学中,可将烧杯换成恒温水浴锅,在锅内放入较小的铁质试管架供待测样品试管水浴即可。这样改进的目的可避免使用酒精灯对烧杯进行加热,很大程度上排除了安全隐患。同时恒温水浴锅能保持温度恒定,确保实验的准确性。
对生物组织中的脂肪进行检测时,脂肪鉴定大致步骤:(1)取材:花生种子(实验前浸泡3h~4h),去皮,将子叶用刀片切成薄片。(2)染色:选取薄而透明且均匀薄片,在实验材料上滴2~3滴苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液,染色1min,去浮色。(3)制片:制成临时装片。(4)观察:使用低倍镜找到脂肪滴,然后转换高倍镜观察材料染成的颜色。实验过程中需注意:(1)选择含脂肪较高的材料,如花生。(2)实验关键是徒手切片的质量,即单层细胞、薄而透明的理想薄片。(3)染色时间不能太长,过长会使其他部分被染色。
在实验实际操作中,需花很长时间完成脂肪鉴定。实验需进行切片,学生对切片技术掌握不熟练,切片成功率不高,并非单层细胞理想薄片,学生操作具有一定的危险性。因此,在实际教学过程中对该方法进行一些改进,具体如下:选择颜色较浅相对透明的大豆油(黄色)作为脂肪鉴定材料,显色试剂选择苏丹Ⅳ染液(可将脂肪染成红色)。通过对实验材料和试剂的更换,使脂肪的鉴定实验操作更加简单,还可以使学生更好地区分苏丹Ⅲ染液和苏丹Ⅳ染液能将脂肪染成不同颜色。
在生物组织中检测蛋白质进行时,需要将组织样液按照顺序添加进行检测,双缩脲试剂(A液:质量浓度为0.1g/mL NaOH溶液,B液:质量浓度为0.01g/mL CuSO4溶液),先向待测液滴加A液1mL,再滴加B液3~4滴。二者在使用过程中与斐林试剂使用的成分一致,只是浓度和比例不一样,可告知学生蛋白质鉴定原理为:Cu2+在碱性(OH-)条件下能与蛋白质发生紫色综合反应,即发生了紫色反应。人教版的实验教学中,待测的材料常用为豆浆(乳白色),可以在实验完成蛋白质的鉴定,但需要消耗的试剂量较多才能观察到明显的实验结果。故在实验中使用稀释的蛋清作为实验材料能弥补上述不足。稀释的蛋清蛋白质含量高,颜色较浅,更易显色。
生物是一门以实验为基础的自然科学,生物科学的发展离不开科学实验。教师应加强创新、提升课堂驾驭能力,把实验改进创新与课堂教学高效结合起来,推动实验在教学过程中的重要作用。当然,推动和完善教师实验创新能力,这对教师对于教材体系的把握、教学时间的掌控能力等方面都有更高层次的要求。在实验过程操作中,教师为主导,学生为主体,应做到不盲目、有序、实验课堂气氛活跃等。因此,要保证实验教学效果,教师在进行实验前应精心准备实验,尽量预见各种突发情况,特别是安全性问题。同时,在教科书中缺乏相应的说明,没有讲清楚的实验原理教师应该针对这个知识点增加实验探究过程,激发学生的思维能力,理解实验原理和操作流程。通过与学生的探究和实验,能够增加学生对于实验的感性认识,培养动手能力和探究意识,让学生学有所思、学有所成。
[1]赵文保.“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”探究实验设计[J].生物学通报,2012(10).
[2]史伟鹏.关于实验“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的改进初探[J].教育教学研究,2014(3):14.
·编辑李琴芳
杨朝钊(1986-),男,苗族,贵州三穗人,硕士研究生,研究方向:高中生物教学理论。