高中生物植物细胞吸水与失水实验教学实践探究

尼玛拉珍

【摘要】因渗透作用，若适当改变植物细胞外界浓度，细胞可发生质壁分离、或质壁分离的复原，若使用圆葱外表皮组织作为实验样本、并进行科学操作，可顺利的观察到细胞的失水、吸水现象。本文介绍了圆葱细胞吸水和失水实验的操作步骤，并阐述了实验中一些需要注意的关键问题。

【关键词】高中 生物教学 植物细胞 实验

在生活中，植物细胞的失水、吸水现象比较多见，学生会对此现象较为熟悉，若将观察植物细胞失水、吸水现象做为实验内容，会让学生有较高的实验兴趣，再通过合适引导，可使其从主观感受上升到理性认识，取得良好的学习效果，该实验的具体操作方式是本文关注的重点。

一、实验原理

渗透作用为本实验原理，其发生条件为：首先，存在半透膜；其次，半透膜两侧溶液中存在浓度差。大分子（如蔗糖等溶质微粒）无法透过，小分子（如水等）可自由透过的膜状结构，就是半透膜。半透膜两侧水分子可移动就是因为浓度差的存在，水分子具自由能，若提高溶液浓度、可使自由能下降，于是，水分子可在能量驱动下实现从低浓度处至高浓度处的移动。

植物细胞的液泡膜及细胞膜均为半透膜，因此，可视此二膜及其间物质为复合半透膜。此原生质层外侧为溶液，内侧为细胞液，若其浓度不同，就会使细胞失水或吸水。若将溶液设为高浓度蔗糖溶液，可使细胞液中水流出，导致质壁分离的出现；若置此细胞于清水中，可使水流入细胞中，使该细胞逐渐复原。

二、实验过程

（一）选择材料

可将实验材料确定为紫色圆葱叶外表皮，其原因是：首先，细胞液为紫色，便于观察；其次，圆葱表皮撕取方便，制作临时装片较为容易。

（二）制作临时装片

1.撕皮

对新鲜圆葱表皮以镊子撕取，取得的组织应完整、较薄，面积约0.25cm2—0.75cm2。

2.展平

事先于载玻片上滴一滴清水，并将取得圆葱组织放到此片上，仔细铺平、防止出现表皮重叠。

3.盖片

将盖玻片一侧以镊子夹紧，另一侧与水滴接触，斜度为30—45度，再放下，注意不得出现气泡。

4.滴水

准备蔗糖溶液，其浓度为30%质量分数，并滴1—2滴此溶液于盖玻片一侧。

5.吸引

对盖玻片滴有溶液的对侧以吸水纸接触，这样可使溶液流过样本材料，此步须重复进行2—3次，保证组织材料于溶液中充分浸泡。

（三）观察

调焦低倍镜，找到目标，然后以高倍镜观察。质壁分离现象在低倍镜下就可被看到。

（四）细胞吸水复原

将样本置于清水内，并迅速观察。

三、实验的关键影响要素

（一）材料应完整，且要薄

若材料不薄，会影响观察，原因是：首先，成像受到影响；其次，内部细胞对溶液的接触受到影响。建议的取样方式为：于外表皮上以刀片划“井”字，应保证“口”具约1cm的边长，再以镊子将一角夹住，慢慢撕下表皮。有学生会在实验中撕取过大面积的样本，这样不仅无法提高观察效果，还增加了操作难度；还有人为撕取较薄样本，破坏了细胞，导致紫色细胞液渗出，表皮为透明状，也使接下来的操作受到妨碍[1]。

（二）仔细展平

实验者应于清水中展平表皮，不得重叠，然后再盖片，此过程中实验者应耐心、仔细。

（三）观察部位应正确

很多学生操作正确，但均实验失败，其原因是未将目标细胞找到。样本边缘处会充分接触溶液，质壁分离出现最早，建议学生可在边缘处寻找目标。

（四）调好溶液浓度

在实验中，并非溶液浓度越高越好，浓度过高会损伤细胞，影响接下来环节的进行，因此，学生在调配溶液浓度时，使其略高于细胞液浓度即可[2]。

（五）吸水应重复进行

在对盖玻片吸水时，若只进行一次，有使溶液分布不均的可能，为顺利观察到质壁分离全过程，须重复操作2—3次，保证细胞浸泡充分。

（六）观察质壁分离复原

因定位目标细胞不容易，使得此环节具有一定难度。实验者在将样本置于清水后，可看到质壁分离细胞越来越少，但想观察到某细胞复原全程并不容易。建议学生可将一质壁分离细胞锁定，在不移动装片的前提下，直接替换溶液，然后迅速观察。因此过程并不容易，可由教师演示、或找动手能力佳的同学进行操作[3]。

教师应当在实验中，仔细观察学生是否出现操作不当，并适当给予纠正和指导。为让学生了解正确实验操作的重要性、了解不当操作的后果，教师可进行对照实验。此外，在实验结束后，带学生进行总结与讨论也比较关键，这样可帮助学生通过交流，发现自身不足，并不断进步。很多时候，实现实验目标本身并不是真正的教学意义所在，实验教学的最终目的是让学生掌握学习的方法和不断思考的能力。最后定向、定性分析实验，让学生由主观感受上升到理性认识，了解到自己操作中的问题、并改进，才会充分培养其克服困难的勇气和能力。

结束语：

植物细胞的失水、吸水现象的原理为渗透作用，在实验时，教师可引导学生调配合适浓度的蔗糖溶液，并对圆葱组织科学取样、保证其完整、较薄，且不发生重叠，此外、重复吸水、准确定位目标等也比较重要，在最后环节，教师应带学生进行总结、讨论，全面促进学生学习能力、思维能力的提升。

【参考文献】

[1]吴云丽.高中生物植物细胞吸水和失水实验教学探讨[J].中国教育技术装备，2016（3）：158-158.

[2]刘本举.“植物细胞的吸水和失水”实验的分析与教学建议[J].生物学通报，2013（2）：23-25.

[3]周国倩，范曾丽，黎云祥，曾钰.高中生物实验课“同课异构”对不同层次学生的影响研究——以“植物细胞的吸水和失水”实验课为例[J].中学生物学，2016（5）：43-45.