两则关于浓度配制提高实验效率的改进

杨祖芳

1 实验“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”

“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”是人教版高中生物《必修1·分子与细胞》第二章第一节的实验内容，是高中阶段有关生物组织成分的检测实验，也是高一新生首次从分子水平理解细胞，并动手完成细胞的组成成分检测的体验活动。

1.1 颜色困惑

“检测生物组织中的糖类”的实验原理是可溶性还原糖与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀。但在实际教学中，即使完全按照教材的实验步骤完成下来，效果也不明显，特别是葡萄糖与斐林试剂水浴加热后，实际上颜色变化是由蓝色变成桔黄色，而并非砖红色沉淀。学生比对颜色后十分困惑。由于教材并没有明确表示样液的浓度，因此困扰着师生好多年的问题依然得不到解决。而且苹果组织液的临时制备，也给实验开展带来了局限性，因为苹果多酚氧化酶会使组织液褐变，影响颜色观察效果。

1.2 实验改进

笔者发现以巨峰葡萄为材料进行“检测生物组织中的糖类（如葡萄糖）”实验，效果很好。经过不断地探究，同时意外地发现检测样液的浓度是影响实验成功的关键。实验改进具体操作步骤如下：

① 取材。选取一颗巨峰葡萄，徒手剥皮后，用纱布包裹果肉，用手旋转挤压纱布（无需研磨过滤），快速挤压出白色（浅色）葡萄果汁于试管中。

② 稀释。取1 mL的葡萄果汁原液样液置于量筒内，并加入9 mL蒸馏水稀释10倍，摇匀。向试管内注入稀释后的待测样液2 mL。

③ 加试剂。向试管内注入1 mL的斐林试剂（甲液和乙液等量混合均匀后再注入）。

④ 观察。将试管置于60 ℃水浴中约20 s，试管中蓝色溶液慢慢就出现砖红色沉淀，对比未稀释前原液的反应显示桔黄色。

1.3 改进方法的优点

以巨峰葡萄为实验材料便宜易取，与苹果或梨相比，无须洗净、削皮、切片、研磨、过滤，提取组织液等繁琐操作步骤，只需通过纱布包裹挤压可快速获得原样液。由于对原样液进行10倍的稀释，通常3粒巨峰葡萄（约8 mL原样液）挤出的原液足够适用于全班56人（2人一组），且稀释样液可观察到砖红色沉淀，解决了原液与斐林试剂反应后出现桔黄色变化的困惑。

2 探究“环境因素对光合作用的影响”

探究“光照强度对光合作用的影响”是人教版高中生物《必修1·分子与细胞》第五章第四节的探究活动，其光合作用历来是细胞代谢的一个重要内容，也是每年高考必考查的内容之一。此实验旨在培养高中生的实验设计探究能力，提升科学探究素养。

2.1 耗时困惑

由于本探究活动涉及光照强度与长短，且受光质、温度以及CO2浓度等诸多因素的影响。因此，在实际实验中，由于课时紧、不同因素耗时相对长，一般每种环境因素大约需要30～70 min才能做完，很难一节课完成实验，不利于教学随堂化。

2.2 实验改进

笔者通过探究，发现将NaHCO3浓度从常用的0.4%提高到4%，则有利于缩短反应时间，提高课堂探究效率。结果见表1。

① 制备小叶圆片。用圆珠笔筒盖打出若干小叶圆片，置于塑料注射器筒內，注满水后排出注射器筒内的空气，然后将整个注射装置放入水中（增加气密性）。一手堵住气嘴，另一只手抽拉气筒，约1 min。当小叶圆片全部沉入水底后，置于培养皿中待用。

② 控制自变量。取3个烧杯编号为1、2、3号，分别放入等量的质量分数为4%的NaHCO3溶液，每个烧杯各放入10片小叶圆片。将3个小烧杯分别放在25、50、100 W白炽灯相同距离处进行光合作用。

③ 观察因变量。观察并记录单位时间内小叶圆片上浮的数量。

④ 记录数据。约2 min后，可以看到光强为100 W白炽灯下的3号烧杯中的小叶圆片开始上浮，计时并观察记录结果。

⑤ 分析结果。当所有的结果记录完毕后，整理数据，绘制坐标图。

2.3 改进方法的优点

“探究光照强度对光合作用的影响”，笔者同样选用100 W的台灯作为光源，发现在NaHCO3浓度为0.4%的烧杯中，第一片小叶圆片上浮用时8 min，待10片小叶圆片全部浮起来约需30 min。笔者将0.4%的NaHCO3浓度提高到4%，第一片小叶圆片上浮只需约2 min，10片小叶圆片全部浮起来只需约8 min左右，大大缩短了实验反应时间，提高了实验效率。

参考文献：

朱正威，赵占良.普通高中课程标准实验教科书：生物.必修1.分子与细胞[M]北京：人民教育出版社，2007：18-19，104-105.