高中生物“植物细胞吸水和失水”实验教学思考

江苏省泰兴市第三高级中学(225400)

何占魁 ●



高中生物“植物细胞吸水和失水”实验教学思考

江苏省泰兴市第三高级中学(225400)

何占魁 ●

对高中生物“植物细胞吸水和失水”的实验从实验基本原理、实验影响因素、实验操作要点和实验创新方法四个方在进行了分析.

实验；生物；思考

在现实生活中，同“植物细胞吸水和失水”相关的实例比较常见，如蔬菜瓜果的喷水保鲜、发蔫的蔬菜等等.针对相应的生物实验而言，重点在于使高中生了解和掌握相应的实验原理和实验影响因素，同时还要注意创新实验教学方法，从而借此来全面确保实验教学效果.

一、实验基本原理

“植物细胞吸水和失水”实验的基本原理为质壁分离原理，也就是所谓的渗透作用.要想实现渗透作用，必须要具备几点基本条件，即：

1.在实验中需要存在半透膜；

2.半透膜两侧存在浓度差.半透膜实际上是一种可以阻隔大分子，却可以让小分子自由通过的简单膜，但是需要确保两侧存在浓度差方可使两侧水分子实现自由穿行.水分子本身是一种具备自由能的物质，其会伴随着溶液浓度增加而相应降低，这在能量驱动下会使水分子由水势高的一侧向水势低的一侧移动.对于植物细胞而言，半透膜的提取难度比较低，这主要是由于植物细胞的液泡膜和细胞膜均隶属于半透膜范畴，借助植物细胞所保持细胞液浓度的合理设置来借助浓度差使细胞发生吸水和失水.

在“植物细胞的质壁分离与复原”实验中，如果采用紫色洋葱内表皮，那么不需进行染色即可对液泡质壁分离的实际变化情况进行直接观察，这主要是由于洋葱表皮中仅由外表皮呈现紫色颜色，但是考虑到其本身隶属于多层细胞材料，初次观察人员的观察效果也不是非常理想.通过多次实验操作可知，洋葱内表皮很容易撕下来的是一层单细胞薄膜，但是考虑到其本身不存在颜色，所以必须要先进行染色后方可开展实验操作.通过对实验操作进行不断摸索，对洋葱细胞进行活体染色的细胞质壁分离实验效果比较理想，所以可以在外界溶液设置浓度差来进行质壁分离实验操作，具体就是在高浓度蔗糖溶液中，使细胞内组织不断外流，致使原本紧贴细胞壁的原生质层因细胞失水而出现皱缩，从而达到质壁分离的目的，之后即可通过显微镜观察相应的实验现象.而在复原操作期间，需要在清水中浸泡相应的细胞来使其发生吸水复原现象，此时在显微镜下即可观察到皱缩的细胞膜重新贴合在相应的细胞壁上面，这个过程实际上就是细胞质壁分离的复原环节.

二、实验影响因素

为了有效地确保实验质量，需要着重做好如下几个影响因素的控制工作，即：

1.在洋葱内表皮细胞撕取的时候，如果表皮厚度过大，那么就可能会因组织细胞的堆叠而对实验成像质量产生影响；或者会因内部细胞无法接触到蔗糖溶液而影响质壁分离现象，此时可以采用井字切法来开展实验；在实验操作的时候要保持动作的轻缓性，同样不可切的过薄，否则后期可能会因出现细胞破裂或者组织液外漏问题而影响最终结果.

2.在展平操作时候要保持细心、耐心，否则很容易因展平操作不当而因细胞堆叠而影响观察效果.

3.要选择一个正确的观察角度来观察实验现象，但是如果无法准确找到实验观察细胞，那么同样会影响观察效果，所以要尽量接近玻片的边缘细胞来观察，这样可以确保实验现象的明显性.

4.要合理控制蔗糖溶液浓度，过高不意味着实验效果一定好，很可能因过高溶液浓度而使细胞出现受损，影响后续实验操作，一般只要蔗糖溶液难度稍高于洋葱表皮细胞液浓度即可.

5.在盖玻片一侧进行吸水操作期间，要重复进行2～3次，避免单次操作会影响溶液的均匀性，待溶液全部浸泡细胞后方可确保细胞质壁分离现象得以实现.

6.教师要加强实验操作期间的指导力度，及时指出和纠正学生在实验操作中存在的差误之处，必要的时候可以采用对照实验方法来使学生充分意识到错误实验操作可能造成的实验后果.

三、实验操作要点

1.在实验开始之前，需要先准备一些必要的实验材料，具体主要包括紫色洋葱内表皮、刀片、滴灌、载玻片、盖玻片、镊子、显微镜、吸水纸、30%蔗糖溶液、3%中性红色溶液、清水等.

2.在正式开始实验操作之后，需要严格按照规定的实验流程来开展操作，同时也需要做好操作过程中的观察和分析，必要的时候可以向学生展示永久切片来深化学生对于失水原理的理解和认识.

3.在实验操作完毕之后，需要严格按照规定操作程序来对实验用具进行清洗和整理.

四、实验创新方法

在设计实验方案的时候，除了要求高中生按照教材中的有关方案之外，生物教师可以同样鼓励学生大胆设计别样实验，采用不同的实验材料来进行实验操作，这样有的学生可能会根据材料长度变化或者液面高度变化来判断植物细胞吸水和失水；也有的学生可能会根据材料的软硬情况来判断植物细胞吸水和失水等等.比如，有的学生通过采用萝卜快浸泡在清水和盐水中来判断其吸水和失水情况，必要的时候需要采用小组合作讨论的实验探究方式来增加实验探究的有效性，这样不仅可以有效地激发高中生的实验操作兴趣，也有助于培养和提升高中生的探究能力.

总之，实验操作的根本目的在于使学生可以了解和掌握实验原理、过程及其本质所在，但是并非局限于实验教学本身，同样需要结合生物教材的理论知识和自身经验来有效结合实验操作和理论知识教学，确保学生的实验兴趣可以得到有效激发，以便可以借助实验操作来进一步深化学生对于相关理论知识的理解和认识，培养和提升学生的探究意识和自主学习意识.

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1008-0333(2017)12-0092-01