《植物细胞的质壁分离与复原》实验教学高效性的探究

伏小兰

摘 要：高中生物探究实验课，通过一定的实验设计和操作，能够养成学生的探究思维，有利于学生发现问题、解决问题，同时也解决了学生学习课本理论知识时由于抽象而带来的困惑和不理解。因此，在探究实验教学中，教师可以通过引导学生查找实验关键点，并讨论、分析对实验关键点的改进，激发学生的创新欲望，达到实验课高效性的目的。

關键词：探究实验；高效性；改进措施效果；反思

中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1673-9132（2018）13-0106-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2018.13.067

一、实验关键点的分析

（一）实验材料的好坏，直接影响实验效果及实验成败

《植物细胞的质壁分离与复原》实验的课本材料是紫色洋葱鳞片叶的表皮。外表皮的优点是：细胞呈紫色，易于观察质壁分离与复原现象；缺点是：撕取较困难，易出现连带叶肉现象，因此，撕取的部分会因细胞重叠而观察不清。内表皮的优点是易撕取，但液泡无颜色，不易观察，不是理想的实验材料。针对这一情况，提出了以下的问题：1.用什么方法解决内表皮细胞不易观察问题？2.能否找到替换紫色洋葱鳞片叶的良好材料？

（二）实验对照组别的设计，能科学的得到有效结论，拓展知识，解决难点

课本中，该实验是用质量浓度为0.3g/mg的蔗糖溶液进行质壁分离，滴加清水进行质壁分离复原，对照形式为组内前后对照。这样做拓展不了学生的思维，学生的探究能力得不到培养。因此提出的解决方案是：增加实验设计的对照组，为此提出了以下的问题：1.不同的蔗糖浓度下质壁分离及复原情况是否一致？2.不同种类的外界溶液质壁分离及复原的情况是否一致？

二、实验关键点的创新方案

（一）对材料选择的解决方案

1.引导学生通过查找资料和用寻找可替换的优良材料的方法重新选材。学生通过查找资料和试验，寻找到的可替换紫色洋葱鳞片叶的优良材料是马齿苋。马齿苋是本地常见的一种植物，材料易获取，茎表皮易撕取；表皮细胞呈紫色或淡紫色，细胞薄、颜色透明，细胞较大、易观察。2.对洋葱内表皮细胞不易观察的解决方案。通过学生查找资料和试验、讨论、分析，选择出了理想方案：选择浓度为0.2g/ml蔗糖溶液和红墨水以1：3的比例混合，因为红墨水易得，配置操作简便，颜色对比鲜明。在发生质壁分离时可以观察到无色液泡的体积不同程度的缩小，现象明显，易于观察，实验效果显著。

（二）增加对照，拓展知识，增强探究力度的解决方案

1.探究不同浓度的蔗糖溶液质壁分离及复原情况的解决方案。配制不同浓度的蔗糖溶液，反复试验，确定最佳浓度梯度范围。经探究确定设计的组间相互对照浓度是0.1g/ml、0.3g/ml、0.5g/ml。2.探究不同种类的溶液下质壁分离及复原的情况的解决方案。设计0.1g/ml的KNO3溶液组，与0.3g/ml的蔗糖溶液组作对照

三、实验创新设计

1.用马齿苋草替换紫色洋葱的创新，只替换材料，实验方法步骤与课本实验相同。2.取紫色洋葱内表皮做实验材料的创新设计：（1）制作洋葱鳞片叶内表皮临时装片：取紫色洋葱内表皮，制成临时装片；（2）在低倍显微镜下观察；（3）质壁分离实验：从盖玻片的一侧滴入以1：3的比例配制的红墨水和0.2 g/mL的蔗糖溶液的混合液，用吸水纸引流法使洋葱内表皮细胞浸润在溶液中，用吸水纸将盖玻片外侧的溶液吸干净。约5分钟后用显微镜观察；（4）质壁分离复原：从盖玻片的一侧滴入清水，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸。这样重复几次，盖玻片下面的洋葱表皮细胞浸润在清水中。用显微镜观察洋葱表皮细胞是否复原。

（三）增加对照组的创新设计

1.制作马齿苋草草茎表皮临时装片：取马齿苋草茎表皮，制成四组临时装片。标号为（1）（2）（3）（4）。2.在低倍显微镜下观察。3.质壁分离实验：从盖玻片的一侧分别给四组临时装片滴加0.1g/ml、0.3g/ml、0.5g/ml的蔗糖溶液和0.1g/ml的KNO3溶液，用吸水纸引流法使马齿苋茎表皮细胞浸润在外界溶液中，用吸水纸将盖玻片外侧的溶液吸干净。用显微镜每5分钟观察一次。

质壁分离复原：给（2）（3）两组从盖玻片的一侧滴入清水，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸。这样重复几次，盖玻片下面的马齿苋表皮细胞浸润在清水中。用显微镜观察洋葱表皮细胞是否复原。第（4）组不做清水处理，用显微镜观察马齿苋茎表皮细胞是否复原。

四、实验结果与结论

1.滴加了红墨水和蔗糖溶液混合液后，紫色洋葱内表皮细胞无色的液泡体积呈不同程度缩小，原生质层与细胞壁之间分开，并在其间充满红色溶液，即发生质壁分离且证明细胞壁具有全透性。2.滴加清水后，无色的液泡体积逐渐膨大，原生质层与细胞壁之间的红色溶液逐渐消失，即发生质壁分离复原。3.（1）组没发生质璧分离现象，（2）（3）（4）组都发生了质璧分离，但（2）组滴加清水后，质璧分离复原，（3）组没有复原；（4）组质璧分离主动复原。

五、实验效果与反思

1.用马齿苋草茎表皮替换紫色洋葱鳞片叶的外表皮，改观了撕取洋葱鳞片叶的外表皮较困难，想获得较好的紫色细胞不容易的材料缺点，并获得了较大的带色细胞，更易于学生观察和操作。2.用滴加了加入红墨水的质量浓度为0.2 g/mL的蔗糖溶液替代0.3g/mg的蔗糖溶液，当发生质壁分离时可以观察到无色液泡的体积呈不同程度的缩小，原生质层与细胞壁之间充满红色溶液。操作简便，现象明显，易于观察。且还能证明细胞壁的全透性。3.通过增加0.1g/ml、0.5g/ml的蔗糖溶液和0.1g/ml的KNO3溶液的组别的探究，使学生通过动手操作，现象观察等活动，直观理解了当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，不会发生质璧分离，当外界溶液浓度过大时，细胞会因过度失水而死亡，死亡细胞不再发生质壁分离复原现象；0.1g/ml的KNO3溶液中的K+、NO-能进入细胞而蔗糖分子不能进入细胞，因此0.1g/ml的KNO3溶液中能使植物细胞质壁分离又主动复原，而0.3g/ml的蔗糖溶液只能使植物细胞质壁分离但不能主动复原，这样的探究不仅使教学中的难点迎刃而解。还拓展了知识面，链接了细胞膜的功能特性选择透过性。加深了学生对这一知识点的理解。

参考文献：

[1] 罗益群.“观察植物细胞的质壁分离与复原”实验初探[J].中学生物学，2005（1）.

[2] 钱益锋.“观察植物细胞的质壁分离与复原”实验探析[J].实验教学与仪器，2014（10）.