浅谈高中生物必修一有关实验的改进和创新

肖三

摘  要：在新课改背景下，高中生物实验教学秉承着学生综合能力培养的重要任务，传统的高中生物实验教学已经不能满足当下的高中生物教学了，通过实验创新，培养高中生的科学精神、创新能力成了实验教学的重要目标之一，对促进学生全面发展，培养其生物核心素养具有积极意义。通过多年的教学实践及较多文献资料的查阅，通过反复实验验证，发现教材中一些实验在实验材料及实验操作方面不太合理，需加以改进和创新。该文结合自身的多年教学经验，提出了几点有关高中生物学实验改进和创新的尝试，以提高实验教学的可行性、有效性。

关键词：实验教学  改进  创新  高中生物学

中图分类号：G633.91   文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）06（b）-0084-02

1  实验《检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质》的改进

在人教版高中生物教材必修一的18～19页中有关于“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”，实验一般会分别选择花生子叶、榨好的梨汁和稀释的蛋清液作為材料，与苏丹Ⅲ染液、斐林试剂和双缩脲试剂反应，通过相应的显色反应分别进行鉴别。这些实验材料作为鉴定对象本身没有问题，但容易给学生造成认知误区：即花生子叶只有油脂，梨汁中只有还原糖，蛋清只含有蛋白质。事实上，这3种生物组织中都含有糖类、脂质和蛋白质，在有机物种类上没有差异，只是在数量上存在着显著差异。因此，教师可考虑用全脂奶粉替代上述材料探究其中的脂肪、糖类和蛋白质。另外，也可以在先向学生说明不同的植物器官的细胞中糖类、脂类、蛋白质都有，只是有的富含其中的某一种之后，选取一些实验效果明显的实验材料，如还原糖的检测中用白心萝卜或白洋葱的组织样液代替容易发生氧化呈褐色的苹果组织样液以及成本相对比较高的梨。脂肪检测的实验材料可以用植物油或者肥肉替代实验效果不明显的花生匀浆及考验切片技术且耗费时间的花生子叶切片，这样只需要用胶头滴管滴1～2滴在滤纸上或者切肥肉，然后再进行其他步骤的操作。蛋白质检测中可以用熟鸡蛋清（ 蛋白质变性后虽然空间结构被破坏了，但是肽链间的肽键依然存在，使学生进一步理解检测原理是双缩脲试剂与肽键发生反应）;也可以用白萝卜汁。

在此实验的操作过程中，用斐林试剂检测还原性糖的存在时，操作一般是在盛有50℃～60℃温水的大烧杯中水浴加热至煮沸约2min，结果在实验中得到的是黑色氧化铜沉淀而不是预期的砖红色的氧化亚铜沉淀的颜色。究其原因是：Cu2O极不稳定，在缓慢水浴加热的过程中被O2氧化生成CuO;再有，Cu（OH）2在缓慢水浴加热过程中分解也生成CuO而失去与还原性糖发生氧化还原反应的能力。因此可以改进一下该实验的实验条件：快速加热至沸腾来替代水浴的缓慢加热，这样做不仅防止Cu2O被氧化也能防止Cu（OH）2的分解，能够得到更好的实验效果。在检测脂肪时，选择植物油或肥肉作为实验材料后，如果将苏丹Ⅲ染液浓度由0.1%改为0.2%，实验效果更明显。

2  实验《观察DNA和RNA在细胞中的分布》的改进

“观察DNA和RNA在细胞中的分布”是高中生物学要学习的第二个观察类实验，通过实验观察，可帮助学生直观感知细胞中的DNA和RNA的分布情况。但由于染色剂的成本高，并且根据课本提供的化学药剂和实验方法很难获得理想的实验效果。为此笔者以此实验为契机，引导学生进行探究性活动，让他们积极动手、动脑，主动参与，小组间进行讨论、交流、合作，最终找到最佳的实验方案，体验到科学发现的快乐。

教材中以人的口腔上皮细胞作为实验材料，学生严格按照课本中的操作程序进行实验，发现明显达不到实验效果。笔者以此为契机，激发学生的探究兴趣，思考讨论以下问题：（1）选用人的口腔上皮细胞为实验材料，可否简化实验步骤？（2）使用洋葱鳞片也内表皮细胞替代口腔上皮细胞，效果如何？（3）使用不同浓度的HCI溶液处理，怎么样？（4）分别使用1%的NaHCO3溶液进行冲洗，哪种效果更好？（5）甲基绿吡罗红染色剂的混染和分染比较，哪一种效果更好？

学生做实验探究之后，总结出：一般分染法（先用吡罗红，再用甲基绿）优于混染法;采用1%NaHCO3溶液冲洗比蒸馏水的效果强;用2%的HCI溶液效果更好。最终确定实验方法如下：

（1）撕取洋葱内表皮，置于1滴2%HCL溶液中处理2min。

（2）吸水纸吸去HCL溶液，滴加1%NaHCO3溶液，而后吸水纸吸干，重复2～3次，直至不再产生气泡。

（3）滴加1滴吡罗红染剂1～2min，吸去染液并滴加蒸馏水，吸水纸吸干。

（4）滴加1滴甲基绿染色剂1min，蒸馏水洗去浮色后盖片观察。

3  实验《pH对酶活性的影响》的改进

在必修一的第5章第1节“降低化学反应活化能的酶”介绍酶的特性中涉及到“探究影响酶活性的条件”，此实验设计斐林试剂来检测淀粉是否被催化水解为还原性糖，从而验证不同pH对酶活性的影响。但是在实验过程中，试管2：新鲜的淀粉酶溶液1mL+5%NaOH溶液1mL+可溶性淀粉溶液2mL，保温，用碘液检验无颜色变化，说明淀粉被水解了。难道在碱性条件下，淀粉酶催化淀粉水解了吗？不是的，其实在碱性条件下淀粉酶已经失活了。淀粉水解的原因是碱性可作为淀粉水解的催化剂，在NaOH的催化作用下，淀粉快速被水解。试管3：新鲜的淀粉酶溶液1mL+5%HCL溶液1mL+可溶性淀粉溶液2mL，保温，用碘液检验无颜色或紫色。如果保温的温度稍高（不影响酶活性，1号对照试管可知），则试管中加碘液呈无色，说明淀粉已被分解。而保温较低，试管呈紫色。这说明了淀粉在酸性和加热条件下被水解了。此实验有诸多的设计不合理的地方，需要重新创新和改进。

创新：探索pH对过氧化氢酶活性的影响。

方法步骤：

（1）取3支洁净的试管，编号1、2、3，并分别都装入1mL的新鲜的肝脏研磨液。

（2）1号试管注入1mL的蒸馏水，2号和3号试管分别注入5%NaOH溶液和5%HCL溶液1mL。轻轻振荡这3支试管，混匀。

（3）3～5min后，在以上的3支试管中都加入2mL3%的H2O2溶液。振荡摇匀。

（4）观察比较试管中产生气泡的多少和快慢。

实验结果：

1号试管产生气泡最多，反应剧烈;2号和3号试管产生气泡很少，几乎没有气泡产生。

4  实验结论

过酸、过碱都会影响过氧化氢酶的活性，只有在适宜的pH值下过氧化氢酶才能发挥催化作用。总之，实验教学是高中生物教学的重要内容，在新课程背景下教学地位更加凸显，教师在组织实践生物实验教学时，不仅要重视实验原理和基础知识的讲解，高中生物学教师更应认真思考关于实验教学的问题，如把更多的实验主动权交给学生，鼓励他们将实验操作与现实生活相衔接，提高实验教学的实践性、互动性和创新性，这样才能更有效地开展实验教学活动，让学生形成生物学核心素养，激发学生的科学探究热情，提升生物课堂效果，使学生真正成为实验教学最大的受益者。

参考文献

[1] 刘红.高中生物学实验教学中存在的主要问题及改进建议[J].生物学教学，2019，44（1）：75-76.

[2] 吴孝友，郑小斌.高中生物学实验改进和创新的几点尝试[J].中学生物学，2019，35（2）：44-45.

[3] 梁皎.新课改下高中生物实验教学之我见[J].新课程学习（学术教育），2013（2）：17.