高中生物新教材实验改进与创新

注： ＋表示出现相应现象
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中小学教学研究 ２００７ 年第 １１ 期
一 、观 察 根 尖 分 生 组 织 细 胞 的 有 丝 分 裂 １．实验材料的改进 教材中提到用洋葱尖作实验材料， 笔者感觉并不理 想。主要缺点是： 难生根， 生根量少； 需多次换水， 费时费 力； 需很多培养容器， 要消耗大量洋葱。而用绿豆种子发 根则可以克服以上缺点， 材料易得， 不受季节影响， 方法简 单， 生根快、齐。 ２．实验方法改进 （ １） 根尖的培养 取 均 匀 、健 康 的 绿 豆 种 子 ２００ｇ， 置 于 水 槽 中 ， 用 温 水 浸泡， 控水， 再用湿毛巾遮盖， 通常两天就可供实验用。最 好不要翻动种子， 以免根尖卷曲蜷缩。 （ ２） 固定和解离 课本中是把固定和解离合在一起进行。通常细胞分 裂具有日周期性， 而解离对材料的保存不利， 这样就限制 了实验的安排。因此， 笔者建议将固定和解离分开进行。 在 １１ 时左右， 剪取绿豆根在 Ｃａｒｎｏｙ 固定液中固定 ３ｈ， 再 移 到 ７０％ 乙 醇 中 保 存 备 用 。 学 生 实 验 时 再 各 自 取 根 用 １０％盐酸解离 ３－ ５ 分钟。另外， 直接剪取 ２－ ３ｍｍ 根尖来解离 也 不 妥 ， 因 为 解 离 的 根 尖 酥 软 ， 很 难 夹 取 ， 还 是 先 将 １ｃｍ 左右的根直接解离， 漂洗后再切取 １－ ２ｍｍ 根尖染色、制片。 （ ３） 染色和制片 其实染色也可以在载玻片上进行。把漂洗后切取的 根尖放在载玻片上， 用吸水纸吸去水分， 滴加染液染色 ５ 分钟， 最好用清水洗去浮色， 盖上盖玻片， 用铅笔头轻敲 盖玻片即可达到分散细胞的目的。 二 、绿 叶 中 色 素 的 提 取 和 分 离 １．实验过程改进
表 １ 不同试剂与蛋白质的反应
试剂 结果
ＣｕＳＯ４ －
ＮａＯＨ ＋ ＣｕＳＯ４ ＋
ＮＨ３·Ｈ２Ｏ＋ ＣｕＳＯ４ ＋
ＮａＨＣＯ３＋ ＣｕＳＯ４ －
Ｎａ２ＣＯ３＋ ＣｕＳＯ４ －
表 ２ 不同试剂与还原糖的反应
试剂 结果
ＣｕＳＯ４ －
ＮａＯＨ ＋ ＣｕＳＯ４ ＋
ＮＨ３·Ｈ２Ｏ＋ ＣｕＳＯ４ －
ＮａＨＣＯ３＋ ＣｕＳＯ４ ＋
粗， 甚至有些弯， 是不是必须重来呢？ 细线的宽度到底会 不会影响实验结果呢？ 为此， 我们也做了一个实验， 把细 线画成 ５ｍｍ 宽，结果还是能够得到明显的 ４ 条色素带。
三 、检 测 生 物 组 织 中 的 糖 类 、脂 肪 和 蛋 白 质 １．实验过程改进 （ １） 量取 这个实验是定性实验， 无需准确量取组织样液、试剂， 可以节约一些时间。不过试剂倒是确实要严格按照剂量配 制， 尤其是双缩脲试剂的硫酸铜浓度不能太高， 否则， 混合 后会有大量絮状沉淀产生。另外， 所加的斐林试剂也不需要 ２ｍｌ， 铜离子本来是蓝色的， 加得多了如果有剩余对显色反 应的结果会有影响， 产物的颜色被掩盖， 实验效果不明显。 （ ２） 加热 对于还原糖的检验， 教材要求用水浴加热， 它的优点 可能在于可以防止暴沸， 但是有个明显缺点──太慢。我 们发现还是用酒精灯直接加热方便， 只需教师讲一下安 全事项， 按照规范操作即可（ 试剂不要加太多， 不要把试管 口对着人） 。其实， 我们在操作中发现不用等到煮沸， 早就 已经出现砖红色的沉淀， 因此不存在安全隐患。
（ ２） 实验材料选择 选择检验还原糖的实验材料时， 根据还原糖含量高 和颜色浅两条原则， 我们可以选取梨子、苹果之类， 不过经 过对比之后还是觉得梨子会好一些──比较松脆， 比苹 果容易研磨。至于大豆研磨液或豆浆， 有点浑浊， 影响实 验效果， 选择蛋清是非常理想的。只要在蛋壳相对的两头 各挖一个孔， 竖起来蛋清就流出来了。不要晃， 也不要搅， 否则蛋黄也会出来。只需一只鸡蛋加水稀释就够五六个 班的实验了。 （ ３） 实验拓展 根据生物化学简明教程和有机化学， 蛋白质在碱性溶 液中能与硫酸铜反应产生红紫色络合物。在碱性溶液中， 还原糖能将铜离子还原为红棕色的氧化亚铜沉淀。由此， 我们想到了对实验进行拓展。我们对提供碱性环境的氢氧 化钠做了些变动， 尝试了一系列实验， 结果如表 １ 和表 ２。
（ １） 称量 这个实验是定性提取和分离色素的过程， 我们认为 没有必要准确称量绿叶， 况且 ５ｇ 也是太多了， 这在客观上 延长了研磨的时间， 增加了乙醇的挥发。当然， 在做实验 前要先把叶片上的水吸干， 因为提取液中水太多会影响 后续实验层析的进行。 （ ２） 研磨 在研磨的过程中最好还是先加少量乙醇， 磨好之后 再 加 乙 醇 ５ｍｌ， 因 为 溶 液 太 多 研 磨 起 来 很 不 方 便 ， 甚 至 会 溅出。 （ ３） 过滤 研磨结束后不需要过滤， 只要倒在小烧杯中静置片 刻取上清液做后面的实验即可， 或者就留在研钵中也没 有关系。当然这时两人的配合非常重要， 一个人研磨另一 个人准备滤纸条， 不要等磨好了再剪滤纸条， 以尽可能减 少色素与空气接触的时间。 ２．实验器材改进 实验中用到毛细吸管吸取色素滤液， 以少量多次为 原则， 这样画出的滤液细线才会细， 但是在使用过程中发 现毛细吸管并不好用， 容易把滤纸划破而且极易断裂， 给 学生实验带来许多不便。若是手工拉制则更是一件非常 麻烦的事情， 费时。于是想到了能否用其他物品来代替毛 细吸管， 试了一些常见器材， 发现钢笔比较好用。但最好 不要用粗头的， 更不能用弯头的美工笔， 因为出液太快。 当然可以只用笔头， 节省一些开支。 ３．实验创新 （ １） 探究绿叶的量对实验的影响 前面提到本实验不需对绿叶进行称量， 这也是我们 根 据 一 个 创 新 实 验 得 出 来 的 结 论 ── 用 不 同 量 的 绿 叶 来 做实验， 试验不同浓度的滤液对实验结果是否有影响， 或 者有什么样的影响。结果表明本实验的关键是得到比较 纯的滤液， 也就是要尽可能除去水分和杂质， 而浓度不够 可以多画几次。 （ ２） 探究加与不加 ＣａＣＯ３ 的实验结果 课本中提到研磨时需加少量 ＣａＣＯ３， 经典的解释是中 和细胞液中的酸性物质， 以防止叶绿体色素被破坏， 我们 就用下面这个非常简单的实验 证明不加 ＣａＣＯ３ 对实 验 效 果并不造成影响。我们设计一个对照实验， 一组在研磨过 程 中 加 ＣａＣＯ３， 另 一 组 不 加 ＣａＣＯ３， 而 后 按 照 规 定 步 骤 进
课标教材
中小学教学研究 ２００７ 年总第 ８３ 期
Ｔｅａｃｈｉｎｇ Ｒｅｓ ｅａｒｃｈ ｆｏｒ Ｐ ｒｉｍａｒｙ ａｎｄ Ｍｉｄｄｌｅ Ｓ ｃｈｏｏｌｓ
高中生物新教材实验改进与创新
陈永群
（ 瑞安市第七中学， 浙江 瑞安 ３２５２１１）
人民教育出版社的普通高中课程标准实验教科书生 物学教材的一个很大特点就是比以前注重实验教学， 增 加了很多的实验内容， 并有相当部分设计成探索型实验。 这当然有利于我们培养学生的观察能力、实验能力和创 新能力， 并使他们养成严谨的科学态度。但是我们在实际 操作中也发现这套教科书中的个别实验设计还存在一些 不足之处， 有些实验过程太繁杂； 有些实验过程安排过于 死板， 没有留给学生太多创新的余地； 有些实验器材的安 排也不是非常恰当； 部分实验步骤不易操作， 甚至会因此 而不能取得很好的实验效果。经过摸索， 笔者试着对必修 Ⅰ中的几个实验做了如下改进和拓展。
参考文献： ［１］人民教育出版社生物室．全日制普通高级中学（ 必修） 生物第一
册［ Ｍ］ ．北京： 人民教育出版社， ２００３． ［２］聂建初， 吴国利， 张翼伸等．生物化学简明教程［Ｍ］．北京： 高等教
育出版社， １９８８． ［３］汪小兰．有机化学［Ｍ］．北京： 高等教育出版社， １９９７．
（ 责任编辑： 符 洁）
作者简介： 陈永群（ １９７９－ ） ， 男， 中学一级教师， 杭州师范大学 ２００４ 级教育硕士。
中小学教学研究 ２００７ 年第 １１ 期
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中小学教学研究 ２００７ 年总第 ８３ 期 Ｔｅａｃｈｉｎｇ Ｒｅｓ ｅａｒｃｈ ｆｏｒ Ｐ ｒｉｍａｒｙ ａｎｄ Ｍｉｄｄｌｅ Ｓ ｃｈｏｏｌｓ
行研磨和层析， 最后发现实验结果看不出差别。 （ ３） 探究色素滤液细线的宽度对实验的影响 教材中指出要画一条滤液细线， 万一画不好了， 有点
表 ３ 本尼迪特溶液的保存时间
时 间／ｄ
１
２
３
１０
２０
４０
效果
＋
＋
＋
＋
＋
＋
经过多次实验， 证明可以改变双缩脲试剂 Ａ 液和 Ｂ 液的加入顺序， 于是我们就在蛋清稀释液中先加硫酸铜， 摇匀后用自制的极细的胶头滴管逐滴滴加氢氧化钠， 发 现发生显色反应的最小 ｐＨ 值是 １２， 难怪加碳酸钠或碳酸 氢钠的两组实验没有出现紫色， 就是因为碱性不够。
Ｎａ２ＣＯ３＋ ＣｕＳＯ４ ＋
注： ＋ 表示出现相应现象， － 表示没有相应现象 据此， 我们建议将斐林试剂中用到的氢氧化钠换成
碳酸氢钠或碳酸钠， 因为氢氧化钠具有腐蚀性， 改用弱碱 更加安全。不过我们发现加热时间要比斐林试剂稍长， 需 要煮沸几秒钟， 另外颜色可能偏浅， 有点发黄。还有， 氢氧 化钠换成碳酸氢钠或碳酸钠后， 混合溶液虽有少许沉淀， 但只要稍加摇荡， 不影响实验效果， 在保存 １５ 天后仍可使 用， 绝对不会像斐林试剂那样发黑， 因而不用现配现用。 当然也可以参考有机化学， 把斐林试剂换成本尼迪特溶 液， 可以保存较长时间。至于能保存多久， 我们也做了测 试， 结果见表 ３。至于能否保存更长的时间， 还有待进一步 探讨， 但几个平行班的实验一般不会需太长的时间， 因此 能够保存 ４０ 天已经足够了。
课标教材 （ ３） 切片
对于脂肪的检验， 我们可以简化。实验要求学生徒手 切片， 由于学生操作很难规范， 容易发生伤害事故， 另外， 实践证明也不会有太多的学生能成功切出符合要求的薄 片。因此 ， 我们认为还是 用 “ 刮”的方法比较可靠可行 ， 浸 泡过的花生用刀片切出一个平面， 再用刀片轻轻刮下些 许细屑， 或者可以干脆把这个平面在载玻片上涂抹几下。