中學(xué)生物實驗材料的選擇與處理

摘 要：正確地選擇生物實驗材料是獲得實驗成功的第一步，而對實驗材料正確地處理則是實驗成功的關(guān)鍵。實驗材料的選取，必須遵循科學(xué)性原則，以實驗效果為判斷依據(jù)；實驗材料的處理要根據(jù)實驗設(shè)計的原則，以實驗?zāi)康摹嶒炘瓌t為依據(jù)，有利于實驗結(jié)果的直觀體現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：中學(xué)生物；實驗材料；選擇；處理

中圖分類號：G633.91 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-010X（2012）08-0058-02

孟德爾所處的那個年代已與我們漸行漸遠，然而孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳的分離定律和自由組合定律生物科學(xué)探究實驗仍不失為經(jīng)典，無論是實驗材料的選擇還是實驗材料的處理無不閃耀著智慧的光芒。所有成功的發(fā)現(xiàn)無不說明正確地選擇生物實驗材料是獲得實驗成功的第一步，而對實驗材料正確地處理又成為實驗成功的關(guān)鍵所在。中學(xué)生物的實驗開設(shè)同樣需要選擇正確的實驗材料并對實驗材料進行正確處理。

一、實驗材料的選取原則

孟德爾之所以成功，很大程度上在于他選擇了豌豆做雜交實驗材料，使之成為遺傳學(xué)實驗中獨特實驗材料之一。

（一）實驗材料的選擇必須遵循科學(xué)性原則

要想獲得理想的實驗效果，必須注意到實驗材料本身所具有的特點。比如“檢測生物組織的還原糖”的材料需選擇還原糖含量高材料。像甘蔗和甜菜由于所含多為蔗糖，所以不能作為實驗材料。又如“觀察葉綠體”的實驗材料必須含有較多的葉綠體；“探究酵母菌的呼吸方式”的實驗材料（酵母菌）既具有有氧呼吸方式又具備無氧呼吸方式；“探索生長素類似物促進插條生根的最適濃度”要選擇一年或兩年生枝條作為實驗材料。

（二）實驗材料的選擇以實驗效果為判斷依據(jù)

在遵循科學(xué)性的基礎(chǔ)之上選擇的實驗材料必須有良好的實驗效果，易于觀察或易于檢測。例如“檢測生物組織中的還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)”所使用的材料不能有自身顏色的干擾；選擇紅細胞作為“體驗細胞膜制備”的實驗材料是因為紅細胞本身特殊的形狀和顏色便于觀察和感知；選擇紫色洋蔥鱗片莖表皮作為“探究植物細胞的吸水和失水”的實驗材料可以清晰地看到紫色大液泡體積與顏色深淺的明顯變化。

（三）實驗材料的選擇兼顧是否易得，是否符合各地季節(jié)性地方特色

我國地域遼闊，各地資源差異往往決定了實驗材料的選擇范圍，而且不同地區(qū)不同學(xué)校所具備的實驗條件千差萬別。因此，結(jié)合本地本校實際，因地制宜選擇實驗材料開展生物實驗是每個生物教師必須把握的原則。

比如用土豆研磨液（土豆片），蘿卜研磨液（蘿卜片）來替代肝臟研磨液“驗證酶的高效性”；用大蒜根尖代替洋蔥根尖“觀察植物細胞的有絲分裂”；用紫鴨趾草或紫甘藍替代紫色洋蔥“探究植物細胞的吸水與失水”；用植物的非綠器官代替酵母菌“探究呼吸方式”等等。

很多的實踐證明，中學(xué)生物實驗教學(xué)中，通過實驗材料的替換，不僅完成了教學(xué)任務(wù)，而且符合新課程的理念，更重要的是通過替換，培養(yǎng)了學(xué)生勇于創(chuàng)新，勇于發(fā)現(xiàn)的精神。

二、實驗材料的處理原則

選擇好的生物實驗材料不一定可以直接使用，因為涉及到實驗中所需要的是某一成分、某一組織、某一器官或還需要避免無關(guān)因素對實驗結(jié)果的干擾。因此，明確實驗的目的、方法、步驟，對一些生物實驗材料進行一定的處理是獲得實驗成功的必要過程。

（一）實驗材料的處理要根據(jù)實驗?zāi)康摹嶒炘?/p>

實驗課題、目的或原理往往反映出實驗中需要的操作對象。如果實驗中僅僅需要的是實驗材料中的某一成分，就應(yīng)該想到利用組織提取或浸出的方法。比如，“葉綠體中色素的提取”，提取時必須破碎生物組織，把綠葉進行剪碎、研磨就是這個道理。又如，“生物組織中還原糖的提取、蛋白質(zhì)的提取”、“DNA的粗提取”。當(dāng)然，有些實驗中也可以采用浸出的方法，如探究煙草浸出液對種子萌發(fā)的影響，首先必須把煙草放在溶液中浸泡。“探究植物細胞的吸水和失水”、“觀察植物細胞的有絲分裂”這類實驗中只選取實驗材料的一部分，這時需要剪切、切割、撕取等等。實際的實驗操作中，學(xué)生可能因為取材的部位有問題而達不到實驗效果。在學(xué)生的實驗設(shè)計（文字材料）中往往忽略了這一點。

（二）實驗材料的處理要根據(jù)實驗設(shè)計的原則

科學(xué)性和可行性原則：實驗材料的處理必須是科學(xué)而且可行的，比如“驗證植物的向光性是由單側(cè)光照引起生長素不均衡分布造成的”實驗中就不能對生長素進行提取和定量測定，此法不僅可行性差，而且大有“涸澤而漁”之嫌。

對照性原則：對于實驗組進行自變量的處理、對對照組的實驗材料不進行處理（空白對照）或進行非研究條件的處理（條件對照）。

控制性原則：對實驗材料進行實驗變量處理的同時注意控制無關(guān)變量以避免對實驗結(jié)果的干擾。比如“探究不同濃度生長素類似物對植物根生長的影響”的實驗中對根尖的切除，薩克斯探究光合作用產(chǎn)物實驗中對植物的饑餓處理。

單一變量原則：單一變量原則即控制唯一變量而排除其他因素的干擾，從而驗證唯一變量的作用。

（三）實驗材料的處理必須有利于實驗結(jié)果的直觀體現(xiàn)

生物實驗的目的是獲得實驗結(jié)果，作出正確結(jié)論。對于高中生物實驗來說，實驗設(shè)計中一般需要將定量的測定轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄐ缘姆治觯话盐⒂^的結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)楹暧^的結(jié)果；把分子水平的改變轉(zhuǎn)變?yōu)樾誀钌系牟町悾话褍?nèi)在的機制轉(zhuǎn)變?yōu)橥怙@的現(xiàn)象。這就要求對實驗材料的處理必須有利于實驗結(jié)果的呈現(xiàn)。比如：“探究單側(cè)光照引起生長素不均衡分布”的實驗設(shè)計中把生長素含量變化轉(zhuǎn)換為胚芽鞘的彎曲程度或生長狀況；“探究溫度對酶活性的影響”的實驗中把反應(yīng)物（淀粉）是否水解或水解程度轉(zhuǎn)換為碘液檢測后的顏色變化；“驗證分離或自由組合定律”的實驗中將基因的分離或自由組合轉(zhuǎn)換成性狀分離或自由組合。

毫無疑問，正確地選擇和處理生物實驗材料是科學(xué)精神的具體體現(xiàn)，只有這樣，才能抓住事物的本質(zhì)，探究生命的奧秘。