生物科學是一門實驗性、探究性很強的自然科學,初中生物課程是中學生首先接觸的第一門以實驗為基礎的科學課程。中學生物課程改革,積極提倡和推廣探究性學習理念,注重實驗教學和研究。筆者就通過用小麥種子完成一系列探究實驗,來培養學生學習興趣,提高學生動手、動腦的能力。
1觀察種子結構
小麥種子是單子葉植物種子,常常與雙子葉的菜豆種子進行對比教學。提前兩天用水浸泡小麥種子,讓其充分吸水。實驗時,用解剖刀沿種子凹處縱向切開,用放大鏡觀察剖面,認識胚、胚乳、果皮和種皮等結構。
2探究種子的營養成分
2.1水分的探究:在試管底部裝入適量的小麥種子,試管傾斜進行烘烤,待試管口有小水珠產生,證明種子中含有水分。
2.2無機鹽的探究:用細鐵絲把一粒小麥種子穿在前端點燃,讓其充分燃燒,剩余的白色灰燼,就是無機鹽。
2.3脂肪的探究:切下干燥小麥種子的胚,放在潔凈的吸水紙上擠壓,把胚的壓痕與紙上植物油滴痕跡以及水跡進行對比,了解種子中含有脂肪。
2.4淀粉的探究:用研缽把干燥的種子磨碎、磨細,再用紗布把小麥細粉包起來,在清水中揉擠。用試管取適量乳白色淀粉液,滴加兩滴碘液,顯藍色,證明小麥種子含有淀粉。
2.5蛋白質的探究:把上述紗布中黃白色膠粘物取下一小塊,進行燃燒,有蛋白質燒焦氣味。或取下一小塊放在培養皿中,另一個培養皿中放一些雞蛋清,再用濃硝酸滴加,進行檢測,觀察顏色變化。
3探究種子的萌發
3.1探究種子萌發的外界條件:取200粒小麥種子,平均均勻地擺放到四個培養皿內,蓋上紗布,并分別作如下四種方法處理:①常溫、紗布濕潤;②常溫、紗布干燥;③常溫、紗布全部浸沒水中;④冰箱冷藏0~5℃、紗布濕潤。約2~3天,觀察種子萌發情況。
3.1.1觀察以上四種情況,分析種子萌發時所需要的外界條件:適量的水、適宜的溫度和充足的空氣。
3.1.2測定種子的發芽率:將上述“常溫、紗布濕潤”條件下的種子進行統計,計算發芽率。
3.1.3觀察種子萌發時形態的變化:讓種子吸水,在溫暖環境中培養,及時觀察種子形態的變化。
3.1.4探究種子萌發時物質的轉化:當小麥苗第一片真葉長到5~7cm高時,將萌發的種子洗干凈,放幾粒種子在口中咀嚼,再和干燥種子對比,感受甜味不同。證明:種子萌發時,淀粉轉變成了麥芽糖。
3.2探究種子萌發的內部條件:在三個培養皿中放上紗布,保持濕潤,分別放上適量的下面三類小麥種子:①新鮮完整的種子;②煮熟的種子;③去胚的種子。把培養皿放置在25℃環境條件下培養2~3天,觀察、比較、分析種子萌發的內部條件:鮮活的完整的種子。
3.3探究種子萌發時的呼吸:把充分吸水的小麥種子分成兩份,一份保持鮮活,另一份高溫煮熟。同時放在溫暖環境中培養,用以探究種子萌發時的呼吸作用:吸收氧氣、放出二氧化碳和產生熱量。
4觀察植物體的器官或結構
4.1觀察根毛:將上述萌發的種子繼續培養,可肉眼看見小麥根上的根毛。
4.2觀察葉片的結構:制作小麥葉片橫切面的臨時切片,并用顯微鏡進行觀察。小麥葉片是等面葉,沒有柵欄組織和海綿組織的明顯分化。
4.3觀察小麥葉表皮細胞及氣孔:在干凈載玻片上滴兩滴清水,取小麥葉片放于水滴上(正面向上),用刀片在葉面上輕輕地慢慢地向外刮(只向一個方向刮),直到綠色去掉,保證下表皮完整。切取一小段制作成臨時裝片,在顯微鏡下觀察,認識表皮細胞和氣孔保衛細胞。
4.4觀察葉肉組織中的葉綠體:將小麥葉片用刀片輕輕縱剖開或快速撕開,制成帶少量葉肉的臨時裝片,用顯微鏡觀察,可見到葉綠體。
5植物生活方式的實驗探究
5.1探究葉綠素的形成:將上述剛萌發的種子分裝到兩個培養皿中,保持濕潤。分別置于光照和黑暗兩種環境下培養7~10天。觀察并分析葉色與光照的關系,理解葉綠素的形成需要光照。
5.2小麥苗的呼吸:取適量鮮活小麥苗(不帶土),用透明塑料袋密閉,放置于黑暗環境條件下24小時。再用澄清的石灰水檢測塑料袋內排出的氣體,證明小麥苗呼吸時放出了大量的二氧化碳。
5.3觀察土壤浸出液培養的幼苗:在兩支試管中分別裝進土壤浸出液和蒸餾水,管口塞上適量棉花,在棉花和管壁之間放上3~5粒小麥種子,在溫暖環境下培養。3~7天后觀察幼苗長勢,分析、比較得出結論。同時,把試管對到明亮處,還可以觀察試管水中根上的根毛。
5.4演示蒸騰作用:當上述小麥苗長到3~5片真葉時,把棉花和種子往下壓,浸沒在水中,在水面滴幾滴植物油,套上透明塑料袋,扎緊袋口,一晝夜后,可見塑料袋內壁上有小水珠。
實踐證明,教學中教師積極開展實驗教學和研究,不僅能提高學生的學習興趣,還能夠培養學生敏銳、細致的觀察能力和分析解決問題的能力,樹立正確的科學觀和價值觀。