關于“細胞大小與物質運輸的關系”實驗材料的探索

陳有瑜

人教版高中生物必修1第6章第1節“細胞大小與物質運輸的關系”這一實驗，所用實驗材料為：3cm×3cm×6cm的含酚酞的瓊脂塊（NaOH和酚酞相遇，呈紫紅色）；塑料餐刀、防水手套、毫米尺、塑料勺、紙巾、燒杯；質量分數為0.1%的NaOH溶液。但對瓊脂塊的制備，對于邊緣地區的中學來說有一定的困難。同時，NaOH為強堿，有很強的腐蝕性。為此，我在教學中也不斷地尋找既便宜又安全的實驗材料。下面是本人對實驗材料的選取與處理的探索過程。

一、實驗材料用具的選取

材料用具：白蘿卜、土豆、豆腐；一次性手套、毫米尺、餐巾紙、小刀、筷子、燒杯；清水、紅墨水。

二、實驗材料的處理

（一）把生白蘿卜、生土豆、鮮豆腐用小刀分別切成邊長為3cm、2cm、1cm的正方體，將切好的白蘿卜、土豆以及豆腐塊同時放入大燒杯中，加入紅墨水將切塊淹沒浸泡15分鐘。用筷子不時地翻動各切塊（注意：不要用筷子將切塊扣挖其表面）。15分鐘后，戴上一次性手套取出各切塊，并用小刀將各切塊切成兩半，觀察切面，測量各切塊上紅墨水擴散的深度并求平均值，記錄如下表。

通過對以上三種實驗材料的處理，得到三組實驗數據，對比分析都能得出正方體的體積越小，表面積與體積的比值越大，紅墨水的擴散效率越高，進一步說明了細胞的體積越小，相對表面積越大，這樣細胞的物質運輸效率就會越高。

在實際實驗過程中，材料按上面的實驗要求處理后，效果不甚理想。原因有二，一是擴散深度不夠，測量誤差相對較大；二是生蘿卜的含水量較多，生土豆組織比較緊密，鮮豆腐比較軟，切塊表面易受損，都會影響紅墨水的擴散，影響實驗效果。

（二）把熟白蘿卜、熟土豆、熟豆腐用小刀分別切成邊長為3cm、2cm、1cm的正方體。其他處理與操作和（一）相同。

用煮熟的白蘿卜、土豆、豆腐做實驗，得到的實驗數據與用生的材料實驗得到的數據對比后，發現熟材料的實驗效果均好于生材料的實驗效果，尤其是熟的白蘿卜效果顯著，豆腐次之。土豆存在一個問題，就是煮的時間不能太長（根據土豆的大小來定），時間短了效果不好，時間長了切塊易碎。綜上所述，煮熟的白蘿卜做實驗材料及其處理方法值得推廣。

三、實驗材料的再處理

通過上面兩個表格內實驗數據的對比。我們可以看出用煮熟的白蘿卜實驗效果顯著。為了激發學生學習生物的興趣，把煮熟的白蘿卜進行再處理：將蘿卜制作成正方體、球體、圓柱體以及正三棱錐，讓不同的形狀的蘿卜來模擬不同形狀的細胞，用材料體積大小來模擬細胞的大小，這樣的模擬實驗更具說服力。學生對實驗的探索興趣更濃了，有些學生還問我：“老師，能用紅薯來代替蘿卜嗎？”……對于學生的問題，我對他們說：“同學們的想法都很有趣，選擇哪種材料，如何處理，我們只能做合理的推理、假說，至于推理、假說是否正確，只能通過實驗來驗證。同學們提出的有趣的問題就留給大家在課后通過實驗來證實。”

四、實踐意義

生物是一門以實驗為主的學科。對于相對偏遠的地方，基礎設施差，實驗室配置往往無法跟上生物科學發展的速度。作為生物教師，要有積極主動的實驗意識和創新意識，要用發展的眼光探尋身邊的實驗材料及實驗機遇，來豐富自己的實驗素養，豐富實驗資源，豐富實驗課堂，用科學合理又簡單易行的實驗去詮釋生物學現象和生物學規律，逐步培養學生學習生物的興趣，增強學生的創新意識和動手實驗的能力。

（責任編輯黃春香）endprint