兩則關(guān)于濃度配制提高實(shí)驗(yàn)效率的改進(jìn)

楊祖芳

1 實(shí)驗(yàn)“檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”

“檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”是人教版高中生物《必修1·分子與細(xì)胞》第二章第一節(jié)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，是高中階段有關(guān)生物組織成分的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，也是高一新生首次從分子水平理解細(xì)胞，并動(dòng)手完成細(xì)胞的組成成分檢測(cè)的體驗(yàn)活動(dòng)。

1.1 顏色困惑

“檢測(cè)生物組織中的糖類”的實(shí)驗(yàn)原理是可溶性還原糖與斐林試劑發(fā)生作用，生成磚紅色沉淀。但在實(shí)際教學(xué)中，即使完全按照教材的實(shí)驗(yàn)步驟完成下來，效果也不明顯，特別是葡萄糖與斐林試劑水浴加熱后，實(shí)際上顏色變化是由藍(lán)色變成桔黃色，而并非磚紅色沉淀。學(xué)生比對(duì)顏色后十分困惑。由于教材并沒有明確表示樣液的濃度，因此困擾著師生好多年的問題依然得不到解決。而且蘋果組織液的臨時(shí)制備，也給實(shí)驗(yàn)開展帶來了局限性，因?yàn)樘O果多酚氧化酶會(huì)使組織液褐變，影響顏色觀察效果。

1.2 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

筆者發(fā)現(xiàn)以巨峰葡萄為材料進(jìn)行“檢測(cè)生物組織中的糖類（如葡萄糖）”實(shí)驗(yàn)，效果很好。經(jīng)過不斷地探究，同時(shí)意外地發(fā)現(xiàn)檢測(cè)樣液的濃度是影響實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)具體操作步驟如下：

① 取材。選取一顆巨峰葡萄，徒手剝皮后，用紗布包裹果肉，用手旋轉(zhuǎn)擠壓紗布（無需研磨過濾），快速擠壓出白色（淺色）葡萄果汁于試管中。

② 稀釋。取1 mL的葡萄果汁原液樣液置于量筒內(nèi)，并加入9 mL蒸餾水稀釋10倍，搖勻。向試管內(nèi)注入稀釋后的待測(cè)樣液2 mL。

③ 加試劑。向試管內(nèi)注入1 mL的斐林試劑（甲液和乙液等量混合均勻后再注入）。

④ 觀察。將試管置于60 ℃水浴中約20 s，試管中藍(lán)色溶液慢慢就出現(xiàn)磚紅色沉淀，對(duì)比未稀釋前原液的反應(yīng)顯示桔黃色。

1.3 改進(jìn)方法的優(yōu)點(diǎn)

以巨峰葡萄為實(shí)驗(yàn)材料便宜易取，與蘋果或梨相比，無須洗凈、削皮、切片、研磨、過濾，提取組織液等繁瑣操作步驟，只需通過紗布包裹擠壓可快速獲得原樣液。由于對(duì)原樣液進(jìn)行10倍的稀釋，通常3粒巨峰葡萄（約8 mL原樣液）擠出的原液足夠適用于全班56人（2人一組），且稀釋樣液可觀察到磚紅色沉淀，解決了原液與斐林試劑反應(yīng)后出現(xiàn)桔黃色變化的困惑。

2 探究“環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響”

探究“光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響”是人教版高中生物《必修1·分子與細(xì)胞》第五章第四節(jié)的探究活動(dòng)，其光合作用歷來是細(xì)胞代謝的一個(gè)重要內(nèi)容，也是每年高考必考查的內(nèi)容之一。此實(shí)驗(yàn)旨在培養(yǎng)高中生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探究能力，提升科學(xué)探究素養(yǎng)。

2.1 耗時(shí)困惑

由于本探究活動(dòng)涉及光照強(qiáng)度與長(zhǎng)短，且受光質(zhì)、溫度以及CO2濃度等諸多因素的影響。因此，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，由于課時(shí)緊、不同因素耗時(shí)相對(duì)長(zhǎng)，一般每種環(huán)境因素大約需要30～70 min才能做完，很難一節(jié)課完成實(shí)驗(yàn)，不利于教學(xué)隨堂化。

2.2 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

筆者通過探究，發(fā)現(xiàn)將NaHCO3濃度從常用的0.4%提高到4%，則有利于縮短反應(yīng)時(shí)間，提高課堂探究效率。結(jié)果見表1。

① 制備小葉圓片。用圓珠筆筒蓋打出若干小葉圓片，置于塑料注射器筒內(nèi)，注滿水后排出注射器筒內(nèi)的空氣，然后將整個(gè)注射裝置放入水中（增加氣密性）。一手堵住氣嘴，另一只手抽拉氣筒，約1 min。當(dāng)小葉圓片全部沉入水底后，置于培養(yǎng)皿中待用。

② 控制自變量。取3個(gè)燒杯編號(hào)為1、2、3號(hào)，分別放入等量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的NaHCO3溶液，每個(gè)燒杯各放入10片小葉圓片。將3個(gè)小燒杯分別放在25、50、100 W白熾燈相同距離處進(jìn)行光合作用。

③ 觀察因變量。觀察并記錄單位時(shí)間內(nèi)小葉圓片上浮的數(shù)量。

④ 記錄數(shù)據(jù)。約2 min后，可以看到光強(qiáng)為100 W白熾燈下的3號(hào)燒杯中的小葉圓片開始上浮，計(jì)時(shí)并觀察記錄結(jié)果。

⑤ 分析結(jié)果。當(dāng)所有的結(jié)果記錄完畢后，整理數(shù)據(jù)，繪制坐標(biāo)圖。

2.3 改進(jìn)方法的優(yōu)點(diǎn)

“探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響”，筆者同樣選用100 W的臺(tái)燈作為光源，發(fā)現(xiàn)在NaHCO3濃度為0.4%的燒杯中，第一片小葉圓片上浮用時(shí)8 min，待10片小葉圓片全部浮起來約需30 min。筆者將0.4%的NaHCO3濃度提高到4%，第一片小葉圓片上浮只需約2 min，10片小葉圓片全部浮起來只需約8 min左右，大大縮短了實(shí)驗(yàn)反應(yīng)時(shí)間，提高了實(shí)驗(yàn)效率。

參考文獻(xiàn)：

朱正威，趙占良.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書：生物.必修1.分子與細(xì)胞[M]北京：人民教育出版社，2007：18-19，104-105.