高中生物《細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系》的改進(jìn)

王麗君+廖浩治

一、地位與作用

“細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系”實(shí)驗(yàn)是在人教版高中生物教材“分子與細(xì)胞”模塊第六章第一節(jié)細(xì)胞的增殖中。第一節(jié)的重點(diǎn)是有絲分裂，而在此之前要解決疑問(wèn)：細(xì)胞為什么不能無(wú)限長(zhǎng)大，而要通過(guò)分裂的方式發(fā)育為成體？本實(shí)驗(yàn)就是通過(guò)模擬的方法讓學(xué)生了解細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大的原因之一是細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系限制了細(xì)胞的長(zhǎng)大，起了引入和鋪墊的作用。同時(shí)，也要讓學(xué)生知道模擬的方法也是科學(xué)研究的方法之一。

二、原實(shí)驗(yàn)的不足之處

1、酚酞是白色粉末，如果接觸某些人的皮膚會(huì)引導(dǎo)起過(guò)敏反應(yīng)，所以教材強(qiáng)調(diào)，在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料時(shí)，最好戴橡皮手套。這個(gè)操作是實(shí)驗(yàn)員完成的。

2、NaOH是白色粒狀或片狀物質(zhì)，有腐蝕性，接觸眼睛或皮膚可引起劇痛或燒灼感，如果人吸入NaOH的粉塵會(huì)造成對(duì)呼吸道的嚴(yán)重傷害，如果不慎讓NaOH入口會(huì)使消化道嚴(yán)重受傷。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)材料是學(xué)生需要使用的，而且在將瓊脂塊放入NaOH溶液時(shí)，很有可能讓NaOH濺出燒杯，造成不良后果。

三、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新之處

用可溶性淀粉代替酚酞，用碘液代替NaOH溶液。

本實(shí)驗(yàn)用NaOH和酚酞的目的是讓兩者反應(yīng)之后有紫紅色出現(xiàn)，讓學(xué)生很容易看到NaOH的擴(kuò)散深度，即顏色部分的深度即為物質(zhì)擴(kuò)散的深度。現(xiàn)利用淀粉遇碘變藍(lán)的原理，用藍(lán)色代表擴(kuò)散深度，淀粉和碘液是非常安全的材料，既能達(dá)到實(shí)驗(yàn)效果，也能排除實(shí)驗(yàn)中存在的安全隱患。

四、實(shí)驗(yàn)器材

3cm×2cm×1cm的含淀粉的瓊脂塊（碘和淀粉相遇，呈藍(lán)色）。小刀，毫米尺，塑料勺，紙巾，燒杯，碘液

五、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路

當(dāng)?shù)馀c含有淀粉的瓊脂塊相遇時(shí)，其中的碘就會(huì)變成藍(lán)色。從瓊脂塊的顏色變化情況就能反映碘液擴(kuò)散進(jìn)入瓊脂塊的深度。通過(guò)計(jì)算在相同時(shí)間內(nèi)物質(zhì)擴(kuò)散的體積與總體積之比，其可以反映細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男省?/p>

六、實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1、用小刀將瓊脂塊切成在邊長(zhǎng)分別為3cm、2cm、1cm的正方體。

2、將3塊瓊脂塊放在燒杯內(nèi)，加入碘液，將瓊脂塊淹沒(méi)，浸泡10分釧。用塑料勺不進(jìn)翻動(dòng)瓊脂塊。注意：不要用勺子將瓊脂塊切開(kāi)或挖動(dòng)其表面。

3、用塑料勺將瓊脂塊從碘液中取出來(lái)。用紙巾把它們吸干，用小刀把瓊脂塊切成兩半。觀察切面，測(cè)量每一塊上碘液擴(kuò)散的深度，記錄測(cè)量結(jié)果。每?jī)纱尾僮髦g必須把刀擦干。

七、實(shí)驗(yàn)效果

與原實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象相似，藍(lán)色現(xiàn)象很明顯（圖1），即每邊擴(kuò)散的深度一致，在切開(kāi)的瓊脂塊面呈規(guī)整的小正方形，（紅墨水在蘿卜塊中擴(kuò)散時(shí)邊緣不整齊（圖2），不利于測(cè)量）。且切開(kāi)后放一段時(shí)間，擴(kuò)散效果更明顯，由于對(duì)皮膚無(wú)副作用，可要求學(xué)生帶離實(shí)驗(yàn)室后進(jìn)行測(cè)量，保證是時(shí)間一致即可。

八、自我評(píng)價(jià)

1.操作安全 這是本實(shí)驗(yàn)的最大一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)，與原實(shí)驗(yàn)相比，在保證了實(shí)驗(yàn)效果的基礎(chǔ)上，也排除了安全隱患。

2.實(shí)驗(yàn)效果明顯 通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，把瓊脂塊切開(kāi)后放一段時(shí)間，擴(kuò)散效果更明顯！由于碘液和淀粉對(duì)皮膚無(wú)副作用，可要求學(xué)生帶離實(shí)驗(yàn)室后進(jìn)行觀察測(cè)量，保證時(shí)間一致即可，效果更佳。