對高中生物課本中實驗教學的思考

胡俊永

摘要：本文通過對高中課本實驗的教學內容與組織形式的歸類，以及部分實驗原理、方法的思考與分析；進一步對課本部分實驗提出教學策略的優化和某些實驗方法的改進措施。

關鍵詞：高中生物課本；生物實驗教學；思考

中圖分類號：G633.91文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2017）21-067-1

生物學是一門以實驗為基礎的自然科學，可以說生物學任何一個知識的形成、規律的發現都離不開實驗。江蘇小高考目前實驗題或與實驗有關的題目已達到30～35分，實驗內容比重攀升至試題總量的25%。因此，教師如何組織高中生物實驗教學，使學生實驗基礎知識更扎實，能力進一步提升，對提高高考生物學科成績至關重要。

一、實驗教學的內容和組織形式

由于江蘇的高考制度和應試的需要，生物學科的課時減少了，實驗的組織難度增大了，因此實驗課的組織形式應該多樣化。

1.筆者建議教師應開展下列形式的實驗。

一是學生動手實驗：（根據學校條件）：如：三大有機物鑒定；顯微鏡的使用（觀察多種多樣的細胞）；質壁分離和復原；葉綠體色素的提取和分離；有絲分裂和減數分裂的觀察；培養液中酵母菌數量計數等；

二是課堂演示實驗：（簡單、易行、需時短）：如：通過模擬實驗探究膜的透性；驗證酶的催化性、高效性等；

三是模擬實驗：樣方法、標志重捕法調查種群密度；人類遺傳病的調查等；

四是課堂講解、分析實驗：（缺乏應有條件或耗時較長的實驗）。如：探究酵母菌的呼吸方式；探究生長調節劑對扦插枝條生根的作用；果酒、果醋、腐乳的制作等；以及生物學發展史上的經典實驗：如光合作用發現、生長素的發現、孟德爾豌豆雜交實驗、肺炎雙球菌轉化實驗等。

2.筆者還建議采用不同的教學模式。

一是先做實驗，后知識傳授：這類實驗需要的基礎知識不多，實驗操作比較容易，是一般性的觀察究實驗。例如，必修1的“使用顯微鏡觀察多種細胞”，“觀察植物細胞的質壁分離和復原”等實驗。這樣學生先帶著感性認識聽課，就會變得主動學習，會積極思考，通過感性認識與理性認識相結合，學生對知識點記得牢固，了解得透徹。

二是先知識傳授，后做實驗：這類實驗需要的基礎知識較多，對學生的觀察能力和動手操作能力要求較高，實驗內容較復雜。如，必修模塊1中“葉綠體色素的提取和分離”實驗。學生可以通過實驗來鞏固所學的理論知識，通過觀察實驗現象引起更深入的思考。

三是實驗與知識傳授混合型：這類課型對教師的綜合素質要求較高。教師除事前作好充分準備，課堂上認真組織教學外，還需作好應付突發事件的準備。課堂演示實驗就是屬于這種類型。

二、對書本中某些實驗原理、方法的思考與分析

1.脂肪鑒定。

蘇丹Ⅲ、蘇丹Ⅳ就是蘇丹紅3號和4號（還有1號和2號）。脂肪被染色，實際上是蘇丹染料被脂肪溶解吸附而呈現染料的顏色。組織中脂質在液態或半液態時，對蘇丹染料著色效果最好。根據這一原理，適當提高溫度（37℃～60℃）對組織切片染色效果是有好處的。

蘇丹Ⅳ染液與脂肪的親和力比較強，所以，染色的時間應比較短，一般為1min左右，實驗中多采用。若直接對花生勻漿進行鑒定，得到的結果是試管中的樣液加入蘇丹Ⅳ染液后呈現出粉紅色，但是該方法看不到脂肪顆粒在細胞中的形態，也不能確定溶液的顏色是否為蘇丹Ⅳ染液與花生勻漿混合顯出的顏色。

2.DNA的鑒定：用甲基綠還是二苯胺。

甲基綠為堿性染料，呈藍綠色，它易與聚合程度高的DNA結合呈現綠色。因為其本身有顏色，將其滴入沒有DNA的溶液中，它也會是藍綠色。只能用于細胞中DNA分布的鑒定，不能檢驗溶液中是否存在DNA。

二苯胺和DNA的反應原理是：DNA中嘌呤核苷酸上的脫氧核糖遇酸生成ω-羥基-γ酮基戊醛，它再和二苯胺作用而呈現藍色。鑒定時溶液藍色的深淺，與溶液中DNA含量的多少有關。因此二苯胺鑒定DNA更準確。

總之，物質鑒別試劑從原理上可分為染色劑、反應變色試劑、指示劑。蘇丹三、蘇丹四、甲基綠、吡羅紅、健那綠、醋酸洋紅、龍膽紫等都屬于前者，可使相應的物質或結構呈現染色劑本身的顏色。雙縮脲試劑、菲林試劑、二苯胺、重鉻酸鉀都屬于第二種；溴麝香草酚藍溶液是一種指示劑，較低濃度的CO2使其由藍變綠，較高濃度CO2使其由藍變綠再變黃。

3.關于四種色素的提取和分離方面問題的解釋。

關于蘇教版的“提取和分離葉綠體中的色素”、人教版的“綠葉中色素的提取和分離”、考試說明中的“葉綠體色素的提取和分離”等說法。顯然人教版的說法欠妥。因為綠葉中的色素除了葉綠體中的色素外，還有液泡中的花青素，但花青素易溶于水，而不溶于有機溶劑，因此用有機溶劑不能提取到花青素。

在過濾時選用脫脂棉或紗布，而不用濾紙。原因是：色素分子比較大，不容易透過濾紙；濾紙有較強的吸附性而使色素吸附在濾紙上，從而降低色素濃度。

根據物理學中的毛細現象，畫濾紙細線前濾紙必須經過干燥處理，是為了阻止水分子堵塞濾紙中的毛細管而影響層析液的擴散。

由于液面的不同位置表面張力不同，紙條接近液面時，其邊緣的表面的張力較大，層析液沿濾紙邊緣擴散過快，而導致色素帶分離不整齊的現象。故而，在插入層析液的濾紙條一端剪去兩個角。

葉綠體中色素提取和分離實驗中四種色素彼此分離的原理是什么？

這一原理單靠高中教科書中的知識還不夠，應讓學生了解濾紙是一種吸附劑，層析液是一種展開劑（就是色譜分析法中的固相和液相），四種色素的化學結構和性質不同，它們在濾紙上（固相）吸附能力不同，在層析液中（展開劑，液相）溶解度不同，因此，四種色素隨著層析液在濾紙條上的擴散速度就不同，胡蘿卜素溶解度大而吸附力小，擴散速度快，葉綠素b溶解度小而吸附力大，擴散速度則慢。endprint