“檢測生物組織中的還原糖”實驗中分層次探究的應用

張惠麗

（廣東省深圳市高級中學）

面向全體學生，倡導探究性學習是重要的課程理念。探究實驗不僅能使學生獲取一定知識，還可以使學生習得獲取知識的方法，提高解決問題的能力。在高中階段的第一個實驗中開展探究，可以提高學生學習生物的興趣。

根據探究活動的難易程度和學生參與探究程度的不同，本案例將一個定性驗證實驗，優化為一個分層次探究的探究性實驗。教師綜合教學時間、學生基礎、教學條件等因素，設置三個層次的探究活動，學生經過自我定位后自主選擇探究層次開展的實驗探究。

一、課前準備

1.設置三個層次（A、B、C為依次遞增的層次，C層次學生有更多的內容需要自己完成）的“探究活動流程”。

2.實驗材料：梨、西紅柿、甘蔗等現榨的含糖量、糖的種類和樣液顏色均不同的生物組織樣液；葡萄糖溶液；蔗糖溶液；斐林試劑（0.1 g/mL的氫氧化鈉溶液，0.05 g/mL的硫酸銅溶液）；試管若干，小量筒，試管架，試管夾，恒溫水浴鍋。

二、內容分析

1.教學目標：

（1）知識目標：嘗試用化學試劑檢測生物組織中的還原糖；了解還原糖在生物組織中的存在情況。

（2）能力目標：學習實驗探究的方法；遷移應用以及解決實際問題的能力；評價和報告實驗結果的能力。

（3）情感態度與價值觀目標：活動要自主選擇探究層次，學生可以學習如何將自己準確定位；探究中有個人任務和小組合作完成的任務，可以培養分工合作精神。

2.還原糖的鑒定原理：生物組織中常見的還原糖有葡萄糖、果糖、麥芽糖，它們的分子內都含有還原性基團（游離醛基或游離酮基），蔗糖為非還原性糖。用斐林試劑鑒定還原糖時，溶液的顏色變化過程為：藍色→棕色→磚紅色（沉淀），在一定范圍內，還原糖的含量和沉淀的多少呈正比關系。

三、探究過程

1.用葡萄糖溶液和蔗糖溶液做演示實驗，將實驗結果展示在講臺上，目的是幫助學生理解實驗原理，了解實驗設計的基本原則。

2.學生自我定位，選擇合適的探究層次。學生選好層次后再與同一層次的1～2位同學合作，按照本層次的“探究流程”進行探究。

3.探究流程：

（1）提出問題:哪些生物組織中富含還原糖？所提供的樣液中，哪種是最理想的實驗材料？（提供給A、B層次）

（2）作出假設：梨汁富含還原糖，是最理想的實驗材料。（提供給A、B層次）

（3）制訂計劃并實施實驗：選材要用含糖量較高、顏色白色或近于白色的植物組織，蘋果、梨最好。步驟一：取兩支試管，向試管內加入等量的（約2mL）生物組織樣液，一支試管做步驟二，另一支試管留待做參照用。步驟二：向試管內注入2mL新配置的斐林試劑，振蕩混合后放入沸水浴中加熱1-3min，觀察并記錄此過程中的顏色變化和試管中沉淀的多少。（提供給A、B層次）

（4）記錄結果：顏色變化：藍色→棕色→磚紅色沉淀；還原糖的含量和沉淀的多少呈正比關系。（提供給A層次）

（5）實驗結論：哪些實驗結果與你的預測相同或不同？（提供給A層次）

（6）討論：

①鑒定的原理是什么?選材該注意什么？（提供給A、B、C層次）

②為什么斐林試劑的兩種溶液先混合后再使用？（提供給A、B、C層次）

③實驗設計的基本流程有哪些？要遵循哪些原則？（參考答案：對照性原則、隨機性原則、單變量原則等）（提供給A、B、C層次）

④判斷：甘蔗莖的薄壁組織、甜菜的塊根等，都含有較多的糖且近于白色，因此可用于進行可溶性還原糖的鑒定，對嗎？（參考答案：甘蔗和甜菜的組織中含有大量的蔗糖，蔗糖是非還原糖。）（提供給B、C層次）

⑤通過對斐林試劑中兩種溶液的化學方程式計算，哪種溶液過量，為什么如此配制？（參考答案：氫氧化鈉溶液過量，因為氫氧化銅與還原糖在堿性條件下加熱才能發生反應，反應機理是堿和親核試劑進攻缺電子的碳。）（提供給C層次）

⑥設計：糖尿病病人的尿液中含有大量的葡萄糖，請用你所學的知識設計實驗證明葡萄糖的存在。（提供給B、C層次）

四、教學反思

1.分層次探究能真正體現“面向全體學生”的新課程理念，學生在得到充分認可的基礎上自發進行探究，可以最大限度地調動積極性，同時也解決了學生自身差異問題。

2.組織探究活動要有明確的教學目標，要有值得探究的問題或研究任務，要有民主的師生關系和求真求實的氛圍。

3.探究活動的選擇和設計應符合學生的認知發展水平。

4.指導型的探究和部分探究適合于學習概念原理，而開放型的探究則有利于培養探究能力。本案例中既要學習檢測還原糖的原理和方法，又要培養學生的探究能力，所以，教師在課堂上如何把握指導和開放，顯得尤為重要。

宋繼強，徐英.生物組織中還原糖鑒定實驗的探究［J］.生物學通報，2007（7）.