探究植物細胞質(zhì)壁分離實驗材料的特點

徐麗婷

摘 要：以人教版高中《生物·分子與細胞（必修1）》第四章第一節(jié)《物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗返膶嶒灢糠帧疤骄恐参锛毎|(zhì)壁分離與復(fù)原”作為實驗教學(xué)說課的內(nèi)容。在課程設(shè)計的初期，我考慮三種不同的方案：第一種是“同材料同溶液不同溶液濃度”;第二種是“同溶液同濃度不同材料”;第三種是“同材料同濃度不同溶液”。結(jié)合教學(xué)目標(biāo)，看所選取的課題是不是能夠?qū)⑦@些目標(biāo)提高到一個理想的程度，而且要從探究實驗的角度出發(fā)，注重實驗本身的科學(xué)性，從而選取一個合適的課題，最終我選用了“探究植物細胞質(zhì)壁分離實驗材料的特點”來作為我實驗教學(xué)說課的課題，也就是前面提出的三種方案中的“同溶液同濃度不同材料”，來比較不同實驗材料對質(zhì)壁分離的影響。

關(guān)鍵詞：質(zhì)壁分離;實驗改進;課程設(shè)計

一、實驗改進要點

1.豐富實驗材料。實驗課題確定，接下來開始設(shè)計實驗了，在設(shè)計實驗的過程中相對比較困難的是在于不同材料之間的對比度應(yīng)當(dāng)如何衡量的問題上，這個問題也是整堂課的核心問題。在材料的選取上，我做了十多種可能的實驗材料，通過不同實驗材料的質(zhì)壁分離的實驗現(xiàn)象的明顯程度和不同實驗材料的最適實驗濃度的不同，我在預(yù)實驗的過程中不斷地調(diào)整著實驗的操作步驟和實驗溶液的濃度，以達到所有的實驗材料的實驗效果都是最明顯的。然后通過對比不同實驗材料的質(zhì)壁分離實驗的明顯程度，選取相對最能夠體現(xiàn)出實驗材料特點的材料，最后在十多個實驗材料中選取了最終5個，它們分別是上海青、黑藻葉、紫鴨趾草、葡萄皮和玫瑰花瓣，并在前一節(jié)課所做的洋蔥鱗片葉外表皮細胞的基礎(chǔ)上進行對比，對比項以表格的形式呈現(xiàn)。

2.尋找外界高濃度溶液的替代試劑——20%的NaCl溶液。能使植物細胞發(fā)生質(zhì)壁分離的試劑有很多，只要對細胞沒有毒害作用并保證細胞一直處于生活狀態(tài)即可。因為課堂時間的限制，試劑的選擇不在課堂當(dāng)中討論，在學(xué)案中呈現(xiàn)并讓學(xué)生思考。最后我選擇20%的NaCl溶液，用20%的NaCl溶液作為質(zhì)壁分離試劑來替代0.3g/ml蔗糖溶液的原因如下：

①NaCl溶液經(jīng)濟實用，能長期保存，不會因試劑變質(zhì)而造成浪費;

②NaCl溶液不容易粘在載物臺和物鏡鏡頭上，減少對實驗器材的損耗;

③NaCl溶液引起植物細胞發(fā)生紙幣分離的起始時間短，現(xiàn)象明顯;

④20%的NaCl溶液引起植物細胞質(zhì)壁分離后，因植物細胞吸收溶液中的離子而慢慢地使細胞內(nèi)的濃度比細胞外的NaCl溶液濃度高，自動發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。在前一節(jié)“用洋蔥鱗片葉外表皮細胞觀察質(zhì)壁分離與復(fù)原”的實驗課中，有的學(xué)生能觀察到植物細胞的質(zhì)壁分離現(xiàn)象，但將高濃度的0.3g/ml蔗糖溶液置換為蒸餾水后卻不能觀察到質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)場，有可能是用0.3g/ml蔗糖溶液處理時間太長，細胞因失水過多而死亡。用NaCl溶液節(jié)省了用蒸餾水置換0.3g/ml蔗糖溶液的步驟，質(zhì)壁分離的細胞自動復(fù)原，也是一個非常值得學(xué)生思考的問題。

二、實驗原理

植物細胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于與一層半透膜，因此我們可以通過改變細胞內(nèi)外溶液的濃度差來產(chǎn)生質(zhì)壁分離的現(xiàn)象。而我們要探究質(zhì)壁分離實驗材料的相關(guān)特點，因此我們也可以通過多種不同的實驗材料的質(zhì)壁分離現(xiàn)象來分析它們之間的共性和不足以及這些因素對實驗現(xiàn)象的影響，從而得出質(zhì)壁分離實驗材料都具有什么樣的特點。

三、教學(xué)過程

由于之前學(xué)生已經(jīng)上過一節(jié)“用洋蔥鱗片葉外表皮細胞觀察質(zhì)壁分離與復(fù)原”的實驗，此實驗課上我將學(xué)生動手實驗之前的實驗?zāi)康摹嶒炘怼嶒灧椒ú襟E等講解部分壓縮到最短，大概在2分鐘左右;將大部分的時間（估計有30分鐘）交給了學(xué)生，讓學(xué)生通過用不同的實驗材料制作不同的臨時裝片觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象，操作步驟如下：

1.制片：①在載玻片中央滴一滴清水

②撕取實驗材料，取一小片薄片放入載玻片中，蓋上蓋玻片。

2.鏡檢：①在顯微鏡下觀察初始狀態(tài)下的細胞

②取下玻片再用引流法加入20%氯化鈉溶液，再觀察實驗象。

3.重復(fù)實驗：我們再取其他實驗材料來完成質(zhì)壁分離實驗，然后分析實驗

現(xiàn)象和實驗結(jié)果，經(jīng)過比較、思考、小組討論，填寫表格做

最后用8分鐘的時間引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出植物細胞質(zhì)壁分離實驗材料所應(yīng)當(dāng)具備的特點：

1.材料易于撕取。

2.撕取的材料比較薄，細胞不會重疊。

3.原生質(zhì)體有顏色，可以便于觀察。五種材料中，學(xué)生討論后分為兩組：有色組和無色組。無色組以上海青的葉梗表皮細胞為代表，雖發(fā)生質(zhì)壁分離，但顯微鏡先觀察效果不佳。設(shè)置一個問題讓學(xué)生進一步思考的是：如果實驗材料只有上海青的葉梗表皮細胞，如何設(shè)計一個方案能夠清晰地在顯微鏡下觀察到質(zhì)壁分離和復(fù)原的現(xiàn)象？

4.細胞壁、原生質(zhì)層比較清晰，質(zhì)壁分離明顯。

5.實驗材料容易得，經(jīng)濟實惠。

四、實驗效果評價

在“探究植物細胞質(zhì)壁分離實驗材料的特點”的探究和改進中，學(xué)生勤于思考、自主探究，充分發(fā)揮了主體作用。豐富實驗材料種類的目的是讓學(xué)生領(lǐng)悟?qū)嶒灢牧线x擇的正確與否對實驗?zāi)芊癯晒λ鸬闹匾绊懸蛩兀⒆寣W(xué)生進一步了解實驗材料的選擇不一定的唯一的，可根據(jù)具體的實驗原理和目標(biāo)進行選擇。替換課本實驗中所使用的0.3g/ml蔗糖溶液，讓學(xué)生能放開自己的思維，不局限于課本的框框條條。最后根據(jù)實驗現(xiàn)象，小組之間通過交流討論得出相關(guān)結(jié)論，培養(yǎng)了學(xué)生歸納總結(jié)的能力和語言表達能力，既開闊了學(xué)生的視野，也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達到了有效開展實驗教學(xué)的目的。

綜上可知，實驗教學(xué)在新課程改革中起著重要的橋梁和紐帶的作用。全新的實驗教學(xué)模式不能只以學(xué)生死記書本知識為目標(biāo)，要做到學(xué)習(xí)知識、思維訓(xùn)練、人格健全同步發(fā)展，即實驗將三維目標(biāo)融為一體的實驗教學(xué)。