探究“植物細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)驗(yàn)取材及試劑改進(jìn)

林宏

摘 要：按照教材進(jìn)行洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)操作用時長，結(jié)果不明顯，筆者從改進(jìn)實(shí)驗(yàn)取材方法和分離試劑入手提高實(shí)驗(yàn)的可行性，在節(jié)省實(shí)驗(yàn)操作時間的同時保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣摺?/p>

關(guān)鍵詞：質(zhì)壁分離；質(zhì)壁分離復(fù)原；取材；分離試劑

生物學(xué)是在大量實(shí)驗(yàn)實(shí)證基礎(chǔ)上建立起來的一門學(xué)科，毋庸置疑對實(shí)驗(yàn)有一定的要求。新課程標(biāo)準(zhǔn)十分注重實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)，新教材中也把實(shí)驗(yàn)置于非常重要、不可或缺的地位。通過高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一些經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐，筆者認(rèn)為高中教材的某些實(shí)驗(yàn)，可以稍加改進(jìn)或進(jìn)一步探究，效果可更好。如在指導(dǎo)學(xué)生探究“植物細(xì)胞的吸水和失水”活動過程中，教材的參考案例為檢驗(yàn)“原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜”，主要的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原的觀察。若一味按照教材中提供的實(shí)驗(yàn)方法及步驟，筆者發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)用時長，結(jié)果不明顯，失敗率高。故筆者思考能否通過實(shí)驗(yàn)取材及試劑的改進(jìn)來縮短實(shí)驗(yàn)時間，提高實(shí)驗(yàn)的可行性。通過實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)效果較好。

一、取材方法的改進(jìn)

教材中選用的材料是洋蔥鱗片葉的紫色外表皮，外表皮一般由外到內(nèi)顏色漸淺，僅有一兩層符合選材標(biāo)準(zhǔn)，且表皮細(xì)胞緊密連結(jié)葉肉細(xì)胞，不易分開。若學(xué)生操作不當(dāng)，會將葉肉細(xì)胞一起撕取，或?qū)⒈砥ぜ?xì)胞撕破，從而觀察不到完整細(xì)胞，引起實(shí)驗(yàn)失敗。為此，筆者做了相應(yīng)改進(jìn)：將洋蔥鱗片葉剝離，使之不與莖相連，將剝離好的鱗片葉外表皮朝上，放置于通風(fēng)及適當(dāng)光照處，每天適時補(bǔ)充少許水分，過2～3天即可獲得較多紫色表皮。在操作過程中，教參中提示用刀片在外表皮劃-0.5cm見方的“井”字，后用鑷子將“井”字中央撕下。但因內(nèi)層鱗片葉嫩，含水量大，外層鱗片葉韌性較大，往往會撕取不完整。在實(shí)踐中，操作者可沿葉脈垂直方向由內(nèi)層向外層掰開，保持紫色外層不斷（此時鱗片葉內(nèi)層已斷，但仍附著在外層），再沿葉脈方向輕拉，使鱗片葉內(nèi)外層逐漸分離，仍保留少許附著，用刀片在分離處兩端分別截取一段即可獲得完整所需材料。這樣既避免了與葉肉細(xì)胞相互粘連導(dǎo)致細(xì)胞重疊，又方便操作，減少實(shí)驗(yàn)時間。

二、分離試劑的改進(jìn)

細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原所需時間長，而往往高中實(shí)驗(yàn)安排的是一節(jié)課，用于器材的準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)的講解等要用十多分鐘，真正用以實(shí)驗(yàn)操作的時間不多于30分鐘，若用教材中的0.3g/mL的蔗糖溶液作為外界溶液進(jìn)行質(zhì)壁分離的觀察又進(jìn)行質(zhì)壁分離復(fù)原實(shí)驗(yàn)，時間非常緊張，甚至有些組別都不能完成實(shí)驗(yàn)。如何能既保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，又縮短實(shí)驗(yàn)用時呢？于是筆者就思考：能否通過提高蔗糖溶液的濃度的方法來實(shí)現(xiàn)？但若濃度太高細(xì)胞會失活，導(dǎo)致不能進(jìn)行質(zhì)壁分離復(fù)原。那應(yīng)選擇什么樣的濃度為宜呢？通過查閱文獻(xiàn)資料，丁家強(qiáng)、韋蓉等發(fā)現(xiàn)蔗糖溶液濃度為0.50g/mL時洋蔥表皮細(xì)胞就會失水死亡，難以進(jìn)行質(zhì)壁分離的復(fù)原。所以應(yīng)在0.30g/mL～0.50g/mL之間尋找一個恰當(dāng)?shù)臐舛葋磉M(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

表1 不同濃度蔗糖溶液洋蔥鱗片葉外表皮

細(xì)胞質(zhì)壁分離及復(fù)原結(jié)果

■

從表1得出第4組和第5組質(zhì)壁分離用時短，但大部分細(xì)胞死亡，已不能再復(fù)原，故不予考慮作為實(shí)驗(yàn)濃度；1、2、3組中，第1組完全質(zhì)壁分離時間用時較長，質(zhì)壁分離復(fù)原用時較短，已超過假定的實(shí)驗(yàn)總用時；第3組則相反，第2組兩種用時居中，但總用時最短，所以0.35g/mL為最適合進(jìn)行質(zhì)壁分離及其復(fù)原實(shí)驗(yàn)的蔗糖溶液濃度。

在課堂教學(xué)中，學(xué)生操作實(shí)踐后反應(yīng)：蔗糖濃度高時較粘稠，在進(jìn)行質(zhì)壁分離復(fù)原操作時，加清水后在另一側(cè)用吸水紙吸引不易進(jìn)入材料內(nèi)部，不能使洋蔥鱗片葉表皮浸潤于其中，實(shí)驗(yàn)誤差較大；在有限的實(shí)驗(yàn)時間內(nèi)可能看不到質(zhì)壁分離復(fù)原，增加了實(shí)驗(yàn)的失敗率。同時，粘稠的蔗糖溶液還會污染物鏡，且難以清洗，影響實(shí)驗(yàn)器材的使用。由此，筆者就想能否采用其他分離試劑，以期取得更好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，且不影響器材的后續(xù)使用。經(jīng)過實(shí)踐，筆者認(rèn)為用KNO3溶液替代蔗糖溶液效果較好，且KNO3溶液可被洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞吸收發(fā)生質(zhì)壁分離自動復(fù)原，從而省卻加清水步驟，操作方便，用時較短。

KNO3溶液作為無機(jī)物，滲透勢與蔗糖不同，那要選擇KNO3溶液濃度應(yīng)為多大？一般高中生物實(shí)驗(yàn)室所用KNO3溶液濃度低于0.25g/mL，故濃度設(shè)定在0.25g/mL以下進(jìn)行研究。

表2 不同濃度KNO3溶液洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞

質(zhì)壁分離及復(fù)原結(jié)果

■

分析表2數(shù)據(jù)可知：0.25g/mLKNO3溶液作為分離液滴加清水仍難以復(fù)原，原因在于大部分細(xì)胞已經(jīng)失水過量死亡，KNO3溶液為0.19g/mL時，在有效觀察期內(nèi)質(zhì)壁分離自動復(fù)原細(xì)胞數(shù)量較少，滴加清水就短時間可以復(fù)原，但因此使得實(shí)驗(yàn)變得繁瑣。KNO3溶液為0.01g/mL下，質(zhì)壁分離時間太長，達(dá)不到節(jié)省時間的目的。綜合分析，0.07g/mL～0.13g/mL為比較適宜的KNO3實(shí)驗(yàn)濃度。為便于實(shí)驗(yàn)室中溶液配置，可選取中間值0.10g/mLKNO3溶液作為實(shí)驗(yàn)操作濃度。這種方法雖然不用添加清水，但不好把握時間，極有可能稍不注意就錯過典型質(zhì)壁分離細(xì)胞狀態(tài)，需觀察連續(xù)過程，適宜在演示實(shí)驗(yàn)或驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)時采用。如若需保留質(zhì)壁分離較長時間，如師生邊探究邊思考問題邊操作或教師講解，則建議采用上述0.35g/mL的蔗糖溶液作為分離試劑。

上述若干改進(jìn)，既可以保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，又可以有效節(jié)省實(shí)驗(yàn)操作時間，大大提高了生物實(shí)驗(yàn)課的課堂效率，有利于學(xué)生養(yǎng)成良好的探究習(xí)慣以及拓展思維空間，從而順利完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的課堂教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]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1·分子與細(xì)胞[M].北京：人民教育出版社，2011.

[2]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1·分子與細(xì)胞·教師教學(xué)用書[M].北京：人民教育出版社，2011.

[3]丁家強(qiáng).對“植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原”實(shí)驗(yàn)的探究[J].中學(xué)生物學(xué)，2004（6）：41-42.

[4]韋蓉，楊君萍，王永旭.高中生物教學(xué)中探究式教學(xué)方法的實(shí)踐和思考[J].民主教學(xué)，2013（15）：199-200.

摘 要：按照教材進(jìn)行洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)操作用時長，結(jié)果不明顯，筆者從改進(jìn)實(shí)驗(yàn)取材方法和分離試劑入手提高實(shí)驗(yàn)的可行性，在節(jié)省實(shí)驗(yàn)操作時間的同時保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣摺?/p>

關(guān)鍵詞：質(zhì)壁分離；質(zhì)壁分離復(fù)原；取材；分離試劑

生物學(xué)是在大量實(shí)驗(yàn)實(shí)證基礎(chǔ)上建立起來的一門學(xué)科，毋庸置疑對實(shí)驗(yàn)有一定的要求。新課程標(biāo)準(zhǔn)十分注重實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)，新教材中也把實(shí)驗(yàn)置于非常重要、不可或缺的地位。通過高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一些經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐，筆者認(rèn)為高中教材的某些實(shí)驗(yàn)，可以稍加改進(jìn)或進(jìn)一步探究，效果可更好。如在指導(dǎo)學(xué)生探究“植物細(xì)胞的吸水和失水”活動過程中，教材的參考案例為檢驗(yàn)“原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜”，主要的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原的觀察。若一味按照教材中提供的實(shí)驗(yàn)方法及步驟，筆者發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)用時長，結(jié)果不明顯，失敗率高。故筆者思考能否通過實(shí)驗(yàn)取材及試劑的改進(jìn)來縮短實(shí)驗(yàn)時間，提高實(shí)驗(yàn)的可行性。通過實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)效果較好。

一、取材方法的改進(jìn)

教材中選用的材料是洋蔥鱗片葉的紫色外表皮，外表皮一般由外到內(nèi)顏色漸淺，僅有一兩層符合選材標(biāo)準(zhǔn)，且表皮細(xì)胞緊密連結(jié)葉肉細(xì)胞，不易分開。若學(xué)生操作不當(dāng)，會將葉肉細(xì)胞一起撕取，或?qū)⒈砥ぜ?xì)胞撕破，從而觀察不到完整細(xì)胞，引起實(shí)驗(yàn)失敗。為此，筆者做了相應(yīng)改進(jìn)：將洋蔥鱗片葉剝離，使之不與莖相連，將剝離好的鱗片葉外表皮朝上，放置于通風(fēng)及適當(dāng)光照處，每天適時補(bǔ)充少許水分，過2～3天即可獲得較多紫色表皮。在操作過程中，教參中提示用刀片在外表皮劃-0.5cm見方的“井”字，后用鑷子將“井”字中央撕下。但因內(nèi)層鱗片葉嫩，含水量大，外層鱗片葉韌性較大，往往會撕取不完整。在實(shí)踐中，操作者可沿葉脈垂直方向由內(nèi)層向外層掰開，保持紫色外層不斷（此時鱗片葉內(nèi)層已斷，但仍附著在外層），再沿葉脈方向輕拉，使鱗片葉內(nèi)外層逐漸分離，仍保留少許附著，用刀片在分離處兩端分別截取一段即可獲得完整所需材料。這樣既避免了與葉肉細(xì)胞相互粘連導(dǎo)致細(xì)胞重疊，又方便操作，減少實(shí)驗(yàn)時間。

二、分離試劑的改進(jìn)

細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原所需時間長，而往往高中實(shí)驗(yàn)安排的是一節(jié)課，用于器材的準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)的講解等要用十多分鐘，真正用以實(shí)驗(yàn)操作的時間不多于30分鐘，若用教材中的0.3g/mL的蔗糖溶液作為外界溶液進(jìn)行質(zhì)壁分離的觀察又進(jìn)行質(zhì)壁分離復(fù)原實(shí)驗(yàn)，時間非常緊張，甚至有些組別都不能完成實(shí)驗(yàn)。如何能既保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，又縮短實(shí)驗(yàn)用時呢？于是筆者就思考：能否通過提高蔗糖溶液的濃度的方法來實(shí)現(xiàn)？但若濃度太高細(xì)胞會失活，導(dǎo)致不能進(jìn)行質(zhì)壁分離復(fù)原。那應(yīng)選擇什么樣的濃度為宜呢？通過查閱文獻(xiàn)資料，丁家強(qiáng)、韋蓉等發(fā)現(xiàn)蔗糖溶液濃度為0.50g/mL時洋蔥表皮細(xì)胞就會失水死亡，難以進(jìn)行質(zhì)壁分離的復(fù)原。所以應(yīng)在0.30g/mL～0.50g/mL之間尋找一個恰當(dāng)?shù)臐舛葋磉M(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

表1 不同濃度蔗糖溶液洋蔥鱗片葉外表皮

細(xì)胞質(zhì)壁分離及復(fù)原結(jié)果

■

從表1得出第4組和第5組質(zhì)壁分離用時短，但大部分細(xì)胞死亡，已不能再復(fù)原，故不予考慮作為實(shí)驗(yàn)濃度；1、2、3組中，第1組完全質(zhì)壁分離時間用時較長，質(zhì)壁分離復(fù)原用時較短，已超過假定的實(shí)驗(yàn)總用時；第3組則相反，第2組兩種用時居中，但總用時最短，所以0.35g/mL為最適合進(jìn)行質(zhì)壁分離及其復(fù)原實(shí)驗(yàn)的蔗糖溶液濃度。

在課堂教學(xué)中，學(xué)生操作實(shí)踐后反應(yīng)：蔗糖濃度高時較粘稠，在進(jìn)行質(zhì)壁分離復(fù)原操作時，加清水后在另一側(cè)用吸水紙吸引不易進(jìn)入材料內(nèi)部，不能使洋蔥鱗片葉表皮浸潤于其中，實(shí)驗(yàn)誤差較大；在有限的實(shí)驗(yàn)時間內(nèi)可能看不到質(zhì)壁分離復(fù)原，增加了實(shí)驗(yàn)的失敗率。同時，粘稠的蔗糖溶液還會污染物鏡，且難以清洗，影響實(shí)驗(yàn)器材的使用。由此，筆者就想能否采用其他分離試劑，以期取得更好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，且不影響器材的后續(xù)使用。經(jīng)過實(shí)踐，筆者認(rèn)為用KNO3溶液替代蔗糖溶液效果較好，且KNO3溶液可被洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞吸收發(fā)生質(zhì)壁分離自動復(fù)原，從而省卻加清水步驟，操作方便，用時較短。

KNO3溶液作為無機(jī)物，滲透勢與蔗糖不同，那要選擇KNO3溶液濃度應(yīng)為多大？一般高中生物實(shí)驗(yàn)室所用KNO3溶液濃度低于0.25g/mL，故濃度設(shè)定在0.25g/mL以下進(jìn)行研究。

表2 不同濃度KNO3溶液洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞

質(zhì)壁分離及復(fù)原結(jié)果

■

分析表2數(shù)據(jù)可知：0.25g/mLKNO3溶液作為分離液滴加清水仍難以復(fù)原，原因在于大部分細(xì)胞已經(jīng)失水過量死亡，KNO3溶液為0.19g/mL時，在有效觀察期內(nèi)質(zhì)壁分離自動復(fù)原細(xì)胞數(shù)量較少，滴加清水就短時間可以復(fù)原，但因此使得實(shí)驗(yàn)變得繁瑣。KNO3溶液為0.01g/mL下，質(zhì)壁分離時間太長，達(dá)不到節(jié)省時間的目的。綜合分析，0.07g/mL～0.13g/mL為比較適宜的KNO3實(shí)驗(yàn)濃度。為便于實(shí)驗(yàn)室中溶液配置，可選取中間值0.10g/mLKNO3溶液作為實(shí)驗(yàn)操作濃度。這種方法雖然不用添加清水，但不好把握時間，極有可能稍不注意就錯過典型質(zhì)壁分離細(xì)胞狀態(tài)，需觀察連續(xù)過程，適宜在演示實(shí)驗(yàn)或驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)時采用。如若需保留質(zhì)壁分離較長時間，如師生邊探究邊思考問題邊操作或教師講解，則建議采用上述0.35g/mL的蔗糖溶液作為分離試劑。

上述若干改進(jìn)，既可以保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，又可以有效節(jié)省實(shí)驗(yàn)操作時間，大大提高了生物實(shí)驗(yàn)課的課堂效率，有利于學(xué)生養(yǎng)成良好的探究習(xí)慣以及拓展思維空間，從而順利完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的課堂教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]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1·分子與細(xì)胞[M].北京：人民教育出版社，2011.

[2]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1·分子與細(xì)胞·教師教學(xué)用書[M].北京：人民教育出版社，2011.

[3]丁家強(qiáng).對“植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原”實(shí)驗(yàn)的探究[J].中學(xué)生物學(xué)，2004（6）：41-42.

[4]韋蓉，楊君萍，王永旭.高中生物教學(xué)中探究式教學(xué)方法的實(shí)踐和思考[J].民主教學(xué)，2013（15）：199-200.

摘 要：按照教材進(jìn)行洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)操作用時長，結(jié)果不明顯，筆者從改進(jìn)實(shí)驗(yàn)取材方法和分離試劑入手提高實(shí)驗(yàn)的可行性，在節(jié)省實(shí)驗(yàn)操作時間的同時保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣摺?/p>

關(guān)鍵詞：質(zhì)壁分離；質(zhì)壁分離復(fù)原；取材；分離試劑

生物學(xué)是在大量實(shí)驗(yàn)實(shí)證基礎(chǔ)上建立起來的一門學(xué)科，毋庸置疑對實(shí)驗(yàn)有一定的要求。新課程標(biāo)準(zhǔn)十分注重實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)，新教材中也把實(shí)驗(yàn)置于非常重要、不可或缺的地位。通過高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一些經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐，筆者認(rèn)為高中教材的某些實(shí)驗(yàn)，可以稍加改進(jìn)或進(jìn)一步探究，效果可更好。如在指導(dǎo)學(xué)生探究“植物細(xì)胞的吸水和失水”活動過程中，教材的參考案例為檢驗(yàn)“原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜”，主要的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原的觀察。若一味按照教材中提供的實(shí)驗(yàn)方法及步驟，筆者發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)用時長，結(jié)果不明顯，失敗率高。故筆者思考能否通過實(shí)驗(yàn)取材及試劑的改進(jìn)來縮短實(shí)驗(yàn)時間，提高實(shí)驗(yàn)的可行性。通過實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)效果較好。

一、取材方法的改進(jìn)

教材中選用的材料是洋蔥鱗片葉的紫色外表皮，外表皮一般由外到內(nèi)顏色漸淺，僅有一兩層符合選材標(biāo)準(zhǔn)，且表皮細(xì)胞緊密連結(jié)葉肉細(xì)胞，不易分開。若學(xué)生操作不當(dāng)，會將葉肉細(xì)胞一起撕取，或?qū)⒈砥ぜ?xì)胞撕破，從而觀察不到完整細(xì)胞，引起實(shí)驗(yàn)失敗。為此，筆者做了相應(yīng)改進(jìn)：將洋蔥鱗片葉剝離，使之不與莖相連，將剝離好的鱗片葉外表皮朝上，放置于通風(fēng)及適當(dāng)光照處，每天適時補(bǔ)充少許水分，過2～3天即可獲得較多紫色表皮。在操作過程中，教參中提示用刀片在外表皮劃-0.5cm見方的“井”字，后用鑷子將“井”字中央撕下。但因內(nèi)層鱗片葉嫩，含水量大，外層鱗片葉韌性較大，往往會撕取不完整。在實(shí)踐中，操作者可沿葉脈垂直方向由內(nèi)層向外層掰開，保持紫色外層不斷（此時鱗片葉內(nèi)層已斷，但仍附著在外層），再沿葉脈方向輕拉，使鱗片葉內(nèi)外層逐漸分離，仍保留少許附著，用刀片在分離處兩端分別截取一段即可獲得完整所需材料。這樣既避免了與葉肉細(xì)胞相互粘連導(dǎo)致細(xì)胞重疊，又方便操作，減少實(shí)驗(yàn)時間。

二、分離試劑的改進(jìn)

細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原所需時間長，而往往高中實(shí)驗(yàn)安排的是一節(jié)課，用于器材的準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)的講解等要用十多分鐘，真正用以實(shí)驗(yàn)操作的時間不多于30分鐘，若用教材中的0.3g/mL的蔗糖溶液作為外界溶液進(jìn)行質(zhì)壁分離的觀察又進(jìn)行質(zhì)壁分離復(fù)原實(shí)驗(yàn)，時間非常緊張，甚至有些組別都不能完成實(shí)驗(yàn)。如何能既保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，又縮短實(shí)驗(yàn)用時呢？于是筆者就思考：能否通過提高蔗糖溶液的濃度的方法來實(shí)現(xiàn)？但若濃度太高細(xì)胞會失活，導(dǎo)致不能進(jìn)行質(zhì)壁分離復(fù)原。那應(yīng)選擇什么樣的濃度為宜呢？通過查閱文獻(xiàn)資料，丁家強(qiáng)、韋蓉等發(fā)現(xiàn)蔗糖溶液濃度為0.50g/mL時洋蔥表皮細(xì)胞就會失水死亡，難以進(jìn)行質(zhì)壁分離的復(fù)原。所以應(yīng)在0.30g/mL～0.50g/mL之間尋找一個恰當(dāng)?shù)臐舛葋磉M(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

表1 不同濃度蔗糖溶液洋蔥鱗片葉外表皮

細(xì)胞質(zhì)壁分離及復(fù)原結(jié)果

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從表1得出第4組和第5組質(zhì)壁分離用時短，但大部分細(xì)胞死亡，已不能再復(fù)原，故不予考慮作為實(shí)驗(yàn)濃度；1、2、3組中，第1組完全質(zhì)壁分離時間用時較長，質(zhì)壁分離復(fù)原用時較短，已超過假定的實(shí)驗(yàn)總用時；第3組則相反，第2組兩種用時居中，但總用時最短，所以0.35g/mL為最適合進(jìn)行質(zhì)壁分離及其復(fù)原實(shí)驗(yàn)的蔗糖溶液濃度。

在課堂教學(xué)中，學(xué)生操作實(shí)踐后反應(yīng)：蔗糖濃度高時較粘稠，在進(jìn)行質(zhì)壁分離復(fù)原操作時，加清水后在另一側(cè)用吸水紙吸引不易進(jìn)入材料內(nèi)部，不能使洋蔥鱗片葉表皮浸潤于其中，實(shí)驗(yàn)誤差較大；在有限的實(shí)驗(yàn)時間內(nèi)可能看不到質(zhì)壁分離復(fù)原，增加了實(shí)驗(yàn)的失敗率。同時，粘稠的蔗糖溶液還會污染物鏡，且難以清洗，影響實(shí)驗(yàn)器材的使用。由此，筆者就想能否采用其他分離試劑，以期取得更好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，且不影響器材的后續(xù)使用。經(jīng)過實(shí)踐，筆者認(rèn)為用KNO3溶液替代蔗糖溶液效果較好，且KNO3溶液可被洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞吸收發(fā)生質(zhì)壁分離自動復(fù)原，從而省卻加清水步驟，操作方便，用時較短。

KNO3溶液作為無機(jī)物，滲透勢與蔗糖不同，那要選擇KNO3溶液濃度應(yīng)為多大？一般高中生物實(shí)驗(yàn)室所用KNO3溶液濃度低于0.25g/mL，故濃度設(shè)定在0.25g/mL以下進(jìn)行研究。

表2 不同濃度KNO3溶液洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞

質(zhì)壁分離及復(fù)原結(jié)果

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分析表2數(shù)據(jù)可知：0.25g/mLKNO3溶液作為分離液滴加清水仍難以復(fù)原，原因在于大部分細(xì)胞已經(jīng)失水過量死亡，KNO3溶液為0.19g/mL時，在有效觀察期內(nèi)質(zhì)壁分離自動復(fù)原細(xì)胞數(shù)量較少，滴加清水就短時間可以復(fù)原，但因此使得實(shí)驗(yàn)變得繁瑣。KNO3溶液為0.01g/mL下，質(zhì)壁分離時間太長，達(dá)不到節(jié)省時間的目的。綜合分析，0.07g/mL～0.13g/mL為比較適宜的KNO3實(shí)驗(yàn)濃度。為便于實(shí)驗(yàn)室中溶液配置，可選取中間值0.10g/mLKNO3溶液作為實(shí)驗(yàn)操作濃度。這種方法雖然不用添加清水，但不好把握時間，極有可能稍不注意就錯過典型質(zhì)壁分離細(xì)胞狀態(tài)，需觀察連續(xù)過程，適宜在演示實(shí)驗(yàn)或驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)時采用。如若需保留質(zhì)壁分離較長時間，如師生邊探究邊思考問題邊操作或教師講解，則建議采用上述0.35g/mL的蔗糖溶液作為分離試劑。

上述若干改進(jìn)，既可以保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，又可以有效節(jié)省實(shí)驗(yàn)操作時間，大大提高了生物實(shí)驗(yàn)課的課堂效率，有利于學(xué)生養(yǎng)成良好的探究習(xí)慣以及拓展思維空間，從而順利完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的課堂教學(xué)目標(biāo)。

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[2]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1·分子與細(xì)胞·教師教學(xué)用書[M].北京：人民教育出版社，2011.

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