高中生物植物細(xì)胞吸水與失水實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐探究

尼瑪拉珍

【摘要】因滲透作用，若適當(dāng)改變植物細(xì)胞外界濃度，細(xì)胞可發(fā)生質(zhì)壁分離、或質(zhì)壁分離的復(fù)原，若使用圓蔥外表皮組織作為實(shí)驗(yàn)樣本、并進(jìn)行科學(xué)操作，可順利的觀察到細(xì)胞的失水、吸水現(xiàn)象。本文介紹了圓蔥細(xì)胞吸水和失水實(shí)驗(yàn)的操作步驟，并闡述了實(shí)驗(yàn)中一些需要注意的關(guān)鍵問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】高中 生物教學(xué) 植物細(xì)胞 實(shí)驗(yàn)

在生活中，植物細(xì)胞的失水、吸水現(xiàn)象比較多見(jiàn)，學(xué)生會(huì)對(duì)此現(xiàn)象較為熟悉，若將觀察植物細(xì)胞失水、吸水現(xiàn)象做為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，會(huì)讓學(xué)生有較高的實(shí)驗(yàn)興趣，再通過(guò)合適引導(dǎo)，可使其從主觀感受上升到理性認(rèn)識(shí)，取得良好的學(xué)習(xí)效果，該實(shí)驗(yàn)的具體操作方式是本文關(guān)注的重點(diǎn)。

一、實(shí)驗(yàn)原理

滲透作用為本實(shí)驗(yàn)原理，其發(fā)生條件為：首先，存在半透膜；其次，半透膜兩側(cè)溶液中存在濃度差。大分子（如蔗糖等溶質(zhì)微粒）無(wú)法透過(guò)，小分子（如水等）可自由透過(guò)的膜狀結(jié)構(gòu)，就是半透膜。半透膜兩側(cè)水分子可移動(dòng)就是因?yàn)闈舛炔畹拇嬖?，水分子具自由能，若提高溶液濃度、可使自由能下降，于是，水分子可在能量?qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)從低濃度處至高濃度處的移動(dòng)。

植物細(xì)胞的液泡膜及細(xì)胞膜均為半透膜，因此，可視此二膜及其間物質(zhì)為復(fù)合半透膜。此原生質(zhì)層外側(cè)為溶液，內(nèi)側(cè)為細(xì)胞液，若其濃度不同，就會(huì)使細(xì)胞失水或吸水。若將溶液設(shè)為高濃度蔗糖溶液，可使細(xì)胞液中水流出，導(dǎo)致質(zhì)壁分離的出現(xiàn)；若置此細(xì)胞于清水中，可使水流入細(xì)胞中，使該細(xì)胞逐漸復(fù)原。

二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程

（一）選擇材料

可將實(shí)驗(yàn)材料確定為紫色圓蔥葉外表皮，其原因是：首先，細(xì)胞液為紫色，便于觀察；其次，圓蔥表皮撕取方便，制作臨時(shí)裝片較為容易。

（二）制作臨時(shí)裝片

1.撕皮

對(duì)新鮮圓蔥表皮以鑷子撕取，取得的組織應(yīng)完整、較薄，面積約0.25cm2—0.75cm2。

2.展平

事先于載玻片上滴一滴清水，并將取得圓蔥組織放到此片上，仔細(xì)鋪平、防止出現(xiàn)表皮重疊。

3.蓋片

將蓋玻片一側(cè)以鑷子夾緊，另一側(cè)與水滴接觸，斜度為30—45度，再放下，注意不得出現(xiàn)氣泡。

4.滴水

準(zhǔn)備蔗糖溶液，其濃度為30%質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并滴1—2滴此溶液于蓋玻片一側(cè)。

5.吸引

對(duì)蓋玻片滴有溶液的對(duì)側(cè)以吸水紙接觸，這樣可使溶液流過(guò)樣本材料，此步須重復(fù)進(jìn)行2—3次，保證組織材料于溶液中充分浸泡。

（三）觀察

調(diào)焦低倍鏡，找到目標(biāo)，然后以高倍鏡觀察。質(zhì)壁分離現(xiàn)象在低倍鏡下就可被看到。

（四）細(xì)胞吸水復(fù)原

將樣本置于清水內(nèi)，并迅速觀察。

三、實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵影響要素

（一）材料應(yīng)完整，且要薄

若材料不薄，會(huì)影響觀察，原因是：首先，成像受到影響；其次，內(nèi)部細(xì)胞對(duì)溶液的接觸受到影響。建議的取樣方式為：于外表皮上以刀片劃“井”字，應(yīng)保證“口”具約1cm的邊長(zhǎng)，再以鑷子將一角夾住，慢慢撕下表皮。有學(xué)生會(huì)在實(shí)驗(yàn)中撕取過(guò)大面積的樣本，這樣不僅無(wú)法提高觀察效果，還增加了操作難度；還有人為撕取較薄樣本，破壞了細(xì)胞，導(dǎo)致紫色細(xì)胞液滲出，表皮為透明狀，也使接下來(lái)的操作受到妨礙[1]。

（二）仔細(xì)展平

實(shí)驗(yàn)者應(yīng)于清水中展平表皮，不得重疊，然后再蓋片，此過(guò)程中實(shí)驗(yàn)者應(yīng)耐心、仔細(xì)。

（三）觀察部位應(yīng)正確

很多學(xué)生操作正確，但均實(shí)驗(yàn)失敗，其原因是未將目標(biāo)細(xì)胞找到。樣本邊緣處會(huì)充分接觸溶液，質(zhì)壁分離出現(xiàn)最早，建議學(xué)生可在邊緣處尋找目標(biāo)。

（四）調(diào)好溶液濃度

在實(shí)驗(yàn)中，并非溶液濃度越高越好，濃度過(guò)高會(huì)損傷細(xì)胞，影響接下來(lái)環(huán)節(jié)的進(jìn)行，因此，學(xué)生在調(diào)配溶液濃度時(shí)，使其略高于細(xì)胞液濃度即可[2]。

（五）吸水應(yīng)重復(fù)進(jìn)行

在對(duì)蓋玻片吸水時(shí)，若只進(jìn)行一次，有使溶液分布不均的可能，為順利觀察到質(zhì)壁分離全過(guò)程，須重復(fù)操作2—3次，保證細(xì)胞浸泡充分。

（六）觀察質(zhì)壁分離復(fù)原

因定位目標(biāo)細(xì)胞不容易，使得此環(huán)節(jié)具有一定難度。實(shí)驗(yàn)者在將樣本置于清水后，可看到質(zhì)壁分離細(xì)胞越來(lái)越少，但想觀察到某細(xì)胞復(fù)原全程并不容易。建議學(xué)生可將一質(zhì)壁分離細(xì)胞鎖定，在不移動(dòng)裝片的前提下，直接替換溶液，然后迅速觀察。因此過(guò)程并不容易，可由教師演示、或找動(dòng)手能力佳的同學(xué)進(jìn)行操作[3]。

教師應(yīng)當(dāng)在實(shí)驗(yàn)中，仔細(xì)觀察學(xué)生是否出現(xiàn)操作不當(dāng)，并適當(dāng)給予糾正和指導(dǎo)。為讓學(xué)生了解正確實(shí)驗(yàn)操作的重要性、了解不當(dāng)操作的后果，教師可進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)。此外，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，帶學(xué)生進(jìn)行總結(jié)與討論也比較關(guān)鍵，這樣可幫助學(xué)生通過(guò)交流，發(fā)現(xiàn)自身不足，并不斷進(jìn)步。很多時(shí)候，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)本身并不是真正的教學(xué)意義所在，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最終目的是讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)的方法和不斷思考的能力。最后定向、定性分析實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生由主觀感受上升到理性認(rèn)識(shí)，了解到自己操作中的問(wèn)題、并改進(jìn)，才會(huì)充分培養(yǎng)其克服困難的勇氣和能力。

結(jié)束語(yǔ)：

植物細(xì)胞的失水、吸水現(xiàn)象的原理為滲透作用，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可引導(dǎo)學(xué)生調(diào)配合適濃度的蔗糖溶液，并對(duì)圓蔥組織科學(xué)取樣、保證其完整、較薄，且不發(fā)生重疊，此外、重復(fù)吸水、準(zhǔn)確定位目標(biāo)等也比較重要，在最后環(huán)節(jié)，教師應(yīng)帶學(xué)生進(jìn)行總結(jié)、討論，全面促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、思維能力的提升。

【參考文獻(xiàn)】

[1]吳云麗.高中生物植物細(xì)胞吸水和失水實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備，2016（3）：158-158.

[2]劉本舉.“植物細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)驗(yàn)的分析與教學(xué)建議[J].生物學(xué)通報(bào)，2013（2）：23-25.

[3]周?chē)?guó)倩，范曾麗，黎云祥，曾鈺.高中生物實(shí)驗(yàn)課“同課異構(gòu)”對(duì)不同層次學(xué)生的影響研究——以“植物細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)驗(yàn)課為例[J].中學(xué)生物學(xué)，2016（5）：43-45.