高中生物《細(xì)胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系》的改進

王麗君+廖浩治

一、地位與作用

“細(xì)胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系”實驗是在人教版高中生物教材“分子與細(xì)胞”模塊第六章第一節(jié)細(xì)胞的增殖中。第一節(jié)的重點是有絲分裂，而在此之前要解決疑問：細(xì)胞為什么不能無限長大，而要通過分裂的方式發(fā)育為成體？本實驗就是通過模擬的方法讓學(xué)生了解細(xì)胞不能無限長大的原因之一是細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系限制了細(xì)胞的長大，起了引入和鋪墊的作用。同時，也要讓學(xué)生知道模擬的方法也是科學(xué)研究的方法之一。

二、原實驗的不足之處

1、酚酞是白色粉末，如果接觸某些人的皮膚會引導(dǎo)起過敏反應(yīng)，所以教材強調(diào)，在準(zhǔn)備實驗材料時，最好戴橡皮手套。這個操作是實驗員完成的。

2、NaOH是白色粒狀或片狀物質(zhì)，有腐蝕性，接觸眼睛或皮膚可引起劇痛或燒灼感，如果人吸入NaOH的粉塵會造成對呼吸道的嚴(yán)重傷害，如果不慎讓NaOH入口會使消化道嚴(yán)重受傷。

這個實驗材料是學(xué)生需要使用的，而且在將瓊脂塊放入NaOH溶液時，很有可能讓NaOH濺出燒杯，造成不良后果。

三、實驗改進與創(chuàng)新之處

用可溶性淀粉代替酚酞，用碘液代替NaOH溶液。

本實驗用NaOH和酚酞的目的是讓兩者反應(yīng)之后有紫紅色出現(xiàn)，讓學(xué)生很容易看到NaOH的擴散深度，即顏色部分的深度即為物質(zhì)擴散的深度?，F(xiàn)利用淀粉遇碘變藍的原理，用藍色代表擴散深度，淀粉和碘液是非常安全的材料，既能達到實驗效果，也能排除實驗中存在的安全隱患。

四、實驗器材

3cm×2cm×1cm的含淀粉的瓊脂塊（碘和淀粉相遇，呈藍色）。小刀，毫米尺，塑料勺，紙巾，燒杯，碘液

五、實驗的設(shè)計思路

當(dāng)?shù)馀c含有淀粉的瓊脂塊相遇時，其中的碘就會變成藍色。從瓊脂塊的顏色變化情況就能反映碘液擴散進入瓊脂塊的深度。通過計算在相同時間內(nèi)物質(zhì)擴散的體積與總體積之比，其可以反映細(xì)胞的物質(zhì)運輸?shù)男省?/p>

六、實驗過程

1、用小刀將瓊脂塊切成在邊長分別為3cm、2cm、1cm的正方體。

2、將3塊瓊脂塊放在燒杯內(nèi)，加入碘液，將瓊脂塊淹沒，浸泡10分釧。用塑料勺不進翻動瓊脂塊。注意：不要用勺子將瓊脂塊切開或挖動其表面。

3、用塑料勺將瓊脂塊從碘液中取出來。用紙巾把它們吸干，用小刀把瓊脂塊切成兩半。觀察切面，測量每一塊上碘液擴散的深度，記錄測量結(jié)果。每兩次操作之間必須把刀擦干。

七、實驗效果

與原實驗的現(xiàn)象相似，藍色現(xiàn)象很明顯（圖1），即每邊擴散的深度一致，在切開的瓊脂塊面呈規(guī)整的小正方形，（紅墨水在蘿卜塊中擴散時邊緣不整齊（圖2），不利于測量）。且切開后放一段時間，擴散效果更明顯，由于對皮膚無副作用，可要求學(xué)生帶離實驗室后進行測量，保證是時間一致即可。

八、自我評價

1.操作安全 這是本實驗的最大一個創(chuàng)新點，與原實驗相比，在保證了實驗效果的基礎(chǔ)上，也排除了安全隱患。

2.實驗效果明顯 通過實驗發(fā)現(xiàn)，把瓊脂塊切開后放一段時間，擴散效果更明顯！由于碘液和淀粉對皮膚無副作用，可要求學(xué)生帶離實驗室后進行觀察測量，保證時間一致即可，效果更佳。