共性材料 個(gè)性課堂
——洋蔥串聯(lián)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)初探

廣東

新一輪課程改革強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任這四個(gè)維度。而在高中生物教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)往往可以滲透多種學(xué)科素養(yǎng)，又符合“能力立意”的高考命題趨勢(shì)，故系統(tǒng)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)專題復(fù)習(xí)在高考備考中是不可忽視的環(huán)節(jié)。教材中的實(shí)驗(yàn)知識(shí)因其分布零散，在一輪復(fù)習(xí)中一直沒有有效的復(fù)習(xí)策略。筆者利用教材實(shí)驗(yàn)中常用的材料——洋蔥，把零散的教材實(shí)驗(yàn)串聯(lián)起來，以提高教材實(shí)驗(yàn)專題復(fù)習(xí)的有效性。

1.解析《考試大綱》，梳理材料

《普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱》（以下簡(jiǎn)稱《考試大綱》）中要求學(xué)生理解教材中的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法和操作技能，并能利用所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)思想對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析、處理和評(píng)價(jià)。

筆者將《考試大綱》中列出的可用到洋蔥的實(shí)驗(yàn)總結(jié)如表1。

表1

2.材料分類，逐個(gè)擊破

筆者以洋蔥為主線，分析表1中每個(gè)實(shí)驗(yàn)的誤區(qū)，把學(xué)生的常見錯(cuò)誤歸類，研究每個(gè)實(shí)驗(yàn)的重難點(diǎn)，以教材為核心設(shè)計(jì)一系列習(xí)題推動(dòng)課堂的進(jìn)度，全方面考查教材實(shí)驗(yàn)知識(shí)，多角度鍛煉學(xué)生思維。

2.1 檢測(cè)洋蔥組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)

生物組織中均有糖類、脂肪和蛋白質(zhì)等化合物，可以利用洋蔥白色的鱗莖以及根等無干擾色的部位為材料進(jìn)行這些物質(zhì)的鑒定。

【例1】下列有關(guān)檢測(cè)洋蔥組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的說法，正確的是 （ ）

A.用于鑒定可溶性還原糖的斐林試劑甲液和乙液，可直接用于蛋白質(zhì)的鑒定

B.脂肪的鑒定需要借助顯微鏡才能看到被染成橘黃色的脂肪顆粒

C.鑒定可溶性還原糖時(shí)，需先加入斐林試劑甲液搖勻后，再加入乙液

D.用于鑒定蛋白質(zhì)的雙縮脲試劑A液與B液要混合均勻后，再加入含樣品的試管中，且必須現(xiàn)用現(xiàn)配

【參考答案】B

【變式】簡(jiǎn)述探究白色洋蔥鱗片葉中是否含有脂肪的實(shí)驗(yàn)思路。

【參考答案】制作洋蔥鱗片葉臨時(shí)切片，滴加蘇丹Ⅲ（或蘇丹Ⅳ）染液染色并洗去浮色后，在顯微鏡下觀察是否有橘黃色（或紅色）顆粒出現(xiàn)［或向白色洋蔥鱗片葉勻漿中滴加3滴蘇丹Ⅲ（或蘇丹Ⅳ）染液，混合后觀察樣液染色的情況］

2.2 使用高倍鏡觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)以及DNA、RNA的分布

利用高倍鏡觀察洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮和管狀葉細(xì)胞，可幫助學(xué)生回顧細(xì)胞的多樣性以及制作臨時(shí)裝片、高倍鏡的使用等知識(shí)，同時(shí)利用洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮可完成觀察DNA、RNA分布的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)材料容易獲取且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。

【例2】觀察洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞的具體做法：在潔凈的載玻片中央滴一滴__________，用鑷子撕取洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮，放入其中，蓋上_________，多余的水分用________吸走，放到顯微鏡下觀察。移動(dòng)____________，在_____________下找到目標(biāo)并將需要放大觀察的部分移動(dòng)至___________，再轉(zhuǎn)動(dòng)_________換上___________，此時(shí)視野亮度變___________，看到的細(xì)胞數(shù)目變_____，物像體積變________。

【參考答案】清水 蓋玻片 吸水紙 （臨時(shí)）裝片 低倍鏡 視野中央 轉(zhuǎn)換器 高倍鏡暗 少 大

【變式】上述實(shí)驗(yàn)中若想①將視野調(diào)暗、②觀察的物像清晰，應(yīng)如何操作？若視野中出現(xiàn)污點(diǎn)，該污點(diǎn)可能位于哪些結(jié)構(gòu)上？

【參考答案】①使用較小光圈或平面反光鏡、②調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋（高倍鏡下不準(zhǔn)使用粗準(zhǔn)焦螺旋） 污點(diǎn)可能在目鏡、物鏡、裝片上。

【例3】關(guān)于觀察細(xì)胞中DNA和RNA的分布實(shí)驗(yàn)，下列說法錯(cuò)誤的是 （ ）

A.觀察DNA、RNA在細(xì)胞中的分布不能選用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞

B.實(shí)驗(yàn)需要用酒精燈把涂有口腔上皮細(xì)胞的載玻片烘干

C.實(shí)驗(yàn)中能觀察到洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮的細(xì)胞核呈現(xiàn)綠色

D.實(shí)驗(yàn)不能使用洋蔥鱗片葉外表皮

【參考答案】C

【變式】分別說出上述實(shí)驗(yàn)中甲基綠-吡啰紅染色劑、鹽酸的作用及實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

【參考答案】甲基綠-吡啰紅染色劑中的甲基綠使DNA呈現(xiàn)綠色，吡啰紅使RNA呈現(xiàn)紅色；鹽酸能改變細(xì)胞膜的通透性，加速染色劑進(jìn)入細(xì)胞，同時(shí)使染色體中的DNA與蛋白質(zhì)分離，有利于DNA與染色劑結(jié)合；實(shí)驗(yàn)結(jié)論是真核細(xì)胞的DNA主要分布在細(xì)胞核內(nèi)，RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。

2.3 質(zhì)壁分離及其復(fù)原

本實(shí)驗(yàn)常用的實(shí)驗(yàn)材料是紫色洋蔥鱗片葉外表皮，通過適當(dāng)處理后也可用鱗片葉內(nèi)表皮。在2014年全國卷Ⅰ、Ⅱ中都考查了這個(gè)實(shí)驗(yàn)。

【例4】下列有關(guān)植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)的說法正確的是 （ ）

A.實(shí)驗(yàn)中能清晰地觀察到細(xì)胞核

B.實(shí)驗(yàn)過程中細(xì)胞是保持活性的

C.實(shí)驗(yàn)必須要用高倍鏡才能觀察到質(zhì)壁分離及其復(fù)原的現(xiàn)象

D.實(shí)驗(yàn)需要設(shè)置對(duì)照組，增加實(shí)驗(yàn)的可信度

【參考答案】B

【變式】發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象的外因是________________________，在細(xì)胞壁和原生質(zhì)層中充滿著___________。取洋蔥內(nèi)表皮細(xì)胞制成臨時(shí)裝片，從蓋玻片一邊滴入添加了紅墨水分子的質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液，另一側(cè)用吸水紙吸引，重復(fù)幾次后進(jìn)行觀察，可觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為___________________。用黑藻葉片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，原生質(zhì)層是______________色。不可用 0.5g/mL 的蔗糖溶液做實(shí)驗(yàn)，原因是_________。若用適宜濃度的 NaCl溶液做實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象是_______________________。

【參考答案】外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度 蔗糖溶液（外界溶液） 原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離，原生質(zhì)層外為紅色，白色的液泡體積變小 綠0.5g/mL的蔗糖溶液濃度過高，細(xì)胞容易過度失水，死亡 適當(dāng)濃度的NaCl溶液使細(xì)胞由于外界溶液濃度高于細(xì)胞液濃度會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離，接著由于鈉離子和氯離子能通過主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞中，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)溶液濃度上升，細(xì)胞吸水，自動(dòng)發(fā)生復(fù)原

2.4 綠葉中色素的提取與分離

洋蔥綠色的管狀葉伸展在空氣中，能進(jìn)行光合作用，色素含量較多，利用其提取和分離色素時(shí)需要注意實(shí)驗(yàn)試劑、實(shí)驗(yàn)步驟以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

【例5】提取洋蔥綠色管狀葉中色素的實(shí)驗(yàn)中除了加入無水乙醇外，還需加入的化學(xué)藥品有______________________；如果色素提取、層析的過程中操作是規(guī)范的，但濾紙條層析一段時(shí)間后，濾紙條下面兩條色素帶的顏色很淺，原因可能是___________________________________。

【參考答案】碳酸鈣和二氧化硅 葉片中葉綠素含量少

【變式】通過比較濾紙條上色素帶與濾液細(xì)線的距離來判斷_______________，最靠近濾液細(xì)線的色素是______色；根據(jù)色素帶的_______來判斷色素的含量。

【參考答案】色素在層析液中的溶解度 黃綠寬窄

2.5 觀察洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞的有絲分裂

洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞排列緊密，呈正方形，而且沒有葉綠體，不會(huì)對(duì)染色后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象造成顏色干擾，細(xì)胞分裂能力強(qiáng)，染色體的數(shù)目較少，利于觀察。

【例6】制作洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞有絲分裂裝片的步驟包括____________________；圖 1 為洋蔥細(xì)胞在有絲分裂各個(gè)時(shí)期細(xì)胞核內(nèi)DNA含量的測(cè)定結(jié)果，圖2是一組目鏡：標(biāo)有5×和16×字樣，物鏡：標(biāo)有10×和40×字樣，圖3是某同學(xué)在圖 2 中選取________的能放大 160 倍的鏡頭組合所觀察到的圖像。欲將圖3視野中處于圖1e時(shí)期的細(xì)胞移至視野中央進(jìn)行 640 倍高倍鏡觀察，裝片應(yīng)往______________方移動(dòng)，該時(shí)期染色體、DNA、姐妹染色單體的比值為_____________________。該細(xì)胞不能進(jìn)入下一分裂時(shí)期的原因是__________________________________________________________________。

圖 1

圖 2

圖 3

【參考答案】解離、漂洗、染色、制片 （2）（4）

左上 1∶1∶0 解離后細(xì)胞已死亡

【變式】低溫_________________________的形成，以致影響染色體向細(xì)胞兩極移動(dòng)，細(xì)胞不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，細(xì)胞中染色體加倍。低溫誘導(dǎo)洋蔥根尖細(xì)胞染色體加倍的實(shí)驗(yàn)步驟為_______處理，剪取根尖約 0.5～1cm，放入________中浸泡0.5～1h，以__________，然后用體積分?jǐn)?shù)為 95% 的________沖洗2次，制作裝片。

【參考答案】抑制紡錘體 低溫 卡諾氏液固定細(xì)胞的形態(tài) 酒精

2.6 DNA的粗提取與鑒定

細(xì)胞分裂能力強(qiáng)，DNA含量高，根的數(shù)目多，根尖容易獲取，沒有顏色，適合做DNA的粗提取與鑒定的實(shí)驗(yàn)。

【例 7】在切碎的洋蔥中加入一定的__________________，進(jìn)行充分的攪拌和研磨，過濾后收集_________________并向其中加入_________溶液，靜置 2～3min，用玻璃棒沿一個(gè)方向攪拌，卷起的__________即為 DNA。將此 DNA 溶解于 5mL 質(zhì)量濃度為_________溶液中，再加入 4mL 的__________試劑，_________加熱5min，冷卻后觀察溶液的顏色，注意要同時(shí)設(shè)置________實(shí)驗(yàn)。

【參考答案】洗滌劑和食鹽 濾液 冷卻的酒精

白色絲狀物 2mol/L的NaCl 二苯胺 沸水

對(duì)照

【變式1】加入洗滌劑和食鹽的作用分別是什么？研磨的目的是什么？

【變式2】最初獲得的DNA濾液含有蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等雜質(zhì)，需要進(jìn)一步提純DNA。具體做法如下：

方案一：濾液+NaCl（2mol/L）→過濾除去雜質(zhì)→加入蒸餾水使NaCl溶液濃度為0.14mol/L→DNA析出→過濾得到過濾物→放到2mol/L的NaCl溶液中溶解→DNA-NaCl溶解液

方案二：濾液+嫩肉粉（木瓜蛋白酶）→靜置10～15min →過濾獲得 DNA 濾液

方案三：濾液→ 60～75℃處理→過濾獲得 DNA 濾液

方案一的原理是_____________________________________________________________；

方案二的原理是____________________________________________________________；

方案三的原理是____________________________________________________________。

【參考答案】

【變式1】洗滌劑是一些離子去污劑，能溶解細(xì)胞膜，有利于DNA的釋放；食鹽的主要成分是NaCl，有利于DNA的溶解 研磨能使細(xì)胞壁破碎，使DNA更多地溶解在NaCl溶液中。

【變式2】DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同 蛋白酶分解蛋白質(zhì)，不分解DNA 蛋白質(zhì)和DNA的變性溫度不同

3.反思課堂，提煉升華

以洋蔥“串燒”觀察類和鑒定類實(shí)驗(yàn)，把相關(guān)性不大的各個(gè)實(shí)驗(yàn)聯(lián)系在一起，從實(shí)驗(yàn)原理、步驟、材料、方法、結(jié)果等各方面充分考查了教材實(shí)驗(yàn)，綜合性強(qiáng)，更重要的是能使學(xué)生對(duì)教材實(shí)驗(yàn)知識(shí)掌握得更為準(zhǔn)確，同時(shí)可以“洋蔥”為核心構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)以幫助學(xué)生更好地記憶相關(guān)知識(shí)。

教師按照高考試題類型精心設(shè)置選擇題、簡(jiǎn)答題與語言表達(dá)題，收集學(xué)生常錯(cuò)考點(diǎn)并改編習(xí)題，對(duì)教材實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深加工和精加工，可讓課堂緊湊而不零亂，減少了實(shí)驗(yàn)的重復(fù)環(huán)節(jié)，節(jié)省了復(fù)習(xí)的時(shí)間。

教師在實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)結(jié)束后還可以指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)“能用普通光學(xué)顯微鏡觀察到的細(xì)胞結(jié)構(gòu)”“能用顯微鏡觀察到活細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)”“用到酒精、鹽酸的實(shí)驗(yàn)”等。以“洋蔥”串起教材實(shí)驗(yàn)展開復(fù)習(xí)，不單是便于學(xué)生對(duì)知識(shí)的記憶與辨析，更是教給學(xué)生一種學(xué)習(xí)方法，實(shí)現(xiàn)思維的升華。