探究植物細(xì)胞質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)材料的特點(diǎn)

徐麗婷

摘 要：以人教版高中《生物·分子與細(xì)胞（必修1）》第四章第一節(jié)《物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例》的實(shí)驗(yàn)部分“探究植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原”作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課的內(nèi)容。在課程設(shè)計(jì)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(gè)理想的程度，而且要從探究實(shí)驗(yàn)的角度出發(fā)，注重實(shí)驗(yàn)本身的科學(xué)性，從而選取一個(gè)合適的課題，最終我選用了“探究植物細(xì)胞質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)材料的特點(diǎn)”來作為我實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)材料對(duì)質(zhì)壁分離的影響。

關(guān)鍵詞：質(zhì)壁分離;實(shí)驗(yàn)改進(jìn);課程設(shè)計(jì)

一、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)要點(diǎn)

1.豐富實(shí)驗(yàn)材料。實(shí)驗(yàn)課題確定，接下來開始設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)了，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程中相對(duì)比較困難的是在于不同材料之間的對(duì)比度應(yīng)當(dāng)如何衡量的問題上，這個(gè)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(shí)驗(yàn)材料，通過不同實(shí)驗(yàn)材料的質(zhì)壁分離的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的明顯程度和不同實(shí)驗(yàn)材料的最適實(shí)驗(yàn)濃度的不同，我在預(yù)實(shí)驗(yàn)的過程中不斷地調(diào)整著實(shí)驗(yàn)的操作步驟和實(shí)驗(yàn)溶液的濃度，以達(dá)到所有的實(shí)驗(yàn)材料的實(shí)驗(yàn)效果都是最明顯的。然后通過對(duì)比不同實(shí)驗(yàn)材料的質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)的明顯程度，選取相對(duì)最能夠體現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)材料特點(diǎn)的材料，最后在十多個(gè)實(shí)驗(yàn)材料中選取了最終5個(gè)，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(xì)胞的基礎(chǔ)上進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比項(xiàng)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(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的試劑有很多，只要對(duì)細(xì)胞沒有毒害作用并保證細(xì)胞一直處于生活狀態(tài)即可。因?yàn)檎n堂時(shí)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(jì)實(shí)用，能長(zhǎng)期保存，不會(huì)因試劑變質(zhì)而造成浪費(fèi);

②NaCl溶液不容易粘在載物臺(tái)和物鏡鏡頭上，減少對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的損耗;

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

④20%的NaCl溶液引起植物細(xì)胞質(zhì)壁分離后，因植物細(xì)胞吸收溶液中的離子而慢慢地使細(xì)胞內(nèi)的濃度比細(xì)胞外的NaCl溶液濃度高，自動(dòng)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(xì)胞觀察質(zhì)壁分離與復(fù)原”的實(shí)驗(yàn)課中，有的學(xué)生能觀察到植物細(xì)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(chǎng)，有可能是用0.3g/ml蔗糖溶液處理時(shí)間太長(zhǎng)，細(xì)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(xì)胞自動(dòng)復(fù)原，也是一個(gè)非常值得學(xué)生思考的問題。

二、實(shí)驗(yàn)原理

植物細(xì)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(xì)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(shí)驗(yàn)材料的相關(guān)特點(diǎn)，因此我們也可以通過多種不同的實(shí)驗(yàn)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(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的影響，從而得出質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)材料都具有什么樣的特點(diǎn)。

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(xì)胞觀察質(zhì)壁分離與復(fù)原”的實(shí)驗(yàn)，此實(shí)驗(yàn)課上我將學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)之前的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法步驟等講解部分壓縮到最短，大概在2分鐘左右;將大部分的時(shí)間（估計(jì)有30分鐘）交給了學(xué)生，讓學(xué)生通過用不同的實(shí)驗(yàn)材料制作不同的臨時(shí)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(shí)驗(yàn)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(xì)胞

②取下玻片再用引流法加入20%氯化鈉溶液，再觀察實(shí)驗(yàn)象。

3.重復(fù)實(shí)驗(yàn)：我們?cè)偃∑渌麑?shí)驗(yàn)材料來完成質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)，然后分析實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)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(shí)間引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出植物細(xì)胞質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)材料所應(yīng)當(dāng)具備的特點(diǎn)：

1.材料易于撕取。

2.撕取的材料比較薄，細(xì)胞不會(huì)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(xì)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(gè)問題讓學(xué)生進(jìn)一步思考的是：如果實(shí)驗(yàn)材料只有上海青的葉梗表皮細(xì)胞，如何設(shè)計(jì)一個(gè)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(xì)胞壁、原生質(zhì)層比較清晰，質(zhì)壁分離明顯。

5.實(shí)驗(yàn)材料容易得，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

四、實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)

在“探究植物細(xì)胞質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)材料的特點(diǎn)”的探究和改進(jìn)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(shí)驗(yàn)材料種類的目的是讓學(xué)生領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)材料選擇的正確與否對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒λ鸬闹匾绊懸蛩兀⒆寣W(xué)生進(jìn)一步了解實(shí)驗(yàn)材料的選擇不一定的唯一的，可根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)原理和目標(biāo)進(jìn)行選擇。替換課本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(dá)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(dá)到了有效開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。

綜上可知，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)模式不能只以學(xué)生死記書本知識(shí)為目標(biāo)，要做到學(xué)習(xí)知識(shí)、思維訓(xùn)練、人格健全同步發(fā)展，即實(shí)驗(yàn)將三維目標(biāo)融為一體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。