馬鈴薯在高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用分析

宋 潔

（甘肅省定西市第一中學(xué)，甘肅 定西）

馬鈴薯的塊莖富含大量淀粉，可以食用，是我國(guó)的主要糧食作物之一。由于其經(jīng)濟(jì)實(shí)惠和方便存儲(chǔ)，滿足高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的條件，所以在當(dāng)前的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)得到有效應(yīng)用?；诖?，本文分析了馬鈴薯在高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用價(jià)值。

一、高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

雖然我國(guó)的大部分高中學(xué)校都開(kāi)設(shè)了生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，但是在具體的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)中還存在一定的問(wèn)題。教師并不重視生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，沒(méi)有認(rèn)識(shí)到其價(jià)值。同時(shí)，一些實(shí)驗(yàn)設(shè)施并不完善，這不僅會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果，還會(huì)降低學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。如在檢測(cè)馬鈴薯時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)中的材料固定、比較單一，導(dǎo)致此實(shí)驗(yàn)探究性并不強(qiáng)[1]。

其次，教師對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法單一，主要是以實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)估學(xué)生的具體實(shí)驗(yàn)操作情況，這會(huì)使終結(jié)性的評(píng)價(jià)占比過(guò)高，導(dǎo)致形成性評(píng)價(jià)不足。在一定程度上忽視了對(duì)學(xué)生操作情況的全面評(píng)估，不重視分析實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，影響了實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)。此外，教師一般是通過(guò)對(duì)學(xué)生基本情況的記錄，評(píng)價(jià)他們的實(shí)驗(yàn)操作情況，影響了整體評(píng)價(jià)的有效性[2]。

因此，在具體的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課上，教師要發(fā)揮自身的引導(dǎo)作用，提醒學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，還要全面觀察實(shí)驗(yàn)中的細(xì)節(jié)變化，不斷提高學(xué)生的觀察能力。同時(shí)，還要指導(dǎo)他們?cè)谡n后通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)課外資料進(jìn)行整合和收集，然后上傳到QQ 群中，積極討論，教師也需要積極參與到討論中[3]。這種高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)方式不僅可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)到更多的生物學(xué)知識(shí)，還能夠提高他們的探索能力。此外，在高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，還要?jiǎng)?chuàng)新教育模式，促進(jìn)“教與學(xué)”之間的統(tǒng)一，為日后各種生物學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的順利開(kāi)展提供條件。

二、馬鈴薯連續(xù)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容

首先，要種植馬鈴薯。指導(dǎo)學(xué)生將馬鈴薯的塊莖切成塊，并且每個(gè)切塊上要含有1 個(gè)或者是1 個(gè)以上的芽眼，然后將其放到花盆中，蓋土和澆水，完成此操作后就可以對(duì)馬鈴薯的生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行觀察了。等到收獲塊莖后，要將其用到以下實(shí)驗(yàn)中：（1）使用刀切取帶其周皮的小塊，將其作為橫切片，然后制成裝片，觀察其在顯微鏡下的具體情況。（2）對(duì)生物組織中的淀粉進(jìn)行觀察，并且還需要研磨馬鈴薯塊，然后取2 mL 的研磨液，倒入試管中，適當(dāng)?shù)渭? 滴碘液。（3）觀察溶液的顏色。教師可以指導(dǎo)學(xué)生徒手切取馬鈴薯切片，然后將其放在載玻片上，應(yīng)用碘液染色，主要是為了將其制成裝片。

其次，要測(cè)定馬鈴薯的過(guò)氧化物酶活性，將其研磨后，取濾液，倒入1 支試管中。然后慢慢向試管中適當(dāng)加入2 mL 的過(guò)氧化氫溶液。此外，別的試管，不需要加研磨液，將兩者進(jìn)行對(duì)照。在此過(guò)程中，需要將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香放入2 支試管的內(nèi)液上方，然后觀察衛(wèi)生香的實(shí)際燃燒情況。

檢測(cè)塊莖的吸水與失水情況。需要應(yīng)用打孔器，對(duì)馬鈴薯進(jìn)行打孔，然后取出3 個(gè)馬鈴薯?xiàng)l。其中1 條使用保鮮膜將其包裹，還有1 條放入清水中，最后1 條要放入蔗糖溶液中。值得注意的是，打完成孔的馬鈴薯要用保鮮膜包裹。等到12 h 后，將上述3 條馬鈴薯?xiàng)l及時(shí)放回之前的孔中，全面觀察馬鈴薯?xiàng)l在本次實(shí)驗(yàn)中是否出現(xiàn)了吸水或者失水情況。

最后，注意馬鈴薯莖尖的培養(yǎng)。需要在實(shí)體的顯微鏡下，對(duì)葉原基生長(zhǎng)點(diǎn)進(jìn)行制備，一般要將莖尖的生長(zhǎng)點(diǎn)，科學(xué)放在MS 培養(yǎng)基中，讓其處于濾紙橋凹陷部位。完成上述操作后，要將試管放到無(wú)菌室中進(jìn)行培養(yǎng)，等到其長(zhǎng)出苗后，才可以移植到花盆中。

三、驗(yàn)證滲透現(xiàn)象

我們所說(shuō)的滲透現(xiàn)象，主要是指水分子，或者是其他的溶劑分子，通過(guò)半透膜，從低濃度溶液中慢慢進(jìn)入高濃度溶液中。這種情況是肉眼不能直接觀察的，屬于一種隱秘的水分子運(yùn)動(dòng)。因此，在對(duì)其進(jìn)行分析時(shí)，要借助其他能夠觀測(cè)的現(xiàn)象，或者是數(shù)據(jù)來(lái)間接反映此現(xiàn)象。在選擇教材時(shí)，還要在具體的觀察中選擇滲透裝置，全面觀察溶液液面的變化[4]。

如果將植物組織可以放入濃度外界溶液中，通過(guò)對(duì)植物組織的稱量，在了解其重量變化的基礎(chǔ)上，更好地反映分子在植物組織與外界溶液的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況，注意對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的有效應(yīng)用。在對(duì)馬鈴薯的滲透現(xiàn)象進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，要去皮，切塊，稱重。然后，將馬鈴薯塊放到一定濃度的蔗糖溶液中，等到浸泡一段時(shí)間以后，需要將馬鈴薯塊及時(shí)取出，使用吸水紙吸取表面上所殘留的蔗糖溶液，最后再次稱重，對(duì)比前后的實(shí)際質(zhì)量變化情況。

四、分析細(xì)胞大小和物質(zhì)交換的關(guān)系

在高中生物學(xué)教學(xué)中，研究上述兩者之間的關(guān)系時(shí)，主要以含酚酞的瓊脂塊與0.1%NaOH 溶液作為主要材料，通過(guò)具體的觀察，計(jì)算NaOH 擴(kuò)散進(jìn)瓊脂塊的體積，加強(qiáng)對(duì)整個(gè)瓊脂塊體積比的嚴(yán)格控制，在此基礎(chǔ)上探究細(xì)胞的大小，也就是細(xì)胞的表面積和體積比，了解物質(zhì)交換之間的關(guān)系。在此過(guò)程中，還要探討細(xì)胞不可以長(zhǎng)大的原因[5]。但是，瓊脂塊在實(shí)驗(yàn)中容易破碎，并且NaOH 溶液還具有一定的腐蝕性，這會(huì)增加實(shí)驗(yàn)操作的危險(xiǎn)性。因此，要對(duì)馬鈴薯塊與碘液做材料進(jìn)行深入探究，保證材料選擇和應(yīng)用的有效性。

實(shí)驗(yàn)方法：首先，指導(dǎo)學(xué)生將馬鈴薯去皮，然后切成立方塊，邊長(zhǎng)分別為3 cm 和1 cm。其次，需要將馬鈴薯塊及時(shí)放入燒杯中，加入適當(dāng)?shù)牡庖?，讓其浸沒(méi)馬鈴薯塊。等到30 分鐘后，取出馬鈴薯塊，應(yīng)用清水對(duì)其進(jìn)行沖洗，避免其表面殘留碘液對(duì)日后實(shí)驗(yàn)的影響。此外，還要應(yīng)用吸水紙將其中的水吸干。最后，要用刀對(duì)半切開(kāi)不同邊長(zhǎng)的馬鈴薯塊，然后使用直尺，測(cè)量每塊馬鈴薯被碘液著色實(shí)際深度，準(zhǔn)確記錄測(cè)量的結(jié)果，然后計(jì)算其比值。

在本次實(shí)驗(yàn)中，我們需要注意的是，不同大小的馬鈴薯塊，所模擬的細(xì)胞大小不同。同時(shí)，著色體積可以在一定程度上反映物質(zhì)的實(shí)際擴(kuò)散情況，了解細(xì)胞的體積。所以著色體積與總體積之間的比值能夠全面反映細(xì)胞的交換效率。由此可見(jiàn)，如果細(xì)胞的體積越小，物質(zhì)的交換效率就會(huì)越高。因此，在開(kāi)展高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要注意選材，其是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵內(nèi)容。在上述實(shí)驗(yàn)中，主要將馬鈴薯作為材料，科學(xué)利用馬鈴薯中所富含的物質(zhì)特性，綜合考慮其操作的有效性和簡(jiǎn)便性，進(jìn)而起到更加顯著的實(shí)驗(yàn)效果。

五、酶高效性的驗(yàn)證

在分析高中階段的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，發(fā)現(xiàn)“驗(yàn)證酶的高效性”是其中的關(guān)鍵。主要通過(guò)對(duì)無(wú)機(jī)催化劑與過(guò)氧化氫酶的有效對(duì)比，了解分解對(duì)反應(yīng)的催化效果，更好地驗(yàn)證酶的高效性。在具體的實(shí)驗(yàn)中，要研究過(guò)氧化氫酶的來(lái)源[6]。因此，建議應(yīng)用豬肝研磨液和酵母菌溶液等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。一般情況下，植物組織中的過(guò)氧化氫酶含量比較豐富，所以可以應(yīng)用馬鈴薯代替豬肝和酵母菌，為實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行提供過(guò)氧化氫酶。

實(shí)驗(yàn)方法：馬鈴薯在去皮完成后，要及時(shí)切塊，使用榨汁機(jī)榨汁，然后靜置5 到10 分鐘，等到淀粉沉淀以后，取上清液，將過(guò)氧化氫酶的部分進(jìn)行備用。其次，要在3 支試管中，分別放入3 mL3%的過(guò)氧化氫溶液，在3支試管中分別滴加等量的清水、FeCl3溶液和馬鈴薯汁，然后觀察其有無(wú)氣泡生成的現(xiàn)象。在本次實(shí)驗(yàn)中，還需要將馬鈴薯切成小塊，將其加入適當(dāng)?shù)倪^(guò)氧化氫溶液中，這個(gè)時(shí)候我們會(huì)發(fā)現(xiàn)其整體催化效果非常明顯。同時(shí)，在此次實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生還可以看到因?yàn)檫^(guò)氧化氫的迅速分解所釋放的氧氣，會(huì)出現(xiàn)讓馬鈴薯塊漂浮在溶液中的現(xiàn)象。

此外，教師還要引導(dǎo)學(xué)生特意觀察馬鈴薯汁中的實(shí)際情況，也就是過(guò)氧化氫酶的活性。比較在室溫下，放置1 小時(shí)后的馬鈴薯汁，與新鮮馬鈴薯汁的特點(diǎn)和變化情況。通過(guò)比較，發(fā)現(xiàn)兩者催化過(guò)氧化氫分解的實(shí)驗(yàn)情況一樣，可以長(zhǎng)時(shí)間維持酶的活性，并且在本次實(shí)驗(yàn)中，馬鈴薯比豬肝的實(shí)驗(yàn)效果更好，更適合長(zhǎng)期保鮮和保存，所以其在當(dāng)前的高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)很廣泛，并且此材料更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，可以在一定程度上降低實(shí)驗(yàn)成本。

總而言之，馬鈴薯作為高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的主要材料之一，具有操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，并且此材料中還富含特殊的物質(zhì)特性，不僅可以優(yōu)化實(shí)驗(yàn)操作的流程，還能保證實(shí)驗(yàn)操作的安全性。對(duì)此，高中生物學(xué)教師要加強(qiáng)馬鈴薯在實(shí)驗(yàn)中的有效應(yīng)用，保障實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。