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生物學科是一門實驗科學,新課標中指出要加強和完善生物實驗教學,高度重視學校生物實驗室建設,積極營造良好的實驗實踐環(huán)境,同時鼓勵學生和教師充分利用身邊費用低廉的器具和材料,設計富有創(chuàng)造性的實驗和實踐活動。在教學中有些實驗實際操作過程中會遇到一些困難和問題或實驗效果不佳,成為實驗教學的難點。在教學過程中,筆者積極探索,反復研究,對動物、植物實驗中的難點、教學中的問題進行記錄,有意識地進行多角度思考,積極創(chuàng)新改進,探索初中生物實驗教學新途徑。
1 欏木石楠――觀察枝芽結構的好材料
蘇教版初中七年級上第五章綠色植物的一生第二節(jié)中“學習芽的結構”,芽是未展開的枝或花,枝芽是將來發(fā)育成枝的芽。教師怎樣讓學生很好地理解枝芽的各部分結構,從而更好地理解枝芽的發(fā)育呢?實物觀察是非常有效的教學手段。但學生學習這部分內(nèi)容時正值秋冬季節(jié),大多植物枝芽比較小,不容易看到芽的各個部分結構,筆者在教學中發(fā)現(xiàn)了這一問題,留心觀察自然界,探尋更好的實驗材料。早春時節(jié)很多植物萌發(fā),筆者發(fā)現(xiàn)欏木石楠是很好的觀察材料,觀察方法如下:
(1) 早春時節(jié)欏木石楠的枝芽挺出葉面,枝芽個體比一般植物的枝芽要大,約3~4 cm,顏色鮮紅,比較容易觀察,仔細觀察有的枝芽幼葉已經(jīng)發(fā)育成紅色的嫩葉,學生很自然理解枝芽中幼葉發(fā)育成植物的葉。
(2) 將欏木石楠的枝芽縱切,對照書中枝芽的結構,學習了解枝芽的各部分結構。
(3) 芽原基比較難找,有的時候正好縱切到芽原基,可以觀察到,可大多時候不易發(fā)現(xiàn)芽原基,怎么辦?
(4) 撥開欏木石楠枝芽外面的鱗片,可以發(fā)現(xiàn)在葉基部的芽原基(圖1A),繼續(xù)撥開幼葉發(fā)現(xiàn)每一層葉片里清晰可見著生在葉腋處的芽原基(圖1B)。
選用欏木石楠觀察枝芽的結構有以下好處:植物分布廣泛,取材方便,春季萌發(fā)尤為明顯,實際操作起來便捷,觀察效果明顯,學生印象深刻。
2 增加自主實驗,延展課程
2.1 選取黃楊葉片觀察葉的立體結構
在蘇教版初中七年級上,第六章“綠色植物的光合作用和呼吸作用”第二節(jié)“植物光合作用的場所”中,需要觀察葉片的結構,練習徒手切片,這個實驗的難度比較大,存在以下問題:① 學生切下的葉片薄片,有的不完整,放在顯微鏡下不容易清楚的觀察到表皮、葉肉、葉脈三個部分。② 由于橫向切葉片,再將切下的薄片放入培養(yǎng)皿中,選取觀察的有的是橫切面,有的不是橫切面,而是表皮向上的葉片,這樣就不能很好地觀察葉片的結構。如果一開始就進行此實驗,不容易成功,也會影響學生理解葉片的結構。
如何解決這一難題?在教學中,教師可以利用簡單的實驗器材和常見的實驗材料,在此實驗前增加一實驗,作為補充,以使學生更好地了解葉片的結構。
(1) 取一黃楊葉片或冬青葉片,表皮容易撕取。
(2) 葉片平面對折。
(3) 沿對折面撕葉片,能夠容易撕下一部分葉的表皮。
(4) 對照葉片結構示意圖,可以真切觀察到表皮位于葉片的最外層且是一層透明的角質層。
(5) 再觀察去掉表皮的葉肉細胞,會發(fā)現(xiàn)葉肉細胞顏色特別綠,用鑷子取葉肉細胞,制成臨時玻片。
(6) 放在顯微鏡下觀察,可以清楚地觀察到柵欄層和海綿層形狀不同的細胞。再用高倍鏡觀察細胞中的葉綠體。
2.2 實驗感受了解角質層的作用
在植物表皮細胞的外壁常有一層透明的角質層,可以保護葉片不受病菌侵害,防止葉內(nèi)水分的散發(fā)。怎么讓學生體驗角質層的作用?筆者增加一個簡單實驗:
用滴管吸水,一手傾斜拿葉片,一手將滴管中的水滴在葉片上,觀察到水滴在葉片上滾落,不會被葉片吸入。學生可更好地理解角質層的作用是防止水分進入葉片,同時也是防止葉片水分散失。
3 研讀教材,實際操作發(fā)現(xiàn)問題,及時解決
3.1 發(fā)現(xiàn)問題,改變書中觀察鯽魚的實驗順序
在蘇教版初中生物學教科書八年級上冊中有“觀察鯽魚”的實驗,書上18頁實驗指導3中這樣寫道:用滴管吸取紅墨水滴在鯽魚口的前部,觀察發(fā)生現(xiàn)象;輕輕翻開鯽魚的鰓蓋,觀察魚鰓的顏色。
教師在教學中發(fā)現(xiàn)這樣的實驗順序是有問題的,因為先滴加了紅墨水,通過了鰓,再輕輕翻開鯽魚的鰓蓋,觀察魚鰓的顏色,有學生可能認為是紅墨水染紅了鰓,紅墨水就成了外界干擾因素。實驗順序應當調(diào)整,先輕輕翻開鯽魚的鰓蓋,觀察魚鰓的顏色,再做滴加紅墨水實驗。這樣實驗比較嚴謹科學,可以培養(yǎng)學生嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度。
3.2 紅墨水喂魚實驗的小改進
用滴管吸取紅墨水滴在鯽魚口的前部,觀察實驗現(xiàn)象,實驗看起來簡單,實際操作有一定困難,紅墨水滴入水中便很快散開,不容易吸入到鯽魚的口中。在實際操作中進行改進,水盡量少一點,讓魚只能側著身體,露出魚腹,鰓蓋與水面近似平行,在魚口處滴加紅墨水,比較容易進入鯽魚口中,同時學生很快看到紅墨水從鰓蓋中流出。此方法簡單易行,效果明顯。
4 節(jié)假日生物實驗的好時光
初中學生剛進入中學,對生物學科充滿了好奇,教師可以利用國慶長假布置學生實驗,同時讓家長共同參與,增加親子關系,共同感受生物的魅力。做好宣傳動員,通知家長協(xié)助做好工作:家長您好!長假中請協(xié)助跟孩子一起動手制作黃豆芽或綠豆芽等實驗,拍攝照片,并總結成功或失敗的原因。感謝您給予孩子的付出和陪伴。
國慶長假后,學生帶著自己萌發(fā)的植物或是記錄的照片,分享成功的喜悅。有的學生特別細心,每12 h記錄拍攝一次綠豆種子萌況,7 d完整記錄種子萌發(fā)的細致過程(表1)??吹椒N子萌發(fā),有學生說:“現(xiàn)在真的很難感到快樂,種子萌發(fā)讓我們變得愉快?!痹诜N子萌發(fā)的過程,學生觀察種子各部分是如何發(fā)育的,但有的學生未能成功。
生活需要體驗,體驗、探究能給學生帶來快樂和研究氣息,使他們在實踐中收獲多多。
【摘要】
目的:探討利用熒光顯微技術對黎族藥物大青進行顯微鑒別的可行性,并為建立大青藥物質量標準提供科學依據(jù)。方法:利用研究級正置熒光顯微鏡對未經(jīng)試劑處理的大青莖粉末和新鮮葉片進行觀察,并拍照。結果:大青莖粉末中主要含有3種類型的纖維,還含有木栓細胞、網(wǎng)狀導管、方晶、腺毛和非腺毛、鐘乳體,且圖像清晰。更特別的是在表皮細胞中還含有銅錢狀的物質及一圈熒光存在于皮層中。在葉片下表皮中氣孔數(shù)較多,角質層細胞波紋狀、還有鐘乳體、2細胞的腺毛、非腺毛等結構。結論:利用熒光顯微鏡鑒別生藥粉末,操作簡便,圖像直觀,值得開發(fā)利用。在葉片鑒別方面角質層、腺毛等結構清晰可辯,可代替掃描電子顯微鏡,但是還需結合普通光學顯微鏡來確定氣孔的類型。
【關鍵詞】 熒光顯微鏡;大青;黎族藥物;顯微鑒定
[ABSTRACT] Objective: To explore the feasibility of fluorescence microscopic technique in the identification of Clerodendrum cyrtophyllum used in Li medicine and to collect scientific evidence for the development of its quality standards. Methods: The stem powder without reagent and fresh leaves of Clerodendrum cyrtophyllum were observed and photographed under fluorescent microscopy. Results:Under fluorescent microscopy, it was clearly shown that stem powder of Clerodendrum cyrtophyllum was mainly consisted of 3 types of fiber, cork cells, mesh tube, square crystal, glandular, non glandular and cystolith. More specifically, there were coinlike substances in the epidermis, a fluorescent ring in the cortex. Many stomata in the lower epidermis with ripplelike cuticle cells, cystolith, 2 cells glandular hairs, nonglandular hairs were shown in the fresh leaves images. Conclusions:It is feasible to use fluorescence microscopic technique in the identification of stem powder of Clerodendrum cyrtophyllum and the cuticle cells and glandular hairs in fresh leaves, but light microscope is also needed for the identification of stomata types.
[KEY WORDS] Fluorescence microscopy; Clerodendrum cyrtophyllum; Li medicine; Microscopic identification
黎族藥物大青來源于馬鞭草科植物大青Clerodendrum cyrtophyllum Turcz., 其根、莖、葉入藥,夏秋季采收,洗凈,鮮用。長期以來在華南地區(qū)常代替板藍根使用[1-3]。其黎藥名為雅楓能,莖葉入藥,具有清熱解毒的功效[4]。前人已對其根、莖的橫切片顯微結構進行了研究,但是對莖粉末結構的研究未見報道,在葉結構方面,也未見有研究報道[5]。另外,以往研究均利用普通光學顯微鏡,均需用試劑處理,才能觀察,并需一定的繪圖機能。在熒光技術方面,以往的熒光分析技術需將有效成分用試劑提取后才能在熒光分光光度計下測量其熒光光譜[6,7],操作較麻煩。在葉片研究方面有報道認為利用熒光顯微鏡可觀察氣孔形狀,但不知對葉片其他結構形態(tài)是否有效[8],因此,在本研究中通過嘗試對未經(jīng)試劑處理的生藥粉末和新鮮葉片在熒光顯微鏡下,進行觀察,以探討利用熒光顯微技術進行生藥顯微鑒定的可行性,為開拓一種簡便有效的顯微鑒定方法,同時為黎族藥物大青質量標準的建立及開發(fā)黎藥提供科學依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料與儀器
馬鞭草科植物大青Clerodendrum cyrtophyllum Turcz., 從海南醫(yī)學院黎族藥用植物觀賞園采集,將其莖去掉葉片后曬干粉碎,取其粉末作為試驗材料。另外在實驗前夕取成熟大青葉片一塊,沖洗干凈晾干備用。所用儀器為研究級正置熒光顯微鏡(Olympus BX51)。
1.2 方法
在研究級正置熒光顯微鏡(Olympus BX51)的自然光下找到大青莖粉末觀察目標,再關上光柵,在熒光下觀察,并拍照。從備用大青葉片中間剪取2mm×2mm的葉塊,背面朝上置于載玻片蓋上蓋玻片后,同樣先在自然光下找到觀察目標,再關上光柵,在熒光下觀察,并拍照。
2 結果
2.1 大青莖粉末觀察結果
粉末淡黃色,含有的纖維主要有3種,即X形,L形和分叉狀等纖維(圖1A~C),木栓細胞表面觀四邊形,排列較整齊(圖1D),晶鞘纖維含量豐富,里面同樣含有很多數(shù)量的方晶(圖1E)。導管多破碎,多為網(wǎng)紋導管(圖1F~G),在粉末中含有鐘乳體、石細胞(圖1H~I),在木部薄壁細胞可看到一圈綠色的熒光,很快消失。在粉末中含有一定數(shù)量的非腺毛和腺毛(圖1J~K),值得注意的是在表皮細胞中還有許多銅錢狀的分泌組織(圖1L)。
2.2 大青新鮮葉觀察結果
大青葉下表皮淺綠色,在熒光顯微鏡下其角質層細胞垂周壁波狀或深波狀彎曲(圖1M),在葉表皮中可以看到存在鐘乳體(圖1N),單位面積上氣孔數(shù)量較多,同時也存在較多2細胞的腺毛,及少量非腺毛(圖1O)。
3 討論
3.1 大青莖粉末結構與大青莖橫切片結構比較
據(jù)文獻報道[3], 大青莖(徑約5mm)之橫切面,最外緣表皮細胞,散見非腺毛;皮層韌皮纖維與石細胞,多個連生,排列成環(huán),強木化,形成層,2~3層,細胞小,呈類長方形或扁長方形。木質部,由導管、木部薄壁細胞、髓線所組成,導管單個或2~4個連生,主要為網(wǎng)紋導管;髓線細胞呈類長方形、類方形及扁長方形;木部薄壁細胞,與導管伴生,細胞呈類長方形、類方形及扁長方形。中央為髓部,散見石細胞及草酸鈣方晶。
本組研究中,大青粉末除含有上述非腺毛、石細胞、方晶、導管、纖維外還具有少數(shù)腺毛和鐘乳體,而鐘乳體是馬鞭草科植物的一個顯著特征。另外纖維的種類也較豐富,因此粉末研究是生藥顯微研究中不可缺少的內(nèi)容。由于大青在華南地區(qū)分布比較廣泛,但不同地區(qū)其有效成分的含量有所不同,其有效成分的含量高低直接影響其治療效果,而在熒光顯微鏡下可在木部薄壁細胞觀察到一圈顯著的綠色熒光,這可能是大青莖有效成分的存在部位,根據(jù)其熒光強度的不同可比較來源于不同地區(qū)的大青莖質量的優(yōu)劣。
3.2 不同顯微鏡觀察大青莖粉末結構效果的比較
以往對生藥粉末形態(tài)觀察一般先采用水合氯醛透化,稀甘油裝片后再在普通光學顯微鏡觀察,由于受稀甘油等試劑的影響,觀察效果不是較理想,且觀察的結構形態(tài)一般平面狀態(tài);但是在熒光顯微鏡下操作步驟簡便,生藥不須試劑處理,可直接用粉末裝片觀察,由于無甘油等試劑干擾影響,其視野潔靜,結構層次感較強。如所觀察的晶纖維、木栓細胞等,因此,整體效果要優(yōu)于普通光學顯微鏡。更重要的是,在熒光顯微鏡下,有些結構可發(fā)出熒光,如大青莖粉末含有的不同纖維發(fā)出的熒光及亮度不一樣,為我們鑒別不同種類的生藥提供了重要的依據(jù)。
3.3 不同顯微鏡觀察大青新鮮葉結構效果的比較
在熒光顯微鏡下觀察新鮮大青葉片的下表皮,能夠清晰地觀察到氣孔的數(shù)量及腺毛、非腺毛,其次在葉片上觀察到其存在著一定數(shù)量的鐘乳體,立體狀的波紋狀角質層細胞也很容易觀察,另外可清晰地看到氣孔的開合狀態(tài),在一定程度上利用熒光顯微鏡可代替掃描電子顯微鏡觀察上述葉片結構。關于氣孔類型,已有的關于馬鞭草科氣孔的觀察研究通過解離染色方法證明該科中氣孔類型較為豐富,有直軸式、平周式、不定式等[5],但在熒光顯微鏡下葉片氣孔的類型不好判別,因此其有一定缺陷,而據(jù)我們在光學顯微鏡下將大青葉下表皮撕裂后加蒸餾水后觀察,大青葉氣孔類型很容易就能被判斷為無規(guī)則形,因此判別葉片氣孔的類型還需利用將下表皮撕裂或解離后等方法再在普通光學顯微鏡觀察才方便。
近年來,隨著新技術的不斷涌現(xiàn),迅速地推動了中藥或生藥鑒定的發(fā)展[9,10],關于生藥顯微鑒別儀器,常見的有普通光學顯微鏡、偏振光顯微鏡、掃描電子顯微鏡等,利用熒光顯微鏡進行化學成分組織定位也有報道[11],但最常見的儀器是光學顯微鏡,在鑒別生藥方面熒光顯微鏡的使用還未見報道。我們利用熒光顯微鏡觀察黎族藥物大青莖粉末和新鮮葉片顯微構造是一次成功的嘗試,它為生藥顯微鑒定開拓了一條新的途徑,且操作簡便,無須任何試劑處理,保留了生藥的原樣,圖像更加直觀、清晰,值得深入研究。但也需要注意,有些部位熒光消失較快,需快速觀察。本組資料只探討了定性實驗問題,其他涉及到如何對化學成分進行定量等問題還需繼續(xù)探討,但是至少我們知道化學成分存在的部位,這為我們繼續(xù)改進實驗提供了契機。由于本次研究材料中無淀粉粒結構,其結構在熒光顯微鏡下效果如何?有待下次在其他材料中研究。
參考文獻
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關鍵詞:參觀探疑法;生物教學;析疑
傳統(tǒng)的生物教學是以教師講解為主,學生活動為輔的“灌輸式”教育模式。教師傳授生物知識往往是黑板上種花,掛圖中得瓜,不利于調(diào)動學生的積極性和主動性,不利于學生多維思考,也不利于培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力;更不用說張揚個性、培育創(chuàng)新意識。
為了改變這種局面,近幾年來,我對新編生物學教學采用“參觀探疑法”做了初步嘗試。
我對七年級和八年級的八個班級進行實驗:四個班級采用傳統(tǒng)教學法,另四個班級采用“參觀探疑法”(即列疑―探疑―析疑)進行教學,讓學生先看實物后思考,從實踐到理論,從感性認識升華到理性認識,不斷培養(yǎng)學生的觀察能力和思維能力,調(diào)動學生學習的積極性?,F(xiàn)將具體做法介紹如下:
一、參觀設疑
1.教師利用當?shù)刎S富的植物資源,根據(jù)課程標準對所學內(nèi)容作出分析,找出該章節(jié)的重點和難點,然后選擇適當?shù)闹参锓植键c和相應的植物類群,有的放矢地列出問題,提出參觀的具體要求和思考性問題。
如,學習《葉片與光合作用中葉片的結構》時,先列出該章節(jié)的知識結構:
然后分析本節(jié)內(nèi)容重點是葉片的組成,難點是葉肉內(nèi)葉綠體分布,葉片與光合作用的關系。按照教學需要,校園內(nèi)有足夠的植物可供參觀,參觀地點就選擇在校園。
2.設置問題。問題的設計以課程標準為依據(jù),結合課本知識,力求能夠融知識性、趣味性、啟發(fā)性于一體。而后制作問題卡,并將卡片掛到將要觀察的植物上。在女貞或其他任一植物上掛著“看一看:葉片是圓還是扁平?這樣的形態(tài)有何意義?葉片為何上面比下面綠?”在桃樹上掛著“瞧一瞧,葉的基部有無痕跡。幼葉呢?”法國梧桐、竹子上掛著“動一動,對光觀察葉片脈絡分布”;山茶、月季上掛著“比一比,與月季(山茶)的葉子有何不同?”
二、參觀中探疑
在做好充分準備后,教師便帶領實驗班學生參觀校園內(nèi)的植物,依照“察”“填”“議”“總結”四個環(huán)節(jié)進行教學。
1.察
教師有秩序地組織實驗班學生,按掛牌設疑的線路參觀。七、八年級學生好奇心、求知欲強,具有好問愛動的特點,此時眼耳手腦同時并用,帶著問題仔細觀察校園內(nèi)的植物。不知不覺中對葉的形態(tài)有了初步的了解,對司空見慣的植物葉有了新的認識:“咦,怎么葉片都是扁平的?為什么有的葉有葉片、葉柄、托葉,而有的卻只有葉片?葉和葉之間為何不重疊?葉片為何上面比下面綠?花的結構由哪些部分組成?”等等。
2.填
為方便學生參觀時做好觀察記錄,在課前,教師印發(fā)提綱和填空式表格。列出所需觀察、探究的要點及注意事項,讓學生記下觀察的結果。
3.議
參觀中,學生暢所欲言,教師做適當?shù)闹更c,對本質問題進行初步探討,使學生對本章節(jié)內(nèi)容有一個初步的了解。
4.總結
在觀察、思考、討論的基礎上,學生對所觀察內(nèi)容作出歸納總結。從桃樹、樟樹等植物的葉脈上可歸納出雙子葉植物多為網(wǎng)狀脈,而百合科竹等單子葉植物多為平行脈。葉脈用來運輸水和無機鹽。通過探疑可迅速點燃學生思維的火花,盡快形成問題氛圍,使學生生疑,同時產(chǎn)生強烈的求知欲望。
三、參觀后析疑
參觀后學生回到教室,教師趁熱打鐵,引導學生回到課本,根據(jù)參觀時反饋的信息,糾正錯誤、澄清概念補充不足。最后教師在黑板上列出該節(jié)的知識結構,點明重點和難點。
就這樣,采用“參觀探疑法”改進教學方法,把課堂還給學生,更能引起學生的學習興趣。
當?shù)赜胸S富的生物資源,在教學時我盡量讓學生走出教室,通過培養(yǎng),讓他們學會主動發(fā)現(xiàn)問題,獨立思考問題,合作探究問題,歸納創(chuàng)新問題,勇于評價問題;學生養(yǎng)成了敢于質疑、善于表達、認真傾聽和不斷反思的良好的學習習慣,培養(yǎng)了組織、表達、思維等方面的能力,讓每一位學生能在民主和諧的氛圍中學習,思考、探索、創(chuàng)新,全面體現(xiàn)了學生在學習中的主體地位。
【關鍵詞】初中生物 實驗教學 改進方法
實驗教學法是初中生物教學的主要教學方法,目的在于培養(yǎng)學生動手實踐、創(chuàng)新能力,提高學生的生物素養(yǎng)。但是目前初中的生物教學現(xiàn)狀存在很多的問題,實驗教學的教學效果更是讓人堪憂,試驗方法不合理,實驗材料不完備,實驗設施不齊全,實驗教學不重視等等問題,都是造成生物實驗教學效果很差的主要原因①。
一、改進實驗材料
1.外界溶液濃度影響細胞吸水的實驗
實驗存在問題:該實驗主要材料為兩對豆類幼苗,將其分別放置在清水和濃度為10%的鹽水中,然后觀察幼苗吸水挺直、缺水萎縮的現(xiàn)象,觀察時間為20分鐘左右,培養(yǎng)幼苗時間比較長,一般需要幾天,不利于及時觀察到實驗現(xiàn)象,制約教學的有效開展。
實驗改進方法:材料選用黃豆芽或者綠豆芽代替兩對以上葉的豆類幼苗,將材料放在清水和濃度為10%的鹽水中,等待2分鐘,放在清水中的豆芽就會保持挺直狀態(tài),而鹽水中的豆芽就會出現(xiàn)萎縮。教師可以讓學生去分析其中的原因。另外黃豆芽和綠豆芽隨處可以買到,實驗非常方便。
2.觀察莖輸導功能實驗
實驗存在問題:在該實驗中,選用的是楊樹的枝條進行實驗,但是教材規(guī)劃的實驗實踐基本上是在秋天,這時的楊樹樹皮非常難剝,樹的韌皮和木質部分難以分離,不利于實驗。
改進方法:用大葉黃楊代替楊樹。大葉黃楊是一種常綠型植物,一年四季其樹枝都在生長,樹皮和木質很容易分離②,可以將它作為實驗材料。把大葉黃楊帶葉子的枝條浸泡在稀釋的紅墨水中,放在陽光下一晝夜,之后我們就會發(fā)現(xiàn)紅墨水已經(jīng)上升到葉脈位置,剝掉樹皮,觀察出木質部分已經(jīng)變紅但是韌皮位置不變紅。通過此現(xiàn)象可以說明紅墨水是從木質部向上滲透的。
3.觀察葉片的結構
實驗存在問題:該實驗主要選用菠菜葉片葉橫切,然后觀察葉片的結構。但是菠菜葉比較容易缺水萎縮,不方便作葉橫切,而且用水泡過的菠菜葉子會變得很脆,切出來的葉片非常不完整,不是缺少上表皮就是缺失下表皮。
實驗改進方法:用綠蘿的葉片代替菠菜,綠蘿的葉片很容易切且完整,綠蘿葉不容易萎縮發(fā)蔫,存放時間長,易于實驗;另外綠蘿作為花卉植物在市場上很容易買到,為實驗提供了很多方便。
二、改進實驗方法
1.不同物體表面對于蚯蚓移動速度的影響
實驗存在問題:將一只粗壯的蚯蚓分別放置在玻璃和紙板上,觀察其移動速度,分析哪種物體表面更適合蚯蚓移動?通過實驗得知,蚯蚓在玻璃的表面上移動速度快于在紙板上的移動速度,分析原因有可能是紙板吸收了蚯蚓身上的黏液,增加了蚯蚓移動時的阻力,影響了蚯蚓的移動速度,也有可能是當蚯蚓身上黏液減少之后,呼吸變?nèi)?,活動力降低?/p>
實驗改進方法:準備兩塊玻璃板,一塊打磨,一塊光滑,將兩根玻璃棒引導蚯蚓移動的軌跡,觀察蚯蚓的移動速度。
2.植物呼吸作用消耗氧氣
實驗存在問題:將相同數(shù)量的新鮮植物和燙過的植物分別放置在封閉的錐形瓶中,然后將它們放在陰暗的環(huán)境中一晝夜;一晝夜之后將燃燒的火柴棒放入裝有新鮮植物的錐形瓶中,火柴棒會馬上熄滅;而放置在燙過的錐形瓶中的火柴棒依舊在燃燒。
根據(jù)實驗現(xiàn)象我們可以得出以下結論:新鮮的植物在密封的錐形瓶內(nèi)進行呼吸作用,消耗了瓶中的氧氣,而火柴棒在無氧的環(huán)境下不能燃燒,但是新鮮植物在進行呼吸作用的時候會釋放出二氧化碳,當二氧化碳達到一定濃度時,燃燒的火柴棒就會熄滅,所以該實驗設計不嚴謹,應該排除掉二氧化碳的實驗干擾。
實驗改進方法:在兩個小試管中分別放入少量的20%濃度的氫氧化鈉溶液,然后把兩個小試管分別放在兩個錐形瓶中,在陰暗的環(huán)境下防止一晝夜,然后用燃燒的火柴觀察其實驗結果。該實驗中很好的用氫氧化鈉溶液稀釋了植物進行呼吸作用時呼出的二氧化碳,排出了二氧化碳對實驗的干擾③。
3.觀察草履蟲的身體結構
實驗存在問題:草履蟲天生好動,全身透明,觀察起來非常不方便,不利于實驗。
實驗改進方法:(1)在載玻片中的草履蟲培養(yǎng)液中鋪上幾條棉花纖維,限制草履蟲的活動范圍,增加草履蟲活動的難度;(2)在載玻片上滴幾滴蛋清液,增加培養(yǎng)液的粘稠度,降低草履蟲的移動速度;然后在載玻片一側滴上少許的紅墨水,將草履蟲的食物泡上色,再用2%的冰醋酸將草履蟲的細胞核上色,觀察草履蟲的身體結構。
結束語
對教材上的實驗方法加以改進和創(chuàng)新利于生物實驗教學的改革,提高實驗教學的效率,培養(yǎng)學生的實驗精神和創(chuàng)造能力,提高初中生物教學的水平。
【注釋】
① 劉薇. 探究理念下的初中生物實驗教學研究[D]. 山東師范大學,2011.
② 徐建華. 例析初中生物實驗教學的存在問題及改進方法[J]. 中學生物學,2010(03):45-46.
1 檢測生物組織中的蛋白質的實驗的改進
1.1 材料的改進
將豆?jié){或雞蛋清溶液改為煮熟的雞蛋白。
1.2 改進的優(yōu)點
(1)取材方便。
直接將生雞蛋煮熟,剝?nèi)サ皻?,取蛋白切塊。
(2)操作簡單。
不需要使用試管,直接將蛋白塊放在培養(yǎng)皿中,先加雙縮脲試劑A液,再加B液,然后可直接觀察實驗現(xiàn)象。
(3)實驗現(xiàn)象明顯。
雞蛋白為白色,與實驗現(xiàn)象紫色形成明顯顏色對比,實驗現(xiàn)象非常明顯,不需要另設對照實驗。
(4)實驗器材清洗方便。
用雞蛋清溶液做,如果稀釋不均勻,可能導致殘留在試管壁不容易清洗。
1.3 改進的原理
鑒定蛋白質的原理是利用堿性環(huán)境中的Cu2+可以與蛋白質中的肽鍵發(fā)生絡合反應形成紫色絡合物。煮雞蛋的過程是蛋白質變性的過程,但蛋白質的變性僅僅是空間結構的破壞,未改變肽鍵的結構,因此反應仍然可以發(fā)生,現(xiàn)象仍然存在,可以鑒定蛋白質。
2 洋蔥表皮細胞觀察植物細胞的質壁分離與復原實驗的改進
2.1 材料的改進
將洋蔥鱗片葉外表皮紫色較深的細胞改為切開后,光照保濕培養(yǎng)2~3d的洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細胞
2.2 改進的原因
用鑷子撕取表皮時,因外表皮與葉肉緊貼在一起,不易分離,往往容易撕破表皮細胞或帶有葉肉細胞。撕破表皮細胞的液泡,顯微鏡下觀察,液泡的紫色變淺,有的液泡破裂后花青素流出,紫色消失。帶有葉肉細胞的外表皮,顯微鏡下觀察,細胞重疊,層次加厚,觀察效果差。
2.3 改進的優(yōu)點
內(nèi)表皮與葉肉則易于分離,在剝洋蔥鱗片葉的過程中,常出現(xiàn)內(nèi)表皮自然分離。內(nèi)表皮撕取比較方便,且不容易破裂,既大大降低了實驗難度,又增強了實驗效果,還降低了實驗成本(洋蔥在實驗中利用率提高了)。
2.4 改進的原理
植物細胞液泡中花青素是在光照下形成的,采用光照保濕(維持細胞正常生理狀態(tài))培養(yǎng)的方法,把洋蔥內(nèi)表皮培養(yǎng)成紫色后,用洋蔥內(nèi)表皮做實驗材料。
3 色素的提取和分離實驗的改進
3.1 材料的改進
葉片的選擇和處理:改選用新鮮菠菜葉為烘干綠色葉片的研磨粉末。
3.2 改進的原因
菠菜葉含水分較多,研磨時碎葉黏滑,充分研磨難度大;另一方面,水分多降低了丙酮的濃度,低濃度丙酮只能溶解少量色素。
3.3 改進的優(yōu)點
烘干后研磨的綠色葉片粉末,含水量相對較少。顏色深綠,含色素較多,層析時效果較好。但制備粉末時應注意葉片的處理方法。將葉柄和粗葉脈除去,然后將葉片磨碎。磨碎的粉末既有利于提高溶液的濃度,又易于長期保存,不同季節(jié)使用,尤其能解決獲取綠色葉片較困難的時期的材料來源問題。另外,這樣操作還可以簡化實驗步驟,節(jié)約實驗材料,提高實驗成功率。