谈高中生物学实验教学中学生容易产生的几个认识误区

何小彪

(甘肃省岷县第一中学 748400)

实验既是高中生物学教学的基础，也是高中生物学教学的重要内容，更是培养学生学好生物学的有效手段。在学生科学素养的培养方面，实验具有独特的地位和全方位的功能。然而，高中生物学实验知识的准确性、规范性往往容易被学生甚至部分教师忽视。因此，有必要对实验所涉及的每一个知识点、每一个细节进行认真分析总结。笔者就教学中发现的几个误区总结如下。

1 误认为检测蛋白质的试剂是双缩脲

“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的实验中蛋白质的检测试剂为双缩脲试剂，教学中发现很多学生对双缩脲、双缩脲试剂、双缩脲反应和双缩脲法不能正确区分。

分析：双缩脲(NH2—CO—NH—CO—NH2)是两个分子脲(即尿素)经180℃左右加热，放出一个分子氨(NH3)后得到的产物。

双缩脲试剂包括A液和B液，A液是质量分数为0.1 g/mL的氢氧化钠溶液；B液是质量分数为0.01 g/mL的硫酸铜溶液。双缩脲反应是指在碱性溶液(NaOH提供)中，双缩脲与铜离子(CuSO4提供)作用形成紫色络合物(图1)的反应。因蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键(—CO—NH—)，所以蛋白质都能与双缩脲试剂发生双缩脲反应，可以用双缩脲试剂鉴定蛋白质的存在。此方法称为双缩脲法。

图1 双缩脲反应过程

结论：检测蛋白质的试剂是双缩脲试剂而非双缩脲。

教学建议：在本实验教学中应教会学生正确区分双缩脲、双缩脲试剂、双缩脲反应和双缩脲法。知识扩展：具有两个或两个以上肽键的化合物皆可与双缩脲试剂产生紫色反应，如多肽、蛋白质、双缩脲等，而像氨基酸、二肽、尿素等则不能与双缩脲试剂反应。

2 误认为DNA只在细胞核内分布，RNA只在细胞质中分布

“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验结果显示：细胞核呈现绿色，细胞质呈现红色。所以有些学生会误认为DNA只在细胞核内分布、RNA只在细胞质中分布。

分析：本实验常用材料为人的口腔上皮细胞，其DNA分布场所为细胞核和细胞质中的线粒体，RNA分布场所为细胞核、线粒体、核糖体、细胞质基质。实验所用染色剂为甲基绿、吡罗红混合染色剂，这两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿可使DNA呈现绿色；吡罗红可使RNA呈现红色。由于在人的口腔上皮细胞中DNA主要分布在细胞核内，RNA主要分布在细胞质中，所以经过混合染色剂的处理就会将细胞核染成绿色，细胞质染成红色。

结论：真核细胞的DNA主要分布在细胞核内，线粒体、叶绿体内也有少量的DNA；RNA在细胞核、线粒体、叶绿体、核糖体、细胞质基质中均有分布，但主要分布在细胞质中。

教学建议：在本实验教学中，给学生分析真核细胞中DNA和RNA分布的场所及其不同的功能。知识扩展：真核细胞的DNA主要分布于细胞核中，但细胞质中线粒体与叶绿体内也有少量分布；RNA主要分布于细胞质中，但大部分RNA是在细胞核中合成后被运往细胞质的。

3 误认为显微镜下观察到细胞质环流的方向与实际方向相反

“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”实验最后在显微镜下往往观察到黑藻细胞质的环流方向为逆时针。普通光学显微镜的成像原理是：标本经物镜和目镜二次放大后，形成放大颠倒的虚像。所以有些学生会误认为黑藻细胞质的环流方向也是颠倒的，即为顺时针方向。

分析：细胞质环流是细胞质流动的一种形式，指在液泡发达的植物(如黑藻、轮藻、伊乐藻、丽藻等)细胞中, 细胞质成薄层沿着细胞膜以一定的速度和方向循环流动的现象。在环流过程中，具有单个大液泡的细胞其细胞质常常围绕着液泡朝一个方向进行循环流动。虽然标本在显微镜下呈现的是颠倒了180度且放大的虚像，但是当视野再旋转180度后就会发现：叶绿体的位置变了，但细胞质环流的方向却未发生任何变化。

结论：显微镜下观察到细胞质环流的方向与实际方向相同。

教学建议：在本实验进行前先给学生复习显微镜成像原理，让学生正确区分显微镜的成像与标本实际情况的区别。知识扩展：在显微镜视野下看到的是标本放大的虚像，且上下颠倒，左右相反。若将视野中观察到的黑藻细胞颠倒180度就可以还原黑藻细胞中叶绿体实际的位置和细胞质环流的实际方向。

4 误认为发生质壁分离的细胞其细胞壁和原生质层之间是空气、水或细胞液

“植物细胞的吸水和失水”探究实验中发生质壁分离的细胞在显微镜下观察到细胞壁和原生质层之间是无色透明的。所以有些学生会误认为发生了质壁分离的细胞其细胞壁和原生质层之间是空气、水或细胞液。

分析：在植物细胞结构中，由细胞膜、细胞质和液泡膜组成的原生质层是半透性的，而细胞壁是全透性的。发生了质壁分离的细胞，外界溶液(常用的是蔗糖溶液)中的溶质和溶剂都可以透过细胞壁进入细胞壁与原生质层之间的间隙，细胞液中的水分子也会透过原生质层出来进入细胞壁与原生质层之间的间隙。

结论：发生了质壁分离的细胞其细胞壁和原生质层之间是外界溶液。

教学建议：在本实验教学中给学生分析细胞不同结构的渗透性特点，使学生严格区分半透性和全透性的不同。知识扩展：发生质壁分离后细胞壁和原生质层之间是实验所用的溶液和细胞内渗透出的水，所以此处的溶液浓度要比实验所用溶液浓度略低。

5 误认为抑制纺锤体形成就会导致着丝点不分裂

“低温诱导植物染色体数目的变化”实验是用低温处理植物根尖分生组织，使分生组织细胞中纺锤体的形成受到抑制，以致细胞不能继续分裂，达到染色体数目加倍的目的。有些学生会误认为在该过程中抑制了纺锤体形成而使着丝点不发生分裂。

分析：低温抑制纺锤体形成的原因和秋水仙素的作用原理基本相似，都是破坏了纺锤丝的形成(纺锤丝实质为微管蛋白)，而着丝点的分开则是来自细胞质内的Ca2+的信号作用，而不是纺锤体牵引的结果。

结论：低温抑制纺锤体形成不会影响着丝点的分裂。

教学建议：在本实验教学中给学生分析低温抑制纺锤体形成的原理，着丝点分裂的原理。知识扩展：低温会抑制纺锤体的形成，而导致染色体不能被拉向两级。但是低温不会影响着丝点的分裂，所以不影响姐妹染色单体的分离和细胞内染色体数目的加倍。

重视与加强实验教学，使学生的动手实践能力和创新思维能力不断提高，是高中生物学教学必须关注的问题。因此，生物学教师在实验教学中，不但要对实验的教学模式、教学方法进行大胆的尝试，更要注意对生物学实验的每一个知识点、每一个细节进行认真分析总结，使高中生物学实验教学更加准确化、规范化。