高中生物《细胞大小与物质运输的关系》的改进

王丽君+廖浩治

一、地位与作用

“细胞大小与物质运输的关系”实验是在人教版高中生物教材“分子与细胞”模块第六章第一节细胞的增殖中。第一节的重点是有丝分裂，而在此之前要解决疑问：细胞为什么不能无限长大，而要通过分裂的方式发育为成体？本实验就是通过模拟的方法让学生了解细胞不能无限长大的原因之一是细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大，起了引入和铺垫的作用。同时，也要让学生知道模拟的方法也是科学研究的方法之一。

二、原实验的不足之处

1、酚酞是白色粉末，如果接触某些人的皮肤会引导起过敏反应，所以教材强调，在准备实验材料时，最好戴橡皮手套。这个操作是实验员完成的。

2、NaOH是白色粒状或片状物质，有腐蚀性，接触眼睛或皮肤可引起剧痛或烧灼感，如果人吸入NaOH的粉尘会造成对呼吸道的严重伤害，如果不慎让NaOH入口会使消化道严重受伤。

这个实验材料是学生需要使用的，而且在将琼脂块放入NaOH溶液时，很有可能让NaOH溅出烧杯，造成不良后果。

三、实验改进与创新之处

用可溶性淀粉代替酚酞，用碘液代替NaOH溶液。

本实验用NaOH和酚酞的目的是让两者反应之后有紫红色出現，让学生很容易看到NaOH的扩散深度，即颜色部分的深度即为物质扩散的深度。现利用淀粉遇碘变蓝的原理，用蓝色代表扩散深度，淀粉和碘液是非常安全的材料，既能达到实验效果，也能排除实验中存在的安全隐患。

四、实验器材

3cm×2cm×1cm的含淀粉的琼脂块（碘和淀粉相遇，呈蓝色）。小刀，毫米尺，塑料勺，纸巾，烧杯，碘液

五、实验的设计思路

当碘与含有淀粉的琼脂块相遇时，其中的碘就会变成蓝色。从琼脂块的颜色变化情况就能反映碘液扩散进入琼脂块的深度。通过计算在相同时间内物质扩散的体积与总体积之比，其可以反映细胞的物质运输的效率。

六、实验过程

1、用小刀将琼脂块切成在边长分别为3cm、2cm、1cm的正方体。

2、将3块琼脂块放在烧杯内，加入碘液，将琼脂块淹没，浸泡10分钏。用塑料勺不进翻动琼脂块。注意：不要用勺子将琼脂块切开或挖动其表面。

3、用塑料勺将琼脂块从碘液中取出来。用纸巾把它们吸干，用小刀把琼脂块切成两半。观察切面，测量每一块上碘液扩散的深度，记录测量结果。每两次操作之间必须把刀擦干。

七、实验效果

与原实验的现象相似，蓝色现象很明显（图1），即每边扩散的深度一致，在切开的琼脂块面呈规整的小正方形，（红墨水在萝卜块中扩散时边缘不整齐（图2），不利于测量）。且切开后放一段时间，扩散效果更明显，由于对皮肤无副作用，可要求学生带离实验室后进行测量，保证是时间一致即可。

八、自我评价

1.操作安全 这是本实验的最大一个创新点，与原实验相比，在保证了实验效果的基础上，也排除了安全隐患。

2.实验效果明显 通过实验发现，把琼脂块切开后放一段时间，扩散效果更明显！由于碘液和淀粉对皮肤无副作用，可要求学生带离实验室后进行观察测量，保证时间一致即可，效果更佳。