《探究植物细胞的吸水和失水》实验教学改进的研究

钟道才

摘要：生物实验教学是高中生物教学中的重要内容，也是培养学生动手、创新以及探究科学知识方法的主要手段。但一味的“照方抓药”，就会失去实验教学的意义。在实验教学中，尝试将实验进行改进，在获取知识的同时激发创造欲望。所以，以营造创新思维的气氛，培养学生的创新意识。

关键词：生物实验;教学;改进

生物学是在大量实验实证基础上建立起来的一门学科，毋庸置疑对实验有一定的要求。新课程标准十分注重实验探究能力的培养，新教材中也把实验探究置于非常重要、不可或缺的地位通过高中生物实验教学的一些经验和实践，高中教材的某些实验，可以稍加改进或进一步探究，效果可更好。本文以《探究植物细胞的吸水和失水》为例，尝试实验教学的改进。

一、问题的发现

1.紫色洋葱呈紫色的部分仅仅是鳞片叶的外表皮，并且仅有几层。外表皮的撕取较困难，想获得较好的紫色细胞不容易。

2.内表皮易撕取，但液泡中无颜色，能否作为理想的实验材料？

3.实验原理学生已经很清楚，所以整个探究过程实质是以验证实验进行的。

4.实验室只有普通的光学显微镜，不能直观的将观察的图像呈现出来。

二、改进方案

实验原理：

1.外界溶液浓度>细胞液浓度，细胞失水;外界溶液浓度<细胞液浓度，细胞吸水。

2.失水后會发生质壁分离，吸水以后又会发生质壁分离复原。

方法改进：

1.教学设计上，课前做“探究热身”，就将青菜、萝卜条分别浸泡在盐水和清水中，目的是让学生从宏观方面去认识植物的吸水和失水。课中还探究洋葱内表皮细胞等，课后再进一步探究。课堂探究按照七个步骤进行：一是创设情境、导入新课;二是提出问题、作出假设;三是设计实验、预测结果;四是进行实验，观察结果;五是分析结果，得出结论;六是表达与交流;七是进一步探究。

2.材料和试剂上，先将洋葱掰开，放在阴暗处晾晒两天，撕取时不用镊子夹取，直接用手撕取。除教材提供的试剂以外，还增加0.5g/ml蔗糖溶液和红墨水等，供学生自由选择。

3.操作上，除了用表格记录外还用手机拍照等，提高实验的观察效果。

三、改进设计

1.制作洋葱叶表皮临时装片：取紫色洋葱外表皮（洋葱内表皮），制成临时装片。

2.在低倍显微镜下观察。手机拍照、记录。

3.质壁分离实验：从盖玻片的一侧滴加0.3g/ml或0.5g/ml蔗糖溶液（红墨水的0.2g/ml的蔗糖溶液），在盖玻片的另一侧小心地用吸水纸吸，这样，盖玻片下的洋葱表皮细胞就浸润在溶液中，用吸水纸将盖玻片外侧的溶液吸干净。约5分钟后用显微镜观察。手机拍照、记录。

4.质壁分离复原：从盖玻片的一侧滴入清水，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸。这样重复几次，盖玻片下面的洋葱表皮细胞有浸润在清水中。用显微镜观察洋葱表皮细胞是否复原。手机拍照、记录。

四、实验结果和结论

通过实验，滴加0.3g/ml蔗糖溶液洋葱外表皮组拍到了以下图片（图1）。从结果来看，洋葱外表皮细胞在滴加0.3g/ml蔗糖溶液后中央液泡会变小，细胞失水。再滴加清水后，细胞会吸水，恢复原状。得出结论一：当外界溶液浓度>细胞液浓度，细胞失水，发生质壁分离;当外界溶液浓度<细胞液浓度，细胞吸水，发生质壁分离复原。

滴加0.5g/ml蔗糖溶液的洋葱外表皮，拍到以下图片（图2）和观察结果，发现质壁分离后再滴加清水不会复原。得出结论二：当外界溶液浓度过高，细胞因失水过多死亡不能发生质壁分离复原。

洋葱内表皮滴加红墨水的0.2g/ml的蔗糖溶液做实验（图3），分析得出结论三：细胞壁具有全透性，原生质层具有选择透过性。该结论使课堂的深度、广度得到很好地施展。

五、研究的成果和分析

1.结果记录：改进前用表格记录不精确，改进后用手机拍照更直观，更有说服力，弥补了我校实验条件的欠缺。

2.溶液浓度：改进前发生变化时间长，改进后发生变化时间短，现象更明显。

3.红墨水的使用：改进前不能观察洋葱内表皮细胞的质壁分离，改进后不仅能观察，还能证明细胞壁具有全透性。

总之，通过实验的改进与创新，既保证了实验的效果，又拓宽了学生的思维，还收获了意外的惊喜。问题串的设置降低了学生的思考难度，利于引导学生进行有针对性的思考和探究。大部分学生克服了对实验的畏难情绪，激发了学生的实验探究兴趣。

参考文献：

[1]罗益群.“观察植物细胞的质壁分离与复原”实验初探[J].中学生物学，2005（01）

[2]唐晓明，姚新叶.质壁分离实验图像不规则的再探究[J].教学仪器与实验，2010（10）

[3]赵占良.高中生物课程标准教材探究活动的设计和教学建议[J].生物学教学，2007（06）