笔者在实验教学过程中,注重培养学生实验分析的能力,并就实验分析的方法进行了初步探索, 总结归纳成了 “四步分析法”,即从取材、药品与试剂、步骤及操作、显微镜的使用四个方面对实验进行分析的方法。
一、实验分析的一般方法———“四步分析法”
(一)第一步:取材分析
正确取材是实验成功的第一步。 因而在实验分析时,要首先考虑取材是否正确。 例如,实验一“观察植物细胞的有丝分裂”(以下简称“实验一”)中,准确切取洋葱根尖生长点部位,是实验成功的前提。 一些学生制成的装片中往往看不到或看到很少的分裂相细胞,就是因为切取部位正确导致的,即没有选准根尖的生长点部位。 实验二“观察植物细胞的质壁分离和复原”(以下简称“实验二”)中,取材部位应该是在新鲜的洋葱鳞片叶外表皮的紫色较深处。 而在内表皮或紫色很浅的部位取材,往往观察不到或仅有很少紫色液泡。 实验三“观察根对矿质元素离子的交换吸附现象”(以下简称“实验三”)中,剪取的是有活性的根,如果是死根、烂根,则观察不到预期的结果。 实验四“叶绿体色素的提取和分离”(以下简称“实验四”)中,选取的时片要肥厚、色浓,而老叶、发黄的叶子则不能选龋
(二)第二步:药品与试剂分析
药品与试剂的量、浓度、纯度等都是影响实验正确结果的重要因素,要逐一检查,不能忽视。
1. 关于量的问题。 有些实验对药品与试剂的量有一定的要求,如实验四中,丙酮、层析液的量就要按规定使用:提取5g叶片中的色素,用2ml丙酮是适中的,若丙酮过多,会使色素浓度降低,减少滤纸条上色素的量,使分离效果不明显;若丙酮少了,色素提取又不充分。 色素分离时,向烧杯中例入层析液时,其量的标准是液面不能超过1cm(距烧杯底),否则将没及滤纸条上的滤液细线,色素就迅速溶解到层析液中去了,结果在滤纸条上得不到相应的色素分离图谱。
2.关天浓度问题。实验中,规定的浓度,都是人们经过多次试验后,认为最适合的。 实验员在实验前配制药品与试剂时,浓度要配准,否则将会影响学生实验。 如蔗糖溶液浓度较高时(高于30%),会使细胞因发生强烈质壁分离而失水过多 ,细胞死亡 ,不能复原。 亚甲基蓝溶液在配制时,要求更高,浓度高一点点,就会影响根的活性。
3.关于纯度问题。有的实验如实验三对试剂的纯度有蒋高的要求,如果所用蒸馏水中混入杂质阳离子,或用自来水代替,则漂洗时,不仅洗去了浮在根细胞表面的亚甲基蓝阳离子,而且也会把吸附在根细胞表面的亚甲基蓝阳离了交换下来; 在对比实验中,含杂质阳离子的蒸馏水也会变蓝。
(三)第三步:步骤及操作分析
步骤及操作是否正确是影响实验结果的主要因素, 故应重点分析,主要有以下三种情况。
1.漏做某个实验步骤。实验步骤不能少,如实验一中,根尖用10%盐 酸解离后 ,若不经漂洗直接染色 ,则染色效果极差 ,因为根尖上附着的盐酸将和碱性染料起中和反应,从而影响着色;制片时,用镊子尖把根尖开碎,这一步也易漏掉。 实验三中根经亚甲基蓝染色后,若不用蒸馏水反复冲洗,在后面的对比实验中,蒸馏水也将变蓝。
2.操作方法错误。 在具体操作某个步骤时,没有按规定的操作方法做,肯定会影响实验结果。 如临时装片制作时,有的学生将盖玻片直接放在清水滴上,这样制成的装片中,气泡较多,严重影响观察。 实验二中,应用镊子撕取洋葱表皮,而不少学生是用刀片削或挖,以至取出的表皮较厚,这样在显微镜下也就看不到单层细胞。
3.操作不严格。 如解离、染色时间不够,漂洗的时间或次数不足。 制作洋葱表皮临时装片时,未将清水滴中卷起的表皮平展开来;做质壁分离复原实验时,滴入清水的次数少,滤液细线划得不细不齐都会对实验果有一定的影响。
(四)第四步:显微镜的使用分析
显微镜的操作要按一定的程序进行,如对光程序、高倍镜观察程序等。 例如常有学生在用高倍镜观察时,把盖玻片压碎了,弄脏了镜头,就是由于这些学生在下降镜筒时,眼睛看的是目镜而不是物镜,这样,镜筒下降到什么位置就不知道了。 正确的程序应该眼睛看着物镜,同时下降镜筒,让物镜接近装片,然后眼看目镜、调节细准焦螺旋直至观察到清晰物像。 此外,目镜或物镜头被严重污染、焦距没有调好、放大倍数不够、视野较暗、标以上介绍的“四步分析法”紧扣教材,贴近学生的知识水平,符合学生的思维习惯,容易被学生接受并掌握,而且经过尝试,也取得了良好的效果。 因此,该方法可以作为高中生物实验分析的一般方法。
二、“四步分析法”的应用
“四 步分析法 ”可以在实验课上讲授 ,也可以在实验 (理论 )专题复习课中讲授。 在具体的实验分析或解题过程中,既可顺次运用,亦可综合运用,具体问题,灵活分析。
例1.实验一中,在显微镜视野里,几乎看不到分裂相细胞,试分析其原因。 分析:①从取材角度看,可能是没有取准生长点部位导致的;②从步骤及操作角度看,可能是没有压片过程导致标本太厚,看不到单层细胞;③从显微镜使用角度看,可能是没有移动寻找。
例2.实验二中,质壁分离后进行复原时发现复原效果较差,其原因可能有哪些? 分析:①蔗糖溶液在配制时,浓度过大,质壁分离强烈,细胞失水过多而死亡;②质壁分离时间长了,未及时复原,细胞死亡;③滴入清水次数少或只滴入一次。
例3.实验三中,在做对比实验时,蒸馏水也变蓝了,分析其原因。 分析:①是没有漂洗或漂洗次数少;②是蒸馏水中混入了杂质阳离子。 本不在通光孔的中心位置等诸多因素,都会直接影响观察。
参考文献:
[1]刘恩山.中学生物教学论[M].高等教育出版社,2003.
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