細胞大小和物質運輸的關系實驗改進

田永賢 張和平 鄧必建

1 原實驗設計思路

當NaOH與含有酚酞的瓊脂塊相遇時，其中的酚酞就會變成紫紅色。從瓊脂塊的顏色變化情況就能反映NaOH擴散進入瓊脂塊的深度。通過計算在相同時間內物質擴散的體積與總體積之比，根據這個比例就可以反映細胞的物質運輸的效率。

2 實驗改進

改進前：原實驗在過程中用到的NaOH屬于強堿，具有較強的腐蝕性，應避免與皮膚和眼睛接觸，給實驗帶來一定的危險性。

改進后：由于實驗的原理是利用分子的擴散來模擬細胞的物質交換及利用顏色反應來追蹤物質的擴散的深度。所以改用石蕊與食醋的顏色反應來追蹤物質的擴散的深度。由于食醋腐蝕性很小，從而能保證實驗安全性。

改進前：原實驗操作時，瓊脂塊制作常常發生沉淀在燒杯底部被燒焦的現象，給實驗準備帶來了一定的不便，且熬制的時間比較長。

改進后：實驗材料改為涼粉塊（含石蕊）。用開水直接沖泡粉狀涼粉，在沖泡過程中加入適量的石蕊顆粒。實驗操作簡便，時間短。

3 方法步驟

（1） 制作涼粉塊（含石蕊試劑）。

（2） 用塑料刀將涼粉塊切成三塊邊長分別為3 cm、2 cm、1 cm的正方體。

（3） 將三塊涼粉塊放在燒杯內，加入食用白醋，將涼粉塊淹沒，浸泡10 min。用塑料勺不時翻動涼粉塊。

注意：不要用勺子將涼粉塊切開或挖動其表面。

（4） 用塑料勺將涼粉塊從溶液中取出，用紙巾把它們吸干，用塑料刀把涼粉塊切成兩半。觀察切面，測量每一塊上醋酸擴散的深度。記錄測量結果。

注意：每兩次操作之間必須把刀擦干。

（5） 根據測量結果進行計算，并填寫表1。

4 實驗創新點

（1） 食醋無腐蝕性，能保證實驗的安全性。

（2） 實驗現象明顯，含石蕊的涼粉塊呈紫色，遇到酸呈紅色，顏色反襯明顯，適于觀察。而且由于涼粉塊透明度較高，可以觀察醋酸分子的擴散進程。

（3） 把瓊脂塊改為涼粉塊，用開水直接沖泡涼粉粉，實驗過程簡單化。原實驗前后所需時間35 min左右（含瓊脂塊制備時間），創新實驗所需時間20 min左右（含涼粉塊制備時間），操作時間縮短。

（4） 市場上涼粉原料價格比瓊脂原料要便宜，食用白醋可從市面上購買，材料易得，也很便宜。這體現了生物學實驗材料生活化，貼近學生實際，而且讓學生覺得生物實驗還挺有趣，提高了學生對生物學的興趣。

（5） 原實驗中含酚酞的瓊脂塊制備由教師完成，而改正后的實驗全過程都由學生獨立完成。

（6） 由于可以使用新材料和新藥劑對實驗改進，拓展了思維，開闊了眼界，有利于提高學生的積極思考和創新能力。