人教版必修一《分子與細胞》在第2章第1節《細胞中的元素及化合物》中安排了一節學生實驗,讓學生檢測生物組織中的各類化合物,該實驗是生物學實驗中的經典實驗,多年來在教學中廣泛使用,對教學大有裨益,對學生理解組成細胞的化合物的種類有非常重要的作用。以前也有人提出過一些改進措施,但仍不完善,筆者在此提出進一步改進,如實驗原理、目的、方法與步驟等進一步的改進,經改進后的實驗,增加了對照實驗,效果更加明顯,目的更加明確,通過比較,學生更容易理解生物組織中的各種成分。請廣大同行共同商槯,并不吝賜教。
關于實驗原理的改進,在實驗原理的說明中,教材上的統一說法為“某些化學試劑能夠使生物組織中有關有機化合物產生特定顏色反應……”,實際上在這些實驗中,原理并不完全相同,還原糖與蛋白質的鑒定屬于顯色反應,是產生了特殊顏色的物質,而脂肪鑒定是染色,由于脂肪對蘇丹Ⅲ(Ⅳ)染液親和力較大而被染色,經洗滌后留有染液顏色,故應把原理區分為兩部分,為將來染色體染色與觀察,DNA、RNA在細胞中的分布,DNA粗提取與鑒定等實驗打好基礎。
在實驗目的中,僅要求學生嘗試用化學試劑檢測、鑒定生物組織中的化合物,學生興趣不高,應補充對照實驗,取三種已知還原糖、蛋白質、脂肪材料作為樣本,同時每組還要增加空白對照,既可使學生信服,又能增加實驗設計的科學性與嚴謹性;同時又符合生物學實驗的一般原理。
在材料與用具的選擇中,由于需設立對照,故追加材料有:雞蛋清溶液(稀釋)、葡萄糖溶液、動物脂肪、淀粉溶液、班氏試劑。
一、還原糖鑒定實驗的改進
1.取三支潔凈的試管,編號甲、乙、丙;
2.向甲試管內注入2mL待測樣品,乙試管內注入葡萄糖溶液2mL,丙試管內注入等量清水;
3.向試管中注入1mL斐林試劑(甲、乙液混合后再注入),也可加班氏試劑;
4.將試管放入50℃~65℃溫水中加熱約2min。
特別指出的是,原來筆者還做過利用市售砂糖(主要為蔗糖)做非還原糖的對照實驗,本來不應使斐林試劑變色,但每次都失敗,后經研究,筆者認為原因在于市售的各種砂糖由于生產工藝問題均不同程度混有還原糖。后來筆者發現有一種較純凈的蔗糖,即冰糖,洗凈表面后溶解效果很好。
二、脂肪鑒定實驗的改進
方法一和方法二均有部分缺憾,方法一很多學生認為混合液中顏色本來就是蘇丹Ⅲ(Ⅳ)與脂肪無關。
而方法二操作方法復雜,制作花生子葉切片需要很長時間,特別是對高一學生而言,要求所有的學生都能熟練應用徒手切片技術,難度很大,并且學生操作刀片有一定的危險性,且操作時間長,降低實驗的效率。筆者改進方法為:
1.取兩片潔凈載玻片,編號為甲、乙兩組;
2.甲組:將一粒浸泡過的花生種子,去掉種皮,用刀片輕輕刮下花生粉末,置于載玻片上,滴一滴清水,放在酒精燈上輕微烘烤,至水分蒸發即可,滴2~3滴蘇丹Ⅲ染液染色3分鐘(如果用蘇丹Ⅳ染液,染色1分鐘),再滴加1~2滴體積分數為50%的酒精溶液,洗去浮色,用吸水紙吸去花生子葉周圍的酒精,滴一滴蒸餾水,蓋上蓋玻片,制成臨時裝片,顯微鏡下觀察即可;
3.乙組:刮取動物脂肪組織少許,其余操作同上;
4.低倍鏡下找到染色細胞,在高倍鏡下觀察比較染色情況。
三、蛋白質檢測實驗的改進
在教材原來基礎上追加兩個對照組,編號乙、丙,步驟為:
1.甲試管內注入待測樣品2mL,乙組試管內注入2mL蛋清稀釋液,丙組中滴入2mL清水;
2.向試管中注入雙縮脲試劑A1mL,搖勻;
3.向試管內注入雙縮脲試劑B液4滴,搖勻,觀察試管中出現的顏色變化。
四、淀粉檢測和觀察的改進
1.取三支潔凈的試管,編號甲、乙、丙;
2.甲組試管中注入2mL馬鈴薯勻漿,乙組中注入2mL淀粉溶液,丙組中注入2mL蒸餾水;
3.向試管內滴加2mL碘液,觀察顏色變化。
綜上所述,經改進后的實驗,可鼓勵學生積極開闊思維,大膽嘗試從不同的角度設計相關的探究性實驗。以上為筆者的一點粗淺認識,不當之處,敬請廣大同行批評指正。
參考文獻
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(責任編輯 黃春香)