試論高中生物實驗分析的一般方法

中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2013）30-147-01

在高中生物實驗教學過程中，我們經常發現不少學生只重視實驗結果，不重視分析結果；只滿足于實驗的成功，而不愿對實驗失敗的原因進行分析。造成這種現象的原因，除了是學生對實驗的根本目的缺乏深刻的認識而外，不懂得如何分析實驗、沒有掌握實驗分析的一般方法是非常重要的因素。生物學是一門實驗性很強的學科，在實驗過程是，會有多種因素影響、干擾實驗結果，致使實驗失敗。此時，實驗分析就顯得很重要：一方面，可以找出并排除影響因素，使實驗重做晨能獲得成功；另一方面，還可以總結出經驗教訓，甚至可能還有意外的收獲、新的發現，這在科學史上是不乏其例的。

一、實驗分析的一般方法——“四步分析法”

筆者在實驗教學過程中，注重培養學生實驗分析的能力，并就實驗分析的方法進行了初步探索，總結歸納成了“四步分析法”，即從取材、藥品與試劑、步驟及操作、顯微鏡的使用四個方面對實驗進行分析的方法。

1、第一步：取材分析

正確取材是實驗成功的第一步。有的學生實驗失敗的原因，往往是取材不正確而引起的，因而在實驗分析時，要首先考慮取材是否正確。例如，實驗一“觀察植物細胞的有絲分裂”（以下簡稱“實驗一”）中，準確切取洋蔥根尖生長點部位，是實驗成功的前提。一些學生制成的裝片中往往看不到或看到很少的分裂相細胞，就是因為切取部位正確導致的，即沒有選準根尖的生長點部位。實驗二“觀察植物細胞的質壁分離和復原”（以下簡稱“實驗二”）中，取材部位應該是在新鮮的洋蔥鱗片葉外表皮的紫色較深處。而在內表皮或紫色很淺的部位取材，往往觀察不到或僅有很少紫色液泡。實驗三“觀察根對礦質元素離子的交換吸附現象”（以下簡稱“實驗三”）中，剪取的是有活性的根，如果是死根、爛根，則觀察不到預期的結果。實驗四“葉綠體色素的提取的提取和分離”（以下簡稱“實驗四”）中，選取的時片要肥厚、色濃，而老葉、發黃的葉子則不能選齲

2、第二步：藥品與試劑分析

藥品與試劑的量、濃度、純度等都是影響實驗正確結果的重要因素，要逐一檢查，不能忽視。

（1）關于量的問題。有些實驗對藥品與試劑的量有一定的要求，如實驗四中，丙酮、層析液的量就要按規定使用：提取5g葉片中的色素，用2ml丙酮是適中的，若丙酮過多，會使色素濃度降低，減少濾紙條上色素的量，使分離效果不明顯；若丙酮少了，色素提取又不充分。色素分離時，向燒杯中例入層析液時，其量的標準是液面不能超過1cm（距燒杯底），否則將沒及濾紙條上的濾液細線，色素就迅速溶解到層析液中去了，結果在濾紙條上得不到相應的色素分離圖譜。

（2）關天濃度問題。實驗中，規定的濃度，都是人們經過多次試驗后，認為最適合的。實驗員在實驗前配制藥品與試劑時，濃度要配準，否則將會影響學生實驗。如蔗糖溶液濃度較高時（高于30%），會使細胞因發生強烈質壁分離而失水過多，細胞死亡，不能復原。亞甲基藍溶液在配制時，要求更高，濃度高一點點，就會影響根的活性。

（3）關于純度問題。有的實驗如實驗三對試劑的純度有蔣高的要求，如果所用蒸餾水中混入雜質陽離子，或用自來水代替，則漂洗時，不僅洗去了浮在根細胞表面的亞甲基藍陽離子，而且也會把吸附在根細胞表面的亞甲基藍陽離了交換下來；在對比實驗中，含雜質陽離子的蒸餾水也會變藍。

3、第三步：步驟及操作分析

步驟及操作是否正確是影響實驗結果的主要因素，故應重點分析，主要有以下三種情況。

（1）漏做某個實驗步驟。實驗步驟不能少，如實驗一中，根尖用10%鹽酸解離后，若不經漂洗直接染色，則染色效果極差，因為根尖上附著的鹽酸將和堿性染料起中和反應，從而影響著色；制片時，用鑷子尖把根尖開碎，這一步也易漏掉。實驗三中根經亞甲基藍染色后，若不用蒸餾水反復沖洗，在后面的對比實驗中，蒸餾水也將變藍。

（2）操作方法錯誤。在具體操作某個步驟時，沒有按規定的操作方法做，肯定會影響實驗結果。如臨時裝片制作時，有的學生將蓋玻片直接放在清水滴上，這樣制成的裝片中，氣泡較多，嚴重影響觀察。實驗二中，應用鑷子撕取洋蔥表皮，而不少學生是用刀片削或挖，以至取出的表皮較厚，這樣在顯微鏡下也就看不到單層細胞。

（3）操作不嚴格。如解離、染色時間不夠，漂洗的時間或次數不足。制作洋蔥表皮臨時裝片時，未將清水滴中卷起的表皮平展開來；做質壁分離復原實驗時，滴入清水的次數少，濾液細線劃得不細不齊都會對實驗果有一定的影響。

4、第四步：顯微鏡的使用分析

需用顯微鏡的實驗，有時會因為顯微鏡的操作，鏡頭污染等問題，而影響觀察，看不到已經出現的現象或結果。顯微鏡的操作要按一定的程序進行，如對光程序、高倍鏡觀察程序等。有的學生不按程序操作，結果既耽誤了時間，又觀察不到相應的結果，而且易損壞顯微鏡。例如常有學生在用高倍鏡觀察時，把蓋玻片壓碎了，弄臟了鏡頭，就是由于這些學生在下降鏡筒時，眼睛看的是目鏡而不是物鏡，這樣，鏡筒下降到什么位置就不知道了。正確的程序應該眼睛看著物鏡，同時下降鏡筒，讓物鏡接近裝片，然后眼看目鏡、調節細準焦螺旋直至觀察到清晰物像。此外，目鏡或物鏡頭被嚴重污染、焦距沒有調好、放大倍數不夠、視野較暗、標本不在通光孔的中心位置等諸多因素，都會直接影響觀察。

二、“四步分析法”的應用

“四步分析法”可以在實驗課上講授，也可以在實驗（理論）專題復習課中講授。在具體的實驗分析或解題過程中，既可順次運用，亦可綜合運用，具體問題，靈活分析。

例1 實驗一中，在顯微鏡視野里，幾乎看不到分裂相細胞，試分析其原因。

分析：1、從取材角度看，可能是沒有取準生長點部位導致的；2、從步驟及操作角度看，可能是沒有壓片過程導致標本太厚，看不到單層細胞；3、從顯微鏡使用角度看，可能是沒有移動尋找。

例2 實驗二中，質壁分離后進行復原時發現復原效果較差，其原因可能有哪些？

分析：1、蔗糖溶液在配制時，濃度過大，質壁分離強烈，細胞失水過多而死亡；2、質壁分離時間長了，未及時復原，細胞死亡；3、滴入清水次數少或只滴入一次。

例3 實驗三中，在做對比實驗時，蒸餾水也變藍了，分析其原因。

分析：1、是沒有漂洗或漂洗次數少；2、是蒸餾水中混入了雜質陽離子。