例談高中生物實驗材料的替代性選擇

崔榮東

【內容摘要】高中生物是一門具有較強實踐性、探究性、應用性的學科，實驗課程不僅能夠幫助學生理解和掌握抽象的生物知識，同時還能夠培養學生的創新與探究能力。實驗材料是實驗課程的基礎，本文針對實驗教學中不易獲取的實驗材料，探討了可選擇哪些替代性材料輔助教學。

【關鍵詞】高中生物 實驗材料 替代性選擇

現階段而言，我國大部分高中學校，尤其是農村地區，生物實驗課程的開設與教學往往受到實驗材料的限制。一些實驗所需材料獲取過于復雜、耗費時間長，導致實驗課程教學無法正常的開展或是直接被取消。作為教師而言應充分地發揮主觀能動性，對于不易獲取的實驗材料可用相對容易獲取的實驗材料進行替代，確保實驗課程的正常進行。

一、蛋白質觀察和檢測實驗

生物組織中的蛋白質觀察和檢測實驗在教材中要求以豆漿作為實驗材料。但在實際操作過程中，以豆漿為實驗材料，由于實驗所需豆漿量大，會大大增加實驗成本，并且普通高中學校通常不具備大規模制作豆漿的設備，新鮮豆漿也無法做到長時間的保質，實驗材料無法被循環利用，進而造成嚴重浪費。因此，在實際教學過程中，豆漿可用雞蛋清代替。具體操作步驟如下：首先用鑷子在一枚雞蛋上敲出一個小洞（一平方厘米左右），然后用鑷子清理碎雞蛋殼，再將100mL的量筒口與雞蛋上的洞口對準，讓蛋清流入。在獲取蛋清時應注意，動作不易過大，以免將蛋黃碰碎，蛋黃與蛋清混合會對實驗結果造成影響。實驗前雞蛋清還需用清水進行稀釋，稀釋6-8倍實驗效果最佳。蛋清被稀釋后產生的白色絮狀物，需用紗布進行過濾。一枚雞蛋的蛋清大約有35-45mL，一個50人的班級實驗只需4枚雞蛋。有條件的學校可將稀釋后的蛋清材料進行冷藏保存，循環使用。不具備這一條件的學校，可現配現用。使用蛋清代替豆漿，不僅獲取方法簡單，且更加的經濟，同時實驗效果不受影響。

二、葉綠體觀察實驗

高中生物教材中要求葉綠體的觀察實驗材料為黑藻葉和菠菜葉。在實際教學過程中，菠菜臨時裝片的制作成功率偏低，且觀察效果較差。黑藻葉觀察效果好，但不易獲取。因而，可考慮使用蘚類植物替代黑藻葉和菠菜葉。蘚類植物分布面積廣，在陰暗墻角、樹底都能夠找到。在九、十月是蘚類植物生長的旺季，非常容易獲取。經過實驗表明，各類易獲取的蘚類植物中，葫蘆蘚的實驗觀察效果最佳。在進行葉綠體觀察實驗時，學生可直接將采集到的葫蘆蘚用鑷子取一小片制作成臨時裝片，放置在高倍鏡下就可對葉綠體進行觀察。葫蘆蘚的葉綠體遠比其他蘚類植被大，制成臨時裝片后，學生可通過高倍鏡清晰地觀察出葫蘆蘚的葉綠體及在細胞中分布情況，實驗效果非常明顯。因而在葉綠體的觀察實驗中，黑藻葉與菠菜葉完全可用葫蘆蘚替代。

三、過氧化氫催化實驗

在“不同條件下過氧化氫的分解比較”實驗課程，高中生物教材要求使用新鮮的雞、豬等動物肝臟制成的研磨液作為過氧化氫的催花劑。但在實際教學中，若使用動物肝臟作為實驗材料，會對實驗教學造成直接的影響。使用大量的新鮮動物肝臟一是成本過高，二是獲取難度大。同時在實驗過程中肝臟需學生自行研磨，而研磨時間跨度大，過程復雜，無法在一堂實驗課中完成。此外，動物肝臟不僅容易變質，影響實驗效果，同時動物肝臟通常帶有難聞的腥氣，絕大部分學生并不愿意進行研磨，即便迫于教師的要求進行研磨，也往往帶有抵觸心理，研磨操作過程不規范、敷衍了事，進而導致研磨液極其不均勻，根本無法用于實驗教學。因而在實際教學中，動物肝臟研磨液完全可用平菇這一常見的菌類蔬菜替代。平菇用于過氧化氫催化實驗十分簡單，只需在裝有過氧化氫的試管中將指甲蓋大小的平菇放入，立馬會大量的氣泡產生，然后在試管伸進點著后但不燃燒的衛生香，衛生香會快速地復燃，其試驗效果與動物肝臟研磨液的實驗效果基本一致。

四、大腸桿菌培養實驗

大腸桿菌的實驗教學要求使用牛肉膏蛋白胨作為實驗材料，但大多數高中學校根本不具備這類實驗操作的條件。針對牛肉膏蛋白胨培養基獲取困難，成本高昂的情況，在實際實驗教學過程中，可使用價格低廉且易獲取的瓊脂馬鈴薯培養基替代。但使用瓊脂馬鈴薯培養基培養出菌種屬于霉菌類微生物而非單一的大腸桿菌，因此在實驗教學前，需要先向學生進行說明，用霉菌培養實驗代替大腸桿菌培養實驗，在實驗中側重于微生物培養過程的模擬教學，以培養學生的實踐操作能力與知識遷移能力為主。

五、葉綠素分離和提取實驗

在葉綠素的分離和提取實驗教學中高中生物教材要求使用的實驗材料為無水乙醇。無水乙醇作為實驗材料毒副作用較小，不易對學生身體健康造成影響。但以無水乙醇作為實驗材料，一是成本高，絕大多數學校不具備大量儲存的設備與能力，二是無水乙醇具有揮發性，研磨時間需嚴格控制，能夠提取的色素量偏低，對會實驗效果造成影響。因而，在實際教學中可選擇化學實驗室中常用的丙酮有機溶液替代無水乙醇，作為葉綠素分離和提取實驗材料。丙酮相較于無水乙醇，在毒副作用上相對較大，但色素提取效果更好，在沒有更合適的替代品下，丙酮是確保該實驗課正常開展的最佳選擇。在實驗操作中，可為學生配備口罩，并使用濾紙將研缽口遮住，最大限度地降低丙酮揮發對學生造成的傷害。

在高中生物實驗教學中，對于條件有限的學校而言，一些實驗材料不易獲取，這就需要高中生物教師通過各種方法和途徑積極地尋找替代性實驗材料，確保實驗課程的正常開展，從而更好地實現教學目標及任務。

（作者單位：江蘇省海安縣立發中學）