高中生物《細胞大小與物質運輸的關系》的改進

王麗君+廖浩治

一、地位與作用

“細胞大小與物質運輸的關系”實驗是在人教版高中生物教材“分子與細胞”模塊第六章第一節細胞的增殖中。第一節的重點是有絲分裂，而在此之前要解決疑問：細胞為什么不能無限長大，而要通過分裂的方式發育為成體？本實驗就是通過模擬的方法讓學生了解細胞不能無限長大的原因之一是細胞表面積與體積的關系限制了細胞的長大，起了引入和鋪墊的作用。同時，也要讓學生知道模擬的方法也是科學研究的方法之一。

二、原實驗的不足之處

1、酚酞是白色粉末，如果接觸某些人的皮膚會引導起過敏反應，所以教材強調，在準備實驗材料時，最好戴橡皮手套。這個操作是實驗員完成的。

2、NaOH是白色粒狀或片狀物質，有腐蝕性，接觸眼睛或皮膚可引起劇痛或燒灼感，如果人吸入NaOH的粉塵會造成對呼吸道的嚴重傷害，如果不慎讓NaOH入口會使消化道嚴重受傷。

這個實驗材料是學生需要使用的，而且在將瓊脂塊放入NaOH溶液時，很有可能讓NaOH濺出燒杯，造成不良后果。

三、實驗改進與創新之處

用可溶性淀粉代替酚酞，用碘液代替NaOH溶液。

本實驗用NaOH和酚酞的目的是讓兩者反應之后有紫紅色出現，讓學生很容易看到NaOH的擴散深度，即顏色部分的深度即為物質擴散的深度。現利用淀粉遇碘變藍的原理，用藍色代表擴散深度，淀粉和碘液是非常安全的材料，既能達到實驗效果，也能排除實驗中存在的安全隱患。

四、實驗器材

3cm×2cm×1cm的含淀粉的瓊脂塊（碘和淀粉相遇，呈藍色）。小刀，毫米尺，塑料勺，紙巾，燒杯，碘液

五、實驗的設計思路

當碘與含有淀粉的瓊脂塊相遇時，其中的碘就會變成藍色。從瓊脂塊的顏色變化情況就能反映碘液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，其可以反映細胞的物質運輸的效率。

六、實驗過程

1、用小刀將瓊脂塊切成在邊長分別為3cm、2cm、1cm的正方體。

2、將3塊瓊脂塊放在燒杯內，加入碘液，將瓊脂塊淹沒，浸泡10分釧。用塑料勺不進翻動瓊脂塊。注意：不要用勺子將瓊脂塊切開或挖動其表面。

3、用塑料勺將瓊脂塊從碘液中取出來。用紙巾把它們吸干，用小刀把瓊脂塊切成兩半。觀察切面，測量每一塊上碘液擴散的深度，記錄測量結果。每兩次操作之間必須把刀擦干。

七、實驗效果

與原實驗的現象相似，藍色現象很明顯（圖1），即每邊擴散的深度一致，在切開的瓊脂塊面呈規整的小正方形，（紅墨水在蘿卜塊中擴散時邊緣不整齊（圖2），不利于測量）。且切開后放一段時間，擴散效果更明顯，由于對皮膚無副作用，可要求學生帶離實驗室后進行測量，保證是時間一致即可。

八、自我評價

1.操作安全 這是本實驗的最大一個創新點，與原實驗相比，在保證了實驗效果的基礎上，也排除了安全隱患。

2.實驗效果明顯 通過實驗發現，把瓊脂塊切開后放一段時間，擴散效果更明顯！由于碘液和淀粉對皮膚無副作用，可要求學生帶離實驗室后進行觀察測量，保證時間一致即可，效果更佳。