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1、,初中生物实验教学研讨,高中中生物实验教学探讨,浏阳市教育科学研究所,张雪玲,高中生物新教材实验教学案例分析 必修1 分子与细胞 案例一：使有用高倍镜观察几种细胞（P7）目的要求：使用高倍镜观察几种细胞，比较不同细胞的异同点。比较植物、动物、微生物细胞的异同点。,1观察植物细胞：洋葱的鳞片叶表皮细胞：将洋葱划成十字架放在通风处(窗台上)，45天内表皮就会变成紫色,这样既好撕取,又不要染色,而且效果极好。以叶绿体为参照物观察植物细胞：水绵、葫芦藓、蚕豆叶、黑藻；大葱绿叶、菠菜叶、天竺葵、四季青叶等选取上述植物的一片绿叶，撕去表皮，用刀片刮取少量的叶肉组织，放于载玻片中央的水滴中，加上盖玻片，在高
2、倍镜下可以观察到叶肉细胞内含有大量的叶绿体。,2动物细胞的观察：观察人的口腔上皮细胞 口腔上皮细胞容易脱落，利用消毒牙签（棉签）蘸取唾液即可取得，同时，龙胆紫溶液比稀碘液染色效果更好，在显微镜下看到的细胞各部分更明显更清楚。观察小鱼红细胞 实验改用小泥鳅,观察小泥鳅的尾鳍血液流动。可重复使用，效果明显，观察到泥鳅尾鳍内的毛细血管内红细胞单独成行。,3酵母菌的培养和观察一.培养方法：1.用蔗糖（即平时用的白糖）培养：在盛有100毫升的三角烧瓶中加5克蔗糖，煮沸。冷却后加入小块鲜酵母，用玻璃棒搅拌均匀，再用棉絮塞紧瓶口。放在2030的地方培养。24小时后可见溶液中有气泡产生，并散发出酒味。这是因为
3、酵母菌将糖分解成了酒精和二氧化碳，23天后取溶液在显微镜下观察，在大量的酵母菌。同时可以用注射器吸入加了鲜酵母的蔗糖培养液，用软木封住针尖口，放在2030水浴中保温。同样可培养出大量的酵母菌。,2.用豆芽汁、乳酸和蔗糖液培养：将10克豆芽放入100毫升水中，加热煮沸半小时过滤冷却。在滤液中加入5克蔗糖和5毫升乳酸。配制成培养液，培养方法同上。23天可培养出大量的酵母菌。3.用发面观察酵母菌:取少量的发面放入小烧杯内，倒入适量的温开水，搅拌均匀。静放5min左右，用吸管从液面上吸取，滴一滴在载玻片上，盖上盖玻片。4.用酿制好的甜酒观察酵母菌：用滴管从甜酒酿的汁液中吸取一滴汁液，滴在载玻片上，用探
4、针摊开，盖上盖玻片，在低倍镜下就能清楚地看到甜酒酿的汁液中悬浮着无数酵母菌。,二观察方法：从上述四种培养液的表面取少量的液体放在载玻片中央制成临时装片，用碘液染色。在1010低倍镜下可以观察到酵母菌，被染成棕褐色的细胞核和变成蓝紫色的淀粉粒。在高倍镜下可以更清楚观察到酵母菌和出芽生殖。,三进一步探究：利用酵母菌可做多个探究实验。例如探究酵母菌的呼吸方式；探究酵母菌的 发酵速度与温度的关系；探究酵母菌的发酵产物；探究酵母菌发酵与PH值的关系。,案例二 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质P18一.还原糖的检测和观察(教材:苹果、梨匀浆)还原糖的最理想的实验材料是含糖量较高的生物组织（或器官），而且
5、组织的颜色较浅，或近于白色的，如苹果和梨的果实。经试验比较，颜色反应的明显程度依次为苹果、梨、白萝卜。改进方法一 徒手切片法鉴定：切下梨的薄片放在载玻片上，直接加入2滴刚配好的斐林试剂，在酒精灯上直接均匀加热。在显微镜下观察，可以见到多边形的梨细胞中用许多砖红色的小颗粒。,方法二 酒精灯直接加热法：取梨汁水浴加热改成酒精灯直接加热，片刻即可看到试管里的溶液由蓝色变为砖红色。方法三 苹果块法：将苹果切成小块，向果肉上滴加刚配好的斐林试剂，然后用探针将苹果块放在酒精灯上烤，不久可出现砖红色。方法四 用葡萄去皮代替苹果或梨:不需要研磨，去皮后放在小烧杯中挤压即可流出果汁，也不用过滤，方便且效果好。方
6、法五:改为探究不同果实中含还原糖的多少。,2脂肪的检测和观察：原实验是将花生浸34小时，切成薄片。时间长组织太软，时间短，不容易切片。方法一：挤压法：如果将花生两子叶分开，将一片放在两个载玻片之间剂压，直到载玻片上有一层白色膜状物。去掉碎屑，加1-2滴苏丹染液，染色1分钟左右，放在显微镜下观察，可看到许多橘黄色颗粒。方法二：纸染法：取花生（蓖麻、大豆）种子，去种皮，然后用力剂压，拿起纸，透明即可，加入加1-2滴苏丹染液（在透明处与不透明处均加入），染色1分钟左右，比较颜色的变化。,方法三：干种子徒手切片法：采用干种子利用锋利的刀片，能切出很薄透明的切片。方法四：散落组织细胞染色法：花生种子浸泡
7、时间过长，组织太软，不易做徒手切片时，可以用解剖刀刮一些组织泥状物做成装片，染色后可以清晰看到橘黄色的脂肪颗粒。方法五：取膜法:花生子叶内部有一层薄膜，浸1-2小时可以轻松被剥离，先用刀片切切开然后撕取。染色，观察。脂肪颗粒清晰可见。,3蛋白质的检测和观察(教材:豆浆,花生种子匀浆)方法一：用稀释的卵白作实验材料，将一个鸡蛋清水稀释到500毫升，节约时间和材料，本身无色透明，效果好。方法二：取新鲜的大豆种子（去种皮），用刀片切成薄片，放在载玻片上先加A试剂，再加B试剂。充分反应后，在高倍镜下，可看到大豆细胞内有圆形的紫色颗粒。4.淀粉的检测和观察(教材:马铃薯匀浆)改为米汤:方便节约，材料易得
8、，效果好。,探究牛奶中是否含糖类、蛋白质和脂肪1.实验成本减少：用牛奶代替教材中的三种实验材料（苹果、花生、豆浆）2.减少实验器材：不用加热不用显微镜。3.改进方法节约时间与试剂。4.改验证性实验为探究性实验。,案例三 观察DNA和RNA在细胞中的分布 P26 用口腔上皮细胞（建议用棉签取唾液或口腔内壁细胞）、洋葱、增加酵母菌细胞观察。盐酸水解处理用8%的盐酸浓度过高，如果时间过长细胞核不呈蓝绿色与细胞质一样会呈红色。建议改用2%的盐酸处理，在37的水浴中加热。如果将实验变得更简单，口腔上皮细胞不用0.9%的生理盐水，直接在载玻片上加95%的酒精，加口腔上皮细胞，用处理10分钟后，再在酒精灯上
9、过火烘干，再染色，效果较好。设置对比实验，分别一组用DNA酶处理，另一组用RNA酶处理，再重复上述实验，构成对比，这样方便学生比较和观察，同进渗透科学研究的方法。,案例四 设计实验证明植物生长需要无机盐(P36)方案一：在两个广口瓶A、B分别加入等量的清水和稀释的红墨水，分别插入两株相同的玉米幼苗，2-4小时后观察玉米叶片的颜色，作出比较和记录。（大白菜叶，白花）方案二：在两个广口瓶A、B分别加入等量的土壤溶液和蒸馏水，分别插入两株相同的玉米幼苗，每天观察幼苗的生长情况，作出比较和记录。,方案三：在两个广口瓶A、B分别加入等量完全培养液和缺氮培养液，每天观察每天观察幼苗的生长情况，作出比较和记
10、录，然后在缺氮培养液中加入适量氮肥，再进行观察比较。方案四：在两个广口瓶A、B分别加入等量的土壤溶液，在A中加入一定量的食盐，分别插入两株相同的玉米幼苗，每天观察幼苗的生长情况，作出比较和记录。引导学生观察分析实验结果。注意在实验过程中适当补充水分,有时植株会出现死亡或萎焉现象，分析原因。,附：利用种子的萌发完成一系列探究实验：1.探究种子的萌发与光照的关系2.探究种子萌发与深度的关系3.探究浸种与种子萌发的关系（绿豆、萝卜、西瓜籽）4.探究种子萌发与酸碱度的关系（洗衣粉）5.探究含重金属离子污水对种子萌发的影响（废旧电池）6.探究磁化水对植物生长的影响（磁化杯）7.探究磁场对种子萌发的影响（
11、磁铁）,实验六：用显微镜观察叶绿体和线粒体（P47）观察叶绿体：（1）水绵：生活在淡水中，分布广，容易采集，细胞大，在低倍镜下可看到呈带状的叶绿体。衣藻：生活在淡水中的单细胞藻类，低倍镜下可看杯状叶绿体。（2）葫芦藓：在荫湿地方均有分布，因藓叶是由一层单层细胞构成的所以低倍镜下可见葫芦藓叶细胞的形态近似长方形的，每一个细胞内含有许多颗粒状的叶绿体。（3）蚕豆叶：是观察叶绿体的好材料，撕取蚕豆叶的表皮，由于表皮细胞不含叶绿体，只有表皮上的保卫细胞含叶绿体，所以只要将气孔放大就可以清楚观察到叶绿体的形态和数目。,（4）黑藻：具有分布广，容易采集，一年四季均可采集，同时小叶由单层细胞构成，且细胞大，
12、所含叶绿体的数目多，只要在低倍镜下就可以清楚看到叶绿体，在高倍镜下形态和数目清晰可辨。（5）大葱绿叶、菠菜叶、天竺葵、四季青叶等选取上述植物的一片绿叶，撕去表皮，用刀片刮取少量的叶肉组织，放于载玻片中央的水滴中，加上盖玻片，在高倍镜下可以观察到叶肉细胞内含有大量的叶绿体。,观察植物细胞，比较不同植物所含有色体：（1）红辣椒、西红柿：撕去表皮，用镊子挑取少量的果肉细胞放在载玻片的清水中涂均匀，盖上盖玻片，放在高倍镜下观察可以看到颗粒状的橙红色的有色体。（2）旱金莲的花瓣：用镊子撕取一块花瓣放在载玻片的清水中，用镊子轻刮几下，使细胞呈单层，放在显微镜下可看到有色体呈针状。（3）胡萝卜根：取胡萝卜的
13、根，做横切，制片观察，可以看到细胞内具有红色的结晶状的有色体。,液泡中的花青素：（1）扁豆花：呈紫色，是观察花青素的最佳材料，撕取花瓣的小片放在载玻片的清水中，用镊子轻刮几下，使之细胞呈单层，盖好盖玻片放在低倍镜下可观察到紫色液泡。（2）葛藤的花：分布广花呈紫色，花序上有许多小花，容易采集，方法与扁豆花的观察方法相同。数量多，成本小，效果明显。,（3）胭脂花、月季花、紫色洋葱表皮等都是观察花青素的好材料。在上述实验材料中选择扁豆花、葛藤花、紫色洋葱表皮，加入低浓度的盐酸，一分钟以后发现紫色液泡呈红色，取另一制好了的装片加入氢氧化钠一分钟后发现液泡呈蓝色。如果在胭脂花和月季花的装片上加入酸发现红
14、色更深，加入碱液泡会呈现出蓝色。因为花青素的显色与细胞液的PH值有关，酸性时呈红色，碱性时呈红色，中性时呈紫色。,观察植物细胞质的流动方法一.观察细胞质的流动 取新鲜的黑藻（葫芦藓）的嫩叶制成装片。用显微镜观察细胞,先用低倍镜找到清晰细胞后换用高倍镜观察。以叶绿体为参照物观察细胞质的流动。,下列条件可加快细胞质的流动速度：（400倍）取新鲜的绿色的嫩叶。采回后放在光下培养几小时。在2530的温水中处理细胞质的流动速度最快。将叶撕成一半观察，细胞质的流动速度加速。将载玻片置于灯下烘热或放酒精灯火焰上过两次（在灯泡下光照几分钟）。加上低浓度的氢氧化钠，一分钟后细胞质的流速加快，几乎90%以上的细胞
15、有快速流动的现象，10分钟以后只有10%的细胞细胞质有流动现象。15分钟以后，细胞质的流动现象消失。,线粒体可使特异性染料健那绿保持氧化状态，呈蓝绿色，线粒体周围的细胞质中的健那绿被还原成无色状态，从而显示线粒体。1、材料：人的口腔上皮细胞、洋葱内表皮、幼苗或幼根（1）0.5g健那绿溶解于50mL生理盐水中1%健那绿染液（原液）。（2）再取1mL 1%健那绿染液（原液）加入49 mL的生理盐水，有条件的可换成（复合生理盐水）即配制成1/5000的工作液，保存在棕色瓶内。节约成本效果好。（3）Ringer液（复合生理盐水）：0.25gKCl+0.85gNaCl+0.03gCaCl2 加入100m
16、L水,实验八：探究植物细胞的吸水和失水（P61）用盐水或白糖浸萝卜条、西红柿或黄瓜演示一.方法的改进 将洋葱划成十字架放在通风处(窗台上)，45天内表皮就会变成紫色,这样既好撕取，而且效果极好。二.溶液改变 0.3g/mL的蔗糖溶液改成的aCI溶液：用蔗糖溶液做此实验对显微镜很容易造成污染，用氯 化钠溶液做此实验具有污染小、成本低、质壁分离速度快而且可以多个班级隔一段时间做也不会出现发霉变质的现象。三.材料选择 水绵、紫色鸭趾草和紫色美人蕉、蚕豆叶的表皮细胞、南瓜茎或叶柄的表皮毛。,四.将实验改成对比实验与探究性实验相结合：1.能否用其它材料代替洋葱，用0.3g/mL的蔗糖溶液，设计了第一组对
17、照实验，统计表如下：,2.能否用其它溶液代替蔗糖溶液，设计了第二组对比实验，统计表如下：,3能否用其它浓度的蔗糖溶液代替0.3g/mL蔗糖溶液，设计第三组对比实验，统计表如下：,案例九 比较过氧化氢在不同条件下的分解（P78）教材：用肝脏成本高，易污染环境。探究一：探究酶具有高效恬、活性受温度、酸碱度的影响等。,探究二：探究不同浓度的马铃薯研磨液对过氧化氢的催化作用：,探究三：探究不同植物过氧化氢酶的活性是否相同：将各种植物的器官称取3g，切成小薄片，放入试管中，编号，设计空白对照。探究四：探究动物不同器官过氧化氢酶的活性是否相同：将猪的各内脏器官各取1g，切成碎片放入试管并编号，设计对照实验
18、。,附：酶相关实验的探索与改进：1.酶的化学本质的验证：因为酶大多数是蛋白质，还有少数是RNA，因此除了用双缩脲试剂检验以外，增加用吡罗红来检验。2.酶催化作用高效性的探究：设置不同浓度的唾液（稀释10倍、100倍、1000倍）再催化相同的淀粉，同时保温，在相同的时间内检查。3.探究温度(PH值)对酶的催化作用的影响，可设置不同的温度梯度。（0、20、40、60、80、100）和不同的PH值梯度。注意不同的温度用碘检验必须都让试管冷却再加碘检验，否则高温碘有升华现象，会影响实验效果。,实验十一：探究酶母菌细胞呼吸的方式（P91）教材实验是在2535的环境中放810小时。检查酒精的产生是用溶有重
19、铬酸钾的浓流酸，具有很强的腐蚀性。使用了水浴，3-6分钟就可以看到实验现象；用澄清石灰水验证产生的气体，效果明显，明显闻到酒味、看到产生气泡、石灰水变浑浊、产生白色沉淀；过程清晰：不仅能看到清楚的发酵现象，还能显示出发酵的全过程。,案例十二：叶绿体中色素的提取和分离实验改进（P97）（1）叶片的选择：菠菜叶的数量有季节性和数量的限制，通常教师在上实验课时用白菜叶、蕹菜叶代替，最好是买回来以后，摊开凉干叶片上的水再用于实验，同时除去叶脉和叶柄，取纯绿色的叶片。用女贞叶代替，方法是：取女贞刚发出的新叶除去叶柄即可，易研磨。效果最好的是龙葵叶和辣椒叶，它们都是茄科植物，叶片中含有大量的色素，通常呈深
20、绿色，这两种植物都很容易采集，无论是老叶、幼叶都可以（老叶效果更好），无论用哪种方法层析都可以明显看到四条色素带。（萝卜叶、胡萝卜叶、天竺葵叶、杨树叶）,（2）色素的溶剂由丙酮改为95%酒精，可降低成本，减少对学生身体的损伤，效果相同。用细河沙代替二氧化硅，从学校沙池中或沙滩上取一定量的沙子，在实验前用水洗净晒干备用。这样实验研磨效果好，而且不会使滤液的颜色变浅，同时降低了成本。（3）用三层纱布包住叶泥挤出滤液至小烧杯中或试管中。可以节约实验时间和实验器材。,2、叶绿体中色素的分离：（1）画线方法：通常用毛细吸管画线，很容易断，影响实验效果，可改用下列几种方法：取少量色素提取液在载玻片上，用另
21、一块载玻片拉均，然后用一块盖玻片垂直向下蘸取滤液盖在剪好的滤纸条上，干燥后重复23次，这样既快又平直。同时可以将剪好的滤纸条沿铅笔线平褶，再在载玻片的滤液中蘸取。这样效果也很好。（2）层析方法：用95%酒精、93号汽油、石油醚都可以用来代替层析液，可以通过分析比较哪种分离效速度最快，距离拉得更开。,3、本实验还可用另外方法：（1）用白粉笔代替层析滤纸：先将白粉笔干燥，用牙签蘸滤液在粉笔基部重复划线，使滤液越浓越好。将粉笔置于小烧杯的层析液中（液面低于粉笔滤液画线），几分钟后，随着层析液渗入粉笔逐渐向上，四种色素开始分离。（2）用圆形滤纸：在干燥的圆形滤纸正中央滴一滴滤液（待干燥后重复多次），然
22、后滴加层析液。观察色素的扩散方向和扩散速度。,（3）本实验可用多种新鲜蔬菜为材料，除上述材料外，比如芹菜、豌豆苗、茼蒿、荠菜、苋菜、菊花叶、绿草等作比较，探究不同植物中所含的色素种类和数量。培养学生的实验操作能力、分析问题的能力和对问题的探究能力。,案例十三 环境因素对光合作用强度的影响：探究光照强度对光合作用强度的影响：改时方案：在小烧杯中放入新鲜黑藻，用15W、40W、60W、100W的台灯在同一距离内照射，计录一分钟内黑藻放出气泡的多少。重复三次。同时可用同一灯泡不同距离重复上述实验。,案例十四.细胞大小与物质动输的关系教材用材与方法:不同体积含酚酞的琼脂块，放入NaOH溶液中，相同时间
23、内，观察变色深度。改进：不同体积白豆腐，用NaOH溶液浸泡，观察变质变黄情况，计算没变黄的体积。,案例十五：观察植尖细胞有丝分裂的实验改进（115）1、根尖的培养：改进方法一：将买回的洋葱放在温水中浸泡半天，剥去老皮，用小刀小心削去根部的老根，再放在潮湿的沙土中培养34天，待根长到0.51cm即可，这样生根更快更多，且分裂相最多。方法二：班级少替代品最好是蚕豆，具有细胞体积大，染色体数目少，成本低，生根快，效果好等优点，方法是将蚕豆放在温水中浸泡半天，平铺在水槽中放入少量的清水，2天待根长到0.5cm时取用最佳；方法三：如果班级较多可有大蒜代替，具有生根快，数量多，效果较好等优点；方法四：班级
24、数多还可以用绿豆和小麦代替，培养方法同蚕豆，一天即可，具有易培养，根数量多，生根速度最快，效果较好等优点。,2、取根、解离、漂洗：所有材料的根最好是培养到0.51cm，此时细胞分裂相最多。取下根尖0.5cm（如果取3mm在解离、漂洗时很容易破坏分生区细胞）放入15%盐酸和95%酒精（1:1）中解离，3分钟后用镊子试夹根尖分伸长区的一端，待根酥软后取出，注意取出时用镊子夹根尖分伸长区的一端。放在清水中漂洗，如果中途换一次水不仅节约时间，而且效果更好。,3、染色、制片、观察：（1）染色：染色用龙胆紫很难把握浓度和染色时间，经常出现一团深紫色或紫一团、白一团的现象，如果改用2%的醋酸洋红染色，效果大
25、不一样。方法是：用镊子将漂洗后的根尖放于载玻片中央，用吸水纸将水分吸干，滴加2%的醋酸洋红染液，盖上盖玻片，在酒精灯上迅速来回过几下（不能使染液沸腾），染色35分钟。,（2）制片：在盖玻片上盖23层吸水纸，用拇指轻压，不能碾转，或用铅笔头均匀敲打，使根尖组织成均匀的细胞层，这样根尖细胞分散。然后按教材上方法：在低倍镜下找到分生区，换用高倍镜找到有丝分裂各期细胞。,另外介绍一种染色方法：以蚕种子培养为例，取蚕豆种子用水浸泡半天，放在垫有吸水纸的培养皿中培养（加入适量的清水），待胚根裸露时，改用0.02%的亚甲基蓝溶液培养（它是活体染色剂，不影响细胞正常的生命活动），在培养过程中，经常用滴管加0.02%的亚甲基蓝溶液，以保持吸水纸的湿润。待根长到0.51cm时备用，再按上述方法解离、漂洗、制片和观察，省去了染色时间。,
