关于质壁分离实验的体会
宿豫区大兴高中 沈梅
生物科学是一门自然科学，是以实验为基础的学科，生物科学实验是以认识生命运动的本质和规律为目标的实践。它不是盲目的行为，而是在理性指导下的变革现实的实践活动。在每一个实验的过程中，从实验意念的产生到实验方案的设计，从实验结果的分析到实验 报告的完成，每一步都有思维活动，每一步都是思维的结果。所以，生物科学实验有利于把学生带入发现问题的情境，使学生在分析实验问题之中和在解决实验问题中锻炼思维能力。
新课程要求:以创新精神和实践能力的培养为重点，建立新的教学方法，促进学习方式的变革。新课程还提出，要构建以“活动”培养学生的动手能力为特征的新的学习方式。新课程要求强调对学生 的能力、情感态度价值观的教育。而能力、情感态度价值观的教育，不像知识目标，有可能通过讲解或讲授的办法来达到，培养能力和正确的情感态度要通过各种活动的过程来体验检、培养。在实验活动过程中使学生自主、合作探究学习知识内容，促进学习方式的转变。倡导学生在解决实际问题的过程中理解能力的培养有赖于评价的激励机制和导向作用，发挥实验过程性评价促进学生的发展。
植物细胞的质壁分离和复原实验是高中课本中要考察的实验，能力要求为B，是每年高考的热点问题，所以可以通过这个实验锻炼学生的各方面能力。下面是本人在这部分内容的教学过程中的一些心得体会，和同仁们共同分享和探讨。
质壁分离实验的原理是：植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，把活的植物细胞放在一定浓度的溶液中当外界溶液浓度大于细胞液的浓度时，细胞液中的水分就会向外渗出（失水），使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，在不断失水的情况下，液泡的体积缩小，原生质层和细胞壁分开，即发生了质壁分离，反之，当外界溶液浓度小于细胞液的浓度时，细胞液中的水分就会向内渗入（吸水），植物细胞就逐渐发生质壁分离复原。
首先是实验材料的选择非常关键，对于实验材料要求：第一：所选的细胞必需是活细胞。因为活细胞的原生质层才有选择透过性，否则细胞死亡后，原生质层遭到破坏，就不会发生细胞的质壁分离和复原了。这一点一定要让学生自己去探索，亲身去体会。所以在实验时，可给学生提供多个材料，如有活细胞，有死细胞，让学生通过亲手去做，达到理解材料的正确选择对实验的重要性。
第二：为了使实验现象明显，易于观察，最好选用具有大液泡，且细胞液有颜色的细胞，细胞失水形成质壁分离，再吸水发生质壁分离复原，可观察到有颜色的液泡大小的变化，效果明显，不具备大液泡的植物细胞不能发生质壁分离现象。在教科书中指出：该实验材料是紫色的洋葱，选用紫色的洋葱外表皮细胞和30%的蔗糖溶液，会明显地观察到紫色的原生质层慢慢地和细胞壁分离，实际上只有外表皮呈现出紫色，但对于初学者来说极难取到只有单层细胞的观察材料，多层细胞的材料往往相互重叠呈象，观察效果很不理想。在实践中我们发现洋葱的内表皮的撕取很易获得只具有单层细胞的薄膜材料，引导学生思考能否用内表皮来做实验，但内表皮却又是无色透明的，用其直接作观察材料，显然效果也不理想。再让学生思考，可以用什么方法来解决这个问题，学生通过讨论不难想出对细胞进行染色。在学生提出解决问题的方法后，教师可根据实际需要在细节上加以指导。我们通过反复摸索，发现对洋葱细胞活体染色后，再取内表皮做质壁分离和复原实验，实验效果就好多了。这样可以锻炼学生的发散性思维能力。对洋葱细胞活体染色的具体作法如下：用小刀在鳞片内侧划成约２ｃｍ长２ｃｍ宽的小块，将取下的小块放入０.０３％的中性红色溶液中染色１０～１５ｍｉｎ。取出小块稍加冲洗后，两手握住处理过的鳞片两侧并朝内表皮方向对折。即可露出带红色的薄膜内表皮。用镊子取小片内表皮制片观察，会看到细胞的细胞壁染成了醒目的红色，其他部分仍为无色。此时细胞的原生质与细胞壁的对比十分明显，质壁分离与复原的效果也十分理想。在操作中还发有的学生还想到也可以先单独将内表皮染上颜色，然后放在清水中浸泡十来分钟，可褪去细胞壁的颜色，但染成桃红色的液泡的颜色不会褪去，再将内表皮制片做质壁分离与复原的实验效果更为理想。另外，学生通过讨论还能想到之所以选择外表皮是因为外表皮细胞内液泡成紫色，而外界溶液即蔗糖溶液和细胞壁是无色，在显微镜下更容易观察。鉴于此点，我们想到既然表皮的液泡是无色的，我们可以让外界溶液即蔗糖溶液带上颜色，于是在蔗糖溶液中滴几滴红墨水，这样来做质壁分离实验照样也可以看见明显的现象，即观察到无色的原生质层慢慢向内收缩，与细胞壁分离现象，而且操作起来很容易。
其次是实验试剂，实验中所用的外界溶液应当是在短时间内对细胞没有损伤的，如蔗糖溶液，食盐溶液，硝酸钾溶液，尿素溶液，甘油等都可以。教科书上给出的实验试剂是蔗糖溶液，可以就以此材料为主导。对试剂的浓度要适当，若溶液的浓度细胞浓度过大，质壁分离太快，影响细胞活力，严重时导致细胞失水过多死亡，浓度过低，质壁分离速度太慢，现象不明显。为了让学生体会这一点，可提供30%和50%的蔗糖各一份。为增加学生的知识面，提高学生的动手、动脑、思维能力，可以多提供一些试剂，但是也要特别注意试剂的浓度，如食盐溶液的浓度8%的，用硝酸钾溶液浓度要用4%的等。又因为K+、NO3_、尿素分子、甘油分子等容易进入细胞内部，会增加细胞液的浓度从而使细胞自动的吸水，这样一来，若用硝酸钾溶液，尿素溶液，甘油溶液来做实验，则会出现植物细胞分离后又自动分离的现象。在做这些实验时，要让学生用心的观察、仔细的比较不同的实际出现的现象是否是完全相同，从而锻炼学生的观察能力，还可以让学生在小组内讨论，分析寻找出现实验差异的原因，以此培养学生的小组合作学习精神，分析处理问题的能力。
再次是对实验结果的预测：对于探究实验，其中必不可少的也是非常重要的一个环节就是对实验结果的预测，这一点也是考试常考的一个知识点，所以平时对学生预测节能的培养也很重要，这需要在实验设计是就特别强调，实验前的准备工作要做的充分。如果选用紫色洋葱来做，实验试剂选择蔗糖溶液，预期结果是:由于原生质层相当于一层半透膜，水分子自由通过，而蔗糖分子不能通过，因此在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡（紫色的洋葱液泡）会变小，细胞出现原生质层和细胞壁分离的现象。若再在这已经发生质壁分离的细胞浸润在蔗糖溶液中，细胞则会吸收，紫色的中央液泡又慢慢地变大，渐渐发生质壁分离复原现象。在学生具体做完这个实验之后，让学生叙述实验现象，若没看到预期的现象，要分析总结，寻找原因，以此来锻炼学生的语言表达能力，分析问题的能力。
最后，还可以让学生写实验报告，让学生知道科学探究实验的一般流程是根究观察到的现象提出问题 →作出假设→预测结果→进行实验→分析结果、得出结论→表达交流→进一步探究。通过让学生写实验报告来培养学生的做科学探索要有完整的实验流程，严谨的科学 态度，有始有终的科学精神。
亲身体验过的知识要比从他人处听到的要深刻的多，学生通过探究实验找到解决问题的方案，得到学习的乐趣性。就记忆强度而言，这要比教师直接告诉原因的要强得多，就对学生能力培养方面而言，这不仅能使学生学得深刻，而且能使学生在实验过程中，提高思维能力，增强自我意识，充分发挥学习的主动性。所以通过本次探究实验，充分利用生物实验中的有利因素，创设不同的问题情景，从不同的角度去开阔学生的视野，从而达到提高学生的思维能力、动手能力、合作学习的能力等等目的。
