“运输作用”是绿色开花植物的重要生活方式之一, 同时也是北京师范大学出版社出版的《生物学》七年级的重要教学内容。由于在一些地区的教学设施落后, 教学实验室无多媒体教学设备, 又无足够的实验仪器在教室内进行分组使用显微镜观察导管和筛管:“观察水和无机盐的运输现象”。
所以教师往往在上该节内容时都会选择教材指定的演示实验进行教学, 但在实际操作过程中, 由于该演示实验所用的材料受季节与气候限制, 导致实验结果与现象都并不理想, 从而使学生并不能很好的去理解实验的具体情况。
在此, 在前人的基础上对北师大版普通初中生物的运输作用演示活动的实验材料, 进行了一些改进, 克服了由于季节的限制和气候的原因的困难, 改进了实验, 激发学生的创新精神, 取得了较好的实验效果。
新课标中的实验设计使用的是杨树枝条作为实验材料, 虽然在取材与实验过程中有一定的方便, 但是也有不尽合理的地方, 尤其在我国北方地区, 冬天气温较低、蒸腾效率低, 而以木本植物枝条作为本节课的实验材料, 导致实验时间需要持续2～24 h。但教材将本实验置于1h里完成, 这在很多的教学实际过程中难以达成。
实验材料:生长旺盛带叶的杨树枝条一段。实验步骤:取一杨树枝条并保留部分叶片, 把进行处理的杨树枝条放在盛有稀释红墨水 (代替水分和无机盐) 的带有刻度的锥形瓶中并固定, 并设为A装置。
将A装置放于室温维持在8-10℃的室内靠窗位置, 给与弱光照。每20分钟记录一次实验现象, 共记录5次。实验装置A (图1) 。实验后将杨树茎进行横切 (图2) , 纵切 (图3) 。
通过实验要求及实验过程的实验现象绘制表1便于分析。
根据表1可发现在最开始实验的20分钟, 杨树枝条蒸腾速率较慢, 水量无明显变化, 叶脉间也无明显变化, 在实验开始的60分钟后, 锥形瓶当中的红墨水才开始有少量的减少, 叶脉间变化不明显, 直至实验开始的80分钟, 才可见叶脉间有些许红色变化, 说明随着时间的增长, 杨树枝条的叶片会逐渐变为红色, 但总体用时较长。
通过表1的结果分析可知, 应改进为用时较短且实验效果明显的实验材料。同时该实验只演示了水分和无机盐由基部向顶部的运输, 但导管是既能由基部向顶部运输又能由顶部向基部运输的, 所以该补充其内容。
考虑到实验材料的来源方便, 受季节与气候影响少以及实验现象显现快等原因。本次实验决定将以白菜作为实验改进的材料。
实验材料:生长旺盛的白菜
实验步骤:取一白菜, 剥去外面的几片绿叶, 取其中的黄白叶心, 剥下其中一片, 纵向取其一部分。将进行处理的白菜叶柄放在盛有稀释红墨水 (与原型实验的同量) 的带有刻度的锥形瓶中并固定, 并设为B装置 (图4) 。将B装置放于室温维持在8-10℃的室内靠窗位置, 给与弱光照。每20分钟记录一次实验现象, 共记录5次。实验后将白菜叶柄进行横切 (图5) , 纵切 (图6) 。
通过实验要求及实验过程的实验现象绘制表2便于分析。
根据表2可发现在实验开始的20分钟, 水量无明显变化, 叶柄基部为红色, 叶柄无明显变化, 在实验开始的40分钟后, 锥形瓶中的红墨水开始有明显减少, 叶柄开始变红, 实验60分钟后, 锥形瓶中的红墨水减少明显, 叶柄可见明显红色, 叶脉变红, 整个叶片变为红色。
结合原型实验与改进实验的过程和现象及结果绘制表3便于分析
根根据表3可知当给予的条件相同时改进后的实验比原型实验的实验现象能更快的显现, 且现象比杨树枝条较为明显, 这将使学生在生物实验课上能更好的去理解水分及无机盐在茎内的运输的具体情况。
实验材料:选取粗细大小及所带叶片大致相近且生命活动旺盛的杨树新鲜枝条数枝。
实验步骤:将进行处理的杨树枝条放在盛有稀释红墨水 (代替无机盐) 的带有刻度的锥形瓶中并固定, 与原型实验不同的是该实验是将顶部插入锥形瓶而不是基部插入烧杯。并设为C装置 (图7) 。将C装置放于室温维持在18-20℃的室外, 阳光充足的地方, 每20分钟记录一次实验现象, 共记录5次。实验结束后将杨树茎进行横切 (图8) , 纵切 (图9) 。
通过实验要求及实验过程的实验现象绘制表4便于分析。
通根据表4可发现, 叶片由叶基向叶尖逐渐变红, 又通过图8和图9得出其木质部导管均被染红。将原型实验与补充演示实验的结果对比可说明:导管对无机盐的运输既能由基部向顶部运输, 又能由顶部向基部运输。
通过改进的十字花科的白菜来替代带叶的杨树枝条, 能更清楚的观察到红墨水在植物体内的运输, 且在讲授此章节时已是秋冬季节, 许多植物的生理机能有所减弱, 而白菜仍然能保持着旺盛的生命力。
当实验进行时, 即使没有阳光照射, 运输作用也能较快的进行, 且达到实验所需效果用时较杨树短。
将叶柄横切时, 可见一排红色圆点, 纵切叶柄时看见一条条红色的维管束, 红白分明, 现象显著, 容易观察到植物体内水分的运输。改进后的白菜作为运输作用的实验材料, 取材容易, 操作简单, 不仅实验所花时间较少而且现象更为显著, 不受秋冬季节气温的影响, 当教师演示后, 可将学生分组在课堂上进行实验, 更易于学生理解。
摘要：为生物实验探究活动较多, 学生第一次接触生物学科, 所以实验对他们至关重要, 其中对探究活动的实验材料的选择至关重要也是实验成功的关键, 本文选取白菜叶柄为实验材料取代北师大版生物教材中原本的实验材料杨树枝条, 通过实验对照改进后的实验材料更加适合用于实验。
关键词：生物,运输作用,材料,改进,补充
[1] 温爱娟.观察植物水分和矿质元素运输作用的好材料——白菜[J].生物学通报, 2007 (1) :61.
[2] 鄢华寿马兹平.“运输作用”的教学组织[J].生物学通报, 2010 (11) :42-45.
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