您所在的位置:首页 > 课程教学研修中心 > 论文交流 > 中学 > 生物
从“蛋白质鉴定实验”浅谈生物实验教学

上海市零陵中学 姜舒曼

摘要 生物学实验是中学生物教学的重要组成部分,也是实施素质教育的重要途径。实验材料的选择、实验试剂的配制、实验教学过程的设计、教学环节的安排等方面都将影响最终学生实验操作的效果。

关键词 蛋白质鉴定实验 生物实验 教学改进

 

中学生物学实验的开展不仅能激发学生学习知识的兴趣,巩固理论知识,同时也能起到提高学生观察能力、创新能力、动手操作能力、科学探究能力等的作用。生物教师应充分发挥生物学实验教学的功能,尽可能多地让学生参与实验、实践活动以及研究性学习活动中,以更好地帮助学生理解和掌握相关理论知识,更好地培养他们的观察、实验操作和科学思维等当面的能力。笔者将从食物中蛋白质成分鉴定实验教学入手,谈谈对生物实验教学改进的措施。

一、食物中蛋白质成分鉴定

1 实验原理

在碱性环境下,蛋白质(含有与双缩脲结构类似的肽键)会与双缩脲试剂中的二价铜离子结合生成紫色络合物,即可鉴定生物组织中的蛋白质成分。

2 实验过程

(1)实验材料:鸡蛋清稀释液

牛奶、豆浆和鸡蛋清等都是常用的蛋白质鉴定实验材料,但是牛奶和豆浆都存在严重的白色浑浊现象,会影响后续实验现象的观察,而且反应后在试管壁上粘附严重,比较难清洗。相比之下,鸡蛋清无色清澈透明,蛋白质含量较高,反应后颜色呈现明显,所以更适用于蛋白质的鉴定。

(2)鉴定试剂:双缩脲试剂(5% NaOH溶液 + 1%CuSO4)

双缩脲试剂需要现配现用,但是为了便于学生的实验操作,实验员老师提前配制好混合液:将1.5克CuSO4· 5H2O和6.0克酒石酸钾钠(NaKC4H4O6.4H2O)溶于500ml蒸馏水中,再搅拌加入300ml 10% NaOH液(可另加1克KI以防Cu2+自动还原成一价氧化亚铜沉淀),用水稀释至1000ml。此溶液可长期保存,若有黑色沉淀则需重新配制。

(3)实验用具:量筒、试管、滴管、蒸馏水、试管架等

(4)实验方法与步骤

取一枚鸡蛋的蛋清,加水稀释至10%左右备用,以免粘稠。再取一支干净的试管,加入2ml鸡蛋清稀释液,然后加入2ml上述混合液双缩脲试剂,震荡摇匀后观察,并做好实验记录。

(5)结果分析:观察到紫色络合物。

在上海科学技术出版社出版的《生命科学(试用本)》教材中,所用的蛋白质鉴定试剂为5%NaOH + 1%CuSO4,并未说明其为双缩脲试剂。教师在教学中,会强调两者的先后顺序,并解释其目的是为了营造碱性环境,使现象更明显。而在实际实验时,则直接采用上述配制的混合后的双缩脲试剂。其实,上述混合后的双缩脲试剂和先后加入5%NaOH + 1%CuSO4,得到的实验效果是一样的。通过咨询实验材料准备教师、查阅一些相关文献,发现是因为加入了酒石酸钾钠的双缩脲试剂可长期保存一段时间。由原先的现配现用转变为可直接用的混合试剂,在实验操作上可以让学生在短时间内即可观察到实验现象。

二、生物实验教学

为了提高实验效果,让学生更好地完成实验,除了上述在实验药品配制、实验材料择优选择等方面作出相应措施外,还可以在教学中做适当调整。通过相关文献的查阅,笔者提出以下建议供参考:

(1)教师重视实验课的教学,引导学生正确认识实验课

实验课不仅能帮助学生更好地理解理论知识的基本概念、基本原理,也能在实际操作中培养学生的动手能力、合作能力以及科学思维能力。而教师的态度在实验课中起着关键作用,因此,教师首先要改变“实验课可上可不上”的观念。至于课时紧张的问题,教师应当根据教学情况及时合理调整教学计划,为学生提供应有的实验时间。例如,教师可以在实验课前将实验原理及过程介绍给学生,让学生对实验有初步的了解后,在实验课时,教师即可缩短讲解时间,给予学生更多的时间自己发挥进行实验操作;或将一些原本繁琐的实验进行适当的精简,以学生理解的形式快速呈现。这样既能保证一定的实验课量,又能实现开展实验课的目的——让学生从实验中巩固理论知识和增长操作技能。

(2)提高学生实验的兴趣,引导学生主动参与到实验中

教师可以利用实验材料入手,提高学生进行实验的兴趣。生物实验中用的实验材料通常由实验教师准备,那对于一些简单的、从日常生活中易于获得的、不具危险性的材料,建议让学生参与到收集的过程中。例如在食物中主要营养成分的鉴定实验中,像苹果、梨、鸡蛋、植物油、花生、马铃薯等材料,日常生活中比较常见,也方便存放的,教师可以在课前将学生分为各小组,并分配不同的小组成员收集不同的实验材料,提早带到学校,由教师统一处理。收集的过程看似很简单,但可以更好地激发学生的实验兴趣,也能增强学生对实验要点的记忆以及动手能力,增强小组合作配合的意识和责任心。

同时,教师可以通过材料收集,让学生根据实验目的思考如何选择更好的实验材料,根据不同的实验原理思考选材的注意事项......例如洋葱,在让学生采集材料前,教师可引导学生思考在做植物质壁分离实验时为何要选择紫色较深的洋葱而不选择土豆?实验时为何选择外侧鳞茎细胞而不是内侧细胞?思考观察有丝分裂细胞图像时为何选洋葱根尖而不选洋葱鳞茎?等等,这些实验要点,教师均可让学生在收集材料时将其分析清楚,这样可实现理论与实际相联系的教学目标。

(3)教师通过改变实验方式,引导学生积极开展实验探究

教师需要在实验设计上进行创新,以更好地发挥学生的创新思维。目前,中学生物实验课中,往往是教师先将实验要点及过程讲明白,然后让学生进行实验,这样难免会出现依样画葫芦的现象,不知不觉中学生就失去了自我思考的能力,而深入探究的能力也受到了约束,不利于综合素质的培养。为此,对于部分可以让学生自由发挥的实验,教师可以给出设计思路和材料,让学生自行设计具体实验过程和选择材料,为学生全面参与实验操作留白。

生物实验中多以验证性实验为主,但是随着学生综合素质培养的要求不断提高,教师需要改变教学策略培养学生的创新思维能力,比如可将验证性实验设计成探究性的拓展实验。在食物中主要营养成分的鉴定实验中,可将该实验设计为:实验前,由教师介绍三大类成分鉴定的方法、实验原理及食物成分鉴定前的处理方法,再让学生自行设计一张食品成分鉴定表;实验中,教师尽可能的多准备些具有代表性的食物,或让学生自带食物进行鉴定,完成鉴定表,并思考哪些食物可以作为主要的蛋白质、糖、脂肪来源。在这个过程中,学生需要自行设计鉴定表和实验步骤的全过程,虽然与之前的实验相比改动不大,但是学生能从依样画葫芦转为主动实验。同时探究性实验对学生实事求是的意识培养也有很大帮助,无论结果是否符合预期,学生都必须如实记录完整的实验过程,教师则需引导学生分析实验中各种现象出现的原因,有条件的可以让学生进行重复实验检验其问题所在,这对学生来说,将是知识和价值观的双重收获。

总之,“兴趣是最好的老师”,教师需从学生角度思考,改变教学方式,激发学生的学习热情,帮助学生在知识、情感等方面得到更多的积累。在生物实验教学中,教师需从实验教学观念、教学方式、实验材料、实验教学设计、实验课的特点、学生的发展阶段等角度,充分利用实验课可以带动学生积极性的优势,改变学生对生物学科的态度,激发学习兴趣,达到学生主动学习的教学目的。

 

 

参考文献

[1]邓菲,胡兴昌.在中学生物学实验教学中培养学生多重思维能力[J].生物学教学,2010,10(35).

[2]顾怡,胡兴昌.应用NaCl进行“植物细胞质壁分离及复原实验”的探索[J].生物学教学,2012,6(37).

[3]苏相洁.高中生物实验教学有效性策略的研究与探讨[D].广西师范大学,2005.

[4]吴举宏.对“生物组织中可溶性还原脂肪、蛋白质的鉴定”实验教学的建议[J].生物学通报,2002,37(5).

[5]姚家佳.浅谈中学生物实验的几点改进和创新[J].新课程研