共性材料 个性课堂——洋葱串联实验复习初探

广东

新一轮课程改革强调培养学生的生物学学科核心素养，包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任这四个维度。而在高中生物教学中，实验往往可以渗透多种学科素养，又符合“能力立意”的高考命题趋势，故系统地进行实验专题复习在高考备考中是不可忽视的环节。教材中的实验知识因其分布零散，在一轮复习中一直没有有效的复习策略。笔者利用教材实验中常用的材料——洋葱，把零散的教材实验串联起来，以提高教材实验专题复习的有效性。

1.解析《考试大纲》，梳理材料

《普通高等学校招生全国统一考试大纲》（以下简称《考试大纲》）中要求学生理解教材中的实验原理、实验方法和操作技能，并能利用所学的生物学知识、实验思想对实验现象和结果进行解释、分析、处理和评价。

笔者将《考试大纲》中列出的可用到洋葱的实验总结如表1。

表1

2.材料分类，逐个击破

笔者以洋葱为主线，分析表1中每个实验的误区，把学生的常见错误归类，研究每个实验的重难点，以教材为核心设计一系列习题推动课堂的进度，全方面考查教材实验知识，多角度锻炼学生思维。

2.1 检测洋葱组织中的糖类、脂肪和蛋白质

生物组织中均有糖类、脂肪和蛋白质等化合物，可以利用洋葱白色的鳞茎以及根等无干扰色的部位为材料进行这些物质的鉴定。

【例1】下列有关检测洋葱组织中的糖类、脂肪和蛋白质的说法，正确的是 （ ）

A.用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的鉴定

B.脂肪的鉴定需要借助显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒

C.鉴定可溶性还原糖时，需先加入斐林试剂甲液摇匀后，再加入乙液

D.用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液要混合均匀后，再加入含样品的试管中，且必须现用现配

【参考答案】B

【变式】简述探究白色洋葱鳞片叶中是否含有脂肪的实验思路。

【参考答案】制作洋葱鳞片叶临时切片，滴加苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）染液染色并洗去浮色后，在显微镜下观察是否有橘黄色（或红色）颗粒出现［或向白色洋葱鳞片叶匀浆中滴加3滴苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）染液，混合后观察样液染色的情况］

2.2 使用高倍镜观察细胞结构以及DNA、RNA的分布

利用高倍镜观察洋葱鳞片叶内表皮和管状叶细胞，可帮助学生回顾细胞的多样性以及制作临时装片、高倍镜的使用等知识，同时利用洋葱鳞片叶内表皮可完成观察DNA、RNA分布的实验，实验材料容易获取且实验现象明显。

【例2】观察洋葱鳞片叶内表皮细胞的具体做法：在洁净的载玻片中央滴一滴__________，用镊子撕取洋葱鳞片叶内表皮，放入其中，盖上_________，多余的水分用________吸走，放到显微镜下观察。移动____________，在_____________下找到目标并将需要放大观察的部分移动至___________，再转动_________换上___________，此时视野亮度变___________，看到的细胞数目变_____，物像体积变________。

【参考答案】清水 盖玻片 吸水纸 （临时）装片 低倍镜 视野中央 转换器 高倍镜暗 少 大

【变式】上述实验中若想①将视野调暗、②观察的物像清晰，应如何操作？若视野中出现污点，该污点可能位于哪些结构上？

【参考答案】①使用较小光圈或平面反光镜、②调节细准焦螺旋（高倍镜下不准使用粗准焦螺旋） 污点可能在目镜、物镜、装片上。

【例3】关于观察细胞中DNA和RNA的分布实验，下列说法错误的是 （ ）

A.观察DNA、RNA在细胞中的分布不能选用哺乳动物成熟的红细胞

B.实验需要用酒精灯把涂有口腔上皮细胞的载玻片烘干

C.实验中能观察到洋葱鳞片叶内表皮的细胞核呈现绿色

D.实验不能使用洋葱鳞片叶外表皮

【参考答案】C

【变式】分别说出上述实验中甲基绿-吡啰红染色剂、盐酸的作用及实验结论。

【参考答案】甲基绿-吡啰红染色剂中的甲基绿使DNA呈现绿色，吡啰红使RNA呈现红色；盐酸能改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合；实验结论是真核细胞的DNA主要分布在细胞核内，RNA主要分布在细胞质中。

2.3 质壁分离及其复原

本实验常用的实验材料是紫色洋葱鳞片叶外表皮，通过适当处理后也可用鳞片叶内表皮。在2014年全国卷Ⅰ、Ⅱ中都考查了这个实验。

【例4】下列有关植物细胞的质壁分离和复原实验的说法正确的是 （ ）

A.实验中能清晰地观察到细胞核

B.实验过程中细胞是保持活性的

C.实验必须要用高倍镜才能观察到质壁分离及其复原的现象

D.实验需要设置对照组，增加实验的可信度

【参考答案】B

【变式】发生质壁分离现象的外因是________________________，在细胞壁和原生质层中充满着___________。取洋葱内表皮细胞制成临时装片，从盖玻片一边滴入添加了红墨水分子的质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，重复几次后进行观察，可观察到的实验现象为___________________。用黑藻叶片进行实验时，原生质层是______________色。不可用 0.5g/mL 的蔗糖溶液做实验，原因是_________。若用适宜浓度的 NaCl溶液做实验，现象是_______________________。

【参考答案】外界溶液浓度大于细胞液浓度 蔗糖溶液（外界溶液） 原生质层与细胞壁分离，原生质层外为红色，白色的液泡体积变小 绿0.5g/mL的蔗糖溶液浓度过高，细胞容易过度失水，死亡 适当浓度的NaCl溶液使细胞由于外界溶液浓度高于细胞液浓度会发生质壁分离，接着由于钠离子和氯离子能通过主动运输进入细胞中，导致细胞内溶液浓度上升，细胞吸水，自动发生复原

2.4 绿叶中色素的提取与分离

洋葱绿色的管状叶伸展在空气中，能进行光合作用，色素含量较多，利用其提取和分离色素时需要注意实验试剂、实验步骤以及实验现象。

【例5】提取洋葱绿色管状叶中色素的实验中除了加入无水乙醇外，还需加入的化学药品有______________________；如果色素提取、层析的过程中操作是规范的，但滤纸条层析一段时间后，滤纸条下面两条色素带的颜色很浅，原因可能是___________________________________。

【参考答案】碳酸钙和二氧化硅 叶片中叶绿素含量少

【变式】通过比较滤纸条上色素带与滤液细线的距离来判断_______________，最靠近滤液细线的色素是______色；根据色素带的_______来判断色素的含量。

【参考答案】色素在层析液中的溶解度 黄绿宽窄

2.5 观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂

洋葱根尖分生区细胞排列紧密，呈正方形，而且没有叶绿体，不会对染色后的实验现象造成颜色干扰，细胞分裂能力强，染色体的数目较少，利于观察。

【例6】制作洋葱根尖分生区细胞有丝分裂装片的步骤包括____________________；图 1 为洋葱细胞在有丝分裂各个时期细胞核内DNA含量的测定结果，图2是一组目镜：标有5×和16×字样，物镜：标有10×和40×字样，图3是某同学在图 2 中选取________的能放大 160 倍的镜头组合所观察到的图像。欲将图3视野中处于图1e时期的细胞移至视野中央进行 640 倍高倍镜观察，装片应往______________方移动，该时期染色体、DNA、姐妹染色单体的比值为_____________________。该细胞不能进入下一分裂时期的原因是__________________________________________________________________。

图 1

图 2

图 3

【参考答案】解离、漂洗、染色、制片 （2）（4）

左上 1∶1∶0 解离后细胞已死亡

【变式】低温_________________________的形成，以致影响染色体向细胞两极移动，细胞不能分裂成两个子细胞，细胞中染色体加倍。低温诱导洋葱根尖细胞染色体加倍的实验步骤为_______处理，剪取根尖约 0.5～1cm，放入________中浸泡0.5～1h，以__________，然后用体积分数为 95% 的________冲洗2次，制作装片。

【参考答案】抑制纺锤体 低温 卡诺氏液固定细胞的形态 酒精

2.6 DNA的粗提取与鉴定

细胞分裂能力强，DNA含量高，根的数目多，根尖容易获取，没有颜色，适合做DNA的粗提取与鉴定的实验。

【例 7】在切碎的洋葱中加入一定的__________________，进行充分的搅拌和研磨，过滤后收集_________________并向其中加入_________溶液，静置 2～3min，用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起的__________即为 DNA。将此 DNA 溶解于 5mL 质量浓度为_________溶液中，再加入 4mL 的__________试剂，_________加热5min，冷却后观察溶液的颜色，注意要同时设置________实验。

【参考答案】洗涤剂和食盐 滤液 冷却的酒精

白色丝状物 2mol/L的NaCl 二苯胺 沸水

对照

【变式1】加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么？研磨的目的是什么？

【变式2】最初获得的DNA滤液含有蛋白质、脂质等杂质，需要进一步提纯DNA。具体做法如下：

方案一：滤液+NaCl（2mol/L）→过滤除去杂质→加入蒸馏水使NaCl溶液浓度为0.14mol/L→DNA析出→过滤得到过滤物→放到2mol/L的NaCl溶液中溶解→DNA-NaCl溶解液

方案二：滤液+嫩肉粉（木瓜蛋白酶）→静置10～15min →过滤获得 DNA 滤液

方案三：滤液→ 60～75℃处理→过滤获得 DNA 滤液

方案一的原理是_____________________________________________________________；

方案二的原理是____________________________________________________________；

方案三的原理是____________________________________________________________。

【参考答案】

【变式1】洗涤剂是一些离子去污剂，能溶解细胞膜，有利于DNA的释放；食盐的主要成分是NaCl，有利于DNA的溶解 研磨能使细胞壁破碎，使DNA更多地溶解在NaCl溶液中。

【变式2】DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同 蛋白酶分解蛋白质，不分解DNA 蛋白质和DNA的变性温度不同

3.反思课堂，提炼升华

以洋葱“串烧”观察类和鉴定类实验，把相关性不大的各个实验联系在一起，从实验原理、步骤、材料、方法、结果等各方面充分考查了教材实验，综合性强，更重要的是能使学生对教材实验知识掌握得更为准确，同时可以“洋葱”为核心构建知识网络以帮助学生更好地记忆相关知识。

教师按照高考试题类型精心设置选择题、简答题与语言表达题，收集学生常错考点并改编习题，对教材实验进行深加工和精加工，可让课堂紧凑而不零乱，减少了实验的重复环节，节省了复习的时间。

教师在实验复习结束后还可以指导学生总结“能用普通光学显微镜观察到的细胞结构”“能用显微镜观察到活细胞的实验”“用到酒精、盐酸的实验”等。以“洋葱”串起教材实验展开复习，不单是便于学生对知识的记忆与辨析，更是教给学生一种学习方法，实现思维的升华。