1、高校植物生理学实验教学改进探讨/,(LS)2007 年第 1 期/LABORATORYSCIENCE2007 年 2 月出版_.-I口同校植物生理学实验教学改进探讨卢英梅(山西师范大学生命科学学院山西临汾 041004)摘要:综合多年来植物生理实验教学改革的实践和探索 ,结合目前社会对人才的要求,提出了植物生理实验教材及实验教学中的问题,总结了解决这些问题的方法及改进措施,旨在为培养适应市场需求的,具有综合能力和创新能力的高素质人才提供参考.关键词:植物生理;实验教学;综合能力;人才培养随着生物学科的迅猛发展,新技术层出不穷,知识更新非常快,实验技能的培养已成为人才培养的关键之一.人们越来越认
2、识到必须全方位加强实践性教学环节,培养理论素质高,动手能力强,富有创新精神的人才,才能满足社会对人才的要求.植物生理实验是植物生理实践性教学中一个非常重要的环节.加强对学生常规实验技能的培养和训练及引进新技术,提高学生的动手能力,分析问题解决问题的能力及培养学生的创新能力是现今植物生理实验教学关键之一.作为植物生理实验教师,必须与时俱进,不断对植物生理实验教学中遇到的问题进行探讨,改进和更新,以满足时代对人才的要求.1.植物生理实验教学中的问题及解决方法常规操作中的技能问题,包括常用玻璃仪器的常规操作:例如量筒,移液管,滴定管的正确使用等.常用缓冲液的正确配制问题.标准曲线的绘制及测微尺的正确
3、使用.灭菌锅,离心机及分光光度计等常用仪器的正确使用.这些问题通过无机化学,有机化学及生物化学和微生物的学习应该已经能够很好的掌握了,但是事实证明不然,因此在植物生理实验课中,还要加强学生对实验操作基本技能的训练.由于植物生理实验课时的限制,没有时间对学生的基本技能进行专门的训练,这就要求实验老师在有关实验课堂上对学生的操作问题进行纠正和训练.如在植物组织渗透势的测定和植物组织水势的测定实验中,用移液管和毛细管多,在这类实验中我们应注意学生的操作,给予及时的纠正,在实验间歇时加强学生对这方面的训练.在用印迹法测定气孔张开度实验中复习和强化一28 一学生对测微尺的正确使用.在油类种子萌发时脂肪酸
4、含量的变化及植物呼吸强度的测定(小篮子法) 实验中间的等待时间训练酸,碱式滴定管的使用.在叶绿素的定量测定,硝酸还原酶活性,糖类及蛋白质,脂类,核糖核酸类的测定中复习 LamberBeer 定律,标准曲线及离心机等正确使用 .在 a 一淀粉酶活性和吲哚乙酸氧化酶活性的测定实验中把缓冲液的配制任务交给学生,在老师的指导下训练和熟悉常用缓冲液的正确配制.在植物的组织培养实验中训练学生对灭菌锅的使用和无菌操作技术.2.植物生理实验的改进问题植物生理实验技术不断发展和更新,新的实验仪器,新的实验技术,方法层出不穷,但很多新的实验仪器太现代化了,可以代替人们思维而不利于对学生动手,动脑能力和植物生理基本
5、实验技能的培养,因此在传授学生新技术的同时决不能忽视完善对学生进行传统实验技能的训练和培养.但是许多传统的实验方法,步骤及原理不很完善或者有些讲解不妥,有待进一步更新和改进.2.1.对植物组织渗透势(质壁分离法)的测定实验中实验原理的完善在这一实验中,细胞完全渗入外界溶液中,当细胞质,壁处于似分离又未分离时,压力势不存在,衬质势可忽略不计,此时植物组织的水势就是该组织的渗透势.因此一般确认等渗浓度为界于刚刚引起初始质壁分离的浓度和与其相邻的尚不能引起质壁分离的浓度梯级之间的溶液浓度.但这时存在的问题是植物组织(或细胞) 在渗入溶液之前,水势基本由压力势和渗透势组成,一般情况下压力势不可能为零.
6、将植物组织渗入不同浓度的溶液中,当系统(由2007 年第 1 期窦珍窒科学 2007 年 2 月出版植物组织本身和溶液组成的渗透系统)达渗透平衡时,可以通过显微镜观察来确定能使植物组织压力势为零的溶液,但这只能说明失去压力势的植物组织的水势等于自身的渗透势,也等于系统达渗透平衡后的外界溶液的渗透势,而不等于溶液原有的渗透势.理由如下:实验中要使植物组织的压力势等于零需要一个过程,而这个过程是在渗透系统中完成的.失去的压力势不可能离开渗透系统,更不可能凭空肖失或削弱.失去的压力势以水分的形式进入溶液,从而使溶液的浓度和渗透势增大,增大的渗透势的大小应为植物组织渗入溶液前的压力势.表达式如下:设渗
7、透平衡时可使植物组织压力势恰好为零的溶液的浓度为 AC,渗透势为P,则P:.此溶液的浓度变为 c+AC,渗透势变为 P+AP,因此在渗透平衡时能使压力势恰好为零的溶液的渗透势应为:P+P=IR(C+aC)T或 P+AP=IRCT+植物组织的渗透势为=一iR(C+AC)T或:一 IRCT+也许实验中植物组织的压力势很小,甚至小至可以忽略不计,亦即:一一 IRCT+但从实验原理,实验设计及整个实验过程看,此实验是将压力势作为一个重要的因素考虑的.实验中将压力势人为的控制为零,却没有考虑控制过程是在渗透系统中完成的.系统中植物组织失去了压力势,而溶液却得到了这部分势能.理论上只有在渗透平衡时(后),
8、 平衡式:lfr:一 IRCT 才能存在,而这时式中的“C“已经不是原来配制的溶液中已知的“C“了 ,它的大小应为已知的 C+AC,因此实验中确定的“等渗浓度 “是错误的 .由于找不到更好的确定等渗浓度的方法,因此在实验中只有在外界溶液的体积远远大于植物组织失去的相当于植物组织压力势的溶液的体积时,溶液得到部分势能后浓度几乎不变,亦即植物组织失去的体内溶液的量比起外界溶液来小得多,小到不影响外界溶液的体积和浓度时,用此方法确定的等渗浓度才能成立.在现有的实验教材和实验参考书上,难以找到这方面的内容,但这个问题很重要,要放在实验原理上,以完善教科书的实验原理.并且在实验课上向学生交待清楚,或者做
9、为问题留给学生思考.2.2.植物呼吸强度的测定(小篮子法)一实验中的实验公式问题教材上的公式:呼吸强度(mgCO)g( 组织)h(小时)=(一 VI)g-th等号两边的单位不同,将两边 gh 一约去,则左边是质量,右边是体积,难以从数学角度理解,因此应由滴定原理推导出完整的公式.推导结果为:呼吸强度(mgCO)g( 组织)h(小时)=CM(一,)gh注:式中 C 为草酸的浓度,为 CO 的摩尔质量,为滴定前后草酸的体积,g 为植物组织的重量(克 ),h 为时间 (小时).2.3.教学方式的改进对对气孑 L 张开度影响和流向与生长模式等实验,不一定要以教材上实验方法进行.可以在实验前把实验目的,
10、原理给学生交等清楚,要求学生树立实事求是的科研态度,根据理论学说或实验原理取不同的实验材料自己设计实验方案,方法,通过对比对结果进行详细的分析和探讨,提高学生发现问题,思考,判断问题和解决问题的能力,培养学生的综合能力.3.通过植物生理实验培养学生的创新能力近年来为了培养学生的创新能力,我们常以由学生自己命题和教师命题相结合的方式,开设一些设计性及综合性实验,另外我们结合学校的“创新杯“ 活动 ,为学生提供全方位的服务和指导.开设设计性及综合性实验及“创新杯活动 “实验的周期不定,一个连续实验常常超过 4 小时,8 小时或更长的时间,为此我们实验室在严格,完善规章制度的支持下对学生进行无限时的
11、全面开放及及时指导(或与学生共同探讨),取得了一定成就.学生在我们实验室做的课题有多项获奖,还有些发表于重要的学术刊物 l_3j.(收稿日期:2006,03,16)参考文献:1志良,瞿伟菁主编 .植物生理学实验指导.第三版.北京: 高等教育出版社.199o.2.2潘瑞炽主编.植物生理学.第四版.北京:高等教育出版社,2OO1.6.3尹大泽,王小国 ,陈惠.翅果油树休眠芽和种子的试管萌发.中草药,2001,12:l1l3 一 l1l5.4张伟,张艳芳等 .翅果油树脱毒苗的组织培养.西北植物,2003.7:12971303.作者简介:卢英梅(1957 一),女,高级实验师,从事植物生理实验教学及研究工作.一29
