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种子都含有有机物(淀粉、蛋白质和脂肪等)和无机物(水和无机盐类),这些都是供胚生长发育所需的营养物质。本实验的目的在于探究这些成分在种子内的存在,从而给同学以真实形象的概念,使学生能够归纳出种子的各种营养成分,同时也培养学生的归纳和思维能力。

 

一、实验准备

 

(一)材料:

 

小麦子粒(风干的和浸软的),小麦面粉。

 

(二)用品:

 

酒精灯,试管,试管夹,细铁丝(或废弃的解剖针),纱布,清水,烧杯,碘液和白纸。

 

二、方法步骤

 

(一)探究种子含有水分的实验

 

水是生物体的重要成分,种子中自然也含有水分,即使是风干的种子也含有水分。本实验是取一些风干的小麦子粒,装人试管中,用试管夹夹住试管的上端,然后手持试管夹,使试管口稍朝上倾斜(几乎呈水平状态),在酒精灯的火焰上均匀加热,直至试管壁上出现明显的细小水珠(由蒸发出的水蒸气冷凝而成),由此可见水分是种子中的重要成分。做此实验时应特别注意:

 

1.试管的倾斜度不能太大,即使在试管刚离开火焰时也要防止水珠流向试管底部,以免引起试管爆裂;

 

2.要时常移动试管,使之在火焰上均匀受热,切忌较长时间只在一个位上加热,以免试管炸裂。加热时间以明显看出有细小水珠出现为止。如时间过长,种子可能烧焦,呈褐色,甚至于炭化。

 

(二)种子内含有有机物和无机盐的测定

 

种子内除含有水分外,还含有大量的有机物和无机盐。为探究这两类物质的存在,可以利用有机物可燃并可以呈焦炭状(焦化)和无机盐是燃烧后的灰(灰化)的原理设计实验方法。用较细的铁丝(或废旧的解剖针)扎住一粒麦粒,直接放在火焰的外焰上燃烧,并要求学生仔细观察。经过一段时间,可见麦粒燃烧起来,待麦粒变成黑色焦炭时暂停燃烧,并熄灭酒精灯。此时,让学生根据麦粒燃烧并成黑色焦炭的现象回答这种现象可以证明种子内有什么成分的问题。教师根据学生的回答,小结出有机物含有碳无素,所以可以燃烧并变成焦炭。然后提出问题:此时在火焰上继续燃烧,最后可能是什么结果呢?之后,点燃酒精灯继续燃烧,让大家带着问题继续观察,待麦粒燃烧出现灰白色的灰分时便可停止燃烧。最后,教师向学生解释灰分就是无机物,从而得出种子中含有有机物和无机盐的结论。

 

(三)探究小麦种子含有淀粉和蛋白质的实验

 

小麦种子的胚乳内含有大量的淀粉,并含有蛋白质和脂类等有机物质。本实验主要证明淀粉是小麦种子的主要有机成分。取一些小麦面粉,加水和成面团,用纱布包起来,在清水中用手揉挤出大量白色物质,用吸管吸取白色的乳状液,滴在载玻片上,加一点稀释的碘液,可见乳状液变成蓝紫色,这就是淀粉遇碘的颜色反应。然后,将载玻片上的乳状液加盖玻片并放在低倍显微镜下观察,可以观察到视野内布满蓝紫色的颗粒,这就是小麦的淀粉粒。如有条件,可换高倍镜观察,可以看出淀粉粒表面具有很多同心圆的轮纹。

 

将上述包在纱布内的面团,放在清水内继续揉挤,把其中的淀粉洗净,此时纱布内只剩下乳白色的胶黏物质。在乳白色的胶黏物质上滴加碘液,可见此胶黏物质呈黄褐色,并且不变成蓝紫色。胶黏物质加碘液呈黄褐色是蛋白质遇碘后的颜色反应。小麦种子内的蛋白质主要是以糊粉粒的形式贮藏在胚乳最外面的糊粉层中的。

 

(四)探究种子内含有脂肪的实验

 

种子内含有脂肪,这早已为众人所知。探究种子内含有脂肪成分的实验方法有二:其一是取种子中含脂肪较多的部分(一般种子如小麦、玉米等子粒中的胚含有脂肪;一些油料植物的种子如蓖麻的胚乳内含脂肪量较多,而花生则在子叶中富含脂肪)。验证方法是将小麦的胚(或其他种子中含脂肪较多的部位)切下来,放在白纸上揉搓(或多切几个胚放在两张自纸之间,用刀背加力压挤),可以看见白纸上出现油迹,用此方法可以证明脂肪是种子中重要的成分;方法之二是在自纸上挤压出较大量脂肪的油迹上,加一滴苏丹III试剂,使脂肪呈现出橘红色的反应,进一步确认种子内含有脂肪这一成分。如果具备条件,可以将蓖麻种子中的胚乳制成徒手切片,置于载玻片上的水滴中并加上盖玻片,在低倍显微镜下镜检观察,可见胚乳切片上或其周围出现小的油珠,这就是脂肪。如果滴加苏丹III试剂,可见油珠着橘红色。

 

三、教学建议

 

(一)此实验的内容较多,为便于指导并有利于学生讨论问题,可以采取分段同步教学的方式。这样不但可以使学生更形象地获得知识,而且更有利于激发学生的探究精神。

 

(二)在进行探究水是种子成分的实验中,一定要按照实验中要求的操作方法进行,以防试管爆裂。由于完全炭化需要的时间很长,因此,做探究无机盐成分的实验时,只要在种子外表面能看出灰化物即可。关于这个问题,除了向学生解释以外,还可以让学生课下自己再做一次炭化实验,看一看长时间地燃烧,把麦粒烧成白色灰烬的情况。

 

(三)如有条件,可以让学生在课堂上将学习过的理化知识和显微镜鉴定结果结合起来。这不但能够激发学生的学习兴趣,而且能够提高教学质量。如不能在全班做,也可列为课外活动的内容。

    
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