“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”的探究教学设计

“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”的探究教学设计摘要通过交流培养根尖心得，精准提问引导制作装片，显微观察与数据处理，课堂讨论而知识拓展四个教学环节，完成实验的探究教学。

关键词分生组织有丝分裂制作装片教学设计
1 教材分析
“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”是人教版高中“生物”（分子与细胞）教材中重要的实验之一。

本实验通过学生动手制作细胞分裂装片标本，围绕染色体的存有状态实行观察、分析，进而理解有丝分裂的过程。

该实验涉及实验材料的准备和培养、装片的制作、显微镜的使用、实验数据的处理以及数学模型的构建等知识和技能。

它能协助学生实现由“感性理解”到“理性理解”，由“具体思维”到“抽象思维” 的飞跃。

但在实验过程中往往发现处于分裂期的细胞极少，对于缺少显微观察经验的学生来说，就意味着很少看到或根本看不到分裂期的细胞，这是本实验的难点之一。

所以，实验材料的选择和培养，装片制作的各个环节将直接影响实验成功与否。

2 教学目标
2.1 知识与技能能说出本实验的实验原理；能制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片；能识别有丝分裂的不同时期，比较细胞周期不同时期的时间长短；能绘制植物细胞有丝分裂简图；具有识图、比较、分析、判断、创新的水平。

素养；通过探究实验培养学生识图、比较、分析、判断、创新的水平；通过数学统计、构建数学模型培养学生解决相关问题的水平。

2.3 情感态度与价值观通过对实验思路的分析、对实验现象的观察和对实验的改进，培养学生实事求是的科学态度、严谨的科学工作作风和求异的创新精神。

3 课堂活动
3.1 设计问题，引入课题
师：出示一张设想的洋葱根尖分生组织细胞分裂时期与染色体数目关系曲线图。

该图存有的问题是什么？
生：根据已学知识评价该数学模型的科学性。

师：虽然书本明确在实验中不能看到细胞有丝分裂的连续过程，但我们能否根据所学知识确定各时期的长短呢？
生：回答不一。

（显示学生对此问题的困惑。

）
师：展示必修一教材第112页图6-2植物细胞有丝分裂显微照片，每一张照片都停留在相对应时期，说明实验中看到的是某一时期的状态，而不是连续过程。

那么，为什么这样呢？在细胞有丝分裂的周期中可采取什么手段确定各时期的长短呢？
生：制片过程中用了盐酸和酒精，在显微镜下观察到的都是死细胞。

分裂间期细胞数目最多，而时期最长，说明存有着一定的比例关系，从而能够推导出细胞数目与时间的相对应公式。

设计意图：调动学生的思维，让学生对实验的结果充满了期待，激发其实验的热情。

培养学生严谨的科学态度和唯实的科学精神。

3.2 知识铺垫，利于实验
生：复习显微镜使用的基本知识，了解相关有丝分裂各个时期的染色体变化情况。

师：龙胆紫或醋酸洋红是与染色体结合的碱性染料，碱性染料是指有色离子是阳离子的染料，而不是染液的pH呈碱性。

设计意图：让学生对所要研究的对象有一个大致的了解,为实验的顺利实行创造有利的条件。

3.3 展示根尖图片，交流培养心得
师：可用于培养根尖的实验材料有哪些？
生：除书中提供洋葱、葱、蒜三种实验材料，可供选择的材料还有蚕豆、吊兰、小麦等。

师：在培养根尖的过程中，凡是做了对照实验，方法上有创新的小组，请作成PPT一一展示给大家，同时作简要说明。

生：提前将洋葱4o C低温处理，发现根生长的更多、更快。

生：将洋葱根部用刀片作纵向十字切割处理，同样的，根生长的更多、更快。

生：把大蒜掰开，分瓣穿在细长的铁丝上放在水中培养，大约三天左右就长出既整齐又茂密的根。

与同期培养的洋葱相比缩短了时间，但是洋葱根更粗些而且长得很直，质量更好。

设计意图：实验材料的准备不拘泥于书本，而是留给学生思维的空间和探索的余地。

通过培养根尖过程的参与，既提升了学生动手水平、探究水平，又使学生在实验中获得某种水准上的成就感，分享实验带来的喜悦。

3.4 精准提问，制作装片
师：取材的时间最好在什么时候实行？解离过程中，应注意哪些问题？解离后细胞是否仍保持活性？
生：在上午10时至下午2时，剪取洋葱根尖2～3 mm，立即放入盛有盐酸和酒精混合液（1：1）的玻璃皿中，在室温下解离3～5 min，至根酥软为止。

解离中，应注意时间的把握，不能太长也不能太短。

解离太长使细胞的结构破坏，影响制片的效果，太短则不易使细胞分离，观察时细胞容易重叠。

解离后细胞已被盐酸杀死，不具备活性。

师：为什么要实行漂洗？怎样实行漂洗？
生：为了洗去药液，防止解离过度。

把酥软的根用镊子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10 min。

师：在细胞中，能被碱性染液染成深色的物质是什么？染色中，为什么要把握好染色的浓度和时间？
生：能被碱性染液染成深色的物质是染色体。

染色时，染液的浓度和时间的把握要好，否则染色过深，紫色一片，不易观察细胞中的染色体。

师：实验中，要使细胞分离和分散开，需采取哪些措施？
生：先用镊子将根尖弄碎，盖上盖玻片；在盖玻片上加一片载玻片，用拇指轻压载玻片。

压片时用力要适当，过重会将组织压烂，过轻则细胞不易分散。

设计意图：引领学生正确的操作，为后续实验的观察奠定了基础。

激发学生的兴趣，引导学生积极思维。

使学生能够准确掌握实验的重点内容。

3.5 学生质疑，开放教学
生：在“压片”时，若盖上盖玻片后，再盖一层载玻片然后用手指轻压，当拿取上面一层载玻片时，因两玻片之间有液体很容易把下面的盖玻片及实验材料移动位置，影响实验效果。

那么如何压片不影响实验材料呢？
通过同学们的讨论、反复操作、对比后改进了实验操作方法，即放好盖玻片后先盖上一小片滤纸，然后再盖一层载玻片进行压片，经实验后发现，根尖仍保持完整，实验效果很好。

设计意图：创设一个民主、平等、和谐的氛围，师生之间、学生之间平等交流，学生可以充分自由地发表自己的见解或提出质疑，大胆地进行各种尝试，这样学生的创新潜能能得到发挥。

3.6 显微观察，数据处理
师：在一个视野中能不能观察到一个细胞有丝分裂的连续过程？能不能找全有丝分裂各时期的细胞？如何操作才能找全各个时期的细胞？
生：在一个视野中不能观察到一个细胞有丝分裂的连续过程，因细胞在解离时已经被杀死，不再进行细胞分裂了。

不能，因在一个视野中，我们只能找到某一时期的细胞图像，要想看全各时期的细胞，应移动装片，在不同的视野中寻找。

师：在你的观察结果中，处于哪一时期的细胞最多？怎样确认一个细胞周期中各个时期的长短？
生：处于间期的细胞最多，因间期持续的时间最长。

确认细胞周期中各时期的长短，就看在这一时期中观察到的细胞的多少。

生：绘制有丝分裂前期、中期、后期的简图，并能区分各时期细胞的特点。

列表统计各时期细胞数，计算各时期细胞数的百分比。

依据表格中的数据进一步比较细胞周期不同时期的时间长短，构建数学模型。

设计意图：培养学生识图、绘图、比较、分析、判断、建模的能力，促进学生加深理解。

3.7 课堂讨论，知识拓展
师：为什么解离时要用10％盐酸？为什么染色前用清水冲洗掉盐酸？
生：根尖放在10％盐酸中是为了溶解细胞间的果胶质，使根尖细胞间变得松散，便于压片，否则根尖细胞很难压散，不利在镜下观察。

另外，通过10％盐酸的处理，使细胞迅速死亡，让细胞分别保留各自的分裂状态。

漂洗是为了冲洗解离液（10％盐酸），否则影响染色效果。

师：用龙胆紫或醋酸洋红溶液染色的目的是什么？
生：这两种染料易使细胞核内的染色体着色，从而增大细胞核与周围部分的反差，便于观察染色体分布和形态。

师：观察装片时，同一视野下的细胞有的清晰，有的模糊，这样在统计细胞所处分裂时期时误差比较大。

为什么焦距一样，观察到的细胞清晰度却有所差别呢？
生：通过讨论，最后大家得出结论是，由于观察的清晰度与细胞在装片中所处的位置深浅有很大关系，因此，在统计完清楚的细胞后，再调节准焦螺旋，观察原来模糊的细胞，直至看清为止。

师：在观察装片时，有的同学虽然找到了很多分散的细胞，但却未找到处于分裂期的细胞，这是为什么？
生：可能是因为处于分裂期的细胞比较少，必须移动装片从多个位置进行寻找，可能是观察部位不准确，未找到分生区的细胞，可能是其他原因。

师：让学生对他们提出的方案分别作了尝试，并最终得出了满意的结果。

设计意图：学习研究事物、解决问题的方法，加深了对实验过程的理解。

4 教学反思
在传统的实验教学中，实验材料、试剂都是课前由教师按书本上要求准备好的。

实验过程中，学生完全按规定的步骤进行，成了不用思考的机械操作者。

老师欣赏的是熟练的操作工，忽视标新立异的思想和行为。

这种教学没有给学生思维的空间和余地，抑制了学习的主动性和思考的独立性。

而现代教育就是要引导学生自主探究学习。

本节课的教学是从“教实验”转变为“用实验教”，充分发挥实验的教育功能，用探究的方法进行实验教学。

教师从课前准备、课堂提问、培养根尖心得的交流、课堂讨论以及过程评价等方面组织教学，调动了学生学习的积极性，主动参与探究过程，勤于动手和动脑，掌握了该实验操作的程序，领悟了实验的原理和方法，培养了学生的实践能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力与创新精神。

但在实验教学中如何更好地关注每一个体实验过程，从人的一生是可持续发展的高度出发，发现和发展学生多方面的潜能，还需进一步地探索和研究。