有絲分裂探究性實驗的設(shè)計與實施

閆莉婕

(北京市第五十中學(xué) 100061)

“觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂”是高中生物學(xué)中的一個經(jīng)典實驗，重點是觀察有絲分裂的過程，也是細(xì)胞層次學(xué)習(xí)的重點內(nèi)容之一，并為后續(xù)減數(shù)分裂的學(xué)習(xí)及孟德爾遺傳定律本質(zhì)的理解奠定基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的教學(xué)過程是在學(xué)生學(xué)習(xí)了有絲分裂過程的基礎(chǔ)上，有目的地尋找間期、前期、中期、后期、末期的細(xì)胞，觀察各時期細(xì)胞內(nèi)染色體形態(tài)和分布的特點。把有絲分裂過程作為事實性知識直接呈現(xiàn)出來，而忽略過程和探究方法的教學(xué)方式，不利于培養(yǎng)學(xué)生的能力。

1 設(shè)計思路

將此實驗改進(jìn)為探究實驗，將本節(jié)內(nèi)容的順序調(diào)整為學(xué)生先收集不同染色體行為的分裂相，再分類、比較、分析、排序，推理出有絲分裂的過程。

調(diào)整實驗步驟：教師課前10 min將根尖剪下，在解離液(鹽酸和酒精混合液1∶1)中解離5 min，然后放在清水中分組備用。課堂上分析完實驗步驟后開始做實驗，根尖的漂洗時間剛好大約10～15 min，學(xué)生課上完成染色和制片這兩個核心環(huán)節(jié)。

此外，對制片環(huán)節(jié)進(jìn)行了改進(jìn)，大蒜的根尖水培3 d之后，分生區(qū)細(xì)胞小，排列整齊，且?guī)缀鯚o液泡，顏色更深，在光下肉眼就能夠區(qū)分，可將已解離好的根尖分生區(qū)部分直接拿刀片切下，并用刀片將其切散，之后再進(jìn)行染色，染色10 s即可直接加蓋蓋玻片，然后將裝片包上吸水紙，用鑷子的鈍端快速輕敲多次材料部分，臨時裝片置于顯微鏡下觀察。并且，教師提前錄制操作視頻，送學(xué)生電腦展示，可避免教師前面展示時，后排學(xué)生看不清楚的弊端。

2 教學(xué)流程

2.1 制片觀察 先安排學(xué)生以完成實驗原理和步驟的分析，實驗大蒜根尖分生區(qū)臨時裝片的制作，再進(jìn)行顯微觀察。借助運用交互式數(shù)字顯微鏡，教師實時發(fā)現(xiàn)學(xué)生問題進(jìn)行針對性指導(dǎo)，展示學(xué)生作品。并將學(xué)生作品截屏保存，用于后續(xù)分析實驗結(jié)果，并對每一位學(xué)生課堂參與度進(jìn)行評價。

2.2 收集分裂相推斷分裂過程 學(xué)生將自己在不同視野下看到的不同分裂相圖像保存在自己電腦中，收集不同染色體行為的分裂相后，再全班匯總，然后分類、比較、分析、排序，最后推理出有絲分裂的過程。

2.3 計數(shù)分析 對同一視野下不同分裂相的細(xì)胞進(jìn)行計數(shù)，教師課前利用Excel統(tǒng)計表格，提前預(yù)設(shè)好各項公式，課上將學(xué)生用計數(shù)器數(shù)出來的原始數(shù)據(jù)直接輸入電腦，生成呈現(xiàn)細(xì)胞各時期所占時長比例，同時用軟件繪制出大蒜的細(xì)胞周期餅狀圖(圖表略)。

這樣在有限的時間不僅完成并分析了實驗，還完成了細(xì)胞周期各時期細(xì)胞的統(tǒng)計工作，學(xué)生對有絲分裂圖像的印象更深刻，更能深入理解有絲分裂對的意義。

3 結(jié)論與反思

通過對提取色素方法的改進(jìn)，每個小組都可以觀察到較為理想的實驗現(xiàn)象?？晒?jié)省時間用于之后的色素分離和實驗結(jié)果的分析。

其次，圓形濾紙片的色素分離方法更為簡便，易于操作，同樣縮短了實驗的時間。同時，該方法的原理與教材中分離方法的實驗原理是一致的，只是濾液隨層析液的擴散方向不同，濾紙條是隨層析液向上擴散，而圓形濾紙是隨層析液由中心向四周擴散。

探究結(jié)果表明，在大多數(shù)植物的葉片中葉綠體色素普遍存在，但由于含量的差異會導(dǎo)致葉片的顏色的不同。其中花青素的概念可以作為補充的知識，讓學(xué)生了解即可。

本實驗的探究方法還是要強調(diào)學(xué)生了解和掌握葉綠體色素提取與分離的一些重要知識點，但并不能完全取代教材中的實驗。例如在提取中添加試劑的作用，分離后色素帶在濾紙條上從上到下依次觀察的順序，這也是對學(xué)生的基本要求。