觀察dna和rna在細(xì)胞中的分布及觀察

觀察dna和rna在細(xì)胞中的分布及觀察

人類教育版1的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多，一年級(jí)學(xué)生的生物學(xué)課程不足，實(shí)驗(yàn)和教育的完成非常緊張。實(shí)驗(yàn)“觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布”及“用高倍鏡觀察葉綠體和線粒體”是其中的2個(gè)實(shí)驗(yàn),原來(lái)安排2課時(shí),考慮到單個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較少,嘗試將2個(gè)實(shí)驗(yàn)整合,安排1課時(shí)完成。但如果僅僅簡(jiǎn)單、機(jī)械地合并,可能會(huì)影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。本文在考慮課堂用時(shí)的前提下,挖掘教材中的素材,旨在探索科學(xué)、合理、有效的教學(xué)組織形式,以期達(dá)到既訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能,又培養(yǎng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法和思維的目的。1臨時(shí)裝片加工技術(shù)這2個(gè)實(shí)驗(yàn)均為觀察細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu),驗(yàn)證課堂知識(shí)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)?zāi)康南嗨?學(xué)生需要掌握臨時(shí)裝片的制作、染色技術(shù)、顯微觀察技術(shù)等。從理論上講可以進(jìn)行合并,但整合后最大的困難在于實(shí)驗(yàn)時(shí)間緊張。經(jīng)過(guò)比較和分析,發(fā)現(xiàn)可以從以下2個(gè)方面縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間。1.1預(yù)實(shí)驗(yàn)與顯微鏡觀察相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)步驟a通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)這2個(gè)實(shí)驗(yàn)在操作程序上具有相似性:都是先制備臨時(shí)裝片,染色后(或不染色)顯微鏡觀察。由于染色需要一定的時(shí)間,可以采用“見(jiàn)縫插針”的方法,充分利用染色時(shí)間進(jìn)行下一個(gè)實(shí)驗(yàn)。在預(yù)實(shí)驗(yàn)中觀察染色效果,發(fā)現(xiàn)適當(dāng)延長(zhǎng)健那綠的染色時(shí)間,線粒體的觀察效果較好(染色10min以上),因此最先制作;甲基綠吡羅紅的染色時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)(15min以內(nèi)),否則染色過(guò)深影響觀察,可放在第2個(gè)完成;黑藻葉片的制片過(guò)程最簡(jiǎn)單,且不需要染色,可放在第3個(gè)完成。用顯微鏡觀察時(shí),考慮到染色時(shí)間的要求,以及由易到難的原則,依次觀察葉綠體、線粒體、DNA和RNA的分布。調(diào)整后實(shí)驗(yàn)步驟的順序?yàn)?先制作3種臨時(shí)裝片,然后顯微鏡觀察。這樣學(xué)生就有充足的時(shí)間完成裝片的制作,觀察和分析現(xiàn)象。1.2司法審查實(shí)驗(yàn)“觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布”的步驟較繁瑣,比較費(fèi)時(shí)。查閱的資料表明,DNA和RNA的染色可以有多種方法,筆者在預(yù)實(shí)驗(yàn)中不用HCl酸化處理,也可以清楚觀察到細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的顏色,效果較理想。因此從最初的實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)意圖、染色效果以及實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間等方面綜合考慮,去掉了“水解”這一步驟。這樣簡(jiǎn)化步驟后,學(xué)生能在較短時(shí)間內(nèi)制作完裝片,并且觀察效果也較好。對(duì)教材實(shí)驗(yàn)步驟這樣處理后,一方面縮短了實(shí)驗(yàn)操作用時(shí),另一方面也使整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程較流暢:制片→染色→觀察→分析,利于學(xué)生了解這類實(shí)驗(yàn)的方法和步驟,形成完整的實(shí)驗(yàn)思路,從而使2個(gè)實(shí)驗(yàn)的整合變得可行和有效。2重知識(shí)、輕能力的現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)為一個(gè)完整的模擬過(guò)程這2個(gè)實(shí)驗(yàn)均屬于觀察驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),一般被當(dāng)作是訓(xùn)練學(xué)生操作技能和驗(yàn)證知識(shí)的手段,如果僅將學(xué)生當(dāng)作觀察者和驗(yàn)證者,會(huì)導(dǎo)致重結(jié)果、輕過(guò)程;重知識(shí)、輕能力的現(xiàn)象,不利于學(xué)生能力的提高,未能充分發(fā)掘?qū)嶒?yàn)教學(xué)的特殊價(jià)值。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn),將這節(jié)課設(shè)計(jì)為一個(gè)簡(jiǎn)單的、相對(duì)完整的科研模擬過(guò)程:明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮怼x擇實(shí)驗(yàn)材料→制作裝片→觀察記錄→分析現(xiàn)象→歸納結(jié)論→思考運(yùn)用、內(nèi)化知識(shí)。本節(jié)課臨時(shí)裝片的制作相對(duì)簡(jiǎn)單,現(xiàn)象明顯易觀察,而難點(diǎn)在于如何提高學(xué)生的操作技能,以及培養(yǎng)生物科學(xué)方法和思維,如學(xué)會(huì)觀察、記錄、分析、表達(dá)和比較等。3試驗(yàn)對(duì)象的描述3.1知識(shí)目標(biāo)說(shuō)出實(shí)驗(yàn)原理;了解葉綠體和線粒體的形態(tài)和分布;區(qū)分DNA和RNA在細(xì)胞中的分布。3.2績(jī)效目標(biāo)3.3情感目標(biāo)培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,勇于嘗試?yán)盟鶎W(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的探索精神。4實(shí)驗(yàn)教育過(guò)程的組織4.1葉綠體的觀察和材料研究學(xué)生必須掌握顯微鏡觀察的原理和染色原理,教師可以通過(guò)2個(gè)問(wèn)題引入:(1)怎樣才能觀察到葉綠體、線粒體等細(xì)胞結(jié)構(gòu)?(2)使用顯微鏡前,必須對(duì)材料怎樣處理?然后介紹3種染色劑的原理和對(duì)臨時(shí)裝片的制作要求。4.2種染液稀釋和使用效果教師要求學(xué)生按以下實(shí)驗(yàn)順序制作臨時(shí)裝片,觀察線粒體→觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布→觀察葉綠體。從預(yù)實(shí)驗(yàn)的染色效果看,2種染液適當(dāng)稀釋后效果更好(可按1∶10的比例用水稀釋)。另外,如果采用洋蔥鱗莖內(nèi)表皮為材料,操作更簡(jiǎn)單,并且觀察效果比口腔上皮細(xì)胞好,可以讓小組成員分別采用不同實(shí)驗(yàn)材料作對(duì)比,1人取口腔上皮細(xì)胞,1人取洋蔥鱗莖內(nèi)表皮細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)“觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布”中實(shí)驗(yàn)材料和步驟的改動(dòng)情況如表1。由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多,可將制作裝片的操作步驟寫(xiě)在黑板上(見(jiàn)表2)。4.3觀察與問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生按以下順序依次觀察3種裝片:裝片3觀察葉綠體→裝片1觀察線粒體→裝片2觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布。教師可用顯微投影儀展示學(xué)生制作得較成功的裝片,由于是自己的實(shí)驗(yàn)成果,學(xué)生會(huì)很專注地觀察。但很多學(xué)生不知道該觀察什么;或者只留意到某些現(xiàn)象,忽略掉一些重要的特征。教師可利用表格將需要觀察、記錄的項(xiàng)目列出,讓學(xué)生填寫(xiě),或提出問(wèn)題加以引導(dǎo)(見(jiàn)表3,表4)。學(xué)生在回答的時(shí)候,教師應(yīng)提示注意生物學(xué)術(shù)語(yǔ)的應(yīng)用。思考題:除了葉綠體外,還能看到其他的細(xì)胞結(jié)構(gòu)嗎?4.4觀察、推理、分析新課標(biāo)要求學(xué)生能用所學(xué)的知識(shí)解釋有關(guān)的現(xiàn)象,通過(guò)分析和推理得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。教師應(yīng)避免“告訴”現(xiàn)象和結(jié)論,放手讓學(xué)生獨(dú)立分析、推理。例如,觀察健那綠染色人口腔上皮細(xì)胞的裝片時(shí),學(xué)生描述細(xì)胞中央有黑色(實(shí)為深藍(lán)色)陰影,周圍透明,可以讓學(xué)生根據(jù)所掌握的知識(shí),推測(cè)這些是細(xì)胞的什么結(jié)構(gòu)。學(xué)生可以自行得出簡(jiǎn)單的結(jié)論,如學(xué)生根據(jù)甲基綠吡羅紅染色后細(xì)胞所呈現(xiàn)的顏色,嘗試歸納出DNA主要分布在細(xì)胞核,RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)的結(jié)論;復(fù)雜的結(jié)論則需要教師的點(diǎn)撥和引導(dǎo)。4.5設(shè)置問(wèn)題,促進(jìn)思維的發(fā)展不少學(xué)生完成實(shí)驗(yàn),觀察到現(xiàn)象就行了,很少進(jìn)一步思考實(shí)驗(yàn)原理和過(guò)程,不會(huì)去歸納、遷移和運(yùn)用。新課標(biāo)要求學(xué)生在理解實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上,能靈活運(yùn)用知識(shí),在不同情境下遷移知識(shí),而這些能力的提高需要潛移默化、持之以恒的培養(yǎng)。對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié),除了提醒學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題外,教師還可以設(shè)置一系列的問(wèn)題,促使學(xué)生的思維向深度和廣度發(fā)展,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化、遷移和運(yùn)用。本節(jié)課設(shè)置的問(wèn)題有的涉及實(shí)驗(yàn)原理的理解和運(yùn)用,如:(1)哪些裝片的制作需要使用染色劑?(2)哪些裝片的實(shí)驗(yàn)材料始終是活細(xì)胞?(3)為什么觀察葉綠體不需要染色?(4)還有哪些細(xì)胞結(jié)構(gòu)不用染色就能觀察到?有的涉及實(shí)驗(yàn)材料的選擇,如:(5)觀察線粒體,能否選用洋蔥外表皮?有的涉及實(shí)驗(yàn)步驟的理解,如:(6)“觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布”中口腔上皮細(xì)胞為什么需要烘干?有的涉及實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià),如:(7)“觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布”的操作步驟與教材中的有沒(méi)有不同?你認(rèn)為我們對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程做了改進(jìn)嗎?通過(guò)思考,將觀察和分析所得轉(zhuǎn)化為知識(shí)和能力,利于學(xué)生智能的發(fā)展。5經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)5.1觀看實(shí)驗(yàn)操作,掌握操作要點(diǎn)操作技能是保證實(shí)驗(yàn)進(jìn)行和獲得有效數(shù)據(jù)的基礎(chǔ),也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的重點(diǎn)。一些學(xué)生的動(dòng)手能力較差:動(dòng)作慢,操作不規(guī)范,甚至損壞器具。通常教師講解,對(duì)關(guān)鍵步驟示范,從教學(xué)效果看并不理想。一方面有的步驟教師認(rèn)為不重要,但不一定是學(xué)生容易操作的;另一方面,坐在后排的學(xué)生不容易觀察得清楚,或者看到但印象不深刻。學(xué)生出現(xiàn)操作上的錯(cuò)誤,教師在巡視過(guò)程中可能發(fā)現(xiàn)、糾正,但是無(wú)法顧及全部學(xué)生。本節(jié)課教師將實(shí)驗(yàn)操作的視頻播放給學(xué)生觀看,使學(xué)生獲得直觀印象,經(jīng)過(guò)模仿、改進(jìn),使實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、熟練,達(dá)到培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能的目的。從教學(xué)效果看,大多數(shù)學(xué)生很快掌握了操作要點(diǎn)。例如臨時(shí)裝片制作的最后一步是蓋上蓋玻片,以前很多學(xué)生都是用手直接把蓋玻片平放液滴上,出現(xiàn)很多氣泡,干擾觀察,雖然教師反復(fù)強(qiáng)調(diào),但效果不佳。通過(guò)觀看錄像中的操作,學(xué)生掌握了訣竅,用鑷子夾住蓋玻片,沿液滴邊緣傾斜45°緩慢放下,普遍沒(méi)有出現(xiàn)氣泡。有的學(xué)生完成制片后,玻片會(huì)殘留試劑,使用顯微鏡的時(shí)候,又將這些試劑附到載物臺(tái),甚至鏡頭上,損壞鏡頭。錄像中示范用吸水紙吸去玻片多余液體,這一動(dòng)作學(xué)生印象深刻,紛紛模仿,效果很好。5.2材料、方法和步驟的改進(jìn)學(xué)生若適應(yīng)了實(shí)驗(yàn)課按照教材步驟按部就班地操作,易形成固定僵化的思維模式,不利于能力的發(fā)展。本節(jié)課從材料、方法和步驟方面做了改進(jìn),使實(shí)驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)便快捷,同時(shí)教師要求小組學(xué)生分工,采用不同的材料和方法完成實(shí)驗(yàn),通過(guò)比較學(xué)生體會(huì)哪種材料更合適,哪種方法更好,認(rèn)識(shí)到教材的實(shí)驗(yàn)步驟并非一成不變,可以根據(jù)具體情況做出改動(dòng),樹(shù)立改進(jìn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程的意識(shí),培養(yǎng)了創(chuàng)新精神。5.3葉綠體流動(dòng)的動(dòng)機(jī)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的觀察方法,能真實(shí)記錄現(xiàn)象,在教師引導(dǎo)鼓勵(lì)下分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,能大膽地提出見(jiàn)解。有學(xué)生觀察到葉綠體在緩緩流動(dòng)時(shí),非常興奮,感嘆細(xì)胞的奇妙,也激發(fā)了思考的動(dòng)機(jī):“葉綠體為什么會(huì)動(dòng)呢?”學(xué)生首先想到:“因?yàn)榧?xì)胞是活的?！边@個(gè)思路是對(duì)的?！盀槭裁椿罴?xì)胞的葉綠體會(huì)流動(dòng)呢?是葉綠體自己在移動(dòng)嗎?”在教師引導(dǎo)下,學(xué)生推測(cè)是葉綠體周圍的液體(細(xì)胞質(zhì))在流動(dòng),導(dǎo)致葉綠體的移動(dòng),從而分析出原因。5.4為什么要樹(shù)立正確的學(xué)習(xí)理念:問(wèn)題引導(dǎo),實(shí)踐探究實(shí)驗(yàn)中學(xué)生不是機(jī)械地操作,而是主動(dòng)開(kāi)展了知識(shí)的構(gòu)建,在動(dòng)手的同時(shí)動(dòng)腦思考。例如制作人口腔上皮細(xì)胞的裝片時(shí),涂片