《观察根尖细胞有丝分裂》教学设计

一、教学背景分析

1、教材分析

本实验是人教版高中“生物”（必修1）的重要实验之一。本实验通过学生动手制作根尖临时装片，观察、分析染色体的存在状态，理解植物细胞有丝分裂的过程。实验涉及实验材料的准备和培养、临时装片制作、显微镜使用、实验数据处理等知识和技能。

2、学情分析

本次实验之前，学生已经做过了质壁分离复原的实验，对显微镜的操作较为熟悉。但有丝分裂实验的操作步骤更复杂，每个步骤出错都可能导致观察不到实验现象，这就要求学生保持课堂专注度，更加认真进行实验，教师的讲解过程也要化繁为简，提高效率。

二、教学目标

1、知识目标

（1）制作根尖临时装片；

（2）说出有丝分裂各个时期的特点。

2、能力目标

（1）培养学生实验操作、观察能力以及学习使用高倍显微镜、绘生物图的基本技能；

（2）通过相关问题分析，培养学生分析推理、解决问题的意识和能力。

3、情感态度与价值观方面

培养学生实事求是、认真严谨的科学态度。

三、教学重点和难点

  1、教学重点

（1）制作根尖细胞有丝分裂装片。

（2）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。

2、教学难点

（1）实验设计中实验材料的选择和解离。

（2）根尖临时装片的制作和高倍显微镜的使用。

四、教学设计思路和方法

实验探究性学习是学生获取知识的一条重要途径。按照学为主体，师为主导的思想进行教学，教师就要设计出一些能引起学生思考和探究的问题，使学生多途径多方式的参与到学习中，使学生的主体性得到充分体现。因此本节教学以提出问题→进行实验→讨论→解决问题的方式进行。在实验操作过程中，学生结合教师提出的问题，边操作边思考。自己不能解决的问题，由同一实验组的同学共同讨论解决，得出答案。教师在某些较难理解的问题上适时点拨，以减少课堂时间的浪费，提高课堂效率。有丝分裂的实验是一个验证性的实验，要求学生通过有丝分裂各时期的观察，来验证学生在前面学到的知识，并加以巩固。因此在实验前，教师应让学生先回忆在细胞分裂过程中，各时期的染色体的形态和行为有哪些变化，以便在实验中能够准确的观察到各个时期的图像，并能区分出来。

五、课前准备

1、熟悉实验原理、熟知有丝分裂装片的制作步骤和细节。

2、查阅文献，制定可行的教学目标，简化实验步骤，缩短实验时间，提高实验成功率（这也是达到课程情感态度与价值观目标的途径之一）。

3、准备实验材料、用具。

材料用具：蚕豆、显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，剪子，镊子，滴管、烧杯、试剂瓶质量分数为15%的盐酸，体积分数为95%的酒精，质量浓度为0.01g/ml的龙胆紫溶液，清水，洋葱根尖细胞有丝分裂固定装片，蛙卵裂期固定装片。

4、指导课外兴趣小组成员培养蚕豆根，进行预实验。

5、指导学生复习有丝分裂各个时期的染色体的形态和行为有哪些特点，预习了解该实验的实验原理、目的要求及操作步骤，提出与本课内容有关的问题。

六、教学过程

【复习提问，引入新课】

回顾：植物细胞有丝分裂过程中各个时期的特点。

导入：今天我们在前面已有知识的基础上，来观察蚕豆根尖分生组织细胞的有丝分裂。

【自主学习 合作探究】

教师强调实验目的。

探究点1：该实验的实验原理是什么？

学生回答，师作进一步强调。

一、洋葱根的培养

实验课前一周让学生帮忙培养根。请生物兴趣小组成员介绍洋葱根的培养过程和注意问题。

学生：在实验课前3～4天，取洋葱一个，放在广口瓶上，装满清水，让洋葱的底部接触瓶内的水面。把广口瓶放在温暖的地方培养。注意问题：应选择底盘大的洋葱做生根材料；剥去外层老皮，用刀削去老根，注意不要削掉四周的根芽；培养时注意每天换水1～2次，防止烂根。待根长约5 cm时，取健壮的根尖（约0.5cm）制成临时装片。

二、临时装片的制作

    探究点2：该实验的实验流程是什么？

学生回答师作进一步强调：取材→制作装片（解离→漂洗→染色→制片）→观察→绘图。

（一）取材与解离、漂洗

实验材料：蚕豆根尖。为了让学生能找到有丝分裂各个时期的分裂相，同时考虑到前面的预处理、固定和解离所用时间太长，教师指导课外小组成员提前完成前面步骤，实验课堂操作从染色这步做起。

教师讲解“解离、漂洗步骤”，为后面相关问题探讨奠定基础。在上午10时至下午2时，剪取蒜根尖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3～5min，至根酥软为止。目的是用药液是组织中的细胞相互分离开来，即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，不利于在镜下观察。

【巩固练习】

洋葱根尖细胞解离后对细胞膜通透性的影响是（ ）

A.由选择透过性变为半透性              

B.由选择透过性变为全透性

C.仍保持选择透过性，但通透性增大      

D.仍维持原来的通透性

探究点3：解离后为什么要进行漂洗？怎样进行漂洗？

学生讨论回答，师作相应点拨：由于染色剂是碱性染液，如不漂洗，酸碱发生反应，不利于着色；同时也是为了洗去药液，防止解离过度。用镊子把酥软的根取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗三次。

（二）染色

探究点4：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？

学生回答师作进一步强调：能被碱性染液染成深色的物质是染色体，即染色后增大了细胞核与周围部分的反差，便于观察染色体分布和变化。染色时，染液的浓度和时间的把握要好，否则染色过深，不易观察细胞中的染色体。染色时间3-5min。

学生在老师的指导下进行实验，用镊子将根尖放进盛有质量浓度为0.01g/ml龙胆紫溶液的玻璃皿中染色3-5min。等待过程中师讲解高倍显微镜的使用，学生练习使用，师纠正学生的错误操作。

（三）制片

探究点5：实验中，要使细胞分离和分散开，需采取哪些措施？

学生讨论回答，师作相应点拨：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。

强调并作相应的演示实验：

1、盖盖玻片时，注意防止气泡产生，具体操作：用镊子夹住盖玻片的一端，另一端接触水面缓缓放下。

2、加清水是起润滑剂和利于细胞分散的作用，压片时，在盖玻片上再加一片载玻片的目的是防止手指与盖玻片直接触压，将极薄的盖玻片压碎。

3、压片时用力要适当，过重会将组织压烂，过轻细胞不易分散。

学生在老师的指导下进行实验，师答疑。

三、蚕豆根尖分生区细胞有丝分裂的观察

（一）观察

探究点6：根尖分生区细胞有什么样的形态特点？

学生回答，师作进一步强调：分生区细胞呈正方形，排列紧密。

探究点7：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？如何操作才能找全各个时期的细胞？

学生讨论回答，师作相应点拨：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。

学生在老师的指导下进行观察，师答疑。如果自制装片不理想，可以观察洋葱根尖固定装片、蛙卵裂期固定装片。各实验小组交流实验结果，并对实验结果进行比较。

（二）仔细统计视野中处于各时期的细胞数，记录在记录表“样本1”中。把视野移动到分生区一个新的区域再统计，然后记录在“样本2”中。对数据进行整理，填入表中。

探究点8：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？

学生回答，师作进一步强调：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。

四、绘图

教师要求学生根据自己在实验中观察到的各时期的细胞特点，绘制有丝分裂中期、后期的简图，并能区分各时期细胞的特点。

展示优秀的绘图。

七、教后反思

    回顾本节实验教学，改进的地方总结为以下几点：

1、替换实验材料，便于观察。

实验材料用蚕豆根尖，蚕豆栽培的时间较洋葱短，取材方便、发根条件简单、染色体数目少（12条），染色体大，便于观察。

2、适当简化实验步骤，提高实验成功率。

本实验不是采用新鲜的蚕豆根尖，而是对根尖进行过固定和解离处理。预处理抑制和破坏纺锤丝的形成，促使染色体缩短和分散，同时，使有丝分裂处于最佳分裂观察时间；固定的目的是把细胞杀死，使蛋白质变性，保持原来的分裂状态，同时使染色体更容易着色。下午上实验课时就不会因为蚕豆根尖不处于有丝分裂旺盛时间段而观察不到分裂相。

3、合理调整实验时间安排，使学生实验能有条不紊、高效完成

本实验的细碎操作较多，且染色步骤用时较长。在染色等待的时间段，教师引导学生进行相关问题的探究思考，使学生更好地了解该做什么，如何合作。虽然相比常规教法，教师包办了前面步骤，但为学生留出了更多时间探讨较难理解的问题，有助于促进学生创新思维的发展。

 

《观察根尖细胞有丝分裂》教学设计