《探究化學(xué)因子對蠶豆根尖細(xì)胞變異的影響》設(shè)計 省賽一等獎

《探究化學(xué)因子對蠶豆根尖細(xì)胞變異的影響》教學(xué)設(shè)計一、設(shè)計理念課程標(biāo)準(zhǔn)要求培養(yǎng)學(xué)生的探究能力?！秾嶒炋骄炕瘜W(xué)因子對蠶豆根尖細(xì)胞變異的影響》已經(jīng)納入國家環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)中，生物科學(xué)工作者往往采用微核研究的方法來分析環(huán)境污染的程度，ZnCl2與人們生活息息相關(guān)，具有現(xiàn)實意義。在本節(jié)教學(xué)中教師通過復(fù)習(xí)基礎(chǔ)知識，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗課題，分析實驗原理、實施實驗方案，通過分析實驗結(jié)果得出有關(guān)結(jié)論。整個教學(xué)活動是在教師指導(dǎo)下師生共同參與的探究學(xué)習(xí)過程，培養(yǎng)學(xué)生的從實際出發(fā)，實事求是，不斷追求科學(xué)真理的精神；培養(yǎng)學(xué)生的合作精神，最終達(dá)成三維目標(biāo)。（一）教材分析《實驗探究化學(xué)因子對蠶豆根尖細(xì)胞變異的影響》是滬科版高中生物第8章《遺傳與變異》第3節(jié)《變異》的內(nèi)容，是學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識變異、理解突變的重要內(nèi)容。變異是生物多樣性和進(jìn)化的來源。變異可以自發(fā)產(chǎn)生，也可以在人工條件下發(fā)生。人類可通過物理、化學(xué)、太空育種等方法實施人工誘變獲得新品種。但某些人工誘變可能導(dǎo)致人體細(xì)胞癌變，是生活中需要避免的。通過實驗“探究化學(xué)因子對蠶豆根尖細(xì)胞變異的影響”，學(xué)生可以直觀地了解化學(xué)、物理因子引起細(xì)胞染色體發(fā)生變異的實例。（二）學(xué)情分析在學(xué)習(xí)第二冊教材時，學(xué)生已經(jīng)做過“植物細(xì)胞有絲分裂的觀察”的實驗，具有了一定的理論和實踐基礎(chǔ)。本實驗是將高中階段的實驗技能和理論知識綜合后的探索實驗，是技能與課外探究結(jié)合的一個例子，與目前人們關(guān)心的環(huán)境污染與人體健康的關(guān)系密切相聯(lián)。但需要提前水培蠶豆種子，并進(jìn)行一些處理，需要學(xué)生細(xì)心、堅持；鏡檢時觀察部位的選擇、微核不易觀察到等，都增加了實驗的難度，教師課前要引導(dǎo)學(xué)生做好心理準(zhǔn)備，并適時鼓勵學(xué)生。（三）課時安排1課時二、教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能：1．通過微核現(xiàn)象，了解不良環(huán)境因子具有使細(xì)胞發(fā)生變異的作用，理解其作用機(jī)理。2．學(xué)習(xí)化學(xué)因子誘導(dǎo)蠶豆根尖細(xì)胞變異的方法，嘗試運用該實驗的原理和方法，探究不同污染因子對正常細(xì)胞的影響作用。（二）過程與方法：體驗化學(xué)因子誘導(dǎo)蠶豆根尖細(xì)胞變異的實驗過程，提高進(jìn)行實驗分析和實驗操作的能力。（三）情感態(tài)度與價值觀：通過探究化學(xué)因子對蠶豆根尖細(xì)胞變異的影響的實驗設(shè)計及操作，關(guān)注環(huán)境中對生物體不利的因素。三、教學(xué)重點、難點教學(xué)重點：1．環(huán)境中不良的化學(xué)因子等誘導(dǎo)細(xì)胞變異的作用機(jī)理。2．染色體形態(tài)、數(shù)目的觀察。教學(xué)難點：環(huán)境中不良的化學(xué)因子等誘導(dǎo)細(xì)胞變異的作用機(jī)理。四、教學(xué)準(zhǔn)備1．實驗材料（實驗前10d左右水培蠶豆種子）、儀器和試劑的準(zhǔn)備。2．了解學(xué)生對實驗的理解情況；將學(xué)生分組（4人/組）。五、教學(xué)方法教師主導(dǎo)、學(xué)生主體；實驗法。六、教學(xué)過程復(fù)習(xí)導(dǎo)入：（5分鐘）教師復(fù)習(xí)提問：1．導(dǎo)致遺傳物質(zhì)變化的因素有哪些？2．染色體畸變包括哪些類型？3．導(dǎo)致染色體變異的因素有哪些？我們生活中可能接觸到哪些？4．染色體結(jié)構(gòu)變異有哪些類型？會引起什么后果？引領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)變異的基礎(chǔ)知識，為實驗課的進(jìn)行做好理論儲備。實驗分析：（15分鐘）教師讓學(xué)生自學(xué)本實驗，分析、歸納實驗原理和實驗?zāi)康?，教師適當(dāng)補充。實驗原理：1．一些化學(xué)、物理因子會引起細(xì)胞分裂異常，導(dǎo)致少數(shù)細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)小于正常細(xì)胞核三分之一的微核，這是由于細(xì)胞核物質(zhì)在分裂過程中出現(xiàn)染色體斷裂等異常所造成的。2．測定植物根尖細(xì)胞中微核出現(xiàn)的頻率，可以作為監(jiān)測環(huán)境污染程度的指標(biāo)。實驗?zāi)康模?．理解微核測定的方法和意義。2．檢測和了解環(huán)境污中對生物體不利的因素。教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)第二冊“植物細(xì)胞有絲分裂的觀察”的實驗：1．觀察植物細(xì)胞有絲分裂的實驗步驟是？2．解離用的藥液、時間、目的。3．染色用的藥液、時間、目的。4．壓片的方法、目的。5．觀察的方法、區(qū)域。6．還能繪制出細(xì)胞有絲分裂間期、中期、后期簡圖嗎？教師啟發(fā)學(xué)生分析本實驗材料的選擇、準(zhǔn)備，實驗操作的目的、注意事項等。1．為什么選擇蠶豆種子？取材方便，發(fā)芽率高。2．如何處理實驗材料？為什么？實驗前10d左右開始用ZnCl2溶液水培蠶豆種子。待主根長至2～3cm時，切去主根頂部，促使其長出側(cè)根。讓化學(xué)因子充分接觸并影響蠶豆根尖細(xì)胞的有絲分裂。主根只有一條，側(cè)根數(shù)目較多，促進(jìn)側(cè)根生長，提供更多的實驗材料。3．為什么要觀察蠶豆根尖壓片的永久封片？先觀察蠶豆根尖壓片的永久封片，熟悉根尖正常細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)，以便于與臨時裝片中找到的含微核的細(xì)胞對比。4．低倍鏡下觀察到的分生區(qū)和伸長區(qū)細(xì)胞形態(tài)如何？5．為什么要注意觀察那些靠近分生區(qū)的伸長區(qū)細(xì)胞？6．轉(zhuǎn)換高倍鏡可以觀察到什么現(xiàn)象？學(xué)生動手實驗：（20分鐘）學(xué)生動手進(jìn)行實驗操作，注意小組成員之間的互相配合。教師巡查，適當(dāng)指導(dǎo)，及時糾正錯誤或不規(guī)范的操作。歸納總結(jié)：（5分鐘）教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗方法，分析、討論解決實驗后面的思考題。師生共同歸納總結(jié)。布置作業(yè)：1.完成實驗報告。2.實驗中的化學(xué)因子的誘變機(jī)理是什么？3．如何設(shè)計實驗探究廢電池、煙絲浸出液等對細(xì)胞變異的影響？七、教學(xué)反思本實驗是探究不良環(huán)境因子對細(xì)胞變異的影響，既可以夯實變異的基礎(chǔ)知識，又可以加深學(xué)生對環(huán)境因素對生物變異的影響的理解。微核研究的方法已經(jīng)納入國家環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)中，生物科學(xué)工作者往往采用這種方法來分析環(huán)境污染的程度，而且ZnCl2應(yīng)用廣泛，與人們的生活息息相關(guān)，具有現(xiàn)實意義。在教學(xué)中，教師首先引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)變異的基礎(chǔ)知識，認(rèn)識環(huán)境因子對生物變異的影響；分析物理、化學(xué)因子對生物細(xì)胞變異的影響和檢測方法，理解每一步操作的含義；自己動手實驗，經(jīng)歷探究化學(xué)因子對細(xì)胞變異影響的