《探究化学因子对蚕豆根尖细胞变异的影响》设计 省赛一等奖

《探究化学因子对蚕豆根尖细胞变异的影响》教学设计一、设计理念课程标准要求培养学生的探究能力。《实验探究化学因子对蚕豆根尖细胞变异的影响》已经纳入国家环境监测标准中，生物科学工作者往往采用微核研究的方法来分析环境污染的程度，ZnCl2与人们生活息息相关，具有现实意义。在本节教学中教师通过复习基础知识，引导学生根据实验课题，分析实验原理、实施实验方案，通过分析实验结果得出有关结论。整个教学活动是在教师指导下师生共同参与的探究学习过程，培养学生的从实际出发，实事求是，不断追求科学真理的精神；培养学生的合作精神，最终达成三维目标。（一）教材分析《实验探究化学因子对蚕豆根尖细胞变异的影响》是沪科版高中生物第8章《遗传与变异》第3节《变异》的内容，是学生进一步认识变异、理解突变的重要内容。变异是生物多样性和进化的来源。变异可以自发产生，也可以在人工条件下发生。人类可通过物理、化学、太空育种等方法实施人工诱变获得新品种。但某些人工诱变可能导致人体细胞癌变，是生活中需要避免的。通过实验“探究化学因子对蚕豆根尖细胞变异的影响”，学生可以直观地了解化学、物理因子引起细胞染色体发生变异的实例。（二）学情分析在学习第二册教材时，学生已经做过“植物细胞有丝分裂的观察”的实验，具有了一定的理论和实践基础。本实验是将高中阶段的实验技能和理论知识综合后的探索实验，是技能与课外探究结合的一个例子，与目前人们关心的环境污染与人体健康的关系密切相联。但需要提前水培蚕豆种子，并进行一些处理，需要学生细心、坚持；镜检时观察部位的选择、微核不易观察到等，都增加了实验的难度，教师课前要引导学生做好心理准备，并适时鼓励学生。（三）课时安排1课时二、教学目标（一）知识与技能：1．通过微核现象，了解不良环境因子具有使细胞发生变异的作用，理解其作用机理。2．学习化学因子诱导蚕豆根尖细胞变异的方法，尝试运用该实验的原理和方法，探究不同污染因子对正常细胞的影响作用。（二）过程与方法：体验化学因子诱导蚕豆根尖细胞变异的实验过程，提高进行实验分析和实验操作的能力。（三）情感态度与价值观：通过探究化学因子对蚕豆根尖细胞变异的影响的实验设计及操作，关注环境中对生物体不利的因素。三、教学重点、难点教学重点：1．环境中不良的化学因子等诱导细胞变异的作用机理。2．染色体形态、数目的观察。教学难点：环境中不良的化学因子等诱导细胞变异的作用机理。四、教学准备1．实验材料（实验前10d左右水培蚕豆种子）、仪器和试剂的准备。2．了解学生对实验的理解情况；将学生分组（4人/组）。五、教学方法教师主导、学生主体；实验法。六、教学过程复习导入：（5分钟）教师复习提问：1．导致遗传物质变化的因素有哪些？2．染色体畸变包括哪些类型？3．导致染色体变异的因素有哪些？我们生活中可能接触到哪些？4．染色体结构变异有哪些类型？会引起什么后果？引领学生复习变异的基础知识，为实验课的进行做好理论储备。实验分析：（15分钟）教师让学生自学本实验，分析、归纳实验原理和实验目的，教师适当补充。实验原理：1．一些化学、物理因子会引起细胞分裂异常，导致少数细胞内出现小于正常细胞核三分之一的微核，这是由于细胞核物质在分裂过程中出现染色体断裂等异常所造成的。2．测定植物根尖细胞中微核出现的频率，可以作为监测环境污染程度的指标。实验目的：1．理解微核测定的方法和意义。2．检测和了解环境污中对生物体不利的因素。教师继续引导学生复习第二册“植物细胞有丝分裂的观察”的实验：1．观察植物细胞有丝分裂的实验步骤是？2．解离用的药液、时间、目的。3．染色用的药液、时间、目的。4．压片的方法、目的。5．观察的方法、区域。6．还能绘制出细胞有丝分裂间期、中期、后期简图吗？教师启发学生分析本实验材料的选择、准备，实验操作的目的、注意事项等。1．为什么选择蚕豆种子？取材方便，发芽率高。2．如何处理实验材料？为什么？实验前10d左右开始用ZnCl2溶液水培蚕豆种子。待主根长至2～3cm时，切去主根顶部，促使其长出侧根。让化学因子充分接触并影响蚕豆根尖细胞的有丝分裂。主根只有一条，侧根数目较多，促进侧根生长，提供更多的实验材料。3．为什么要观察蚕豆根尖压片的永久封片？先观察蚕豆根尖压片的永久封片，熟悉根尖正常细胞的形态结构，以便于与临时装片中找到的含微核的细胞对比。4．低倍镜下观察到的分生区和伸长区细胞形态如何？5．为什么要注意观察那些靠近分生区的伸长区细胞？6．转换高倍镜可以观察到什么现象？学生动手实验：（20分钟）学生动手进行实验操作，注意小组成员之间的互相配合。教师巡查，适当指导，及时纠正错误或不规范的操作。归纳总结：（5分钟）教师引导学生根据实验方法，分析、讨论解决实验后面的思考题。师生共同归纳总结。布置作业：1.完成实验报告。2.实验中的化学因子的诱变机理是什么？3．如何设计实验探究废电池、烟丝浸出液等对细胞变异的影响？七、教学反思本实验是探究不良环境因子对细胞变异的影响，既可以夯实变异的基础知识，又可以加深学生对环境因素对生物变异的影响的理解。微核研究的方法已经纳入国家环境监测标准中，生物科学工作者往往采用这种方法来分析环境污染的程度，而且ZnCl2应用广泛，与人们的生活息息相关，具有现实意义。在教学中，教师首先引导学生复习变异的基础知识，认识环境因子对生物变异的影响；分析物理、化学因子对生物细胞变异的影响和检测方法，理解每一步操作的含义；自己动手实验，经历探究化学因子对细胞变异影响的