观察dna和rna在细胞中的分布及观察

观察dna和rna在细胞中的分布及观察

人类教育版1的实验内容较多，一年级学生的生物学课程不足，实验和教育的完成非常紧张。实验“观察DNA和RNA在细胞中的分布”及“用高倍镜观察叶绿体和线粒体”是其中的2个实验,原来安排2课时,考虑到单个实验内容较少,尝试将2个实验整合,安排1课时完成。但如果仅仅简单、机械地合并,可能会影响实验教学目标的达成。本文在考虑课堂用时的前提下,挖掘教材中的素材,旨在探索科学、合理、有效的教学组织形式,以期达到既训练学生的实验操作技能,又培养生物学实验的方法和思维的目的。1临时装片加工技术这2个实验均为观察细胞内结构,验证课堂知识点的实验,实验目的相似,学生需要掌握临时装片的制作、染色技术、显微观察技术等。从理论上讲可以进行合并,但整合后最大的困难在于实验时间紧张。经过比较和分析,发现可以从以下2个方面缩短实验时间。1.1预实验与显微镜观察相结合的实验步骤a通过比较发现这2个实验在操作程序上具有相似性:都是先制备临时装片,染色后(或不染色)显微镜观察。由于染色需要一定的时间,可以采用“见缝插针”的方法,充分利用染色时间进行下一个实验。在预实验中观察染色效果,发现适当延长健那绿的染色时间,线粒体的观察效果较好(染色10min以上),因此最先制作;甲基绿吡罗红的染色时间不宜过长(15min以内),否则染色过深影响观察,可放在第2个完成;黑藻叶片的制片过程最简单,且不需要染色,可放在第3个完成。用显微镜观察时,考虑到染色时间的要求,以及由易到难的原则,依次观察叶绿体、线粒体、DNA和RNA的分布。调整后实验步骤的顺序为:先制作3种临时装片,然后显微镜观察。这样学生就有充足的时间完成装片的制作,观察和分析现象。1.2司法审查实验“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的步骤较繁琐,比较费时。查阅的资料表明,DNA和RNA的染色可以有多种方法,笔者在预实验中不用HCl酸化处理,也可以清楚观察到细胞核和细胞质的颜色,效果较理想。因此从最初的实验原理、设计意图、染色效果以及实验所需时间等方面综合考虑,去掉了“水解”这一步骤。这样简化步骤后,学生能在较短时间内制作完装片,并且观察效果也较好。对教材实验步骤这样处理后,一方面缩短了实验操作用时,另一方面也使整个实验过程较流畅:制片→染色→观察→分析,利于学生了解这类实验的方法和步骤,形成完整的实验思路,从而使2个实验的整合变得可行和有效。2重知识、轻能力的现象,实验课程设计为一个完整的模拟过程这2个实验均属于观察验证性实验,一般被当作是训练学生操作技能和验证知识的手段,如果仅将学生当作观察者和验证者,会导致重结果、轻过程;重知识、轻能力的现象,不利于学生能力的提高,未能充分发掘实验教学的特殊价值。根据本实验的特点,将这节课设计为一个简单的、相对完整的科研模拟过程:明确实验目的和原理→选择实验材料→制作装片→观察记录→分析现象→归纳结论→思考运用、内化知识。本节课临时装片的制作相对简单,现象明显易观察,而难点在于如何提高学生的操作技能,以及培养生物科学方法和思维,如学会观察、记录、分析、表达和比较等。3试验对象的描述3.1知识目标说出实验原理;了解叶绿体和线粒体的形态和分布;区分DNA和RNA在细胞中的分布。3.2绩效目标3.3情感目标培养实事求是的科学态度,勇于尝试利用所学知识解决实际问题的探索精神。4实验教育过程的组织4.1叶绿体的观察和材料研究学生必须掌握显微镜观察的原理和染色原理,教师可以通过2个问题引入:(1)怎样才能观察到叶绿体、线粒体等细胞结构?(2)使用显微镜前,必须对材料怎样处理?然后介绍3种染色剂的原理和对临时装片的制作要求。4.2种染液稀释和使用效果教师要求学生按以下实验顺序制作临时装片,观察线粒体→观察DNA和RNA在细胞中的分布→观察叶绿体。从预实验的染色效果看,2种染液适当稀释后效果更好(可按1∶10的比例用水稀释)。另外,如果采用洋葱鳞茎内表皮为材料,操作更简单,并且观察效果比口腔上皮细胞好,可以让小组成员分别采用不同实验材料作对比,1人取口腔上皮细胞,1人取洋葱鳞茎内表皮细胞。实验“观察DNA和RNA在细胞中的分布”中实验材料和步骤的改动情况如表1。由于实验内容较多,可将制作装片的操作步骤写在黑板上(见表2)。4.3观察与问题引导学生按以下顺序依次观察3种装片:装片3观察叶绿体→装片1观察线粒体→装片2观察DNA和RNA在细胞中的分布。教师可用显微投影仪展示学生制作得较成功的装片,由于是自己的实验成果,学生会很专注地观察。但很多学生不知道该观察什么;或者只留意到某些现象,忽略掉一些重要的特征。教师可利用表格将需要观察、记录的项目列出,让学生填写,或提出问题加以引导(见表3,表4)。学生在回答的时候,教师应提示注意生物学术语的应用。思考题:除了叶绿体外,还能看到其他的细胞结构吗?4.4观察、推理、分析新课标要求学生能用所学的知识解释有关的现象,通过分析和推理得出实验结论。教师应避免“告诉”现象和结论,放手让学生独立分析、推理。例如,观察健那绿染色人口腔上皮细胞的装片时,学生描述细胞中央有黑色(实为深蓝色)阴影,周围透明,可以让学生根据所掌握的知识,推测这些是细胞的什么结构。学生可以自行得出简单的结论,如学生根据甲基绿吡罗红染色后细胞所呈现的颜色,尝试归纳出DNA主要分布在细胞核,RNA主要分布在细胞质的结论;复杂的结论则需要教师的点拨和引导。4.5设置问题,促进思维的发展不少学生完成实验,观察到现象就行了,很少进一步思考实验原理和过程,不会去归纳、迁移和运用。新课标要求学生在理解实验原理的基础上,能灵活运用知识,在不同情境下迁移知识,而这些能力的提高需要潜移默化、持之以恒的培养。对实验进行总结,除了提醒学生实验过程中出现的问题外,教师还可以设置一系列的问题,促使学生的思维向深度和广度发展,实现知识的内化、迁移和运用。本节课设置的问题有的涉及实验原理的理解和运用,如:(1)哪些装片的制作需要使用染色剂?(2)哪些装片的实验材料始终是活细胞?(3)为什么观察叶绿体不需要染色?(4)还有哪些细胞结构不用染色就能观察到?有的涉及实验材料的选择,如:(5)观察线粒体,能否选用洋葱外表皮?有的涉及实验步骤的理解,如:(6)“观察DNA和RNA在细胞中的分布”中口腔上皮细胞为什么需要烘干?有的涉及实验方案的评价,如:(7)“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的操作步骤与教材中的有没有不同?你认为我们对实验进程做了改进吗?通过思考,将观察和分析所得转化为知识和能力,利于学生智能的发展。5经验和经验5.1观看实验操作,掌握操作要点操作技能是保证实验进行和获得有效数据的基础,也是实验教学目标的重点。一些学生的动手能力较差:动作慢,操作不规范,甚至损坏器具。通常教师讲解,对关键步骤示范,从教学效果看并不理想。一方面有的步骤教师认为不重要,但不一定是学生容易操作的;另一方面,坐在后排的学生不容易观察得清楚,或者看到但印象不深刻。学生出现操作上的错误,教师在巡视过程中可能发现、纠正,但是无法顾及全部学生。本节课教师将实验操作的视频播放给学生观看,使学生获得直观印象,经过模仿、改进,使实验操作规范、熟练,达到培养实验技能的目的。从教学效果看,大多数学生很快掌握了操作要点。例如临时装片制作的最后一步是盖上盖玻片,以前很多学生都是用手直接把盖玻片平放液滴上,出现很多气泡,干扰观察,虽然教师反复强调,但效果不佳。通过观看录像中的操作,学生掌握了诀窍,用镊子夹住盖玻片,沿液滴边缘倾斜45°缓慢放下,普遍没有出现气泡。有的学生完成制片后,玻片会残留试剂,使用显微镜的时候,又将这些试剂附到载物台,甚至镜头上,损坏镜头。录像中示范用吸水纸吸去玻片多余液体,这一动作学生印象深刻,纷纷模仿,效果很好。5.2材料、方法和步骤的改进学生若适应了实验课按照教材步骤按部就班地操作,易形成固定僵化的思维模式,不利于能力的发展。本节课从材料、方法和步骤方面做了改进,使实验过程简便快捷,同时教师要求小组学生分工,采用不同的材料和方法完成实验,通过比较学生体会哪种材料更合适,哪种方法更好,认识到教材的实验步骤并非一成不变,可以根据具体情况做出改动,树立改进实验进程的意识,培养了创新精神。5.3叶绿体流动的动机学生学习科学的观察方法,能真实记录现象,在教师引导鼓励下分析实验结果,能大胆地提出见解。有学生观察到叶绿体在缓缓流动时,非常兴奋,感叹细胞的奇妙,也激发了思考的动机:“叶绿体为什么会动呢?”学生首先想到:“因为细胞是活的。”这个思路是对的。“为什么活细胞的叶绿体会流动呢?是叶绿体自己在移动吗?”在教师引导下,学生推测是叶绿体周围的液体(细胞质)在流动,导致叶绿体的移动,从而分析出原因。5.4为什么要树立正确的学习理念:问题引导,实践探究实验中学生不是机械地操作,而是主动开展了知识的构建,在动手的同时动脑思考。例如制作人口腔上皮细胞的装片时,涂片