1、2010年弟45卷第丨丨期開設(shè)“細胞學遺傳學實驗技術(shù)”校本選修課的實踐與思考周 湘 (北京巿屮學 北朿100034鏑戛 開設(shè)校本生物學選修深“細胞學遺傳學實驗技術(shù)”有助于拓展學生的生物科技視 野.進一步教發(fā)學生的學習興處.提高學生的實松和科學研究能力、刻新意識和實戲能力，講 芥學生的科學態(tài)度和科學精神，從進學生發(fā)展。介炤了 i果開設(shè)的背景、fl籽、其施過狂。 關(guān)鍵詞校皋深權(quán)立物學選鋒課中國困名分旲號：g633.91 文獻標識碼：a1 潔程開設(shè)背累，目標1.1開設(shè)竹眾 與必修深相比.校本生物學選修 課結(jié)合學校的實輪室沒備條件，在生物學的某個 領(lǐng)域選擇一些與統(tǒng)編教材內(nèi)容既不沖突也不雷同 的專題，有

2、利f適當?shù)赝卣购鸵靑果內(nèi)學習的相 關(guān)內(nèi)容，發(fā)押靈活機動的教學設(shè)汁坩路，引導學生 開嵌研究性學習活動，利于培養(yǎng)學牛的實踐能力 和創(chuàng)新意識。選修“細狍學遺傳學實驗技術(shù)”的學生大多對 生命枓學冇極大的熱悄和興，在完成必修諜程 的苺礎(chǔ)上.希望旮吏多的機會進行生命科學的實 聆研究。其屮.部分優(yōu)秀學生莉機會進人中科院和 大學的實驗室，在專家的親a指汙下進行p題研 究活動。1.2具體目標1) 根據(jù)實驗課題及其實驗要求，學會培養(yǎng)、采 集和抽處埋植物實驗材料，學會培養(yǎng)簡要的動植 物，獲取相應(yīng)的實驗材料。2學習一般的生物制片方法。明確常用染色 剖的著色原理和染色方法，學會用裝片法、涂片 法 決片法、切片法、稀旰

3、法等制作臨時玻片標而小能作出價值判斯.即“應(yīng)該怎忭”的問題，學習 科學史，以史為鑒，能夠增強學生的社會責任感， 炤養(yǎng)正確的悄感態(tài)度與價俏觀。當他們參與社會 時.就能夠有怠識地蜒范科學技術(shù)在社會生活方 面的應(yīng)用，使科學技術(shù)切實地造榀人類。教學屮， 結(jié)合教學內(nèi)容適時穿插和滲透一些現(xiàn)代社會而臨 的、急z解決的茁大問題是必的.如水資源危 機.能源危機.環(huán)境污染(奐氧層破壞、溫室效應(yīng). 解雨等。如在教學“生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)時，告 訴學生硫氧化合物會污染環(huán)境，嚴承危害人們的 翻康，1952年12月發(fā)生在英國的芘驚世界的倫 敦煙霧”事件魷肩此例。再如由co2等引起的“溫 室效應(yīng)”，叛利昂引起的奧祖層破壞，塑

4、料形成的 * a色污染等等。以此培養(yǎng)學生形成3個觀念：愛 護淡水資源許約用水的w念；竹約能脒.合坪利用 現(xiàn)有能源的現(xiàn)念；防止污染，保護ft好i態(tài)環(huán)境的 現(xiàn)念。強化2個現(xiàn)代想識：科技息識和減災(zāi)恵識。w后談一k生物科嗲史w學中的反思：歷史憊識是一個人，一個民族成熟的標志。讀史使人明 智。w為歷史感之中包含笤一種滴w的判斷能力， 即根據(jù)背質(zhì)和情境來對乎物進行判定的能力，從 而避免失之片而和武斷、但凡堺邡費注憊一個 度”，過分a視生物史的教療功能、道視挖掘生 物史的內(nèi)涵，會讓人有本末倒筻、主次+分的感 覺。如果在生物學教學的過程中，恰當運用生物科 學史教育，以生物學家團結(jié)合作.互相釋重、樂觀 向上的悄

5、緒來影坰.感染學生；以鮮活的生物史知 識調(diào)動學生的學習興趣，培務(wù)學生的情操，以客觀 的探究節(jié)例激發(fā)學生敢于并樂于提出和探究問 題.讓生物科學史教熠生輝”，這無疑在島 中生物學的新溧改中乂增添t濃厚的一筆。主要參考文獻 i劉冰，江洋史與上梅：i 交遁大hjlh2008: 44- 56.2tt 靈 卞史的 生物* 通 2004,39( ii):2730.(k-maiknbrpyl )282010年弟45卷第i丨期3熟緣地使用放大鏡、解剖顯微鏡（體視鏡） 和電光源足微鏡現(xiàn)察實驗對象，識別和描述視野 中的研究對象或繪制生物閣、學會測微尺和計數(shù) 器的使用方法。4）引導學牛探究梢物細胞中質(zhì)休的類型及轉(zhuǎn) 化

6、、果蝸的性狀變異、染色體m帶技術(shù)芳，鼓勵學 生自主探究減數(shù)分裂過柺屮染色體行為、用糶鰣 雜交實驗驗證迪傳學基本規(guī)律等.增強學生命 科學的興遲，科學探究的基本方法.作成實琪 求是的科學態(tài)度.培養(yǎng)鍥時不舍、一絲不荀、團結(jié) 協(xié)作的科學精神。1.3實驗內(nèi)容 研究性學4的實驗課題廣泛，實 驗內(nèi)容具有彈性.根據(jù)不冏的學期、材料的取舍、 學生的意向等變化.實驗內(nèi)容的選擇靈活機動。為 了達到上述的預(yù)期h際，課程安排大沐如下：1）實驗材料的培痄。大腸桿尚或枯草桿闡的 培養(yǎng)，酵母繭的液體培養(yǎng).果蠅的招引和飼養(yǎng)，椅 物棖尖材料的培摶，蝻蟲待與的儲備，牡丹花佾的 采鋌和儲備等。2）染色與制片。嘗試用亞甲基藍.中性紅.

7、詹 鈉斯鉍b等活體染色刑肢示細胞的相應(yīng)結(jié)構(gòu)；分 別用龍明紫染液.觔觖汗紅染液，改良的笨酚品紅 染液將枏應(yīng)的染色體材料染色，用吉姆薩染液使 染色體帶：用甲基球-吡咯紅染液dna和 rna的分布，用feulgen進行核染色等，3）觀察與鑒別。用解剖嫩鏡鑒別果蠅的雌 雄，用電光源顯微鏡現(xiàn)察和鑒別質(zhì)體的類型，使用 油鏡現(xiàn)察和鑒別細菡三型，川測微尺測櫨幾種細 胞的大小，用計數(shù)板測定酵母蔭的種群數(shù)雖，識別 分裂細胞的中期染色體、果蠅呼液腺巨大染色休、 減數(shù)分裂細胞中染色體行為。4實驗探究。學生在教師引導t探究柑物體 內(nèi)不同質(zhì)體之間的轉(zhuǎn)化、果蝴體表性狀的變異、浮 找人類x染色體（巴氏小體），嘗試染色體濕帶技

8、 術(shù)等某個課題：自主探究減數(shù)分裂的實驗觀察、用 果蠅雜交實騎騎證遺ft格本規(guī)汴或伴性遺傳.低 ffii秀導染色體加偖.哈代-瓜伯格遺傳平衡爺x 個課題。此外，學生可以ft選課題逬行文驗探允。 2開設(shè)狀況和方式2.1 開設(shè)年級和時間 以細胞學遺傳嗲基水實 驗方法培養(yǎng)為主要h標的這門研究性學4課程， 是面向卨二年級學生開設(shè)的，主要吸納對生物學 冇濃j9興掙和特殊需求的愛好者。該課程毎學期 開設(shè)丨輪.毎輪大約i5個學習單元，每單元2深 時，總課吋數(shù)為30、毎一輪的招生數(shù)限制在1520人左右。在課 程計劃的實施過f?中，毎個學牛都冇一套完鋃的 實聆設(shè)濟保iff.并有利于師生之問和生生之問進 行充分的交

9、流。2.2 幵設(shè)方式 一主學習m小組合作相結(jié) 合，例如制作臨時玻片標本的方法、測徽尺和計數(shù) 器的使用方法等.主費是通過自主學習方式完成。 解母繭的液體培養(yǎng).果蠅的招引和飼養(yǎng)，植物根尖 材枓的培養(yǎng)，探究活體染色刑b示細胞的相應(yīng)結(jié) 構(gòu)等.則是以小組合作學習方式完成的。二是引導探究與自主探究相結(jié)合，例如探究 彷物體內(nèi)不同質(zhì)體之間的轉(zhuǎn)化、果蠅體表性狀的 變異.尋找人類x染色體（巴氏小體）、嘗試染色 休a帶技術(shù)等，是在教師提供研究紂料、提出問題 的引導卜學生進行的探究活動；而哈代-溫伯格 遺傳平衡的探究、人類遺傳病的調(diào)夜，以及學生自 選課題的探究則g自主性探究活動，教師更多是 在學生a列問題時與學生逬行

10、討論，使學生在自 主探究的過程中深人、史:嚴遒，取得更大的收 獲.，3調(diào)程實施案例3.1技休實例2008年10月21日.胄少年科 技教存釗炻國際研討會在北京市召開。這次研討 會由北京市m呩教癢交流中心、西城區(qū)教委、酋師 大菏都基礎(chǔ)教育發(fā)展研究院共同舉辦，以科技 教育創(chuàng)新”為主題。在這次活動中，筆者以活體 染色劑及應(yīng)用為主題進行了課堂教學展示.組織 學少逬行實驗探究，達到預(yù)期的學習目標，得到與 會專家的好涔。3.1.1實聆目的 在細胞生物學的實驗研究中， 活體染色刑被廣泛應(yīng)用十研究活細胞的結(jié)構(gòu)和代 謝活動，f生通過引導探究和g主探究的實騎活 動過程，想達成以下目杯：學會體外細胞活體 染色的基本方

11、法，觀快動枋物成細胞內(nèi)的某些味 本結(jié)構(gòu)，探究常用的活休染色刑對不間細胞染 色效果的斧異.認識活體染色剖的性質(zhì)及其應(yīng)用 范圍，明確使用活體染色劑的注藎亊項。用亞甲2010年第45銓第丨丨期生物學通報基&染液使洋蔥根尖實驗材料染色，分析根細胞 的再子交換吸附現(xiàn)象.證明活體染色劑不干擾活 細胞的生命活動。設(shè)計文驗證明所用染色劑為 活體染色刑.培養(yǎng)進行獨立實驗設(shè)計的能力，同時 培養(yǎng)敢于質(zhì)疑的科學態(tài)度。以實驗小組為研究 單位，ffi猝交流、分肀的科卞w拌。3.1.2實驗原押動物，物和典閑屑f處核細 胞.細胞內(nèi)有明顯的細狍核.細胞質(zhì)內(nèi)有多種結(jié)構(gòu) s雜、功能特異的細胞器，活體染色和閻定染色技 術(shù).則是觀察和

12、研究細胞基本結(jié)構(gòu)的有效方法之 。中學生物學實驗常用的活體染色刑冇：亞屮萆 藍、中性紅.資納斯綠8等。3.1.3實驗器ft及準備（略。3.1.4實驗活動1）引導探究活體染色劑的性 質(zhì)。2）自主探究飭納斯綠b染色刑的性質(zhì)。 3.1.5活動過程設(shè)計i）引入課題。學生矜現(xiàn)察過植物細胞的質(zhì)體. 液泡，胞質(zhì)環(huán)流和染色體等結(jié)構(gòu).其中，有的結(jié)構(gòu) 需要染色，有的結(jié)構(gòu)則不需要染色。因此.教學的 起始，可提出一系列問題促使他們思考并作出回 答.如：觀漿植物細胞的幼構(gòu)時.為什么容易識別 和k分各種庾體呢？紫皮泎蔥農(nóng)皮細胞的液泡為 什么容易識別呢？觀察戍核細胞的染色體結(jié)構(gòu)時 滿要染色，這種細咆其有活性叫？說明理由e討上

13、 述問題學生經(jīng)過思考后，能夠說出不同咕體有各 a的形態(tài)和顏色.紫皮洋激去皮細胞液泡內(nèi)的細 胞液屮有紫色累，以及染色體w片過程，細胞被殺 牝而結(jié)構(gòu)被間定。在此基礎(chǔ)上進一步質(zhì)賊：能否用 染色法觀察活細胞的代謝活動成細狍結(jié)構(gòu)動態(tài)變 化呢？這個問題將引起學生強烈的探究欲望。2）引導探究活體染色劑的性質(zhì)。引導探究娃 指學生對教師提出的問題進行探究，或者按照既 定的探究實驗程序進行操作.通過對實驗數(shù)據(jù)的 分析而有所發(fā)現(xiàn)。在該項探究實驗活動中.先讓學生閱讀講義， 了解常用的活體染色劑的種類.并通過討論提出 一致性的探究問題：如活體染色劑的性質(zhì)如何？活 體染色劑對不同細胞染色效果是否相同？然后， 組織華生照既

14、定的實驗枵序完成2項採究艾騎找 作：一蛙用適宜濃度的中性紅染液使洋蔥內(nèi)表皮 細胞染色.w察茛細胞質(zhì)笮分冉及s楨：二是用適29 宜濃度的亞甲基藍染液使洋軚或大蒜根尖著色， 觀眹其細胞的離子交換吸附現(xiàn)象。在洋蔥內(nèi)表皮細胞質(zhì)壁分離及復原的實驗過 稃中，學生通過觀察發(fā)現(xiàn)：中性紅染液進人液泡 內(nèi)，但不影響細胞吸水或失水的代謝活動。在根尖 細胞的碣子交換吸附實驗過枵中，學生通過觀察 發(fā)現(xiàn)：將業(yè)甲基盜染色的根尖細胞wf質(zhì)陵分數(shù) 為1%氯化鈣箝液會發(fā)生離t交換吸附，但部分 亞屮基藍陽芮子已妗進人細胞內(nèi)郎，不能再被 ca3交換下來。引導探究的關(guān)播在于啟發(fā)學生通過分析實騎 數(shù)據(jù)（包括實驗現(xiàn)象）捋出結(jié)論.即做到有所

15、“發(fā) 現(xiàn)。教學吋，先讓學生對獲得的實驗數(shù)據(jù)進行嘗 試性分析.然后經(jīng)過討論都能汄識到活體染色劑 幾乎不干擾活細胞的代謝活動，且有利于觀察細 胞結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化，或薺推測細胞的生命活動。這 種情況下.讓學生陳述論據(jù)和論證方式。這時，教 師用問題點撥學牛進行深層思考和回答，如中性 紅處理的細胞仍然能夠吸水或失水說明什么？細 胞外表面吸附的部分亞甲基藍陽離子是怎樣進入 細胞內(nèi)郁的？這樣的問題使學生豁然開朗.原來， 中件紅染液不彬響活細胞的原生質(zhì)層透性，亞甲 蓽藍染液也不影響細胞購以主動運輸方式吸收珣 子，主動k摘則是活細胞犋的選擇通透性的肚體 表現(xiàn)。3）0主採究僚納斯鉍b的性質(zhì)。a主探究足 學生在教師點

16、撥下.發(fā)現(xiàn)并提出探宂問題.作出假 設(shè)和提出驗證假設(shè)的芟驗沒計.實施實驗設(shè)計并 獲得數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)和得出結(jié)論。詹納斯鉍b是線粒體的特異性染色劑。學生 已經(jīng)知道，線粒體是細胞呼吸的主要場所.為生命 活動提供直接能源。因此，在該項實驗活動中，鼓 勵學生通過自主探究認識詹納斯緣b的性質(zhì).是 完全能夠達到預(yù)期目標的。自主探究始于提出問題，提出的問題必須是 真實的.而且能夠通過實驗加以驗證、因此，教學 時先向?qū)W生w明：筒納斯鉆b用于線粒體染色。 然后，讓學牛討論：_繞疳納斯綠b的性質(zhì)，各個 小組提出w些探究性問題、學生提出的問越一般 冇：疳納斯鉍b圮活體染色劑嗎？q納斯綠b 只能使線粒體染色嗎？詹納斯鉍b

17、對動棺物細生枋學a報2010年第45卷第丨i期胞線粒體的染色效果有差樣嗎詹納斯綠b對 線粒體染色能用于鑒定細胞死活嗎？將學生提出 的問題集中起來后，讓他們逐-地il論文驗檢驗 的可行性，每個小組郞傾叫于探究后3項中的某 個問題。假沒費用現(xiàn)范的陳述句衣述。教學時，先用例 證闡明表述煆沒2種形式：一玷命題陳述忒，如灼 納斯 b是線粒休的特枯性染色刑；二是標報規(guī) 范式.如果納斯是線粒休的特異性染色 刑，那么，它不能使葉鉍體等興他細胞器染色p在 例證的啟發(fā)下.多數(shù)小組采川標準現(xiàn)范式表述作 出假設(shè)，因為這種陳述句隱含右探究實驗的設(shè)計 思路.有利于實驗沒計的順利完成p學生自行設(shè)計實驗方案，是自主探究與引導

18、 探究相k別的主要方面之一。由于該項探究實驗 是研究性學習小組的&次cl主探究活動.所以，教 學時先向?qū)W生闡明了劣驗設(shè)什的依據(jù)，特別是應(yīng) 遵術(shù)的單因子（變場）.有對照、大樣本原則.以 及實驗步翬的大體安排。然后，毎個小組邢能夠完 成選擇課杜的支驗方案的設(shè)計，并能實施實驗方 案和伕得相應(yīng)的實輪數(shù)樞。如不m小組的實驗組 合沒什如下：設(shè)ft述玄輪組合設(shè)計實粉fflrtwflltt果is鈉斯鉍b進3粒體w *性色熱.那么.不能使葉3休等ki組色話抽抱中的粒體柏 nffitbfn 中 的休液*等聲貴納斯與粒1體柃定功關(guān)么，代謝 水t不i4的格線粒體染色 效果有趨異發(fā)皮細胞與口膠黏上皮a颴&d費納醑w b

19、對線粒體染 色鼈用那么.ftffihj中線粒沐不乜經(jīng)過死亡w處理的太獪m料活體艾ism料3.1.6思考與14論1活體染色刑的共問特征是什么？2活體染色刑對細胞沒孖艱性叫？3分析說明活體染色劑的染色職理與染色休 的染色原理有什么區(qū)別？4也甲基藍對細胞質(zhì)染色與白納斯鉍b對線 粒體染色.兩者的染色原珂一樣嗎？3-1-7實驗結(jié)論（略。3.2 教學反思 探究是科學學習的屮心環(huán)節(jié)，也 是開賊校本選修課的一種主要學習方式。在商中 生物卞必修揆塊的實騎教學活動中，也有相當數(shù) e的採究實驗深題.囿于實驗課題內(nèi)容和時間的 限制.學生採究的活動吋間和質(zhì)世難以得到保證。 以研究件學習為主婁方式的校本選格i果.學習內(nèi) 容的選抒不受限制.肀習時問比較充足.冇利于安 排學生的探究f習。在本次探究活動屮，學卞對常用的3種活體 染色刑的性質(zhì)進行探究.+僅習捋有關(guān)活體染色 的相關(guān)知識