有絲分裂探究性實驗的設計與實施

閆莉婕

(北京市第五十中學 100061)

“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”是高中生物學中的一個經典實驗，重點是觀察有絲分裂的過程，也是細胞層次學習的重點內容之一，并為后續減數分裂的學習及孟德爾遺傳定律本質的理解奠定基礎。傳統的教學過程是在學生學習了有絲分裂過程的基礎上，有目的地尋找間期、前期、中期、后期、末期的細胞，觀察各時期細胞內染色體形態和分布的特點。把有絲分裂過程作為事實性知識直接呈現出來，而忽略過程和探究方法的教學方式，不利于培養學生的能力。

1 設計思路

將此實驗改進為探究實驗，將本節內容的順序調整為學生先收集不同染色體行為的分裂相，再分類、比較、分析、排序，推理出有絲分裂的過程。

調整實驗步驟：教師課前10 min將根尖剪下，在解離液(鹽酸和酒精混合液1∶1)中解離5 min，然后放在清水中分組備用。課堂上分析完實驗步驟后開始做實驗，根尖的漂洗時間剛好大約10～15 min，學生課上完成染色和制片這兩個核心環節。

此外，對制片環節進行了改進，大蒜的根尖水培3 d之后，分生區細胞小，排列整齊，且幾乎無液泡，顏色更深，在光下肉眼就能夠區分，可將已解離好的根尖分生區部分直接拿刀片切下，并用刀片將其切散，之后再進行染色，染色10 s即可直接加蓋蓋玻片，然后將裝片包上吸水紙，用鑷子的鈍端快速輕敲多次材料部分，臨時裝片置于顯微鏡下觀察。并且，教師提前錄制操作視頻，送學生電腦展示，可避免教師前面展示時，后排學生看不清楚的弊端。

2 教學流程

2.1 制片觀察 先安排學生以完成實驗原理和步驟的分析，實驗大蒜根尖分生區臨時裝片的制作，再進行顯微觀察。借助運用交互式數字顯微鏡，教師實時發現學生問題進行針對性指導，展示學生作品。并將學生作品截屏保存，用于后續分析實驗結果，并對每一位學生課堂參與度進行評價。

2.2 收集分裂相推斷分裂過程 學生將自己在不同視野下看到的不同分裂相圖像保存在自己電腦中，收集不同染色體行為的分裂相后，再全班匯總，然后分類、比較、分析、排序，最后推理出有絲分裂的過程。

2.3 計數分析 對同一視野下不同分裂相的細胞進行計數，教師課前利用Excel統計表格，提前預設好各項公式，課上將學生用計數器數出來的原始數據直接輸入電腦，生成呈現細胞各時期所占時長比例，同時用軟件繪制出大蒜的細胞周期餅狀圖(圖表略)。

這樣在有限的時間不僅完成并分析了實驗，還完成了細胞周期各時期細胞的統計工作，學生對有絲分裂圖像的印象更深刻，更能深入理解有絲分裂對的意義。

3 結論與反思

通過對提取色素方法的改進，每個小組都可以觀察到較為理想的實驗現象。可節省時間用于之后的色素分離和實驗結果的分析。

其次，圓形濾紙片的色素分離方法更為簡便，易于操作，同樣縮短了實驗的時間。同時，該方法的原理與教材中分離方法的實驗原理是一致的，只是濾液隨層析液的擴散方向不同，濾紙條是隨層析液向上擴散，而圓形濾紙是隨層析液由中心向四周擴散。

探究結果表明，在大多數植物的葉片中葉綠體色素普遍存在，但由于含量的差異會導致葉片的顏色的不同。其中花青素的概念可以作為補充的知識，讓學生了解即可。

本實驗的探究方法還是要強調學生了解和掌握葉綠體色素提取與分離的一些重要知識點，但并不能完全取代教材中的實驗。例如在提取中添加試劑的作用，分離后色素帶在濾紙條上從上到下依次觀察的順序，這也是對學生的基本要求。