_染色体畸变_的教学设计

�染色体畸变 �的教学 干常春 � (浙江省宁波市鄞州正始中学 � 315131 ) 摘 � 要 � 本节教学中,对染色体组、二倍体、多倍体和单倍体等重要概念, 尝试进行概念同化和概念形成, 帮助学生习得、理解概 念。 关键词 � 染色体畸变 � 概念教学 � 教学设计 1� 教材 �染色体畸变 �是浙科版高中生物学教材 (必修 2) 第四章第一节 �生物变异的来源 �第三课时的内容。 染色体畸变、基因重组、基因突变是生物可遗传的变异 三大来源,染色体畸变包括染色体结构变异和数目变 异两块内容,染色体数目的整倍体变异相关的概念是 学生学习下一节 �生物变异在生产中的应用 �中单倍 体育种和多倍体育种的知识基础, 染色体组,单倍体、 多倍体的概念教学是本节内容的重点和难点。学生虽 然通过前面的学习对生物可遗传的变异有了一定的了 解,但对于染色体畸变的相关知识却知之甚少。本节 课的教学设计思路是: 让学生在现实生活的背景中进 行学习,为学生提供足够的感性材料,从感性认识上升 到理性思维,从而形成染色体组、多倍体及单倍体等核 心概念。教学中采取让学生通过辨图、设问等方式理 解染色体组的概念;通过具体实例、概念辨析和对比, 认识单倍体、二倍体和多倍体之间的关系; 在解决实际 问的过程中深入理解核心概念。 壤溶液中吸收这些无机盐。 �人红细胞中 K+ 的浓度 比血浆高 30倍, N a+的浓度却只有血浆的 1/6,细胞为 什么却仍在吸收 K+并排出 Na+ (即 �吸 K+排 Na+ � )? 学生很容易得出不是上面提到的物质跨膜方式,应该 存在一种新的跨膜方式。并依据 �给出新的实验材 料:用人工膜进行实验时,在一般情况下,即使膜两侧 具备浓度差, K+不能通过人工的磷脂双分子层。如果 在这脂质双层膜上,加上少量的缬氨霉素 (一种蛋白类 抗生素 ),则 K+便可以通过,而其他离子不能; 若向细 胞膜上注射氰化物 (抑制能量 ATP的形成 ), 细胞对 K +的吸收减缓或停止。引导学生通过分析资料总结 这种运输的特点。最后结合动画,突破本节课的一个 难点。 2. 3. 4� 填表总结 � 完成 3种物质的跨膜运输方式教 学后,引导学生填写完成 3种物质运输的方式比较 (表 1),然后绘制曲线图,引导学生分析影响 3种物质跨膜 运输方式运输速率的因素。同时思考物质进出细胞的 3种方式中,对细胞而言哪一种更为重要? 为什么? 表 1� 3种物质运输方式的比较 绘制示意图 H 2O分子进入细胞 葡萄糖进入 红细胞 K +进入红 细胞的方式 名称 自由扩散 协助扩散 浓度 载体 能量 举例 以图表、曲线为载体,通过总结、对比、分析,通过数学 思维的探究,完成学科思维的整合。从而理解主动运 输的意义,同时联系细胞膜的功能特点 � � � 选择透过 性。 2. 3. 5� 自学胞吞与胞吐 � 以 �实践证明母乳喂养的婴 幼儿上呼吸道感染和腹泻的发生率较人工哺乳婴幼儿 的发生率明显减少,前 6个月的患病率也相对较低。� 为资料,引入大分子出入细胞的方式 � � � 胞吞与胞吐。 展示胞吞与胞吐图片,让学生通过阅读教材,描述 示意图来学习细胞的胞吞与胞吐的过程, 最后通过图 表总结大分子物质进出细胞的相关内容。 2. 4� 概念图小结 � 让学生完成下面的概念图 (图 1), 形成知识结构。 图 1� 物质进出细胞概念图 3� 小结 本节采用讲授与讨论相结合的,先复习细胞 膜的成分、结构的知识,再把教材中的 �现成结论 �,通 过多处 �设问 �、�铺路 �,进行活化和优化处理,为学生 搭设适当的桥梁,使学生能够进行有效的探究。教学 中,教师提供了适宜的图片、动画等相关资料,可以激 发学生的学习兴趣,并使学生获得感性认识,化抽象为 具体,培养学生的观察、比较、分析的能力。 �40� 生物学教学 2011年 (第 36卷 )第 5期 2� 教学目标 2. 1� 知识 � 说出染色体结构变异和数目变异的基本 类型;举例说出染色体组的概念;辨别染色体组、单倍 体、二倍体和多倍体的具体实例。 2. 2� 能力 � 通过自学指导,提高学生的自学及信息获 取能力;通过具体实例,提高学生对概念的辨别、分析、 归纳能力。 2. 3� 情感态度与价值观 � 引导学生知道研究染色体 畸变可以为人类健康服务,培养学生关注生活、关爱生 命的社会责任感;让学生体会生命的多姿多彩,从而更 加热爱生命,珍惜生命。 3� 教学过程 3. 1� 创设情境,实例导入 � 课的开始就以 �猫叫综合 征 �患儿的图片、症状直接引入课题。 设计意图:中学生具有比较强烈的好奇心,实例开 门见山被提出来,一下子就紧紧吸引了学生的注意力, 激发了他们的求知欲望。 3. 2� 自学指导,课堂生成 � �猫叫综合征 �是人类第 5 条染色体的部分缺失引起的, 除了缺失是染色体结构 变异的方式外, 还有其他方式吗? 指导学生自学教材 中染色体结构变异相关的内容和阅读资料 �羊膜穿刺 术与染色体变异 �。在学生提问基础上,进行生生互相 解答和师生解答,然后教师联系课题引出: 研究染色体 变异有什么意义,怎么研究? (让学生感受到研究染色 体畸变可以为人类健康服务,培养学生关注生活、关爱 生命的社会责任感,同时让学生感受到 �观察细胞有丝 分裂 �实验也可应用于生活实践 )。 设计意图:这部分内容教材图文并茂, 学生能自己 看懂,要求学生能真正理解相关内容,能与前面学过的 基因突变、基因重组等变异方式进行区别。 3. 3� 设置 �问题链 �,概念同化与习得 � 教师首先展示 雄果蝇体细胞的染色体的图片,要求学生回答下列问 题: �果蝇的体细胞里有几条染色体, 几对同源染色 体? �这个雄性果蝇在产生配子时, 能产生怎样的精 子? 画出其精子的染色体组成; �果蝇精子中的染色 体在数量,形态、大小和功能上有什么特点? �果蝇的 精子中为什么要有这些染色体,依据是什么? � 如果 把这些染色体看成一组,你觉得染色体组有什么特点? 通过问题的引导,并加以适当的总结,学生能理解染色 体组的定义: �细胞中的一组非同源染色体,在形态和 功能上各不相同,携带着控制生长发育的全部遗传信 息的一组染色体。�染色体组的定义确立了其概念的内 涵,即一组非同源染色体、有物种生长发育的全套遗传 信息、染色体形态和功能各不相同。由于构成染色体 组的一组非同源染色体在形态和功能上各不相同,因 此可以引导学生进行推理:细胞中同种形态的染色体 有几条,细胞内就含有几个染色体组。并由此引出二 倍体和多倍体的概念:由受精卵发育而来, 体细胞内含 有 2个染色体组的个体叫做二倍体; 由受精卵发育而 来,体细胞内含有 3个或 3个以上的染色体组的个体 叫做三倍体。在此基础上,教师利用多媒体投影有关 例题 (略 ),以此帮助学生辨别、理解概念的内涵。 设计意图:染色体组是本节内容的核心概念之一, 是学习二倍体、多倍体和单倍体概念的基础,如果直接 讲述,学生很难理解其实质。而学生前面已经学习了 减数分裂相关的知识, 通过上述问题的引导也容易同 化染色体组的概念。 3. 4� 认知冲突,概念形成 � 接下来是学习单倍体的概 念。教师提出问题:还有一个概念要学习, 那就是单倍 体,请同学们按照自己的理解,想想怎么给单倍体下定 义? 大多数学生由于思维定势的影响,会参照二倍体 和多倍体的概念来理解单倍体。此时教师可提出,单 倍体内的染色体组数不一定都是单数,然后以蜜蜂为 例,蜜蜂受精卵发育成为蜂王和工蜂,它们的体细胞中 有 32条染色体,两个染色体组,它们是二倍体;蜜蜂的 卵细胞不经过受精作用也能直接发育成雄蜂, 它们的 体细胞中只有 16条染色体,一个染色体组,是单倍体。 再让学生给单倍体下定义,并通过学生和教师的不断 修正,最后引出单倍体的概念:体细胞中含有本物种配 子染色体数目的个体,称为单倍体。教师用图片例举 自然界中的二倍体、多倍体和单倍体生物 (略 ), 让学 生在感知这些生物的同时,享受生物之美,自然之美。 学生经过具体问题的解决过程,对本课时内习得 的概念有了更加深刻的理解, 教师再引导学生自己总 结判断单倍体、多倍体和二倍体的方法:首先确定个体 发育的起点,然后再分析细胞中染色体组数。个体发 育的起点有两种类型: 一是受精卵或者细胞融合形成 的杂种细胞;另一种是卵细胞或者花药。 设计意图:教师根据知识学习过程容易产生的负 迁移现象,故意设置陷阱,使学生产生认知冲突, 激发 探究欲望,在此基础上利用适当的材料,让学生逐渐认 识概念的本质并尝试构建概念。最后通过实例, 让学 生通过对概念的应用,达到掌握概念的目的。 4� 教学反思 � � 在概念教学方面,染色体组是一个难点,也是本节 课的核心知识点。学生的认知结构中已有减数分裂的 知识,具备认知结构同化的基础,因此就让学生通过分 析果蝇产生配子中的染色体情况去感知,获得表象,再 从形象思维层次去联想,最后从逻辑思维层次去归纳、 概括染色体组的本质特征,生成概念。从教学效果看, �41�生物学教学 2011年 (第 36卷 )第 5期 实验室制作葡萄酒的几点改进 孔祥伟 � 晁丽云 � (山东省枣庄市第一中学 � 277300 ) 摘 � 要 � 根据葡萄酒酵母的营养特点,利用乳酸马铃薯葡萄糖培养液从葡萄园内土壤中培养出菌种;检验后稀释,在马铃薯固体 培养基上进行培养分离,得到的菌种扩大培养后,用于实验室制作葡萄酒。 关键词 � 葡萄酒酵母 � 分离培养 � 乳酸马铃薯葡萄糖培养液 � 马铃薯固体培养基 � 葡萄酒 � � 葡萄酒酵母能将葡萄汁的葡萄糖和果糖发酵为酒 精,其种的纯度及强壮与否直接影响到葡萄酒的口感、 风味、产量和效率。传统的葡萄酒酿造,是葡萄破碎后 本身携带的自然界的酵母菌, 在葡萄浆或分离后的葡 萄汁中自然地繁殖,最终发酵成葡萄酒,称自然发酵。 而现代葡萄酒的生产是无菌条件下,将优质酵母菌菌 种直接接种在葡萄浆中,让其繁殖,这样不仅可以避免 其他微生物的污染,还可以提高产品质量和产量,生产 出符合人们口味的葡萄酒。 根据人教版高中生物学选修教材介绍的方法,利 用野生酵母菌进行葡萄酒制作成功率较低,制作出的 葡萄酒中含有乳酸菌、产气荚膜酵母等嗜酸性微生物。 怎样才能避免这些问题呢? 下面介绍笔者在教学实践 中的几点做法。 自然发酵过程中的酵母菌有三类。第一类是起主 要作用的是葡萄酒酵母。这种酵母发酵力强,产酒的 风味好,生成有益的副产物多, 在葡萄汁还没发酵之 前,所占的比例很小;在发酵的过程中,快速地繁殖起 来,完成主要的发酵任务。第二类是发酵力较弱,在发 酵开始时,这种发酵力弱的酵母先引起发酵。在以后 的发酵过程中, 它的作用逐渐被葡萄酒酵母所代替。 第三类是能将乙醇氧化成乙醛的好氧性产膜酵母,当 发酵容器未灌满时,产膜酵母便会在葡萄汁液面生长 繁殖,使葡萄汁变质。所以要想解决上述问题,必须从 纯化葡萄酒酵母菌入手。 大多数酵母菌生活最适 pH为 4. 5~ 6. 0,常见于 含糖分较高的环境中,例如果园土、菜地土和果皮等植 物表面。酵母菌生长迅速,易于分离培养, 在液体培养 基中,酵母菌生长更快。利用酵母菌喜欢酸性环境的 特点,常用酸性液体培养基获得酵母菌的培养液 (酸性 培养条件下可抑制细菌的生长 ),后在固体培养基上用 划线法分离得到纯种,经扩大培养后再让学生做实验, 问题就能得到解决。 1� 配制培养基 将马铃薯洗净去皮,切成碎片,称 200 g并加蒸馏 水 1000mL,煮沸 30 m in,用力搅拌后纱布过滤,取滤液 一分为二倒入编号 A、B两个 1000mL的烧杯中, 各补 足蒸馏水至 500mL, 制成 20%的马铃薯汁。A杯中加 入 10g琼脂,煮沸溶化,再加入 10g葡萄糖, 补足水分 搅拌,制成马铃薯葡萄糖琼脂培养液。取 10只洁净培 养皿,每只倒入 10~ 15mL培养液, 制成平板培养基扎 好。 B杯加入 2. 5mL乳酸和 10g葡萄糖,搅拌制成乳 酸马铃薯葡萄糖培养液,分装到 20只洁净试管中,按 每管装 10mL,塞紧扎好。一起放入高压蒸汽灭菌锅内 在 100Kpa 121� 下高压灭菌 20 m in备用。 2� 选择分离培养葡萄酒酵母 葡萄酒酵母在固体培养基上培养,其菌落呈乳黄 色,不透明,有光泽,表面光滑湿润,边缘整齐。随时间 延长有碎片出现,且菌落逐渐颜色变暗,根据这一特征 进行选择培养。 2. 1� 取土样 � 在葡萄园内选定取样点, 按对角交叉 (五点法 )取样。先除去表层约 2cm的土壤, 将铲子插 入土中数次,然后取 2~ 10cm处的土壤。将五点样品 约 1kg充分混匀,除去碎石、植物残根等杂物,装入已 灭过菌的牛皮纸袋内, 封好袋口,并取样地点、环 境及日期。同时取 10~ 15g土样,称重后经 105� 烘干 8h,置干燥器中冷却后再次称重,计算含水量。土样采 集后应及时分离,凡不能立即分离的样品, 应保存在低 温、干燥条件下,尽量减少其中菌种的变化。 2. 2� 制备土壤稀释液 � 称土样 1g于盛有 100mL无菌 水的三角瓶中,充分振荡,此即为 10- 2浓度的菌悬液。 2. 3� 检验菌种 � 用无菌移液管分别吸取悬液 0. 5 mL 接入 5支 10 mL乳酸马铃薯葡萄糖培养液的试管中, 置于恒温箱调节温度 25� ,培养 24h,可见培养液变混 通过这样的知识同化和迁移较好地解决了以往学生普 遍感到难以理解的染色体组的概念。对单倍体的概念 教学,不直接给出定义,而是让学生根据已有的知识经 验判断,从而引起学生的认知冲突,激发学生的求知欲 望,在此基础上再利用蜜蜂的例子,使学生逐渐认识概 念的本质。 在这个过程中,教师只是一个引导者的角色,学生 通过反思、发现, 最后获得对概念的理解。这样的设 计,体现了新课程的教学理念,也有较多的课堂动态生 成,学生的思维得到了锻炼。 �42� 生物学教学 2011年 (第 36卷 )第 5期