“观察根尖分生组织细胞有丝分裂”的实验教学优化设计

【摘 要】“观察根尖分生组织细胞有丝分裂”实验由于各种原因成功率很低，被很多教师改成只过程讲解不实验操作。笔者从根尖的选择和培养、实验操作过程、课堂教学设计三方面将其优化，以提高教学效果。

【关键词】有丝分裂；实验；优化

“观察根尖分生组织细胞有丝分裂”实验一直是生物学中的经典实验，该实验既能培养学生的实验操作技能，又能培养学生的观察和分析能力。然而，在人教版普通高中生物教科书中，这个实验被安排在必修一模块的最后一章中，每每讲到这一章时已经时值十二月底或一月了，正是天气寒冷的时候，多数情况下实验难以成功。因此，在课时紧而实验成功率低的情况下，很多教师干脆放弃了实际操作，只进行过程讲解。这与普通高中新课程倡导的教学理念背道而驰，不利于培养学生的实践能力，也不可能真正提高学生的生物科学素养。笔者经过多年的教学实践将此实验的教学从以下几个方面进行了优化设计，大大提高了教学效果。

一、根尖选择和培养优化

人教版生物教科书中提供了洋葱、葱、蒜三种实验材料，笔者经过了资料查阅后发现可供选择的材料还有蚕豆、吊兰、小麦等，资料中的前辈们已经将以上实验材料都进行了培养并记录下结果。笔者经过仔细对比培养过程的繁琐程度、生根数量、根的粗细、分裂相的多少等指标，并考虑到本实验虽是一个验证性实验，但也可将其设计成边验证边探究的实验，最终留下洋葱和大蒜作为首选实验材料。因开设该实验时天气较冷，材料生根速度较慢，因此在实验前一周就开始进行生根培养。从市场上购回洋葱和大蒜后，将最外层干枯表皮用手剥掉，再用小刀将底盘上的老根挖掉，取100毫升烧杯装满清水，将洋葱放到烧杯上，使底盘都能接触到清水，然后将其放到温暖的地方培养。大蒜因体积较小，只需放置在50毫升装满清水的烧杯中培养即可。在培养过程中，要注意每天换水一两次防止烂根，如果温度过低生根过慢，也可在夜间将其放到保温箱中常温培养。一个洋葱大约能生十来个根，而一个小蒜瓣就能生十来个根，因此一整个蒜的生根数是一个洋葱的数十倍，从生根数的角度看用大蒜做实验材料更经济。但是从根的质量来看，洋葱根更粗些而且长得很直，质量更好。

二、实验操作过程优化

笔者完全按照现行教科书中的方法进行了多次实验均未获得成功。显微镜下的观察结果大多是细胞重叠而且细胞中均呈现紫色看不清染色体。针对失败的结果进行了相关分析。细胞重叠说明解离有问题或者压片没有操作好。事实上在压片时已经发现根尖细胞很难分散开，所以推测应是解离不充分导致。经查阅资料认识到可能是温度低造成的，实验探究发现温度在20℃左右方可按照书本要求解离3～5分钟，温度在0℃左右需解离7～8分钟，温度更低时需要解离更长时间。考虑到课堂时间有限，所以笔者将解离液配置做了改变，将质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精一比一混合改成了二比一混合，改变后在温度为0℃左右的环境中只需解离3～5分钟即可。细胞中均呈现紫色说明染色有问题，可能是染色液浓度过大或是染色时间太长导致。实验探究后发现用质量浓度为0.005g/mL的龙胆紫溶液染色2～3分钟即可，教科书中的染色剂浓度和染色时间都不合适。最后，在压片时发现，如果按照书本要求的用镊子尖把根尖弄碎反而使细胞散乱不便于观察。因此，将这一操作改成直接盖上盖玻片，然后用吸水纸加在上面，一手扶好载玻片，一手用拇指垂直下压盖玻片，吸水纸将多余的水吸掉，然后在盖玻片上再加上一片载玻片，用铅笔带橡皮的那头垂直向下轻轻敲击载玻片。这样做既可以使细胞很好地分散开又能防止因盖玻片移动而使细胞变形。

三、课堂教学设计优化

学校课堂教学的时间一般为一堂课45分钟，而要在这规定的时间内完成整个实验的教学，包括实验过程的讲解，注意事项的点拨，学生装片的制作，显微镜的观察和计数，结果的分析与交流等等，显然是很困难的。因此，合理的教学设计成为本节实验教学成功的关键。笔者认为若将该实验完全处理为探究性实验对学生来讲难度太大难以完成，而处理为边验证有丝分裂的过程边探究洋葱和大蒜哪个更适合做为实验材料的边验证边探究性实验更好。实验前可安排每个班生物兴趣小组的同学共同参与实验过程的改良和设计，要求他们将实验的注意事项和改良的地方做出总结，然后在课堂上进行汇报并且指导所在班级的同学完成实验，这样做一方面加大了实验的成功率，另一方面也提高了学生之间互帮互学的兴趣。同时，还可从生物兴趣小组的同学制作的装片中挑选出分裂相多的图像清晰的装片在数码显微镜下拍成照片在课堂上加以展示和交流，这样可大大提高课堂教学效果。

【参考文献】

[1]冯武军.对“观察植物细胞的有丝分裂实验”设计方案的探讨.实验教学与仪器，2007（6）：31

[2]黄秋婵，韦友欢，韦方立.改进观察植物细胞有丝分裂方法的探讨.科学教育，2008（4）：58～60

（作者单位：苏州大学09级生物学科教育硕士

江苏省南通市第三中学）