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1、用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体说课稿用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体说课稿 一、教学指导思想 用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体是人教版高中生物必修1分子与细胞中的第5个实验，本实验的主要内容是利用显微镜进行观察，在之前的4个实验以及初中的学习过程中，学生已经初步掌握了低倍与高倍显微镜的操作观察以及临时装片的制备方法，通过本实验学生可以进一步训练和巩固该能力。本实验安排在细胞器系统内的分工合作章节中，由于细胞器不是肉眼能够观察到的，因此仅通过理论知识的学习，学生无法切身体会到多样性细胞器的真实存在。学生通过亲手操作观察，不仅巩固和训练了实验操作特别是显微镜使用技能，同时也促进了学生对细胞微观结构的认
2、识，真实地感受到细胞器的存在。“提高生物科学素养，注重与现实生活的联系”是高中生物课程的基本理念。生物多样性与统一性是生物学一个重要特征，丰富多彩的自然界犹如万花筒，向人们展示着生命的独特之美。本实验教学过程中鼓励学生利用身边的资源尽可能选择自己感兴趣的生物材料进行观察，提升学生对生物多样性与统一性的感性认识。选择不同的材料进行观察时，必然会遇到不同的操作难题，学生必须以已知的生物学知识以依托，发挥创新精神解决问题。教学时不仅指导学生完成实验操作，更重视引导学生理解各种实验操作的深层原因，达到知其然且知其所以然的水平，然后才可能打破课本传统实验方法的束缚，提高解决问题的能力，形成敢于质疑的勇气
3、和不断创新的精神 二、实验教学分析 1、教学重点难点 教学重点： 高倍显微镜的操作以及临时装片的制作方法 观察活细胞中的叶绿体与线粒体的形态大小分布与运动 教学难点： 制作人的口腔上皮细胞临时装片并染色，使用高倍显微镜观察线粒体 使用目镜测微尺测量叶绿体、线粒体大小的方法 2、突破策略： 教师做好预实验进行观察分析，并拍摄较好的实验照片以供学生观察；提前解决学生实验过程中可能遇到的问题；提供比较好的观察材料给学生选择；课前做好充分材料仪器准备；提前设置好板书以及实验导学案；通过多媒体展示图文材料；对学生进行分组并安排小组长，布置课前预习任务；通过实验导学案的问题串化解学生设计实验方法步骤中遇到
4、的难题。 三、实验教学目标 1、知识目标：说出叶绿体与线粒体的形态和分布；体会叶绿体和线粒体的大小；认同细胞质流动； 2、能力目标：熟练完成高倍显微镜的操作与活细胞临时装片的制作，体验目镜测微尺的使用方法； 3、情感态度价值观目标：认同细胞微观结构的真实存在以及生物多样性与统一性；通过手机拍摄自己的实验结果，学生体验成功的喜悦，同时学会分享交流。 四、实验内容设计与创新 本实验是一个相对简单的观察实验，包括观察教材所推荐的菠菜叶和黑藻叶中的叶绿体形态分布，人的口腔上皮细胞中的线粒体形态和分布，主要是帮助学生加强对细胞微观结构的认识。通过对这个相对简单的观察实验进行内容上的拓展，学生可以更加深刻
5、全面地理解细胞微观结构并提升生物学素养。 1 1、要求学生尽可能采集多种新鲜绿色植物，比如校园中的绿色植物、超市里贩卖的新鲜蔬菜等，同时教师也通过预实验观察的效果，合理地选择收集植物材料供学生观察。通过对不同植物、植物不同部位叶绿体的观察，学生会切实体会到生物多样性与统一性； 2、本节理论课不仅学习众多细胞器，还强调细胞器分布场所细胞质这个概念，活细胞中由于各项生命活动的进行，会出现细胞质流动现象，叶绿体形态比较大且颜色明显，可以用来作参照物，通过叶绿体的流动来体会细胞质流动，学生经过观察可以感受到生命的神奇； 3、教材中观察线粒体采用人口腔上皮细胞作为材料，优点在于就地取材，学生能够亲自看到
6、自身的细胞和细胞器，使实验内容贴近生活，激发学习兴趣。然而不足之处在于，刮取口腔上皮细胞前需漱口，通常即使漱口后还是会刮取到各种杂质和细菌，用力刮容易导致出血，刮得太轻细胞数量不足，而且通常是最上层的死细胞，这些情况都会给观察带来困难。而且这样的实验设计容易导致学生产生一个思维误区只有植物细胞内含有叶绿体，只有动物细胞内含有线粒体。因此本实验内容中创新性地加入了植物细胞线粒体的观察，为了避免植物细胞中叶绿体对线粒体染色观察的影响，采用不含叶绿体的植物细胞进行观察，比如洋葱鳞片叶内表皮细胞、避光培养的绿豆幼苗细胞。采用洋葱鳞片叶内表皮细胞观察线粒体效果比较好，内表皮细胞为单层，学生容易撕取，线粒
7、体数量也比较多，而且通过材料的选择，学生可以认识到并不是所有植物细胞都含有叶绿体，动植物细胞中均含有线粒体等生物特征。 4、教材实验要求观察叶绿体和线粒体的形态和分布，通过细胞质流动现象，学生还可以观察到活细胞中两种细胞器的流动，为了让学生对细胞微观结构有进一步的认识，本实验设计创新性地提出了利用目镜测微尺来测量叶绿体和线粒体的大小，如此学生可以准确地计算出两种细胞器的大小并且加以比较。 五、实验方法设计与创新 1、教材实验中采用人的口腔上皮细胞临时装片观察线粒体，并提供了相应的实验方法。在实际操作过程中出现一些不足之处，本实验对其进行了改进：使用新配制的质量分数为1%的健那绿染液后，发现细胞
8、内染色过重，无法很好地将线粒体与细胞质基质区分开来。逐步稀释后发现质量分数为0.2%时，染色效果较好；配制过程中发现常有少部分健那绿颗粒难以溶解，可以加热至30-40后用滤纸过滤2-3遍；教材中没有明确提及染色时间，线粒体的细胞色素氧化酶能使健那绿染料始终保持在氧化状态而呈蓝绿色，为了使材料充分氧化，以质量分数为0.2%的健那绿进行染色，时间在10min左右效果较好；实验过程中发现口腔上皮细胞中线粒体数量比较少，不利于观察，可能是因为表面的上皮细胞已经衰老，代谢不旺盛，线粒体数量少，而内层上皮细胞代谢相对较活跃，因此建议采集口腔上皮细胞时，可分两次用牙签在口腔粘膜同一位置刮两次，将第二次刮得的
9、黏液状物质均匀涂于染液中；教材中染色后直接观察不洗脱多余染液，经实验发现这样细胞中会滞留较多健那绿染液，影响观察。建议染色后将载玻片平放在实验台上，在载玻片一侧逐滴滴加生理盐水，在另一侧用吸水纸吸引，重复2-3次，即可洗去多余染液。 2、本实验创新性地引入测微尺来测量叶绿体和线粒体的大小，加深学生对细胞微观结构的认识。由于测微尺在高中生物实验中并未涉及到，因此教师需要在实验前做好以下准备：将目镜测微尺装在每台显微镜的目镜上，然后在不同放大倍数条件下，通过物镜测微尺较准得到目镜测微尺每格所代表的实际长度，如下表1所示，这样学生可以直接通过数出目镜测微尺的格数得到叶绿体和线粒体的大小。 表1 低倍
10、与高倍镜下目镜测微尺每格所代表实际长度 目镜放大倍数 10 10 物镜放大倍数 10 40 放大总倍数 100 400 2 目镜测微尺每格所代表实际长度 9.857 2.653 3、本实验中观察叶绿体所用的材料如果是藓类或藻类等叶片较薄的植物，操作时比较简单，但是学生可能对一些蔬菜或者校园植物感兴趣，这样以教材中提供的方法用镊子取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮，其实有些困难，通常难以撕下或者撕下的下表皮上没有带叶肉。本实验介绍一种较为简便的方法：将菠菜去除不新鲜叶片后洗净，在无直射光和强光处晾干叶片。当菠菜叶稍微变软时，取下一片较大菠菜叶，用镊子撕取下表皮，从叶中部逐步向边缘慢慢撕开，速度不要太快，
11、镊子要贴近叶面，如此操作，下表皮上可带一定量的叶肉，效果较好。 六、教学准备 1、材料用具 显微镜、载玻片、盖玻片、滴管、镊子、消毒牙签、目镜测微尺、生理盐水、新配制的质量分数为0.2%的健那绿染液、处于生活状态的黑藻、狐尾藻、新鲜菠菜、韭菜、洋葱、绿豆幼苗、校园常见植物天门冬、芦荟等。 2、教师准备 进行预实验，解决实验中可能发生的问题，并拍摄示范用的叶绿体和线粒体照片，课堂上通过课件展示；安装好目镜测微尺，并在黑板上展示表1供学生参考；设计布置好板书和课件，节约课堂时间；制作实验导学案，上课前分发给每组。 3、学生准备 对学生进行分组，4人一组并选出小组长；提前以小组为单位在校园或超市等选
12、择并准备本小组要观察的材料；预习教材实验作为参考，每组思考讨论针对不同的材料应该如何对实验方法步骤进行改进；每组由小组长课前准备好可以拍摄的手机，强调规范管理与使用。 七、教学过程设计 本实验课设置了两个教学环节：课前准备与课堂教学。教学设计思路如图1所示： 课前准备：材料用具准备、教师准备、学生准备 复习旧知导入实验 利用实验导学案设置问题串，引导学生设计合理的实验方法步骤 图 课教学生分组实施实验方案，完成观察任务， 堂学并记录结果，教师进行适当指导 教设 学计 思路 教师引导回答问题，各小组汇报、展示、交流实验结果。 教师总结，完成实验 教学过程 3 教学步骤 复习旧知，导入实验 教师的
13、组织和引导 1、提问：细胞中有哪些细胞器？这些细胞器分布于哪里？ 2、讲解细胞器具有一定的结构和功能。 3、提问：肉眼能否观察到细胞器？怎样才能观察到微小的细胞器？ 4、引导学生回忆高倍显微镜的使用以及临时装片的制作方法 5、参考教材实验方法步骤，利用小组选择的材料观察叶绿体和线粒体，根据不同材料可进行实验方法步骤改进。 1、教师简单介绍实验桌上提供的材料和用具，特别是明确指出目镜测微尺的作用和测量方法； 2、教师通过实验导学案展示实验观察的内容、汇报内容以及注意要点： 利用高倍显微镜观察活细胞中叶绿体和线粒体的形态分布与运动情况并通过目镜测微尺测量两种细胞器的大小； 尽可能多地观察不同材料不
14、同部位的叶绿体和线粒体分布情况，发现多样性与统一性； 利用手机拍摄下本组较好的观察照片，汇报交流实验设计方法以及成败经验。 注意：健那绿染色需要10min，可以学生活动 1、学生回忆并回答问题，简要说出细胞器名称和分布场所； 肉眼不能观察到细胞器，必须借助显微镜才能够观察； 2、回忆并通过教材复习高倍显微镜使用以及临时装片的制作方法； 3、以小组为单位，参考教材实验，根据本组材料开始设计并实施具体实验步骤； 1、学生倾听，明确实验所提供的材料和用具以及目镜测微尺的使用方法； 2、学生观看板书，明确本组实验内容、任务以及注意要点； 3、学生以小组为单位，在教师的指导下，思考回答实验导学案上的问题
15、串，并得到启发，以教材为参考，根据本组选择材料，分步设计实验方法； 教学意图 在学生复习的基础上创设新情境，引入实验内容的学习，提供学生自主动手的机会，激发学生亲自动手的兴趣。 实验材料选择，设计改进实验方法步骤 先观察线粒体，利用染色时间观察叶绿体；制作人口腔上皮细胞临时装片要把握力度，以防受伤。 3、教师指导学生根据本组所选择材料制定实验方法步骤，设计环环相扣的问题串引发学生思考，引导小组根据材料设计出合理的实验方案。： 本实验要求观察活细胞内的叶绿体和线粒体，制作临时装片和实验过程中应注意哪些问题？教材中健4 1、使学生了解基本实验材料和用具； 2、为提高课堂效率设置好学生需完成的任务、
16、应达到的目标； 提醒学生注意的问题，体现人文关怀； 3、设置问题串提出核心问题，帮助学生构建实验整体框架，引导学生思考细节的问题，达到改进完善实验方法的目的，提高学生解决实际问题的能力；培养学生分析实验操作的原因，做到知其然且知其所以然，然后才能升华，突破思维那绿配制时为何要溶解于生理盐水中？ 通过观察思考所有植物细胞中都含有叶绿体吗？哪些部位细胞可能不含叶绿体？ 线粒体只存在于动物细胞中吗？能否利用植物细胞观察线粒体，选择材料时应注意什么问题？ 活细胞中由于生命活动的进行，会出现细胞质流动现象，但细胞质接近无色，如何观察细胞质流动现象？ 如果正确操作，但观察不到线粒体可能的原因有哪些？可以如
17、何改进实验方法步骤？ 根据观察结果，思考哪些材料有利于观察，有哪些共同优点？根据不同材料制作装片时有哪些注意要点？ 根据实验方案，进行正式实验 教师密切关注学生实验情况，注意以下几点： 1、对于不熟悉操作过程的小组，教师可以亲手示范，强调操作规范，提高效率； 2、强调健那绿染色最佳时间为10min，提醒学生先进行染色，利用染色时间观察叶绿体，提醒学生注意时间安排； 3、根据学生每组不同材料，适当给予建议指导； 4、发现学生有无法解决的问题就及时给予帮助。 5、提醒学生注意实验安全。 教师组织各小组展示实验结果，并交流分享成败经验； 教师根据实验导学案中的某些问题要求代表作答，并根据实际解决情况
18、，指出本组是如何在实验中解决该问题的，教师适当适时地进行改进； 教师协助利用多媒体展示学生手机所拍摄图片； 教师要求其他组给出合理评价与建议； 5 定势，不囿于陈规，培养根据具体情况解决新问题能力，做到具体问题具体分析。 各实验小组按照自行设计的实验方案进行实验； 根据实验过程中遇到的问题合理调整实验方法，如果无法解决可以 在教师的指导下进行； 按照教师提供的实验内容和任务，观察并记录实验结果，对比较好的实验结果进行拍摄，并记录成败经验。 小组代表分享成功的实验结果，交流实验中小组利用特殊材料获得成功的经验和遇到的瓶颈问题； 学生根据组内的实际情况，回答导学案上的问题，并交流本组在具体实验中如
19、何化解难题； 小组针对其他组出现的问题进行合理评价并给训练巩固高倍显微镜使用以及临时装片制作技能；培养学生解决具体问题的能力；通过组内分工增强学生的团队意识；提高学生对实验结果的观察纪录分析能力。 培养学生语言表达能力，养成与他人交流合作的习惯； 培养学生给出合理评价的能力； 学生体验成功的喜悦； 小组展示交流实验结果与成败经验 教师根据汇报情况给予鼓励性的评价，并提出建议。 总结 教师展示准备好的清晰照片并总结； 结束实验，要求学生收拾好材料用具，做好实验室卫生。 出适当建议。 学生观看照片并倾听教师总结，升华知识； 做好实验后归位与清洗任务。 培养学生有始有终的实验精神，养成良好的实验习惯
20、。 八、板书与实验导学案设计 1、板书设计 用高倍显微镜观察叶绿体与线粒体 一、实验原理 1、健那绿染液是将活细胞中线粒体染色的专一性染料，可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色； 2、活细胞由于生命活动的进行，会出现细胞质流动现象。 二、材料用具 目镜测微尺、新配制的质量分数为0.2%的健那绿染液、处于生活状态的狐尾藻、新鲜韭菜、洋葱、绿豆幼苗、校园常见植物天门冬、芦荟等。 三、方法步骤 参考教材，可自行改进 注意：健那绿染色需要10min，可以先观察线粒体，利用染色时间观察叶绿体；制作人口腔上皮细胞临时装片要把握力度，以防受伤。 2、实验导学案设计 用高倍显微镜观察叶绿体和线粒
21、体实验导学案 表1 低倍与高倍镜下目镜测微尺每格所代表实际长度 目镜放大倍数 10 10 小组思考并回答下列问题： 本实验要求观察活细胞内的叶绿体和线粒体，制作临时装片和实验过程中应注意哪些问题？教材中健那绿配制时为何要溶解于生理盐水中？ 通过观察思考所有植物细胞中都含有叶绿体吗？哪些部位细胞可能不含叶绿体？ 线粒体只存在于动物细胞中吗？能否利用植物细胞观察线粒体，选择材料时应注意什么问题？ 活细胞中由于生命活动的进行，会出现细胞质流动现象，但细胞质接近无色，如何观察细胞质流动现象？ 如果正确操作，但观察不到线粒体可能的原因有哪些？可以如何改进实验方法步骤？ 根据观察结果，思考哪些材料有利于观
22、察，有哪些共同优点？根据不同材料制作装片时有哪些注意要点？ 物镜放大倍数 10 40 放大总倍数 100 400 目镜测微尺每格所代表实际长度 9.857 2.653 九、教学反思与自我评价 教师做的精心准备是保证实验效果的关键。本实验采用的观察材料包括教师和学生准备，材料相当丰富，而教材实验方法步骤相对比较简单，因此为了保证实验效果，教师之前必须做大量的准备工作和预实验，解决可能发生的问题；而且根据生物组其他教师的经验和预实验的结果，还对实验进行了适当地创新；并且拓展了部分实验观察内容，这些精心准备都为实验课的顺利开展提供了保障，并且大大地提高了课堂40分钟时间的效率，学生不仅完成实验设计，
23、进行实验，还开展结果展示交流，最后由教师展示示例照片并总结，师生共同完成一节高效课堂。 6 通过本节实验课的准备和实施，我认识到教师只有不断地思考、勇敢地实践、大胆地创新，并充分地开发和利用课程资源，才能做到符合新课标的要求和理念。同时，我也体会到实验教学的目的不仅是告诉学生“实验怎么做”，更重要的是让学生清楚“实验为什么这么做”，这就要求在课堂中充分调动学生的思维，提高实验的探究性。我认为可以在教学过程中“问题”的设置上功夫，以问题建立前后知识的联系，以问题激发探究热情，以问题带动思维。这也是我在教学准备中投入时间和精力最多的一个环节，而在今后的教学中我也会作出更多的尝试和探索。 本节课经过内容拓展，学生操作显微镜与制作装片并不十分熟练，又因为小组选择的材料很多样化，因此时间安排上还是相当紧的，有些问题未能给学生充分的讨论时间，因此在将来的实验教学中应该不断探索，争取合理地化解这方面的难题。 7
