孙盈盈主页
你好，欢迎光临！
反馈信息提交成功！
衷心感谢您的宝贵意见，我们将尽快处理！生命之光——原生态教学工作室
当前位置：&&
新课标生物实验教学“发现式学习”的实验课教学案例展示
上传: 吴寿生 &&&&更新时间： 22:07:07
实验课教学案例展示 案例1：比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率 摘要：本案例通过必修一，一个实验课题的教学实践过程的展示，引导学生主动参与探究过程，重在培养创新精神和实践能力。 一．案例背景及过程： 课程标准倡导探究性学习，力图促进学生学习方式的变革，引导学生主动参与探究过程、勤于动手和动脑，逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力等，重在培养创新精神和实践能力。 因此，如何用一种简单易懂、容易操作、现象明显的方法来让学生学会实验设计的方法，从而培养学生探究的能力，也就成为我们在教学中所要解决的问题。& 《比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率》是必修一第5章第1节中实验的一个内容，是纯粹的验证性实验；本节课对材料进行改进，利用学生知识的迁移，教学中营造问题的情境，引导学生在思考的基础上自主开展探究，体会实验设计的原则，再自己去设计实验对照，进行实验操作。学生既有理论的学习，又能把学到的理论知识应用到实践当中，去体验成功的快乐，从而激发学生学习的兴趣，一步步地自主建构知识，最终学会实验设计的方法。 二．实验原理： 新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶，Fe3+是一种无机催化剂，它们都可以催化过氧化氢分解成水和氧，可以比较酶的催化效率。 &&&&&在实验中，分别用质量分数为3.5%的氯化铁溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液做实验，在每一滴氯化铁溶液中Fe3+的数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。 三．课题目标： 1．知识与技能目标： （1）初步学会探索酶的催化效率的方法。 （2）探索过氧化氢酶和Fe3+催化效率的高低。& &2．方法与过程目标： （1）学会实验设计的方法。 （2）通过实验设计，培养学生分析和解决问题的能力。 &&3．情感态度与价值观目标： （1）培养学生合作精神和实事求是的科学态度。 （2）体验探究过程和结果带来的愉悦。 四．课题重、难点： 重点：初步学会探索酶的催化效率的方法。探索过氧化氢酶和Fe3+催化效率的高低。 难点：学习掌握探索实验的方法，培养学生独立实验的能力和创新思维能力。& 五．教学策略： 教学环境：生物实验教室 教学模式：发现式教学模式 通过故意的漏洞百出的演示实验入手，引导学生学会分析不同课题的实验变量、无关变量的控制，突破课题重、难点，有序组织好学生的讨论及主动参与探究达成效果。 六．活动过程（共1课时） 用列表法表示实验步骤及结果：（学会用表格来表示） &
注入Ｈ２Ｏ２
注入新鲜猪肝研磨液
注入&FeCl３溶液
点燃的无火焰的卫生香检验现象
气泡大而多，燃烧猛烈
气泡小而少看不到明显的火焰
& & & & & & & & & 说明: ①本实验通过观察哪一个试管先有较大、较多气泡逸出。判断催化效率高低，不是收集整个过程的总气量，因为Fe3+的后期也会大量冒泡。 ②过氧化氢有一定的腐蚀作用，勿溅到皮肤上，不小心滴上要用清水冲洗。 ③也可用马铃薯块茎代替肝脏，取5g去皮的马铃薯，加3mL水研磨成桨，用双层纱布过滤成滤液，即可使用。 Ⅱ　注意事项 1．实验必须用新鲜肝脏做材料，如肝脏不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物会有部分分解，使组织中酶分子数量减少且活性降低。 2．实验用研磨液，研磨后细胞破裂，酶释放出来，这样可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积。 3．滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液不能合用一支试管，否则由于可能带入少量的酶到氯化铁溶液中，也会影响实验结果的准确性。 4．注意观察气体产生速度及卫生香的燃烧情况，从而可以比较出不同催化剂的催化效率。 5．过氧化氢有一定的腐蚀性，使用时不要让其接触皮肤 七．思考与研究 存在的不足及需要改进的地方 （1）该实验的实验效果只能观察到气泡产生的现象，但不能使卫生香复燃。 （2）对单一变量的控制还不是很明确，需要今后教学中加强。 八．对《比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率》活动案例的点评: 实验设计不仅是一种精确的实验操作，更是一种严谨而规范的思考方式，是一种科学思想方法。 （1）加入实验材料后，应立即观察实验现象。 &&&&（2）向试管中插入快要熄灭的卫生香时，动作要快，但不要插入到气泡中，以免使卫生香因潮湿而熄灭。 &&&&（3）试管最好使用20&200ml的，因为如果试管过小，整个试管就会因充满稠密的气泡而影响卫生香复燃。 &&&&（4）过氧化氢溶液有一定的腐蚀作用，若不小心皮肤溅上了过氧化氢溶液，一定要用大量清水冲洗。 & 案例2：探索&淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用& 摘要：本实验是探索类实验,主要目的是通过研究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用是否都具有催化作用，探索酶催化化学反应的特点。本实验给我们的重要启示是:设计实验时，首先要从已知人手，确定何为实验变量(自变量)，何为因变量，何为控制变量。 一．案例背景及过程： 酶：是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。酶的作用具有专一性。 本实验是探索类实验。主要目的是通过研究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用是否都具有催化作用，探索酶催化化学反应的特点。本实验给我们的重要启示是:设计实验时，首先要从已知人手，确定何为实验变量(自变量)，何为因变量，何为控制变量。 本实验的已知条件为题目，即&探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用&。 从题目可知: ①淀粉、蔗糖水解的产物，水解的速率等变化的结果，即因变量。从因变量入手我们将推知自变量(实验变量)对其的影响程度或它们之间的关系。 ②淀粉、蔗糖在实验过程中的浓度、用量、淀粉酶的浓度、用量、水解过程的温度等都为控制变量，需遵循同时等量原则，以排除控制变量对2个水解反应的影响。 ③淀粉酶本身是实验变量。通过研究确定其分别对淀粉水解作用和蔗糖水解作用的影响。 在以上分析的基础上，再安排淀粉、蔗糖、水、淀粉酶、温度、酸碱度等各变量的&出场&顺序，想必会容易许多。 二．实验原理： 淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖。还原糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的氧化亚铜沉淀。 用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖的水解反应，再用斐林试剂鉴定溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。 证明酶的专一性。 三．课题目标： 1．知识与技能目标：.初步学会探索酶催化特定化学反应的方法。 &&&2．方法与过程目标：探索淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。 &&3．情感态度与价值观目标：在设计实验的活动中，体会与他人进行讨论和交流的意义，增强合作意识。通过应用所学知识解决实际生活中出现的问题，体会科学研究的价值和实践的意义。 四．课题重、难点： 重点：①初步学会探索酶催化特定化学反应的方法--探索酶的特性之一(酶的专一性)的方法。 ②探索淀粉酶是否只能催化淀粉的反应。 难点：①学会探索实验的设计方法和探索方法。 ②让学生学会探索实验的方法，培养学生独立实验能力和创新思维能力。 五．教学策略： 教学环境：生物实验教室 教学模式：发现式教学模式 引导学生学会分析不同课题的实验变量、无关变量的控制，突破课题重、难点，有序组织好学生的积极参与探讨。 六．活动过程（共1课时） （1）取两支洁净的试管，编上号，然后向1号注入2mL可溶性淀粉溶液和2mL新鲜 &&&&&淀粉酶溶液。向2号注入2mL蔗糖溶液和2mL新鲜淀粉酶溶液。 （2）轻轻振荡这两支试管，使试管内的液体混合均匀，然后将试管的下半部浸到60℃左& 右的热水中，保温5min。 （3）取出试管，各加入2mL斐林试剂（边加入斐林试剂，边轻轻振荡这两支试管，以 便使试管内的物质混合均匀）。 &（4）将两支试管的下半部放进盛有热水的大烧杯中,用酒精灯加热,煮沸并保持1min。 &（5）观察并记录两支试管内的变化。 &
&&&&&&试管
注入可溶性淀粉溶液
注入蔗糖溶液
注入新鲜的淀粉酶
加斐林试剂
煮沸并保持1min
记录实验结果
& 七．思考与研究 问题1、本地化学试剂商店若无&-淀粉酶，如用唾液的唾液淀粉酶代替&-淀粉酶，本实 验方法应作哪些改进？ 答案：唾液淀粉酶的最适温度控制在37℃。 问题2、利用斐林试剂鉴定还原性糖中加热方法，《生物》教材用水浴加热法，而化学教 材用直接加热法，孰优孰劣？ 答案：水浴加热法，实验加热时间长，实验呈现现象慢。直接加热法，实验时间短，呈现实验现象快，但试管里的液体易溅出，加热过度，试管里有青色或黑色物质出现。 问题3、此实验鉴定还原糖能否使用碘液？ &答案：底物用淀粉和蔗糖做对照,不但要证明淀粉酶能催化淀粉水解,还要证明淀粉酶不能催化蔗糖水解。用碘液只能检验淀粉的存在,从而证明淀粉酶能否催化淀粉水解,不能证明蔗糖是否被水解,而用斐林试剂能够检验淀粉和蔗糖到底哪一个被水解,还是都被水解,进而证明淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。结论:鉴定试剂用斐林试剂,而不用碘液。 八．对《探索&淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用&》活动案例的点评: 教学大纲指出：教学改革要逐步形成以学生为主体、以主动参与和自主探索为基本学习方式的新型教学模式。为发展学生的创新能力打下基础。在这种理念下，本实验课力求体现主体性、探索性和创新性。 &(1)做好本实验的关键是蔗糖的纯度和新鲜程度。这是因为蔗糖是非还原性糖，如果其中混有少量的葡萄糖或果糖，或蔗糖放置久了受细菌作用部分分解成单糖，则与斐林试剂共热时能生成砖红色沉淀，使人产生错觉。为了确保实验的成功，实验之前应先检验一下蔗糖的纯度。普通的细粒蔗糖往往由于部分水解而具有一些还原糖。可用市售大块冰糖，水洗去其表面葡萄糖得到纯净的蔗糖。 (2)实验中要将试管的下半部浸到37℃的温水中，因为淀粉酶在适宜的温度条件下催化能力最强。 (3)在实验中，质量分数为3%的蔗糖溶液要现配现用(以免被细菌污染变质)，取唾液时一定要用清水漱口，以免食物残渣进入唾液中。 (4)制备的可溶性淀粉溶液，一定要完全冷却后才能使用，因为温度过高会使酶活性降低，甚至失去催化能力。 (5)实验中如果2号试管也产生了砖红色沉淀，可能的原因是: 蔗糖溶液放置的时间过长，蔗糖溶液中的微生物分解成还原性糖，从而影响实验效果。这时应临时配制蔗糖溶液。 另一个可能的原因是试管不干净，所以实验之前应将试管用清水再清洗一次，试管编号要醒目。 (6)实验步骤一定要按要求的程序进行，不可随意改变。 (7)如果实验中，自己的实验结果与理论上的预期结果不一致，应再设计实验，进行进一步的验证或找出问题所在。 & 案例3：探究温度与ＰＨ值对酶活性的影响 摘要：本课时要按新课程标准的思路培养学生&发现问题&&提出问题&&解决问题&的科学探究方法，领悟科学探究思想。对此学生不知如何探究，教师在处理这块知识时也感到困难，好在教材中有思路提示，这样就便于学生自主学习，也给了教师根据学生和本地实际选择和创造的空间，便于教师更加有效地组织课堂教学。 一．案例背景及过程： 依据高中新课程的教学要求，体现生物学科的探索性、实验性的特点，使研究性学习课题渗透于课堂教学。本课时要按新课程标准的思路培养学生&发现问题&&提出问题&&解决问题&的科学探究方法，领悟科学探究思想。对此学生不知如何探究，教师在处理这块知识时也感到困难，好在教材中有思路提示，这样就便于学生自主学习，也给了教师根据学生和本地实际选择和创造的空间，便于教师更加有效地组织课堂教学。 探究活动起始于问题的提出，我出示加酶洗衣粉洗衣小窍门，创设一定的情境，引导学生提出问题&温度改变如何影响酶的活性？&立即把学生引入情景了，学生学习兴趣非常浓厚，考查学生从生活中获取信息的能力，并激励学生树立从生活中收集知识信息的学习素养。通过提问使学生明确活动的目的，主动地参与学习过程。 情境二给出的是人体消化系统结构示意图，图中有注解，学生通过观察后，根据前二节所学理论知识回答问题&唾液淀粉酶与食物入胃后，是否还有活性？&学生回答后，确定探究问题&酸碱度改变如何影响酶的活性？&通过学生对示意图解的观察、分析和倾听老师的讲解，引导学生的学习激情，考查学生对理论知识的掌握程度，了解学生的学习状态。 二．实验原理： 酶的催化作用受温度的影响，在最适温度下，酶的反应速度最高。大多数动物酶的最适温度为&37～40℃，植物酶的最适温度为50～60℃。酶对温度的稳定性与其存在形式有关。有些酶的干燥制剂，虽加热到100℃，其活性并无明显改变，但在100℃的溶液中却很快地完全失去活性。低温能降低或抑制酶的活性，但不能使酶失活。淀粉和可溶性淀粉遇碘呈蓝色。糊精按其分子的大小，遇碘可呈蓝色、紫色、暗褐色或红色。最简单的糊精遇碘不显颜色，麦芽糖遇碘也不显色。在不同温度下，淀粉被唾液淀粉酶水解的程度，可由水解混合物遇碘呈现的颜色来判断。 &&&&酶的活力受环境pH的影响极为显著。不同酶的最适pH值不同。本实验观察pH对唾液淀粉酶活性的影响，唾液淀粉酶的最适pH约为6.8。 三．课题目标： 1．知识与技能目标：尝试探究温度与PH值对酶活性的影响。 &&&&2．方法与过程目标：（1）进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照和重复实验； &&&&&&&&&&&&&&&&&（2）在探究问题讨论中，运用语言表达的能力以及分享信息的能力； （3）通过探究，让学生领悟科学探究思想，培养学生探究性实验设计、观察、分析、判断、汇总的综合素养，提高学生生物学实验设计的能力。 （4）在探究基础上，绘制实验图像，从中培养学生通过实验图像定性分析实验结果的能力。 &&3．情感态度与价值观目标：（１）通过探究活动，认识到科学探究是在不断的观察、实验探索中前进的； （２）通过探究活动，使学生端正科学探究不仅要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度。 （３）加深对合作学习的体会与认识，培养学生的团队合作精神； （４）通过理解酶活性的影响因素来解决生产、生活中的实际问题，使学生逐步形成理论联系实际的理念，增强STS意识。 四．课题重、难点： 重点：探究性实验进行的一般方法 难点：如何进行实验设计。 五．教学策略： 教学环境：生物实验教室 教学模式：发现式教学模式 六．活动过程（共1课时） 探究温度对酶活性影响 实验步骤： 1、&取6支洁净的试管，编上1、1&、2、2&、3、3&号，向1、2、3号试管分别注入&1mL新鲜的唾液淀粉酶，向1&、2&、3&号试管加入1mL可溶性淀粉溶液； 2、将1和1&号试管放置在100度左右的热水、2和2&号试管放置于37度左右的的温水、3和3&号试管放置于冰块中，维持各自温度5分钟； 3、分别将同温度下的淀粉溶液注入淀粉酶溶液中（既是1&号试管注入到１号试管中）摇匀后，维持各自的温度5分钟； 4、在3支试管中各滴入1滴碘液，摇匀； 5、观察并记录颜色变化。 预期实验现象：1号试管加碘后出现蓝色（原因：高温破坏酶的活性，淀粉酶无法分解淀粉）；2号试管加碘后不出现蓝色（原因：37℃为唾液淀粉酶最适合温度，此时酶的活性最高，淀粉被水解）；3号试管加碘后出现蓝色（原因：低温抑制酶的活性，淀粉水解受阻） 实验结论：酶活性的发挥需要最适宜的温度，温度过高或过低都影响酶的活性。唾液淀粉酶的最适温度为37℃。 探究pH对酶活性影响（1） 实验步骤： 1、&取3支洁净的试管，编上1、2、3号，向1、2、3号试管分别注入&1mL新鲜的肝脏研磨液； 2、分别向三只试管分别加入2mL的蒸馏水、质量分数5%的盐酸和质量分数5%的氢氧化钠，摇匀后静置5 3、分别向三只试管加入1mL的过氧化氢溶液，观察并记录实现现象； 4、2-3min后，将3支带火星卫生香分别伸进试管液面上方，观察观察并记录实现现象 预期实验现象：1号试管试管产生大量气泡，卫生香复燃，2、3号产生气泡少或无气泡产生，卫生香不复燃。 实验结论：酶活性的发挥需要最适宜的pH，温度过高或过低都影响酶的活性。过氧化氢酶在中性的活性最。 探究pH对酶活性影响（2） 实验步骤： 1、&取5支洁净的试管，编上1、2、3、4、5号，向1、2、3、4、5号试管分别注入&1mL新鲜的肝脏研磨液； 2、用盐酸或氢氧化钠溶液调整出不同pH，分别为6.0、6.5、7.0、7.5、8; 3、取2ml配置好的不同pH溶液分别加入5支试管中（既是1号试管加入2mlpH6.0的溶液，依次类推），摇匀后静置5 4、分别向试管中加入1mL的过氧化氢溶液，观察现象并记录。 5、2-3min后，将3支带火星卫生香分别伸进试管液面上方，观察观察并记录实现现象。& 预期实验现象：3号试管试管产生大量气泡，卫生香复燃；其它试管产生气泡少或无气泡产生，卫生香不复燃。& 实验结论：酶活性的发挥需要最适宜的pH，温度过高或过低都影响酶的活性。过氧化氢酶在中性的活性最强。 七．思考与研究 1.&&&&为什么不能用淀粉酶做探究pH的实验？ 答：因为淀粉在酸性条件下会分解，这对于判断淀粉酶能否使得淀粉水解出现干扰。故不能使用。 2.&&&&为什么不能用过氧化氢酶做探究温度的实验？ 答：因为过氧化氢酶的反应底物过氧化氢受热会分解，所以用其做温度探究的实验，会对实验结果带来干扰。 3.&&&&为什么在探究温度的实验，使用碘液而不不用斐林试剂？ 答：因为斐林试剂在使用时需要加热，这对温度探究带来干扰，而使用碘液无需加热，对实验无干扰。 八．对《探究温度与ＰＨ值对酶活性的影响》活动案例的点评: 通常学生做实验，往往不顾实际结果，而填上一个大家公认的&正确&结果，教师也往往只满足于学生记住了&正确&结果，而忽略了对意外现象的分析。这种做法是非常不利于学生的发展的。许多重大的科学发现往往就起源于对那些看似不合常理的现象的分析。如果学生从小就没有置疑的精神，习惯于盲目跟随权威，今后就谈不上突破和创新了。如果实验中的问题没有被发现和深入研究，就始终无法解决，学生的能力因而也无法提高。因此，在实验结束之后我们马上组织了总结和分析。首先统计实验现象符合预期的小组，结果占大多数。由此我们得出结论，PH值对酶活性有影响。再分析失败的实验，从实验假设、实验原理、材料的选择、步骤的设计直至操作一步一步的找原因。在教师的引导下失败的小组有的发现是自己药品取用不当，有的是指示剂选择不当，均不影响实验的最后结论。从而对这个问题有了更深的认识。最后为了引导大家进一步研究，教师又提出了&不同酸碱碱度对酶活性的影响是否相同的问题，学生也表现出很高的深入研究的热情。 & 案例4：细胞的大小与物质运输的关系 摘要：教材将这一模拟实验的结果迁移到细胞以解释细胞不能无限长大的原因，得出的实验结论是：(1)边长不同的琼脂块中，NaOH的扩散速度一致。(2)琼脂块的边长越大，表面积与体积之比值越小，NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比值越小。(3)通过模拟实验可以看出，细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低。 一．案例背景及过程： 为什么细胞如此之小？一些科学家认为，细胞体积小是与其功能有关的。细胞内要进行许许多多的化学反应，而这些化学反应需要很多原材料。原材料来自细胞外，必须经过细胞膜运送进细胞内。细胞越小，其表面积与体积之比就越大，物质运输的效率越高。 细胞大小与物质运输的关系实验，是将含酚酞的，边长分别为1、2、3cm的琼脂块在NaOH溶液中浸泡10分钟，观察NaOH扩散的深度。实验结果是NaOH在不同边长的琼脂块中扩散的深度一致，约为0．5cm。 教材试图将这一模拟实验的结果迁移到细胞以解释细胞不能无限长大的原因，得出的实验结论是：(1)边长不同的琼脂块中，NaOH的扩散速度一致。(2)琼脂块的边长越大，表面积与体积之比值越小，NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比值越小。(3)通过模拟实验可以看出，细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低；如果细胞太大，细胞核的&负担&就会过重。 在对实验结果进行分析讨论时，我们产生了疑问：细胞是由小长大的，有足够时间让物质从细胞外围扩散到细胞中心或反向扩散到细胞外围，如果把实验时间延长，较大的琼脂块的NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比值不就可以增加吗？琼脂块没有类似细胞膜的控制物质进出的边界，教材所述实验结论强调细胞的物质运输效率，而实验本身及教材所述实验结论却没有涉及到在物质运输中起关键作用的细胞膜，模拟实验结果跟细胞生命活动的平行关系明显吗？ 我们感到此实验的情境与结果跟活细胞及其物质运输有较大区别，模拟实验与真实的细胞生命活动之间的平行关系不够明显，难以充分说明细胞不能无限长大的主要原因，教材的实验分析不够全面、不够深刻，有待完善（当然，教材编者出于整体的编写思路，无需对一个小局部全面着力，另外，不把实验分析详细或全面表述出来也是一种编教科书的技巧，确实应该给学生留下思考、分析的空间，由教师引导学生完成实验分析）。 二．实验原理： NaOH和酚酞相遇，呈紫红 三．课题目标： 1．知识与技能目标：①理解细胞表面积与体积的关系，以及细胞大小与物质进出的关系；②理解细胞越小表面积越大、越有有利于物质交换；③概述细胞不能无限长大的原因。 2．方法与过程目标：学会用数据、表格分析问题。 &3．情感态度与价值观目标：①培养学生合作精神；②培养学生实事求是的科学态度和严谨认真的治学精神。 四．课题重、难点： 重点：探究细胞大小与物质运输的关系。（依据：这是本实验要探究的主题，通过探究得出&细胞不能无限长大&的原理。） 难点：利用模型探究细胞表面积与体积的关系；理解细胞越小表面积越大、越有利于物质交换的原理。（依据：由于客观条件的限制，只能进行模拟实验，要借助逻辑推理和想象、迁移才能得出合乎事实规律的认识。） 五．教学策略： 教学环境：生物实验教室 教学模式：发现式教学模式 六．活动过程（共1课时） &
创设情景，引出探究主题
1.用PPT演示：①大象与老鼠的外型图片；②不同物种的细胞图片。&&&&&&&&
2.设疑：①请推测大象与老鼠体内的细胞大小差异如何？②生物体的长大，是靠细胞数量的增多还是靠细胞体积的增大？
3.设问：细胞为什么不能无限长大？
2.讨论后回答：不同动（植）物个体体积大小有差异，但构成它们的细胞的大小并无明显差异，且都很小，需借助光学显微镜才能看到，多细胞生物体体积的增大，既要靠细胞生长增大体积，主要还是靠细胞分裂增加数目。
1.图片的给出：为学生提供直观的感性认识，为上升为理论知识作铺垫。激发学习兴趣引发学生思考。
2.问题的提出：给学生设疑，促使学生存疑、质疑，让学生处于&愤悱&的心理状态，从而使学生产生强烈的探究欲望。
讲述：由于细胞很小，我们无法用真实的细胞进行实验，只能用模型替代。
阅读课本和实验册，明确操作过程和要求，预测实验结果
让学生明确细胞模型模拟的原理，以及探究的目的，探究的主题。清楚明白下来要做什么、如何做、观察什么、结论的引伸等，避免实验的盲目性，避免实验课变成形式和走过场：上课热热闹闹，下课无所知。
设问：琼脂块模拟的是什么？NaOH溶液模拟的是什么？
讨论回答：琼脂块模拟的是细胞，NaOH溶液模拟的是扩散进入细胞的物质。
出示表格1（见附录）
开始实验，测量并记录实验结果，填写在表格中，并进行计算。
观察、测量、收集数据等是进行科学探究活动过程中常用到的技能，需着重培养。
分组讨论，老师从旁引导并加以鼓励。问题整理如下：
1. 表中数列有什么规律，
2. 得出什么结论？
3. 立方体体积增大时，表面积与体积之比有什么关系？
4.细胞大小与物质运输有什么关系？
5.为什么细胞不能无限长大？
6.相对表面积还影响细胞的哪些关系？
7.还有其它他素影响细胞不能无限长大吗？
8.为什么大的生物体是由许多小的细胞发展起来的？
9.细胞是越小越好吗？
10.细胞不能无限长大，为保证代谢需要，最好的解决办法是什么？
先是进行思考，然后展开讨论，两组之间互不相让，进行针锋相对的问与答。并对对方的答案作出评价。在这一过程中，学生五动并用：动脑思、动口议、动耳听、动手记、动眼看。
以问题（任务）驱动学生学习，引导学生进行自主、探究，沿着问题思路得出探究结论。突显了学生的主体地位。其中问题1、2的提出与回答突破了本节的难点，并达成本章的能力目标；问题3突出重点，问题4是对实验结果进行推论；问题2、3、4达成了本节的知识目标。问题5、6、7、可以发散学生思维，学生从多角度去分析问题，深化知识；问题8是一种逆向思维的训练，培养学生批判性思考的能力。问题9引出细胞分裂的必然性，为下课时的学习作知识铺垫。在学生的问与答，相互评价的过程中，实质上就是一个学生&自得&的过程。
1.出示立方体图（书114页基础题1），并用数学公式解释为何细胞越小，相对表面积越大？
2.看图（书114页[技能训练]），解释原生动物的细胞中为什么出现两个核和伸缩泡？
3.为什么卵细胞的体积都比较大？如鸵鸟卵黄直径可达5&cm。
1. 计算三种图的表面积与体积之比。列出数学公式：细胞的相对表面积=3/r。
2.讨论解释现象。
1.用数学知识解决生物上的知识。
2.把知识进行延伸，把模型迁移到细胞。
评价与总结
对各小组的实验操作过程与结果进行评价。
精讲：（1）限制细胞长大的因素主要有两方面。一是细胞表面积与体积的比；二是细胞的核质比，细胞核所控制的细胞大小与核的大小成正比。所以细胞都很小，不能无限长大。由于受细胞器所占体积的影响，细胞也不是越小越好。多细胞生物体体积的增大还有赖于细胞的增殖。
倾听，动手做笔记。
明确细胞不能无限长大的原因，从而引出细胞增殖的必要性，为第二节的学习作知识铺垫。也是对知识的一个梳理，体现知识的系统性。
七．思考与研究 本节课的教学构思 1、提出问题：动物细胞的一般形态是怎样的？植物细胞的形态？除去细胞壁后呢？ 引导学生分析得出结论&&球形 2、　要求学生回忆：&&球形的表面积计算公式和体积计算公式&&４&Ｒ²和４&Ｒ³／３ ３、引导学生分析得出球形表面积与体积之比的公式&&４&Ｒ²／（４&Ｒ³／３） 引导学生理解&表面积/体积&这一栏的意义：单位体积的细胞质与外界物质交换占有的细胞膜面积 化简后得出的式子就&是３／Ｒ，Ｒ是球体的半径，Ｒ越大，则球体体积越大，单位体积的细胞质与外界物质交换占有的细胞膜面积就越小，与外界进行物质交换就越困难；反之，细胞越小，就更易与外界进行物质交换的结论就得出了 本节课以问题为主导，以动手实验为过程，以导向性信息驱动学生学习，每一阶段的学习都以问题带出，引导自主、探究和合作。充分体现教师为引导、学生为主体的诱思探究理论。充分利用录像、图片、模型、图表等多种媒体的有机结合，运用联想把模拟实验结果迁移至真实的细胞，以达到观察&思维&迁移的效果。实验后以练习来反馈，达到探索&研究&运用，促进知识的同化。 对《细胞的大小与物质运输的关系》活动案例的点评: 从探究活动的类型来看，本节课的实验是一个模拟探究实验，引用模型来解释原理，也体现了新课标对数学在生物上运用的重视。从探究的内容来看，本实验属于部分探究实验，探究活动的问题已经给出，探究的计划已经制定好，学生只需完成收集数据、并对数据进行概括和推理即可。从探究的难易程度来看，本实验在探究活动的六个层次中属于第三个层次，难易程度适中。然而，要使该探究实验顺利开展，达成教学目标，仍然不是一件容易的事情，需要教师事前做出充分、细致的准备工作，并根据课堂情况调整教学。 1.准备简便易行的实验材料 本实验除了可以用NaOH和含酚酞的琼脂来完成外，还可以以淀粉代替酚酞，以碘代替NaOH，或者用浅色果冻代替琼脂，用红墨水代替NaOH。 2.完善教材中的实验记录表格（见附表） 由于细胞都比较小，在表格设计上可以多加一栏，边长为0.01&cm的琼脂，只要求计算表面积、体积、以及表面积与体积之比，不作为实验对象。这样更有利于学生理解细胞的相对表面积与细胞大小的关系。 3.合理分配时间。本节课，在数据处理上高估了学生的数学运算能力，学生在进行比值计算时，花的时间比较长。 通过研究，我们不仅掌握了细胞大小与物质运输的关系实验的操作要点，得出了更全面、更科学的实验结论，深刻地体会到细胞不能无限长大的主要原因和多细胞生物的长大主要依靠细胞增殖，提出了独到的见解。而且，在研究过程中，同学们基本掌握了利用电脑进行文献检索、资料搜集、信息处理的基本技能，置（质）疑、类比、分析、综合、批判等科学思维能力和表达见解的能力得到较好的训练，独立解决疑难问题的能力有较大提高，这对同学们才是最可贵的。 & 案例5：探究酵母菌细胞呼吸的方式 摘要：本案例通过必修1一个实验课题的教学实践过程的展示，反映如何在教学实践中培养学生实验设计、实验操作等科学探究能力及发现式学习的过程。 一．案例背景及过程： 新课程背景下，教育教学的中心是学生，教师更多的是作为引导者。新课程非常关注并提倡课堂动态生成，课堂上确实会出现难以预料的因素，这就需要我们教师凭借教学机智去艺术性地应付，从而生成精彩。预设是教师备课时对课堂的心理准备，而生成则是教学过程中出现的教师预设之外的新情景。 （1）活细胞都要进行细胞呼吸。细胞通过细胞呼吸获得生命活动所需的能量和中间产物。细胞呼吸分成两种类型，即有氧呼吸和无氧呼吸。 （2）酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。酵母菌取材方便，培养简单，是做细胞呼吸研究的好材料。 （3）检测酵母菌细胞呼吸产物的方法简单易行。 （4）制酒业普遍使用不同的酿酒酵母生产葡萄酒、啤酒等。例如，啤酒生产过程就分为麦芽制造、麦芽汁制造、前发酵、后发酵、过滤灭菌、包装等几道工序。 麦芽的制造&&大麦（也正在试验用小麦）浸渍吸水后，在适宜的温度和湿度下发芽，发芽时产生各种水解酶，如蛋白酶、糖化酶、葡聚糖酶等，这些酶可将麦芽本身的蛋白质分解成肽和氨基酸，将淀粉分解成糊精和麦芽糖等。发芽到一定程度，就要中止发芽，经过干燥，制成水分含量较低的麦芽。 麦芽汁的制造&&麦芽经过适当的粉碎，加入温水，在一定的温度下，利用麦芽本身的酶，进行糖化，主要是将麦芽中的淀粉水解成麦芽糖。为了降低生产成本，还可以加入一定比例的大米粉作辅料，大米粉先加水煮沸。制成的麦芽醪，用过滤槽进行过滤，得到麦芽汁，将麦芽汁输送到麦芽汁煮沸锅中，将多余的水分蒸发掉，并加入酒花。酒花是一种植物的花，加到啤酒中，可使啤酒带有特殊的酒花香味和苦味，同时，酒花中的一些成分还具有防腐作用，可延长啤酒的保存期。 发酵&&麦芽汁经过冷却后，加入酵母菌，输送到发酵罐中。一般先通入少量空气，酵母菌可进行短时间的有氧呼吸，使自身增殖，而后开始发酵。传统工艺分为前发酵和后发酵，分别在不同的发酵罐中进行。现在流行的作法是在一个罐内进行前发酵和后发酵。前发酵主要是利用酵母菌将麦芽汁中的麦芽糖转变成酒精，后发酵主要是产生一些具有特殊风味的物质，除掉啤酒中的异味，并促进啤酒的陈熟。这一期间，需要控制一定的罐内压力，使后发酵中产生的二氧化碳保留在啤酒中。 过滤灭菌&&经过两个星期左右的发酵，有些啤酒发酵期可能长达几个月，将啤酒经过过滤，除去啤酒中的酵母菌和微小的颗粒，再经过62&℃左右的灭菌，然后冷却，啤酒就可以包装。 包装&&包装方式主要有瓶装和罐装，还有桶装等。 （5）重铬酸钾可以检测酒精的存在。这一原理可以用来检测司机是否喝了酒。具体做法是：让司机呼出的气体直接接触到载有用硫酸处理过的重铬酸钾或三氧化铬的硅胶（二者均为橙色），如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾或三氧化铬就会变成灰绿色的硫酸铬。 二．实验原理： （1）在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，可以将葡萄糖氧化分解形成二氧化碳和水，并释放能量。在无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸，能将葡萄糖转变成酒精和二氧化碳。 酵母菌有氧呼吸： C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量 酵母菌无氧呼吸： C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量 （2）检验酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2的量的多少 ①将酵母菌两种呼吸方式产生的气体分别通入澄清的石灰水，根据产生的碳酸钙沉淀的多少，即可判断两种方式产生的CO2的量的多少，辨别酵母菌的呼吸类型。反应式如下： CO2+Ca(OH)2&CaCO3+H2O 有条件的地区可考虑用Ba(OH)2代替Ca(OH)2，现象将更明显。 ②将酵母菌两种呼吸方式产生的气体分别通入溴麝香草酚蓝溶液，根据溶液颜色的变化，判断两种方式产生的CO2的量的多少。 溴麝香草酚蓝溶液在pH6．0～7．6的环境中，其颜色随着pH值的降低，将发生由蓝&绿&黄绿&黄的颜色变化。 有氧呼吸释放的CO2多，生成的H2CO3多，使溴麝香草酚蓝溶液由蓝&绿&黄绿&黄的时间短；无氧呼吸释放的CO2相对较少，溴麝香草酚蓝溶液由蓝&绿&黄绿&黄的时间较长。根据溴麝香草酚蓝溶液颜色变化的时间长短，可以比较酵母菌两种呼吸方式中CO2释放量的多少。 （3）检验酵母菌无氧呼吸产生酒精 酵母菌无氧呼吸产生的酒精，在酸性条件下很容易与重铬酸钾反应生成灰绿色的硫酸铬。稀的重铬酸钾溶液为透明的橙色。化学反应式为： 3C2H5OH＋2K2Cr2O7＋8H2SO4=3CH3COOH＋2K2SO4＋2Cr4（SO4)3＋11H2O 三．课题目标： 1．知识与技能目标：（1）说明生物进行有氧呼吸与无氧呼吸的条件和产物; （2）阐明细胞呼吸的本质; （3）设计对比实验。 2．方法与过程目标：进行对酵母菌呼吸方式的探究和相关的实验。 3．情感态度与价值观目标：（1）体验酒后驾车的危害。 （2）形成积极的生活态度和形成健康的生活方式。 四．课题重、难点： 重点：通过酵母菌细胞呼吸方式的探究，使学生认识到有氧呼吸和无氧呼吸的条件及产物，并设计出可行的验证实验。 难点：引导学生进行科学探究。 五．教学策略： 教学环境：生物实验教室 教学模式：发现式教学模式 在教学中创设类似于学术研究的情境,学生通过独立自主地发现问题、实验、操作、调查、收集与处理信息、表达与交流等探索活动，获得知识,培养能力，发展情感与态度,特别是发展探索精神与创新能力。 六．活动过程（共1课时） 课前准备：教师准备多媒体课件，有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的装置，学案。 布置学生课前预习探究酵母菌细胞呼吸的方式 a.&创设情境，导入新课　 通过教师提出问题&CO2、酒精是酵母菌在有氧产生的，还是在无氧产生的呢？&引入课题：探究酵母菌细胞呼吸的方式（课件展示课题） b.&以问题、讨论等形式，进行实验方法、步骤的探究 提出问题&作出假设&设计实验&进行实验&分析现象、得出结论&表达与交流&再探究 通过提问学生，讨论，最后确定本探究实验提出的问题是：酒精和CO2是酵母菌在有氧条件下还是在无氧条件下产生的？ 作出假设&让学生结合已有的知识和生活经验，针对问题作出合理的假设。 设计实验&教师强调要遵循单一变量原则、对照原则，并介绍对比实验。 引导学生认识对比实验：是指设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验。 教师讲解并用多媒体课件演示对比实验：A瓶酵母菌培养液（有氧条件下）与B瓶酵母菌培养液（无氧条件下）属于对比实验。 教师通过设计问题，进一步引导学生设计实验（学生结合学案带着以下几个问题分组讨论） （1）本实验的自变量、因变量、无关变量是什么？ （2）怎样控制有氧和无氧的条件？有没有更好的方法？并绘出酵母菌在有氧条件和无氧条件下细胞呼吸的装置图。 （3）怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无CO2产生？如何比较CO2产生的多少？ （4）怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？ 重点讨论：怎样控制有氧和无氧的条件？有没有更好的方法？ 　　讨论、交流结束后，对有氧条件下酵母菌细胞呼吸提出了3个方案，对无氧条件下酵母菌细胞呼吸提出了2个方案，并展示学生绘的有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的装置图。 师生共同总结，实验设计的总体思路　　 c.&进行实验　 d.&分析实验现象，得出结论 （1）演示完后，让学生叙述他们看到的现象：有氧呼吸装置中澄清的石灰水先变混浊，无氧呼吸装置中澄清的石灰水后变混浊且混浊程度较有氧条件下的低；1号试管还是橙色，2号试管由橙色变灰绿色。 教师和学生共同小结 （2）结论：酵母菌在在有氧无氧条件下均能进行细胞呼吸。在有氧条件下，通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水，在无氧条件下，通过细胞呼吸产生酒精和少量的CO2。因此，细胞呼吸的方式分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型. e.&与生活联系&重铬酸钾可以检测有无酒精存在。想一想，这一原理在日常生活中有什么用处？ f&.再探究& 1.在某一次对有氧呼吸实验装置的操作中，将酵母菌培养液取样鉴定，鉴定出也含有酒精，这是为什么呢？ 2.在实验中，有同学发现和有氧装置相连的澄清石灰水在出现浑浊后又慢慢变澄清了。因此，他觉得该实验现象不能说明酵母菌通过有氧呼吸产生了CO2。你如何看待这个问题？ 七．思考与研究 俗话说：&凡事预则立，不预则废&，我们的教学课堂中更是如此。没有预设的课堂是盲目的课堂，是低效率的课堂；而缺少生成的课堂是没有精彩的课堂，更是刻板的课堂。传统的备课中强调预设，却忽视教学的生成性，往往是学生顺着教师的设计和思路，进行着表演式秀过场，其最终结果是学生完成了教师预定的教学任务。 对于教育的实施者----教师而言，要想有优秀的预设，并能精彩的生成，必须具备很多条件： ①&&&&&正确理解预设与生成的关系 精彩的生成离不开之前的精心预设。预设是教学的基本要求，因为教学是一个有目标、有计划的活动。教师必须在课前对自己的教学任务有一个清晰、理性的思考与安排，因此要重视预设。精心的预设无法全部预知精彩的生成课堂教学是一个动态生成的过程，再精心的预设也无法预知整个课堂的全部细节。实际的课堂教学中，难免会发生诸多的意外，一旦出现&不速之客&，我们要有心理准备，灵活应对，而不能一味拘泥于课前的教案，有时反而可以巧妙利用意外的&生成&，也许它将会成为我们课堂的一个预料之外的精彩之举！ ②&广博的知识是优秀预设的基础 通过备课中的&一备教材&&吃透教材，把握考纲；二备学生&&备足学生知识层面的理解。才能有效地生成预设，这一切都依赖于教师本身的知识，包括教师的专业知识技能和心理学知识。特别是对于生物学科，现在正处于高速发展阶段，很多知识正在更新，很多理论正在发展，也有很多&科学方法&渐渐被否定，如果不了解现代生物科学的发展，不能生成与时俱进的预设，又有何用！ ③&&&&&广纳贤听是精彩生成的保障 生成之所以精彩，那是因为它聚集了众人的智慧，特别是学生层面各种知识的碰撞，要做到这一点，就要求教师本身能广纳贤听。作为生物学科，较多的是描述生物发展事实，即使是实验探究，也往往依据&伟人的科学实验&，这样只是把学生带入正确方向，但失去了精彩部分。教师应该让学生针对预设范围进行发散性思维，畅所欲言，有时候即使是打破伟人的实验规律和方法也无所谓，关键是让学生思维活跃，当然要围绕中心。 我个人觉得在预设和生成中，还应注意预设个性的解读。每个学生对事物都有自己的想法和见解，个别学生对于某方面的知识非常熟悉，且了解得十分透彻，这就要求我们必须要有充分的准备，对相关知识产生个性解读的部分进行充分的预设，来应对学生会给我们带来的&生成&。当然，教学本身就是一个动态的过程，教学过程不可能都是预设的或都是能预设到的，由于学生存在差异，因此，问题的答案不应该是唯一的，预设是要有弹性的。 八．对《探究酵母菌细胞呼吸的方式》活动案例的点评: 评价建议 1．评价等级分为优、良、及格、不及格四个档次。 2．能比较完整地完成探究活动的学生或小组获得&良&以上的成绩。 3．在探究活动的某个环节有创意、有想法，并进行认真思考和实践的学生或小组获得提高一档的评价。 替代方案 1．澄清的石灰水可用Ba(OH)2溶液代替。 2．有条件的学校可使用&密度计法&检测酒精。 密度计法的原理&&密度计又叫玻璃浮计，是一种能迅速测定液体密度的仪器。它是一支中空的玻璃浮柱，上部有分度标线，下部为一个装有铅粒的重锤（图6）。密度计是根据阿基米德原理制作的。密度计沉入液体的深浅与液体的密度有关，液体密度愈小，密度计沉入愈深。因此，密度计上的靠上的标度表示较小的密度，靠下的标度表示较大的密度。 密度计有的分重表和轻表两种。重表用于测量密度大于1的液体，轻表用于测量密度小于1的液体。为了能在比较大的范围内精确地测量液体的密度，还有由若干支（如20支）密度计组成的成套密度计，测量的液体密度可从0．700到1．840，但每支密度计的量程很小，只是0．06个单位密度。 测量液体密度时，要把被测液注入长的玻璃筒或量筒中，密度计不能与筒壁和筒底接触。为了避免密度计在液体中上下浮动和左右摇摆，将密度计插入液体时动作要轻，并用手拿好密度计的上端。读数时，视线要与液面保持水平。如果对数据的要求比较严格，还应该同时测量液体的温度，对测得的密度数据进行温度校正。用完密度计，要用水将密度计洗净、擦干，放回盒内。 用密度计进行测量的方法&&将两个装置中的酵母液取出，利用蒸馏装置分别蒸馏成液体，然后用密度计法测定哪种液体有酒精产生。 案例6：低温诱导植物染色体数目的变化 摘要：&低温诱导植物染色体数目的变化&是人教版教材《高中生物必修2》中比较重要的实验教学课程。本案例通过一个实验课题的教学实践过程的展示，反映如何在教学实践中培养学生实验设计、实验操作等科学探究能力及发现式学习的过程。 一．案例背景及过程： 利用一些诱发因素可以人工诱导植物产生多倍体，包括物理因素，如温度的剧变，射线处理，嫁接和切断等，还有化学因素，如植物碱，植物生长激素，秋水仙素、茶嵌戊烷、异生长素、富民农等等。由于一些化学诱导物质有剧毒，且价格昂贵，比如：秋水仙素，所以我们将探究低温对染色体数目的变化。 二．实验原理： &&&&进行正常有丝分裂的植物分生组织细胞，在有丝分裂后期，染色体的着丝点分裂，子染色体在纺锤丝牵引作用下，分别移向细胞的两极，最终被平均分配到两个子细胞中去。 低温和秋水仙素一样，处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致分裂后期染色体不能移向两极，细胞加大而不分裂，着丝点分裂后的染色体仍在一个细胞中，故细胞中的染色体数目加倍。如果用低温处理根尖，则在根尖分生区内可以检测到大量染色体加倍的细胞，如：处理植物幼苗的芽，则可以得到染色体加倍的植株。 三．探究目的： 1、学习低温诱导植物染色体数目变化的方法 2、理解低温诱导植物细胞染色体数目变化的作用机制 四．教学策略： 教学环境：生物实验教室 教学模式：发现式教学模式 通过故意的漏洞百出的演示实验入手，引导学生学会分析不同课题的实验变量、无关变量的控制，突破课题重、难点，有序组织好学生的讨论及主动参与探究达成效果。 五．活动过程： （一）、材料用具 洋葱或大葱、蒜均为二倍体，体细胞中染色体数为1，培养皿、滤纸、纱布、烧杯、镊子、剪刀、显微镜，载玻片、盖玻片、冰箱，卡诺氏液，改良苯酚品红染液，体积分数为15%的盐酸溶液，体积分数为95%的酒精溶液。 （二）、方法步骤 1、将洋葱或大葱、大蒜放在装满清水的广口瓶上，让洋葱的底部接触水面，待洋葱长出约1cm左右的不定根时，将整个装置放入冰箱的低温室内（4℃）诱导培养36小时。 2、剪取诱导处理的根尖约0.5&1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5&1小时，以固定细胞形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。 3、制作装片，包括：解离，漂洗，染色，制片4个步骤，具体操作方法与实验&观察植物细胞的有丝分裂&相同。 （三）、现象观察 先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相。视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。 （四）、实验结论 低温处理植物分生组织，能抑制前期形成纺锤体从而产生染色体加倍且无纺锤体的细胞了吗？如没有分析可能原因。 六、思考与研究 1、秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，这两种方法在原理上有什么相似之处？ （两者都在分生区细胞有丝分裂前期抑制纺锤体形成，但不影响后期着丝点分裂，以至加倍后的染色体仍在细胞中央，细胞不能分裂成两个子细胞，于是细胞染色体加倍。） 2、蚕豆体细胞含12条染色体，能否用蚕豆芽的根尖代替洋葱根尖作为实验材料？如若替代，实验效果怎样，为什么？ （能，因为蚕豆染色体数少于洋葱，更加便于观察染色体数的变化。） 【知识拓展】 1、固定是借助于物理方法或化学药物的作用，迅速渗入组织和细胞将之杀死，使其形态结构和内含物尽可能保持生活时的完整和真实状态。 2、细胞中的染色体数目加倍，可以是增加一倍（变为32），也可能是增加四倍（变为64）。 3、视野中大量细胞为有丝分裂间期的细胞，其特点为核膜、核仁明显，核质呈均匀状态。移动载玻片，先低倍镜后高倍镜，可观察到有丝分裂各个时期的细胞，尤其是中期的细胞，染色体的形态和数目清晰可见。 对《低温诱导植物染色体数目的变化》活动案例的点评: 本实验要求学生实验操作细心，规范。在实际实验中可能会造成看不到染色体数加倍且无仿锤体的细胞，其原因较多，常见原因有： 1、没有培养出分生区或没有剪取到分生区 2、低温诱导时间不足 3、解离不充分或漂洗不干净造成染色不足 4、染色时间控制不当，看不清染色体 5、没有低倍镜寻找过程 （根据你的实验结果，作出相应回答） 由此，在实验中须做到： 1、低温处理必须在培养出1cm左右不定根之后。如若生根前就送进冰箱，低温抑制新陈代谢也就抑制了根尖分生区的形成，不会发生根尖分生区的有丝分裂受低温影响的过程。 2、剪取根尖时间一般在中午10点左右，此时分裂旺盛，受低温影响较大，实验效果明显。 3、染色时间要严格控制，不足时染色体看不清，染色过度，染色体一团糟，无法分辨。 & 案例7：探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度 摘要：在学习生长素的生理作用时，了解到不同浓度的生长素对根生长的影响不同，通过用不同浓度的生长素类似物处理插条，探索得出插条生根的最适浓度。 探究背景： 该实验的开展，有利于学生认识科学实验的一般步骤，用实验的方法解决生产生活中遇见的实际问题，尝试探索如何将科学发现在生产实践中进行应用，增强实验的实用性。同时，对于理解生长素的生理作用，激素作用的特点，以及生长素的产生、极性运输和分布的特点有重要作用，训练学生遇见实际问题时如何转化成可行的实验方案，加深设计实验的科学性、对照、单因子变量、随机性、重复性、简约性。 将知识融入实践过程，把课本上的内容跟实际生活中的应用相结合，这就是本节课的亮点。如何将实际与课本接轨，这就是在设计过程中需要十分重视的问题。既要将这节课的重点知识内容加以体现，又要让学生保持强烈的好奇心和求知欲，让学生感觉在课堂上解决了一些他们在生活中遇到的问题。所以本节课应用探究式教学模式。在教学中，试图创造情境模拟科学家解决问题的方法，在学生积极的参与科学探索的实践过程中，让学生体会如何面对问题，学会收集和加工需要的资料，从而真正获得解决实际问题的能力。 探究目标： 进一步学会探究性实验的一般方法和步骤，培养科学探究能力，提高创新思维能力。 学会用探究的实验方法来研究生长素类似物促进插条生根的最适浓度。 理解适宜浓度的生长素可以促进生根，体会科学理论在应用到生产实践的过程中，往往也有许多要探索的问题。 通过小组之间分工合作，培养协作精神。 思路设计： 设计的基本思路是： 1．学生结合课本中学到的内容，提出问题。 2．搜集有关的资料和信息。 3．提出猜想或者假设。 4．对猜想进行实验验证和推理。 5．发现规律，得出结论。 6．总结交流经验和教训。 在实际教学实施过程中，先布置学生阅读探究实验的内容，通过搜集相关的资料和信息，进一步确定实验材料和实验方法，同时对实验结果作出一定的假想和猜测。然后通过实际动手进行实验操作，观察现象的同时总结规律得出结论。最后在课堂上对实验的结果和经验教训进行交流。 上课过程教师先引导学生对整个设计方案进行探讨，教学过程应该注重细节问题的解决。本节课要将教学重点放在科学探究过程的步骤设计，让学生通过这个探究实验的学习进一步理解科学家的探究过程。在学生交流实验方案和结果时，可以请下面的同学来进行提问，训练学生的思维能力和临场应变能力，当遇到学生解释不清楚的问题时，老师要给予适当的引导，力求把问题讲清楚。 方案设计： 一、提出问题& NAA促进插条生根的最适浓度是多少? 二、做出假设 适宜浓度的NAA可以使插条基部的薄壁细胞恢复分裂能力，产生愈伤组织，长出大量不定根。 三、实验预期 经过一段时间后，用适宜浓度的NAA处理的插条基部长出大量不定根，而用较低浓度或较高浓度的NAA和用清水处理的枝条长出极少量的不定根。 四、设计实验： （思考：是否采用对照实验的方法，确定的实验变量是什么？） （提示:控制无关变量非常重要。如果单因子变量是NAA的不同浓度，处理的时间长短应该一致；同一组实验中所用到的植物材料，也应该尽可能做到条件相同。） 预实验： （1）&枝条的选取、处理： 选取一年生的、发育状况相同、粗细相同的且把芽和树叶去掉的迎春花枝条35支，长约10-15cm，用刀将枝条的下端削成光滑的斜面（最好在节下）。把它分成7组，每组五支。 (思考：为何要选取一年生的枝条？枝条下端为何要削成斜面？为什么要每组五支不是一支就足够？) （2）配制溶液 配制好的2、4、6、8、10、12ppm浓度的NAA溶液各100ml，和清水100ml分别装入七只烧杯中。并编号A、B、C、D、E、F、G。 (思考：将第一组浸没在清水中的意图是什么？) （3）浸泡NAA 将各组枝条分别浸入相应的烧杯中，深约1.5cm，记时，浸泡24小时。浸泡后的枝条取出，晾干4小时（处理方法、浸泡、凉干时间可不同，实验后可讨论最佳方案）（沾蘸法） （4）水培观察或者砂土法 将凉干后的根，分别插入相应的烧杯进行水培，观察各组的生根情况，并做好记录。 (注意：将处理过的插条下端浸在清水中，注意保持温度（25～30&℃）。) (请学生比较水培法和砂土法哪个效果更好？) （5）结果分析 记录用不同浓度生长素类似物处理后枝条生根情况，如生根条数，长度等。（浓度适宜的生长素类似物处理后，在绿色树皮的皮孔处长有白色幼根）；每天记录。 附表1：预实验记录 &
根据生根数目确定比较适宜的浓度范围（以浓度为4ppm和6ppm为例） 正式实验： 在预实验浓度区间进一步以0.2（根据实验需要确定浓度梯度）作为浓度梯度进行实验，探究扦插枝条生根的最适浓度。 （1）枝条的选取、处理 选取一年生的、发育状况相同、粗细相同的且把芽和树叶去掉的迎春花枝条44支，分成11组（处理方法同上）。 （2）配制溶液 分别配制4.0&&&4.2&&&4.4&&4.6&&&4.8&&&5.0&&&5.2&&&5.4&&&5.6&&&&5.8&&&&6.0&ppm浓度的NAA溶液150ml，装入11只烧杯。 （3）浸泡与观察同上 附表2：学生分组实验记录& &
（4）推出结论 要求学生在实验过程中按照小组分工认真进行观察，实事求是地对实验前、实验中（包括课内、课外）和实验后插条生根的情况进行记录，并及时整理数据，绘制成表格或图形。最后分析实验结果与实验预测是否一致，得出探究实验的结论。不要求实验结果都一致，但要求有分析研究。 实验结果：&从(附表2：学生分组实验记录)可以看出，NAA促进迎春花插条生根的最适浓度范围。（不一定是规则的单峰曲线） 探究讨论： （1）NAA为什么能促进扦插的枝条生根？ 提示：萘乙酸(NAA)是人工合成的具有植物激素活性的植物生长调节剂，其分子结构、化学性质、生理作用及作用机理与生长素相同，属于植物生长促进剂。萘乙酸能促使植物细胞分裂，细胞伸长，因而能使植物生长加速。人们很早就知道，如果在插枝上保留正在生长的芽或幼叶时，插枝基部很容易产生愈伤组织和根。这就是因为芽和叶中产生的生长素，通过极性运输并积累在插技基部，使之得到足量的生长素。所以，在插枝基部外加植物生长素类似物（如NAA），自然促进插条生根。 （2）本实验采用了哪些对照实验法？目的是什么？ 提示：本实验采用了设置清水的空白对照，目的是了解NAA对生根的影响。还设置了浓度不同的几个实验组之间的相互对照，目的是探究NAA促进扦插枝条生根的最适宜浓度。 （3）为什么要选取一年生的枝条？插条下端为什么要削成斜面？ 提示：因为一年生的枝条形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活。插条下端削成斜面，这样在扦插后可增加吸水和生根的面积，促进成活。& （4）生长素的浓度越低越好吗？ 提示：生长素对植物的生长具有两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长。但并不是浓度越低越能促进生长。生长素&低浓度&促进生长是指在一定的浓度范围内，并非无条件的越低越好。&低浓度&与&高浓度&有一定的适用范围。植物的不同器官对生长素的敏感程度不同，某一浓度对根是&高浓度&，而对茎或芽是&低浓度&。因此促进不同器官生长的生长素浓度是不同的。 （5）扦插枝条内部有没有生长素？没有生长素植物会不会生长？测得的生长素的浓度是外源的还是内源的? 提示：扦插枝条内部有生长素，因为扦插枝条有幼嫩的芽、幼嫩的茎等可以产生生长素的部位。即使体内没有生长素，植物也会生长，生长素不是植物生长的唯一物质，还有赤霉素、细胞分裂素等都可以促进植物的生长。这里测得的生长素是外源的，实际的促进生长的效果应该是由外源的生长素与枝条本身存在的生长素共同作用决定的。课本P50页问题探讨，以及其它地方出现的生长素浓度与植物生长关系的曲线，所说的浓度都是外源的。 （6）影响生根的因素除了生长素的浓度还有什么因素？ 提示：生长素发挥的作用因浓度、植物细胞的成熟情况、培养温度、芽体的数目、器官的种类、生长素的处理方法、浸泡晾干时间、培养方法、浓度梯度的设置等不同而有较大的差异。所以我们测得的浓度只是在一定条件下的大约浓度，因实验条件改变该浓度亦发生改变。所以我们得到的&最适浓度&不是绝对的最适，但是对生产实践仍然具有指导意义。 对《探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度》活动案例的点评: 本实验的亮点是实验小组的每一个成员都写出自己个性化的实验报告，向小组和全班汇报探究过程和结果、经验、教训或体会，包括在科学态度、科学方法和科学精神方面的收获。让学生获得科学探究活动的经验，初步确立严谨的作风。学会分享成功的快乐，或敢于面对失败，积极分析原因，尊重客观事实。 探究实验的过程其实是一个不断摸索的过程，没有人知道结果，只有通过事实说话，结果说明一切。应该本着实事求是的态度，认真分析实验中的缺陷，总结经验进一步探讨做好准备，只有在这种求真务实的态度下实验才可能在不断的探索中取得最终的成功。 & 案例8：探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化 摘要：本案例通过必修3一个实验课题的教学实践过程的展示，反映如何在教学实践中培养学生实验设计、数学模型构建等科学探究能力及发现式学习的过程。 探究背景： &探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化&是必修3第四章第二节中的一个探究活动，在学习&种群的增长方式&之前安排这一活动，旨在让学生通过实验测得具体的数据，并尝试根据数据建构酵母菌种群数量动态变化的数学模型，从而了解在封闭环境中酵母菌种群数量的变化规律。在探究过程中涉及多项实验操作技能，如利用移液管准确移取一定量的溶液，利用血细胞计数板对培养液中的酵母菌细胞进行计数，利用比浊计测定溶液的浑浊程度，推导细胞总数的计算公式,显微镜的使用等等，因此在开展活动之前要做好充分的准备。 探究目标： 1、探究酵母菌种群数量随时间发生的变化,从而了解在封闭的环境中酵母菌种群数量的动态变化规律，找出酵母菌细胞数量变化与其浑浊度之间的关系。 2、通过学习使用血细胞计数板进行酵母菌细胞计数的操作、用比浊计测量液体的浑浊程度，提高学生的动手操作能力。通过尝试根据测量数据绘制曲线培养学生数据分析处理能力和数学模型的建构能力。 3、通过本次探究活动使学生理解科学的本质，掌握科学探究的一般过程，养成实事求是的科学态度，培养学生小组合作学习的能力。 方案设计： 一、提出问题： 在封闭的环境中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？养分会影响酵母菌种群的数量吗？温度会影响酵母菌种群的数量？等等。 二、作出假设 酵母菌种群的数量随培养时间的延长而呈S型增长，或酵母菌种群的数量随培养时间的延长而呈J型增长等。 三、设计实验 （1）制备酵母菌贮用培养液：取洁净的试管若干支平均分成A、B两组，&A组为实验组，装培养液10&mL，酵母菌母液0.1mL；B组为对照组，装培养液10&mL，将A、B&组试管置于28℃恒温箱中培养。 （2）定时取样计数：连续7天，在每一天相同时间用血细胞计数板对一定量的酵母菌贮用培养液进行细胞计数，并且用比浊计测定浑浊度。将数据记录在类似以下表格内。 &
平均&稀释倍数
浑浊计读数
（3）数据处理，建立数学模型（画坐标曲线） （4）结果分析与讨论 实验过程 1.酵母菌贮用培养液制备 材料：马铃薯（去皮）200g，葡萄糖20g，大烧杯量取1000&mL蒸馏水，酵母菌母液（由少量活性干酵母溶解于适量35℃温水制成）。 用具：&各容量烧杯，1000&mL水浴锅，试管，量筒，10mL移液管，&1mL移液管，滴管，标签，纱布，牛皮纸，玻璃棒，天平，高压蒸汽灭菌锅，恒温箱等 （1）配制马铃薯葡萄糖培养基：将去皮马铃薯，切成约2cm2的小块，放入盛有1000&mL水的水浴锅煮沸30min，注意用玻棒搅拌以防糊底。30min后，用双层纱布过滤，过滤时用玻棒引流，取其滤液加葡萄糖，再补足水至1000&mL，自然pH。 （2）分装：按预先设计将试管分为A、B两组进行分装。每次用10mL移液管吸取10mL培养液到试管（注意不要将培养液沾在试管口和试管上段以免引起污染），待分装完毕，每支试管加塞后把试管扎成捆后，包一层牛皮纸，以防灭菌时冷凝水沾湿棉塞。然后用贴上标签，注明培养基的名称、日期等。取样、计数时所用的移液管、滴管、试管也分别包纸，以备灭菌。 （3）灭菌：用高压蒸汽灭菌100Pa将培养液和取样、计数时所用的移液管、滴管分别灭菌20min。 （4）接种：接种时要点燃酒精灯，在火苗附近制造灭菌环境。再用灭菌干净的1mL移液管每次吸取0.1mL酵母菌母液，往A组每支试管中加入，B组不加。 （5）培养：将A、B两组试管置于&28℃恒温箱中培养。 2.配制样品 （1）4－6人组成一个小组，每组做两个样品:分别记为样品1和样品 （2）配制样品1：用记号笔标记有螺旋盖的试管A0、&B0，在试管A0和B0中分别加入10ml无菌葡萄糖溶液。从恒温培养箱内取出A和B组试管各一支，用1mL移液管移取0.1mL&A和B中的贮用培养液，分别加入到试管A0和B0中。 用同样方法配制样品2。 每天取样时间大体一致，每次均从A和B两组中各取一支试管。计数过程中和培养一样，一定要遵守无菌操作规范，取样的移液管要灭菌且分开使用，每次取样前要试管振荡摇匀。 3.对试管A0进行细胞计数 4.对试管B0重复步骤3，进行细胞计数 5.对样品2进行步骤3和步骤4 拧紧A0试管盖将试管倒转数次，使酵母菌细胞分布均匀。用滴管从试管A0中取1滴培养液到血细胞计数板的方格区，盖上盖玻片。在显微镜高倍镜下镜检计数，将所得数据填入记录表。 计数注意事项：(1)大格内细胞的计数顺序为左上&右上&右下&左下4个中格。(2)压在方格线上的细胞只计左线和上线上的细胞数。(3)酵母细胞若有粘连,要数出团块中的每一个细胞。(4)出芽酵母的芽体体积若超过细胞体积的1/2，则算独立个体。(5)计数总数不少于300个细胞。 稀释方法：如记数时发现细胞数较多，不易分辨，吸取的样液应当稀释。方法是：将9&mL无菌水移入1支灭菌过的试管里，然后立即将1mL培养液移入试管里并充分混匀，使原培养液被稀释10倍。再依照步骤2方法进行取样。 6.用比浊计测定各试管的浑浊度 用比浊计测定A0、B0试管内液体的浑浊程度，根据刻度读出具体数据，将所得数据填入记录表。 7.处理数据，建构数学模型 （1）根据所得数据计算两次计数的平均值，用公式估算样品试管内的细胞总数并记录。 （2）在坐标纸上开始绘制种群数量随时间变化曲线和酵母菌细胞数量变化与浑浊度之间的关系曲线。 ①横坐标(X轴)代表时间(第0天~第7天)，纵坐标(Y轴)代表酵母细胞数(105~109).在坐标纸上标记当天试管&A0中的酵母数量。 ②横坐标(X轴)代表A0浑浊度(0~100)，纵坐标(Y轴)代表酵母细胞数(105~109)。在坐标纸上标记浑浊度和试管A0中的酵母数. （3）将样品放回试管架，洗手,离开实验室。 8.连续7天计数测定，重复3至7步骤 此后的第1天&&第7天，重复步骤3~7，在坐标纸上标记当天样品的浑浊度读数与酵母菌数，用直尺连接前后两天的两个标记点，依据此线的延长线估算此后两天的酵母数量。 分析实验结果，验证假设，得出结论 根据建构的数学模型，对实验前所作的假设进行验证，得出结论，从而了解在封闭的环境中酵母菌种群数量的动态变化规律和酵母菌细胞数量变化与其浑浊度之间的关系。 各组活动结果反馈及讨论： 1．实验结果反馈
平均数&稀释倍数
& & & & & & & & & & & & & 思考讨论： （1）本实验通过对显微镜下样品的细胞计数，估算试管中酵母细胞的数量，怎样操作可以提高读数的准确性和估算数的准确性？ （2）试管B的作用是什么?如何解释试管B中样品的浑浊度变化？ （3）影响酵母种群增长的因素可能有哪些？ （4）你收集的实验数据与你在实验前所做的预测结果一致吗？ （5）如果你想研究温度对酵母种群增长的影响,如何设计实验?你还想研究哪些与种群增长有关的问题？ 知识拓展： 1．了解酵母菌：酵母菌是一种既能进行出芽生殖又能进行有性生殖的单细胞真核生物，生长的最适宜温度在20℃~30℃之间，酵母菌能在pH&值为3~7.5&的范围内生长，在氧气充足的环境中主要以出芽生殖的方式快速增殖，大约每1.5~2小时增殖一代。由于酵母菌的生长周期短，增殖速度快，是研究种群数量的增长规律以及种群内部和外部因素对种群个体数量影响的良好实验材料。酵母菌的种类很多，来源丰富，最简单的方法是使用食品类商店出售的用于发面或制酒的高活性干酵母作为菌种。 2．了解血细胞计数板：血细胞计数板是一种专门用于计算较大单细胞微生物的一种仪器，它的规格有两种，一种叫16&25型，另一种叫25&16型。以16&25型为例，在血细胞计数板的中央有两个平面台，每个平面台各有一个含9个大格的方格网，中央大格叫大方格。将其放大，可见它含16中格，将每一中格放大，可见25个小格，所以每一个大格共有400个小格。一般取大格中的左上&右上&右下&左下4个中格计数，共计数100个小格。每一个大方格的边长为1mm，面积为1mm2，每一个小格的边长为0.05mm，面积为0.0025mm2，盖上盖玻片后，载玻片和盖玻片之间的高度为0.1mm，所以大格的容积为0.1mm3（已知1mL＝1cm3＝1000mm3），每一个小格的容积为0.00025mm3，&0.0＝0.1mm3。 推导酵母菌细胞总数计算公式： ①每mL酵母菌细胞个数＝（所数100个小格中的细胞总数&100）&400&104&稀释倍数。②试管内酵母菌细胞总数＝每mL酵母菌细胞个数&10 对《探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化》活动案例的点评: 高中学生对数学模型（曲线）的概念并不陌生，学生对运用数学解决生物学中的问题已有了一定的认识，例如对遗传规律、DNA的复制等内容的学习。本活动是通过提出问题、作出假设、实验探究、得到数据并绘制曲线、验证假设、得出正确结论这一科学探究的过程解决学生遇到的科学问题。在之前开展的研究性学习活动中，学生已经对探究的一般过程有所体验，但如何设计严谨的实验方案，进行规范的实验操作还需要老师的正确引导。 & &&&&&&&&&&&案例9：土壤中小动物类群丰富度的研究 摘要：本案例通过必修3一个实验课题的教学实践过程的展示，通过小组之间的分工合作，培养协作精神。学生通过该实验可以从种群的组成上描述群落的结构特征，能依据教材中探究活动的要求与步骤，在野外采样，在实验室进行观察。这样做学生可以感受到采样地点真实的环境情况，利于学生建立群落与环境之间相互联系的观念。 探究背景： &&&&&土壤中小动物类群丰富度的研究&探究实验是高中生物学中的一个重要实验，该实验的原理是：土壤的形成从开始就与生物的活动密不可分，所以土壤中总是含有多种多样的生物，如细菌、真菌、放线菌、原生动物、扁形动物、轮形动物、线形动物、环节动物和各种肢节动物等。要弄清某处土壤中小动物种类和数量，可以丰富度表示，首先采用取样器取样的方法，即用一定规格的捕捉器（如采集罐、吸虫器等）进行取样，通过调查样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤动物的丰富度。另外，丰富度统计方法有两种：记名计算法（指在一定面积样地中，直接数出各种群个体数（用于个体较大，种群数量有限得群落）、目测估计法（按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少。等级划分和表示方法：非常多、多、较多、较少、少、很少等）。由于土壤中运动要比大气中和水中困难得多，除了少数动物（如蚯蚓和穿山甲等）能在土壤中挖穴居住外，大多数土壤动物都只能利用枯枝落叶层中的孔隙和土壤颗粒间的空隙作为自己的生存空间，一般认为，越是靠近土壤表层，动物的种类就越丰富。 探究目的： 实验旨在使学生通过调查样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤动物的丰富度，能从种群的组成上描述群落的结构特征，并从中可以感受到采样地点真实的环境情况，利于学生建立群落与环境之间相互联系的观念。 （1）尝试土壤中动物类群丰富度的研究。 （2）收集和处理调查数据，学会土壤动物的分类与统计方法。 （3）概述土壤动物的生活环境与土壤动物丰富度的关系。 （4）通过进行土壤中动物丰富度的研究，期盼学生们能知道保护环境、保护生物多样性的重要，养成&保护环境，关爱生物，保护生物多样性&的观念。 （5）培养科学探究能力，学会探究实验的一般步骤。 方案设计： 一、提出问题： 你所提出的问题是土壤中蚂蚁、蚯蚓、鼠妇（可根据当地情况选择不同的小动物）的丰富度。 如何调查土壤中小动物的种类与数量? 学生思考：针对本课题还能提出其他要研究的问题吗？ 研究表明：大多数的学生能根据自己的生活经验提出研究问题，多数问题都集中在调查某处土壤中小动物类群丰富度等方面。 提示：群落中物种的组成与群落所处的环境有着密切的关系，教师应引导学生分析环境因素对群落物种组成的影响，可就此广泛提出问题，进而提炼出比较有探究价值的问题。教材中已列出一些问题，帮助引导、启发学生确定探究的问题。 二、作出假设： 大多数土壤动物都只能利用枯枝落叶层中的孔隙和土壤颗粒间的空隙作为自己的生存空间，因此越是靠近土壤表层，动物的种类就越丰富。土壤动物中有很多小动物，其中最重要的有蚯蚓、螨、马陆、蜈蚣、跳虫、鼠妇、白蚁、蚂蚁和甲虫等，各种类个体数大不相同。蚯蚓是定居在土壤中最著名的类群。土壤动物是最重要的土壤消费者和土壤分解者。各种土壤生物生活在土壤中，适应土壤环境，反过来土壤生物的各项生命活动又影响了土壤环境，促进了土壤的形成。 研究发现：开始时少部分学生不会做出假设，辅导后能尝试自己做出假设。 三、实验预期 在土壤中动物的种类是相当丰富的，但只有少数种动物的个体数较多，成为优势种群，大部分动物种类的个体数较少。 研究发现：学生对如何做实验预期有困难，多数学生在表达上不够严谨。经过辅导后，有改进。 四、实验方案： 步骤一：确定调查地点、样方的大小和调查对象 带齐实验工具，跟随老师到调查地点，明确调查对象为土壤中肉眼可见的所有动物。各小组分别选取一块lm2面积的土壤，用木桩和细绳圈定样方的范围，各小组之间保持一定的间距。 步骤二：分工合作，捕捉土壤动物 6个同学一组，面对面分开，从两边同时挖土捕捉。要求对深度为30&cm范围的土壤认真细心地筛选。发现动物后，用镊子或其他工具将其放火烧杯内或毒瓶中。 步骤三：分类统计 回到实验室，先将动物处死，然后倒在实验蜡盘上，按种进行分类统计。 &
数量（等级）
数量（等级）
用Excel软件将你们组的数据和全班数据进行汇总比较，然后用合适的图形向全班同学展示、交流。 步骤四：得出结论 实施探究& 1.&准备 制作取样器& 可选用直径为5cm的金属饮料罐，在高度为5cm处剪断，这样的取样器容积为100ml。 记录调查地点的地形和环境的主要情况，提出安全注意事项。 2．取样 各组同学于样方内随机选择确切地点，将表土上的落叶轻轻拨开，用手来回旋转罐子，将其按入土中，按压到罐底与地表几乎齐平，用花铲将罐内的土连同罐子一起挖出。将罐子中的土壤倒入塑料袋中。 3&.采集小动物 方法一：将取到的土壤放于瓷盘内（要注意防止小动物逃走），用解剖针拨找小动物，发现体型较大的小动物，可以用包着纱布的镊子取出来，放入到70%的酒精中。 方法二：在去底花盆中放一个金属网，将取到的土壤样品放置在金属网上。为了使空气流通，土壤与花盆壁之间要留一定的空隙。然后，将花盆放置在诱虫器漏斗上，漏掉的土壤也一起倒入花盆中，打开电灯。诱虫器：铁架台上方固定电灯，中间固定漏斗，漏斗口伸入装了酒精的瓶子。第二天，可以看到试管酒精溶液中有不少小动物。此方法适用与体型较小的土壤动物。 4.&观察和分类 可以借助于有关的动物图鉴查清楚小动物的名称，并进行分类。有些小动物用肉眼难以识别，可以用镊子或者吸管吸出，放于载玻片上，借助放大镜、显微镜（4倍物镜、5倍目镜）进行观察，条件允许的学校可以借助实体镜，观察效果最好。观察同时作好记录，如果还是无法知道小动物的名称，可以记为&待鉴定&&&，并记录下它们的特征。 5.&统计和分析 土壤小动物丰富度的统计方法有两种。一是记名计算法，二是目测估计法。根据这两种方法，设计一个数据收集和统计表，分析所收集的数据，完成一份实验报告。 6、推出结论 土壤中动物种类相当丰富，但只有少数种的动物的个体数较多，成为优势种，以节肢动物较多，其中最重要的有蚯蚓、螨、马陆、蜈蚣、跳虫、鼠妇、白蚁、蚂蚁和甲虫等，其中分布最广、种类最多的是螨类和弹尾目昆虫。大部分动物种类的个体数较少。 表达与交流 学生写出实验报告，在班级内交流各自报告，比较研究结果，介绍优点、缺点和成功的经验,就发现问题进行讨论。 误区警示： 本探究的注意事项： （1）取样时应注意随机取样，避免人为心理作用，以避免结果偏差较大。 （2）动物类群因所取地段不同，可能差异较大。 （3）取样时尽量不要破坏环境，同时注意安全。 问题探究： 1、随着季节的不同，土壤中的小动物的丰富度还会相同吗？为什么？（不同，动物的分布要受温度等的影响。） 2、动物的分布是否有一定的规律？（有） 3、本探究中只取一次样本，结论与实际是否有偏差？如有，请你设计一个方案来提高实验的精确度？（取生长状况基本一致的两条蚯蚓，分别在硬纸板、玻璃板上爬行，多次测量其爬行距离，取其平均值。） 对《土壤中小动物类群丰富度的研究》活动案例的点评: &土壤中小动物类群丰富度的研究&是课程标准中建议的一项活动，旨在使学生能从种群的组成上描述群落的结构特征。但是，以往的实验在设计思路上只要求学生掌握书面材料上的知识概念、实验步骤或统计方法上的应用，这样做对学生实际的探究能力、操作能力的培养帮助不大。根据高中生物课程标准的要求，我们力图从探究活动的角度对该实验进行了重新设计，力图使有条件的学校可以让学生依据教材中探究活动的要求与步骤，在野外采样，在实验室进行观察。这样做学生可以感受到采样地点真实的环境情况，利于学生建立群落与环境之间相互联系的观念；若无条件，也可以由教师事先将不同地点的土样采集到实验室（可用大塑料整理箱盛放），注明采集地点的环境（最好配有照片）。这样，学生在实验室便能进行该项探究活动。 & &&&&&&&&&&&&&&&&&案例10：探究土壤微生物的分解作用 摘要：本案例通过选修1一个实验课题的教学实践过程的展示，反映如何在教学实践中培养学生实验设计、实验操作等科学探究能力及发现式学习的过程。 探究背景： 土壤中最小的有机体可能也是最重要的有机体，是那些肉眼看不见的细菌和丝状真菌。它们有着庞大的天文学似的统计数字，一茶匙的表层土可以含有亿万个细菌。纵然这些细菌形体细微，但在一英亩肥沃土壤的一英尺厚的表土中，其细菌总重量可以达到一千磅之多。长得像长线似的放线菌数目比细菌稍微少一些，然而因为它们形体较大，所以它们在一定数量土壤中的总重量仍和细菌差不多。被称之为藻类的微小绿色细胞体组成了土壤内极微小的植物生命。&细菌、真菌和藻类是使动、植物腐烂的主要原因，它们将动植物的残体还原为组成它们的无机物。假若没有这些微小的生物，像碳、氮这些化学元素通过土壤、空气以及生物组织的循环运动是无法进行的。例如，若没有固氮细菌，虽然植物被含氮的空气&海洋&所包围，但它们仍将难以得到氮素。其他有机体产生了二氧化 碳，并形成碳酸而促进了岩石的分解。土壤中还有其他的微生物在促成着多种多样的氧化和还原反应，通过这些反应使铁、锰和硫这样一些矿物质发生转移，并变成植物可吸收的状态。 课题引入： &&&&展示图片：秋天树叶下落的图片，学生观察后，给出问题：同学们，树叶每年都会掉，但是你们有没有看见树叶堆积如山的场面呢？树叶到哪去了？学生会提出很多意见，比如：细菌的分解作用，气候的作用，土壤中的化学物质的作用等等。究竟是什么在起作用呢？ 提出问题： &&&&&&让学生结合自己的生活经历，列举土壤微生物分解作用的实例，提出想探究的问题。教师予以启发、指导。例如，落叶在土壤中能被分解掉，这究竟主要是土壤的物理化学因素的作用，还是土壤中微生物的作用呢？ 与学生交流平时观察到的有关现象，比如冬天和春天树林中落叶层的厚度有没有差别，春耕时从土壤中翻出的花生果实是什么模样，还能不能吃，等等。提出感兴趣的问题在小组内讨论，确定本小组要探究的问题。 &&&对提出的问题进行分析，说说关于这一问题你具备了哪些相关理论知识，比如，花生果实可能是收获时遗漏的，也可能是田鼠储藏的；不同厚度落叶层的内部温度和湿度可能不同，等等。 &&&通过上述交流，明确自己想要探究的是什么问题，进而确认实验变量。 作出假设： 学生根据自己的知识水平以及提出的问题查阅相关资料，了解大致情况之后作出假设。 制定计划： 第一步，要确定实验变量是什么？需要控制的变量有哪些？如何控制这些变量？& 第二步，要确定探究的地点或场所：在野外？还是在实验室中？ 第三步，设计实验方案。 参考案例： 自然界存在这许多不可控制的因素，它们可能影响你的判断。因此，有关分解者作用的探究，最好在实验室进行，这样可以更好地控制实验变量。 &&&下面是两个探究案例，分析这两个案例，可以作为设计实验的参考。 ◆参考案例一 &&&落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？ &&&以带有落叶的土壤为实验材料。采用对照实验的办法，设计实验组和对照组。对照组的土壤不做处理（自然状态）；实验组的土壤要进行处理，以尽可能排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变（例如，将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中1h灭菌）。 ◆参考案例二 &&&探究土壤微生物对淀粉的分解作用 &&&&1．将取自农田、林地或花盆等处的土壤放入里面垫有厚纱布的烧杯中，加水搅拌，然后将纱布连同土壤一起取出。将留在烧杯中的土壤浸出液静置一段时间备用。 2．另取两个烧杯，编号为A、B，放入等量淀粉糊。在A烧杯中加入30ml土壤浸出液，B烧杯中加入30ml蒸馏水。 3．在室温（20℃左右）下放置7天后，分别取A、B烧杯中溶液20ml，各放入两支试管中，分别编号为A1、A2、B1、B2。 4．在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林试剂。 5．观察试管中溶液的颜色变化，记录实验结果。 &&&通过小组讨论，确定本小组的实验方案。 实施计划： 以小组为单位完成各自的探究活动。 分析结果： 可以将实验过程和现象列表整理，进行对比分析，得出实验结果。 表达交流： 完成实验报告，在班级内进行交流，听取其他同学的质疑，对本小组的实验进行解释和说明。如果有必要，应对实验方案进行修改和完善。 思考讨论： 1.&试简述此实验中需要过滤土壤，而不直接加土壤颗粒的理由。 解析：过滤土壤是为了排除过多的土壤杂质，以得到富含微生物的土壤浸出液，如果直接加土壤颗粒会加大对照组实验的难度，使实验的结果难以分析。 2.&实验中需要加入碘液和斐林试剂，操作时应该注意什么？ 解析：要用两支滴管分别来吸取碘液和斐林试剂，不要混用；每滴一滴试剂都要震荡试管，斐林试剂加入后需要用酒精灯加热，要注意试管与酒精灯火焰的距离，要让试管受热均匀。 对《探究土壤微生物的分解作用》活动案例的点评: 在本次探究实验过程中，我们要注意以下几点，才能看到比较理想的实验效果。 1.&要注意控制变量，让实验组与对照组除变量以外的条件基本保持一致。 2.&这个实验可能要等几天甚至几周以上的时间才会有结果，因此要有计划地观察和记录。 3.&在排除土壤微生物作用的同时，要尽量不改变土壤的理化性质。可以采取的方法最好是灭菌，在实践中行之有效的高温灭菌的方法主要有干热灭菌法和湿热灭菌法。
评论：(未激活和未注册用户评论需审核后才能显示！如需回复，请留下联系方式！)
文明上网,理智发言}