段昕
摘 要:根據(jù)美術(shù)生愛設(shè)計和繪畫的特點,利用塑料、泡沫等熔成了植物細胞亞顯微結(jié)構(gòu)立體模型。模型可以反復(fù)利用,幫助學(xué)生直觀高效地掌握細胞的結(jié)構(gòu),還可以用于觀察質(zhì)壁分離。
關(guān)鍵詞:植物細胞;亞顯微結(jié)構(gòu);模型
我校學(xué)生都是美術(shù)專業(yè)的高中生。他們普遍喜歡繪畫或設(shè)計,對色彩、形態(tài)等事物的外在特征比較敏感,對提高自己的美術(shù)專業(yè)能力很感興趣,但對文化知識、數(shù)理邏輯等不太感興趣。在他們的高考科目里沒有生物這門課程,在全省的學(xué)業(yè)水平測試中,生物也只要得到“D”等級就可以了??梢哉f,他們學(xué)習(xí)生物的外部要求不高,內(nèi)部動力不足。怎樣提高他們的學(xué)習(xí)效率呢?愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師?!蔽覀儑L試從學(xué)生的興趣入手,讓生物科學(xué)與繪畫藝術(shù)有機融合。我們讓學(xué)生進行生物模型制作,起到了不錯的效果。下面以植物細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)立體模型為例具體說明。
我校往屆學(xué)生學(xué)習(xí)“細胞器——系統(tǒng)的分工合作”時,總覺得這節(jié)內(nèi)容多而雜,不好理解,很難記憶。課本中提供的結(jié)構(gòu)模式圖讓人眼花繚亂,特點也不易看出。購買的模型教具各部分都是固定的,只能看外觀。而且課本上和館藏的模型都不能展示細胞質(zhì)基質(zhì)的流動、細胞膜和細胞骨架。如果有一個模型能展示各種細胞器且可隨意拿到手上觀察結(jié)構(gòu),能清楚看到細胞膜,能展示細胞質(zhì)基質(zhì)的流動性,則能彌補現(xiàn)有模型的不足。我把我的期望和學(xué)生商量,希望他們能設(shè)計出我想要的模型。通過不斷地嘗試和實驗,我們發(fā)現(xiàn)用以下方法可以解決原有的困惑。
一、制作目的
細胞質(zhì)中有細胞器和細胞質(zhì)基質(zhì),已有的掛圖、教具、模型中要么不顯示細胞質(zhì)基質(zhì),要么用整塊固體來表示,無法體現(xiàn)細胞質(zhì)的流動性,更無法顯示細胞骨架。該模型以干凈水作為細胞質(zhì)基質(zhì),可以直觀、真實地體現(xiàn)活細胞中細胞質(zhì)的流動性。所用材料主要是泡沫,具有耐水性,水也可以隨時倒進和流出,所以此模型便于保存和攜帶,適合課堂教學(xué)。用泡沫熔成的各細胞器形象逼真,可以拿出來仔細觀察。在需要的時候可以放水,展示質(zhì)壁分離,可以清晰看到細胞膜。
二、材料用具
制作材料:較大型的餅干桶或植物油桶一個,厚度不一的泡沫、丙烯畫顏料、透明塑料袋、黃色氣球、廢舊電線。
制作用具:一把小型裁紙刀、一臺酒精燈、筆一支、尺子一把、毛筆一支、釘子一枚、大頭針若干、鐵絲若干。
說明:這些材料中除丙烯畫顏料和氣球需購買或從學(xué)??倓?wù)處領(lǐng)用外,其他都可從家庭廢棄物或者垃圾收購點找到。
三、制作原理
1.塑料和泡沫遇高溫會熔化,燒熱后的裁紙刀可以隨意在塑料和泡沫上裁出所需要的圖案和形狀。
2.泡沫很輕,可浮在水面上。用泡沫制成的細胞器會漂在水面,要展示細胞骨架,可以用廢舊電線中的銅絲彎成隨意形狀,還可牽引細胞器使其懸浮于不同層次,相互分離,便于觀察。
3.丙烯畫染料不溶于水,可以隨意把泡沫和塑料染成自己所需要的顏色,能長久保存。
四、制作過程
1.制作細胞壁
植物細胞具有細胞壁,起支持和保護作用,用透明塑料桶剪成一定形狀充當(dāng)細胞壁,在桶的下面開一個小洞。我們展示的是剪開的細胞,上面有一個大口,干凈水可以在課前注入也可以課堂當(dāng)場注入,不用的時候或展示質(zhì)壁分離的時候,將水從下面孔中流出。
2.制作細胞膜
細胞膜是細胞的邊界。用透明塑料袋充當(dāng)細胞膜,因為它們很軟,加水后能與塑料桶黏合,能真實體現(xiàn)細胞壁與細胞膜緊貼在一起的生活狀態(tài),“透明”便于觀察。
3.制作細胞質(zhì)
細胞內(nèi)許多代謝都是在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行的,細胞質(zhì)基質(zhì)是可以流動的。我們直接用干凈水作為細胞質(zhì)基質(zhì)。線粒體、葉綠體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體都先用筆在泡沫上畫出所需形狀,然后把裁紙刀燒熱,直接把不需要的部分熔解,留下需要的形狀。
①線粒體:體現(xiàn)雙層膜,內(nèi)外膜能分開,內(nèi)膜向內(nèi)折疊。
②葉綠體:體現(xiàn)雙層膜,由囊狀結(jié)構(gòu)堆成的基粒。
③內(nèi)質(zhì)網(wǎng):粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上留些小圓點代表核糖體,并涂上紅色丙烯畫染料,滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)不留小圓點。
④高爾基體:熔成堆疊的扁平囊及囊泡。
⑤溶酶體:用黃色氣球的碎片,包裹少許干凈水或氣,扎緊。
⑥液泡:用一個大小合適的氣球裝滿干凈水扎緊,并用防水膠造型。
⑦核糖體:附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體,在制作粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)時直接溶出圓形小粒,并涂上紅色丙烯畫染料。游離的核糖體則制成在圓形泡沫中插入大小不等的細銅絲,使其懸浮在細胞質(zhì)基質(zhì)的不同位置。
4.制作細胞核
用泡沫熔成一個雙層膜的大小合適的四分之三球形,體現(xiàn)雙層膜,核膜上用鐵釘熔出一個個核孔。在中央畫出一個四分之三圓球,并大頭針布滿代表核仁。用細電線里的銅絲彎曲擺放代表染色質(zhì)。
五、使用方法
用這種模型進行教學(xué)時,先讓學(xué)生觀察課本植物細胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖,對比我們的模型,找一找各代表什么?學(xué)習(xí)一種細胞器就拿出一種細胞器,認真去觀察對比,有利于學(xué)生直觀形象地掌握知識。課后讓學(xué)生用多余的細胞器來組裝細胞,并布置學(xué)生課后根據(jù)自己的理解尋找材料,制作模型。這個模型制作出來后,學(xué)生不但可以牢牢掌握植物的亞顯微結(jié)構(gòu),對分泌蛋白的合成和分泌、細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原都能很好演示。
通過這種模型的制作,我校學(xué)生不但會去思考選用不同材料去設(shè)計自己需要的模型,而且一個模型的制作,能直觀形象地把相關(guān)的疑惑解決,真正提高了他們的學(xué)習(xí)興趣和效率。
參考文獻:
[1]冉啟國.自制教具“真核細胞三維結(jié)構(gòu)模型”簡介[J].生物學(xué)通報,2013(4):47.
[2]王亞娣.植物細胞亞顯微結(jié)構(gòu)模型[J].科技資訊,2013(34):196.
注:本文是廣州市教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃面上一般課題(資助類別)“促進美術(shù)類高中生高效學(xué)習(xí)文化課程的實踐研究” 1201431029(課題名稱和編號)的研究成果。