高中生物概念教學(xué)的實(shí)踐探索

劉盛字

[摘要]以《細(xì)胞核——系統(tǒng)的控制中心》的教學(xué)為例，通過(guò)資料分析呈現(xiàn)科學(xué)探究的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)案例，培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的理性思維及促進(jìn)學(xué)生掌握科學(xué)探究的方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)事實(shí)，引導(dǎo)學(xué)生生成一般性概念，再歸納總結(jié)出核心概念，從而促進(jìn)學(xué)生內(nèi)化知識(shí)，提升核心素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]概念教學(xué);高中生物;細(xì)胞核;教學(xué)設(shè)計(jì)

[中圖分類號(hào)]G633.91 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1674-6058（2020）05-0089-03

一、教材分析

《細(xì)胞核——系統(tǒng)的控制中心》是人教版高中生物必修1《分子與細(xì)胞》第三章第三節(jié)的教學(xué)內(nèi)容。細(xì)胞核是細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)的重要組成部分，理解認(rèn)同“細(xì)胞核是系統(tǒng)的控制中心”這一核心概念，是后續(xù)細(xì)胞分裂、遺傳與變異等內(nèi)容學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)有利于學(xué)生體驗(yàn)生物學(xué)研究的一般方法和過(guò)程，有利于學(xué)生理解和接受“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的生物學(xué)思想，也有利于學(xué)生從生命系統(tǒng)的角度認(rèn)同“細(xì)胞是一個(gè)有機(jī)統(tǒng)一的整體”。

二、學(xué)情分析

學(xué)生之前已經(jīng)學(xué)過(guò)細(xì)胞的細(xì)胞膜和細(xì)胞器這兩種細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)有了一定的了解，但他們還沒(méi)有能夠了解細(xì)胞核的具體結(jié)構(gòu)和功能，所以需要在本節(jié)課中利用圖解、模型，讓他們能夠通過(guò)數(shù)形結(jié)合，進(jìn)一步了解并掌握細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能。為此，教師可以結(jié)合學(xué)生已有的知識(shí)與能力，將細(xì)胞結(jié)構(gòu)從外到里進(jìn)行講解。

三、教學(xué)目標(biāo)

1.知識(shí)目標(biāo)：（1）闡明細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能;（2）描述染色質(zhì)的組成及與染色體的關(guān)系。

2.能力目標(biāo)：（1）通過(guò)學(xué)習(xí)，領(lǐng)悟生物功能與結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的關(guān)系;（2）分組制作細(xì)胞的物理模型，并對(duì)模型進(jìn)行解讀。

3.情感態(tài)度與價(jià)值觀：（1）通過(guò)科學(xué)家實(shí)驗(yàn)的資料分析，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的方法和過(guò)程，養(yǎng)成求實(shí)、創(chuàng)新的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度;（2）認(rèn)同細(xì)胞核是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心。

四、教學(xué)重難點(diǎn)

1.教學(xué)重點(diǎn)：（1）細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能;（2）通過(guò)資料分析讓學(xué)生認(rèn)同細(xì)胞核是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心。

2.教學(xué)難點(diǎn)：利用教材資料，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考分析，理解細(xì)胞核是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心，掌握分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論的方法。

五、教學(xué)過(guò)程

（一）創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課

播放克隆羊多莉身世視頻并結(jié)合流程圖（如圖1）講解克隆羊多莉的誕生過(guò)程。

提問(wèn)：“同學(xué)們，你們看了克隆羊多莉的身世視頻后，覺(jué)得它和哪只羊最像？”

這一實(shí)例充分說(shuō)明了細(xì)胞核在控制生物的遺傳性狀方面有著重要作用。

（二）通過(guò)實(shí)驗(yàn)資料，得出一般概念

【資料一】美西螈核移植實(shí)驗(yàn)

將黑色美西螈胚胎細(xì)胞的細(xì)胞核取出，移植到白色美西螈的去核卵細(xì)胞中。可以看到，結(jié)果植入細(xì)胞核的卵細(xì)胞發(fā)育成的美西螈全部是黑色的（如圖2）。

問(wèn)題1：重組卵細(xì)胞發(fā)育成的美西螈的膚色是什么顏色？它和哪種美西螈相像？

問(wèn)題2：回顧克隆羊多莉的產(chǎn)生，你認(rèn)為美西螈性狀的遺傳主要由什么控制？

學(xué)生通過(guò)資料事實(shí)得出一般概念：美西螈性狀的遺傳是由細(xì)胞核控制的。

【資料二】蠑螈受精卵橫縊實(shí)驗(yàn)（如圖3）

問(wèn)題1：橫縊后蠑螈受精卵的兩半有什么不同？?jī)砂氲慕Y(jié)果有什么不同？該結(jié)果說(shuō)明什么問(wèn)題？

問(wèn)題2：根據(jù)最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你能得出怎樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)論？

學(xué)生通過(guò)資料事實(shí)得出一般概念：蠑螈的細(xì)胞分裂和分化是由細(xì)胞核控制的。

【資料三】變形蟲(chóng)的去核及移核實(shí)驗(yàn)

變形蟲(chóng)是一種單細(xì)胞真核生物，因其能改變形狀而得名，主要生活在清水池塘或水流緩慢、藻類較多的淺水中?？茖W(xué)家利用變形蟲(chóng)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)（如圖4）。

問(wèn)題1：變形蟲(chóng)被切開(kāi)的兩半有什么不同？?jī)砂氲慕Y(jié)果又有什么不同？該結(jié)果說(shuō)明了什么問(wèn)題？

問(wèn)題2：科學(xué)家怎樣進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這個(gè)問(wèn)題？

問(wèn)題3：根據(jù)該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，你能得出什么實(shí)驗(yàn)結(jié)論？

學(xué)生通過(guò)資料事實(shí)得出一般概念：變形蟲(chóng)生長(zhǎng)再生應(yīng)激性等是由細(xì)胞核控制的。

【資料四】傘藻嫁接與核移植實(shí)驗(yàn)

傘藻是一種單細(xì)胞的藻類，細(xì)胞長(zhǎng)2～5厘米，可分為帽、柄和假根三個(gè)部分，細(xì)胞核在基部的假根中?？茖W(xué)家利用傘藻做了如圖5的嫁接實(shí)驗(yàn)和核移植實(shí)驗(yàn)。

問(wèn)題1：嫁接后的傘藻新長(zhǎng)出的傘帽形狀是由什么決定的？該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裾f(shuō)明傘帽的形狀由細(xì)胞核控制？

問(wèn)題2：為了驗(yàn)證“傘帽的形狀由細(xì)胞核控制”，科學(xué)家進(jìn)一步設(shè)計(jì)了怎樣的實(shí)驗(yàn)？

問(wèn)題3：根據(jù)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你能得出什么結(jié)論？

學(xué)生通過(guò)資料事實(shí)得出一般概念：傘藻形態(tài)的建成主要是由細(xì)胞核控制的。

（三）綜合一般概念，得出核心概念

美西螈核移植實(shí)驗(yàn)和傘藻嫁接與核移植實(shí)驗(yàn)主要體現(xiàn)了生物性狀的遺傳由細(xì)胞核控制;蠑螈受精卵橫縊實(shí)驗(yàn)和變形蟲(chóng)的去核及移核實(shí)驗(yàn)主要體現(xiàn)了細(xì)胞代謝是由細(xì)胞核控制的。由此得出核心概念：細(xì)胞核是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心。

細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞膜都有著重要功能，哪個(gè)更重要？（設(shè)置陷阱）讓學(xué)生理解細(xì)胞是一個(gè)統(tǒng)一的整體。

過(guò)渡：細(xì)胞核控制著細(xì)胞代謝和遺傳，是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心，細(xì)胞核為什么能成為細(xì)胞的控制中心呢？引出對(duì)細(xì)胞核結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)。

（四）學(xué)習(xí)細(xì)胞核結(jié)構(gòu)，理解概念的內(nèi)涵和外延

本部分主要采取學(xué)生自主學(xué)習(xí)、師生共同總結(jié)的方式完成：

（1）請(qǐng)大家看課本內(nèi)容并完成下列表格。

（2）小組合作利用所給橡皮泥在白紙上嘗試構(gòu)建細(xì)胞核的平面結(jié)構(gòu)模型。

教師組織學(xué)生展示自主學(xué)習(xí)的成果，并在學(xué)生展示過(guò)程中采取組內(nèi)補(bǔ)充、組間評(píng)價(jià)、教師評(píng)價(jià)的多維評(píng)價(jià)方式，讓學(xué)生加深印象，構(gòu)建細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)知識(shí)體系。

核膜：雙層生物膜，位于細(xì)胞核的最外層，把核內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開(kāi)。

補(bǔ)充：核膜和細(xì)胞膜相似，也是細(xì)胞中的生物膜結(jié)構(gòu)，主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)構(gòu)成。兩者功能也相似，細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜，核膜也是選擇透過(guò)性膜。

核孔：分布在核膜上，是內(nèi)外兩層生物膜連接在一起形成的。

補(bǔ)充：蛋白質(zhì)是在核糖體上合成的，但會(huì)進(jìn)入細(xì)胞核構(gòu)成染色質(zhì);RNA是在細(xì)胞核內(nèi)合成的，但主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。RNA穿過(guò)核孔出來(lái)，蛋白質(zhì)穿過(guò)核孔進(jìn)去，核孔是一個(gè)選擇性通道，只讓特定物質(zhì)通過(guò)。代謝越旺盛的細(xì)胞需要交換的物質(zhì)和信息越多，為適應(yīng)這一功能，所以核孔的數(shù)目就較多。

染色質(zhì)：在細(xì)胞分裂間期的細(xì)胞核中，呈長(zhǎng)絲狀的物質(zhì)叫染色質(zhì)。因易于被龍膽紫和醋酸洋紅等堿性染料染成深色而得名。經(jīng)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)其主要由DNA和蛋白質(zhì)組成。

思考：染色體和染色質(zhì)之間是怎樣的關(guān)系？

染色質(zhì)在細(xì)胞分裂間期呈長(zhǎng)絲狀，進(jìn)入分裂期后，染色質(zhì)就螺旋、縮短、變粗，形成棒狀或桿狀的染色體，可以說(shuō)染色質(zhì)和染色體就是同一種物質(zhì)在細(xì)胞分裂不同時(shí)期的兩種形態(tài)。（展示教具）染色質(zhì)和染色體的關(guān)系就好比生活中的鐵絲和彈簧的關(guān)系，染色質(zhì)好比鐵絲，染色體好比彈簧，染色質(zhì)變?nèi)旧w的過(guò)程好比鐵絲螺旋、縮短、變粗后變成彈簧。

核仁：在細(xì)胞核內(nèi)可以看到折光性較強(qiáng)的球形小體，其富含蛋白質(zhì)和RNA分子，核糖體的RNA來(lái)自核仁，所以說(shuō)核仁與核糖體的形成有關(guān)，通常蛋白質(zhì)合成旺盛的細(xì)胞核仁較大。

課堂小結(jié)：本節(jié)課學(xué)習(xí)了細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能，細(xì)胞核之所以能成為細(xì)胞的控制中心，是因其具有遺傳物質(zhì)DNA，是遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的主要場(chǎng)所，所以成為細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心。

作業(yè)布置：提供橡皮泥，讓學(xué)生以小組為單位制作真核細(xì)胞的物理模型。

六、教學(xué)反思

第一，通過(guò)分析資料事實(shí)生成一般概念，綜合一般概念生成核心概念，逐層遞進(jìn)，幫助學(xué)生梳理了相關(guān)知識(shí)脈絡(luò)，加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。

第二，尊重學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，結(jié)合學(xué)生已有知識(shí)及生活經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)分析，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的一般方法，落實(shí)培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的課程理念。

第三，以知識(shí)為載體，利用模型調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，通過(guò)師生互動(dòng)加深師生、生生之間的感情。

（責(zé)任編輯黃春香）