第二讲 生物探究教学的一般过程和结构  
  案例    
 
 
 
 
一、绿叶中色素的提取和分离*  

生活的现象引入:

大多数叶都是绿的,到了秋天很多绿叶变黄。

提出问题:

叶除了叶绿素,还存在哪一些色素?

学生分析,提出假设:

可能还有一些黄色的色素

探究脸证假设:

二人为一小组开始探究活动:

原理:

绿叶中的色素可溶解在无水乙醇中,所以用它来提取色素,色素也能溶解在层析液中然而不同色素在层析液中的溶解度不同:溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快;反之则慢、这样,几分钟之后,绿叶中的色素就会分离开来。

方法:

(1)、用天平称取5克玻菜叶,剪碎,放入研钵,加少许二氧化硅和碳酸钙,再加入10毫升无水乙醇,进行迅速、充分研磨。

(2)将研磨液倒入放一单层尼龙布的玻璃漏斗进行过滤。

(3)、用干燥定性滤纸剪成长与宽略小于试管长与宽的滤纸条,将一端距1厘米处剪去两角,并在1厘米处用铅笔画一条细横线。

(4)、用载玻片纵切面一条边沾滤液印在铅笔细横线上,待滤液干后,再沾一两次。

(5)、将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)轻轻插入盛有3毫升层析液的小烧杯中,注意不能让滤液细线触及层析液。得出结论:结果观察和记录:滤纸条上出现四条色素带:从下往上为黄绿色的叶绿素b、蓝绿色的叶绿素a、黄色的叶黄素、橙黄色的胡萝卜素。

二、探究细胞膜系统的边界教学实录*  

师:让学生用光学显微镜观察未经染色的人口腔上皮细胞,问学生能看见细胞膜?

生:操作认真观察,回答:看不见。

师:科学家用电子显微镜清晰地观察到细胞膜之前,已经能够确定它的存在了,思考一下,科学家是怎样确定它的存在的?

生:思考、讨论,有的说:“用手去摸。”

操作:手太大,不行;有的用针去刺,看有没凹进去。”

操作:对于那么小的细胞,针还是大了,不行;有的同学想到:“先把细胞染上色,然后用清水清洗干净,再放在有一滴清水的载玻片上用显微镜观察,看里面的颜色有没出来。”在这个基础上有的同学提出:“将某种有颜色的物质放入,如颜色不溢出说明有一层细胞膜,就不知道怎样操作。”

师:大家都在动脑思考,很好,而且想的越来越接近,特别是最后一种想法已很接近科学家的想法,操作可以用一种科研器械:显微注射器。

师:提出问题:同学们知道了有细胞膜存在,那怎样才能得到纯净的细胞膜呢?

生:看书、思考、小组讨论。有的说用针扎破让细胞内物质流出;有的说用镊子剥下来;有的说让细胞吸水涨破它。但不知怎样去掉别的杂质得到纯的细胞膜。

师:可利用差速离心法得到。为了得到较纯的细胞膜,我们选材要选人或其它动物的成熟红细胞,因为人和其它动物的成熟红细胞中没有细胞核和众多的细胞器。

师:得到细胞膜后根据材料分析其含有什么成分?

材料:科学家们在实验中发现:脂溶性物质能够优先通过细胞膜,并且细胞膜会被溶解脂类物质的溶剂溶解,也会被蛋白酶分解,这些事实证明,组成细胞膜的物质有哪些?

生:看书、思考、小组讨论。回答:根据化学“相似相溶”的原理,说明细胞膜里含有脂质;因为细胞膜能被蛋白酶分解说明它含有蛋白质。

师:对的。根据科学家的检测得知细胞膜里含有脂质约50%、蛋白质约40%、另还有少量2一10%的糖类。

师:对于细胞膜的功能:在初中我们就知道它能将细胞与外界环境分隔开;还可控制物质的进出。看以下材料分析得出细胞膜的功能。

材料1:小肠绒毛上皮细胞能够从消化的食物中吸收葡萄糖,却很难吸收相对分子量比葡萄糖小的木糖,这个事实说明什么?

材料2:异体器官移植手术往往很难成功,最大的障碍就是异体细。 胞间的排斥,这主要是体现细胞膜的什么功能?

生:通过讨论,很快得出材料l说明了细胞膜能控制物质的进出。

师:根据以上结论,解决生活中的现象:1、食醋中的醋酸分子是活细胞不选择的小分子物质,蔗糖是不被选择的大分子物质,用食醋和蔗糖可将新鲜蒜头腌制成糖醋蒜头,这是什么原因?2、觅菜用清水怎么洗,清水仍不见红色物质,但若放入沸水一烫,水立刻变成红色,出现这个现象是什么原因?

生:思考讨论,结论:一是由于醋酸杀死细胞,使细胞膜失去了控制物质进出的作用,糖和醋都能渗入到细胞内。二也是同样的道理沸水杀死细胞,细胞内的颜色渗出。

师:材料2体现细胞膜的什么功能?

生:体现细胞膜在细胞间信息交流的作用。

师:引导学生总结细胞膜的功能:1、能将细胞与外界环境分隔开;2、还可控制物质的进出。3、进行细胞间的信息交流。

注:*引自黎清梅硕士论文《高中生物探究式教学设计及其案例分析》