高中生物概念教学的实践探索
刘盛字
[摘要]以《细胞核——系统的控制中心》的教学为例，通过资料分析呈现科学探究的经典实验案例，培养学生分析实验设计、得出实验结论的理性思维及促进学生掌握科学探究的方法。通过实验事实，引导学生生成一般性概念，再归纳总结出核心概念，从而促进学生内化知识，提升核心素养。
[关键词]概念教学;高中生物;细胞核;教学设计
[中图分类号]G633.91 [文献标识码]A [文章编号]1674-6058（2020）05-0089-03
一、教材分析
《细胞核——系统的控制中心》是人教版高中生物必修1《分子与细胞》第三章第三节的教学内容。细胞核是细胞亚显微结构的重要组成部分，理解认同“细胞核是系统的控制中心”这一核心概念，是后续细胞分裂、遗传与变异等内容学习的基础。本节内容的学习有利于学生体验生物学研究的一般方法和过程，有利于学生理解和接受“结构与功能相适应”的生物学思想，也有利于学生从生命系统的角度认同“细胞是一个有机统一的整体”。
二、学情分析
学生之前已经学过细胞的细胞膜和细胞器这两种细胞的基本结构，对细胞结构有了一定的了解，但他们还没有能够了解细胞核的具体结构和功能，所以需要在本节课中利用图解、模型，让他们能够通过数形结合，进一步了解并掌握细胞核的结构和功能。为此，教师可以结合学生已有的知识与能力，将细胞结构从外到里进行讲解。
三、教学目标
1.知识目标：（1）阐明细胞核的结构和功能;（2）描述染色质的组成及与染色体的关系。
2.能力目标：（1）通过学习，领悟生物功能与结构相适应的关系;（2）分组制作细胞的物理模型，并对模型进行解读。
3.情感态度与价值观：（1）通过科学家实验的资料分析，让学生体验科学探究的方法和过程，养成求实、创新的科学精神和科学态度;（2）认同细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。
四、教学重难点
1.教学重点：（1）细胞核的结构和功能;（2）通过资料分析让学生认同细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。
2.教学难点：利用教材资料，引导学生主动思考分析，理解细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，掌握分析实验结果得出结论的方法。
五、教学过程
（一）创设情境，导入新课
播放克隆羊多莉身世视频并结合流程图（如图1）讲解克隆羊多莉的诞生过程。
提问：“同学们，你们看了克隆羊多莉的身世视频后，觉得它和哪只羊最像？”
这一实例充分说明了细胞核在控制生物的遗传性状方面有着重要作用。
（二）通过实验资料，得出一般概念
【资料一】美西螈核移植实验
将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出，移植到白色美西螈的去核卵细胞中。可以看到，结果植入细胞核的卵细胞发育成的美西螈全部是黑色的（如图2）。
问题1：重组卵细胞发育成的美西螈的肤色是什么颜色？它和哪种美西螈相像？
问题2：回顾克隆羊多莉的产生，你认为美西螈性状的遗传主要由什么控制？
学生通过资料事实得出一般概念：美西螈性状的遗传是由细胞核控制的。
【资料二】蝾螈受精卵横缢实验（如图3）
问题1：横缢后蝾螈受精卵的两半有什么不同？两半的结果有什么不同？该结果说明什么问题？
问题2：根据最后的实验结果，你能得出怎样的实验结论？
学生通过资料事实得出一般概念：蝾螈的细胞分裂和分化是由细胞核控制的。
【资料三】变形虫的去核及移核实验
变形虫是一种单细胞真核生物，因其能改变形状而得名，主要生活在清水池塘或水流缓慢、藻类较多的浅水中。科学家利用变形虫进行了如下实验（如图4）。
问题1：变形虫被切开的两半有什么不同？两半的结果又有什么不同？该结果说明了什么问题？
问题2：科学家怎样进一步设计实验验证这个问题？
问题3：根据该实验的结果，你能得出什么实验结论？
学生通过资料事实得出一般概念：变形虫生长再生应激性等是由细胞核控制的。
【资料四】伞藻嫁接与核移植实验
伞藻是一种单细胞的藻类，细胞长2～5厘米，可分为帽、柄和假根三个部分，细胞核在基部的假根中。科学家利用伞藻做了如图5的嫁接实验和核移植实验。
问题1：嫁接后的伞藻新长出的伞帽形状是由什么决定的？该实验能否说明伞帽的形状由细胞核控制？
问题2：为了验证“伞帽的形状由细胞核控制”，科学家进一步设计了怎样的实验？
问题3：根据两个实验的实验结果，你能得出什么结论？
学生通过资料事实得出一般概念：伞藻形态的建成主要是由细胞核控制的。
（三）综合一般概念，得出核心概念
美西螈核移植实验和伞藻嫁接与核移植实验主要体现了生物性状的遗传由细胞核控制;蠑螈受精卵横缢实验和变形虫的去核及移核实验主要体现了细胞代谢是由细胞核控制的。由此得出核心概念：细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。
细胞核、细胞质、细胞膜都有着重要功能，哪个更重要？（设置陷阱）让学生理解细胞是一个统一的整体。
过渡：细胞核控制着细胞代谢和遗传，是细胞代谢和遗传的控制中心，细胞核为什么能成为细胞的控制中心呢？引出对细胞核结构的学习。
（四）学习细胞核结构，理解概念的内涵和外延
本部分主要采取学生自主学习、师生共同总结的方式完成：
（1）请大家看课本内容并完成下列表格。
（2）小组合作利用所给橡皮泥在白纸上尝试构建细胞核的平面结构模型。
教师组织学生展示自主学习的成果，并在学生展示过程中采取组内补充、组间评价、教师评价的多维评价方式，让学生加深印象，构建细胞核的结构知识体系。
核膜：双层生物膜，位于细胞核的最外层，把核内物质与细胞质分开。
补充：核膜和细胞膜相似，也是细胞中的生物膜结构，主要由脂质和蛋白质构成。两者功能也相似，细胞膜是选择透过性膜，核膜也是选择透过性膜。
核孔：分布在核膜上，是内外两层生物膜连接在一起形成的。
补充：蛋白质是在核糖体上合成的，但会进入细胞核构成染色质;RNA是在细胞核内合成的，但主要分布在细胞质中。RNA穿过核孔出来，蛋白质穿过核孔进去，核孔是一个选择性通道，只让特定物质通过。代谢越旺盛的细胞需要交换的物质和信息越多，为适应这一功能，所以核孔的数目就较多。
染色质：在细胞分裂间期的细胞核中，呈长丝状的物质叫染色质。因易于被龙胆紫和醋酸洋红等碱性染料染成深色而得名。经科学研究发现其主要由DNA和蛋白质组成。
思考：染色体和染色质之间是怎样的关系？
染色质在细胞分裂间期呈长丝状，进入分裂期后，染色质就螺旋、缩短、变粗，形成棒状或杆状的染色体，可以说染色质和染色体就是同一种物质在细胞分裂不同时期的两种形态。（展示教具）染色质和染色体的关系就好比生活中的铁丝和弹簧的关系，染色质好比铁丝，染色体好比弹簧，染色质变染色体的过程好比铁丝螺旋、缩短、变粗后变成弹簧。
核仁：在细胞核内可以看到折光性较强的球形小体，其富含蛋白质和RNA分子，核糖体的RNA来自核仁，所以说核仁与核糖体的形成有关，通常蛋白质合成旺盛的细胞核仁较大。
课堂小结：本节课学习了细胞核的结构和功能，细胞核之所以能成为细胞的控制中心，是因其具有遗传物质DNA，是遗传物质储存和复制的主要场所，所以成为细胞代谢和遗传的控制中心。
作业布置：提供橡皮泥，让学生以小组为单位制作真核细胞的物理模型。
六、教学反思
第一，通过分析资料事实生成一般概念，综合一般概念生成核心概念，逐层递进，帮助学生梳理了相关知识脉络，加深了学生对知识的理解。
第二，尊重學生认知规律，结合学生已有知识及生活经验，引导分析，让学生体验科学探究的一般方法，落实培养学生生物学学科核心素养的课程理念。
第三，以知识为载体，利用模型调动学生的学习积极性，通过师生互动加深师生、生生之间的感情。
（责任编辑黄春香）
