周 玲陳 維

（1.江蘇省連云港市新浦中學 江蘇連云港 222002）

（2.連云港高級中學 江蘇連云港 222002）

細胞是生物體結構與生命活動的基本單位。細胞各部分結構既有分工，又有合作，共同執(zhí)行細胞的各項生命活動。各種細胞具有相似的基本結構，但在形態(tài)與功能上卻有所差異。顯微鏡的使用和細胞形態(tài)結構的觀察，既是學習生物學需要掌握的基礎知識和基本技能，也是生物高考中經(jīng)?？疾榈膬热荨，F(xiàn)基于近五年江蘇省和周邊部分地區(qū)相關高考生物試題的分析，提出幾點教學建議。

1 分析高考，明確要求

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》中明確提出：為著力培養(yǎng)學生的生物學學科核心素養(yǎng)，尤其是科學探究和生物學實踐能力，應加強生物學實驗教學和探究式教學，增加學生動手實踐和體驗的機會。高考試題中實驗題或與實驗相關的題目占比也越來越大?！笆褂霉鈱W顯微鏡觀察多種多樣的細胞”在高考中的等級要求為A級，而對“細胞的結構和功能”的考查要求則為B級。分析近五年來的江蘇高考，幾乎每年都至少有一道關于細胞的結構和功能的試題出現(xiàn)，分值2-8分不等，試題類型有單選題、多選題和非選擇題。2020年的江蘇卷、山東卷和全國卷Ⅰ則不約而同地考查了使用顯微鏡觀察實驗所需要的材料和現(xiàn)象。因此，雖然此部分內容較為簡單基礎，卻是復習的重點之一，也是學生的主要得分點。

2 相關高考試題分析

2.1 對實驗材料的考查

“利用光學顯微鏡觀察細胞的形態(tài)結構”對實驗材料的要求較高。選擇合適的材料，可以較為清晰地觀察到實驗現(xiàn)象，有利于學生形成直觀、深刻的印象。例如，菠菜可用來觀察葉下表皮細胞和保衛(wèi)細胞，還可作為色素提取和分離的材料；但要想觀察細胞內的葉綠體和細胞質的流動，則選用黑藻最為合適，因其葉片為單層細胞，操作簡單，其中大量綠色的葉綠體隨細胞質流動，也便于觀察。再如，常用的實驗材料——洋蔥，其根尖分生區(qū)細胞可用于觀察細胞的有絲分裂，而其紫色的鱗片葉表皮細胞則可用于觀察植物細胞的質壁分離。在高考試題中，出現(xiàn)頻率較高的一類題型是將不同實驗的材料和現(xiàn)象混合起來，讓學生進行判斷和選擇。這就要求教師在日常教學中，要善于進行分類整理，反復訓練學生，使學生避免混淆，尤其是對于錯誤項的原因分析，更應細致扎實。

【例1】（2020·山東卷）黑藻是一種葉片薄且葉綠體較大的水生植物，分布廣泛、易于取材，可用作生物學實驗材料。下列說法錯誤的是 （ ）

A.在高倍光學顯微鏡下，觀察不到黑藻葉綠體的雙層膜結構

B.觀察植物細胞的有絲分裂不宜選用黑藻成熟葉片

C.質壁分離過程中，黑藻細胞綠色加深、吸水能力減小

D.探究黑藻葉片中光合色素的種類時，可用無水乙醇作提取液

參考答案：C。

解析：本題以黑藻為材料，考查其在不同實驗中的應用。在高倍光學顯微鏡下，只能看到黑藻細胞中有綠色的葉綠體，但看不到葉綠體的具體結構，A選項正確。觀察植物細胞有絲分裂通常選用的是洋蔥根尖分生區(qū)細胞，而黑藻成熟葉片進行分裂的細胞很少，B選項正確。黑藻葉細胞中充滿葉綠體，當液泡體積變化，分散的葉綠體被擠壓在一起，說明發(fā)生了質壁分離，C選項錯誤。光合色素可溶于有機溶劑，但不溶于水，故可用無水乙醇作為提取色素的試劑，D選項正確。

【例2】（2020·全國卷Ⅰ）為達到實驗目的，需要選用合適的實驗材料進行實驗。下列實驗目的與實驗材料的對應，不合理的是 （ ）

參考答案：A。

解析：本題考查顯微鏡下選用哪些材料可觀察到相應的實驗現(xiàn)象。大蒜根尖分生區(qū)細胞沒有大液泡，有大的細胞核，可用于觀察有絲分裂，但不適于觀察細胞的質壁分離和復原現(xiàn)象，A選項錯誤。減數(shù)分裂產(chǎn)生精子的場所是精巢，所以可選用蝗蟲的精巢細胞觀察減數(shù)分裂，B選項正確。哺乳動物的紅細胞失水皺縮，吸水脹破，可用來觀察細胞的吸水和失水現(xiàn)象，但因其沒有細胞壁，不會發(fā)生質壁分離現(xiàn)象，C選項正確。人的口腔上皮細胞經(jīng)處理后被甲基綠吡羅紅染液染色，細胞核中的DNA呈綠色，細胞質中的RNA呈紅色，故可觀察DNA和RNA在細胞中的分布，D選項正確。

2.2 對實驗試劑和現(xiàn)象的考查

實驗的根本目的是通過觀察實驗現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題，再經(jīng)過分析總結后，得出相應的規(guī)律和結論。在光學顯微鏡下觀察微觀領域的生命現(xiàn)象和細胞變化，是生物學科最常使用的技術手段。為了觀察方便，對比明顯，人們往往會使用一些化學試劑對細胞進行染色，如用碘液對人口腔上皮細胞進行染色，用堿性染料對染色體進行染色。由于試劑名稱繁多并且復雜，其對應的實驗現(xiàn)象也不同，學生經(jīng)常會出現(xiàn)記憶混亂。而高考恰恰就會據(jù)此設置一些迷惑項，以考查學生對實驗的掌握程度。對此，教師可通過列表比較或思維導圖的形式來幫助學生構建知識網(wǎng)絡。

【例3】（2020·江蘇卷）（多選）某同學用光學顯微鏡對4種實驗材料進行觀察并記錄，下表實驗現(xiàn)象合理的是 （ ）

參考答案：ABD。

解析：本題考查顯微鏡下觀察到的實驗現(xiàn)象?；ㄉ尤~細胞中富含脂肪，用蘇丹Ⅲ染液染色會出現(xiàn)橘黃色，A選項正確；當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞失水，紫色液泡中的水減少，但溶質不變，濃度增大，故顏色逐漸變深，B選項正確；觀察細胞內的染色體，在制作裝片時細胞已經(jīng)死亡，故無法看到染色體在細胞中移動，C選項錯誤；臺酚藍染液能將死細胞染成藍色，活細胞不會被染上顏色，故只有部分酵母菌被染成藍色，D正確。

【例4】（2016·江蘇卷）下列實驗都需要使用光學顯微鏡進行觀察，有關實驗現(xiàn)象描述合理的是 （ ）

A.實驗① B.實驗②

C.實驗③ D.實驗④

參考答案：A。

解析：洋蔥鱗片葉外表皮細胞在實驗前或者剛開始發(fā)生質壁分離時，幾乎整個細胞都呈紫色。由于各細胞的細胞液濃度不盡相同，所以質壁分離的程度并不一致，大多數(shù)首先發(fā)生在細胞的角隅處，①正確。在光學顯微鏡下無法看到菠菜葉表皮細胞的細胞膜及人口腔上皮細胞的核糖體，②錯誤。觀察細胞有絲分裂時，大多數(shù)細胞處于看不到染色體的分裂間期，③錯誤。在顯微鏡下，細胞不經(jīng)健那綠染色無法看到細胞內的線粒體，④錯誤。

2.3 對實驗步驟的考查

高中生物教材中提供了很多經(jīng)典的實驗，大約有半數(shù)的實驗都要用到顯微鏡。但是，顯微鏡的操作過程中有很多細節(jié)問題常常被學生忽略，如低倍鏡到高倍鏡的轉換，質壁分離時如何滴加蔗糖，在不同時間段觀察到的葉綠體形態(tài)是否一致等。常言道：細節(jié)決定成敗。新高考特別重視對實驗操作的考查，強調真做實驗而不是背實驗，其每一個選項都是經(jīng)過精心設計的。尤其是完善實驗設計、實驗步驟改錯等題型要求學生能夠結合已有經(jīng)驗，找出錯誤原因，提出解決辦法。因此，教師在開展實驗教學時，要注重設計嚴謹、操作規(guī)范，并要求學生養(yǎng)成提問質疑、實踐交流、嘗試解答的習慣。

【例5】（2016·上海卷）下列關于測量蠶豆葉下表皮保衛(wèi)細胞長度的實驗操作，錯誤的是 （ ）

A.從低倍鏡轉到高倍鏡時，兩眼必須從顯微鏡側面注視

B.從低倍鏡轉到高倍鏡時，輕輕地轉動物鏡使高倍鏡到位

C.從低倍鏡視野中，需將近一步放大觀察的物像移至視野中央

D.測量細胞長度時，應盡量使目鏡測微尺與被測細胞平行并重疊

參考答案：B。

解析：從低倍鏡轉到高倍鏡時，因高倍鏡的鏡頭較長，與裝片距離很近，觀察者的兩眼必須從顯微鏡側面注視，以免操作不當或強行轉換造成鏡頭及裝片的損傷，A選項正確；轉換物鏡時，應直接轉動轉換器，不應手握物鏡，B選項錯誤；因高倍鏡觀察范圍較小，應先將要觀察的物像移至視野中央，然后再從低倍鏡轉換到高倍鏡，C選項正確；測量細胞大小時，應先用鏡臺測微尺校正目鏡測微尺每格的長度，然后把裝片放在載物臺上，將目鏡測微尺旋轉至與被測細胞平行后進行讀數(shù)，D選項正確。

【例6】（2017·江蘇卷）下列關于用顯微鏡觀察細胞的實驗，敘述正確的是 （ ）

A.轉換物鏡時應該手握物鏡小心緩慢轉動

B.以洋蔥鱗片葉內表皮為材料不能觀察到質壁分離

C.蘇丹Ⅲ染色后的花生子葉細胞中可觀察到橘黃色顆粒

D.在新鮮黑藻小葉裝片中可進行葉綠體形態(tài)觀察和計數(shù)

解析：轉換物鏡時應直接轉動轉換器，不應手握物鏡，A選項錯誤；洋蔥鱗片葉內表皮雖然沒有明顯的顏色對比，但將顯微鏡視野調至較暗時，仍然可以觀察到質壁分離現(xiàn)象，B選項錯誤；花生子葉細胞用蘇丹Ⅲ染色后，可以觀察到橘黃色的脂肪顆粒，C選項正確；黑藻葉片細胞中含有較多的葉綠體，并且是單層細胞，便于觀察葉綠體的形態(tài)和分布，但不可以計數(shù)，D選項錯誤。

2.4 對細胞結構和功能的考查

高考試題考核細胞的結構和功能時，最常見的題型就是看圖填空或結合圖形判斷各選項正誤。此類題目對細胞內的成分、結構、功能及相互聯(lián)系等考查的較為詳細，知識點涉及多，聯(lián)系范圍廣，對學生的識圖能力要求較高。教學中，教師如果能讓學生動手繪制細胞的亞顯微結構模式圖或制作細胞模型，如繪制各種細胞的形態(tài)圖、細胞器的結構圖、制作細胞膜的流動鑲嵌模型等，可大大提高學生的學習興趣和動手能力，也有利于對知識點的理解記憶。

【例7】（2015·江蘇卷）如圖所示為來自同一人體的4種細胞，下列敘述正確的是 （ ）

A.因為來自同一人體，所以各細胞中的DNA含量相同

B.因為各細胞中攜帶的基因不同，所以形態(tài)、功能不同

C.雖然各細胞大小不同，但細胞中含量最多的化合物相同

D.雖然各細胞的生理功能不同，但吸收葡萄糖的方式相同

參考答案：C。

解析：本題以圖形為載體，要求學生明確細胞分化的實質，分析對比不同形態(tài)特點的細胞，屬于考綱要求的識記和理解層次。同一人體中體細胞的DNA含量相同，但精子和卵細胞中的DNA含量減半，A選項錯誤；因為來自同一個體，體細胞中含有的基因相同，各細胞形態(tài)功能不同的原因，是細胞在分化過程中基因選擇性表達的結果，B選項錯誤；各種細胞中含量最多的化合物是水，C選項正確；圖中小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式是主動運輸，其余幾種均為協(xié)助擴散，D選項錯誤。

永輝原本希望門店只是一個展示和體驗的地方，配送才是重點，但是實際的結果是，消費者最終還是把他當成了一個有展示區(qū)的餐飲店。

【例8】（2017·江蘇卷）下圖為某細胞結構示意圖。下列有關敘述正確的是 （ ）

A.①②③屬于生物膜系統(tǒng)

B.結構③能增大細胞膜的面積

C.⑤具有選擇透過性，而⑥具有全透性

D.細胞膜不同部位的化學成分和功能有差異

參考答案：BD。

解析：本題考查細胞的結構和功能。分析題圖可確定①為內質網(wǎng)、②為細胞膜、③為中心體，其中中心體是無膜結構，A選項錯誤。③為細胞膜形成的突起，它增大了膜面積，B選項正確。⑤為核膜，具有選擇透過性；⑥為核孔，也具有選擇透過性，它是某些大分子運輸?shù)目椎溃珻選項錯誤。細胞膜主要由蛋白質、磷脂分子組成，其中蛋白質并非均勻分布，另外有些蛋白質還可以與多糖結合形成糖被，由此推斷，細胞膜不同部位的化學成分和功能有差異，D選項正確。

實驗教學是生物學課程的特點，也是生物學教學的基本形式之一，是促成學生達成生物學學科核心素養(yǎng)的重要支撐。教師可以利用驗證性實驗幫助學生理解生物學重要概念、獲得相應的實驗技能。另外，教師還可以對教材進行重新規(guī)劃和創(chuàng)新設計，在實驗活動中融入探究成分，以發(fā)展學生的科學思維和探究能力。

3 教學策略

3.1 夯實基礎，做“真”實驗

對于教材實驗內容的再現(xiàn)性試題主要考查學生對已做實驗的掌握情況。教學中，教師應仔細研讀教材、課標和考試說明，提前做好預實驗，精心設計探究性學習活動，引導學生主動思考和討論分析。學生通過觀察真實的生物學現(xiàn)象，深入了解生物的微觀結構，增加感性認識，激發(fā)對生物學知識的學習興趣，并逐步掌握相關的實驗操作技能，領悟科學探究的方法。尤其是對于實驗中的一些細節(jié)問題，如顯微鏡使用中的污點問題、細胞數(shù)目的計算、高倍鏡和低倍鏡的異同等，學生只有真正做過實驗，才能對實驗現(xiàn)象、實驗原理、方法步驟等牢記于心，才有可能發(fā)現(xiàn)特殊情況并進行分析處理。

3.2 適當拓展，做“深”實驗

對于實驗原理的分析和應用類型試題，往往會源于教材，但高于教材，通常會基于熱點問題或新的研究發(fā)現(xiàn)，進行相應的拓展，需要學生在新的實驗情境中，運用學過的實驗原理和方法去分析解決問題。學習生物學時，學生需要像科學家一樣去思考，總結成功的經(jīng)驗，分析前人的不足，在實驗設置的逐級深入推動下，理解學科知識的本質。例如，使用光學顯微鏡觀察各種細胞時，教師可結合電鏡照片分析細胞的亞顯微結構，然后結合各部分的功能，引導學生列表比較、分析其差異和聯(lián)系，層層深入。如果實驗活動用時較長，教師可以采用課內外結合的方式，對學生的活動提出明確的要求，教會學生科學地觀察和記錄；還可鼓勵學生搜集有關細胞研究和應用方面的信息及最新進展，進行交流，促進學生加深對科學、技術、社會相互關系的認識。教師可適當拓展實驗，為學生的學習創(chuàng)設情境，將有利于對學生思維的提升和學科素養(yǎng)的培養(yǎng)，也可以有效應對靈活多變的高考試題。

3.3 綜合對比，做“全”實驗

生物科學的每一個原理、現(xiàn)象和知識點都可以通過實驗來驗證。開展生物學實驗教學和復習時，教師應以教材為依托，根據(jù)《考試說明》對實驗的原理、方法、操作進行歸納總結，并加強實驗變式思維的訓練。高中階段需要用到顯微鏡的實驗有很多，高考是對學生所學知識的一個全面綜合的考量，每個題目都可能包含有多個知識點。因此，在平時教學中，教師不僅要盡可能地創(chuàng)造機會讓學生完成《考試說明》中所列實驗，還應做好對比總結，如顯微鏡在不同實驗中要觀察的部位，不同實驗材料的現(xiàn)象差異，實驗步驟的先后順序是否會導致不同的實驗結果，操作中的注意事項等，都應給予關注。

總之，對“利用光學顯微鏡觀察細胞形態(tài)結構”這類實驗，教師應注重讓學生真動手、真觀察、真操作、真思考、真感悟，在真實的生物學現(xiàn)象和情境中熟記知識，提升能力，發(fā)展生物學學科核心素養(yǎng)。