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細(xì)胞的生命歷程
[教學(xué)目標(biāo)]
知識方面
1.簡述細(xì)胞的生長和增殖的周期性。
2.概述細(xì)胞有絲分裂的過程。
3.描述細(xì)胞的無絲分裂。
情感態(tài)度與價值觀
認(rèn)同細(xì)胞生長和增殖的周期性。
能力方面
1.模擬探究細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系，探討細(xì)胞不能無限長大的原因。
2.使用高倍顯微鏡觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂。
[教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析]
1．重點(diǎn)：細(xì)胞生長和增殖的周期性、真核細(xì)胞有絲分裂的過程。
細(xì)胞像生物體一樣，也要經(jīng)歷出生、生長、成熟、繁殖、衰老、死亡的過程。單細(xì)胞生物在死亡之前，要通過細(xì)胞增殖增加個體數(shù)量，保持物種的延續(xù)。多細(xì)胞生物的生命歷程從受精卵開始，需要不斷的細(xì)胞增殖(主要以有絲分裂方式)增加體細(xì)胞的數(shù)量。在學(xué)生認(rèn)同細(xì)胞生長和增殖的周期性的基礎(chǔ)上，深入學(xué)習(xí)有絲分裂過程中遺傳物質(zhì)的周期性變化，有助于理解有絲分裂的意義，也有助于今后學(xué)習(xí)減數(shù)分裂和遺傳基本規(guī)律等知識。
2．難點(diǎn)：有絲分裂過程中各個時期染色體的變化特點(diǎn)；細(xì)胞表面積與體積之比與物質(zhì)運(yùn)輸效率之間的關(guān)系；統(tǒng)計每一時期的細(xì)胞數(shù)與計數(shù)細(xì)胞總數(shù)的比值，比較細(xì)胞周期不同時期的時間長短。
有絲分裂過程是細(xì)胞整體性的變化過程，但主要變化是細(xì)胞核染色體的變化，這是一個微觀的動態(tài)變化過程，學(xué)生很難弄清楚染色體、著絲點(diǎn)、dna、姐妹染色單體的數(shù)量變化。
“細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系”是模擬探究實(shí)驗(yàn)，意圖探究細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸效率之間的關(guān)系，探討細(xì)胞不能無限長大的原因，從而認(rèn)識生物體長大需要通過細(xì)胞增殖、增加細(xì)胞數(shù)量的必然性。操作過程雖然比較簡單，但是實(shí)驗(yàn)后的討論題卻有相當(dāng)?shù)乃季S力度，要用聯(lián)想的方法將模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果遷移至真實(shí)的細(xì)胞，思考物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男逝c細(xì)胞大小之間是什么關(guān)系；為什么細(xì)胞越大，物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男试降�；為什么多�?xì)胞生物體是由許多細(xì)胞而不是由少數(shù)體積更大的細(xì)胞構(gòu)成的。
讓學(xué)生學(xué)習(xí)記錄細(xì)胞周期不同時期的細(xì)胞數(shù)，通過統(tǒng)計每一時期的細(xì)胞數(shù)與計數(shù)細(xì)胞總數(shù)的比值，比較細(xì)胞周期不同時期的時間長短。這里運(yùn)用了間接轉(zhuǎn)換的方法，因?yàn)閷W(xué)生并沒有真正記錄下細(xì)胞周期不同時期的時間，而是根據(jù)得到的每一時期的細(xì)胞數(shù)與計數(shù)細(xì)胞總數(shù)的比值，來比較細(xì)胞周期不同時期的時間長短。這種思維上的轉(zhuǎn)換有一定難度。
[教學(xué)過程]
（本節(jié)共用3課時完成）
第1課時
課件演示圖片、文字資料：生物都要經(jīng)歷出生、生長、成熟、繁殖、衰老、死亡；細(xì)胞也要經(jīng)歷生長、增殖、衰老、凋亡。
板書：第6章細(xì)胞的生命歷程
第1節(jié)細(xì)胞的增殖
設(shè)問：構(gòu)成生物體的細(xì)胞有多大？
課件演示：大多數(shù)高等動、植物細(xì)胞的直徑是( )
a.20～30 μm微米；b.20～30 mm；c、20～30 cm
師：生物體大多數(shù)都是由許多體積很小的細(xì)胞組成的，為什么細(xì)胞生長到一定程度會發(fā)生細(xì)胞分裂或者不再繼續(xù)生長呢？
課件演示：細(xì)胞為什么不能無限長大？什么因素限制了細(xì)胞的長大？
(在學(xué)生思考后，進(jìn)行短時間的對話，肯定其中的合理推測。)
師：也許真的是由于物質(zhì)運(yùn)輸限制了細(xì)胞的長大，那么細(xì)胞的大小與物質(zhì)運(yùn)輸是什么樣的關(guān)系呢？我們來做一個模擬實(shí)驗(yàn)。
(組織學(xué)生按課本中的實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，同時要求學(xué)生在浸泡瓊脂的10分鐘里進(jìn)行一些計算和討論，將計算結(jié)果填入課本的表格中。)
課件演示：
通過計算我們知道：
瓊脂塊的相對表面積=瓊脂塊的表面積/體積，隨著瓊脂塊的增大而。
細(xì)胞的相對表面積=細(xì)胞的表面積/體積，隨著細(xì)胞的增大而。
在相同的時間內(nèi)naoh擴(kuò)散的體積/整個瓊脂塊的體積的比值越大，可以反映瓊脂塊的物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男�；同樣，在相同的時間內(nèi)物質(zhì)擴(kuò)散進(jìn)細(xì)胞的體積與細(xì)胞的總體之比越大，可以反映細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男省?/p>
(實(shí)驗(yàn)完成以后，集體完成下列推測)
課件演示：
通過模擬實(shí)驗(yàn)可以看出：瓊脂塊體積越大，其相對表面積越小，瓊脂塊的物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男�；可以推知：�?xì)胞體積越大，其相對表面積越小，細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男省?/p>
師：這個模擬實(shí)驗(yàn)可以證明，“細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系限制了細(xì)胞的長大”。當(dāng)然，還有別的限制因素。請閱讀正文。
板書：
一、細(xì)胞不能無限長大
師：生活細(xì)胞，像生物體那樣也要經(jīng)歷生長、衰老、死亡。如果只有死亡，沒有增殖是不可思議的。那么，細(xì)胞是如何增殖的呢？細(xì)胞增殖對生物體有何意義呢？細(xì)胞的增殖，如何保證親子代細(xì)胞在性質(zhì)（如染色體的數(shù)目、遺傳物質(zhì)dna的含量）上的一致性呢？
板書：
二、細(xì)胞通過分裂進(jìn)行增殖
課件演示：細(xì)胞有絲分裂圖像資料
板書：
三、有絲分裂
師：這是真核細(xì)胞進(jìn)行的最主要的分裂方式，有絲分裂。周期性地由一個細(xì)胞分裂成兩個子細(xì)胞。請同學(xué)們讀書并請觀察圖6-1和表6-1，思考問題。
設(shè)問：
�、僭趺蠢斫饧�(xì)胞周期？
�、谡J(rèn)為一個細(xì)胞周期起始點(diǎn)和止點(diǎn)分別在何處？
�、奂�(xì)胞分裂期和分裂間期所占的時間一樣長嗎？
�、懿煌锏牟煌N類細(xì)胞，細(xì)胞周期長短一樣嗎？
學(xué)生得出以下結(jié)論：
①一個細(xì)胞分裂成兩個細(xì)胞是分裂期，從細(xì)胞在一次分裂結(jié)束之后到下一次分裂之前是分裂間期。細(xì)胞周期包括以上兩個階段。
�、谝粋�細(xì)胞周期的起始點(diǎn)是：一次分裂完成時。止點(diǎn)是下一次分裂完成時。細(xì)胞分裂間期是新的細(xì)胞周期的開始。
�、奂�(xì)胞分裂期和分裂間期所占的時間相差較大。間期占時間很長；分裂期占時間很短。
�、懿煌锏牟煌N類細(xì)胞，細(xì)胞周期長短不同。
在此基礎(chǔ)上，得出細(xì)胞周期概念。
板書：
1．細(xì)胞周期
(1)分裂間期
設(shè)問：細(xì)胞分裂間期，為什么需要這樣長的時間？
學(xué)生推測：是不是為細(xì)胞的分裂作充分的物質(zhì)準(zhǔn)備？
師：近代科學(xué)研究證實(shí)，在細(xì)胞分裂間期，細(xì)胞內(nèi)部發(fā)生著很復(fù)雜的變化，最大的變化特點(diǎn)是，完成dna的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。復(fù)制的結(jié)果，每個染色體都形成兩個完全一樣的姐妹染色單體，呈長細(xì)絲狀，由一個共同的著絲點(diǎn)連接。因此說，分裂間期是整個細(xì)胞周期中極為關(guān)鍵的準(zhǔn)備階段。
課件演示：模擬的植物細(xì)胞有絲分裂動態(tài)過程，先連續(xù)播放，再分段播放。
在分段播放時，一邊說明細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的變化，一邊將體現(xiàn)各階段典型特征的剪貼圖展示在黑板上，讓學(xué)生認(rèn)真觀察比較，說出劃分不同分裂期的主要依據(jù)(實(shí)際就是找出各個時期的主要特點(diǎn))。
比較：
�、倏慈旧w的形態(tài)數(shù)目變化。
②看核仁、核膜的變化。
�、劭醇忓N體（絲）的變化。
師生共同總結(jié)出細(xì)胞分裂各期的主要特點(diǎn)(主要由學(xué)生說出)。
板書：
(2)分裂期：前期、中期、后期、末期。
第二課時
要求學(xué)生以四人小組為單位，閱讀課本這的“技能訓(xùn)練”，解釋現(xiàn)象。
限制細(xì)胞長大的因素主要有兩方面。第一，細(xì)胞表面積與體積的比。原生動物細(xì)胞中的伸縮泡就是增大膜表面積與體積的比。第二，細(xì)胞的核質(zhì)比，細(xì)胞核所控制的細(xì)胞大小與核的大小成比例。所以像草履蟲這樣個體較大的細(xì)胞有兩個細(xì)胞核，保證正常的核質(zhì)比。
師：請同學(xué)們仔細(xì)觀察動物細(xì)胞有絲分裂過程的錄像和模擬的動態(tài)過程，并與植物細(xì)胞有絲分裂過程進(jìn)行比較，看看它們有哪些共性，同時也找一找它們有哪些區(qū)別。
課件演示：動物細(xì)胞有絲分裂過程錄像、模擬的動物細(xì)胞有絲分裂動態(tài)過程、動植物細(xì)胞有絲分裂過程圖。一邊播放，一邊描述分裂過程中的各種變化。最后，將動植物細(xì)胞有絲分裂過程圖并列投影在屏幕上供學(xué)生觀察、比較。
板書：
（3）動、植物細(xì)胞有絲分裂的異同點(diǎn)
設(shè)問：
①動物細(xì)胞有絲分裂與植物細(xì)胞有絲分裂的主要區(qū)別是什么？
②動、植物細(xì)胞有絲分裂如何保證親子代細(xì)胞的染色體數(shù)目、dna含量的一致性？
在學(xué)生回答上述設(shè)問的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生以人為例(體細(xì)胞染色體數(shù)目為46條)，填寫下列表格：
指導(dǎo)學(xué)生建立坐標(biāo)糸，繪制一個細(xì)胞周期中染色體和dna分子數(shù)目的變化曲線。
板書：
�。�4）細(xì)胞有絲分裂的意義
親代細(xì)胞的染色體復(fù)制之后，精確地平均分配到兩個子細(xì)胞中。由于染色體上有遺傳物質(zhì)dna，因而在細(xì)胞的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性。
課件演示：蛙的紅細(xì)胞的無絲分裂模擬動態(tài)過程
師：這是真核細(xì)胞的另一種分裂方式，請同學(xué)們注意把它與有絲分裂過程進(jìn)行比較，找出最主要的區(qū)別。
生：在分裂過程中沒有出現(xiàn)紡錘絲和染色體的變化。
板書：
四．真核細(xì)胞的其他分裂方式
無絲分裂、減數(shù)分裂
布置第三課時的預(yù)習(xí)作業(yè)：
①為了觀察細(xì)胞的有絲分裂，要選取植物的什么部位作實(shí)驗(yàn)材料？為什么？
�、谌绾闻囵B(yǎng)洋蔥的根尖？
�、蹫榱四軌蛟诠鈱W(xué)顯微鏡下觀察到單個的細(xì)胞，可以采取哪些方法？
④為了能夠在光學(xué)顯微鏡下觀察到染色體，可以對實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行怎樣的處理？
⑤本實(shí)驗(yàn)的操作流程為：。
參考答案：
�、龠x取洋蔥根尖2～3 mm（或其他正確部位）。因?yàn)楦獾倪@一部分中有分生組織，可能看到處于有絲分裂時期的細(xì)胞。
②略
�、塾盟幰菏菇M織中的細(xì)胞相互分離開來，輕輕地按壓，使細(xì)胞分散開來。（或其他辦法，如切片等）
�、芨鶕�(jù)實(shí)驗(yàn)材料的特性選用染色液染色。
�、葸x取實(shí)驗(yàn)材料→解離→漂洗→染色→制片
第3課時
請學(xué)生代表將預(yù)習(xí)作業(yè)用實(shí)物攝影儀展示，并作出相應(yīng)的說明，師生共同評價，達(dá)成共識。
用數(shù)碼一體化顯微鏡先將臨時裝片中處于不同分裂時期的細(xì)胞投影，再投影固定裝片中處于不同分裂時期的細(xì)胞。（若學(xué)校實(shí)驗(yàn)室條件不具備，可使用課件）
組織學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)：觀察根尖分和組織細(xì)胞的有絲分裂。
在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)作業(yè)并得出相應(yīng)結(jié)論之后，討論課本中的討論題。
課件演示：
①一個小球轉(zhuǎn)動1秒鐘，靜止9秒鐘。
�、� 10個小球不同步轉(zhuǎn)動，但每個小球都是轉(zhuǎn)動1秒鐘，靜止9秒鐘。
�、垡粋�小球轉(zhuǎn)動9秒鐘，靜止1秒鐘。
④ 10個小球不同步轉(zhuǎn)動，但每個小球都是轉(zhuǎn)動9秒鐘，靜止1秒鐘。
師：由于在每個周期中，小球靜止的時間長，我們在②中看到多數(shù)小球是靜止的。由于在每個周期中，小球轉(zhuǎn)動的時間長，我們在④中看到多數(shù)小球是轉(zhuǎn)動的。通過觀察細(xì)胞有絲分裂裝片，你有沒有辦法知道在一個細(xì)胞周期中，不同時期的時間長短？
學(xué)生：第一，統(tǒng)計5個不同時期的細(xì)胞數(shù)目，求每個時期細(xì)胞數(shù)的平均值；第二，計算每一時期的細(xì)胞數(shù)占計數(shù)細(xì)胞總數(shù)的比例；第三，計算洋蔥細(xì)胞有絲分裂每一時期的時間：每一時期的時間=洋蔥的細(xì)胞周期（12 h）×每一時期的細(xì)胞數(shù)占計數(shù)細(xì)胞總數(shù)的比例。
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