高三生物教学教案：细胞增殖

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　　细胞增殖
        　　教学目标
        　　知识目标
        　　1、了解真核细胞增殖的方式及意义。
        　　2、理解细胞周期的概念。
        　　3、准确描述细胞有丝分裂各阶段的重要特征。了解动、植物细胞有丝分裂过程的异同。
        　　4、掌握有丝分裂的过程、特征和意义。尤其是DNA和染色体的规律性变化。
        　　能力目标
        　　1、学习用曲线图描述DNA和染色体数量的变化规律
        　　2、通过学习有丝分裂过程培养学生分析图像、解读图像的能力。
        　　3、通过实验培养学生制作临时装片的技能，培养学生的观察、分析能力以及识图和绘图能力。
        　　情感目标
        　　1、通过对细胞周期以及有丝分裂过程中DNA和染色体的规律性变化的学习，培养学生树立唯物主义的世界观。使学生对生命的运动性、对事物发展变化过程中由量变到质变的转化等哲学问题有正确的认识。
        　　2、通过对实验思路的分析和对实验现象的观察培养学生实事求是的科学态度和严谨的科学工作作风。
        　　教学建议
        　　教材分析
        　　细胞都是通过细胞分裂产生的，细胞分裂是生物体生长、发育和生殖的基础。在细胞的生命周期中，一个新形成的细胞要经历生长、分化以及衰老和死亡的过程;其中也有些细胞始终保持分裂增生能力，不发生细胞的分化过程。在细胞增殖这一部分中，有丝分裂是教学重点也是教学难点。
        　　细胞分裂的三种方式是真核生物细胞增殖的方式。原核生物没有细胞核，因此不可能象真核细胞那样进行无丝分裂、有丝分裂和减数分裂。
        　　细胞分裂的三种方式中，有丝分裂是最主要、同时也是最重要的方式。多细胞生物的生长发育过程中，体细胞的增多就是通过有丝分裂实现的。无论是单细胞真核生物还是多细胞生物他们各种形式的无性生殖也是通过有丝分裂完成的。这将在第五章“生物的生殖和发育”中再进一步阐述。有丝分裂还是学习减数分裂的基础，而减数分裂知识又是学习遗传变异规律的基础。由此可见有丝分裂是非常重要的基础知识。因此在教学过程中一定要讲透，要让学生真正掌握有关知识。可以通过不同方式;从不同的角度进行分析，要充分调动学生参与整个学习过程。通过学习使学生了解到认识和分析一个生命现象可以有多种不同的方法——除了一般的文字描述外，还可以用图形描述特点;用图解和表格突出重点;用曲线描述量的变化规律和趋势;通过实验观察、验证生物学知识等……。使学生在掌握知识的同时了解一些常用的生命科学研究的基本方法。
        　　教学设计方案
        　　教学题目：第二节 细胞增殖(建议4课时内完成)
        　　教学重点：1、细胞周期的概念。
        　　2、细胞有丝分裂过程以及有丝分裂的特点
        　　3、有丝分裂过程中DNA和染色体的规律性变化。
        　　4、细胞分裂的意义
        　　5、制作临时装片观察细胞有丝分裂的实验
        　　教学难点：1、细胞周期的概念。
        　　2、细胞有丝分裂的特点及意义
        　　3、有丝分裂过程中DNA、染色单体和染色体的数量变化规律及其相互间的关系
        　　教学过程：
        　　讨论：生物体是如何长大的?
        　　1、 从物质转化角度分析：同化作用强于异化作用
        　　同化作用主要发生在细胞的那些结构上?这使细胞发生了怎样的改变?
        　　(引导学生简要复习细胞的结构和功能)
        　　2、 从细胞变化角度分析：细胞分裂——细胞数目增多
        　　细胞生长——细胞体积增大
        　　细胞的体积一般都是很小的，细胞生长到一定大小后就会通过细胞分裂使其体积减小。为什么细胞要进行细胞分裂呢?指导学生展开讨论。(请参考“细胞有丝分裂.ppt”)
        　　学生总结： 细胞分裂的生物学意义。
        　　对于单细胞生物体，细胞分裂意味着生物个体数的增加。多细胞生物体的生殖活动也是通过细胞分裂完成的。对于多细胞生物体，细胞分裂则是生物体生长发育的基础。细胞分裂保证了细胞有足够大的表面积与环境进行物质交换，从而保证了新陈代谢对物质更新的需求。因此细胞分裂是生物体生长、发育和繁殖的基础。
        　　根据对细胞分裂过程的观察，细胞分裂主要分为无丝分裂、有丝分裂和减数分裂三种不同的方式。
        　　学生观察并讨论： 认真观察39页青蛙红细胞细胞分裂图、37页植物分生组织细胞分裂图和107页产生精子细胞的细胞分裂过程图，简要说出他们的主要区别特点。
        　　归纳总结：提出三种细胞分裂方式并比较主要不同。
        　　三种细胞分裂方式中，无丝分裂通常是已经分化的细胞所采取的细胞分裂方式，如青蛙血液中红细胞的细胞分裂。(见扩展资料)减数分裂只发生于有性生殖过程中，多是用于产生有性生殖细胞如卵细胞或精子细胞等;而有丝分裂则是最常见的方式，如生长发育过程中体细胞的产生以及无性生殖过程中新个体或生殖细胞——孢子的形成……。人体就是经过连续的有丝分裂由一个受精卵细胞生长发育成的。
        　　有丝分裂可以连续发生，具有明显的周期性——细胞周期。
        　　学生阅读并讨论：
        　　1、学生分析有关文字描述找出关键词语(什么样的细胞?起、止的标志?为何这样划分?)
        　　2、根据图解描述什么是细胞周期。
        　　3、一个细胞周期包括哪两个阶段?它们在时间分配上的特点是什么?如果观察一个正在进行有丝分裂的组织，处于哪个阶段的细胞会更多些?
        　　(一个细胞从它产生开始直到它又通过细胞分裂变成两个相同的子代新细胞这就是一个周期。它包括分裂间期和分裂期两个阶段。)
        　　细胞周期：连续分裂的细胞。从上一次分裂结束开始，到下一次分裂结束时为止。包括两次分裂间期的遗传物质复制，和分裂期的遗传物质的均分两个过程。
        　　设问： 为什么有丝分裂可以连续进行?
        　　一般情况下，通过有丝分裂产生的全部细胞都具有相同的遗传性。克隆技术就是利用的这一原理。为什么有丝分裂能够产生相同的细胞呢?在一个细胞周期中分裂间期和分裂期这两个阶段各自完成了那些生命活动?
        　　配合课件进行讨论学习，并且作笔记：
        　　根据课本给出的数据等资料可以知道，在一个细胞周期中分裂间期占有极大的比例。分裂间期是一个新生的细胞进行物质积累生长成熟的阶段，与此同时这个细胞还要为新一代细胞的产生做好充分的物质准备。因此看似静止的分裂间期其实是细胞最繁忙的阶段。
        　　根据给出的图形和照片比较并描述处于分裂间期的细胞具有哪些特点?是否发生了什么变化?分析造成这些变化的原因是什么?
        　　分裂间期：为细胞分裂做物质准备。(占时90～95%)
        　　细胞变化：细胞核大核仁明显，染色加深。核内渐出现染色体纤丝。
        　　分子变化：DNA复制加倍，有关蛋白质大量合成。
        　　总结：
        　　1、细胞变化：细胞由扁变方，细胞核占有极大的比例。细胞核染色均匀，颜色渐深，核仁不止一个，非常显著。
        　　2、物质变化(原因)：细胞核内完成了DNA分子的复制，细胞核内DNA分子数量增加了一倍。核酸容易被碱性染料染色，因此细胞核颜色明显变深。细胞内有大量的蛋白质被合成，其中有一部分与DNA分子一同构成染色体。根据书中图示可以知道复制的两个DNA分子是靠一个着丝点紧密地联系在一起的。(核仁部分见扩展资料。可以给接受能力较强的学生讲解。)
        　　一切准备就绪后，细胞分裂就可以开始了。细胞分裂是一个相对较快的阶段，在这一阶段要完成遗传物质的均分和细胞质等结构的分离。分裂间期复制的DNA要完整地分离，使新形成的两个子代细胞分别获得完全相同的一整套DNA。如何保证复制的两套DNA分子能准确无误地分到两个子细胞中去呢?
        　　根据课件引导学生讨论：
        　　学习细胞分裂时要注意调动学生的积极性，引导学生学会观察——看图说话，学会抓重点、要点，学会比较、分析……。
        　　细胞分裂是一个连续发展变化的过程，没有严格的阶段界限。在细胞分裂过程中细胞核的变化以及核内DNA、染色体的变化是观察的重点，遗传物质的平均分配是主线。要引导学生从中体会生命精密合理的美感。
        　　为了研究方便，将有丝分裂的全过程被人为地分成前期、中期、后期和末期四个阶段。
        　　细胞分裂期：细胞一分为二。主要是完成细胞核遗传物质的均分。(占时5 ～10 %)
        　　1、前期：
        　　进入分裂期时首先要解决的问题就是要让细胞核内的DNA散出来，只有这样才可能实现遗传物质的均分。观察前期细胞模式图及其变化过程，描述分裂前期细胞的主要变化特点。染色质转变成染色体的生物学意义?
        　　根据对动画、图解和照片的观察，描述有丝分裂前期细胞的变化过程及细胞特征。
        　　染色质 → 染色体。
        　　每个染色体含2条姐妹染色单体，复制的两个DNA分子分别位于两条姐妹染色单体上。
        　　核膜、核仁消失，细胞核解体。纺锤体形成。
        　　总结：
        　　1、完成了DNA的复制及其相关蛋白质的合成后，核仁逐渐解体消失。阻碍DNA分离的核膜也随着解体消失。
        　　2、DNA分子很大，数目也较多，遗传物质以染色质形式高密度地聚集在细胞核内。在细胞分裂初期染色质高度螺旋化变成染色体，可以使DNA分子在分离过程中不损坏，保证了遗传信息的完整性。
        　　3、简要介绍纺锤丝的来源和纺锤丝体的形成。
        　　4、关于染色体与染色单体、染色体与DNA的关系，可以通过照片及动画进行讲解。
        　　重点讲解染色体的结构。让学生明确：染色单体形成于细胞分裂间期，。在有丝分裂前期才能通过显微镜观察到。
        　　通过复习染色体与遗传物质DNA的关系——染色体是转载遗传物质DNA细胞结构，让学生清楚地知道DNA分子与染色体、DNA分子与染色单体间的数量对应关系。DNA分子的行踪是通过观察细胞结构——染色体的行为了解到的。
        　　2、中期：
        　　根据对图解和照片的观察，描述有丝分裂中期细胞的特征。
        　　DNA高度螺旋化。短粗的染色体清晰可见。
        　　所有染色体的着丝点集中在“赤道板”上。
        　　总结：
        　　1、突出在纺锤丝的牵引下，染色体的着丝点集中到细胞中央的道板上。
        　　2、强调赤道板是位于细胞中央部位的一个坐标面，不存在任何物质性结构。
        　　3、由于染色体高度集中，造成纺锤体清晰可见。
        　　4、强调绘图要点……。
        　　3、后期：
        　　根据对动画片段、图解和照片的观察，描述有丝分裂后期细胞的变化过程及特征。
        　　染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分离。染色体数目增加一倍。
        　　纺锤丝牵引染色体移向细胞两极。核遗传物质DNA均分。

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        　　总结：
        　　1、在纺锤丝的牵拉下，每个染色体的着丝点分裂成两个。原来在一起的两条姐妹染色单体分离。——用词要准确。重点强调染色体数目增加的原因。
        　　2、移向细胞两极的染色体上着丝点是受力点，染色体臂应该是顺向细胞中央的赤道板。
        　　3、由同一条染色体上的姐妹染色单体分离形成的两条染色体，由于是复制品，因此形态、大小等特征应该完全相同。
        　　4、末期：
        　　遗传物质已经完成了均分过程，接下来就是细胞质的分离等收尾工作了。根据对图解和照片的观察，描述有丝分裂末期细胞的变化过程及特征。
        　　DNA解螺旋，染色体 → 染色质。
        　　新的核膜出现，细胞核重新形成。纺锤体消失。
        　　赤道板中央位置出现细胞板，并向外围扩展形成新的细胞壁，细胞质分离成两部分。
        　　1个亲代细胞 → 2个核遗传物质完全相同的子代细胞。
        　　总结：
        　　1、收尾工作与分裂前期正好相反。
        　　2、由于细胞壁的物理特性，导致了植物细胞在分裂结束时只能是细胞板向外扩展形成新的细胞壁。
        　　3、有丝分裂有效地保持了细胞内遗传物质的恒定性。对生物的遗传意义重大。
        　　讨论：
        　　1、为什么细胞只有在进行分裂的过程中出现染色体，其他阶段都以染色体形式存在呢?
        　　2、同时出现或消失的结构都有哪些?其中细胞核结构与染色质几乎是同步存在的意义?
        　　3、DNA是如何实现平均分配的?
        　　4、简要说明有丝分裂的特点?其生物学意义是什么?
        　　5、回味有丝分裂过程中精巧的程序设计，你从中能得到什么启示?
        　　6、在一个细胞周期中，遗传物质的规律性变化设怎样的?可以通过哪些方式表示?
        　　用表格形式如何表现?表格的优点是?
        　　用曲线如何描述?优点是什么?
        　　根据表格中的内容，用曲线描述一个细胞周期中DNA、染色体、染色单体的数量变化
        　　根据这一图表可以清楚地读出一个细胞周期中各个不同阶段内DNA、染色体和染色单体的数量变化。
        　　复习：(课件素材资料：可以选用网上下载的动、植物细胞有丝分裂过程动画、自制课件中的动画或下载的录像片断)
        　　播放植物细胞有丝分裂过程动画
        　　看有丝分裂过程中的“丝”，回忆遗传物质的均分过程。
        　　展示动物细胞有丝分裂过程图片和动画片段，对比植物细胞的有丝分裂过程，讨论二者的异同。
        　　讲解有关中心体的产生时间及组装过程(后者选讲)。
        　　课堂练习：尝试用表格形式表示动物和植物细胞有丝分裂过程的异同。
        　　讨论：
        　　1、有丝分裂的特征和意义。
        　　2、通过有丝分裂进行繁殖所产生的下一代个体有什么特点?
        　　3、由同一个受精卵发育成的两个双胞胎个体应该具有什么特色?
        　　4、科学技术方面有哪些成果是利用生物有丝分裂的特点实现的?
        　　5、减数分裂与有丝分裂一样，在细胞进入分裂期以前也进行过一次遗传物质的复制过程。但是紧接着却连续发生了两次细胞的分裂——遗传物质两次被平均分配。你认为减数分裂产生的子代细胞中的遗传物质与亲代细胞相比还会相同吗?应该有什么特点?(这就是减数分裂名称的由来)
        　　6、无丝分裂过程产生的子代细胞能否用于培养新一代个体?为什么?
        　　7、分析比较三种细胞分裂方式的异同。他们各自适用于那些过程?为什么?(选作)
        　　实验四：观察植物细胞的朋丝分裂
        　　引导学生对实验进行分析：
        　　实验目的是实验设计的依据，也是检验实验结果的依据。因此首先要明确实验目的。
        　　实验目的：利用那些生物材料和实验工具来实现目的?
        　　一、如何根据实验目的选择实验材料?实验材料应满足什么特点?如何培养?取材时有什么要求?如何实现?
        　　二、分析实验设计思路……。
        　　三、实验所必需的仪器和设备。
        　　四、如何根据实验目的制作玻片标本?制片过程中需要注意的问题?
        　　培养材料：需要注意的问题有哪些?为什么?还可以用那些材料替代?
        　　解离：药品?作用?根尖最佳长度?原因?如何判定解离状况?
        　　怎样才能看清细胞核的变化?药品性质?是否可以直接染色?为什么?怎么办?
        　　漂洗： 目的?方法?要求?
        　　染色：染色的方法?注意事项?染色时间受哪些因素影响?(解离状况、温度)作比较要有纪录。
        　　制片：如何使解离的细胞分散开?
        　　课件：录像带上截取的录像片断
        　　观察：寻找什么形状的细胞?重点观察那些内容?
        　　视野内最多的是什么时期的细胞?为什么?
        　　如何依据细胞的状态，确认细胞所处的时期?简图
        　　五、学生操作、观察并用绘图的方法描述和记录实验结果。
        　　六、填写实验报告。记录心得体会如你认为制作一个好的装片关键环节是什么?
        　　如有时间，可以增加观察动物细胞有丝分裂装片的内容。
        　　探究活动
        　　观察膜的选择透过性
        　　实验过程：
        　　1、血细胞失水、吸水的过程：
        　　(1)用生理盐水制成临时装片观察红细胞形态。
        　　(2)从盖玻片一侧加入略高浓度的盐水，观察血细胞失水变形的过程。
        　　(3)添加蒸馏水稀释后，观察血细胞吸水直至胀破的过程。
        　　2、植物细胞的选择吸收过程：
        　　(1)制成洋葱叶肉植物细胞临时装片。
        　　(2)从盖玻片一侧添加少量2%氯化钙溶液，观察细胞形态改变过程。
        　　(3)可以进一步进行实验：测定试验开始前与实验结束后，溶液PH值的变化。
        　　对实验的改变及延续：
        　　1、尝试用不同的实验材料制作临时装片观察细胞的有丝分裂过程。
        　　例如：观察蛔虫受精卵细胞的分裂过程。
        　　2、改变解离、染色时间摸索最佳实验效果。
        　　实验设计：
        　　(1)根据班级人数情况分成若干试验小组。
        　　(2)注意解离时间和染色时间二者之间的密切关系。
        　　解离时间短时最好染色之前对根尖做纵剖，以利于染色。
        　　解离时间长时，染色时间就要短一些。此时根尖有可能松散开，而导致不能转移。因此建议不移动根尖，在同一载玻片上完成解离、漂洗、染色等全过程。
        　　3、根尖放在载玻片上不动。只是改变根尖的环境——解离、漂洗、染色全在载玻片上完成。注意每个环节操作完成后用吸水纸吸除多余液体，以免影响下一步操作。
        　　其他探究活动
        　　一、观察实验：细胞叶绿体的流动与光照强度间的关系。
        　　实验材料：黑藻叶片或藓的叶状结构
        　　实验过程：
        　　1、制作临时装片。
        　　2、用高倍镜观察一般情况下细胞质的流动。
        　　3、对标本施加强光照后观察叶绿体的流动以及叶绿体的朝向。
        　　二、观察有色体的实验。
        　　实验材料：成熟的辣椒外果皮或番茄果肉细胞等。
        　　实验过程：制成临时装片，用高倍镜观察
        　　三、观察草履虫食物泡的形成、伸缩泡的活动(膜的流动性)。
        　　实验材料：草履虫培养液。稀释的红墨水、吸管、棉纤维等
        　　实验过程：
        　　1、用草履虫培养液制成临时装片。(加棉纤维限制草履虫游动。)
        　　2、用高倍镜观察草履虫伸缩泡的活动。
        　　3、滴加稀释的红墨水，用高倍镜观察草履虫食物泡的形成过程。