細胞增殖

教學目標 

知識目標
1、了解真核的方式及意義。
2、理解細胞周期的概念。
3、準確描述細胞有絲分裂各階段的重要特征。了解動、植物細胞有絲分裂過程的異同。
4、掌握有絲分裂的過程、特征和意義。尤其是DNA和染色體的規律性變化。

能力目標
1、學習用曲線圖描述DNA和染色體數量的變化規律
2、通過學習有絲分裂過程培養學生分析圖像、解讀圖像的能力。
3、通過實驗培養學生制作臨時裝片的技能，培養學生的觀察、分析能力以及識圖和繪圖能力。

情感目標
1、通過對細胞周期以及有絲分裂過程中DNA和染色體的規律性變化的學習，培養學生樹立唯物主義的世界觀。使學生對生命的運動性、對事物發展變化過程中由量變到質變的轉化等哲學問題有正確的認識。
2、通過對實驗思路的分析和對實驗現象的觀察培養學生實事求是的科學態度和嚴謹的科學工作作風。

教學建議

教材分析
細胞都是通過細胞分裂產生的，細胞分裂是生物體生長、發育和生殖的基礎。在細胞的生命周期中，一個新形成的細胞要經歷生長、分化以及衰老和死亡的過程；其中也有些細胞始終保持分裂增生能力，不發生細胞的分化過程。在這一部分中，有絲分裂是教學重點也是教學難點 。
細胞分裂的三種方式是真核生物的方式。原核生物沒有細胞核，因此不可能象真核細胞那樣進行無絲分裂、有絲分裂和減數分裂。
細胞分裂的三種方式中，有絲分裂是最主要、同時也是最重要的方式。多細胞生物的生長發育過程中，體細胞的增多就是通過有絲分裂實現的。無論是單細胞真核生物還是多細胞生物他們各種形式的無性生殖也是通過有絲分裂完成的。這將在第五章“生物的生殖和發育”中再進一步闡述。有絲分裂還是學習減數分裂的基礎，而減數分裂知識又是學習遺傳變異規律的基礎。由此可見有絲分裂是非常重要的基礎知識。因此在教學過程 中一定要講透，要讓學生真正掌握有關知識。可以通過不同方式；從不同的角度進行分析，要充分調動學生參與整個學習過程。通過學習使學生了解到認識和分析一個生命現象可以有多種不同的方法——除了一般的文字描述外，還可以用圖形描述特點；用圖解和表格突出重點；用曲線描述量的變化規律和趨勢；通過實驗觀察、驗證生物學知識等……。使學生在掌握知識的同時了解一些常用的生命科學研究的基本方法。

教學設計方案

教學題目：第二節 （建議4課時內完成）

教學重點：1、細胞周期的概念。
2、細胞有絲分裂過程以及有絲分裂的特點
3、有絲分裂過程中DNA和染色體的規律性變化。
4、細胞分裂的意義
5、制作臨時裝片觀察細胞有絲分裂的實驗
教學難點 ：1、細胞周期的概念。
2、細胞有絲分裂的特點及意義
3、有絲分裂過程中DNA、染色單體和染色體的數量變化規律及其相互間的關系
教學過程 ：
討論：生物體是如何長大的？
1、  從物質轉化角度分析：同化作用強于異化作用
同化作用主要發生在細胞的那些結構上？這使細胞發生了怎樣的改變？
（引導學生簡要復習細胞的結構和功能）
2、  從細胞變化角度分析：細胞分裂——細胞數目增多

細胞生長——細胞體積增大

細胞的體積一般都是很小的，細胞生長到一定大小后就會通過細胞分裂使其體積減小。為什么細胞要進行細胞分裂呢？指導學生展開討論。（請參考“細胞有絲分裂.ppt”）
學生總結： 細胞分裂的生物學意義。
對于單細胞生物體，細胞分裂意味著生物個體數的增加。多細胞生物體的生殖活動也是通過細胞分裂完成的。對于多細胞生物體，細胞分裂則是生物體生長發育的基礎。細胞分裂保證了細胞有足夠大的表面積與環境進行物質交換，從而保證了新陳代謝對物質更新的需求。因此細胞分裂是生物體生長、發育和繁殖的基礎。
根據對細胞分裂過程的觀察，細胞分裂主要分為無絲分裂、有絲分裂和減數分裂三種不同的方式。
學生觀察并討論： 認真觀察39頁青蛙紅細胞細胞分裂圖、37頁植物分生組織細胞分裂圖和107頁產生精子細胞的細胞分裂過程圖，簡要說出他們的主要區別特點。
歸納總結：提出三種細胞分裂方式并比較主要不同。

三種細胞分裂方式中，無絲分裂通常是已經分化的細胞所采取的細胞分裂方式，如青蛙血液中紅細胞的細胞分裂。（見擴展資料）減數分裂只發生于有性生殖過程中，多是用于產生有性生殖細胞如卵細胞或精子細胞等；而有絲分裂則是最常見的方式，如生長發育過程中體細胞的產生以及無性生殖過程中新個體或生殖細胞——孢子的形成……。人體就是經過連續的有絲分裂由一個受精卵細胞生長發育成的。
有絲分裂可以連續發生，具有明顯的周期性——細胞周期。

學生閱讀并討論：
1、學生分析有關文字描述找出關鍵詞語（什么樣的細胞？起、止的標志？為何這樣劃分？）
2、根據圖解描述什么是細胞周期。
3、一個細胞周期包括哪兩個階段？它們在時間分配上的特點是什么？如果觀察一個正在進行有絲分裂的組織，處于哪個階段的細胞會更多些？
（一個細胞從它產生開始直到它又通過細胞分裂變成兩個相同的子代新細胞這就是一個周期。它包括分裂間期和分裂期兩個階段。）

細胞周期：連續分裂的細胞。從上一次分裂結束開始，到下一次分裂結束時為止。包括兩次分裂間期的遺傳物質復制，和分裂期的遺傳物質的均分兩個過程。

設問： 為什么有絲分裂可以連續進行？
一般情況下，通過有絲分裂產生的全部細胞都具有相同的遺傳性。克隆技術就是利用的這一原理。為什么有絲分裂能夠產生相同的細胞呢？在一個細胞周期中分裂間期和分裂期這兩個階段各自完成了那些生命活動？
配合課件進行討論學習，并且作筆記：
根據課本給出的數據等資料可以知道，在一個細胞周期中分裂間期占有極大的比例。分裂間期是一個新生的細胞進行物質積累生長成熟的階段，與此同時這個細胞還要為新一代細胞的產生做好充分的物質準備。因此看似靜止的分裂間期其實是細胞最繁忙的階段。
根據給出的圖形和照片比較并描述處于分裂間期的細胞具有哪些特點？是否發生了什么變化？分析造成這些變化的原因是什么？
分裂間期：為細胞分裂做物質準備。（占時90～95%）
細胞變化：細胞核大核仁明顯，染色加深。核內漸出現染色體纖絲。
分子變化：DNA復制加倍，有關蛋白質大量合成。

總結：
1、細胞變化：細胞由扁變方，細胞核占有極大的比例。細胞核染色均勻，顏色漸深，核仁不止一個，非常顯著。
2、物質變化（原因）：細胞核內完成了DNA分子的復制，細胞核內DNA分子數量增加了一倍。核酸容易被堿性染料染色，因此細胞核顏色明顯變深。細胞內有大量的蛋白質被合成，其中有一部分與DNA分子一同構成染色體。根據書中圖示可以知道復制的兩個DNA分子是靠一個著絲點緊密地聯系在一起的。（核仁部分見擴展資料。可以給接受能力較強的學生講解。）
一切準備就緒后，細胞分裂就可以開始了。細胞分裂是一個相對較快的階段，在這一階段要完成遺傳物質的均分和細胞質等結構的分離。分裂間期復制的DNA要完整地分離，使新形成的兩個子代細胞分別獲得完全相同的一整套DNA。如何保證復制的兩套DNA分子能準確無誤地分到兩個子細胞中去呢？
根據課件引導學生討論：
學習細胞分裂時要注意調動學生的積極性，引導學生學會觀察——看圖說話，學會抓重點、要點，學會比較、分析……。
細胞分裂是一個連續發展變化的過程，沒有嚴格的階段界限。在細胞分裂過程中細胞核的變化以及核內DNA、染色體的變化是觀察的重點，遺傳物質的平均分配是主線。要引導學生從中體會生命精密合理的美感。
為了研究方便，將有絲分裂的全過程被人為地分成前期、中期、后期和末期四個階段。
細胞分裂期：細胞一分為二。主要是完成細胞核遺傳物質的均分。（占時5 ～10 %）
1、前期：
進入分裂期時首先要解決的問題就是要讓細胞核內的DNA散出來，只有這樣才可能實現遺傳物質的均分。觀察前期細胞模式圖及其變化過程，描述分裂前期細胞的主要變化特點。染色質轉變成染色體的生物學意義？
根據對動畫、圖解和照片的觀察，描述有絲分裂前期細胞的變化過程及細胞特征。
染色質 → 染色體。
每個染色體含2條姐妹染色單體，復制的兩個DNA分子分別位于兩條姐妹染色單體上。
核膜、核仁消失，細胞核解體。紡錘體形成。

總結：
1、完成了DNA的復制及其相關蛋白質的合成后，核仁逐漸解體消失。阻礙DNA分離的核膜也隨著解體消失。
2、DNA分子很大，數目也較多，遺傳物質以染色質形式高密度地聚集在細胞核內。在細胞分裂初期染色質高度螺旋化變成染色體，可以使DNA分子在分離過程中不損壞，保證了遺傳信息的完整性。
3、簡要介紹紡錘絲的來源和紡錘絲體的形成。
4、關于染色體與染色單體、染色體與DNA的關系，可以通過照片及動畫進行講解。
重點講解染色體的結構。讓學生明確：染色單體形成于細胞分裂間期，。在有絲分裂前期才能通過顯微鏡觀察到。
通過復習染色體與遺傳物質DNA的關系——染色體是轉載遺傳物質DNA細胞結構，讓學生清楚地知道DNA分子與染色體、DNA分子與染色單體間的數量對應關系。DNA分子的行蹤是通過觀察細胞結構——染色體的行為了解到的。
2、中期：
根據對圖解和照片的觀察，描述有絲分裂中期細胞的特征。
DNA高度螺旋化。短粗的染色體清晰可見。
所有染色體的著絲點集中在“赤道板”上。
總結：
1、突出在紡錘絲的牽引下，染色體的著絲點集中到細胞中央的道板上。
2、強調赤道板是位于細胞中央部位的一個坐標面，不存在任何物質性結構。
3、由于染色體高度集中，造成紡錘體清晰可見。
4、強調繪圖要點……。
3、后期：
根據對動畫片段、圖解和照片的觀察，描述有絲分裂后期細胞的變化過程及特征。
染色體的著絲點分裂，姐妹染色單體分離。染色體數目增加一倍。
紡錘絲牽引染色體移向細胞兩極。核遺傳物質DNA均分。
總結：
1、在紡錘絲的牽拉下，每個染色體的著絲點分裂成兩個。原來在一起的兩條姐妹染色單體分離。——用詞要準確。重點強調染色體數目增加的原因。
2、移向細胞兩極的染色體上著絲點是受力點，染色體臂應該是順向細胞中央的赤道板。
3、由同一條染色體上的姐妹染色單體分離形成的兩條染色體，由于是復制品，因此形態、大小等特征應該完全相同。
4、末期：
遺傳物質已經完成了均分過程，接下來就是細胞質的分離等收尾工作了。根據對圖解和照片的觀察，描述有絲分裂末期細胞的變化過程及特征。
DNA解螺旋，染色體 → 染色質。
新的核膜出現，細胞核重新形成。紡錘體消失。
赤道板中央位置出現細胞板，并向外圍擴展形成新的細胞壁，細胞質分離成兩部分。
1個親代細胞  → 2個核遺傳物質完全相同的子代細胞。
總結：
1、收尾工作與分裂前期正好相反。
2、由于細胞壁的物理特性，導致了植物細胞在分裂結束時只能是細胞板向外擴展形成新的細胞壁。
3、有絲分裂有效地保持了細胞內遺傳物質的恒定性。對生物的遺傳意義重大。
討論：
1、為什么細胞只有在進行分裂的過程中出現染色體，其他階段都以染色體形式存在呢？
2、同時出現或消失的結構都有哪些？其中細胞核結構與染色質幾乎是同步存在的意義？
3、DNA是如何實現平均分配的？
4、簡要說明有絲分裂的特點？其生物學意義是什么？
5、回味有絲分裂過程中精巧的程序設計，你從中能得到什么啟示？
6、在一個細胞周期中，遺傳物質的規律性變化設怎樣的？可以通過哪些方式表示？
用表格形式如何表現？表格的優點是？

用曲線如何描述？優點是什么？
根據表格中的內容，用曲線描述一個細胞周期中DNA、染色體、染色單體的數量變化

根據這一圖表可以清楚地讀出一個細胞周期中各個不同階段內DNA、染色體和染色單體的數量變化。
復習：(課件素材資料：可以選用網上下載的動、植物細胞有絲分裂過程動畫、自制課件中的動畫或下載的錄像片斷)
播放植物細胞有絲分裂過程動畫
看有絲分裂過程中的“絲”，回憶遺傳物質的均分過程。
展示動物細胞有絲分裂過程圖片和動畫片段，對比植物細胞的有絲分裂過程，討論二者的異同。
講解有關中心體的產生時間及組裝過程（后者選講）。
課堂練習：嘗試用表格形式表示動物和植物細胞有絲分裂過程的異同。
討論：

1、有絲分裂的特征和意義。
2、通過有絲分裂進行繁殖所產生的下一代個體有什么特點？
3、由同一個受精卵發育成的兩個雙胞胎個體應該具有什么特色？
4、科學技術方面有哪些成果是利用生物有絲分裂的特點實現的？
5、減數分裂與有絲分裂一樣，在細胞進入分裂期以前也進行過一次遺傳物質的復制過程。但是緊接著卻連續發生了兩次細胞的分裂——遺傳物質兩次被平均分配。你認為減數分裂產生的子代細胞中的遺傳物質與親代細胞相比還會相同嗎？應該有什么特點？（這就是減數分裂名稱的由來）
6、無絲分裂過程產生的子代細胞能否用于培養新一代個體？為什么?
7、分析比較三種細胞分裂方式的異同。他們各自適用于那些過程？為什么？（選作）

實驗四：觀察植物細胞的朋絲分裂

引導學生對實驗進行分析：
實驗目的是實驗設計的依據，也是檢驗實驗結果的依據。因此首先要明確實驗目的。
實驗目的：利用那些生物材料和實驗工具來實現目的？
一、如何根據實驗目的選擇實驗材料？實驗材料應滿足什么特點？如何培養？取材時有什么要求？如何實現？
二、分析實驗設計思路……。
三、實驗所必需的儀器和設備。
四、如何根據實驗目的制作玻片標本？制片過程中需要注意的問題？
培養材料：需要注意的問題有哪些？為什么？還可以用那些材料替代？
解離：藥品？作用？根尖最佳長度？原因？如何判定解離狀況？
怎樣才能看清細胞核的變化？藥品性質？是否可以直接染色？為什么？怎么辦？
漂洗： 目的？方法？要求？
染色：染色的方法？注意事項？染色時間受哪些因素影響？（解離狀況、溫度）作比較要有紀錄。
制片：如何使解離的細胞分散開？
課件：錄像帶上截取的錄像片斷
觀察：尋找什么形狀的細胞？重點觀察那些內容？
視野內最多的是什么時期的細胞？為什么？
如何依據細胞的狀態，確認細胞所處的時期？簡圖
五、學生操作、觀察并用繪圖的方法描述和記錄實驗結果。
六、填寫實驗報告。記錄心得體會如你認為制作一個好的裝片關鍵環節是什么？
如有時間，可以增加觀察動物細胞有絲分裂裝片的內容。

探究活動

觀察膜的選擇透過性

實驗過程：
1、血細胞失水、吸水的過程：
（1）用生理鹽水制成臨時裝片觀察紅細胞形態。
（2）從蓋玻片一側加入略高濃度的鹽水，觀察血細胞失水變形的過程。
（3）添加蒸餾水稀釋后，觀察血細胞吸水直至脹破的過程。
2、植物細胞的選擇吸收過程：
（1）制成洋蔥葉肉植物細胞臨時裝片。
（2）從蓋玻片一側添加少量2%氯化鈣溶液，觀察細胞形態改變過程。
（3）可以進一步進行實驗：測定試驗開始前與實驗結束后，溶液PH值的變化。

對實驗的改變及延續：
1、嘗試用不同的實驗材料制作臨時裝片觀察細胞的有絲分裂過程。
例如：觀察蛔蟲受精卵細胞的分裂過程。
2、改變解離、染色時間摸索最佳實驗效果。
實驗設計：
（1）根據班級人數情況分成若干試驗小組。
（2）注意解離時間和染色時間二者之間的密切關系。
解離時間短時最好染色之前對根尖做縱剖，以利于染色。
解離時間長時，染色時間就要短一些。此時根尖有可能松散開，而導致不能轉移。因此建議不移動根尖，在同一載玻片上完成解離、漂洗、染色等全過程。
3、根尖放在載玻片上不動。只是改變根尖的環境——解離、漂洗、染色全在載玻片上完成。注意每個環節操作完成后用吸水紙吸除多余液體，以免影響下一步操作。

其他探究活動

一、觀察實驗：細胞葉綠體的流動與光照強度間的關系。
實驗材料：黑藻葉片或蘚的葉狀結構
實驗過程：
1、制作臨時裝片。
2、用高倍鏡觀察一般情況下細胞質的流動。
3、對標本施加強光照后觀察葉綠體的流動以及葉綠體的朝向。
二、觀察有色體的實驗。
實驗材料：成熟的辣椒外果皮或番茄果肉細胞等。
實驗過程：制成臨時裝片，用高倍鏡觀察
三、觀察草履蟲食物泡的形成、伸縮泡的活動（膜的流動性）。
實驗材料：草履蟲培養液。稀釋的紅墨水、吸管、棉纖維等
實驗過程：
1、用草履蟲培養液制成臨時裝片。（加棉纖維限制草履蟲游動。）
2、用高倍鏡觀察草履蟲伸縮泡的活動。
3、滴加稀釋的紅墨水，用高倍鏡觀察草履蟲食物泡的形成過程。