2014屆高一生物 細胞的增殖 第1課時示范教案 新人教版

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1、第1節(jié) 細胞的增殖從容說課本節(jié)教學(xué)內(nèi)容可安排2課時，包括講課和兩個學(xué)生實驗。第一課時安排模擬探究細胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系的實驗和觀察植物根尖分生組織細胞的有絲分裂實驗。第二課時安排實驗成果的展示和細胞增殖內(nèi)容的學(xué)習(xí)，符合從感性到理性的認識。目的是使學(xué)生知道模擬的方法也是科學(xué)研究的方法之一。教師應(yīng)當(dāng)采取引導(dǎo)學(xué)生通過探究活動主動學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。一節(jié)課安排一個探究實驗和一個觀察實驗，對學(xué)生來說難度是很大的，考慮學(xué)生前面已經(jīng)做過幾個探究實驗，要求每位學(xué)生必須自己設(shè)計一個可行的實驗設(shè)計以供實驗課上用。觀察植物根尖分生組織細胞的有絲分裂實驗，考慮到裝片的制作和觀察的難度和效果，可以改用洋蔥根尖固定裝片。如

2、果具有洋蔥根尖有絲分裂過程的數(shù)碼顯微攝像的課程資源，教師也可大膽嘗試，進行知識發(fā)生過程式教學(xué)。先做實驗，創(chuàng)造和再現(xiàn)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)細胞有絲分裂的條件和工作過程，獲得感性認識后，再進行理性的思考，把拍攝到的靜止圖像，按照想象的細胞分裂過程圖像的正常順序排序，把學(xué)生已形成的細胞分裂靜態(tài)圖像轉(zhuǎn)化為連續(xù)的動態(tài)畫面，突出學(xué)生的主動探究。本實驗增加了舊教材沒有的一個內(nèi)容，是讓學(xué)生學(xué)習(xí)記錄細胞周期不同時期的細胞數(shù)，通過統(tǒng)計每一時期的細胞數(shù)與計數(shù)細胞總數(shù)的比值，比較細胞周期不同時期的時間長短。這里運用了間接轉(zhuǎn)換的方法。因為學(xué)生并沒有真正記錄下細胞周期不同時期的時間，而是根據(jù)得到的每一時期的細胞數(shù)與計數(shù)細胞總數(shù)的比值

3、，來比較細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，是對學(xué)生想象力的一種挑戰(zhàn)。第二課時細胞的增殖首先讓學(xué)生了解細胞增殖的必要性，再來學(xué)習(xí)細胞增殖的方式。多細胞生物體體積的增大，即生物體的生長，既靠細胞生長增大細胞的體積，還要靠細胞分裂增加細胞數(shù)量。這是因為細胞不能無限長大。細胞為什么不能無限長大呢？承接上節(jié)課學(xué)生通過探究細胞大小，即細胞表面積與體積之比，與物質(zhì)運輸效率之間的關(guān)系，探討細胞不能無限長大的原因。這是一個模擬的探究實驗，操作過程比較簡單，但是實驗后的討論題卻有相當(dāng)?shù)乃季S力度，需要學(xué)生開動腦筋思考，并且要用聯(lián)想的方法將模擬實驗的結(jié)果遷移至真實的細胞，思考物質(zhì)運輸?shù)男逝c細胞

4、大小之間是什么關(guān)系；為什么細胞越大，物質(zhì)運輸?shù)男试降?；為什么多細胞生物體是由許多細胞而不是由少數(shù)體積更大的細胞構(gòu)成的。親身參與、感性認識會提高學(xué)生思考的活躍程度，激發(fā)求知欲，學(xué)生會討論得很熱烈，時常會出現(xiàn)不同觀點的論爭。這種親歷探究、師生互動的教學(xué)場景正是今天提倡的探究性學(xué)習(xí)所需要的，教師應(yīng)給予足夠重視。通過模擬實驗，學(xué)生理解了細胞體積越大，其相對表面積越小，細胞的物質(zhì)運輸?shù)男示驮降?，細胞表面積與體積的關(guān)系限制了細胞的長大。但是限制細胞長大的因素并不僅限于此。例如，細胞核中的DNA是不會隨著細胞體積的擴大而增加的，如果細胞太大，細胞核的“負擔(dān)”就會過重。教科書在模擬實驗之后，安排了一段文字

5、，對這個問題進行了補充說明。2 / 17既然細胞越小，細胞表面積相對就越大，細胞的物質(zhì)運輸?shù)男示驮礁?，細胞體積不是越小越好嗎？學(xué)了這部分內(nèi)容，學(xué)生可能會產(chǎn)生這樣的疑問。逆向思維將有助于對問題的理解。因而教科書在旁欄的“批判性思維”中把這個問題提了出來，以培養(yǎng)學(xué)生批判性思考的能力。由于這個問題有一定的思維難度，因此，教科書給了一些必要的提示，如有人估計完成細胞的各項功能至少需要100種酶，每個酶促反應(yīng)需占有直徑約50 nm的空間，每個核糖體直徑為1020 nm等。當(dāng)然學(xué)生還可以搜集、列舉更多的證據(jù)來支持自己的觀點。開放式的教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方式也是這次課程改革所提倡的。 由于細胞不能無限長大，多細

6、胞生物體體積的增加還有賴于細胞增殖。細胞增殖和細胞分裂是兩個不同的概念，細胞增殖包括物質(zhì)準備和細胞分裂整個連續(xù)的過程。真核細胞分裂的方式有3種：有絲分裂、無絲分裂和減數(shù)分裂。有絲分裂是真核生物進行細胞分裂的主要方式，本節(jié)重點介紹有絲分裂，簡要介紹無絲分裂。減數(shù)分裂是一種特殊方式的有絲分裂，它與有性生殖細胞的形成有關(guān)。有關(guān)減數(shù)分裂的內(nèi)容安排在遺傳與進化的相關(guān)章節(jié)中讓學(xué)生學(xué)習(xí)。細胞增殖是通過細胞周期實現(xiàn)的。一個細胞周期包括兩個階段：分裂間期和分裂期。細胞在分裂之前必須進行各種必要的物質(zhì)準備，然后才能進行細胞分裂。細胞分裂前重要的物質(zhì)準備之一是遺傳物質(zhì)DNA的復(fù)制，DNA的復(fù)制必須正確和徹底，否則可

7、能導(dǎo)致細胞死亡，或者細胞周期調(diào)控紊亂，如細胞惡性增殖和腫瘤發(fā)生。除了遺傳物質(zhì)的準備之外，所有其他細胞物質(zhì)也必須進行積累，這些物質(zhì)的積累如果不及時，有時也會危及細胞的生存?？梢?，細胞分裂的物質(zhì)準備過程是一個十分復(fù)雜而又必須精確進行的生命活動過程，同時，分裂間期還包括細胞的適度生長。在以前的教學(xué)中，教師往往把重點放在對有絲分裂過程的詳細介紹上，要求學(xué)生理解并熟記有絲分裂過程中染色體行為和數(shù)目的變化，這固然很重要。但是為細胞分裂進行活躍的物質(zhì)準備的分裂間期也應(yīng)該引起學(xué)生重視，以便學(xué)生對細胞的生命周期形成完整的認識。課本P112的“圖61有絲分裂細胞周期”和課本P112的“表61不同細胞的細胞周期持續(xù)

8、時間”，提示學(xué)生注意分裂間期在細胞周期中所占時間的比例，反映出分裂間期在細胞周期中的重要性。高中生物必修1教師教學(xué)用書第6章細胞的生命歷程關(guān)于有絲分裂過程的教學(xué)，老師們都很熟悉了，與原來的高中教材相比，新教材對這一問題的敘述，基本沒有什么變化。仍然是分為前期、中期、后期、末期四個時期敘述，突出這四個時期中染色體行為和數(shù)目的變化。首先以植物細胞為例詳細地介紹這一過程，然后再采取對比的方法，列舉動物細胞有絲分裂的過程與植物細胞的不同點。最后歸納有絲分裂的重要意義。這部分內(nèi)容對于學(xué)生來說還是很抽象的，教師要注重對各種課程資源的選擇、整合和優(yōu)化。可事先用橡皮泥做成細胞和染色體模型，兩人一組，教師邊講解

9、邊在黑板粘貼有絲分裂各時期的剪貼圖，同時學(xué)生在課桌上的細胞模型中用染色體模型操作。最后通過電教手段把動態(tài)的植物細胞有絲分裂過程再現(xiàn)出來。強調(diào)細胞分裂的各時期是為了研究方便人為劃分的，實際上有絲分裂是一個動態(tài)的連續(xù)過程。傳統(tǒng)的教學(xué)方式與現(xiàn)代教學(xué)手段相結(jié)合，既讓學(xué)生感受細胞分裂過程的動態(tài)性和連續(xù)性，又能克服電教手段轉(zhuǎn)瞬即逝的弊端。通過剪貼圖和染色體行為的模型建構(gòu)，突出了探究學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生知識的建構(gòu)。無絲分裂的過程比較簡單，這種分裂方式也不是很常見，因而教科書只用一小段文字和一幅圖作了簡單介紹。關(guān)于無絲分裂的問題，長期以來就有不同的看法。有些人認為無絲分裂不是正常細胞的增殖方式，而是一種異常分裂現(xiàn)

10、象；另一些人則主張無絲分裂是正常細胞的增殖方式之一，主要見于高度分化的細胞，如肝細胞、腎小管上皮細胞、腎上腺皮質(zhì)細胞等。有關(guān)無絲分裂的不同觀點，教師可根據(jù)教學(xué)情況的需要，適當(dāng)補充介紹，不宜過多發(fā)揮。三維目標1.知識與技能（1）了解真核細胞增殖的方式及意義。（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(guī)律性變化。2.過程與方法（1）學(xué)會科學(xué)探究細胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系的方法。（2）學(xué)習(xí)用曲線圖描述DNA和染色體數(shù)量的變化規(guī)律。（3）通過實驗培養(yǎng)學(xué)生制作臨時裝片的技能，培養(yǎng)學(xué)生

11、的觀察、分析能力以及識圖和繪圖能力。（4）學(xué)會使用高倍顯微鏡和繪生物圖的方法。3.情感態(tài)度與價值觀（1）通過對細胞周期以及有絲分裂過程中DNA和染色體的規(guī)律性變化的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生樹立唯物主義的世界觀。使學(xué)生對生命的運動性、對事物發(fā)展變化過程中由量變到質(zhì)變的轉(zhuǎn)化等哲學(xué)問題有正確的認識。（2）通過對實驗思路的分析和對實驗現(xiàn)象的觀察培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴謹?shù)目茖W(xué)工作作風(fēng)。教學(xué)重點1.如何進行探究實驗，其基本方法和一般過程。2.細胞生長和增殖的周期性。3.真核細胞有絲分裂的過程，有絲分裂過程中DNA和染色體的規(guī)律性變化。4.制作臨時裝片觀察細胞有絲分裂的實驗。教學(xué)難點真核細胞有絲分裂過程中，各

12、個時期染色體行為和數(shù)目的變化，以及DNA數(shù)量的變化。教具準備1.植物細胞有絲分裂過程和動物細胞有絲分裂過程的多媒體課件。2.細胞分裂周期的多媒體課件。3.植物細胞有絲分裂過程的flash動畫、動物細胞有絲分裂過程的flash動畫。4.有絲分裂過程染色體數(shù)及DNA含量坐標及表格。5.動植物細胞有絲分裂異同點表格。6.染色體模型剪貼圖。7.同一顏色的橡皮泥制作成的染色體模型。（學(xué)生準備）8.板書（可銀幕顯示）。課時安排2課時第一課時 實 驗教學(xué)過程課前準備 老師上課前一天，準備足夠的酚酞瓊脂塊。酚酞瓊脂塊的制備方法：每升水加30 g瓊脂，不斷攪拌下煮沸。在它冷卻固化前，加1 g酚酞，并攪拌使之充分

13、混合。若混合物呈粉紅色，加數(shù)滴質(zhì)量分數(shù)為0.1%的鹽酸至粉紅色退去。將混合物放在平底淺盤中，使混合物高度約為3 cm。瓊脂固化后，將其切成3 cm3 cm6 cm的小塊。洋蔥根尖的培養(yǎng)。培養(yǎng)洋蔥生根時，避免用新采收的洋蔥，因為這種洋蔥尚在休眠，不易生根。如果必須用當(dāng)年剛收的新洋蔥生根，則應(yīng)設(shè)法打破它的休眠。常用的方法是用低濃度的赤霉素溶液浸泡洋蔥鱗莖的底盤，這樣可以促使其生根。對于前一年收下的洋蔥，可以采用如下方法促使它生根：選擇底盤大的洋蔥作生根材料；剝?nèi)ネ鈱永掀?，用刀削去老根（從底盤中央向四周削），注意不要削掉四周的根芽；培養(yǎng)時注意每天換水12次。如果班級較多，為了防止后來的班級所用的洋蔥

14、根長得過長，可以放入冰箱（4 左右）保存。教師將準備好的兩個實驗所用各種材料和用具，按每組兩人分好。一節(jié)課安排兩個實驗，對學(xué)生來說難度是很大的，所以學(xué)生必須課前作好實驗的設(shè)計，教師在課前給予指導(dǎo)和檢查，決定可行方案或按課本提供的方案進行。情境創(chuàng)設(shè)播放一段配有大自然音樂的植物開花到凋謝過程的視頻錄像，引出生物都要經(jīng)歷出生、生長、成熟、繁殖、衰老直到最后殘廢的生命歷程?；罴毎惨粯?，對于一個細胞來說，同樣要經(jīng)過生長、增殖、衰老、凋亡的過程。師生互動1.引出探究的主題教師：用PowerPoint演示象與鼠的比較和組成生物的幾種細胞的比較圖片。學(xué)生：觀察和討論。教師：引出探討的問題：（1）請推測象與鼠

15、相應(yīng)器官和組織的細胞大小差異如何。 （2）生物體的長大，是靠細胞數(shù)量的增多還是靠細胞體積的增大？學(xué)生：討論。教師：提示：（1）象與鼠相應(yīng)器官和組織的細胞大小無明顯差異。（2）生物體的生長，既靠細胞分裂增加細胞的數(shù)量，還要靠細胞生長增大細胞的體積。事實上，不同動（植）物同類器官或組織的細胞大小一般無明顯差異，器官大小主要決定于細胞數(shù)量的多少。自然提出探究的主題細胞為什么不能無限長大？學(xué)生進行討論：細胞為什么都那么??？2.開始探究實驗細胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系教師：用PowerPoint出示溫馨提示牌：酚酞是白色粉末，無臭，如果接觸某些人的皮膚會引起過敏反應(yīng)。因此，在準備實驗材料時，最好戴橡皮手套。

16、氫氧化鈉有腐蝕性，應(yīng)避免與眼睛和皮膚等接觸。如潑灑出來，應(yīng)立即用水沖洗潑灑處，并告訴老師。學(xué)生實驗并測量實驗結(jié)果：根據(jù)測量結(jié)果進行計算，并將結(jié)果填在下表中，如下：瓊脂塊的邊長/cm表面積/cm2體積/cm3比值（表面積/體積）著色深度/cm比值（著色的體積/整個瓊脂塊的體積）321結(jié) 論瓊脂塊表面積與體積之比隨著瓊脂塊的增大而_；NaOH擴散的體積與整個瓊脂塊的體積之比隨著瓊脂塊的增大而_學(xué)生從模擬實驗轉(zhuǎn)入對一般細胞表面積和體積之比的討論，具體情況如下：根據(jù)球體的體積公式V=r3，表面積公式S=4r2，計算結(jié)果如下表：細胞直徑（m）表面積（m2）體積（m3）比值（表面積/體積）201 2564

17、 1870.30302 82614 1300.20從上表，學(xué)生能清楚地認識到：細胞越大，物質(zhì)運輸?shù)男试降?，所以多細胞生物體是由許多細胞而不是由少數(shù)體積更大的細胞構(gòu)成的。細胞越大，需要與外界環(huán)境交流的物質(zhì)越多；但是細胞體積越大，其表面積相對越小，細胞與周圍環(huán)境之間物質(zhì)交流的面積相對小了，所以物質(zhì)運輸?shù)男试降?。教師精講事實告訴我們：細胞不可能無限長大，細胞表面積與體積的關(guān)系限制了細胞的長大。但是限制細胞長大的因素并不僅限于此。例如，細胞核中的DNA是不會隨著細胞體積的擴大而增加的，如果細胞太大，細胞核的“負擔(dān)”就會過重。教師自然提出：既然細胞越小，細胞表面積相對就越大，細胞的物質(zhì)運輸?shù)男示驮?/p>

18、高，細胞體積不是越小越好嗎？承接課本的批判性思維。當(dāng)然細胞不能太小，一個細胞好比一座工廠，里面要容納各種細胞器。如有人估計完成細胞的各項功能至少需要100種酶，每個酶促反應(yīng)需占有直徑約50 nm的空間，每個核糖體直徑為1020 nm等。當(dāng)然學(xué)生還可以搜集、列舉更多的證據(jù)來支持自己的觀點。開放式的教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方式也是這次課程改革所提倡的。由于細胞不能無限長大，多細胞生物體體積的增加還有賴于細胞增殖。細胞增殖包括物質(zhì)準備和細胞分裂整個連續(xù)的過程。真核細胞分裂的方式有3種：有絲分裂、無絲分裂和減數(shù)分裂。有絲分裂是真核生物進行細胞分裂的主要方式，下面我們來做觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂的實驗。教師

19、應(yīng)講解實驗成功的關(guān)鍵。解離充分是實驗成功的必要條件。解離充分，組織才能分散，細胞也不會重疊。染色時，染液的濃度和染色的時間必須掌握好，特別是染色不能過深，否則不易觀察。壓片時用力必須適當(dāng)，過重會將組織壓爛，過輕則細胞未分散，二者都將影響觀察效果。教給學(xué)生觀察要領(lǐng)。讓學(xué)生觀察時，強調(diào)先用低倍鏡觀察，再轉(zhuǎn)高倍鏡觀察，切忌直接使用高倍鏡。增加演示實驗。學(xué)生自己制作的裝片，由于諸多原因，觀察效果常都不理想。教師可在實驗課前準備5臺示范鏡，分別示范有絲分裂固定裝片中間期、前期、中期、后期、末期5個不同時期。解離時，也可將剪取的23 mm洋蔥根尖浸入濃鹽酸和體積分數(shù)為95%的酒精各半的混合液中，浸2030

20、 min。這樣根尖被固定，細胞間質(zhì)被溶解，細胞容易分離。染色時，也可用紫藥水取代龍膽紫溶液，但濃度不宜過大?？蓪⒆纤幩♂?，即23滴清水中加入一滴紫藥水。壓片時，僅靠用手指輕按，不易將根尖細胞分散開?？蓪⑷旧蟮难笫[根尖用小刀壓平，或用鉛筆帶橡皮的一端稍用力壓，這樣才能使細胞分散，并且便于平放蓋玻片。制作裝片過程中空隙時間的利用。解離、漂洗、染色三個步驟中，都有一段等待的時間，教師應(yīng)該充分利用這些空隙時間。建議講解以下內(nèi)容：洋蔥根尖的培養(yǎng)方法，取材時間，解離和漂洗的目的和方法，分生區(qū)細胞與其他區(qū)細胞的區(qū)別等。學(xué)生實驗：學(xué)生開始實驗并記錄數(shù)據(jù)，記錄表如下：細胞周期統(tǒng)計間期分裂期前期中期后期末期總

21、數(shù)樣本1（視野1）樣本2（視野2）樣本1和樣本2合計各時期細胞所占百分數(shù)問題探討：1.所觀察的細胞是活的還是死的？2.為什么要對各個時期的細胞進行計數(shù)？以上問題將為學(xué)生理解細胞周期中各時期的長短打下埋伏。由于時間關(guān)系，本節(jié)課就上到這里。評價反饋本節(jié)課是以實驗為主的課，下面通過評價表的填寫和統(tǒng)計來反饋。實驗名稱觀察植物根尖分生組織細胞的有絲分裂姓名評價項目自評小組互評老師評價1.能熟練制作洋蔥根尖細胞的有絲分裂臨時裝片2.能熟練正確操作顯微鏡3.整個實驗進程有序緊湊4.實驗效果明顯說明：評價采用“A、B、C、D”四個等級課堂小結(jié)本節(jié)課同學(xué)們要學(xué)會科學(xué)探究的方法和觀察實驗的技能?？茖W(xué)探究的步驟一般

22、分為：（1）提出問題 （2）作出假設(shè) （3）設(shè)計實驗 （4）開展實驗 （5）記錄結(jié)果 （6）分析結(jié)果，得出結(jié)論 （7）表達與交流布置作業(yè) 課后要求學(xué)生統(tǒng)計全班結(jié)果，求出各時期細胞所占百分數(shù)；填寫實驗報告和實驗評價方案表。課后拓展1.真核細胞的直徑一般在10100 m之間。生物體細胞體積趨向于小的原因是受細胞所能容納的物質(zhì)制約 相對面積小，有利于物質(zhì)的迅速轉(zhuǎn)運和交換 受細胞核所能控制的范圍制約 相對表面積大，有利于物質(zhì)的迅速轉(zhuǎn)運和交換A. B. C. D.答案:C2.下列有關(guān)細胞體積和細胞的物質(zhì)運輸關(guān)系的敘述中，正確的是A.直徑越小的細胞，其細胞的物質(zhì)運輸效率越高B.直徑越大的細胞，其細胞的物質(zhì)

23、運輸量越小C.表面積越大的細胞，其細胞的物質(zhì)運輸效率越高D.體積越大的細胞，其細胞的物質(zhì)運輸效率越高答案:1C 2.A板書設(shè)計第6章 細胞的生命歷程第1節(jié) 細胞的增殖第一課時 實驗一、細胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系（一）目的要求通過探究細胞大小，即細胞的表面積與體積，與物質(zhì)運輸效率之間的關(guān)系，探討細胞不能無限長大的原因。（二）實驗原理瓊脂塊越小，其表面積越大，則其與外界交換物質(zhì)的表面積越大，經(jīng)交換進來的物質(zhì)在瓊脂塊中擴散的速度越快；瓊脂塊中含有的酚酞與NaOH相遇，呈紫紅色，可顯示物質(zhì)（NaOH）在瓊脂塊中的擴散速度。二、觀察植物細胞的有絲分裂（一）目的要求1.觀察植物細胞有絲分裂的過程，識別有絲分裂的不同時期。2.學(xué)會制作洋蔥根尖有絲分裂裝片的技術(shù)。3.學(xué)會使用高倍顯微鏡和繪生物圖的方法。（二）實驗原理染色體被堿性染料（如龍膽紫溶液）著色后，通過在高倍顯微鏡下觀察，同一組織中可以看到不同時期細胞內(nèi)染色體（或染色質(zhì)）的存在狀態(tài)，判斷這些細胞各處于有絲分裂的哪個時期，從而認識有絲分裂的完整過程。 希望對大家有所幫助，多謝您的瀏覽！