高中生物教案集(浙科版) 《分子与细胞》第四章 细胞的增殖和分化
第二节 细胞的分化
一、教学目标
【知识目标】
1．举例说明细胞分化的含义，概述细胞分化的意义。
2．说出细胞癌变的原因和癌细胞的主要特点。
3．举例说明细胞的全能性，举例说明细胞的全能性理论在动植物克隆技术中的应用。
4．举例说明干细胞的种类、特点和应用。
【能力目标】
1．通过探究细胞分化的特点，细胞全能性的概念，培养学生科学研究方法和科学素养。
2．培养学生理论联系实际，运用所学的生物知识解决实际问题，培养知识迁移应用能力。
【情感态度与价值观】
1．通过学习细胞的分化与衰老，对细胞生命过程具有更完整的认识，从而树立辩证唯物主义的自然观，逐步建立科学的世界观。
2．通过了解细胞癌变的有关知识，使学生更加关注生命的质量、关注健康、关注生物科学发展的热点。
3．通过了解干细胞的有关知识以及最新进展，增强学生探索新知识的欲望和创新意识。
二、教材分析
【教材的地位作用】
细胞的分裂使细胞数量增加，是生物体不断生长的基础；而在细胞分裂的基础上进行的细胞分化，则使细胞的种类增加，形成不同的组织，进而形成器官、系统，因而细胞分化是生物体发育的基础。细胞的分裂、分化、衰老、死亡是细胞生长发育的必然规律。本节内容中，细胞分化是核心内容，细胞癌变、全能性、干细胞都可由细胞分化的内容拓展而来。本节内容既是对细胞结构、功能、分裂等知识的拓展和延伸，又为学习遗传、变异打下基础。同时，细胞全能性的知识又是选修课本中细胞培养这一生物技术的理论基础。
【教学重难点】
1．教学重点：细胞的分化与癌变，细胞全能性。
2．教学难点：细胞的全能性、干细胞。
【建议课时】
本节建议安排1课时。
三、学情分析
学生在初中对“细胞分化”的知识有初步的了解，在学完“细胞的增殖”后学习本节，使学生对生物的个体发育有一个系统的理解。这节内容比较抽象，学生缺乏一定的感性认识，因此需要教师在教学中应用多种教学手段，激发学生的学习兴趣，将微观的内容具体化、形象化，从而提高学习效果。
四、教学设计
【教学方法】
1．采用“启发－合作－探究”的教学方式。以学生为主体，在教师以启发式的问题的引导下，学生通过自主学习，以小组合作的方式，进行探究性学习。
2．也可采用“问题教学法”和“小组研讨法”相结合的教学方法，层层设置问题，然后以小组合作研讨的方式解决，归纳出知识点，并加以理解掌握。
3．还可采用教师讲授和学生自学相结合，多种媒体互相结合的教学方法。
【设计思路】
细胞分化是多细胞生物体发育的基础和核心，细胞分化的概念，内涵较深刻，也是学生较难理解的。通过设疑：多细胞生物体中有数以亿万计的，几百种细胞，但是却由一个受精卵通过细胞的增殖和分化发育而成的。帮助学生理解彼此相似的细胞，经过分裂和分化，发育为形态、结构和功能上不相同的细胞，这一变化过程即为细胞分化。然后通过联系社会中的职业分工的不同，将职业与生物体内各类细胞承担的生理功能类比，引导学生想象如果没有细胞分化，多细胞生物体内将是怎样的状况？从而加深学生对细胞分化重要意义的理解。
通过收集相关材料使学生认识癌症对人类健康的威胁，引入到“癌细胞”的知识，通过比较正常细胞与癌细胞的区别，介绍癌细胞的特点。通过案例分析，得到致癌因子的知识。
细胞的全能性是教学的难点，通过介绍植物细胞的组织培养和蛙的核移植实验使学生明确动植物细胞都具有全能性。通过设疑：如何补充分化了的细胞引入干细胞的知识，从而介绍干细胞的种类和特征。
【教学过程】
教学流程 教师活动 学生活动 教学意图
导入新课细胞分化的含义细胞分化的意义 【讲述介绍】多细胞生物体一般由数以亿万计的细胞构成的。以人为例，成年人体大约含有1014个细胞，200多种，这些细胞又构成了不同的组织。【投影展示】人体的神经细胞和骨骼肌细胞。【提出问题】这两种细胞的形态、结构和功能是否一样？【提出问题】生物体都是由一个受精卵发育而来的，经过有丝分裂形成了构成生物体的数以亿计的细胞。我们刚刚学过有丝分裂的知识，知道分裂后形成的两个子的细胞形态一样，但现实中，生物体中的细胞却形态各异功能不同，为什么会导致细胞产生如此差异呢？【巡回指导】走入学生当中指导学生阅读、讨论，了解学生学习过程中暴露出的问题。【共同归纳】导致后代细胞产生差异的原因是细胞分化。【举例说明】我们曾观察过的根尖纵切片中，分生区的各种各样细胞都是由分生细胞形成的；教材图2－6中的各种细胞也都是来自于胚细胞或分生细胞。【类比设疑】现代社会中有多少种职业？如果没有职业分工，社会的运转状况是怎样的？如果细胞也没有分工，多细胞生物体将会是怎样的？是谁帮助多细胞生物体实现了这些分工？（教师提示：如果没有了细胞分化，那么生物体中的细胞种类可能就只有一种，一种细胞能不能构成多种器官和组织呢？）【指导评价】指导学生的讨论，对讨论过程中的有些疑难问题进行分析解答，对交流归纳的问题作及时的评价。 【观察比较】联系初中学过的不同组织中的细胞形态、结构和功能的特点。得出两种细胞的形态结构不相同，功能也不一样。【阅读思考】针对教师的问题，阅读教材P100的内容。并在学习小组中进行讨论、分析。得出细胞分化的概念：在个体发育过程中，相同细胞的后代，在形态结构和生理功能上发生差异的过程称为细胞分化。【比较分析】查看教材P26中多种多样的细胞。深入理解细胞分化的概念。【讨论解疑】结合实际，理解社会分工的意义。联系初中学过的有关组织、器官、系统的知识，理解细胞分工的意义，从而理解细胞分化的意义。【共同归纳】多细胞生物体，一般是由一个受精卵，通过细胞的增殖和分化发育而成的。也就是说，仅仅有细胞的增殖，而没有细胞的分化，生物体是不能进行正常的生长发育的。因此，生物体的个体发育就是通过细胞的分化过程来实现的。生物体的正常发育是在细胞分化过程受到高度精巧的严格控制下发生的。 ☉在已有的知识背景下引入新课。☉培养学生比较、分析、归纳的思维能力。☉通过观察比较，加深印象，巩固知识。☉通过社会分工进行类比，有助于学生理解细胞也存在分工，延伸到细胞分化的意义。
癌变癌变的概念癌细胞的特征癌细胞的诱因 【展示材料】据有关资料统计，我国现有癌症患者达300万以上，每年约有130万人死于癌症。我国城市恶性肿瘤死亡率为126.52/10万人，已从70年代的死因第3位升到第1位。尤其值得注意的是，年龄在35～54岁的人群段中，因患恶性肿瘤死亡者居各类死因之首位。癌症己成为世界性严重危害人类健康和生命安全的常见病之一。【提出问题】如今人们“谈癌色变”，那么什么是癌细胞，癌细胞是怎么产生的呢？（引导学生阅读教材P101）【展示材料】幻灯或投影展示癌细胞病理切片、图片。大屏幕展示：a.有一种人工培养的细胞，叫海拉细胞（Hell cell），是从一个非洲女子海拉的子宫颈癌组织中分离出来的。这种细胞在体外培养，能够一代一代地传下去，存活至今已经50多年了，好像是“不死”的细胞。b.癌症晚期，由于细胞膜上的糖蛋白等物质的减少，使细胞彼此之间的粘连性降低，导致癌细胞容易在有机体内扩散和转移。组织学生比较癌细胞与正常细胞之间的区别，并归纳癌细胞的特征。【展示材料】大屏幕展示材料：全世界在近50年的癌症研究中，已在癌症病因学上、癌症的预防及治疗上取得了很大进展，因此，1981年世界卫生组织公开宣布当前全世界癌症有1/3可以预防，还有1/3经过早期诊断、早期治疗可以治愈，剩下1/3的癌症病人经过治疗，可以延长寿命，减轻痛苦。因此，对待癌症应有一个正确态度，谈“癌”色变或对癌症漠不关心的态度都是错误的。我们要了解癌症的病因，就是为了在我们日常生活和工作中，知道如何预防癌症和进一步研究预防办法。（展示教学设计第五部分的背景材料，引导学生对收集的材料进行阅读分析，归纳能引起细胞癌变的因素有那些呢？） 【阅读讨论】结合生活中遇到的癌症病人或者电视、报章、网络中的癌症信息，加深对癌症知识的了解。【阅读讨论】阅读教材P101，以学习小组交流的形式讨论问题，最后归纳：生物体的正常发育，是在细胞分化过程受到高度精巧的严格控制下发生的。一旦失去控制，细胞分化就会发生异常。而癌细胞的产生就是细胞分化过程异常所致。正常的细胞发生突变而成为癌细胞的过程称为癌变。【交流归纳】阅读、分析材料，在教师指导下最后归纳：癌细胞是正常细胞转化而来的，除了保留了原来细胞的某些特点外，还具有一下特点：①能无限增殖，人体的细胞一般只能分裂50～60次，可是癌细胞分裂次数无限。②癌细胞能在体内转移，是因为癌细胞表面缺少一种粘连蛋白。【材料分析】结合现实生活中的所见所闻和网络、电视中的相关报道，分析探讨能够引起细胞癌变的相关因素。在教师的指导下，在学习小组分析讨论后归纳出引起细胞癌变的致癌因子大致可以分为三大类：①物理致癌因子，主要是辐射致癌，例如电离辐射、X射线等等；②化学致癌因子，如苯、砷、煤焦油等等；③病毒致癌因子，现在已经发现有150多种病毒可以引起动植物产生肿瘤。 ☉通过现实生活中的实例或者报道引入，更能激起学生的求知欲望，和学习积极性。☉通过直观的图片加深学生对癌细胞的理解。引导学生对图片进行观察分析，培养学生的图形分析能力和信息处理能力。☉了解癌症预防和治疗的最新动态。将教材知识置于现实生活的背景中,让学生在解决与生活密切相关的问题的过程来深入理解生物学知识。体现了新课程“注重与现实生活的联系”这一理念。
细胞的全能性细胞全能性的概念动物细胞的全能性动物细胞全能性的应用 【提出问题】受精卵具有分化出各种细胞的潜能，分化后的细胞是否具有这种能力？分化后的细胞，其里面所含的遗传物质有没有改变呢？【材料展示】大屏幕展示分析：a.1958年，美国科学家斯图尔德（F.C.Steward）将胡萝卜韧皮部的一些细胞进行培养，最终发育成完整的新植株。b.取植物的根、茎、叶组织的少许细胞进行培养，最终都能发育成完整的植株，且培养出来的植株与本体相似。【总结归纳】通过分析讨论引出细胞全能性的概念：细胞全能性是指已经分化的细胞，仍具有分化出各种细胞的潜能。其原因是：细胞内含有保持物种遗传性所需的全套遗传物质。【提出问题】设置探究性问题：动物细胞有没有全能性呢？你能从教材中找到相应的依据吗？【材料展示】多媒体课件演示蛙的核移植实验。【总结归纳】动物的体细胞不表现出全能性，其原因是受到了细胞内物质的限制，但细胞核中有该物种的全套基因，所以细胞核具有全能性。【提出问题】不知道同学们有没有听说过“克隆”，知道不知道什么是“克隆”？知不知道“多莉羊”？【材料展示】多媒体课件演示多莉羊的克隆实验。【提出问题】多莉羊“长得”会和哪个“母亲”更相似呢？（提示：多莉羊的克隆成功再次证明了细胞核的全能性。） 【分析讨论】师生共同分析归纳：细胞分化并不是遗传物质的改变。分化后的细胞“应该”也具有这种潜能。【阅读思考】阅读教材P102“细胞的全能性”。思考分析答出：高度分化的植物细胞仍然有发育成完整植株的能力，该植物体性状与受精卵发育而成的个体基本相同。【阅读讨论】阅读教材P103后，交流讨论。师生共同总结：动物细胞的体细胞不表现出全能性，但细胞核具有全能性。【交流回答】交流自对世界上第一例成功克隆的动物“多莉羊”的了解情况。结合已有的知识加以介绍回答。【讨论交流】分组讨论、交流后，回答：多莉羊与提供乳腺细胞核的“母亲”在外貌和形态上都相同，而与另外两个“母亲”都不同。 ☉体现了新课程以问题驱动学习的理念，引导学生学会深入的分析问题、解决问题、建构知识、发展能力。培养学生科学研究方法和科学素养。☉开拓思维，培养学生独立分析问题的能力。☉培养学生分析问题的能力，增强学习信心。
干细胞干细胞的特点干细胞的种类干细胞的应用 【提出问题】通过上面的学习我们知道，尽管分化的体细胞具有发育为完整个体的潜能，但在生物体内，细胞分化是不可逆的，一般分化了的细胞不再恢复分裂能力，那么生物体如何补充衰老死亡的细胞？（也可自问自答）在细胞的分化过程中，细胞往往由于高度分化而完全失去了再分裂的能力，最终衰老死亡。机体在发展适应过程中为了弥补这一不足，保留了一部分未分化的原始细胞，称之为干细胞。一旦生理需要，这些干细胞可按照发育途径通过分裂而产生分化细胞，也可以这样说，这些干细胞充当了分化细胞“预备队”的角色。【巡回指导】组织学生阅读教材P102～103，回答下列问题：干细胞的特点、干细胞的种类。走入学生中，参与学生的讨论，加以点拨、指导。【提出问题】研究干细胞的最终目的是应用干细胞技术治疗疾病。那么干细胞技术有那些应用呢？人能不能利用干细胞技术达到长生不老呢？【展示材料】目前科学家已能在体外以干细胞为种子培育成功一些组织器官，来替代病变或衰老的组织器官。假如在年老时能使用上自己或他人婴幼儿或青年时期采集保存的干细胞及其衍生组织，那么人类长期追求的长生不老和幻想就有可能成为现实。造血干细胞移植是目前治愈白血病和某些遗传性血液病的惟一希望，在肿瘤和难治性免疫疾病的治疗中也有其独特的作用。 【阅读讨论】阅读教材P103内容，以学习小组的形式讨论，师生共同归纳出干细胞的种类和特点：（1）干细胞的特点：干细胞的显著特点是进行不对称分裂，就是干细胞经过一次分裂所产生的两个细胞中，一个仍然是干细胞，另一个则经过多次分裂后，会变成许多各式各样的体细胞。（2）干细胞的种类：①按分化潜能分：a.全能干细胞：受精卵是全能干细胞，它能产生生物体所需的所有各种类型的细胞，所以受精卵最后能发育成为完整的生物体。b.多能干细胞：胚胎干细胞是多能干细胞，它的分化能力仅次于受精卵，虽不能发育成完整的个体，但可以发育成为除部分胎盘以外的所有成体组织。c.专能干细胞：造血干细胞是专能干细胞，能够分化成各种血细胞，但不能分化出造血系统以外的细胞。②按来源分：a.胚胎干细胞：胚胎组织中有全能干细胞和多能干细胞。b.成体干细胞：成体干细胞只有专能干细胞，具有组织特异性。【共同归纳】干细胞的研究为临床医学开辟了新的途径。例如，骨髓移植中的应用；利用干细胞培养组织器官等。 ☉引入“干细胞”知识的学习。通过围绕层层铺设的问题，开展小组合作学习，师生共同归纳、完善。体现新课程把学习的自主权交回给学生，让学生真正成为课堂教学的主体。☉使学生了解我国科学研究的前沿工作，激发兴趣，发展相关情感。
资料收集 布置课外任务---通过报纸、刊物、互联网、访谈等途径搜集“恶性肿瘤防治方面的资料”。 以学习小组为单位，讨论如何搜集相关资料的方法途径，研究解决“任务”的方案。课外进行资料的收集。 ☉培养学生多渠道获取知识的能力。也下节课准备学习资料。
【反馈检测】
1、细胞一生要依次经过哪几个阶段（ ）
A．未分化、分化、衰老、死亡 B．分化、衰老、未分化、死亡
C．衰老、分化、未分化、死亡 D．分化、未分化、衰老、死亡
2、与生物的发育密切相关的是（ ）
A．细胞分化 B．细胞衰老 C．细胞癌变 D．以上三项均是
3、能够无限增殖的细胞是（ ）
A．神经细胞 B．血细胞 C．心肌细胞 D．癌细胞
4、在二次大战后，在日本广岛生活的人癌症发病率很高，原因是受什么作用（ ）
A．物理致癌因子 B．化学致癌因子 C．病毒致癌因子 D．煤焦油
5、组织培养中，用一定生物化学手段能使植物组织中的每一个细胞发育成完整植株，这说明（ ）
A．生物具有生长、发育特性 B．每个细胞具有该物种整套遗传物质
C．生物具有遗传性 D．生物具有应激性和适应环境的能力
6、动物体内各种细胞中，具有最高全能性的细胞是（ ）
A．体细胞 B．生殖细胞 C．受精卵 D．干细胞
参考答案：1、A 2、A 3、D 4、A 5、B 6、C
五、相关链接
1、背景资料
a.打扫烟囱的童工，因为烟灰长期刺激阴囊而引起阴囊皮肤癌；用煤焦油涂抹兔子耳朵，经过相当时期诱发出兔耳朵的皮肤癌；从煤焦油中成功地提炼出致癌物质3-4-苯并芘，燃烧煤产生的煤烟中同样也含有苯并芘等致癌物，用它可引起皮肤癌、肉瘤等；我国学者吕富华在德国留学的时候研究，世界上第一个发现了烟草的烟焦油可以引起癌症。
b.1945年，日本的广岛和长崎受了原子弹的袭击，当时两座城市化为一片焦土，短期内死亡人数达20多万，而幸存者在事后的数年开始，白血病、乳腺癌、肺癌、骨肉瘤、甲状腺癌、皮肤癌等的发病率明显地较其他地区高，至今，已50年过去了，辐射致癌的影响仍很明显。1979年，美国三哩岛压水堆核电站事故，以及1986年前苏联切尔诺贝利沸水堆核电站事故都导致大量放射物质外泄。除了引起不少人因急性放射病死亡外，目前受害人群中癌症发病率比普通人群高7倍。
c.乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒感染与原发性肝癌有关，单纯疱疹病毒与人乳头瘤病毒可能与子宫颈癌的发病有关，EB病毒可能与鼻咽癌的发生有关，人亲T淋巴细胞病毒与一种特殊的T细胞白血病有关，幽门螺杆菌感染与胃癌发生有关。在我国与微生物感染有关的癌症约占癌症总数的30%。
2、肿瘤病毒的发现、癌基因学说、干细胞
（详见《普通高中课程标准实验教科书生物学（必修部分）教师教学用书》第129～134页）
3、相关网站
http:///gzsw/index.htm ( http: / / / gzsw / index.htm ) 高中生物
http://www./ ( http: / / www. / ) 中国癌症信息库
http:///index.jsp ( http: / / / index.jsp ) 中国干细胞网
浙江省定海第一中学 王波
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142高中生物教案集(浙科版) 《分子与细胞》第四章第细胞的增殖和分化
第三节 细胞的衰老和死亡
一、教学目标
【知识目标】
1. 描述细胞衰老的特征。
2. 简述细胞凋亡与细胞坏死的区别。
3．分析细胞衰亡的原因，认识细胞的衰亡、凋亡与人类健康的关系。
【能力目标】
1．对收集的资料进行整理、分析、交流，培养学生收集信息和分析问题的能力。
2．培养学生理论联系实际，能运用所学的生物知识解决实际问题，培养知识迁移应用能力。
【情感态度与价值观】
1．探讨细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系，关注老年人的健康状况，培养学生关爱老人、关注社会问题。
2．领会生命的物质性和连续性。
二、教材分析
【教材的地位作用】
细胞的分裂、分化、衰老、死亡是生命的必然。因此，细胞的衰老和死亡是生命活动中必不可少的过程。对于细胞衰老和死亡的学习，能使学生对细胞的整个生命过程有个完整的认识。同时细胞衰亡机制的研究与生物科技的发展息息相关。对细胞衰亡知识的学习，有助于培养学生的科学兴趣，培养学生的创新意识。
【教学重难点】
1．教学重点：细胞衰老的特征和细胞凋亡的理解。
2．教学难点：编程性细胞死亡（细胞凋亡）。
【建议课时】
本节建议安排1课时。
三、学情分析
学生已经学习了细胞的增殖、分化的内容，对本章的内容已经有了初步的认识和理解，明确了细胞的分化、衰老和死亡是一个完整的生命过程。本节的内容比较接近现实生活，教师可以利用现实生活中的例子加以说明，使学生有个直观的认识，同时也可以培养学生知识的应用能力和知识的迁移能力。
四、教学设计
【教学方法】
本节课中采用的主要是“学生小组分工合作”和“师生共同归纳”的教学方法。根据本节内容，教学时采用“资料收集－分析整理－交流展示”、“材料阅读－分析讨论－师生共同归纳”等途径。在本节课中，资料收集的途径和方法以及对资料加工的方法等知识，是教材中没有涉及的，需要教师结合学生的阐述加以归纳总结；细胞衰老和凋亡的知识点也是学生分组讨论总结后教师加以整理归纳的。
【设计思路】
本节课前让学生“收集恶性肿瘤防治方面的资料”、“收集有关干细胞研究进展的资料”，本节课的前一段时间主要是对上节课内容的继续，让学生汇报交流收集、整理后的材料。同时指导学生资料收集、整理的方法。然后进入到细胞衰老的知识的学习，明确细胞衰老和死亡是细胞整个生命活动中必不可少的过程。通过比较老年人和青年人的外形区别，引入到细胞衰老的特征。通过对老年人“老年斑、皱纹和白头发”的分析，共同归纳出细胞衰老的特征。组织学生分子分析给出的三组材料，使学生明确细胞凋亡的知识，以及区别细胞凋亡和细胞坏死的区别。
【教学过程】
教学流程 教师活动 学生活动 教学意图
继续上节课的内容 【布置讨论】布置学生以学习小组为单位，对各自收集的“恶性肿瘤防治”或“干细胞研究进展”资料的方法、内容在组内交流，专人汇总整理收集的主要“成果”。教师巡回指导。 【组内交流】以学习小组为单位，各人介绍本资料收集过程中所采用的途径和方法，以及展示本人的“成果”。专人执笔汇总。 培养学生小组合作精神，语言表达的能力。
组织交流资料整理 【组织交流】听取学生发言，对学生所采用的方法进行点评，并充分肯定学生的劳动成果。 【班级交流】各组派一名代表，上台向全班同学汇报各组所采用的资料收集的方法、途径，以及收集的成果（可运用多媒体展示）。 对收集的资料进行交流、整理，培养学生收集信息和分析问题的能力。
展示成果归纳总结 【归纳归纳】通过交流，师生共同归纳总结如下：（1）收集资料的途径：互联网；图书馆；报纸、杂志；广播、电视、电影；博物馆；教材及教学辅助资料；和有关专业人员进行交流；热线咨询等。（2）收集资料的方法：①使用搜索引擎。互联网的迅速发展，使人们之间的相互交流日益方便与频繁，网上丰富的资源正在被我们利用。②写读书笔记。在图书馆或平时阅读杂志时，看到相关的资料可以记录在笔记本上，并注明出处，以备今后查找。③剪报纸。在阅读各种报纸时，留心把一些你所要收集的相关资料裁剪下来，粘贴在专用本子上，并在旁边记下报纸的名称及发行时间，以备今后再查找。或者在杂志上看到有用的资料后，可以复制后再剪下来，进行保存。（3）对资料进行加工：①筛选。筛选的一个重要原则是：结合自己的需要，保留与探究主题相关的信息，而对于不相关的信息应大胆舍弃。②分类。对于收集来的信息，我们常常发现即使和仅仅一个课题相关的信息可能也是多方面的，信息量也很巨大。对于这些不同的信息，应该根据不同的分类方法对其进行分类。③保存。有电脑使用条件的同学，保存时要重视文件夹的建立。要建立条目明确、条理清晰的文件夹体系，对于以后查找和使用帮助很大。 通过对共同归纳，使学生更加明确资料收集的途径、方法、以及对收集来的资料如何进行加工，培养学生的自学意识以及自学能力。
引入新课 【知识过渡】通过上堂课的学习和今天对大家收集的资料分析了解，对第二节细胞分化的知识更加深了理解。这节课我们将继续前面的内容进一步学习细胞衰老和死亡的知识。 通过知识过渡,可以使学生从兴奋的激情状态回归到理性思考状态,为下面知识的学习做准备。 承上启下
细胞衰老细胞衰老的现象细胞衰老的特点细胞凋亡的现象 【提出问题】每个生物体都有寿命，那么细胞有没有寿命呢？【展示材料】材料1：血液中的红细胞生命期约120天，白细胞约7～14天，血小板约7～9天。材料2：人体内的红细胞，每分钟要死亡数百万至数千万之多，同时，又能产生大量的新的红细胞递补上去。【归纳总结】可见，细胞的衰老和死亡也是一种正常的生命现象。细胞之所以有一定的寿命，是因为它们不可避免地要衰老，这是细胞生命活动的必然规律。【展示材料】大屏幕展示一个人青年时和老年时的照片，引导学生比较两者形象上的区别。【提出问题】为什么会产生这些差异呢？（利用已经学过的知识，结合教材的内容，引导学生分析。）【归纳补充】在学生分析归纳的基础上完整细胞衰老的特点：①细胞内水分减少，体积变小，新陈代谢速度减慢；②细胞内酶的活性降低；③细胞内的色素会积累；④细胞内呼吸速度减慢，细胞核体积增大，线粒体数量减少，体积增大；⑤细胞膜通透性功能改变，使物质运输功能降低。【材料展示】材料1：蝌蚪在发育过程中，尾和鳃都会在一定的时期消失掉；材料2：人胚胎发育过程中会产生过量的神经细胞，所以需要调整神经细胞的数量，使之与受神经细胞支配的细胞的数量相适应，以保证神经系统对生命活动的精确调节；材料3：在健康成人体内的骨髓和肠中，每小时约有10亿个细胞死亡。根据材料，引导学生明确，什么是编程性细胞死亡或细胞凋亡。动植物细胞中都有细胞凋亡的现象存在。同时指出关于细胞凋亡的机理，尚有待深入的研究，更希望有同学以后去研究和发现！【提出问题】细胞凋亡与细胞坏死的区别？（教师适当举例提示） 【提出问题】设置探究性问题，培养学生科学兴趣：能不能通过研究细胞衰老的问题，延缓人类的衰老，从而延长人类的寿命呢？（分析评价学生的发言，鼓励大胆想象，对于不符合科学原理的问题给予适当的解释说明） 【举例说明】结合学生已有的知识，讨论回答（举例）。【分析讨论】通过材料的分析，得出结论：生物体内的绝大多数细胞都有寿命，都要经过未分化、分化、衰老、死亡这几个阶段。【观察分析】通过对两副照片的比较、分析、归纳后回答：老年人老年斑存在，皱纹比较多，而且有白头发。【讨论分析】阅读教材，联系实际和已有知识体系，在教师点拨、指导下得出结论：①在衰老的细胞内水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小，因此产生了皱纹；②衰老的细胞内，有些酶的活性降低，例如，由于人的头发基部的黑色素细胞衰老时，细胞中的酪氨酸酶的活性降低，导致头发变白；③细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累，就会导致老年斑的出现。【阅读分析】阅读展示的材料，结合教材内容，明确编程性细胞死亡的概念。明确动植物体中都存在细胞凋亡的现象。【分析讨论】联系以前的知识，通过讨论、教师的提示，得出：细胞坏死与细胞凋亡是不同的，细胞坏死是在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢受损或中断引起的细胞损伤或死亡。 【分析讨论】在自己已有的知识基础，充分发挥自己的想象，展望美好的科学未来。 通过问题设置，很快抓住学生的好奇心，提高学生的学习热情。 通过引导学生对图片进行观察分析，培养学生的图形分析能力和信息处理能力。结合现实生活中常见的实例，有利于学生理解。提高学生应用已有的知识决实际问题的能力。培养学生科学的探究精神和开拓创新精神。把知识的延伸到课外,给学生一个更大的思维空间。
【反馈检测】
1、某一植物组织细胞，发现分解有机物缓慢，酶的活性降低，则该植物细胞正在（ ）
A．分化 B．分裂 C．衰老 D．癌变
2、下列关于细胞衰老的说法不正确的是（ ）
A．生物体内绝大多数细胞都要经过未分化、分化、衰老和死亡这几个阶段
B．细胞的衰老和死亡是一种正常的生命现象
C．细胞内水分减少，细胞核体积减小
D．细胞膜通透性改变，物质运输功能降低
3、联系实际分析：老年人的皮肤干燥皱裂、头发变白、出现老人斑的原因是什么？
参考答案：1、C 2、C 3、略
五、相关链接
1、细胞衰老的假说
几十年来，为了阐明细胞衰老的机制，人们曾先后提出过许多假说来解释细胞衰老发生的原因。这些理论各有自己的证据，然而这些证据往往都是强调了一个方面因而是比较片面的。细胞衰老的原因确实有可能是由多因素引起的，所以存在多种有关细胞衰老的理论也是正常的，这可能也是至今没有真正揭示出细胞衰老机制的原因。目前看来，有发展前途的理论主要有两种：一是自由基理论；另一是程序性细胞死亡理论。
（1）自由基理论。细胞代谢过程离不开氧的存在，生物氧化过程是细胞获得能量的过程，然而在这种生物氧化过程的同时， 会产生一些高活性的化合物，它们是生物氧化过程的副产品。实验已经证明，这些生物氧化过程中的副产品或中间产物与细胞衰老直接相关，它们能导致细胞结构和功能的改变，这就是细胞衰老的自由基理论。
所谓自由基是指那些带有奇数电子数的化学物质，即它们都带有未配对的自由电子，这些自由电子导致了这些物质的高反应活性。自由基在细胞内的产生是有多种原因的。例如，生物氧化、辐射、受污染物的侵害，以及细胞内的酶促反应等过程中都会释放自由基。在细胞中正常的自由基反应过程包括起始、扩增、终止等3个过程。
自由基一旦生成，它们就能不断扩增。自由基对细胞膜造成非常大的损伤，对许多细胞成分也造成损伤。但是，自由基的扩增过程是可以随时被终止的，可以通过加入外源化合物来清除细胞内产生的多余的自由基。例如，加入保护性的酶，主要有超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)，两者协同作用起到保护性作用。再有，加入其他抗氧化物分子，如维生素E和维生素C，它们都是自由基反应的有效终止剂。
（2）程序性细胞死亡理论。动物的大多数细胞在发育到一定阶段出现正常的自然死亡，称为程序性细胞死亡。程序性细胞死亡和细胞病理死亡有根本的区别。 程序性细胞死亡的现象是普遍存在的，它发生在依赖激素的组织中，以及淋巴细胞、胸腺细胞、肝细胞、皮肤和胚胎发生期间的细胞中。
关于程序性细胞死亡过程的特性，最明显的形态学变化是细胞核内染色质浓缩，DNA降解成寡聚核苷酸片段，这与某些特异蛋白的表达有关。已经证明，程序性细胞死亡是一种细胞的生理控制机制。
2、人衰老的原因机制
科学已用实验证明，对单细胞生物来讲，在体外培养的细胞只要条件合适往往就可一直分裂下去。但对人这样庞大的多细胞的集合体而言是否其细胞也是如此呢？科学的事实无可辩驳地回答我们不是。
1961年，科学家用人的成纤维细胞作体外培养，证明成纤维细胞经过40～50次分裂后，细胞变大，细胞周期变长（从21ｈ延长至24ｈ以上），最终不再分裂而死去，实验还进一步证明，成纤维细胞的分裂次数也是固定的。将已分裂20次的成纤维细胞冷冻保存几年后取出，它们仍能分裂30次左右然后衰老而死去。并且可以更深入证明决定分裂次数的“钟”似乎是存在于细胞核中。如将已分裂10次的成纤维细胞核移入已分裂30次的成纤维细胞中，并移走原来的核，这一“幼核老质”的细胞就将根据幼核的分裂次数，再分裂40次。反之，如果将已分裂30次的核取代已分裂10次的核，所得“老核新质”的细胞就只能再分裂20次左右了。此外，老年人的成纤维细胞比年轻人的成纤维细胞分裂较慢，在体外培养时所能分裂的次数也较少。以上的科学实验与事实充分证明成纤维是有一定的寿命的，除非发生了癌变，否则总要衰老死亡的。其中的本质原因是成纤维细胞的分裂次数是固定的。
或许就有人要拿出海拉细胞作为反例来驳斥上述观点了。的确，海拉细胞似乎是不衰老的。那位女士已逝去近50年，但来自她宫颈癌的细胞却至今继续分裂繁殖。这似乎说明细胞有能力摆脱衰老而“常保青春”。甚至是有固定寿命的成纤维细胞如果发生癌变，也能不再衰老死亡了。然而，这里要指出的一点是，海拉细胞是不正常的细胞，正常的有固定寿命的成纤维细胞也只有在变成了不正常的癌细胞后，才出现“青春永驻”。这就意味着一个没有发生癌变的正常人是会出现细胞衰老这一种必然现象，最终导致死亡。而一个发生了癌变的不正常人的细胞最终会因被“排挤出正常”而回归大自然的正常状态。
以下进一步来论证是什么因素阻止了成纤维细胞的分裂。已有实验表明，老的成纤维细胞对一些促细胞分裂的分子，如来自血小板的生长因子（ＰＤＧＦ）、来自上皮细胞的生长因子（ＥＧＦ）和胰岛素都不敏感，并还失去了一些必要的转录功能，它们只能停留在Ｇ0期而不能进入Ｇ1重新分裂，最终就衰老而死亡。
而癌细胞由于细胞的遗传物质，或基因组成发生了变化，和正常细胞分裂有很多不同之处。癌细胞不受相邻细胞的影响而继续分裂，因而成为隆起的多层培养，这是由于癌细胞的表面发生了变化，不再有接触抑制的现象，以致它们彼此不相识，和别的细胞也不相识，因而它们在体内到处游走，导致癌细胞的转移。癌细胞的分裂也不受细胞周期中2个控制点的限制，因此只要不缺少营养物质，就能无限分裂，并且也可在任何时期停止分裂，因此它们的染色体数目可有很大变化。
从癌细胞可以长生不死和成纤维细胞总要衰老死亡来看，似乎细胞的寿命是决定细胞的本身的，也就是说，衰老是细胞的遗传特性，因而细胞总是要衰老的。改变条件有可能调整衰老基因的表达，从而推迟细胞衰老，甚至使衰老基因不表达，如癌细胞。但在一般细胞中，虽然衰老可能推迟，但衰老总是要发生的。（摘自《大众科技报》）
浙江省定海第一中学 王波
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143高中生物教案集（浙科版） 《分子与细胞》第四章 细胞的增殖和分化
第四章 细胞的增殖和分化
第一节 细胞的增殖
一、教学目标
【知识目标】
1、说出什么是细胞周期。
2、描述分裂间期细胞的主要特点。
3、描述分裂期细胞不同阶段的主要特点，概述有丝分裂的主要特征。
4、制作植物细胞的有丝分裂装片，观察动植物细胞的有丝分裂过程。
【能力目标】
1、通过有丝分裂实验中熟练使用显微镜，装片的制作过程培养学生的动手能力及绘生物图的能力。
2、通过对动植物细胞有丝分裂过程比较，培养学生比较、类比推理等思维能力。
3、通过细胞周期内染色体变化图像的观察，培养学生视图、分析、判断能力。并使学生掌握从图像、文字、数字三方面三位一体地去理解有丝分裂的学习方法。
【情感态度与价值观】
1、通过细胞有丝分裂过程中染色体变化特点的学习，使学生客观地认识生命现象，建立科学的世界观。增强学生用辩证唯物主义观点去认识生命现象的意识。
2、通过实验、观察、讨论、绘图等一系列活动，使学生养成严谨求实的科学态度，培养勇于探索新知识的精神。
二、教材分析
【教材的地位作用】
本节教材的内容主要涉及有丝分裂。在介绍了细胞周期的概念和分裂间期后，教材安排了“观察细胞的有丝分裂”永久装片活动，使学生对细胞有丝分裂过程有一定的感性认识，并提出相应的问题。在此基础上，教材重点阐述了动、植物细胞有丝分裂的过程和意义。最后通过“观察植物细胞的有丝分裂”的活动，巩固所学的有丝分裂知识，体会人们研究细胞有丝分裂过程的方法和手段，培养熟练制作植物细胞有丝分裂临时装片的技能。
细胞增殖是细胞生命历程的重要阶段。作为生物体的重要生命特征，是生物体生长、发育、繁殖的基础。有丝分裂的内容是学习减数分裂、配子生成和融合、合子发育的重要基础，也是学习DNA复制及遗传信息传递的重要基础。同时对培养学生的动手能力，使学生树立宏观与微观相统一、结构与功能相适应的观念起重要作用。
【教学重点难点】
1、教学重点：有丝分裂的过程和意义、活动“观察植物细胞有丝分裂”。
通过教材的地位作用的分析可知有丝分裂知识的重要性。而细胞周期是学生正确理解和记忆有丝分裂过程的桥梁和保证，因此学生掌握细胞周期的概念是学好有丝分裂的关键之一。有丝分裂中染色体的行为变化是重中之重，因为有丝分裂过程中染色体的复制和平均分配的规律性变化是有丝分裂的本质性特征，体现了有丝分裂在生物遗传中的意义。
观察植物细胞有丝分裂的实验是学完有丝分裂过程后的验证性实验，通过该实验有利于学生掌握实验操作技能。让学生在明确实验目的的前提下通过讨论“选择材料”、“试剂运用”、“实验手段”等多角度理解实验原理。从而在顺利完成实验的同时，学会围绕一定的教学目的设计实验的科学方法是本实验教学的重点。
2、教学难点：有丝分裂中染色体的行为变化、观察植物细胞有丝分裂的实验。
有丝分裂的染色体的行为变化是学生看不见摸不着的，如果让学生只借助书上的几幅挂图去理解染色体的变化，难度可想而知。再加上与染色体行为变化相关的染色体复制、姐妹染色单体等新概念较多，也很抽象。所以最好能借助多媒体动画的仿真演示来突破这个难点。
实验中的难点主要是实验技能的掌握，以及在取材、解离、漂洗、染色、压片等环节根据实际情况灵活处理实验材料。在实验中使学生通过对各时期静止图像的观察、讨论，把静止的图像和有丝分裂过程中染色体的动态变化过程相印证，从而加深对有丝分裂过程的理解也是本实验的难点。
三、学情分析
学生已具有细胞结构的有关知识和光学显微镜的使用技能，为学习这部分内容已有一定的理论基础和动手操作的基础。虽然本节内容比较抽象，学生难以理解，但高中学生的抽象思维能力和综合思维能力较强，教学中可以利用学生的知识基础并遵循学生的认知规律，通过适当的教学策略，使新知识有效地整合进学生原有的知识网络中，使学生的知识体系得到丰富和发展。因此需要教师在教学中应用多种教学手段，激发学生的学习兴趣，将微观的内容具体化、形象化，从而提高学习效果。
五、教学设计
【教法学法】
1、教法：
采用“自主-合作-探究”的学习模式。
教师提供情境（如实验观察、媒体图片、板图、文字等），知识层层设疑，激发学生学习积极性，诱发学生的探究心理。通过学生小组合作、师生合作主动探究问题，寻找解决问题的方法。从而使学生由被动变主动，掌握知识的同时获得了探究问题的方法。将感性直观的认识上升为理论，促进思维发展，提高了学习能力和学习效率，体现新课程理念。
2、学法：
例证分析法：运用事例表征来学习。如从蛙生活史分析引入学习情境。
实验观察法: 永久装片观察，类比寻找分裂细胞，学会观察中思考，同时培养技能。
合作探究法：开展分组探究活动，体现合作，提高学习技能。
直观演示法：运用细胞分裂过程的多媒体演示，激发兴趣，增加直观感，学会观察思考。
知识迁移法：运用联想把已有的迁移，运用于解决新问题。
类比推理法：通过已有植物有丝分裂知识与动物细胞分裂图进行类比，进而形成动物细胞分裂的特点。
直观曲线法：用数学的方法分析和处理知识，并以坐标图的形式表达出来，化繁为简，帮助理解、方便记忆。在细胞有丝分裂中的染色体和DNA的变化曲线得以体现。
【设计思路】
1、采用创设情境，提出问题，诱发探索心理导入章节教学，引入课题。
2、通过正常状态下的细胞的观察，了解未分裂细胞的结构状态，为观察永久装片上正在分裂的细胞的判断起对照作用，从而为认出正在分裂的细胞打下基础。再过渡到活动“细胞有丝分裂的观察”。通过观察永久装片，熟练显微镜的使用，为植物有丝分裂的观察打下基础。同时回顾根尖的结构，找到正在分裂的部位。通过丝状物（棒状）的引导分析，进一步明确染色质和染色体的关系，理解染色质和染色体交替变化的重要性。通过观察，结合教材中的讨论题，进行讨论分析，提高学生的观察能力、分析问题解决问题的能力。再通过绘图和尝试排序，使学生学会绘生物图，明确有丝分裂是一个连续变化过程。该活动的目的是让学生亲自参与知识的形成过程，学生在观察中出现的疑惑为有丝分裂的理论教学打下良好的基础。
通过活动引入细胞周期的概念，通过学生带着问题阅读，了解细胞周期的概念的内涵和外延，掌握间期中物质准备的重要性。
3、核分裂和胞质分裂的学习时，先通过细胞周期的提问复习知识，为本节学习做好铺垫，使前后知识成为一个整体。通过间期染色质结构和数目变化的延伸，明确分裂过程的主线，并引入新课。新课学习时，主要采用观察、讨论、小结的模式。有丝分裂全过程的动画演示，使学生先对植物有丝分裂的过程作全面了解。再通过教师设疑，演示多媒体课件中各个时期的阶段性变化，让学生观察、分析、讨论，师生共同总结，使感性观察上升为理性认识。同时，培养了学生的观察、分析、表达能力。通过动物细胞有丝分裂动画的演示，与植物的作比较，了解两者过程上的异同。染色体的平均分配知识，引导学生总结出有丝分裂的意义所在。
4、在指导学生进行“观察植物细胞的有丝分裂”的实验时，教学重点是制作植物细胞有丝分裂的临时装片的原理和操作过程。装片制作时，通过逐步分析发现问题，解决问题。明确为什么本实验要进行如此复杂步骤进行装片制作。体会到装片制作时不同实验达到不同的目的，要进行不同的操作，为自行实验设计打下基础。利用解离等待的时间，对知识进行拓展。明确解离时间的长短是本实验成败的关键之一，体现科学实验是严谨的。利用漂洗的等待时间理解漂洗的目的，同时也揭示了下一步要进行的步骤---染色及其意义。通过以上过程掌握装片制作过程，明确装片制作的原理。观察时，让学生自行回顾操作，把观察到的结果进行交流，分析实验成败的原因。提高学生的实验分析能力。
【课时建议】
本节教学内容建议安排3课时。
第一课时，细胞周期；“观察细胞的有丝分裂”活动（永久装片观察）。
第二课时，有丝分裂的过程及意义。
第三课时，“观察植物细胞有丝分裂”活动（制作、观察）。
【教学过程】
第一课时 细胞周期
[本课时在实验室内进行]
教学流程 教师活动 学生活动 教学意图
创设情境引入新课 [媒体展示]蛙的生活史（蛙的一生）录像。[提出问题]1、这个例子中，揭示了生物要经历什么生命历程？2、生命的历程与细胞有什么联系？[提出问题]3、这段录像揭示了生物进行着生长、发育和繁殖等生命活动，这些活动的基础是什么？[教师讲述]细胞增殖有三种方式，本节学习有丝分裂。 [观察讨论][交流得出]1、生物要经历出生、生长、成熟、繁殖、衰老直到最后死亡的生命历程。2、细胞是生命的单位，生命的历程是以细胞的生命历程（生长，增殖，分化，衰老和凋亡）为基础。3、这些活动的基础是细胞增殖。 录像情境给学生的视觉带来冲击，激发学生的探索兴趣，同时快速引入课题。教材讲真核的分裂方式主要有两种，可将无丝分裂也提出来。
情境驱动引导学生自主探究合作学习问题探索讨论加工信息构建知识体系 [展示图片] 正常植物细胞图。[指导观察] 注重正常结构。[提出问题] 分裂细胞又是什么状态呢？下面给大家洋葱根尖永久装片，请在显微镜下观察，找到哪个部位的细胞正在分裂，尝试把你观察到的彼此不同的细胞画出来（至少画出五个）。[指导观察] 显微镜使用知识，根尖结构及提示与正常细胞类比等。[画图指导] 注重内部特征。[组织交流][提出要求] 细胞分裂是一个连续的过程，根据各组画出的彼此不同的细胞图，尝试按分裂顺序进行排序。[提出质疑] 各小组排序是否正确呢？ [媒体展示] 植物细胞有丝分裂过程动画。[简述过渡] 这就是植物细胞的一种分裂方式----有丝分裂过程。一个细胞诞生之后有的分化，而有的继续保持分裂状态，连续分裂的细胞从上一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的整个过程叫一个“细胞周期”[媒体展示] 细胞周期图。[问题导读] 从图上我们可以看出，一个细胞周期可以用一个圆来表示，那么是不是圆上的任何一点都可以作为细胞周期的起点呢？一个细胞周期分哪几个时期？哪个时期最长？[问题探讨] 在前面的观察中大家看到根细胞核中的线状和棒状结构是什么？由核中的什么物质凝聚而成的？使一个核变成两个核，新核中的染色体数和老核中的相同，这说明在细胞核分裂之前核内染色体数目必须发生什么变化？[作出评价] 评价鼓励。[提出质疑] 这种物质准备是在什么时期完成的呢？[展示动画] 现在我们把间期结束时的画面与开始时的画面比较一下，看有没有什么新的发现。[继续质疑] 难道分裂间期就真的没有什么变化吗？为什么观察不到变化呢？[指导阅读] 让学生阅读寻找答案。[质疑过渡] 那么染色质又是如何成为染色体随细胞分裂平均地分配到两个子细胞中的呢？这就是我们下节要学习的问题--细胞的有丝分裂分裂期。 [观察回顾] 细胞各部结构。[显微操作] 取镜、安放镜头、对光、放植物根尖装片、低倍镜使用找到分生区、转用高倍镜观察。[类比识别] 找到并识别出正在分裂的细胞。[观察绘图] 尝试将几个彼此不同的画出。[讨论交流] 小组内比较。[展示交流] 选出有代表性的进行投影。[尝试排序] 排序时各小组可充分表达自己的观点。 [观察比较] 通过观察、比较、矫正，达成共识。[观察思考] 看细胞周期图。[阅读讨论] 读相关教材、讨论。[形成结论] “间期是起点”；“每个周期包括分裂间期（G1、S、G2）和分裂期（M）”；“间期”[讨论交流] 结合细胞核的知识，进行小组讨论。各组发表自己的见解，通过组间辩论得出结论：“染色质”、“染色体”、“DNA和蛋白质”、“在核分裂之前染色体应该复制（即做好物质准备）”。[观察回答] 没能看出它有什么变化。[阅读回答] “S期-DNA合成；G1期-合成DNA所需蛋白质的合成和核糖体的增生；G2期-分裂必需的蛋白质的合成”。“属分子水平的变化”。 让学生带着问题在观察中思考，寻找解决问题的方法，促进学生思维能力的发展。通过显微操作感悟科学探究的方法，提高实验技能。锻炼学生绘生物图的能力。培养合作交流意识，体会同学间合作的魅力，提高语言表达能力。完成现象到本质过渡，引导思维由具体到抽象的转换。加工信息构建知识体系。突出细胞分裂的主线，抓住探索的方向。通过探究活动体会获得知识的过程，尝到探究性学习的乐趣。创设矛盾冲突情境，激发主动探索欲望，获取知识。激发继续探索欲望引入下节
小结知识 [教师引导]略 [学生回答]略 强化知识掌握
板书设计 第四章 细胞的增殖和分化第一节 细胞的增殖一、细胞周期 1、概念内涵：是指细胞从上一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的整个过程。 2、概念外延： G1：蛋白质合成、核糖体增生 （合成DNA所需）分裂间期 S ：DNA 的合成细胞周期 G2：蛋白质的合成（有丝分裂所需）分裂期（M） 构建知识网络
注：1、如果某些学校在购买动植物有丝分裂永久装片有困难，教师也可在课堂上先展示动植物有丝分裂过程的显微照片，然后展开教材中的问题讨论。2、依据实验室的条件不同，可分别采用不同的形式展示图片。
【反馈检测】
1、根据细胞周期图回答下列问题：
（1）将一个细胞周期进行排序（字母）。
（2）间期包括哪几个时期？
（3）DNA复制发生在哪个时期？
（4）核糖体增生发生在哪个时期？
（5）蛋白质合成发生在什么时期？
（6）细胞周期中，细胞的分裂包括哪两个过程？
2、观察洋葱根尖永久装片时：
（1）低倍镜下要找到并移动到视野中央的结构是（ ）
A．成熟区 B．伸长区 C．分生区 D．根冠
（2）转用高倍镜时要转动 然后调节 准焦螺旋使物像清晰。
A．转换器 B．物镜 C．粗 D．细
（3）显微镜下观察时，处在分裂的细胞数目 ，此细胞内能清楚地看到 。
A．细胞核 B．染色体 C．多 D．少
参考答案：1、（1）G1、S、G2、M （2）G1、S、G2 （3）S （4）G1 （5）G1、G2 （6）细胞核的分裂（有丝分裂）和细胞质的分裂（胞质分裂） 2、（1）C （2）A D （3）D B
第二课时 有丝分裂
程序 教师活动 学生活动 设计意图
复习提问延伸拓展设疑导入新课核的分裂前期中期后期末期胞质分裂动物细胞有丝分裂细胞有丝分裂意义 [提问] 什么是细胞周期？包括哪几个时期？间期分为哪几个时期？主要发生什么变化？细胞周期中，细胞的分裂包括那两个过程？[质疑] 在这些变化中最重要的是DNA分子的复制，为什么？请着重从其作用和去向方面去讨论。[小结] 教师根据学生的讨论归纳总结：DNA是生物的遗传物质，包含着遗传信息，复制能为分裂成两个细胞作准备。间期DNA存在于染色质中。[质疑] 那么染色质又是如何成为染色体随细胞分裂平均地分配到两个子细胞中的呢？这就是我们这节要学习的问题--细胞的有丝分裂分裂期。[演示] CAI课件：间期动画（并放大一条染色质细丝的变化），请学生观察讨论。[小结] 根据学生的讨论见解对其评价，并作进一步总结：细丝确实加倍了，为分裂成两份做好了物质准备，但染色质（体）的数目是以连接点即着丝粒的数目而定。这种变化可以用染色体复制来加以描述，当然此时还以染色质形式存在。[设疑] 那么染色质如何转变为染色体的呢？又是如何平均分开进入到两个子细胞的呢？这就是我们要学习的新内容----细胞的有丝分裂。[过渡] 首先看一下植物细胞有丝分裂过程。[演示] CAI课件：植物细胞有丝分裂的全过程。（重复演示一遍）[讲述] 间期进行了物质准备之后就进入了分裂期。分裂期最明显的变化是细胞核中染色体的变化，这是一个连续的过程，并无严格的时期界限，但人们为了研究方便又人为地分为四个时期，即：分裂前期、中期、后期、末期。[过渡] 首先来学习核分裂，即有丝分裂。[演示] CAI课件：间期到前期的变化并停留在前期。[质疑] 前期细胞中主要发生了什么变化？请同学们通过再次观察进行讨论。(重复播放并提示从核膜、染色质等方面去思考)[评价] 对学生的积极主动发言进行肯定，并对知识进行归纳。[小结] 染色体的出现是由染色质细丝高度螺旋化而形成的，此时每条染色体由两条姐妹染色单体构成的。两极出现的细丝称之为纺锤丝，有这些纺锤丝构成的纺锤状的结构称之为纺锤体。有丝无丝即有无纺锤丝。核膜则解体为小泡。[质疑] 中期细胞又如何变化呢？请同学们观察中期的变化展开讨论。[演示] CAI课件：前期到中期的动态变化过程，重复并停留在中期。[小结] 此时染色体继续凝聚变短，两极的纺锤丝分别与染色体着丝粒的两侧相连，并牵引染色体使染色体以着丝粒为中心排在细胞中央的平面上，我们称之为赤道面。此时是观察染色体形态数目的最佳时期。[质疑] 后期具备什么特点呢？下面通过观察后期的动态变化展开讨论。[演示] CAI课件：中期到后期的动画。提示：注意染色体的“行为”和数目的变化，并重复演示。[小结] 根据学生的讨论归纳：染色体的着丝粒一分为二，两个单体分离，成为两个独立的染色体向两极移动。这时，原来的一组染色体已经变成完全相同的两组，即每极一组。（教师边归纳边演示）[质疑] 后期结束紧接进入末期，末期出现哪些变化呢？请观察讨论。[演示] CAI课件：后期到末期的动画。提示：注意染色体的形态变化及其它细胞结构变化。[小结] 染色体到达两极后，染色体则伸展重新呈染色质状态。此时纺锤体消失，核膜重新形成，产生两个子细胞核，有丝分裂（核分裂）结束。[过渡] 子细胞核的产生为形成两个子细胞打下基础，但要形成还要进行胞质分裂。[质疑] 植物细胞胞质是怎样分裂的呢？[演示] CAI课件：植物细胞胞质分裂动画。 提示：注意赤道面上的结构变化。[小结] 引导学生共同进行，形成图解： 出现 聚集成 发展成赤道面→→囊泡→→细胞板→→细胞壁[质疑] 那么动物的一个细胞周期是怎样进行的呢 它和植物细胞有什么异同？请观察讨论。[演示] CAI课件：动物细胞有丝分裂过程。 提示：注意细胞核的分裂和胞质分裂。 [小结] 评价订正学生的见解共同总结如下：相同：核分裂基本相同，包括染色质和染色体的交替变化，核膜的消失和重建等；不同：核分裂时纺锤体来源，动物有中心体并发出纺锤丝形成纺锤体。胞质分裂时子细胞的形成方式，动物细胞无细胞壁，靠膜内陷。（以上用CAI表格形式展现，让学生参与填写总结）[过渡]经过一个细胞周期使一个细胞形成两个完全相同的子细胞。也就是说完成了一次核分裂和胞质分裂。在这个过程中间期复制做好物质准备，平均分配到两个子细胞中去。[质疑]细胞分裂中什么物质的平均分配是最重要的呢？为什么？[小结]将亲代细胞的染色体经过复制以后，精确地平均分配到两个子细胞中去。因而在生物的亲代细胞和子代细胞之间，保证了遗传性状的稳定性。所以，细胞的有丝分裂具有重要意义。 [回答] 略[讨论]相互讨论后表达自己的见解。[观察]间期动画。[讨论]交流表达见解： 加倍（理由：间期开始时的一条细丝变成两条）或未加倍（理由：虽然是两条细丝但确是连在一起）[观察]观察体会。[观察]反复观察，思考问题。[讨论]通过讨论表达自己的认识：染色体出现；出现细丝；核膜消失。[订正]订正认识，加深理解。[观察]带着问题观察思考。[回答]讨论回答：染色体排在细胞中央。[观察]观察思考。 [讨论]交流各自认识理解。[观察]分析思考。[讨论]表达观点。[观察]观察思考。[讨论]交流观点。参与小结。[观察]观察思考比较。[讨论]表达见解。参与总结。[讨论回答]根据已有知识进行。染色体；含遗传物质DNA 。 复习拓展加深。强调细胞分裂中遗传物质变化的重要性，强调间期的重要性。设疑引入把握学习主线条。初步认识分裂全过程，同时了解整个过程是一个连续变化过程。通过观察讨论提出自己的观点，利于提高学生的观察能力分析问题解决问题的能力和交流、表达能力。使学生勇于参与，积极思维，促进思维能力的发展。通过观察分析讨论加工信息构建知识体系。通过观察讨论小结使学生充分参与提高能力。通过观察对比了解动物细胞的有丝分裂过程。回顾思考，明确有丝分裂的重要意义。
知识小结 [要求]细胞分裂过程的主线是染色体和DNA的规律性变化。下面根据各期特点绘出染色体和DNA的变化曲线。[提示]核染色体在哪一时期加倍，由于什么原因而加倍。DNA什么时期加倍和减半，原因是什么。）[强调]各段变化原因。 [绘制]曲线、小组交流。[分析]变化原因。 通过信息转换，强化理解，建立知识网络。
【反馈检测】
1、在植物细胞的有丝分裂过程中，下列特点出现的先后顺序是（ ）
①着丝点排列在赤道板上 ②DNA分子数目加倍 ③染色体数目加倍 ④形成纺锤体 ⑤形成细胞板
A．①②③④⑤ B．③④①⑤② C．④①⑤③② D．②④①③⑤
2、在有丝分裂过程中，始终看不到核仁的时期是（ ）
A．前期、中期和后期 B．前期和中期
C．中期和后期 D．中期、后期和末期
3、在细胞有丝分裂过程中，DNA分子数相同，而染色体数目不同的两个时期是（ ）
A．间期和前期 B．中期和后期 C．前期和中期 D．间期和中期
4、相对于植物细胞有丝分裂，动物细胞有丝分裂的特点是（ ）
A．核膜、核仁消失 B．形成纺锤体
C．中心体周围发出星射线 D．着丝点分裂，染色单体分离
5、一个细胞核中有20条染色体的细胞，在连续进行两次有丝分裂后，产生的子细胞中有染色体多少条（ ）
A．10 B．20 C．30 D．40
参考答案：1、D 2、C 3、B 4、C 5、B
第三课时 观察植物细胞的有丝分裂
程序 教师活动 学生活动 设计意图
复习引入 [展示]植物细胞有丝分裂图（如挂图、显微摄影图、多媒体动画等，根据各学校的条件选定，其中显微摄影图为最好）。[设疑]图中的细胞分裂各属于有丝分裂的哪个时期？[评价]根据学生的回答情况进行点评。[设疑]我们能否自己选材制作装片用显微镜观察到图像上所显示的细胞分裂相呢？下面我们就进行实验：观察植物细胞有丝分裂。 [观察][识图] 通过染色体的特点识别细胞分裂期达到复习的目的，而且为实验观察打下基础。
装片制作取材解离漂洗染色制片 [提问]我们今天选用的是洋葱根，洋葱根分哪几个部位？那个部位能观察到有丝分裂图像？该区细胞有什么特点？[讲述]根据分生区的位置我们应选取根的尖端，大约2-3毫米就可以了。[设疑]能不能把剪下来的根直接制成装片观察呢？为什么？请同学们结合初中学到的植物学知识展开讨论。[总结]根据学生的讨论归纳总结：不能，因为根尖组织内的细胞间质使细胞连在一起，有多层细胞重叠，在显微镜下看不清细胞图像。[设疑]那么如何才能使细胞分开呢？下面看一看实验桌上的试剂，哪一个能起到这个作用呢？[过渡]对，这就是能把细胞彼此分开的试剂：解离液（它是用10%的盐酸配制而成的） 这就是装片制作的第一步：解离。[指导]下面就请学生按要求剪取洋葱根尖并把它们放入盛有解离液的培养皿中进行解离。记录好时间，10—15分钟即可。（要求：在5分、12分左右、实验结束三次取）[质疑]解离液是怎样使细胞彼此分开的呢？下面大家展开讨论。 [总结]根据学生讨论进行点评并总结：盐酸将组织中的细胞间质溶解，使细胞分开。[引申]由于盐酸具有腐蚀性，所以解离的时间很关键。可以用三个时间取出的根尖进行压片检验，观察有什么不同。现在（按温度情况在正常时间）取出根尖，放入清水中（记录时间），解离液中留几根（继续解离），将取出的其中一根继续压片处理，看情况怎样？那么解离时间过长的会怎样呢？等实验完成之后自己做一下检验。[质疑]解离好的根尖放到清水中约10分钟，这一过程叫漂洗。漂洗的目的是什么？[导思]显微镜下观察细胞的有丝分裂靠什么判断各个时期？ 正常状态下的染色体与周围细胞结构折光度一样，那应该怎么办呢？科研人员找到了能使染色体着色的物质，这就是实验桌上放的染色剂-----0.01g/ml的龙胆紫溶液。下面同学们把还在解离液中的洋葱根尖取出一根放在载玻片上，加一滴染色剂，看着色状况？[小结]龙胆紫是碱性染料，会和根中残留的盐酸发生反应，使染色体不着色或着色浅。所以漂洗的目的是？（要学生回答总结）[过渡]漂洗时间已到，下面我们就进行染色。[指导]染色方法：用镊子夹取根尖放在载玻片中央，并用镊子轻轻压扁后，滴一滴0.01 g/ml的龙胆紫溶液，染色1—2分钟。[指导]盖上盖玻片，随后用手指轻压载玻片，再覆盖上滤纸，用橡皮或笔端轻轻敲击盖玻片几下，使之分散。 [回答]根冠、分生区、伸长区、成熟区。分生区；细胞小、排列紧、正方形。[讨论]带着问题讨论表达自己观点。 [回答]解离液。[操作]学生按教师要求进行。[讨论]表达自己观点。[操作] 先把5分取出的压片处理：压不散。12分时压片处理：很容易压散。时间过称可能不成形。 [回答] 洗去解离液。 [回答]染色体[回答]染色体着色。[操作]按要求操作， 并作观察检验。结论：着色浅或不着色。[回答]去除根中残存的盐酸，利于染色体染色。[操作]按要求染色。[操作]按要求制片 运用已有的的知识解决实际问题。引入装片制作内容，通过逐步分析发现问题，解决问题。明确为什么本实验要进行如此复杂步骤进行装片制作。体会不同实验达到不同的目的，要进行不同的操作，为自行实验设计打下基础。利用解离等待的时间对知识进行拓展。明确解离时间的长短是本实验成败的关键之一体现科学实验是严谨的。利用漂洗的等待时间理解漂洗的目的，同时也揭示了下一步要进行的步骤染色及其意义。通过以上过程掌握装片制作过程，明确装片制作的原理。
观察 [过渡]能否用自己制作的装片观察到有丝分裂的各个时期呢？下面就进行检验。[指导]巡视指导，随时指出操作不当之处：取镜、安放镜头、对光、放好装片（提示：让标本对准通光孔）、使用低倍镜观察（提示：找到分生区，移动到视野中央）、转用高倍镜（提示：调节细准焦螺旋，使物像清晰），依据细胞染色体的特点识别分裂时期（提示 ：如在一个视野中找不全，通过移动装片来完成）。[评价]对完成比较好的给予肯定，并要求效果差的学生进行观察。 [操作]回顾操作，随 时询问老师。 熟练显微镜的操作，特别是高倍显微镜的操作。
组织讨论 [问题] 1、你认为分效果差的原因是什么？[总结]可能原因：解离时间、漂洗效果、染色 效果、压片技术等操作，显微器械等。[问题] 2、你制作的洋葱根尖有丝分裂装片和永久装片有何不同？可能的原因是什么？[总结]根据学生讨论归纳：自制的细胞较散乱，而永久的完整细胞排列整齐。其根本原因是两者的方法不同，永久装片属于切片。[问题] 3、有人说要观察到细胞有丝分裂各个时期的细胞，必须观察活细胞的动态变化过程，你认为正确吗？为什么？[总结]不正确。实际上在装片制作的过程中，已将细胞杀死。 [讨论]效果好、差同 学相互交流分析失败的原因。[讨论]通过回顾对 比交流表达见解。 [讨论]表达观点 进一步体会装片制作是成功的关键。提高交流表达能力，理解实验方法多样，提高设计实验时的发散思维。
小结 本实验包括根尖的培养、装片的制作和观察，装片制作又由解离、漂洗、染色和制片组成，这是本实验成功与否的关键。如解离时间问题，现在把还在解离液中的根尖取出，看看怎样？已经不成形。 [小结]参与小结 构建知识
过渡 [质疑]细胞分裂完成后形成的新细胞的去向是什么？那么细胞又是如何分化的呢？细胞的分化就是我们下节要学习的知识 [回答]有的继续分 裂，有的进行分化。 引入下节
【反馈检测】
1、下表为某同学在显微镜下观察细胞有丝分裂装片所看到的一些状况，分析回答：
观察状况 细胞形状 染色体位置 在整个视野中的位置
正方形 细胞两极 右下方
（1）该细胞是根尖 部位的细胞。
（2）这个细胞处于有丝分裂的 期。
（3）若要把这个细胞进一步放大观察，请从下列各项中选择正确的操作步骤，并按顺序排列 。
A．朝右下方移动装片，使需放大的细胞移至视野中央
B．朝左下方移动装片，使需放大的细胞移至视野中央
C．调节粗准焦螺旋使镜筒上升
D．缓缓调节细准焦螺旋至物像清晰
E．转动转换器，把低倍镜换成高倍镜
F．调节光圈，适当增加亮度
2、下图表示洋葱根尖细胞有丝分裂装片的制作与观察，据图回答：
（1）A过程叫 ，作用是 。
（2）C过程叫染色，主要目的是 。
（3）D过程中需要对载玻片上的根尖进行按压，以促使细胞 。
（4）E过程中需要先在低倍镜下找到根尖的 ，才能进行下一步的观察。
参考答案：1、（1）分生区 （2）后 （3）A→F→E→D 2、（1）解离 使组织中的细胞分离开来 （2）使染色体着色 （3）分散开 (4)生长点（分生区）
五、相关链接
1．细胞的增殖周期
细胞从前一次细胞分裂结束时开始，到下一次分裂结束时为止，这样一个周期叫做细胞周期，体现的是连续分裂的细胞的生长和增殖的周期性变化。
20世纪50年代以前，人们把细胞增殖周期划分为分裂期和静止期两个阶段。当时认为分裂期是细胞增殖周期的主要阶段。近年来，由于放射性自显影技术和细胞化学技术的迅速发展，对于细胞增殖过程的动态研究也日益深入。现在了解到，过去一直被忽视的“静止期”却是细胞周期中的一个重要阶段，因为与DNA分子复制有关的一系列代谢反应，都在这个阶段进行。所以现在都把静止期叫间期。
从细胞的形态变化考虑，一般把细胞增殖周期分为两个阶段：间期和分裂期。分裂间期是细胞增殖的物质准备和积累阶段，分裂期则是细胞增殖的实施过程，完成一个细胞周期，细胞的数量也增加一倍。
根据目前的认识，真核细胞整个细胞周期可分为G1、S、G2、M四个时期：
G1（DNA合成前期）
间期 S（DNA合成期）
G2（DNA合成后期）
细胞增殖周期 前期
中期
有丝分裂（M）期 后期
末期
2．有丝分裂过程中的两种重要的结构
（1）中心粒。中心粒的结构通常是一对相互成直角的圆筒状小体，直径0.25um，长度不定，位于临近核膜的细胞质中。筒壁由9组大约成300倾斜排列的三联微管组成，在一个中心粒的周围是一团透明的电子密度高的中心粒周围物质，这个复合物称为中心体。
中心粒要经过一个复杂的发育时期，才能达到成熟并且具有微管组织中心的作用。G1期的细胞有一对相互垂直的中心粒。到S期 时，两个中心粒稍有分离，在距离母中心粒的一定距离处，与其垂直的方向复制出一个子中心粒。G2期的晚期到有丝分裂（M期），子中心粒不断长大，逐渐分离。移到两极的两对中心粒形成晕，并且组织纺锤体和星体。到分裂末期，每个细胞各获得一对中心粒-----一个母中心粒和一个子中心粒。
（2）着丝点。长期以来，着丝粒和着丝点这两个术语是作为染色体上的纺锤体附着区域的同义语使用的。遗传学多用着丝粒一词，而细胞学家多用着丝点一词。后来在电镜下研究哺乳类染色体超微结构时发现，主缢痕两侧是一对三层结构的特化部位，认为是非染色质性物质的附加物，成为着丝点，又称动粒。在主缢痕区存在着丝粒，由此染色体分成两臂，着丝粒两侧各有一个蛋白质构成的三层盘状或球状结构，成为着丝点。着丝点与纺锤体的纺锤丝相连，着丝点分为内、中、外三层，上面附着有微管，与染色体的移动有关。在分裂前期和中期，着丝粒把两个姐妹染色单体连在一起，到后期两个染色单体的着丝粒分开，纺锤丝把两个染色单体拉向两极。并非有丝分裂各个时期，或各种生物的染色体，都有这种分化的结构。
3．细胞板形成问题
在植物细胞有丝分裂末期，两个新细胞核形成之后，很多来源于高尔基体的含有多糖类物质的小泡由细胞内向赤道板移动，并在那里聚集，接着相互融合，释放出多糖类物质，构成细胞板，把细胞质从中间隔开。同时小泡的被膜相互融合，在细胞板两侧，形成新的细胞膜。细胞板向四周延伸，直至与原来母细胞的侧壁相联接，完全把母细胞分隔成二个子细胞。
4．细胞固定和固定液
观察植物细胞有丝分裂，为保证实验时能观察到较多的有丝分裂各期的分裂相，必须在根尖细胞处在分裂高峰时剪取。但往往实验课时间与分裂高峰期不合，如分裂相很少，必然影响观察效果。为此，可将处于分裂高峰时的新鲜洋葱根尖进行固定处理，留待实验时随时使用。
取材可在上午11点进行。把根尖剪下，放入盛有卡诺固定液的容器内，盖上固定12~24小时，然后从固定液中取出，用90%酒精漂洗，最后放入70%酒精中保存，备用。
卡诺固定液配方：3份95%酒精与1份冰醋酸混合均匀。
浙江省定海第一中学 赵生、刘敏敏
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