生物：6.1《细胞的增殖》教案（新人教版必修1）

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第一节 细胞的增殖
第一课时
学习目标：
1、 模拟探究细胞大小与物质运输的关系。理解细胞不能无限生长的原因，训练操作技能，培养知识迁移能力，分析问题的能力，体验模拟在科学研究中的作用。
2、 简述细胞的生长和增殖的周期性，认同细胞生长和增殖的周期性
3、 概述细胞周期的特点。
教学设计方案
师讲述：前面我们学习了光合作用，一粒种子成长一棵植株，从物质变化的角度分析，是有有机物的积累。
师问：请大家思考，从细胞变化的角度分析，生物体是如何长大的呢？
生答：细胞的分裂和生长（初中学习的知识点）
师总结：细胞的分裂和生长。细胞分裂使细胞数量增多，细胞生长使体积增大。
师问：大家想一想，细胞会不会无限生长？一个生物个体是否仅仅是由一个细胞或的生长发育而成的呢？
学生答：不是。
师问：细胞为什么不能无限长大呢？请大家带着下列问题《学案展示》阅读P110《实验--细胞大小与物质运输的关系》，并思考回答这些问题。
①该探究实验的目的是什么？应注意哪些事项？
生答：通过探究细胞大小，探讨细胞不能无限生长的原因。即细胞的表面积与体积之比，与物质运输效率之间的关系。
注意事项如下：（学生回答，教师总结）
1、不要用勺子将琼脂块切开或挖洞
2、NaOH有腐蚀性，避免NaOH与皮肤，眼睛和衣服接触。否则应及时用大量水冲洗，废液用酸中和。
3、酚酞接触某些人的皮肤会引起过敏反应，操作时应戴手套；
4、将琼脂块从NaOH溶液中取出来，要用纸巾把它们吸干，然后用塑料刀切，每两次操作之间必须把刀擦干。
引言：表面积和体积之比有何关系呢？（如果不能做实验的话，可从数学的角度进行分析）
通过测量计算，填写下表，分析表格并得出的结论。表格如下：
琼脂块的边长（cm） 表面积（cm2） 体积（cm3） 比值（表面积/体积）
3
2
1
师：比较表面积与体积比，概括出一般的规律：即体积越大，其相对表面积越小（表面积与体积之比）
②有什么证据说明NaOH扩散进琼脂块了？（讨论题之1、）
生答：当NaOH与含酚酞的琼脂块相遇时，其中的酚酞变成紫红色，这是常用检测NaOH的方法。因此，可以从琼脂块的颜色的变化推断NaOH扩散的距离。
师总结实验的原理：NaOH遇酚酞溶液变成紫红色。因此，可能通过观察琼脂块颜色的变化判断NaOH扩散的深度。
③、该实验中需要观察的现象是什么？
生答：NaOH在大小不同的琼脂块内的扩散深度
实验操作：略（听课时，必须做实验，如果条件不具备，做演示实验也可。)
④、NaOH在大小不同的琼脂内扩散的深度是否相同？这说明了什么？
生答：在相同的时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度基本相同；
师总结： 在相同的时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度是基本相同，说明了NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。即物质的扩散速率是相同的。
师问：在大小不同的琼脂块中，物质扩散的速率是相同的，但物质的运输效率是否也相同呢？
师讲述：什么是物质的运输效率？
(师自答)在相同时间内，物质扩散进细胞的体积与体积之比可以反映细胞的物质运输的效率。
⑤细胞的物质的运输效率与表面积和体积之比有何关系呢？
师总结：(对琼脂块的物质交换效率进行分析并引出细胞的物质运输效率。)
对于琼脂块来说，在单位时间内，物质扩散进琼脂块的运输速率是相同的，物质扩散进琼脂块的体积与表面积成正比。而体积越大，其相对表面积越小，物质扩散进琼脂块的体积相对较少。体积越小， 其相对表面积越大，物质扩散进琼脂块的体积相对较多。
大小不同的琼脂块模拟的是大小不同的细胞。因此，对于细胞来说，在单位时间内，物质扩散进细胞的运输速率是相同的，物质扩散进细胞的量与表面积成正比。而体积越大，其相对表面积越小，物质扩散进细胞的体积相对较少。体积越小， 其相对表面积越大，物质扩散进细胞的体积相对较多。
师总结：结合数学分析可见一般的规律：即（细胞）体积越大，其相对表面积越小，（细胞的）物质运输的效率就越低。
可见：
结论1（板书）：细胞表面积与体积的：限制了细胞的长大。
思考讨论题：P111（讨论题之3、）
㈠细胞的物质运输的效率与细胞大小之间是什么关系？为什么？
生答：略（答案提示：细胞越大，物质运输效率越低；细胞越小，物质运输效率越大。）体积越大，其相对表面积越小。细胞与周围环境之间物质交流的面积相对小了，细胞的物质运输的效率就越低。）
㈡为什么多细胞生物体是由许多细胞而不是由少数体积大的细胞构成的。
细胞越大，物质运输效率越低；细胞越小，物质运输效率越高。所以多细胞生物体是由许多细胞而不是少数体积更大的细胞构成的。）
师总结：研究表明：细胞体积越大，需要的营养物质越多，需要排出的代谢废物也越多。而相对表面积较小，物质交流减慢，物质的输入和输出会遇到困难。
随堂练习1：（学案展示）
回答“细胞大小与物质运输的关系”，实验中的问题：
（1）、本模拟实验中所用的细胞模型是： ；
NaOH溶液模拟的是 。
（2）、在样品中加入酚酞的目的是： ，因为是： 。
（3）、本实验中应注意的事项是：
。
答案：（1）大小不同的琼脂块；扩散进入细胞的物质；（2）、检测NaOH在琼脂块中的扩散深度；酚酞遇NaOH变红色；（3）、1、不要用勺子将琼脂块切开或挖洞2、NaOH有腐蚀性，避免NaOH与皮肤，眼睛和衣服接触。否则应及时用大量水冲洗，废液用酸中和。3、酚酞接触某些人的皮肤会引起过敏反应，操作时应戴手套；4、将琼脂块从NaOH溶液中取出来，要用纸巾把它们吸干，然后用塑料刀切，每两次操作之间必须把刀擦干。
随堂练习2、（P115拓展题：1）（学案展示）
提示：卵细胞的卵黄中贮存了大量营养物质，卵裂初期所需的营养物质由卵黄提供，不是靠细胞外物质的输入。细胞的表面积与体积之比限制细胞的物质运输，但是卵细胞内部储存了大量的营养物质，可以长得比较大。
师问：除了表面积和体积的关系之外，限制细胞长大的原因还有什么呢？引导学生阅读P111下面一段文字。
生答；略
结论2（板书）：细胞的核质比：细胞核所控制的细胞大小与核的大小成比例关系。
师问：是不是细胞体积越小越好呢？
引导学生阅读《批判性思维》
师总结：不是，细胞要完成复杂的生理功能需要一定的体积。
随堂练习2：技能训练（教材P114）
学生答：略（提示：限制细胞长大的因素主要有两方面。1.细胞表面积与体积的比。原生动物细胞中的伸缩泡就是增大膜表面积与体积的比。2.细胞的核质比。细胞核所控制的细胞大小与核的大小成比例关系。所以个体较大的细胞有两个细胞核（像草履虫），从而保证正常的核质比）
师总结：可见，仅靠细胞生长，不可能完成生物体由小长大的生长发育过程。研究表明：一个成年人是由大约1014个细胞构成的，每一个个体都是由一个受精卵发育来的。这一个受精卵怎么才能形成1014个细胞的个体呢？我们今天就来探讨一下有关细胞增殖的问题。
请大家带着下列问题阅读教材《细胞通过分裂进行增殖》，并解决下列问题（学案展示）
1、细胞增殖有何生物学意义？
生答：略（答案提示：对于单细胞生物体而言，细胞增殖意味着生物个体数量的增加。也就是通过细胞增殖而繁衍后代。对于多细胞生物体来说，细胞增殖是重要的细胞生命活动过程。是生物体生长，发育，繁殖和遗传的基础。）
师总结：细胞通过分裂，产生它的后代，增加体细胞数目和产生生殖细胞。所以细胞增殖是生物生长、发育（增加体细胞数目）、繁殖和遗传（产生生殖细胞）的基础。
2、细胞增殖的过程包括哪几个阶段？细胞增殖通过什么方式完成？有哪几种方式？
生答：略（答案提示：细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。真核细胞增殖通过细胞分裂进行增殖，有丝分裂，无丝分裂，减数分裂三种方式）
师：今天我们来学习《有丝分裂》，让我们先来认识一个概念：什么是细胞周期？
请大家结合教材图6-1，表6-1，阅读教材第一、二段，并回答下列问题（学案展示）
①什么是细胞周期？什么样的细胞具有细胞周期？细胞周期的起、止点的标志是什么？
生答：略（答案提示：①连续分裂的细胞，②从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期；必须是连续分裂的细胞；起点：一次分裂完成时；终点：下一次分裂完成时为止
设疑激趣：根尖分生区分裂产生的细胞逐渐伸长，成为伸长区的细胞。这样的细胞还有没有细胞周期？为什么？
生答：略
师总结：因为伸长区的细胞以后不再分裂了，不再具有细胞周期了。因此，具有细胞周期的细胞一定是连续分裂的细胞。
②细胞周期包括哪几个阶段？它们在时间分配上的特点是什么？（或换用新学案上的《学习探究》2或表6-1作为案例，该表说明了什么？）
生答；略（答案提示：细胞周期包括分裂期和分裂间期；分裂间期占用的时间远多于分裂期所占用的时间。细胞间期占90-95%，细胞分裂期占5-10%
随堂练习1：（对概念作变式训练）（对图示6-1做变式训练）
上述两图，左图中怎样表示一个细胞周期所用时间？怎样表示分裂间期所用的时间？怎样表示分裂期所用的时间？右图中有几个细胞周期？试表示出来？为什么？
随堂练习2、请大家阅读表6-1----《不同细胞的细胞周期持续时间》，思考，如果用光学显微镜观察有丝分裂的过程，选用哪一物种最好？为什么？
生答；略
师总结：选择蚕豆根尖分生区细胞最好。因为细胞分裂期相对较长。容易观察到分裂期的细胞。
第二课时：
本课时的学习目标为：（展示学习目标）
1、概述有丝分裂期的过程、特征。
2、简述动植物细胞有丝分裂的异同。
3、归纳细胞有丝分裂的特征。
4、描述无丝分裂的过程。
学生回顾旧知，教师板书如下：
时期 间期 前期 中期 后期 末期
特点 ①　　　　　　　②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　②　　　　　　　　　　　③　　　　　　④　　　　 ①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　②　　　　　　　　　　　　 ①　　　　　　　　　　　　　 ①　　　　　　②　　　　　　③　　　　 ④　　　　　　　　
染色体变化 图示：总结： 图示：总结 图示：总结 图示：总结 图示：总结
图象表达如（教材图6-3所示）
复习提问：（1）、什么是细胞增殖？什么是细胞周期？
生答；略
（2）、分裂间期有何特点？
生答：略（答案提示：①为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关的蛋白质的合成；②细胞有适度的生长）
师：大家想一想，在分裂间期，遗传物质是以什么形态存在于细胞核中的？
生答；略
师讲述：在分裂间期，DNA复制完成后，与蛋白质构成长丝状的染色质，以染色质的形式存在于细胞核中。这时候，每条染色质实际上包含着两条并列着的姐妹染色单体。如图6－4所示。
师作图：间期染色质的变化
下面，我们就来探索一下细胞分裂的过程-----有丝分裂
师：为了研究方便，人们把分裂期人为的划分为哪几个时期？
生答；略（答：前、中、后、末期）
教师出示细胞周期各个时期的对比表格，学生自主探究，合作交流，分析各个　时期特点及染色体的行为并将表格补充完整。
学生展示，评价、质疑、答疑，根据学生在展示中的不同表现，教师作出积极的评价并纠正学生展示过程中出现的思维偏差并规范校正，点拔，释疑。
师问：阅读教材并观察图6-3，总结：
前期有何特点？染色体是怎么变化的？试作图说明。
生答：略（答案提示：前期特点：4点；染色体的行为：见答案）
师问：前期变化特点怎样用简图表达呢？(教师根据前期的特点生成图象）
总结规律：两现两失一散乱
引言：在分裂前期形成了由纺锤丝构成的纺锤体，纺锤体中的纺锤丝有何作用？染色体又是怎样变化的呢？
引导学生阅读教材并观察图象，总结：
分裂的中期有何特点？染色体是怎样变化的？并作简图表达。
生答：略（答案提示：中期特点：2条：染色体行为：见答案）　　　　　　
形象比喻：中期排队
拓展思考题：教材的图示6-3植物细胞有丝分裂模式图是从侧面观察---即平视的结果。如果从两极俯视的话，染色体的分布会是什么情况呢？
生答：略
师绘图说明（染色体散乱的分布在一个平面上，并图示如右：）
师问：后期有何特点？染色体是怎么变化的？试作图说明。
生答：略（后期的特点：1条；染色体的行为：见答案）
师引述：从后期的图像可以看出，细胞两极各有一套染色体，而且这两套染色体的数量和形态结构都完全一样。这时，细胞完成了染色体的平均分配。
形象比喻：后期分家
师问：在末期细胞内出现了哪些变化？两个子细胞是怎样分开的？染色体是怎样变化的？试作图说明。
生答：略（答案提示：末期特点：4条；染色体行为：见答案）　　
总结规律：两失两现一形成
思考1：观察表6-1，如果我们想用显微镜观察细胞分裂过程，选用哪一种细胞最合适呢？为什么？
生答：略（提示：蚕豆根尖分生区细胞，分裂期持续的时间长。处于分裂期的细胞多，便于观察前中后末各个时期）
思考2：细胞壁在形成过程中，与哪一细胞器的生命活动有密切的关系呢？细胞在有丝分裂过程中，哪些细胞器的生命活动旺盛呢？
生答：略（提示：高尔基体；与细胞壁的形成有关；线粒体，高尔基体；核糖体等）
思考3、在有丝分裂的过程中，细胞壁、核膜、核仁、纺锤体及染色体中，哪些具有周期性的变化？是怎样变化的？
生答：略（细胞壁不具有周期性的变化。核膜，核仁，纺锤体及染色体有周期性的变化。核膜，核仁前期解体和消失，末期出现；纺锤体、染色体前期形成，末期消失。
附表格答案：
时期 间期 前期 中期 后期 末期
特点 分裂期进行活跃的物质准备完成DNA分子的复制和有关的蛋白质的合成；胞有适度的生长 ①出现染色体，每条染色体包括两条姐妹染色单体，由一个着丝点连接着；②核仁解体，核膜消失；③从细胞的两极发出纺锤丝，形成纺锤体 ①在纺锤体牵引下染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上　　　②染色体的形态比较稳定，数目比较清晰，便于观察 ①着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为子染色体，在纺锤体牵引下移向细胞两极。 ①染色体解螺旋变成染色质。②纺锤丝逐渐消失③出现新的核膜和核仁④在赤道板的位置出现了一个细胞板并扩展形成新的细胞壁
染色体特点 图像
变化规律 ①以细丝状染色质形态存在；②每条染色体复制后，含有2条姐妹染色单体 细丝状的染色质缩短变粗变成染色体，散乱地分布在细胞中心 ①在纺锤丝牵引下，染色体的着丝点排列在赤道板上；②染色体形态固定，数目清晰 着丝点分裂，姐妹染色单体分开变成子染色体，在纺锤丝牵引下向细胞两极运动 染色体解螺旋变成细丝状的染色质。
图象描述
随堂练习：
1、下列各图为某学生所绘的植物细胞有丝分裂过程中染色体行为的简图，其中正确的是（ ）
2、细胞有丝分裂过程中最重要的特征是（ ）。
A. 有纺锤体出现 B. 有染色体复制和染色体的平均分配
C. 有染色体出现 D. 有核膜、核仁的消失
答案：1、A　　2、B
教师板书表格：学生带问题阅读Ｐ１１３下面一段。
动物、植物细胞有丝分裂的区别：
发生时期的内容 植物细胞 动物细胞
不同点 前期（纺锤体的形成方式不同） 细胞两极发生张锤丝形成纺锤体 中心体发生星射线形成纺锤体
末期（形成子细胞的方式不同） 细胞中央出现细胞细胞板，扩展形成细胞壁 细胞膜中部向内陷，从中央缢裂成两个子细胞
（表格使用说明：上表黑体字部分为学生填写，教师点拔补偿并总结）
师问：动物细胞有丝分裂过程中期和后期的图象如何绘制呢？请大家快速的在练习本上画出来。并请两位同学分别上黑板画出中、后期的图象。
图象略
教师点拔作图的注意事项及易错点。
师问：有丝分裂过程中染色体、染色单体和ＤＮＡ数目是怎样变化的呢？请大家分析有丝分裂的过程并完成下表：（下列表格黑体字部分为学生展示，教师板书并总结的结果）
项目时期 间期 前期 中期 后期 末期
ＤＮＡ数 ２Ｎ→４Ｎ ４Ｎ ４Ｎ ４Ｎ ２Ｎ
染色单体数 ０→４Ｎ ４Ｎ ４Ｎ ０ ０
染色体数 ２Ｎ ２Ｎ ２Ｎ ４Ｎ ２Ｎ
师问1：DNA数：染色单体数：染色体数=2：2：1是哪个时期？
DNA数：染色单体数：染色体数=2：0：2又是哪个时期？
生答；略
师问2：观察下列图示，判断a、b、c、d分别代表了什么？
设疑激趣：通过表格的比较，我们发现在有丝分裂结束时，DNA数和染色体数又恢复到了体细胞的水平，这有何意义 呢？请大家阅读P113最后一段。
生答：将亲代细胞的染色体经过复制（实质是DNA复制）后，精确地平均分配到两个子细胞中。（由于染色体上含有遗传物质DNA）在亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性
（师提前板书坐标图示）
师问：我们能不能用数学模型形象地表示DNA和染色体在各个时期中数量变化呢？请大家绘制DNA和染色体的变化曲线图（Ｐ１１５）两学生板演图示.
师：纠错及出错的原因（如间期开始时是平行的而不是直接上升），点拔及坐标系类题目处理的方法规律。并点明该曲线是上表中数据的转化。
师问：根据DNA的数量变化和染色体数的变化，我们能不能判断出ABCDFE或abcde中的某一段分别代表了哪一个时期？
师总结：切入点：对于染色体的变化来说，染色体数量加倍的时期是后期，即cd，往后推是末期，往前推分别 是中期和前期。同样的道理：DNA数量减半发生在末期，往前推分别是后期，中期，前期。
随堂练习：下图是某植物细胞有丝分裂一个细胞周期中若干曲线变化图和表示细胞有丝分裂各期图像，请据图分析并回答下列问题：
（1）图甲中实线表示______ ____，虚线表示____ ______，
图乙中细胞分裂的正确顺序是_______________。
（2）图甲中AB段曲线上升是由于__________________________，此段相当于图乙中_______(编号)时期；B→E的变化相当于图已中的_________(编号)。
（3）图甲ab段表示________复制后，_______未分离，相当于分裂图乙中的__ __(编号)期；bd段表示__________一分为二，__________数目加倍，相当于分裂图乙中的__ __(编号)期。
（4）此生物正常体细胞中有__________条染色体。
（5）从有丝分裂整个周期看，图甲中表示的曲线有一个不科学的地方是___________ ________ __ _。
答案：（1） 一个细胞周期中DNA分子数目的变化；一个细胞周期中染色体数目的变化 514326（2）DNA分子复制； 5； 1、4、3； （3）染色体；着丝点；5、1、4；着丝点；染色体；3 （4）6；（5）间期时间过短
根据该题：深化对坐标曲线的认识：
师问：AB段上升的原因是什么？EF下降的原因是什么？bc上升的原因是什么？de下降的原因是什么？
答案：略
学习完了有丝分裂，我们再来看一看无丝分裂。请大家阅读教材P114《无丝分裂》：思考：无丝分裂的过程是怎样的？无丝分裂的特点是什么？常见的无丝分裂的实例有哪些呢？
生答：略（提示：一般是细胞核先延长，核的中部向内陷，缢裂成为两个细胞核；接着，整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞；分裂过程中没有出现纺锤体和染色体的变化；哺乳动物区系的肝细胞，肾小管上皮细胞，肾上腺皮质细胞）
小结：略
达村测评：略（比如使用学案的上题目进行测评）
板书设计：
一：有丝分裂的过程
时期 间期 前期 中期 后期 末期
特点 ①　　　　　　　②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　②　　　　　　　　　　　③　　　　　　④　　　　 ①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　②　　　　　　　　　　　　 ①　　　　　　　　　　　　　 ①　　　　　　②　　　　　　③　　　　 ④　　　　　　　　
染色体变化 图示：总结： 图示：总结 图示：总结 图示：总结 图示：总结
图象表达如（教材图6-3所示）
二、动物、植物细胞有丝分裂的区别：
发生时期的内容 植物细胞 动物细胞
不同点
三、有丝分裂过程中染色体、染色单体和ＤＮＡ数目变化：
项目时期 间期 前期 中期 后期 末期
ＤＮＡ数
染色单体数
染色体数
四、坐标曲线表示DNA和染色体的数量变化
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