在教学工作者开展教学活动前,常常要写一份优秀的教学设计,教学设计是教育技术的组成部分,它的功能在于运用系统方法设计教学过程,使之成为一种具有操作性的程序。那么问题来了,教学设计应该怎么写?下面是小编帮大家整理的细胞增殖教学设计,欢迎阅读与收藏。
细胞增殖教学设计 1
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。
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。
细胞增殖教学设计 2
【教学目标】
知识目标:
1.了解细胞有哪三种分裂方式。
2.掌握细胞周期的概念。
3.深刻理解并掌握植物细胞有丝分裂过程及各个时期变化特征。
能力目标:
1.培养学生自学能力。
2.培养学生观察能力。
3.培养学生概括总结及语言表达能力。
德育目标:
培养学生探索新知识的科学态度。
【教学重点】
植物细胞有丝分裂的过程及各个时期的变化特征。
【教学难点】
有丝分裂过程中染色体的形态和数目的变化情况。
【教学方法】
探究式。
【课前准备】
flash动画、多媒体、实物投影。
【教学过程】
[导语] 在现实生活中有这样的例子:有的同学比较爱脱头皮屑,头皮屑就是死亡的表皮细胞。尽管头皮屑天天脱,但是我们这些同学的脑袋并没有因为头皮屑的脱落而一天天的减少吧?这是因为通过细胞的分裂产生了新的细胞补充了上来。细胞是如何进行分裂的呢?这就是我们今天所要探讨的内容:
[板书] 第三节 细胞的增殖
[投影] 展示教学目标。
学生:阅读教学目标并简单记录,了解本节课知识、能力、德育应达到的具体要求。
教师:细胞分裂的结果都是一样的,都是实现了细胞数目的增加。那细胞分裂的过程是不是遵循同一个模式呢?不是的。
有丝分裂
[板书] 一、分裂方式 无丝分裂
减数分裂
教师:这节课我们学习其中的一种分裂方式——有丝分裂。
[板书] 二、有丝分裂:
(一)细胞周期:
[指导阅读] 细胞进行有丝分裂具有一定的周期性,我们把它称为细胞周期。那么,什么是细胞周期?请阅读课本34页第一段。
投影展示阅读提纲:
1. 什么是细胞周期?
2. 一个细胞周期包括哪几个阶段?
学生:带着问题阅读课本。(培养自学能力)
教师提问,找1—2名学生回答。
师生共同归纳总结:(学生脱离课本回答)
细胞周期:从一次分裂完成时开始到下一次分裂完成时为止。包括分裂间期和分裂期。
如右图所示细胞有丝分裂一个细胞周期所用的时间,下列说法正确的是( D )
①甲→乙的过程表示分裂间期
②乙→甲的过程表示分裂期
③一个细胞周期是指甲→甲
④一个细胞周期是指乙→乙
A.①②③ B.①②④ C.③ D.④
学生:思考并回答。
[指导观察]请同学观察课本34页图11。
教师提问:通过看图你可以发现在一个细胞周期中是间期所占的时间长还是分裂期时间长?
学生:带着问题看图。
学生回答:在细胞周期中,间期比分裂期长。
教师:下面以植物细胞为例来讲述一个细胞周期中细胞内发生的变化
[板书] (二)植物细胞的有丝分裂
教师:首先我们来看一下间期细胞内发生了怎样的变化?
[板书] 1.间期:完成组成染色体的DNA的复制和有关蛋白质的合成。DNA复制的结果是一个变成两个。
详细讲述染色体的复制(边绘图边讲解):
①基本形态:染色体上具有着丝点
染 形态:一条染色体形成两个完全一样的姐妹染色单体,但是
色 ②复制结果 共用着一个着丝点
体 数量:一条染色体复制完毕仍然是一条(着丝点数目没变)
强调:染色体复制的结果并不是染色体数目的增加,而是DNA加倍,而且在间期两条姐妹染色单体是长的细丝,呈染色质状态。
教师:间期准备工作结束之后,细胞分裂便进入分裂期。人们为了研究方便,人为地把它分为前、中、后、末四个时期。
[板书]2.前期:
[演示动画] 首先介绍动画上各部位的名称,然后提醒学生注意观察细胞内所发生的变化。
教师提问:在前期细胞内发生了怎样的'变化?请大家阅读课本35页最后一段,并简单概括为几点
学生:仔细观察(培养观察能力),带着问题阅读课本并总结概括。
师生共同归纳总结前期特征:
[板书] (1)染色质变成染色体,散乱分布。
(2)核膜逐渐解体,核仁逐渐消失。
(3)出现了纺锤丝,形成纺锤体。
学生:做笔记。
教师:在前期结束之后,细胞分裂便马上进入中期。
[板书] 3.中期
[演示动画] 提醒学生注意观察在前期散乱分布的染色体到中期染色体的位置发生了怎样的变化(用语气强调“位置”二字)
教师:你看到了什么变化?
学生回答:染色体的着丝点移向细胞中央。
教师引导:如果把细胞当做一个地球,这个位置(指动画上细胞中央)相当于什么?
学生回答:赤道。
教师介绍赤道板的概念
教师再问:染色体的着丝点怎样到的赤道板?
学生回答:纺锤丝的牵引。
师生共同归纳总结中期特征:
[板书] 纺锤丝牵引着丝点排列在赤道板上
教师讲述:在中期由于纺锤体清晰可见,染色体的形态比较固定,因此观察染色体的形态和数目最好在中期。
教师:中期结束之后,细胞分裂便进入后期
[板书] 4.后期
教师边讲解边演示动画,学生边听边观察。
教师讲述:在后期,每个着丝点都分裂成两个,原来共用着一个着丝点的两个姐妹染色单体随着着丝点的分裂而分开成为两条独立的染色体。
教师提问:到了后期细胞中的染色体数目发生了怎样变化?
学生回答:染色体的数目增加一倍。
教师讲述:着丝点一分为二,染色体数目加倍以后,在纺锤丝的牵引下,分离开的染色体分别向细胞的两极移动,这样一来,细胞的两极就各有一套形态和数目完全相同的染色体。
[板书] 着丝点一分为二,染色体数目加倍,纺锤丝牵引染色体移向细胞两极
学生:整理课堂笔记。
教师:染色体到达细胞两极之后,细胞分裂便进入最后一个时期——末期。
[板书] 5.末期
教师演示动画,提醒学生注意观察细胞内发生的变化
教师:在末期细胞内发生了怎样的变化?大家阅读课本38页第二段,简单概括为几点,并与前期做比较。
学生:仔细观察,带着问题阅读并概括总结。
师生共同归纳总结:
[板书]
(1)染色体恢复到染色质状态。
(2)纺锤体逐渐消失。
(3)出现了新的核膜、核仁,形成了新的细胞核。
(4)出现了细胞板,细胞板向四周扩展形成了新的细胞壁。
学生:整理课堂笔记。
教师提问:有哪些结构在前期出现而到末期消失,又有哪些结构在前期消失而到末期又重新出现?
学生:积极思考,踊跃回答。
师生共同归纳整理:在前期出现的染色体、纺锤体到末期消失了,在前期消失的核膜、核仁到末期又出现了。
教师:等到新的细胞壁形成之后,一个细胞分裂成两个子细胞,这一细胞周期结束,新产生的子细胞进入下一个细胞周期的分裂间期状态,体现出细胞进行有丝分裂的周期性。
[小结]
动画展示有丝分裂的全过程,师生一起回顾在一个细胞周期内发生的连续的变化及特征。
《细胞增殖》知识点总结
1、染色质:在细胞核中分布着一些容易被碱性染料染成深色的物质,这些物质是由DNA和蛋白质组成的。在细胞分裂间期,这些物质成为细长的丝,交织成网状,这些丝状物质就是染色质。
2、染色体:在细胞分裂期,细胞核内长丝状的染色质高度螺旋化,缩短变粗,就形成了光学显微镜下可以看见的染色体。3、姐妹染色单体:染色体在细胞有丝分裂(包括减数分裂)的间期进行自我复制,形成由一个着丝点连接着的两条完全相同的染色单体。(若着丝点分裂,则就各自成为一条染色体了)。每条姐妹染色单体含1个DNA,每个DNA一般含有2条脱氧核苷酸链。
4、有丝分裂:大多数植物和动物的体细胞,以有丝分裂的方式增加数目。有丝分裂是细胞分裂的主要方式。亲代细胞的染色体复制一次,细胞分裂两次。
5、细胞周期:连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,这是一个细胞周期。一个细胞周期包括两个阶段:分裂间期和分裂期。分裂间期:从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前,叫分裂间期。分裂期:在分裂间期结束之后,就进入分裂期。分裂间期的时间比分裂期长。
6、纺锤体:是在有丝分裂中期细胞质中出现的结构,它和染色体的运动有密切关系。
7、赤道板:细胞有丝分裂中期,染色体的着丝粒准确地排列在纺锤体的赤道平面上,因此叫做赤道板。
8、无丝分裂:分裂过程中没有出现纺锤体和染色体的变化。例如,蛙的红细胞。
公式:
1)染色体的数目=着丝点的数目。
2)DNA数目的计算分两种情况:
①当染色体不含姐妹染色单体时,一个染色体上只含有一个DNA分子;
②当染色体含有姐妹染色单体时,一个染色体上含有两个DNA分子。
语句:
1、染色质、染色体和染色单体的关系:第一,染色质和染色体是细胞中同一种物质在不同时期细胞中的两种不同形态。第二,染色单体是染色体经过复制(染色体数量并没有增加)后仍连接在同一个着点的两个子染色体(姐妹染色单体);当着丝点分裂后,两染色单体就成为独立的染色体(姐妹染色体)。
2、染色体数、染色单体数和DNA分子数的关系和变化规律:细胞中染色体的数目是以染色体着丝点的数目来确定的,无论一个着丝点上是否含有染色单体。在一般情况下,一个染色体上含有一个DNA分子,但当染色体(染色质)复制后且两染色单体仍连在同一着丝点上时,每个染色体上则含有两个DNA分子。
细胞增殖教学设计 3
教学目的:
1、细胞周期的概念。
2、细胞周期内染色体的变化特点及有关细胞结构的变化。
3、无丝分裂的过程和特点。
教学重点:
1、细胞周期的概念和特点。
2、有丝分裂过程中染色体的变化。
教学难点:
有丝分裂过程中染色体的变化特点。
教学用具:
有丝分裂过程的动画课件;植物细胞结构的动画课件;细胞周期图的.投影片;不同类型细胞的细胞周期持续时间表格的投影片;有丝分裂前期和末期对比表格的投影片。
教学方法:
教师讲述与学生观察、比较、讨论、绘图相结合。
课时安排:
1课时
教学教程及板书设计:
板书
教学过程
第二节
细胞增殖
一、有丝分裂
(一)细胞周期
1、概念:
2、特点
(二)分裂间期和分裂期
1、分裂间期:染色体复制:DNA复制和蛋白质合成
2、分裂期
(1)前期
染色质→染色体
核摸解体,核仁消失
(2)中期:染色体的着丝点排列在赤道上
(3)后期:姐妹染色单体分离,在纺锤丝的牵引下移向细胞的两极
(4)末期:
染色体→染色质,新的核摸、核仁出现;
细胞板→细胞壁
(三)有丝分裂的意义
引言:前面我们学习了有关细胞的结构和功能的知识,知道了细胞是生物体的结构单位。比如,一个成年人就是由大约1014个胞构成的。大家想一想,每个人都是由一个受精卵发育来的,那么,这一个受精卵细胞怎么才能形成1014个细胞呢?这就是我们今天要探讨的细胞增殖问题。下面我们就以植物细胞为例,看看细胞是怎么增殖的。
(教师播放植物细胞结构的动画课件,展示植物细胞结构示意图。)
提问:
(1)细胞的最外层是什么?(画面:细胞壁闪动,学生回答从略。)
(2)紧贴着细胞壁的这层结构是什么?(画面:细胞膜闪动,学生回答从略。)
(3)细胞膜以内的这些结构是什么?(画面:细胞质闪动,学生回答从略。)
(4)细胞中央的这个球状体是什么?(画面:细胞核闪动,学生回答从略。)
(5)把细胞核与细胞质分开的这一膜状结构是什么?(画面:核膜闪动,学生回答从略。)
(6)细胞核中的这个球状结构是什么?(画面:核仁闪动,学生回答从略。)
(7)细胞核内的这些丝状物质又是什么呢?(画面:染色质闪动,学生回答从略。)
(8)染色质长丝高度螺旋,缩短变粗后又可以形成什么呢?(回答:染色体。)
讲述:这样的一个细胞是怎样进行增殖的呢?我们一起来看一看。
(教师播放植物细胞有丝分裂的全程动态画面。)
大家看到了一个植物细胞经过一系列非常复杂的变化,最后形成了两个完全一样的子细胞,也就是说它完成了一次细胞增殖。它的这种增殖方式就是我们今天要学习的重点内容——有丝分裂。
刚才我们看到了,植物细胞的有丝分裂是个非常复杂的过程,为了系统的掌握它,我们有必要先学习一个新的概念——细胞周期。那么,什么叫细胞周期呢?
(教师出示细胞周期示意图。)
细胞周期是指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止。这一周期实质上包括了细胞分裂的准备阶段——分裂间期和细胞分裂的实施阶段——分裂期。
细胞增殖教学设计 4
一、教学目标
1.简述细胞生长和增殖的周期性。
2.观察细胞的有丝分裂并概述其过程。
3.描述细胞的无丝分裂。
4.模拟探究细胞大小与物质运输的关系,探讨细胞不能无限长大的原因。
二、教学重点和难点
1.教学重点
(1)细胞生长和增殖的周期性。
(2)真核细胞有丝分裂的过程。
2.教学难点
真核细胞有丝分裂过程中,各个时期染色体行为和数目的变化,以及dna数量的变化。
三、教学策略
本节教学内容可安排2课时,包括讲课和2个学生实验。本节安排了模拟探究细胞大小与物质运输的关系的实验,目的是使学生知道模拟的方法也是科学研究的方法之一。教师应当采取引导学生通过探究活动主动学习的教学模式。
本节应重点以植物细胞有丝分裂过程为例学习有丝分裂的知识。还要注重对各种课程资源的选择、整合和优化。可事先用吹塑板做成细胞和染色体模型,两人一组,教师边讲解边在黑板粘贴有丝分裂各时期剪贴图,同时学生在课桌上的细胞模型中用染色体模型操作。最后通过电教手段把动态的植物细胞有丝分裂过程再现出来。强调细胞分裂的各时期是为了研究方便人为划分的,实际上有丝分裂是一个动态的连续过程。传统的教学方式与现代教学手段相结合,既让学生感受细胞分裂过程的动态性和连续性,又能克服电教手段转瞬即逝的弊端。通过剪贴图和染色体行为的模型建构,突出了探究学习,有利于学生知识的建构。
在讲述动物细胞有丝分裂时,可把动植物细胞有丝分裂全过程同时呈现出来。让学生观察对比,归纳出相同点和不同点。在这里,教师可进一步引导学生归纳动植物细胞有丝分裂的共同特征即有丝分裂的实质:亲代细胞的染色体经过复制后,平均分配到两个子细胞中去,从而保持了遗传物质的稳定性,使学生理解有丝分裂对生物遗传的重要意义。
对无丝分裂和减数分裂的处理,按教材内容讲述即可,不宜过多发挥。
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验,考虑到装片的制作和观察的难度和效果,教材处理为验证性实验。如果具有洋葱根尖有丝分裂过程的数码显微摄像的课程资源,教师也可大胆尝试,进行知识发生过程式教学。先做实验,创造和再现科学家发现细胞有丝分裂的条件和工作过程,获得感性认识后,再进行理性的思考,把拍摄到的静止图像,按照想像的细胞分裂过程图像的正常顺序排序,把学生已形成的细胞分裂静态图像转化为连续的动态画面,突出学生的主动探究。
关于实验“细胞大小与物质运输的关系”的教学,提出以下建议。
1.准备
上课前一天,准备足够的酚酞琼脂块。酚酞琼脂块的制备方法:每升水加30g琼脂,不断搅拌下煮沸。在它冷却固化前,加1g酚酞,并搅拌使之充分混合。若混合物呈粉红色,加数滴质量分数为0.1%的盐酸至粉红色退去。将混合物放在平底浅盘中,使混合物高度约为3cm。琼脂固化后,将其切成3cm×3cm×6cm的小块。
2.教学策略
建议引导同学先设计模拟实验的方案,然后再讨论各种方案的可行性,最后实施教材提供的方案。
3.注意事项
酚酞是白色粉末,无臭,如果接触某些人的皮肤会引起过敏反应。因此,在准备实验材料时,最好戴橡皮手套。
氢氧化钠是白色粒状或片状物质,无臭,有腐蚀性,接触眼睛或皮肤可引起剧痛或烧灼感,如果人吸入氢氧化钠的粉尘会造成对呼吸道的严重伤害,如果不慎让氢氧化钠入口会使消化道严重受伤。急救措施:立即用大量水冲洗15min;喝大量水,继之以稀醋或果汁;立即就医。废液的处理:废液滴加盐酸中和,然后可作为无害物倒掉。
关于实验“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”的教学,提出以下建议。
1.准备
洋葱根尖的培养。培养洋葱生根时,避免用新采收的洋葱,因为这种洋葱尚在休眠,不易生根。如果必须用当年刚收的新洋葱生根,则应设法打破它的休眠。常用的方法是用低浓度的赤霉素溶液浸泡洋葱鳞茎的底盘,这样可以促使其生根。
对于前一年收下的洋葱,可以采用如下方法促使它生根。选择底盘大的洋葱做生根材料;剥去外层老皮,用刀削去老根(从底盘中央向四周削),注意不要削掉四周的根芽;培养时注意每天换水1~2次。如果班级较多,为了防止后来的班级所用的洋葱根长得过长,可以放入冰箱(4℃左右)保存。
2.教学策略
实验前教师应讲解实验成功的关键。解离充分是实验成功的必要条件。解离充分,组织才能分散,细胞也不会重叠。染色时,染液的浓度和染色的时间必须掌握好,特别是染色不能过深,否则不易观察。压片时用力必须适当,过重会将组织压烂,过轻则细胞未分散,二者都将影响观察效果。
制作装片过程中空隙时间的利用。解离、漂洗、染色三个步骤中,都有一段等待的时间,教师应该充分利用这些空隙时间。建议讲解以下内容:洋葱根尖的培养方法,取材时间,解离和漂洗的目的和方法,分生区细胞与其他区细胞的区别等。
教给学生观察要领。让学生观察时,强调先用低倍镜观察,再转高倍镜观察,切忌直接使用高倍镜。
增加演示实验。学生自己制作的装片,由于诸多原因,观察效果常都不理想。教师可在实验课前准备5台示范镜,分别示范有丝分裂固定装片中间期、前期、中期、后期、末期5个不同时期。
3.注意事项
解离时,也可将剪取的2~3mm洋葱根尖浸入浓盐酸和体积分数为95%的酒精各半的混合液中,浸20~30min。这样根尖被固定,细胞间质被溶解,细胞容易分离。
染色时,也可用紫药水取代龙胆紫溶液,但浓度不宜过大。可将紫药水稀释,即2~3滴清水中加入一滴紫药水。
压片时,仅靠用手指轻按,不易将根尖细胞分散开。可将染色后的洋葱根尖用小刀压平,或用铅笔带橡皮的一端稍用力压,这样才能使细胞分散,并且便于平放盖玻片。
四、答案和提示
(一)问题探讨
1.象与鼠相应器官和组织的细胞大小无明显差异。
2.生物体的生长,既靠细胞分裂增加细胞的数量,还要靠细胞生长增大细胞的体积。
(二)实验1
1.当naoh与含酚酞的琼脂块相遇时,其中的酚酞变成紫红色,这是常用的检测naoh的方法,从琼脂块的颜色变化就知道naoh扩散到多远;在相同时间内,naoh在每一琼脂块内扩散的深度基本相同,说明naoh在每一琼脂块内扩散的.速率是相同的。
2.根据球体的体积公式v=4/3πr3,表面积公式s=4πr2,计算结果如下表。
细胞直径
(μm)表面积
(μm2)体积
(μm3)比值(表面积/体积)
20125641870.30
302826141300.20
3.细胞越大,物质运输的效率越低,所以多细胞生物体是由许多细胞而不是由少数体积更大的细胞构成的。细胞越大,需要与外界环境交流的物质越多;但是细胞体积越大,其表面积相对越小,细胞与周围环境之间物质交流的面积相对小了,所以物质运输的效率越低。
(三)实验2
1.间期的细胞最多。因为间期时间最长。
2.每一时期的时间=洋葱的细胞周期(12h)×每一时期的细胞数占计数细胞总数的比例
(四)批判性思维
细胞体积的最小限度,是由完成细胞功能所必须的基本结构(如核糖体)和物质(如酶)所需要的空间决定的。
(五)旁栏思考题
有丝分裂的丝指的是纺锤丝。
(六)技能训练
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。所以像草履虫这样个体较大的细胞有两个细胞核,保证正常的核质比。
(七)练习
基础题
1.c。2.a。3.d。4.c,e。5.b。
拓展题
1.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,而卵细胞内部储存了大量的营养物质,可以长得比较大。
五、参考资料
1.细胞的增殖周期
细胞从前一次分裂结束开始,到下一次分裂结束为止,这样一个周期叫做细胞增殖周期。
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中的主要阶段。近年来,由于放射自显影和细胞化学等技术的迅速发展,对于细胞增殖过程的动态研究也日趋深入。现在了解到,过去一直被忽视的所谓“静止期”却是细胞增殖周期中极为关键的一个阶段,因为与dna分子复制有关的一系列代谢反应,都是在这个阶段进行的。所以现在都把“静止期”叫做间期。
现在,一般把细胞增殖周期分为两个阶段:间期和分裂期。细胞在前一次分裂结束之后就进入间期,这时就是新的细胞周期的开始。间期一共分为三个分期。间期结束就进入有丝分裂期。根据目前的认识,整个细胞增殖周期可以分为g1、s、g2、m四个小分期,如下表:
细胞增殖周期中的各个分期,各有其不同的特点。
g1期的特点g1期是从上次细胞增殖周期完成以后开始的。g1期是一个生长期。在这一时期中主要进行rna和蛋白质的生物合成,并且为下阶段s期的dna合成做准备,特别是合成dna的前身物质、dna聚合酶和合成dna所必不可少的其他酶系,以及储备能量。
s期的特点从g1期进入s期是细胞增殖的关键时刻。s期最主要的特征是dna的合成。dna分子的复制就是在这个时期进行的。通常只要dna的合成一开始,细胞增殖活动就会进行下去,直到分成两个子细胞。
g2期的特点g2期又叫做“有丝分裂准备期”,因为它主要为后面的m期做准备。在g2期中,dna的合成终止,但是还有rna和蛋白质的合成,不过其合成量逐渐减少。特别是微管蛋白的合成,为m期纺锤体微管的组装提供原料。
m期的特点细胞一旦完成了细胞分裂的准备,就进入有丝分裂期。细胞分裂期是一个连续的过程,为了研究的方便,可以人为地将它分成前、中、后、末四个时期。m期的细胞有极明显的形态变化。间期中的染色质(主要成分是dna和蛋白质),在m期浓缩成染色体形态。染色体的形成、复制和移动等活动,保证了将s期复制的两套dna分子平均地分到两个子细胞中去。
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纺锤体附着区域的同义语使用的。遗传学文献中多用着丝粒一词,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,认为是非染色质性质物质的附加物,称为着丝点。在主缢痕区存在着丝粒,由此把染色体分成二臂。着丝粒的两侧各有一个蛋白质构成的三层的盘状或球状结构,称为着丝点。着丝点与纺锤体的纺锤丝连接,与染色体移动有关。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,纺锤丝把两条染色单体拉向两极。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.细胞质分裂
广义说来,有丝分裂应该包括细胞质分裂。但是,也可以把细胞质分裂看做是一个单独的阶段。
大多数真核生物的细胞质分裂是与核分裂协调进行的,细胞质分裂起始于中后期。细胞质分裂面一般总是和纺锤体的赤道面一致,其方向约在核分裂中期就已确定。如果在中期时用离心法改变细胞的纺锤体的正常位置,细胞分裂面方向并不随之改变。但是,如果在中期之前改变纺锤体的位置,细胞质分裂面的方向也就随着发生改变。
动物细胞在进行细胞质分裂时,先是在要形成分裂面处的细胞质收缩,环细胞表面出现一条窄的凹沟,这条沟叫做分裂沟。分裂沟环绕细胞表面一圈,使细胞呈哑铃状。它的形成和细胞膜下方的细胞质微丝有关系。
植物细胞因为有细胞壁,它的分裂方式不同于动物细胞(有花植物的花粉粒的成熟分裂与动物细胞一样,形成分裂沟),最主要的差别是植物细胞在进行细胞质分裂时,有细胞板的形成。细胞板产生于晚后期或早末期。
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