2019-2020年高中生物 細胞的增殖 第1課示范教案 新人教版.doc

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2019-2020年高中生物 細胞的增殖 第1課示范教案 新人教版 ●從容說課 本節(jié)教學內容可安排2課時，包括講課和兩個學生實驗。第一課時安排模擬探究細胞大小與物質運輸?shù)年P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》內容的學習，符合從感性到理性的認識。目的是使學生知道模擬的方法也是科學研究的方法之一。教師應當采取引導學生通過探究活動主動學習的教學模式。一節(jié)課安排一個探究實驗和一個觀察實驗，對學生來說難度是很大的，考慮學生前面已經做過幾個探究實驗，要求每位學生必須自己設計一個可行的實驗設計以供實驗課上用。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。先做實驗，創(chuàng)造和再現(xiàn)科學家發(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，把學生已形成的細胞分裂靜態(tài)圖像轉化為連續(xù)的動態(tài)畫面，突出學生的主動探究。本實驗增加了舊教材沒有的一個內容，是讓學生學習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。這里運用了間接轉換的方法。因為學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，來比較細胞周期不同時期的時間長短。這種思維上的轉換有一定難度，是對學生想象力的一種挑戰(zhàn)。第二課時《細胞的增殖》首先讓學生了解細胞增殖的必要性，再來學習細胞增殖的方式。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)課學生通過探究細胞大小，即細胞表面積與體積之比，與物質運輸效率之間的關系，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?shù)乃季S力度，需要學生開動腦筋思考，并且要用聯(lián)想的方法將模擬實驗的結果遷移至真實的細胞，思考物質運輸?shù)男逝c細胞大小之間是什么關系；為什么細胞越大，物質運輸?shù)男试降停粸槭裁炊嗉毎矬w是由許多細胞而不是由少數(shù)體積更大的細胞構成的。親身參與、感性認識會提高學生思考的活躍程度，激發(fā)求知欲，學生會討論得很熱烈，時常會出現(xiàn)不同觀點的論爭。這種親歷探究、師生互動的教學場景正是今天提倡的探究性學習所需要的，教師應給予足夠重視。通過模擬實驗，學生理解了細胞體積越大，其相對表面積越小，細胞的物質運輸?shù)男示驮降?，細胞表面積與體積的關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”就會過重。教科書在模擬實驗之后，安排了一段文字，對這個問題進行了補充說明。 既然細胞越小，細胞表面積相對就越大，細胞的物質運輸?shù)男示驮礁?，細胞體積不是越小越好嗎？學了這部分內容，學生可能會產生這樣的疑問。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，每個酶促反應需占有直徑約50 nm的空間，每個核糖體直徑為10～20 nm等。當然學生還可以搜集、列舉更多的證據(jù)來支持自己的觀點。開放式的教學模式和學習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。細胞增殖和細胞分裂是兩個不同的概念，細胞增殖包括物質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。有關減數(shù)分裂的內容安排在《遺傳與進化》的相關章節(jié)中讓學生學習。 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準備，然后才能進行細胞分裂。細胞分裂前重要的物質準備之一是遺傳物質DNA的復制，DNA的復制必須正確和徹底，否則可能導致細胞死亡，或者細胞周期調控紊亂，如細胞惡性增殖和腫瘤發(fā)生。除了遺傳物質的準備之外，所有其他細胞物質也必須進行積累，這些物質的積累如果不及時，有時也會危及細胞的生存?？梢?，細胞分裂的物質準備過程是一個十分復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準備的分裂間期也應該引起學生重視，以便學生對細胞的生命周期形成完整的認識。課本P112的“圖6—1有絲分裂細胞周期”和課本P112的“表6—1不同細胞的細胞周期持續(xù)時間”，提示學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教師教學用書第6章《細胞的生命歷程》關于有絲分裂過程的教學，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。 這部分內容對于學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?？墒孪扔孟鹌つ嘧龀杉毎腿旧w模型，兩人一組，教師邊講解邊在黑板粘貼有絲分裂各時期的剪貼圖，同時學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)的教學方式與現(xiàn)代教學手段相結合，既讓學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瞬即逝的弊端。通過剪貼圖和染色體行為的模型建構，突出了探究學習，有利于學生知識的建構。 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)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、腎上腺皮質細胞等。有關無絲分裂的不同觀點，教師可根據(jù)教學情況的需要，適當補充介紹，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）學會科學探究細胞大小與物質運輸?shù)年P系的方法。 （2）學習用曲線圖描述DNA和染色體數(shù)量的變化規(guī)律。 （3）通過實驗培養(yǎng)學生制作臨時裝片的技能，培養(yǎng)學生的觀察、分析能力以及識圖和繪圖能力。 （4）學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)律性變化的學習，培養(yǎng)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(fā)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(xiàn)象的觀察培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度和嚴謹?shù)目茖W工作作風。 ●教學重點 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。 ●教學難點 真核細胞有絲分裂過程中，各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，并攪拌使之充分混合。若混合物呈粉紅色，加數(shù)滴質量分數(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。如果必須用當年剛收的新洋蔥生根，則應設法打破它的休眠。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；剝去外層老皮，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1～2次。如果班級較多，為了防止后來的班級所用的洋蔥根長得過長，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，對學生來說難度是很大的，所以學生必須課前作好實驗的設計，教師在課前給予指導和檢查，決定可行方案或按課本提供的方案進行。 ［情境創(chuàng)設］ 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。 學生：觀察和討論。 教師：引出探討的問題：（1）請推測象與鼠相應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？ 學生：討論。 教師：提示：（1）象與鼠相應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——細胞大小與物質運輸?shù)年P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。因此，在準備實驗材料時，最好戴橡皮手套。 氫氧化鈉有腐蝕性，應避免與眼睛和皮膚等接觸。如潑灑出來，應立即用水沖洗潑灑處，并告訴老師。 學生實驗并測量實驗結果： 根據(jù)測量結果進行計算，并將結果填在下表中，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） 3 2 1 結 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_________________ 學生從模擬實驗轉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=πr3，表面積公式S=4πr2，計算結果如下表： 細胞直徑（μm） 表面積（μm2） 體積（μm3） 比值（表面積/體積） 20 1 256 4 187 0.30 30 2 826 14 130 0.20 從上表，學生能清楚地認識到：細胞越大，物質運輸?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)體積更大的細胞構成的。細胞越大，需要與外界環(huán)境交流的物質越多；但是細胞體積越大，其表面積相對越小，細胞與周圍環(huán)境之間物質交流的面積相對小了，所以物質運輸?shù)男试降汀? ［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”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，細胞的物質運輸?shù)男示驮礁撸毎w積不是越小越好嗎？承接課本的批判性思維。 當然細胞不能太小，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，每個酶促反應需占有直徑約50 nm的空間，每個核糖體直徑為10～20 nm等。當然學生還可以搜集、列舉更多的證據(jù)來支持自己的觀點。開放式的教學模式和學習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。 教師應講解實驗成功的關鍵。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，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。 教給學生觀察要領。讓學生觀察時，強調先用低倍鏡觀察，再轉高倍鏡觀察，切忌直接使用高倍鏡。 增加演示實驗。學生自己制作的裝片，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2～3 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20～30 min。這樣根尖被固定，細胞間質被溶解，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2～3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，教師應該充分利用這些空隙時間。建議講解以下內容：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。 學生實驗： 學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)？ 以上問題將為學生理解細胞周期中各時期的長短打下埋伏。 由于時間關系，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］ 本節(jié)課同學們要學會科學探究的方法和觀察實驗的技能?？茖W探究的步驟一般分為： （1）提出問題 （2）作出假設 （3）設計實驗 （4）開展實驗 （5）記錄結果 （6）分析結果，得出結論 （7）表達與交流 ［布置作業(yè)］ 課后要求學生統(tǒng)計全班結果，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10～100 μm之間。生物體細胞體積趨向于小的原因是 ①受細胞所能容納的物質制約 ②相對面積小，有利于物質的迅速轉運和交換 ③受細胞核所能控制的范圍制約 ④相對表面積大，有利于物質的迅速轉運和交換 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 答案:C 2.下列有關細胞體積和細胞的物質運輸關系的敘述中，正確的是 A.直徑越小的細胞，其細胞的物質運輸效率越高 B.直徑越大的細胞，其細胞的物質運輸量越小 C.表面積越大的細胞，其細胞的物質運輸效率越高 D.體積越大的細胞，其細胞的物質運輸效率越高 答案:1C 2.A ●板書設計 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、細胞大小與物質運輸?shù)年P系 （一）目的要求 通過探究細胞大小，即細胞的表面積與體積，與物質運輸效率之間的關系，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的表面積越大，經交換進來的物質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（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.學會制作洋蔥根尖有絲分裂裝片的技術。 3.學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染色體（或染色質）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。