1、第四章 第一节 第1课时细胞增殖（1）本课时内容主要包括生物体的生长主要是细胞增殖的结果、细胞周期和有丝分裂，积极思维：什么是细胞的相对表面积。普通高中生物学课程标准（2017年版）中指出“生命观念是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象，是人们经过实证后的观点，是能够理解和解释生物学相关事件和现象的意识、观念和思想方法。学生应该在较好地理解生物学概念的基础上形成生命观念，如结构与功能关、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等；能够用生命观念认识生物的多样性、统一性、独特性和复杂性，形成科学的自然观和世界观，并以此指导探究生命活动规律，解决实际问题。”“科学思维是指尊重事实和
2、证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。学生应该在学习过程中逐步发展科学思维，如能够基于生物学事实和证据运用归纳和概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等方法，探讨、阐释生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题。”本节课的“什么是细胞的相对表面积”的研究活动组织有利于帮助学生理解细胞增殖在生物体生长过程中的重要意义，提升学生的归纳与概括能力，发展学生的批判性思维，有助于学生理解、阐释生物体的生长主要是细胞增殖的结果。本节课的细胞增殖、细胞周期及有丝分裂是高中阶段重要的概念内容，学生对这些概念的感知、理解和构建需要在老师的引导下借助
3、图片等资源进行。比较和归纳法有助于学生对有丝分裂过程中所发生的变化的理解。教学目标1通过模拟探究细胞的相对表面积，探讨细胞不能无限长大的原因，理解生物体的生长主要是细胞增殖的结果。2通过有丝分裂细胞周期图及有丝分裂过程图的学习，理解细胞周期的概念，能够概述细胞有丝分裂的过程。3通过动物细胞和高等植物细胞有丝分裂过程的比较，能够描述动植物细胞有丝分裂过程的异同，理解有丝分裂的重要意义。教学目标1：着重体现了“科学思维”和“科学探究”的要素。教学目标2：着重反映了“生命观念”和“科学思维”的要素。教学目标3：着重指向“生命观念”和“科学思维”。情境设置展示毛竹生长的图片。提问：植毛竹快速生长的生命
4、奥秘是什么？构成毛竹的细胞能否通过不断长大的方式完成个体体积的生长呢？多细胞生物体（如毛竹）体积的增大，与细胞数量的增多和细胞体积的增大有关。实验证明，个体在生长过程中，与细胞数量的增加相比，细胞体积的增大似乎受到更大的限制。其原因之一是细胞的相对表面积限制了细胞体积的无限增大！新课学习教师引导：为什么生物体大都是由许多体积很小的细胞组成的，而且细胞生长到一定程度会发生细胞分裂或者不再继续生长呢？ 学生活动：针对问题，引导学生用琼脂块模拟细胞，制订方案，设计探究实验，探究细胞体积与相对表面积的关系，物质扩散速率与细胞大小的关系。按确定方案，学生两人一组进行探究活动，并观察、记录、分析实验结果。
5、组织学生进行模拟实验。根据实验结果，引导学生通过思考与讨论，主动获得知识。 模拟细胞表面积与体积的记录表琼脂块的边长/cm表面积/cm2体积/cm3相对表面积（表面积与体积之比）124老师引导：根据上述数据，通过推理，能发现琼脂块相对表面积与琼脂块体积的关系吗？细胞体积越大，细胞的物质运输通过表面向内运输，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低，细胞与周围环境进行信息交流的效率也可能降低，影响细胞核对细胞的控制，不利于生命活动的进行。因此，细胞表面积和体积的关系决定了细胞不能无限长大。教师引导：生物体生长的主要因素之一是细胞增殖。我们继续学习细胞增殖的内容。教师引导：1细胞增殖的意义是什
6、么？2真核细胞的分裂方式包括哪些？3思考单细胞生物和多细胞生物细胞增殖的结果是什么？学生自学：看书自学。回答以上问题。细胞增殖是生物体生长、发育、生殖和遗传的基础。细胞增殖以分裂的方式进行。真核细胞分裂的方式包括有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。单细胞生物细胞增殖的结果是完成个体的生殖，多细胞生物细胞增殖的结果是细胞数目增多。教师引导：1什么是细胞周期？2不同种类细胞的细胞周期持续时间是否相同？3细胞周期包括哪两个阶段？它们在时间分配上有什么特点？4除了课本上的示意图，还可以用什么方式表示细胞周期？学生自学：看书自学。学生活动：学生讨论交流、展示成果。关于细胞周期的概念，只有“连续分裂的细胞”才具
7、有细胞周期，例如皮肤的生发层细胞、根的分生区细胞等；而高度分化，失去分裂增殖能力的细胞，例如神经细胞等不具有细胞周期。结合图片进行实例论证。细胞周期的起点必须是上一次分裂完成时，终点是下一次分裂完成时。一个细胞周期内，分裂间期所占的比例远大于分裂期；细胞的种类不同，一个细胞周期的时间也不相同。表示细胞周期的方式主要有两种：一种是扇形图，一种是线型图。要学会辨析两种图形并正确表示图中的分裂间期和分裂期。教师呈现：动物细胞有丝分裂的视频。教师引导：1在细胞增殖的细胞分裂间期，细胞内发生了什么变化？2以动物细胞为例，有丝分裂的分裂期分为哪几个时期？3每个时期细胞内分别发生了什么变化？学生自学：看书自
8、学。学生活动：学生讨论交流、分享思考的结果。一个细胞周期的大部分时间处于分裂间期。分裂间期的细胞在完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成的同时，细胞适度生长。细胞核中的染色质呈丝状。动物细胞的中心体也在分裂间期进行复制。为了方便研究，人们将有丝分裂期分为前期、中期、后期、末期。分裂前期的特点：“膜仁消失现两体”。染色质螺旋化，形成染色体，散乱地分布。核仁消失、核膜解体。中心体移向两极，发出星射线，形成纺锤体。分裂中期的特点：“形定数晰赤道齐”。染色体着丝点排列在细胞中央的赤道面上。染色体形态固定，数目清晰可见，是计数染色体数量的最佳时期。分裂中期的特点：“点裂数加均两极”。每条染色体的两条姐妹
9、染色单体分离，在纺锤丝的作用下向细胞两极移动。染色体数量加倍。细胞质膜在赤道面位置向内凹陷，胞质开始分裂。分裂末期的特点：“膜仁重现两体失”。染色体去凝缩，变为丝状的染色体。纺锤体消失。核膜重新形成，核仁重新组装，新的细胞核逐渐形成。胞质分裂完成，一个亲代细胞缢裂成两个体积基本相同的子细胞。教师呈现：动物细胞有丝分裂的过程整体示意图。教师引导：动物细胞有丝分裂每个过程的变化现在已经比较清楚，在整个过程中有一些结构发生了规律性的变化，我们继续学习。教师引导：1以动物细胞为例，在有丝分裂及分裂间期过程中哪些结构发生了规律性的变化？你能描述这些变化的过程吗？2着丝粒和着丝点的结构是怎样的？有丝分裂过
10、程中染色体的移动是如何实现的？在细胞有丝分裂及分裂间期的过程中，染色体、核膜、核仁等结构发生了规律性的变化。染色体变化：（明确染色体、染色单体和DNA的关系）首先，一起学习染色体的行为变化。在分裂间期，DNA的复制和有关蛋白质的合成使每条染色体含有两条姐妹染色单体，在有丝分裂前期染色质螺旋化，成为染色体，染色体散乱的分布在细胞中。有丝分裂中期着丝点排列在赤道面上，染色体形态、数目清晰。有丝分裂后期，着实点分裂，染色体数目加倍，移向细胞两极。有丝分裂末期染色体去凝缩，变为丝状的染色体。其次，染色体、DNA和染色单体也发生了规律性的变化。结合细胞增殖和有丝分裂过程图，我们用坐标曲线的方式表示这个过
11、程。（展示变化曲线）纺锤体变化：在分裂间期复制的两个中心体在分裂前期向两极移动，发出星射线，形成纺锤体，分裂末期纺锤体消失。核膜核仁变化：分裂前期核膜核仁解体，分裂末期核膜重新出现，核仁重新组装。教师引导：我们已经对动物细胞有丝分裂及分裂间期每个过程的变化现在已经比较清楚了，接下来我们一起来学习高等植物细胞有丝分裂的过程。比较动植物细胞有丝分裂过程有何差异。教师呈现：植物细胞有丝分裂过程动画。动植物细胞有丝分裂过程图。教师引导： 1比较分析，动植物细胞有丝分裂过程有什么不同？2有丝分裂具有什么重要意义？学生活动：学生讨论交流、分享思考的结果。动植物细胞有丝分裂过程存在一定的差异。纺锤体形成的方
12、式不同：动物细胞由中心体发出星射线，形成纺锤体。高等植物细胞没有中心体，由细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体，没有星射线。形成子细胞的方式不同：动物细胞在赤道面位置细胞膜向内凹陷将亲代细胞平均缢裂成两个子细胞。植物细胞细胞板扩展成细胞壁将细胞一分为二。绝大多数动植物细胞以有丝分裂的方式增殖。有丝分裂具有重要的意义。在分裂间期，染色体复制（主要是DNA复制）一次，在有丝分裂中，细胞分裂一次，分裂结果是染色体平均分配到两个子代细胞中，这保证子代细胞与亲代细胞中遗传信息的一致性。教学板书细胞增殖（第1课时）一、生物体的生长主要是细胞增殖的结果 细胞为什么不能无限长大？二、细胞周期和有丝分裂（一）细胞周期
13、1细胞周期的概念2细胞周期发生的变化3细胞周期的不同表现形式（二）动物细胞有丝分裂及分裂间期的过程：（画图）（三）有丝分裂及分裂间期过程中出现规律性变化1染色体（画图）2核膜、核仁3纺锤体（四）动物细胞和植物细胞有丝分裂的区别（五）细胞增殖和有丝分裂的重要意义课堂反馈1如图表示细胞有丝分裂的一个细胞周期，下列说法正确的是（ ）A甲乙的过程表示一个细胞周期 B乙甲的过程表示一个细胞周期C甲甲的过程表示一个细胞周期D乙乙的过程表示一个细胞周期【解析】（1）细胞周期指连续分裂的细胞，从一次细胞分裂结束开始，经过物质准备，到下一次分裂结束为止的过程。（2）细胞周期分为分裂间期和分裂期，分裂间期占大部分
14、时间，由此可知甲乙表示分裂期，乙甲分裂期，细胞周期指乙乙。【答案】D2动物细胞的染色体数目加倍和DNA数目加倍分别在有丝分裂的（ ）A有丝分裂的前期和有丝分裂的中期B有丝分裂的前期和有丝分裂的末期C有丝分裂的后期和细胞周期的间期D有丝分裂的前期和有丝分裂的后期【解析】动物细胞有丝分裂过程中，染色体数目加倍只能在着丝点分裂后才会加倍，所以发生在有丝分裂的后期; DNA数目加倍必须发生在DNA复制之后，即细胞周期的间期。故C符合题意，ABD不符合题意。【答案】C3有丝分裂中期DNA数和染色体数的比与后期DNA数和染色体数的比分别是 （ ） A2:1和1:1 B1:2和2:1 C2:1和2:1 D1
15、:1和1:1【解析】（1）有丝分裂中期，着丝点排列在赤道面上，染色体形态数目非常清晰，每条染色体有两条姐妹染色单体，含有两个DNA分子。（2）有丝分裂后期，着丝点分裂，两条姐妹染色单体变为染色体，染色体数目加倍，与DNA数量相同。因此答案是A。【答案】A4下图为动物细胞有丝分裂的某个时期，据图回答：（1）此细胞有 条染色体、 条染色单体、 个DNA分子。（2）它在进入分裂期之前的间期细胞中有 条染色体 条染色单体、 个DNA分子。（3）在其刚形成的子细胞中有 条染色体、 条染色单体、 个DNA分子。【解析】（1）图示细胞中具有中心体，没有细胞壁，且细胞质分裂的方式为缢裂，属于动物细胞。（2）图
16、示细胞处于有丝分裂后期，此时的特点是:着丝点一分为二，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，并在星射线的牵引下向两极移动。（3）图示细胞有8条染色体、8个DNA分子，不含染色单体。【答案】（1）8 0 8 （2）4 8 8 （3）4 0 4课堂总结今天，我们通过模拟探究活动了解了细胞的相对表面积限制了细胞的生长，生物体的生长主要是细胞增殖的结果。结合图形和动画，我们了解了细胞周期的概念，分析了有丝分裂各个时期发生的变化，总结归纳了染色体等结构的规律性变化，通过对比，了解了动植物细胞有丝分裂的不同，深刻理解了有丝分裂的重要意义。对细胞增殖这一生命现象的深入学习让我们受益匪浅。下节课，我们将走进实验室，借助显微镜等工具，直观观察有丝分裂的过程，一起期待吧！ 10 / 10
