1、细胞周期与有丝分裂教学案教学重点真核细胞有丝分裂的细胞周期和有丝分裂的过程。教学难点真核细胞有丝分裂的细胞的染色体形态、数目、位置和运动的变化是一个动态而又微观的过程。教具准备真核细胞有丝分裂细胞周期挂图，动植物细胞有丝分裂过程示意图，植物细胞有丝分裂过程录像带，自制教具染色体的复制及螺旋过程，多媒体课件。课时安排2课时三维目标 1.简述细胞的生长和增殖的周期性。2.描述细胞的无丝分裂。3.概述细胞的有丝分裂过程。4.会利用相应的实验器材完成“植物细胞有丝分裂的观察”的实验。5.引导学生仔细阅读图文，仔细分析细胞周期中染色体形态、数目与DNA含量的关系。6.探索有丝分裂各时期细胞的特点和细胞分
2、裂的规律。7.进一步比较动、植物细胞分裂过程的异同，使学生能够用自己的语言，描述细胞有丝分裂各时期的特点，掌握有丝分裂的本质。8细胞分裂、运动是物质的根本属性，建立生命活动的唯物主义观点。第1课时细胞周期与有丝分裂教学过程 导入新课师:从细胞水平来看，一个蛙的受精卵需要怎样的途径才能成为一只成蛙呢？学生小组讨论、代表回答：需要不断进行细胞体积的扩大与细胞分裂，还要细胞的分化等。师:细胞生物学的研究也证明了以上观点，生物体的体积增大，即生物体的生长，既靠细胞生长增大细胞的体积，还要靠细胞分裂增加细胞的数量。事实上，不同生物同类器官或组织的细胞大小一般无明显差异，器官大小主要决定于细胞数量的多少。
3、师:细胞为什么不能无限长大？什么因素限制了细胞的长大？生: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，物质的输入和输出也会遇到困难。师:随着细胞的长大，细胞膜的面积不是也在扩大吗？下面通过模拟实验来探讨这个问题。学生分组实验：将实验桌上准备好的琼脂块(内含酚酞)切成边长分别为1 cm、2 cm、3 cm的立方体；将以上三种琼脂块样品，同时置于盛有适量0.1%的NaOH溶液的烧杯中，处理10 min；取出琼脂块样品，吸干浮液后，分别将每一样品切成两半，观察切面，测量每一切面上NaOH扩散的深度并记录数据。学生活动：各小组对实验采集的数据进行讨论分析，小组代表陈述观点。分析：(1)
4、琼脂块的边长越长，NaOH在琼脂块中的扩散效率越差。(2)边长为3 cm、2 cm、1 cm的琼脂块分别看作三个植物细胞的话，那么细胞表面积与体积的比值是依次增大的。(3)因而，我们有理由相信，生物的异常旺盛的代谢与其细胞的S/V相对直接有关。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。师细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。可见，生物体的长大主要靠细胞的数量增多，即细胞的增殖来实现。推进新课板书：一、细胞周期与有丝分裂师:细胞以分裂的方式进行增殖。师:像草履虫、变形虫这些单细胞生物，细胞分裂有什么作用呢？生:通过细胞分裂可以产生后代，起到生殖和繁衍种族的作用。师:对多细胞生
5、物来讲，细胞分裂又有什么作用呢？生:细胞分裂可以增加体细胞的数目，是细胞分化、组织与器官形成的基础。师:细胞的增殖是生物体生长、发育、生殖和遗传的基础。师:下面我们就来探讨细胞增殖的问题。我们先以动物细胞为例，看看细胞是如何增殖的。呈示多媒体信息：播放一段草履虫有丝分裂的视频。师:大家看到了一个动物细胞经过一系列复杂的变化，最后形成两个完全一样的子细胞，也就是说它完成了一次细胞增殖。并且这样的增殖具有周期性。科学家采用放射性同位素标记法，用32P标记蚕豆根尖细胞并观察它的有丝分裂过程，揭示了细胞周期的基本规律。那么，什么是一个细胞周期呢？教师呈现细胞周期示意图。一个细胞周期是指从一次细胞分裂结
6、束开始，直到下一次细胞分裂结束为止的过程。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。师: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？学生活动：学生小组讨论并提出自己的见解。师:细胞周期对于不同类型的细胞持续的时间是不同的，请看屏幕。课件展示：不同类型细胞的细胞周期持续时间比较表。师:从图中我们不难看出，不同类型细胞的细胞周期持续时间有长有短。师:大家仔细看一看，细胞周期在分裂间期和分裂期的时间分配是否平均？有什么规律？学生活动:学生就提问进行思考，并提出自己的见解。师:不平均，分裂间期占用的时间远远多于
7、分裂期所占用的时间，分裂间期占用了整个细胞周期的90%95%，而分裂期只占用了5% 10%，这就是细胞周期的特点。细胞周期的这一特点充分说明了分裂间期这一准备阶段的重要性，下面我们来看一看分裂间期为分裂期的进行作了哪些准备？请看屏幕。教师演示分裂间期的动态画面，并提示大家注意观察细胞核内染色质的变化。教师出示间期结束时与开始时的比较画面，并提示学生观察。目前同学们还没能看出它有什么变化。难道分裂间期就真的没有什么变化吗？下面我们把细胞内的一条染色质长丝单独放大，看前后发生了什么变化？教师演示放大的一条染色质长丝在间期开始时和结束时的比较画面。师:现在我们再看一看，细胞核内的一条染色质长丝经过间
8、期发生了什么变化？学生观察、比较后回答提出的问题。师:间期开始时的一条染色质长丝变成了连在一起的两条染色质长丝。图像上的这种变化我们可以用染色体复制来加以描述。当然，此时的染色体还以染色质的形式存在。师:染色体由哪几个部分构成？生:DNA和蛋白质。师:染色质的成分为DNA和蛋白质，分裂间期的染色体复制也就包含了DNA分子的复制和有关的蛋白质的合成。从图像上看，原来的每条染色质长丝都形成了两条一样的染色质长丝，并且这两条长丝是连在一起的。这说明原来每条染色质长丝中含有的一个DNA分子复制成了两个DNA分子。因此可以说，分裂间期为细胞分裂期准备好了双份的DNA分子。我们已经知道DNA是细胞内的遗传
9、物质，那么，这双份的DNA分子是怎样平均分配到两个子细胞中去的呢？下面我们就来看看细胞分裂期是怎样进行的。分裂期是一个连续的过程，为了便于学习，人为地把它分为四个时期：前期、中期、后期和末期。下面我们就先来看前期是怎么进行的。教师播放分裂前期的动态画面并指出观察的重点：细胞核内的染色质的变化以及细胞结构的变化。动态画面停止后，出示前期结束时与间期结束时的比较画面，并组织学生进行观察、比较、讨论。师:细胞核中的染色质长丝发生了什么变化？生:细长的染色质长丝变成了染色体。师:从图像上大家已经看出，经过前期的变化，染色质长丝高度螺旋、缩短变粗，形成了染色体，所以细胞分裂前期的细胞核中出现了染色体。此
10、时的每条染色体由两部分构成，每个部分叫一条染色单体。由于两条染色单体完全一样，因此称它们为姐妹染色单体。姐妹染色单体并不完全分离，而是由着丝点把它们连成一体，由于每条染色单体中各含有一个DNA分子，所以此时的每条染色体都含有2个DNA分子。师:除了染色质变成了染色体之外，再看看核膜、核仁有什么变化？生:核膜、核仁都不见了。师:在细胞分裂前期，核膜解体了，核仁消失了。除此之外，我们还可以看到：细胞的两组中心粒发出了星射线，并由这些星射线构成了纺锤体。染色体散乱地分布在纺锤体的中央。下面我们把前期的变化小结一下，教师出示投影片，前期的主要变化表格，并归纳总结。前期细胞中出现了纺锤体，纺锤体中的纺锤
11、丝又有什么用呢？下面我们就来看看分裂期的第二个阶段，中期是怎么进行的？请看屏幕。教师播放细胞分裂中期的动态画面，并提示观察的重点：注意染色体是怎样运动的。动态画面停止后，出示中期与前期的对比画面。师:染色体是怎样运动的？其结果是什么？师:染色体是被连接在着丝点上的纺锤丝牵引着运动的。其结果是散乱分布在纺锤体中的染色体的着丝点都有序地排列在了细胞中央的赤道板上，为下一步的染色体分配作好了准备。下面我们来看着分裂期的第三个阶段后期，染色体是怎样分配的？教师播放分裂后期的动态画面，并指出观察重点：细胞中的染色体是怎么分配的？动态画面结束后，出示后期与中期静止的比较画面，并组织学生讨论。师:细胞中的染
12、色体是怎么分配的？学生讨论后回答。师:(1)在细胞分裂的后期，从图像上看，每条染色体的两条姐妹染色单体分开，在纺锤丝的牵引下分别移向细胞的两极，图像上的这种变化我们叫做姐妹染色单体分离。(2)染色单体是随着着丝点的分开而分离的。染色单体分离的结果是原来的一条染色体形成了两条完全一样的子代染色体，并且被分开的两条子代染色体分到了细胞的两极。这样我们在后期的图像中可以看到，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。现在可以说，细胞基本完成了染色体的平均分配。但是这时还没有形成两个子代细胞。师:那么怎样才能形成两个子代细胞呢？师:我们来看看分裂期的末期是怎么进行的。教师播
13、放分裂末期的动态画面，并指出观察重点：(1)细胞内有哪些主要变化？(2)两个子细胞是怎么分开的？动态画面结束后，出示末期与后期的比较画面，并指导学生进行对比观察。师:细胞分裂的末期，细胞内有哪些主要变化？学生讨论后回答。师:到达细胞两极的染色体逐渐变为染色质，核膜、核仁重新出现。在赤道板处细胞膜向内凹陷，细胞质一分为二，一个细胞缢裂成两个体积基本相等的子细胞。 下面我们把末期的变化与前期的变化比较一下。教师设置情境：出示前期、末期变化的对比表格，并引导学生逐项比较。师:通过比较可以得出什么结论？生:在染色体、纺锤体的行为变化方面与前期存在着的变化逆转的关系。师:经过一个细胞周期使一个细胞形成了
14、现在的两个完全一样的子代细胞，也就是说它完成了一次有丝分裂。下面我们来回顾一下：在一个细胞周期内染色体是怎么变化的？依据板书进行总结。师:请大家在绘图纸上以一对染色体为例，绘出细胞周期的各时期的染色体变化示意图。师:绘图时希望大家思考所绘图像表达的含义。学生活动：学生依据板书提供的文字信息绘图。师生互动：教师指导绘图，纠正错误，了解学生的绘图情况。绘图完毕后请个别同学在实物投影仪上展示自己的图。师:刚才我们以一对染色体为例，绘制了细胞周期中各时期的细胞染色体变化示意图。现在我们再看一看各时期的细胞内各有几条染色体？又有几个DNA分子？请大家数一数，并把结果记录在细胞示意图的下方。学生活动：学生
15、相互讨论，并把结果记录在绘图纸上。教师引导：教师巡视指导。学生活动结束后，教师请个别同学公布结果，并进行点评。师:下面我们把得到的结果在下列的坐标中用曲线表示出来。学生活动：学生绘制DNA和染色体的变化曲线图。师生互动：教师巡视指导，纠正错误。学生绘图完毕后，教师请个别同学在实物投影仪中展示自己的绘图，并进行适当点评。师:这两条曲线有何相同点？学生活动：学生认真讨论、回答问题。师:最大的相同点就是两条曲线在间期和末期的数值都是一样的。间期记录的是亲代细胞的DNA和染色体的数量，而末期记录的是一个子代细胞内的DNA和染色体的数量。它们的数值一样，说明无论是DNA还是染色体，子细胞都与亲代细胞保持
16、了一致。师:子代细胞是两个，而亲代细胞只有一个，那么，它们的DNA和染色体为什么能保持一致呢？学生活动：学生讨论后回答。师:DNA在间期由于复制而加倍，在末期再被两个子细胞平分。染色体在后期由于着丝点一分为二，姐妹染色单体分离，使染色体的数目加倍，在末期再被两个子细胞平分。从而使亲代和子代细胞中的DNA和染色体都保持了稳定。这正是有丝分裂的意义所在。师:以上我们学习的是动物细胞有丝分裂的过程。那么，植物细胞的有丝分裂过程又是怎样的呢？出示植物细胞有丝分裂挂图。学生活动：仔细观察、对比，并列表比较它们的异同点。植物细胞分裂动物细胞分裂不同点前期细胞两极发出纺锤丝纺锤体中心体周围发出星射线纺锤体末
17、期细胞膜从细胞中部向内凹陷缢裂相同点核内染色体变化相同分裂过程及时期相同板书：二、无丝分裂师:生物体中还有一种分裂过程相对简单的分裂方式就是无丝分裂。学生活动：阅读教材。师:它和有丝分裂有何不同？哪些细胞进行无丝分裂？生:在分裂过程中没有出现纺锤体和染色体的变化，所以叫无丝分裂。如：口腔上皮细胞、蛙的红细胞等进行无丝分裂。教师演示“无丝分裂”课件，请学生叙述具体过程。生:细胞核先延长，核从中部缢裂成两个子细胞。板书设计 第五章细胞增殖、分化、衰老和凋亡第一节细胞增殖一、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
18、期：染色质染色体，核膜解体，核仁消失，星射线形成纺锤体(2)中期：染色体的着丝点排列在赤道板上(3)后期：姐妹染色单体分离(4)末期：染色体染色质，新的核膜、核仁出现，细胞膜向内凹陷，将细胞质一分为二，使一个细胞分裂成两个子细胞。(三)有丝分裂的意义(四)植物细胞有丝分裂和动物细胞有丝分裂的比较二、无丝分裂(一)概念(二)特点第2课时观察植物细胞的有丝分裂教学过程 实验原理1.植物体的根尖、茎尖等分生区的细胞具有连续分裂增殖的特点。2.质量分数为15%的盐酸溶液与体积分数为95%的酒精各半的混合液浸泡植物根尖，根尖细胞被杀死，细胞间质被溶解，细胞容易分离。3.使用显微镜的低倍镜可以找到分生区的
19、部位，再换高倍镜，同时借助于移动装片可在视野中找到有丝分裂的各分裂相。4.龙胆紫或醋酸洋红是碱性染料，易使细胞核内的染色体着色。材料用具1.培养好的洋葱(或蒜)。2.质量分数为15%的盐酸溶液，质量分数为15%的盐酸溶液。3.质量浓度为0.01 g/mL或0.02 g/mL的龙胆紫溶液或醋酸洋红液4.显微镜、载玻片、盖玻片、玻璃皿、剪刀、镊子、滴管、解剖针等。导入新课上一节课我们以动物细胞的有丝分裂过程为例，了解了在一个细胞周期中，各时期的染色体的行为变化。那么，今天我们要通过实验来认识植物细胞有丝分裂过程各时期的变化特征。推进新课板书：一、装片的制作师:教师播放一段关于“植物细胞有丝分裂装片
20、制作过程”视频录像，教师对于操作过程中的关键步骤进行细致分析，并请学生仔细观察每一步操作步骤，掌握其中要领。学生活动：学生在对视频观察过程中，可以进行模仿，对关键步骤注意理解，小组之间进行交流。学生操作：依黑板上的程序和录像上的具体步骤进行。学生可自行选择。注意分工合作，要把时间控制好。教师指导：(1)取材：切取洋葱根尖23 mm。(2)解离：注意控制时间。时间过短，则细胞不易分离；时间过长，则细胞容易被压碎，影响染色。标志是材料酥软，用解剖针能轻轻压碎为好。(3)漂洗：用镊子取出根尖，放入盛有清水的玻璃皿中，漂洗10分钟。(4)染色：染色35分钟，使材料充分着色。(5)按程序制片。注意压片时
21、，不能使盖玻片移动，以免使材料模糊不清，要控制好力度，最好一次压片成功。学生讨论：利用实验的空闲时间，讨论实验所用溶液的作用及相关步骤的意义。(1)盐酸和酒精的作用是什么？(2)清水漂洗的作用目什么？(3)龙胆紫或醋酸洋红的作用是什么？(4)本次实验的关键步骤是什么？生:(1)质量分数为15%的盐酸溶液与体积分数为95%的酒精各半的混合液浸泡植物根尖，根尖细胞被杀死，细胞间质被溶解，细胞容易分离。(2)清水漂洗的作用是洗去解离液，便于染色。(3)龙胆紫或醋酸洋红是碱性染料，易使细胞核内的染色体着色。(4)本次实验的关键步骤是压片，使细胞分散开。板书：二、有丝分裂的观察师:(1)显微镜的低倍镜下
22、找到分生区细胞：呈正方形，排列紧密。(2)显微镜的高倍镜下辨认分裂中期的细胞：染色体排列在赤道板位置。师:为什么要先用低倍镜观察，而不是先用高倍镜？生:低倍镜的放大倍数小，在视野里可看到的物像多，这样就容易找到分生区的细胞。而高倍镜放大倍数大，在视野里看到的物像少，不易找到所要观察的物像。学生操作，教师巡视，对操作规范和观察效果好的小组给予表扬，对动作不规范的个人及时纠正，还可以让操作好的同学帮助其他同学解决实际问题。特别强调“微调”和“倒像”的操作要领。学生操作：找到分裂中期的细胞后，可移动装片，寻找和辨认相邻细胞中有丝分裂的间、前、后、末四个时期的细胞。同时可观察老师提供的现成的永久装片以
23、作对照。板书：三、绘制简图师: (1)寻找清晰可见的“中期”状态。(2)边观察边画出一个细胞。(3)在相应的位置注释说明。学生活动：按照要求，画出细胞有丝分裂中期的图像。课堂小结课件展示：(1)从细胞周期来看，下列现象各发生在所给选项的哪个时期？着丝点排列在赤道板上，染着色体的数目和形态非常清晰()着丝点分裂，被纺锤丝牵向两极的是()细胞赤道板处出现细胞板的现象的是()细胞中变化复杂，但视野中又很难观察到的是()A.间期B.中期C.后期D.末期(2)根据你的体会，请说出制作洋葱根尖有丝分裂装片的三大关键是什么？(3)课后请大家讨论并绘出有丝分裂过程中染色体和DNA变化规律的坐标图像。师生共同归
24、纳：(1)BCDA(2)剪取根尖时要在细胞分裂最活跃的时期(上午1012点)；解离时间要充分，要将根尖细胞杀死，细胞间质被溶解，使细胞容易分离；压片时用力大小要适中，要使根尖压平，细胞分散开来。(3)教师演示投影片，并简要说明有丝分裂过程中，染色体和DNA的变化曲线，以供学生课后参考。实验结论：植物细胞的有丝分裂全过程，分为间期和分裂期，分裂期又包括前期、中期、后期和末期。各时期细胞中的染色体发生着有规律的变化。板书设计 三、观察植物细胞的有丝分裂(一)实验原理：(略)(二)材料用具：(略)(三)方法步骤1.制片：取材解离漂洗染色装片2.观察：低倍镜高倍镜样镜四、结论1.有丝分裂分为间期和分裂
25、期(前、中、后、末)2.各时期染色体发生着规律性变化五、讨论：活动与探究 探究题目：有丝分裂是植物体生长、发育和分化的基础。我们知道植物根尖分生区的细胞进行细胞分裂。构成植物体的所有细胞永远都能保持分裂能力吗？活动建议：建议学生采用植物体的各个部位作实验材料，分别进行实验，如茎尖、茎的中部、叶片、叶柄部位，这些部位的玻片标本可用压片法制作。习题详解 1.解析：植物细胞有丝分裂的实验过程中，正确的步骤顺序是:解离、漂洗、染色、压片。答案：C2.解析：植物细胞有丝分裂过程中，各时期的特点是：分裂间期，主要完成DNA的复制；前期，形成染色体，每条染色体含有两条染色单体，核膜解体，核仁逐渐消失，由细胞
26、两极形成纺锤丝构成纺锤体；中期，染色体的着丝粒排列在中央的赤道板上；后期，每条染色体中的两条染色单体从着丝粒的连接处分开，形成两组均等的染色体，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极；末期，到达细胞两极的染色体逐渐变为染色质，核膜、核仁重现，在赤道板位置出现细胞板。高尔基体参与植物细胞壁的形成。染色质是细胞内容易被碱性染料(龙胆紫或醋酸洋红)染成深色的物质。答案：(1)(2)中着丝点排列在赤道板中央(3)染色质染色体同一种物质(4)细胞板细胞壁(5)形态和数目3.解析：在一个细胞周期中，间期DNA分子复制，DNA数目加倍，到末期时随着细胞的分裂，子细胞的形成，DNA则平分到两个子细胞中去，因此选择曲线。在一个细胞周期中，间期染色体复制，本质上是DNA分子复制，染色体数目不变，到分裂后期，由于着丝粒分裂，一个细胞中染色体数目暂时加倍，到了末期随着细胞的分裂，子细胞的形成，染色体则平分到两个子细胞中去，因此选择曲线。答案：B4.解析：本题的几幅图均为有丝分裂后期的图像，植物细胞有丝分裂后期的特点是：着丝点分裂，染色单体分开，染色单体是复制来的，所以两条姐妹染色单体的形态是相同的，这样可以判定B、D是错误的，而C图的染色体是移向细胞中部的，也是错误的。答案：A
