分享

【必修Ⅰ教参】第六章 第1节 细胞的增殖

 囡波湾生物 2020-09-25

一、教材分析

(一)教学目标

1.简述细胞生长和增殖的周期性。

2.概述细胞有丝分裂的过程,阐明细胞有丝分裂的重要意义。

3.能制作植物根尖分生区组织细胞有丝分裂的临时装片,观察、描述有丝分裂各个时期的特点。

(二)教学重点和难点.

1.教学重点

1)有丝分裂各个时期的特点。

2)有丝分裂的意义。

2.教学难点

1)有丝分裂过程中染色体的行为变化及染色体和DNA的数量变化。

2)观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂。

(三)编写思路

本节教材重点阐述了细胞增殖的主要方式——有丝分裂的基本过程、特点和意义。

本节先从介绍细胞增殖的意义开始,引出细胞增殖的必要性,再介绍细胞增殖所具有的周期性,细胞周期分为分裂间期和分裂期,强调两个不同时期所用时间不同和作用不同,最后重点介绍了细胞周期中的分裂期,即有丝分裂过程中染色体的变化规律,阐明有丝分裂的重要意义。有丝分裂的过程、特点和意义是教学的重点。

细胞的增殖是新细胞一生的开始,是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。本节首先介绍细胞增殖的意义,并特别提到增殖时遗传物质要进行复制,并进行分裂,因此细胞的增殖包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程,从而提出细胞周期的概念,为进一步具体学习细胞周期提供逻辑基础。

细胞周期分为分裂间期和分裂期,教材在此处重点分析了分裂间期所持续的时间,让学生理解分裂间期的重要性,即为分裂期进行活跃的物质准备,完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。至于分裂期,在介绍有丝分裂时将会进行详细的阐述,因此,在细胞周期的介绍过程中略写。

有丝分裂是细胞周期中分裂期的主要表现形式。这里需要强调的是,有丝分裂不包含分裂间期,但教材在介绍有丝分裂时,义呈现了分裂间期,主要是基于让学生对细胞周期有一个完整而清晰的认知。基于以上理由,在设计有丝分裂过程示意图时,将分裂间期与有丝分裂的各个时期用旋线隔开。

有丝分裂的基本过程和主要特点是个节的重点内容,教材为此特意设计成对开页,以图文结合的形式呈现在学生面前:最上一行是植物细胞有丝分裂各个时期的典型显微照片,中间一行是有丝分裂各个时期的典型模式图,最下一行是各个分裂时期的名称及过程、特点的介绍。这样,学生在学习时,可以将真实照片、模式图和文字介绍对照、结合起来学习,既能通过照片直观地认识细胞分裂时真实的情况,又能借助简洁、清晰的模式图来准确把握各时期特点,再通过文字描述进行归纳、提炼,从而使得学习更为有效。在图文之间有从左到右的指示箭头,指示观察和阅读方向.教材的这种设计体现了以下理念:(1)整体观,让学生对细胞周期和有丝分裂有一个整体的认知;(2)方便对照学习,从左到右看是连续的过程,从上到下来看,是每个时期的图文结合处理,非常方便识图阅读和对比学习。

在介绍动物细胞有丝分裂的过程、特点时,教材没有如植物细胞有丝分裂那样详细介绍,只是出示了分裂过程各个时期的典型模式图,这样做的日的是,一是避免重复,二是想通过思考与讨论活动,让学生比较动物细胞与植物细胞有丝分裂的相同点和不同点,培养学生的识图和概括能力,同时也为分析有丝分裂的重要意义提供思考过程,学习细胞有丝分裂自然会涉及恶性增殖的细胞,即癌细胞,但由于生物学课程标准将细胞的癌变作为基因突变的实例放在《遗传与进化》模块的相关位置,因此,教材在这里以楷体字的形式作了简单介绍。无丝分裂是一种特别的分裂方式,只存在于极少生物的细胞中,因此,教材将此内容设计为阅读材料,以此拓展学生的视野。

本节的思维训练可以帮助学生理解细胞为什么不能无限长大,进而从这个角度理解细胞增殖的必要性,同时本活动也可以训练学生的运用模型作解释的科学思维。

本节安排观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂探究·实践,一方面可以让学生实际操作,观察真实的细胞有丝分裂,将认识建立在观察实证的基础上;另一方面也可以进一步训练制作临时装片和操作显微镜的技能。

二、教学建议

本节教学内容建议安排2课时。

本节有丝分裂各个时期的变化特点是重点,染色体的行为变化、染色体和DNA的数量变化是难点。为了突出重点和突破难点,教师可采用装片观察、模型制作、动画演示、动手实验等直观教学手段。

第一课时

1.创设情境,导入新课

课前3~4天进行洋葱根尖的培养。

展示事先培养在广口瓶中的洋葱,教师提出问题,洋葱的根为什么会长得又细又长?或者利用教材中的象与鼠个体相差悬殊的问题探讨,引出生物体的生长过程,包括细胞体积增大和细胞数量增多,导入细胞增殖的学习。

2.观察装片,制作模型,归纳有丝分裂各时期的特点

教师可提供洋葱根尖细胞有丝分裂永久装片、马蛔虫受精卵有丝分裂永久装片让学生在显微镜下观察,或者提供动植物有丝分裂模式图,并设置如下问题:(1)一个细胞进行有丝分裂产生的2个细胞,染色体数目一样吗?(2)有丝分裂过程如何实现染色体的平均分配?染色体的形态如何变化?(3)染色体是如何被平均分配到细胞两极的?(4)动物细胞有丝分裂与植物细胞有丝分裂有何相同点和不同点?通过学生讨论,总结有丝分裂各时期的特点及动植物细胞有丝分裂的异同点。

染色质与染色体的形态转换是学生思维的难点,教师可提供细铁丝来模拟,用细铁丝模拟染色质,将其弯成弹簧状模拟染色体,两根绑在一起模拟姐妹染色单体。让学生动手实验,模拟染色质螺旋化为染色体、染色体解螺旋恢复为染色质的过程,加深对染色质和染色体的理解,也为分裂过程中染色体的均分做好铺垫。

教师可提供细铁丝、橡皮泥等材料让学生制作染色体模型,模拟有丝分裂过程中染色体的行为变化。让学生通过直观感受有丝分裂的动态过程,认识细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂期包括前期、中期、后期和末期。然后教师通过动画或视频呈现植物细胞有丝分裂的过程,同时强调,细胞分裂的各个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。

借助于动植物细胞有丝分裂装片或模式图的观察、模型制作的亲历体验和多媒体动画的动态演示观察,结合问题讨论,学生总结有丝分裂各时期的特点,归纳提炼有丝分裂的实质:在纺锤体作用下将亲代细胞复制的染色体平均分配到两个子细胞中,从而保持了细胞在遗传上的稳定性。

3.建构模型,深入理解有丝分裂的意义

学生用细铁丝或其他材料制作了染色体的物理模型,模拟并理解了有丝分裂过程中染色体的行为变化。在此基础上,可以进一步建构有丝分裂过程中染色体和DNA的数量变化的数学模型,建立有丝分裂能保持亲子代细胞间遗传稳定性的观点。具体做法可以参考:引导学生填写有丝分裂各时期染色体和DNA数量变化的数据表格,再进行数形转换,以曲线图的形式呈现染色体和DNA数量变化趋势,分析染色体和DNA在亲子代细胞中相对量的关系和质的关系,进而理解有丝分裂的本质。

第二课时

本课时完成观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂的探究活动。

1.准备

洋葱根尖的培养。培养洋葱生根时,避免用新鲜洋葱,因为这样的洋葱尚在休眠,不易生根。如果必须用新鲜洋葱生根,则应打破它的休眠。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让其生根。

对于前一年收获的洋葱,可以采用以下方法促使其生根。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,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,可以将洋葱放入冰箱(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,组织细胞才能分散,细胞也不会重叠。染色时,染液浓度和染色时间必须掌握好,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,都将影响观察效果。

注意利用制作装片过程中的空隙时间。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,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,分生区细胞的识别等。

教给学生观察要领强调先用低倍镜观察,再用高倍镜观察,切忌直接使用高倍镜观察。

增加演示实验。学生自己制作的装片,由于诸多原因,观察效果可能会不理想。教师可在实验课前准备5台示范镜,分别示范视野清晰的分裂间期、前期、中期、后期和末期。

3.注意事项

解离时,可将剪取的23mm洋葱根尖没入质量分数为15%的浓盐酸和体积分数为95%的酒精各半的混合液中,浸20~30 min。这样的效果明显。

染色时,可用紫药水取代甲紫溶液,但浓度不宜过大。可将紫药水稀释,即2~3滴清水中加人一滴紫药水。

由于本实验难度较大,教师可在实验课前组织部分学生进行预实验,了解本实验操作成功的关键,正式实验时,让参加预实验的学生作为小老师带领各实验小组进行实验,能使实验教学组织得更为有序、有效,提高实验的效果。

本实验的材料除了洋葱根尖外,还可以选择大蒜根尖、水仙花根尖等材料代替;为使显微观察效果更好,染色后可再用适量的醋酸(质量分数为20%的醋酸1滴)处理,经酸化后制成的装片染色体会更加清晰,这是因为醋酸可以使染色质膨胀,材质变硬,便于压片;还可以加强甲紫对细胞核的染色体选择性着色。

三、探究,实践指导

观察根尖分生组织细胞的有丝分裂

北京市景山学校刘伟华

本实验可以帮助学生理解细胞有丝分裂的过程,加深学生对有丝分裂各个时期特点的理解,对学生体会有丝分裂过程中染色体的行为变化具有重要作用。同时训练学生的操作、观察和思考能力,学生学会在显微镜下分辨有丝分裂各个不同的时期;培养学生认真的科学态度和实事求是的科学精神,使学生的创新思维和综合能力得到培养和提高。

1.材料选择

洋葱(2n=16)是单子叶植物,须根系,一个洋葱鳞茎经过培养可获得数量较多的须根,可方便获取较多根尖。洋葱体细胞中有16条染色体,染色体数目相对较少,易于观察,是较为理想的实验材料。也可以用其他材料如大蒜、吊兰、蚕豆等材料代替。

洋葱根尖培养方法:按照水培法生根,取若干度过休眠期的洋葱,放在广口瓶上。瓶内装满清水,让洋葱的底部接触到瓶内的水面。将该装置放置在温暖的环境中,待根长5 cm时,取生长健壮的根尖。

2.操作方法

1)课前准备

洋葱根尖的培养。根据教学实际需求,选取若干个度过休眠期、底盘较大的洋葱进行生根。

剥去洋葱外层老皮,用刀削去老根,注意不要削掉四周的根芽;将洋葱放在广口瓶上,瓶内装满清水,让洋葱的底部接触到瓶内的水面。将该装置放置在温暖的环境中,每天换水1~2次,待根长5 cm时,取生长健壮的根尖进行实验。

解离液配制。解离液需要现用现配,解离液由盐酸和酒精混合而成,通常采取质量分数为15%的浓盐酸:95%酒精=11的比例配制。浓盐酸腐蚀性较强,解离液配制过程中应注意安全。浓盐酸的作用可使细胞与细胞间的果胶层溶解,细胞相互分离,压片时使细胞易于散开;酒精可将细胞固定,保持处理时的生活状态。

2)制作装片

解离。10001400洋葱根尖分生区处于分裂期的细胞较多(会因洋葱品种、室温等差异而有所不同),因此最好在该时间段剪取根尖2~3mm放置解离液中进行解离。解离成功表现在材料保持完整形态,染色时可被捣碎,压片时盖上盖玻片即可将材料压碎使细胞分散开。如果解离时间不足会导致压片不能成雾状,细胞不能充分分散,重叠度高,染色不充分等情况。漂洗。依据教材中的实验步骤进行,解离后使用清水对实验材料进行漂洗以去除残留的解离液,防止解离过度。不过时间上可以调整,可将解离后的根尖放在烧杯中漂洗2 min,以节省实验时间。用镊子将根尖从解离液转移至清水的过程中要注意动作力度,避免破坏根尖。

漂洗。依据教材中的实验步骤进行,解离后使用清水对实验材料进行漂洗以去除残留的解离液,防止解离过度。不过时间上可以调整,可将解离后的根尖放在烧杯中漂洗2 min,以节省实验时间。用镊子将根尖从解离液转移至清水的过程中要注意动作力度,避免破坏根尖。

染色。可用甲紫、醋酸洋红、改良苯酚品红进行染色,染色有两种方法:将根尖放在染液中浸泡3~5 min将根尖放置在载玻片上,用镊子把根尖弄碎,然后滴加染液染色2 min。相比之下后者染色更加均匀,且时间较短。

制片。若染色时运用方法,则将根尖从染液中取出,放置在载玻片上,滴加一滴清水,用镊子把根尖弄碎,然后盖上盖玻片;若染色时运用方法,则染色后用吸水纸吸走染液,再滴加一滴清水,盖上盖玻片。盖上盖玻片后,用拇指轻轻按压盖玻片使其呈云雾状。

3)洋葱根尖细胞有丝分裂观察

引导学生在显微镜下观察自制装片,找到不同时期的细胞,分别统计两个视野中各个时期细胞数,记录数据并分析。

3.教学组织

有丝分裂过程中染色体的行为变化是本节课的重点和难点,观察植物细胞的有丝分裂,能够更好地帮助学生理解有丝分裂过程中染色体的行为和数量变化特点,因此有丝分裂实验的顺利开展十分重要。教学过程中,教师应合理安排实验教学与理论教学,可以按照教材顺序,先进行理论课程教学,再进行实验;也可以另辟蹊径,先进行实验,引导学生根据实验结果推理有丝分裂中染色体的行为和数量变化。无论哪何种形式开展教学,教师都应充分注重实验前的指导。

用传统显微镜对该实验进行教学时,教师最好在学生进行实验前准备一组演示实验,分别呈现有丝分裂典型图像,帮助学生进行实验操作,在教学过程中,教师应通过多媒体等方式呈现有丝分裂各个时期显微照片,以辅助学生进行实验观察。

具备显微数码互动系统的学校应充分利用该套设备,实验过程中先进行演示实验,以帮助学生更好地梳理实验过程,并明确相关注意事项。学生实验过程中,教师可以通过互动系统观察每位学生的实验动态,并有针对性的对学生的实验过程和结果给了合理的指导与评价,以提高实验效率和实验质量。

4.教学中易出现的问题及注意事项

10001400洋葱根尖分生区处于分裂期的细胞较多,因此最好在该时间段剪取根尖。如果实验时间不合适,也可以提前剪取根尖并进行固定:将剪取的根尖浸泡在浓盐酸和体积分数为95%的酒精各半的混合液中,置于4℃环境保存,待实验需要时取出。

有丝分裂实验包括制备临时装片和显微镜观察两个重要环节,对于学生的要求相对较高,因此实验前,教师应充分讲解实验过程并进行演示,尤其是应充分强调实验成功的关键:解离充分是实验成功的必要条件,解离充分,有助于组织细胞的分散;实验中应选取分生区组织细胞进行观察,如果剪取的根尖过长,伸长区及成熟区的存在会干扰观察分生区细胞,影响观察效果,因此应将漂洗后的根尖取出一个放在载玻片中央,切去伸长区后的多余部分,只留呈乳白色的生长点(约2 mm);染色时,染液的浓度和染色的时间必须掌握好,染色不充分,染色体着色浅,不易观察,染色过深,染液充盈整个细胞,也不易观察;压片力度要适当,过轻则细胞未分散,过重会将组织压烂,二者都影响观察效果。压片时,手指用力要均匀,避免将盖玻片压碎划伤手指。将4cm×4cm的吸水纸对折,载片放在吸水纸中,右手拇指对准盖玻片的位置,隔着吸水纸垂直向下稍用力按压,再用镊子背端连续轻敲使根尖呈云雾状,拇指压片将根尖压散,轻敲的口的使细胞分散均匀,使制成的材料处于一个平面上,利于观察。

如果用甲紫进行染色,细胞中染色体以外的其他区域也含有染料,影响观察,因此可以在染色后,在载玻片上滴加一滴冰醋酸,中和多余的染料后马上用吸水纸将冰醋酸吸去,再制片;如果用改良苯酚品红染色,可以适当延长染色体时间,染色后在材料上再滴加一滴染料后盖上盖玻片进行压片观察。

5.替代方案

如果学生自制临时装片不成功,可以观察有丝分裂永久装片。除洋葱外,还可以选择其他材料进行实验。

大蒜:大蒜(2n=16)同洋葱类似,鳞茎易获得,II易一次性培养大量根尖。同洋葱相比大蒜更易发新根,儿产生的根数量更多。

吊兰:吊兰(2n=28)是多年生常绿草本植物,根部数量多,一年四李随时可以进行实验,且细胞体积较大,易于观察。

风信子:风信子(2n=16)是多年生草本球根类植物,是常见的水培观赏植物,它的优势在于根部数量多,易于获得,细胞大,形态及排列规则,便于观察。

蚕豆:蚕互(2n=12)是双子叶植物,它的优势在于:获得根尖时间短,蚕豆种子浸泡一昼夜后就会萌发,第2~3 d即可获得可利用的根尖材料;根尖粗壮,每个根尖分生区细胞数量较多,易于找到分裂图像;蚕豆根尖分生区细胞较大,且体细胞中染色体数目更少,更易于显微镜观察。

不同材料解离时间不同,洋葱、大蒜、风信子、吊兰以5~8 min为宜;蚕豆以10~15 min为宜。

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在大小上无明显差异。

2.生物体的长大,既靠细胞生长增大细胞的体积,也要靠细胞分裂增加细胞的数量。

(二)思考·讨论

1.动物细胞有丝分裂和植物细胞有丝分裂在染色体的行为、染色体和DNA数量变化的共同规律是:在前期,染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗形成染色体,每条染色体由两条并列的姐妹染色单体组成,此时染色体的数量不变,但DNA的数量较体细胞加倍;在中期,染色体的着丝点都排列在赤道板上;在后期,染色体的着丝粒分裂成两个,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,此时染色体的数量加倍,而DNA的数量保持不变;在末期,染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝,末期结束后子细胞中染色体和DNA的数量与亲代相同。

2.动物细胞的有丝分裂过程与植物细胞的不同点是:第一,动物细胞有由一对中心粒构成的中心体,中心粒在间期倍增,成为两组。进人分裂期后,两组中心粒分别移向细胞两极。在这两组中心粒的周围,发出大量放射状的星射线,两组中心粒之间的星射线形成了纺锤体;第二,动物细胞分裂的末期不形成细胞板,而是细胞膜从细胞的中部向内凹陷,最后把细胞缢裂成两部分,每部分都含有一个细胞核。

3.细胞有丝分裂的重要意义是:将亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后,精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。

(三)思维训练

1.细胞越小,表面积与体积的比值越大。

2.细胞越大,表面积与体积的比值越小,物质运输的效率就越低。

3.细胞不是越小越好,因为细胞中有众多的必需物质和细胞器,细胞太小,就没有足够的空间,细胞就不能进行相应的生命活动,发挥出相应的生理功能。

(四)探究.实践

1.处于分裂间期的细胞最多,因为细胞周期的大部分时间处于分裂间期。

2.某时期的细胞数占计数细胞总数的比例越大,该时期的时间越长。

(五)练习与应用

概念检测

1.1)×;(2)×。

2.

拓展应用

1.分裂间期持续时间明显比分裂期长,这是因为在分裂间期,细胞要进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,即为分裂期进行物质准备,这都需要时间。

2.略。

五、背景资料

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,这样一个周期叫作细胞增殖周期。

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作间期。

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人间期,这时就是新的细胞周期的开始。间期一共分为三个分期。间期结束就进人有丝分裂期。

根据目前的认识,整个细胞增殖周期可以分为G1SG2M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必不可少的其他酶系,以及储备能量。

S期的特点G1期进人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期又叫作有丝分裂准备期,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,就进人有丝分裂期。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.着丝粒与着丝点

着丝粒是指染色体主缢痕部位的染色质,是染色体中将两条姐妹染色单体结合起来的区域;着丝点又称为动粒(后文为了更好地与着丝粒进行区分,用动粒这一名称),是由多种蛋白质在有丝分裂染色体着丝粒部位形成的一-种圆盘状结构。由于着丝粒与动粒联系紧密,结构成分相互穿插,在功能方面联系密切,二者也被一些研究者合称着丝粒动粒复合体。

在电镜下,动粒为一个圆盘状的结构,分内、中、外三层。动粒的内侧与着丝粒相互交织,外侧主要用于纺锤体的微管附着。细胞分裂完成后两个动粒被分配到两个子细胞中。当该细胞再次进入S期后,动粒会重新复制。没有动粒的染色体不能与纺锤体微管发生有机联系,就不能向两极运动。

着丝粒是染色体中将两条姐妹染色单体结合起来的区域,通常由无编码意义的高度重复DNA序列组成。

着丝粒以及动粒结构对于细胞分裂中染色体的分配十分重要。研究表明,高频率的动粒消失和迟滞复制变异可能是癌细胞非整倍性畸变的根源,多重动粒结构变异可能是造成染色体结构畸变的一个途径。

六、教学案例与评析

细胞的增殖

华中师范大学第一附属中学 黎萍

湖北省武汉市新洲区第一中学 付天赐

教学目标的确定

课程标准与本节对应的要求是:描述细胞通过不同方式进行分裂,其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性。对应的学业要求是:观察处于细胞周期不同阶段的细胞,结合有丝分裂模型,描述细胞增殖的主要特征。基于上述要求,确定本节的教学目标如下。

1.通过举例说明生命活动与细胞增殖的关系,认同细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。

2.通过观察分析显微图像和模式图,概述细胞有丝分裂各时期的主要特征,阐明细胞周期的概念。

3.通过识图比较,区别动植物细胞有丝分裂的异同点,阐明有丝分裂对保证亲子代细胞遗传物质一致性的重要意义。

4.通过制作根尖分生区组织细胞有丝分裂的临时装片,并观察处于细胞周期不同阶段的植物细胞,提升临时装片制作和显微镜操作技能。

教学设计思路

本节内容的教学可按照从现象到本质的认知过程进行组织。首先借助显微镜观察,真实地观察到有丝分裂过程中细胞内部的一系列复杂变化,建立感性认识,产生进一步探究的愿望;然后借助物理模型的构建直观地模拟有丝分裂中染色体的行为,理解各分裂阶段的主要特征,进而构建细胞周期中染色体和DNA数量变化的数学模型,上升到理性思考;最后归纳有丝分裂对保证亲子代细胞遗传物质一致性的重要意义。有丝分裂过程较为抽象,临时装片的制作和显微观察对学生的实验操作技能要求较高,教学中应充分利用演示、模型制作、小组合作等教学手段以突破重难点。

教学实施的程序

1课时:探究实践观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实施程序

2课时:“细胞的增殖”实施程序

附录:

评析

本案例从观察细胞有丝分裂的实验人手,通过多种学习活动,引导学生从现象到本质,层层深人地构建细胞增殖的概念。教学目标设计具体合理,教学过程设计思路清晰,注重概念的形成过程,学生参与度高,充分体现了新课标的教学理念。主要特点如下。

1.从宏观到微观,体现学科内在逻辑与学生认知逻辑的统一引导学生从培养根尖并观察根尖的生长开始,启发学生思考个体生长与细胞增殖的关系,遵循了从宏观到微观的逻辑顺序。一方面激发了学生的学习兴趣,另一方面有助于学生对生命观念中的结构与功能观的理解,将其从个体水平提升到细胞水平。

2.从现象到本质,运用科学的思维方法认识生命活动的规律学生的学习过程再现了科学研究的真实过程,即先通过实验观察有丝分裂的现象,真实地认识到细胞增殖的存在;再深入本质,建立物理模型、数学模型阐释有丝分裂的过程;最后归纳概括出有丝分裂的特点和意义。这种真实的研究经历使学生在学习时有更大的未知性和探究性,有别于先学习分裂规律再通过观察实验进行验证的学习过程,有助于学生主动发展科学思维,有利于达成学科核心素养的培养目标。

3.由抽象变直观,符合学生现有的认知水平

本设计借助了多种方法突破重点和难点。例如,利用视频展示受精卵的连续分裂;运用多媒体动画展示细胞周期的连续过程;利用图片展示染色体的螺旋化和解螺旋;运用物理模型如使用面团(或橡皮泥、铁丝线等)模拟有丝分裂各时期染色体和姐妹染色单体的变化过程,构建一个细胞周期中染色体和DNA数量变化规律的数学模型等。这些教学手段的运用使微观知识宏观化、抽象知识具体化、静态知识动态化,符合高中学生的一般认知水平,有助于达成教学目标。

4.由多讲变多做,在实践中增强科学探究能力

本设计中在课前预实验环节准备实验材料,熟悉实验方法,培养学生的自学能力,课堂上就有更多的时间来进行操作和讨论交流,提高实践能力和表达能力。同时通过小组学习、讨论交流的方式,形成生生互动、师生互动的良好氛围,很好地培养了学生的团队协作精神。

最后老师布置任务,提出具有挑战性、启发性的问题,进一步运用问题教学法培养学生的批判性思维、创造性思维。整个教学设计新颖、严谨、有序,启发性强,可取得较好的教学效果。

评析人:吴建阶(华中师范大学第一附属中学特级教师)

囡波湾生物

扫码查看更多

点击即为支持

觉得不错就给我个"在看"!

    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多