第1節細胞的增殖教案
第1節細胞的增殖教案
作為一位無私奉獻的人民教師，通常會被要求編寫教案，教案是備課向課堂教學轉化的關節點。那麼寫教案需要注意哪些問題呢？下面是小編幫大家整理的第1節細胞的增殖教案，希望能夠幫助到大家。
一、教學目標
1.簡述細胞生長和增殖的週期性。
2.觀察細胞的有絲分裂並概述其過程。
3.描述細胞的無絲分裂。
4.模擬探究細胞大小與物質運輸的關係，探討細胞不能無限長大的原因。
二、教學重點和難點
1.教學重點
（1）細胞生長和增殖的週期性。
（2）真核細胞有絲分裂的過程。
2.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目的變化，以及dna數量的變化。
三、教學策略
本節教學內容可安排2課時，包括講課和2個學生實驗。本節安排了模擬探究細胞大小與物質運輸的關係的實驗，目的是使學生知道模擬的方法也是科學研究的方法之一。教師應當採取引導學生透過探究活動主動學習的教學模式。
本節應重點以植物細胞有絲分裂過程為例學習有絲分裂的知識。還要注重對各種課程資源的選擇、整合和最佳化。可事先用吹塑板做成細胞和染色體模型，兩人一組，教師邊講解邊在黑板貼上有絲分裂各時期剪貼圖，同時學生在課桌上的細胞模型中用染色體模型操作。最後透過電教手段把動態的植物細胞有絲分裂過程再現出來。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的連續過程。傳統的教學方式與現代教學手段相結合，既讓學生感受細胞分裂過程的動態性和連續性，又能克服電教手段轉瞬即逝的弊端。透過剪貼圖和染色體行為的模型建構，突出了探究學習，有利於學生知識的建構。
在講述動物細胞有絲分裂時，可把動植物細胞有絲分裂全過程同時呈現出來。讓學生觀察對比，歸納出相同點和不同點。在這裡，教師可進一步引導學生歸納動植物細胞有絲分裂的共同特徵即有絲分裂的實質：親代細胞的染色體經過複製後，平均分配到兩個子細胞中去，從而保持了遺傳物質的穩定性，使學生理解有絲分裂對生物遺傳的重要意義。
對無絲分裂和減數分裂的處理，按教材內容講述即可，不宜過多發揮。
觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂實驗，考慮到裝片的製作和觀察的難度和效果，教材處理為驗證性實驗。如果具有洋蔥根尖有絲分裂過程的數碼顯微攝像的課程資源，教師也可大膽嘗試，進行知識發生過程式教學。先做實驗，創造和再現科學家發現細胞有絲分裂的條件和工作過程，獲得感性認識後，再進行理性的思考，把拍攝到的靜止影象，按照想像的細胞分裂過程影象的正常順序排序，把學生已形成的細胞分裂靜態影象轉化為連續的動態畫面，突出學生的主動探究。
關於實驗“細胞大小與物質運輸的關係”的教學，提出以下建議。
1.準備
上課前一天，準備足夠的酚酞瓊脂塊。酚酞瓊脂塊的製備方法：每升水加30g瓊脂，不斷攪拌下煮沸。在它冷卻固化前，加1g酚酞，並攪拌使之充分混合。若混合物呈粉紅色，加數滴質量分數為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3cm。瓊脂固化後，將其切成3cm×3cm×6cm的小塊。
2.教學策略
建議引導同學先設計模擬實驗的方案，然後再討論各種方案的可行性，最後實施教材提供的方案。
3.注意事項
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。
氫氧化鈉是白色粒狀或片狀物質，無臭，有腐蝕性，接觸眼睛或皮膚可引起劇痛或燒灼感，如果人吸入氫氧化鈉的'粉塵會造成對呼吸道的嚴重傷害，如果不慎讓氫氧化鈉入口會使消化道嚴重受傷。急救措施：立即用大量水沖洗15min；喝大量水，繼之以稀醋或果汁；立即就醫。廢液的處理：廢液滴加鹽酸中和，然後可作為無害物倒掉。
關於實驗“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”的教學，提出以下建議。
1.準備
洋蔥根尖的培養。培養洋蔥生根時，避免用新採收的洋蔥，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黴素溶液浸泡洋蔥鱗莖的底盤，這樣可以促使其生根。
對於前一年收下的洋蔥，可以採用如下方法促使它生根。選擇底盤大的洋蔥做生根材料；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；培養時注意每天換水1～2次。如果班級較多，為了防止後來的班級所用的洋蔥根長得過長，可以放入冰箱（4℃左右）儲存。
2.教學策略
實驗前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。
製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：洋蔥根尖的培養方法，取材時間，解離和漂洗的目的和方法，分生區細胞與其他區細胞的區別等。
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。學生自己製作的裝片，由於諸多原因，觀察效果常都不理想。教師可在實驗課前準備5臺示範鏡，分別示範有絲分裂固定裝片中間期、前期、中期、後期、末期5個不同時期。
3.注意事項
解離時，也可將剪取的2～3mm洋蔥根尖浸入濃鹽酸和體積分數為95%的酒精各半的混合液中，浸20～30min。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。可將紫藥水稀釋，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。可將染色後的洋蔥根尖用小刀壓平，或用鉛筆帶橡皮的一端稍用力壓，這樣才能使細胞分散，並且便於平放蓋玻片。
四、答案和提示
（一）問題探討
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量，還要靠細胞生長增大細胞的體積。
（二）實驗1
1.當naoh與含酚酞的瓊脂塊相遇時，其中的酚酞變成紫紅色，這是常用的檢測naoh的方法，從瓊脂塊的顏色變化就知道naoh擴散到多遠；在相同時間內，naoh在每一瓊脂塊內擴散的深度基本相同，說明naoh在每一瓊脂塊內擴散的速率是相同的。
2.根據球體的體積公式v=4/3πr3，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）
20125641870.30
302826141300.20
3.細胞越大，物質運輸的效率越低，所以多細胞生物體是由許多細胞而不是由少數體積更大的細胞構成的。細胞越大，需要與外界環境交流的物質越多；但是細胞體積越大，其表面積相對越小，細胞與周圍環境之間物質交流的面積相對小了，所以物質運輸的效率越低。
（三）實驗2
1.間期的細胞最多。因為間期時間最長。
2.每一時期的時間=洋蔥的細胞週期（12h）×每一時期的細胞數佔計數細胞總數的比例
（四）批判性思維
細胞體積的最小限度，是由完成細胞功能所必須的基本結構（如核糖體）和物質（如酶）所需要的空間決定的。
（五）旁欄思考題
有絲分裂的絲指的是紡錘絲。
（六）技能訓練
提示：限制細胞長大的因素主要有兩方面。1.細胞表面積與體積的比。原生動物細胞中的伸縮泡就是增大膜表面積與體積的比。2.細胞的核質比，細胞核所控制的細胞大小與核的大小成比例。所以像草履蟲這樣個體較大的細胞有兩個細胞核，保證正常的核質比。
（七）練習
基礎題
1.c。2.a。3.d。4.c，e。5.b。
拓展題
1.提示：卵細胞的卵黃中貯存了大量營養物質，卵裂初期所需的營養物質由卵黃提供，不是靠細胞外物質的輸入；細胞的表面積與體積之比限制細胞的物質運輸，而卵細胞內部儲存了大量的營養物質，可以長得比較大。
五、參考資料
1.細胞的增殖週期
細胞從前一次分裂結束開始，到下一次分裂結束為止，這樣一個週期叫做細胞增殖週期。
20世紀50年代以前，人們把細胞增殖週期劃分為分裂期和靜止期兩個階段。當時認為分裂期是細胞增殖週期中的主要階段。近年來，由於放射自顯影和細胞化學等技術的迅速發展，對於細胞增殖過程的動態研究也日趨深入。現在瞭解到，過去一直被忽視的所謂“靜止期”卻是細胞增殖週期中極為關鍵的一個階段，因為與dna分子複製有關的一系列代謝反應，都是在這個階段進行的。所以現在都把“靜止期”叫做間期。
現在，一般把細胞增殖週期分為兩個階段：間期和分裂期。細胞在前一次分裂結束之後就進入間期，這時就是新的細胞週期的開始。間期一共分為三個分期。間期結束就進入有絲分裂期。根據目前的認識，整個細胞增殖週期可以分為g1、s、g2、m四個小分期，如下表：
細胞增殖週期中的各個分期，各有其不同的特點。
g1期的特點g1期是從上次細胞增殖週期完成以後開始的。g1期是一個生長期。在這一時期中主要進行rna和蛋白質的生物合成，並且為下階段s期的dna合成做準備，特別是合成dna的前身物質、dna聚合酶和合成dna所必不可少的其他酶系，以及儲備能量。
s期的特點從g1期進入s期是細胞增殖的關鍵時刻。s期最主要的特徵是dna的合成。dna分子的複製就是在這個時期進行的。通常只要dna的合成一開始，細胞增殖活動就會進行下去，直到分成兩個子細胞。
g2期的特點g2期又叫做“有絲分裂準備期”，因為它主要為後面的m期做準備。在g2期中，dna的合成終止，但是還有rna和蛋白質的合成，不過其合成量逐漸減少。特別是微管蛋白的合成，為m期紡錘體微管的組裝提供原料。
m期的特點細胞一旦完成了細胞分裂的準備，就進入有絲分裂期。細胞分裂期是一個連續的過程，為了研究的方便，可以人為地將它分成前、中、後、末四個時期。m期的細胞有極明顯的形態變化。間期中的染色質（主要成分是dna和蛋白質），在m期濃縮成染色體形態。染色體的形成、複製和移動等活動，保證了將s期複製的兩套dna分子平均地分到兩個子細胞中去。
2.著絲點
長期以來，著絲粒和著絲點這兩個術語是作為染色體上紡錘體附著區域的同義語使用的。遺傳學文獻中多用著絲粒一詞，而細胞學家多用著絲點一詞。後來，在電鏡下研究哺乳類染色體超微結構時發現，主縊痕兩側是一對三層結構的特化部位，認為是非染色質性質物質的附加物，稱為著絲點。在主縊痕區存在著絲粒，由此把染色體分成二臂。著絲粒的兩側各有一個蛋白質構成的三層的盤狀或球狀結構，稱為著絲點。著絲點與紡錘體的紡錘絲連線，與染色體移動有關。在分裂前期和中期，著絲粒把兩個姐妹染色單體連在一起，到後期兩個染色單體的著絲粒分開，紡錘絲把兩條染色單體拉向兩極。並非有絲分裂各個時期，或各種生物的染色體，都有這種分化的結構。
3.細胞質分裂
廣義說來，有絲分裂應該包括細胞質分裂。但是，也可以把細胞質分裂看做是一個單獨的階段。
大多數真核生物的細胞質分裂是與核分裂協調進行的，細胞質分裂起始於中後期。細胞質分裂面一般總是和紡錘體的赤道面一致，其方向約在核分裂中期就已確定。如果在中期時用離心法改變細胞的紡錘體的正常位置，細胞分裂面方向並不隨之改變。但是，如果在中期之前改變紡錘體的位置，細胞質分裂面的方向也就隨著發生改變。
動物細胞在進行細胞質分裂時，先是在要形成分裂面處的細胞質收縮，環細胞表面出現一條窄的凹溝，這條溝叫做分裂溝。分裂溝環繞細胞表面一圈，使細胞呈啞鈴狀。它的形成和細胞膜下方的細胞質微絲有關係。
植物細胞因為有細胞壁，它的分裂方式不同於動物細胞（有花植物的花粉粒的成熟分裂與動物細胞一樣，形成分裂溝），最主要的差別是植物細胞在進行細胞質分裂時，有細胞板的形成。細胞板產生於晚後期或早末期。