細(xì)胞的增殖（第一課時(shí)）教學(xué)設(shè)計(jì)

鐘弦

1 教材分析和設(shè)計(jì)思路

細(xì)胞的增殖是人教版生物必修一分子與細(xì)胞模塊第6章第1節(jié)的內(nèi)容， 通過(guò)觀看視頻《受精卵的發(fā)育過(guò)程》使學(xué)生能意識(shí)到多細(xì)胞生物的長(zhǎng)大，不是由于細(xì)胞體積的增大，而是由于細(xì)胞數(shù)目的增多。 因而細(xì)胞的增殖的學(xué)習(xí)是對(duì)細(xì)胞數(shù)目“如何”增多的深入探討。由于這部分內(nèi)容概念較多且較為抽象，筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)際對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行選擇整合和優(yōu)化，共安排了3課時(shí)，其中將模擬實(shí)驗(yàn)和有絲分裂過(guò)程中遺傳物質(zhì)的變化及意義作為第一課時(shí)。在教學(xué)過(guò)程中，立足學(xué)生自主探究，采用逆向思維設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生層層質(zhì)疑、分步探究，以核內(nèi)遺傳物質(zhì)變化的主線理解有絲分裂過(guò)程。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識(shí)目標(biāo) 理解細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大的原因；理解有絲分裂的意義，總結(jié)有絲分裂中染色體的變化規(guī)律

2.2 能力目標(biāo) 通過(guò)對(duì)有絲分裂過(guò)程中遺傳物質(zhì)如何平均分配的猜測(cè)和推導(dǎo)，培養(yǎng)嚴(yán)密的邏輯思維和科學(xué)探究能力

2.3情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

激發(fā)問(wèn)題意識(shí)，體驗(yàn)科學(xué)探究的一般過(guò)程和方法，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度

3教學(xué)重點(diǎn)

3.1模擬實(shí)驗(yàn)3.2有絲分裂各時(shí)期的主要特點(diǎn)以及染色體的變化規(guī)律

4教學(xué)難點(diǎn)

有絲分裂過(guò)程中染色體的變化規(guī)律

5 教學(xué)過(guò)程

5.1激趣導(dǎo)入，引導(dǎo)教學(xué)

教師播放受精卵分裂的視頻，展示細(xì)胞分裂帶來(lái)的細(xì)胞數(shù)目倍增的壯觀現(xiàn)象

設(shè)計(jì)意圖： 引導(dǎo)思考細(xì)胞為什么要分裂？我們可否就由只一個(gè)受精卵細(xì)胞長(zhǎng)大成現(xiàn)在的樣子？細(xì)胞為什么不能無(wú)限長(zhǎng)大呢？

5.2 模擬實(shí)驗(yàn)，解決疑問(wèn)

細(xì)胞長(zhǎng)大后，所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)就越多，細(xì)胞吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)必須通過(guò)細(xì)胞膜，那么增大的膜面積能否滿足增大的體積的需要？所以我們要研究細(xì)胞表面積與體積的比值。

5.2.1實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

在有些山區(qū)學(xué)校，瓊脂購(gòu)買(mǎi)非常困難，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)難以開(kāi)展，且實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備耗時(shí)較長(zhǎng)。另，NaOH屬于強(qiáng)堿，存在安全隱患。于是筆者通過(guò)不斷實(shí)踐，選擇了用大小不同的煮熟的白蘿卜塊模擬細(xì)胞，紅墨水模擬細(xì)胞需要的物質(zhì)。

5.2.2實(shí)驗(yàn)分析

教師提問(wèn)：體積越大的白蘿卜塊，紅墨水在里面的擴(kuò)散效率越高還是越低？

學(xué)生回答：通過(guò)觀察，很容易看到最小的蘿卜塊幾乎全部變成紅色，而大蘿卜塊中間還有白色，故可推測(cè)體積越大，運(yùn)輸效率越低。

教師提問(wèn)：蘿卜塊模擬什么？紅墨水模擬什么？根據(jù)表格中填寫(xiě)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你能得出什么結(jié)論？ 將模擬實(shí)驗(yàn)遷移至真實(shí)細(xì)胞。

過(guò)渡：細(xì)胞越大，分給每份體積的表面積就越小，與外界進(jìn)行物質(zhì)交換的效率也會(huì)越低。太大的細(xì)胞是無(wú)法及時(shí)吸收足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和排出代謝廢物的。故細(xì)胞長(zhǎng)大到一定程度就需要發(fā)生分裂。

5.3 由果推因，推測(cè)有絲分裂過(guò)程

舉例：我們傷口恢復(fù)的過(guò)程，就是靠細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂讓傷口得以愈合。你認(rèn)為親代細(xì)胞通過(guò)有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞遺傳物質(zhì)減半還是不變？如何才能保持不變。教師引導(dǎo)，學(xué)生回答：先復(fù)制再均分

5.3.1復(fù)制

設(shè)疑：①遺傳物質(zhì)DNA在哪兒？②為實(shí)現(xiàn)均分，復(fù)制好的染色質(zhì)絲是和原來(lái)的栓一起還是游離存在？

學(xué)生總結(jié)：DNA主要在染色體里，故復(fù)制DNA就需復(fù)制染色體；為實(shí)現(xiàn)均分，姐妹染色單體會(huì)共用一個(gè)著絲點(diǎn)

5.3.2變形

設(shè)疑：①絲狀的染色質(zhì)，要實(shí)現(xiàn)平分，容易嗎？ 如若不易，形態(tài)上需做如何的改變呢？②細(xì)胞核中有沒(méi)有什么結(jié)構(gòu)會(huì)阻礙均分？③兩份遺傳物質(zhì)要想分開(kāi)，需不需要牽引工具？

學(xué)生總結(jié)：染色質(zhì)高度螺旋化成染色體，紡錘體出現(xiàn)；核膜核仁消失

5.3.3排列

設(shè)疑：染色體在散亂分布的狀態(tài)下容易實(shí)現(xiàn)平分嗎？ 如果需先進(jìn)行有規(guī)律的排布，排布在哪個(gè)位置較合理呢？

學(xué)生回答 ： 染色體的著絲點(diǎn)在細(xì)胞中央的平面上

5.3.4均分

設(shè)疑：教師給出顯微鏡下對(duì)洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂裝片的觀察照片，請(qǐng)學(xué)生圈出處于后期的細(xì)胞？作答后，教師提醒學(xué)生注意在均分時(shí)染色體臂的方向和運(yùn)動(dòng)方向是相反的

學(xué)生看圖總結(jié)該時(shí)期特點(diǎn)：著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分開(kāi)成為的子染色體在紡錘絲的牽引下平均移向兩級(jí)

5.3.5恢復(fù)

設(shè)疑：①均分完后，誰(shuí)的使命完成可以消失了？② 子細(xì)胞若要在進(jìn)行一次有絲分裂，那么經(jīng)歷先復(fù)制再均分的歷程，故若要為下次分裂做準(zhǔn)備，DNA是存在于高度螺旋化的染色體中更容易復(fù)制呢還是在解螺旋化的染色質(zhì)中容易復(fù)制？③要形成兩個(gè)獨(dú)立的核，哪些結(jié)構(gòu)要重現(xiàn)？

學(xué)生總結(jié)：紡錘體消失，染色體解螺旋恢復(fù)為染色質(zhì)，核膜核仁重現(xiàn)。

設(shè)計(jì)意圖：給予學(xué)生充分的提問(wèn)和發(fā)言機(jī)會(huì)，在探究活動(dòng)中自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題提出問(wèn)題，通過(guò)動(dòng)腦動(dòng)口等小組合作方式，完成對(duì)所提問(wèn)題的回答。

5.4 驗(yàn)證探究結(jié)果

染色體是否確實(shí)如我們所推測(cè)的那樣在變化呢？每4人一小組用顯微鏡觀察洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂裝片，小組間交流并與推測(cè)的各時(shí)期染色體行為進(jìn)行比對(duì) ，最后教師播放植物細(xì)胞有絲分裂完整過(guò)程的動(dòng)畫(huà)，得出細(xì)胞分裂是一個(gè)連續(xù)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。

設(shè)計(jì)意圖： 通過(guò)對(duì)探究結(jié)果的驗(yàn)證，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度； 通過(guò)靜態(tài)細(xì)胞分裂圖與動(dòng)態(tài)細(xì)胞分裂過(guò)程的聯(lián)系，培養(yǎng)空間想象能力。

5. 5鋪墊新課，布置作業(yè)

播放顯微鏡下經(jīng)過(guò)熒光染料染色的動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂的連續(xù)過(guò)程，總結(jié)動(dòng)植物細(xì)胞的有絲分裂大同小異，“小”異在哪里？

6教學(xué)反思

6.1模擬實(shí)驗(yàn)反思

實(shí)驗(yàn)材料及試劑容易獲得且無(wú)安全隱患，實(shí)驗(yàn)過(guò)程易操作，實(shí)驗(yàn)效果顯著；通過(guò)該改進(jìn)實(shí)驗(yàn)?zāi)茏寣W(xué)生領(lǐng)悟到實(shí)驗(yàn)材料來(lái)源于生活，科學(xué)探究人人可參與；實(shí)驗(yàn)操作流程簡(jiǎn)單且富有趣味性，從材料制作到進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和分析數(shù)據(jù)再到最終得出結(jié)論的整個(gè)過(guò)程都能充分發(fā)揮學(xué)生的探究積極性。

6.2有絲分裂教學(xué)過(guò)程反思

本次教學(xué)活動(dòng)先定結(jié)果再追溯原因，從終點(diǎn)細(xì)胞分裂后遺傳物質(zhì)不變出發(fā)開(kāi)始設(shè)計(jì)活動(dòng)，學(xué)生們?cè)诮處煹囊龑?dǎo)下主線清晰地探究有絲分裂過(guò)程中染色體的變化規(guī)律，最后再通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察驗(yàn)證，充分發(fā)揮了學(xué)生主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生的逆向思維。