探索生命修復(fù)繁殖的奧秘
——“細(xì)胞通過分裂產(chǎn)生新細(xì)胞”教學(xué)案例

文| 惠 明

一、教材分析

“細(xì)胞通過分裂產(chǎn)生新細(xì)胞”是人教版七年級上冊第二單元第二章第一節(jié)的重要內(nèi)容，在教材中起到了承上啟下的作用。在此之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了生物的基本特征和生物與環(huán)境的關(guān)系等內(nèi)容。本節(jié)課主要介紹了細(xì)胞的生長和分裂過程，這是學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)“動(dòng)物體的結(jié)構(gòu)層次”和“植物體的結(jié)構(gòu)層次”等知識(shí)的基礎(chǔ)。另外，細(xì)胞分裂是生物體生長發(fā)育和遺傳物質(zhì)保持穩(wěn)定的基礎(chǔ)，只有充分理解細(xì)胞分裂的過程和原理，學(xué)生才能更好地理解生物體的結(jié)構(gòu)、功能和發(fā)育等知識(shí)，因此學(xué)好這一節(jié)課對學(xué)生完整理解生物知識(shí)體系至關(guān)重要?？傊凹?xì)胞通過分裂產(chǎn)生新細(xì)胞”在初中生物學(xué)課程中具有舉足輕重的地位，需要教師不斷創(chuàng)新教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，幫助學(xué)生全面理解細(xì)胞分裂的過程和原理，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

二、教學(xué)過程

（一）導(dǎo)入環(huán)節(jié)：生命的奇跡

1.引入話題

教師：同學(xué)們，我們每個(gè)人都是從一個(gè)小小的受精卵發(fā)育而來，然后逐漸生長、發(fā)育，最終形成一個(gè)完整的個(gè)體。這個(gè)過程中，細(xì)胞的分裂和生長起到了至關(guān)重要的作用。你們知道細(xì)胞是如何分裂產(chǎn)生新細(xì)胞的嗎？

學(xué)生1：老師，我聽說過細(xì)胞分裂，但是具體過程不是很清楚。

學(xué)生2：老師，我知道細(xì)胞分裂有很多種類型，如有絲分裂、無絲分裂等。

教師：你們對細(xì)胞分裂有一定的了解，這很好。不過，我們還要更深入地了解細(xì)胞分裂的過程、意義等。

2.激發(fā)興趣

教師：細(xì)胞分裂是一個(gè)復(fù)雜的過程，但它與生命的繁衍和進(jìn)化密切相關(guān)。通過了解細(xì)胞分裂，我們會(huì)對生命的奧秘有更深入的認(rèn)識(shí)。在接下來的課程中，我們將通過講解、實(shí)驗(yàn)、觀察和討論等一步步揭開細(xì)胞分裂的神秘面紗。你們準(zhǔn)備好了嗎？

學(xué)生：（齊聲回答）準(zhǔn)備好了，老師！

教師：很好，那我們現(xiàn)在就開始探索細(xì)胞分裂的奧秘吧！

（二）知識(shí)講解環(huán)節(jié)

1.細(xì)胞分裂的過程

教師：同學(xué)們，請看這些動(dòng)植物細(xì)胞分裂的示意圖。請大家仔細(xì)觀察，看看細(xì)胞在分裂過程中發(fā)生了什么變化。

（展示動(dòng)植物細(xì)胞分裂的示意圖，引導(dǎo)學(xué)生觀察并描述細(xì)胞分裂的過程。）

學(xué)生1：我在圖中看到，細(xì)胞在分裂之前有一個(gè)長長的紡錘形結(jié)構(gòu)，然后這個(gè)結(jié)構(gòu)慢慢縮短，細(xì)胞核里的染色體也開始排列整齊。

學(xué)生2：我看到了細(xì)胞分裂成兩個(gè)新的細(xì)胞，并且每個(gè)新細(xì)胞中都有完整的染色體。

教師：請同學(xué)們以小組為單位，根據(jù)剛才的觀察和討論，總結(jié)細(xì)胞分裂的過程。

（學(xué)生以小組為單位，討論并總結(jié)細(xì)胞分裂的過程）

小組1：細(xì)胞分裂包括兩個(gè)過程，分裂間期和分裂期。分裂間期完成染色體的復(fù)制，分裂期將復(fù)制后的染色體分配到兩個(gè)子細(xì)胞中。

小組2：我們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的分裂期可以分為以下幾個(gè)階段：前期、中期、后期和末期。每個(gè)階段都有不同的變化，最終形成兩個(gè)新的子細(xì)胞。

教師：同學(xué)們的總結(jié)很精準(zhǔn)。細(xì)胞分裂主要包括分裂間期和分裂期。在分裂間期，染色體會(huì)進(jìn)行復(fù)制，從而保證分裂完成后每個(gè)子細(xì)胞都能獲得一份完整的遺傳物質(zhì)。在分裂期，染色體會(huì)被分配到子細(xì)胞中，最終形成兩個(gè)新的子細(xì)胞。

2.細(xì)胞分裂的意義

教師：我們已經(jīng)了解了細(xì)胞分裂的過程。接下來，請大家思考一下，細(xì)胞分裂對生物體有什么意義呢？

學(xué)生1：細(xì)胞分裂可以幫助生物體生長，如我們?nèi)祟愰L大過程中，細(xì)胞就是通過分裂來增加數(shù)量的。

學(xué)生2：我覺得細(xì)胞分裂還可以幫助生物體繁殖，如動(dòng)植物的繁殖過程都涉及細(xì)胞的分裂。

教師：請同學(xué)們以小組為單位，根據(jù)剛才的討論，總結(jié)細(xì)胞分裂對生物體的意義。

小組1：細(xì)胞分裂有助于生物體的生長，因?yàn)榧?xì)胞分裂可以增加細(xì)胞的數(shù)量，從而使生物體從小到大不斷地生長。

小組2：細(xì)胞分裂有助于生物體的繁殖，因?yàn)樵诜敝尺^程中細(xì)胞分裂可以使生物體產(chǎn)生新的個(gè)體，從而保證物種的延續(xù)。

教師：同學(xué)們總結(jié)得很好。細(xì)胞分裂是生物體生長、發(fā)育和繁殖的基礎(chǔ)。通過細(xì)胞分裂，生物體可以長大、繁殖，從而保證物種的延續(xù)和多樣性。同時(shí)，細(xì)胞分裂還有助于生物體的遺傳和變異，從而使生物界更加豐富多彩。

（三）實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)：觀察細(xì)胞分裂

1.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

教師：同學(xué)們，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了細(xì)胞分裂的過程和意義。接下來，我們將通過一個(gè)實(shí)驗(yàn)來觀察細(xì)胞分裂的過程。這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要使用顯微鏡，請大家按照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行操作。

學(xué)生：老師，我們需要準(zhǔn)備什么材料呢？

教師：洋蔥鱗片和染液。這些材料可以幫助我們在顯微鏡下更好地觀察細(xì)胞分裂的過程。

學(xué)生：好的，那我們就開始準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料吧。

2.實(shí)驗(yàn)操作

教師：接下來，就讓我們一起探索細(xì)胞分裂的實(shí)驗(yàn)吧。第一步需要做什么呢？

學(xué)生：我們需要將洋蔥鱗片切成薄片，然后加入染液進(jìn)行染色。

（學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)）

教師：在切割洋蔥鱗片時(shí)，請大家注意安全，避免受傷。

教師：接下來，我們怎么做呢？

學(xué)生：將切好的洋蔥鱗片放入染液中，進(jìn)行染色。

教師：沒錯(cuò)，等待染色完成，我們就可以進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)了。

3.顯微鏡觀察

教師：現(xiàn)在我們可以將染色后的洋蔥鱗片放在顯微鏡下進(jìn)行觀察了。

（學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)）

教師：在顯微鏡下，你們能觀察到什么？

學(xué)生：我們可以看到染色體的變化和細(xì)胞質(zhì)的分離。

教師：非常好，看來大家已經(jīng)捕捉到了細(xì)胞分裂過程中的關(guān)鍵變化。染色體的變化和細(xì)胞質(zhì)的分離是細(xì)胞分裂過程中的重要環(huán)節(jié)，對生物的生長、發(fā)育和繁殖至關(guān)重要。

4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論

教師：請大家以小組為單位，討論一下實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)細(xì)胞分裂的特點(diǎn)和規(guī)律。

（學(xué)生以小組為單位，討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果）

教師：哪個(gè)小組先來分享一下你們的討論成果？

學(xué)生1：我們小組觀察到，在細(xì)胞分裂過程中，染色體會(huì)進(jìn)行復(fù)制，然后在分裂期，復(fù)制后的染色體會(huì)被分配到兩個(gè)子細(xì)胞中。

學(xué)生2：我們小組還觀察到，細(xì)胞分裂過程中，細(xì)胞質(zhì)也會(huì)進(jìn)行分離，形成兩個(gè)新的細(xì)胞。

教師：你們總結(jié)得很到位。細(xì)胞分裂的特點(diǎn)和規(guī)律包括染色體的復(fù)制和分配以及細(xì)胞質(zhì)的分離。這些特點(diǎn)和規(guī)律揭示了細(xì)胞分裂在生物生長、發(fā)育和繁殖中的重要作用。

5.總結(jié)實(shí)驗(yàn)

教師：今天通過實(shí)驗(yàn)，我們觀察了細(xì)胞分裂的過程，并總結(jié)出了細(xì)胞分裂的特點(diǎn)和規(guī)律。希望大家在今后的學(xué)習(xí)中繼續(xù)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)的方法，探索更多生物學(xué)的奧秘。

學(xué)生：謝謝老師，我們受益匪淺。通過今天的實(shí)驗(yàn)，我們更深入地理解了細(xì)胞分裂的過程，也學(xué)會(huì)了如何通過實(shí)驗(yàn)來探索生物學(xué)問題。

（四）拓展延伸環(huán)節(jié)：細(xì)胞分裂的應(yīng)用

1.提問

教師：同學(xué)們，我們已經(jīng)了解了細(xì)胞分裂的過程、特點(diǎn)和規(guī)律。那么，你們知道細(xì)胞分裂在生物學(xué)研究和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中有哪些應(yīng)用嗎？

學(xué)生1：我知道細(xì)胞分裂可以用于克隆生物，就像多莉羊的克隆一樣。

學(xué)生2：我還聽說過基因工程中會(huì)用到細(xì)胞分裂，如轉(zhuǎn)基因技術(shù)。

教師：你們提到的例子都很正確。接下來讓我們一起更深入地了解細(xì)胞分裂在生物學(xué)研究和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.介紹

教師：首先，我們來講講細(xì)胞分裂在組織培養(yǎng)方面的應(yīng)用。細(xì)胞分裂可以幫助我們在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)出人工組織，用于替代受損的組織，如皮膚、軟骨等。這在再生醫(yī)學(xué)和治療燒傷等方面具有重要意義。

學(xué)生1：那基因工程中的細(xì)胞分裂是怎么應(yīng)用的呢？

教師：在基因工程中，我們通過細(xì)胞分裂將外源基因整合到染色體上，從而獲得轉(zhuǎn)基因生物。轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和環(huán)保等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。比如，轉(zhuǎn)基因作物可以提高農(nóng)作物的抗病性和產(chǎn)量，轉(zhuǎn)基因藥物可以靶向治療某些疾病等。

學(xué)生2：原來細(xì)胞分裂在基因工程中有這么重要的作用。那癌癥治療方面呢？

教師：細(xì)胞分裂在癌癥治療方面也起著關(guān)鍵作用。通過研究細(xì)胞分裂的過程，科學(xué)家可以找到抑制癌細(xì)胞生長的方法，從而開發(fā)出新的抗癌藥物和治療方案。如一些化療藥物就是通過干擾癌細(xì)胞的分裂過程，從而達(dá)到抑制癌細(xì)胞生長的目的。

3.引導(dǎo)

教師：同學(xué)們，細(xì)胞分裂在生物進(jìn)化和物種多樣性方面也具有重要意義。你們能思考一下細(xì)胞分裂與生物進(jìn)化和物種多樣性之間的聯(lián)系嗎？

學(xué)生1：我知道了，多細(xì)胞生物就是通過細(xì)胞分裂而產(chǎn)生的，所以細(xì)胞分裂對生物進(jìn)化很重要。

學(xué)生2：我覺得細(xì)胞分裂還可以增加物種之間的差異性，從而增加物種的多樣性。

教師：你們的回答都很有道理。細(xì)胞分裂是生物體生長、發(fā)育和繁殖的基礎(chǔ)，可以說，沒有細(xì)胞分裂，就沒有生命的繁衍和進(jìn)化。同時(shí)，細(xì)胞分裂也導(dǎo)致物種之間的差異，促進(jìn)了物種多樣性的形成。

三、教學(xué)反思

在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，通過引入話題，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；在知識(shí)講解環(huán)節(jié)，通過講解、展示示意圖等方式，幫助學(xué)生理解細(xì)胞分裂的過程和意義；在實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)，通過組織學(xué)生觀察洋蔥鱗片細(xì)胞分裂的實(shí)驗(yàn)，以實(shí)驗(yàn)活動(dòng)為載體，讓學(xué)生以小組為單位，在互動(dòng)、交流等過程中親身體驗(yàn)細(xì)胞分裂的過程；在拓展延伸環(huán)節(jié)，通過提問、介紹和引導(dǎo)等方式，讓學(xué)生了解細(xì)胞分裂在生物學(xué)研究和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。通過本次課程的教學(xué)，學(xué)生直觀地感受到了細(xì)胞分裂的過程，加深了對細(xì)胞分裂的理解，了解到細(xì)胞分裂在生物學(xué)研究和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用，進(jìn)一步拓寬了知識(shí)面?？梢?，此次教學(xué)收到了良好的成效。

但是不可忽視的是，也存在許多弊端和不足，比如：（1）在知識(shí)講解環(huán)節(jié)，對一些抽象的概念，如染色體的復(fù)制和分配等，學(xué)生的理解過于淺顯。（2）在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)操作較為簡單，難以滿足部分學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)需求。（3）在拓展延伸環(huán)節(jié)，對一些具體的應(yīng)用案例，如基因工程中的轉(zhuǎn)基因技術(shù)等，學(xué)生的了解可能仍然不夠深入。

針對本次課程存在的問題，可進(jìn)行如下改進(jìn)：（1）在知識(shí)講解環(huán)節(jié)，可以嘗試采用更多的實(shí)例和比喻，幫助學(xué)生形象地理解細(xì)胞分裂過程中的抽象概念。例如，可以將染色體的復(fù)制和分配比喻為一場接力比賽，讓學(xué)生更容易理解這一過程。（2）在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，可以考慮增加一些更復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)。例如，可以設(shè)計(jì)一個(gè)觀察動(dòng)物細(xì)胞分裂的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自操作顯微鏡，觀察動(dòng)物細(xì)胞分裂的過程。（3）在拓展延伸環(huán)節(jié)，可以在介紹細(xì)胞分裂在生物學(xué)研究和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用時(shí)加入更多的細(xì)節(jié)。例如，在介紹基因工程中的轉(zhuǎn)基因技術(shù)時(shí)，可以詳細(xì)介紹其原理、步驟和應(yīng)用前景，讓學(xué)生進(jìn)一步了解這一技術(shù)。

希望在今后的教學(xué)中能夠更好地幫助學(xué)生掌握細(xì)胞分裂的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新思維，使核心素養(yǎng)之花在初中生物學(xué)課堂中絢麗綻放。