第一篇:1 细胞生活的环境 教学设计 教案
教学准备
1.教学目标
1.1 知识与技能:
①描述内环境的组成和理化性质;
②说明内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。1.2过程与方法:
①尝试建构人体细胞与外界环境物质交换的物理模型。1.3 情感态度与价值观:
①认同内环境是细胞生活的环境。
2.教学重点/难点
2.1 教学重点
①描述内环境的组成和理化性质;
②内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介 2.2 教学难点
①内环境的理化性质;
②内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
3.教学用具
教学课件
4.标签
教学过程
引入新课
学生阅读章引言。课件呈现血细胞、草履虫图片。提出问题: ①图中分别是什么细胞?说出细胞名称。
②他们分别生活在什么环境中?两者的生活环境有何异同? 学生讨论
第一章 第1节细胞生活的环境 学生回答:
1.图1中是人体血液中的血细胞,包括红细胞、白细胞等;图2中是单细胞动物草履虫。
2.血细胞生活在血浆中。草履虫直接生活在外界水环境中。两者生活环境的相似之处是:都是液体环境;不同之处是:血细胞生活在体内的血浆中,并不直接与外界环境进行物质交换,而草履虫直接生活在外界环境中;与外界环境相比,血浆的理化性质更为稳定,如温度基本恒定等。
所有的生命系统都存在于一定的环境中,与环境之间不断进行着物质和能量的交换。细胞作为最基本的生命系统,也是如此。
一、体液的概念
(一)、体细胞生活在细胞外液
提出概念:体液。学生阅读教材,找体液的概念阐释。提取关键主词:体内,大量,以水为基础
问:细胞内有没有?细胞外有没有? 强调:细胞内的液体占多数。
设问:细胞外液有哪些呢?我们具体分析几个案例:
课件呈现:观察血液的组成(对血液进行离心的结果:血浆、血细胞(红细胞、白细胞、血小板)
设问:根据体液的概念,血液中的这些血细胞直接生活在什么环境中? 学生答:生活在血浆中。
强调:不能答血液。血浆是血液的液体部分,血浆是血细胞直接生活的环境。请同学们每个人都拿出草稿本,翻开新的一页,我们先来画一段毛细血管。注意,毛细血管的管壁是由一层细胞构成,用椭圆表示一个管壁细胞。学生画(可抽一个学生到黑板副板书来画,其余学生在座位上各自画)。
点评:补充画血细胞,标出文字:血浆、组织液。以箭头标示血流方向,A→B,哪边是动脉,哪边是静脉?请在你画的图上标出动脉端、静脉端。
学生回忆初中知识,在图中补充,A侧动脉端,B侧静脉端。课件演示:组织局部。示组织细胞之间的间隙。
学生阅读:组织液,是存在于组织细胞间隙的液体,又叫细胞间隙液。组织液是体内绝大多数细胞直接生活的环境。
画图:请同学们在刚才画的图上继续画出毛细血管周围的组织细胞。注意标注完善。学生画图(抽另一个学生到黑板副板书来继续画,其余学生在座位上各自画)点评:组织细胞和毛细血管壁的细胞形态要有区别。检查组织液的标注。
课件演示:组织局部。示毛细淋巴管。请根据毛细血管壁的结构推测毛细淋巴管的结构。提示:也是一层?
学生答:一层细胞构成。
讲解:淋巴—组织液被毛细淋巴管吸收,成为淋巴液,也叫淋巴。淋巴是淋巴细胞直接生活的环境。请同学们在图中画出毛细淋巴管,并标出淋巴。
学生画图(抽第三个学生到黑板副板书来继续画,其余学生在座位上各自画)点评:毛细淋巴管的一端是不通的(盲端)。例1:连线题,见课件。
例2.小肠壁的肌细胞,从下列哪种液体中直接吸收葡萄糖?(B)A.血浆 B.组织液 C.淋巴 D.小肠腔
【联系生活】:图示:血泡、水泡,主要成分? 学生思考、讨论。答:血液、组织液。评:不能答血浆。
(二)、血浆、组织液、淋巴之间的关系
设问:由毛细血管动脉端运输来的O2、营养物质是怎样到图中这些组织细胞的? 演示flash:穿过毛细血管动脉端的血管壁(强调:先从血浆一侧进毛细血管壁细胞、再从组织液一侧出毛细血管壁细胞,穿过2层生物膜),到达组织液,然后穿过组织细胞的细胞膜,到达组织细胞内部。
要求:在学生的图中画出箭头。
提问:组织细胞产生的CO2等代谢废物是怎样到达毛细血管的静脉端,从而被运走的呢?请在你的图中用箭头标示。
提问:既然毛细淋巴管在一端是不通的,那么毛细淋巴管中的淋巴是怎么来的呢?请阅读教材第5页第3段。在你画的图中以箭头标示物质的转移情况。
学生看书,画图。(抽一个学生到黑板画)
点评:淋巴液实际来源于?组织液中的物质到达淋巴要穿过多少层生物膜? 学生类比血浆→组织液。得出需穿过2层:进、出毛细淋巴管壁细胞各一层。继续设问:组织液能转化为淋巴,那么淋巴又流向哪里呢? 学生根据教材回答:左右锁骨下静脉。课件图片展示:淋巴→血浆。
练习:下面,请大家关上书,在草稿本上写出细胞外液的三个主要部分的名称。用箭头表示三者的转化关系。
学生画图,老师走到学生中观察学生的画图、记忆情况。
二、内环境的概念
教师:请同学们画完后翻书自行核对。核对完后请阅读教材第5页倒数第二段,注意黑体字:内环境的概念。
副板书:内环境=___ ___ ___ ___=______ +___ ___ ___ +___ ___ 教师:请完善上述填空,每根横线上填一个字。例3.下列各项中,不属于人体内环境的是(A)A.细胞内液 B.组织液 C.细胞外液 D.血浆 例4 判断:下列是否属于内环境? ①胃肠内的液体(不属于)②汗腺内的液体(不属于)③细胞质中的液体(不属于)强调结论:凡是直接与外界环境相通的都属于机体外环境。只存在于细胞内的不属于内环境(学生做笔记)。
过渡:为什么体内细胞必须生活在细胞外液中?细胞外液与外界环境有什么不同?我们从化学成分和理化性质两大方面去分析。
三、细胞外液的成分
请大家阅读教材第6页中间表格,尝试将表中各种物质进行归类。板书:
二、细胞外液的成分
呈现学生归类结果。若学生归纳结果与教材中圆饼图相似,让其阐释。提问:①血浆中含量最多的化合物是? ②血浆中含量最多的有机物是?
教师强调:注意区别,问的是化合物还是有机物。
教师:掌握了血浆的成分后,组织液和淋巴就简单了,他们的主要成分与血浆大同小异。我们通过一个图片来说明。课件呈现红烧血旺图片。我们常用血块做红烧血旺,为什么没人做“红烧组织液”、“红烧淋巴”呢?很明显,谁的营养价值更高?
学生:血液。
教师阐释:血液的液体部分,即血浆,含有较多的蛋白质。这就是血浆同组织液、淋巴之间在成分上的最大区别。
例5.下列物质中,可在血浆中找到的有(A)A.甲状腺激素、氧、尿素、小分子蛋白质 B.氨基酸、麦芽糖、二氧化碳、钠离子 C.蛋白酶、钙离子、脂肪、葡萄糖 D.呼吸酶、脂肪酸、尿酸、胆固醇
【变式】判断下列过程是否可以发生在内环境中(③)① 蛋白质被消化 ②唾液淀粉酶催化淀粉水解成麦芽糖 ③细胞之间的信息传递 ④分泌蛋白的合成和加工 ⑤呼吸作用 ⑥DNA的复制
解题指导:判断某生理过程是否可以发生在内环境中,即判断该生理过程所需的酶、场所是否在内环境中。
四、细胞外液的理化性质
过渡:在必修一中已经知道,把红细胞置于清水中,红细胞会怎样?置于过酸、过碱、高温、低温的环境中细胞还能存活吗?
学生回忆,答:失水涨破;不能存活。
教师:那么,内环境中的细胞会发生这种情况吗?这就要分析内环境的渗透压、酸碱度。请阅读教材第5页第3段。理解渗透压的概念。
课件呈现填空:渗透压是指溶液中___________对_________的吸引力,其大小取决于_________。所以溶液浓度与渗透压的关系是__________,_________ 与___________的含量有关,无机盐离子中 ___________占明显优势。
问:①.若使用了浓度低于0.9%的生理盐水,组织细胞会失水还是吸水? ②.运动之后可能发觉肌肉酸痛,是因为?
学生回答:组织细胞会吸;可能是因为产生了某种酸性物质。
教师:请阅读教材第5页第4、5段,我们内环境中的这pH正常范围是? 学生阅读、思考。
五、内环境是细胞与外环境进行物质交换的媒介 教师:细胞中需要的O2、营养物质要经过哪些环节才能从外界环境到达组织细胞内呢?结合学生所画图示解析:毛细血管动脉端→组织液→细胞内液
教师:细胞代谢产生的CO2等代谢废物又要经过哪些环节才能从组织细胞内到达外界环境呢?
学生结合自己所画图示解析:细胞内液→组织液→毛细血管静脉端 教师概括(板书):内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介 例6.肌肉注射时,药液进人人体后经过的一般途径是(C)A.血浆→组织液→淋巴→血浆→靶细胞 B.淋巴→血浆→组织液→血浆→靶细胞
D.组织液→血浆→组织液→靶细胞
解题指导:注意区别:静脉注射的起点是血浆,肌肉注射的起点是组织液。
课堂小结
本节课我们学习的是细胞生活的环境——内环境,即细胞外液,包括血浆、组织液、淋巴等。内环境有一定的化学和物理性质,对于细胞来说,内环境的理化性质需保持相对的稳定。内环境的作用简单地说就是实现细胞与外界环境的物质交换,即内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。细胞依赖于内环境,但也参与了内环境的形成和维持,因此,细胞和内环境之间是相互影响、相互作用的。
板书
第一章 第1节细胞生活的环境
一、体细胞生活在细胞外液
二.细胞外液的成分 三.细胞外液的理化性质 渗透压、酸碱度、温度
四.内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
第二篇:细胞生活环境的练习
1、下列有关人体细胞外液的叙述,错误的是()
A.人体内的细胞外液构成了人体的内环境
B.人体的细胞外液主要包括血浆、组织液和淋巴
C.人体内的所有液体统称细胞外液
D.人体内细胞通过细胞外液与周围环境交换物质
2、下列说法正确的是()
A.血浆是血细胞直接生活的环境
B.在人体的体液中,细胞内液约占1/3,细胞外液约占2/3
C.组织液是体内所有细胞直接生活的环境
D.血浆和组织液中含有较多的蛋白质,而淋巴中蛋白质较少
3、人体内环境中,与组织液成分最接近的液体是()
A.血液B.血清C.淋巴D.原尿
4、人体剧烈运动时,肌肉产生的大量乳酸进入血液,但不会引起血浆pH发生剧烈的变化。其中发挥缓冲作用的物质主要是()
A.碳酸氢钠B.碳酸C.三磷酸腺苷D.钾离子
5、人体细胞外液渗透压90%以上来源于()
A.K+B.Na+C.C1—D.Na+和C1—
6、正常情况下,当人体局部组织活动增加时,代谢产物增加,此时该组织中的()
A、组织液增加,淋巴增加B.组织液减少,淋巴增加
C.组织液增加,淋巴减少D.组织液减少,淋巴减少
7、下列叙述不正确的是()
A.血浆成分渗出毛细血管就成为组织液B.组织液渗入毛细血管就成为血浆
C.组织液渗入毛细淋巴管就成为淋巴D.淋巴渗出毛细淋巴管就成为组织液
8、人体血液中不可能出现的是()
A.纤维蛋白原B.激素C.淋巴细胞D.纤维素
9、下列何种情况与发生组织水肿无关()
A.毛细淋巴管堵塞B.组织液中蛋白质增多
C .血浆中蛋白质含量增多D.毛细血管通透性增加
10、对人体内环境中pH及调节途径叙述不正确的是()
A.人体血液的pH通常维持在7~7.45之间
B.血液中乳酸过多时,就与NaHCO3反应生成乳酸钠和碳酸
C.血液中Na2CO3过多,就与H2C03结合成NaHCO3
D.血液中C02过多时会刺激神经中枢促进呼吸运动将CO2排出
11、下列属于哺乳动物和人体“内环境”的是()A·肺泡腔内的气体B.小肠内的消化液
C·心室腔内的血浆D.膀胱腔内的尿液
12、大气中的氧气要与人的血红蛋白结合,需要穿过几层磷脂分子?()
A.3B.5C.6D.10
第三篇:《细胞》教学设计
《细胞》教学设计
一、教学目标
1、知识目标:(1)了解细胞的发现史;
(2)认识细胞的基本结构和各结构的功能
(3)说出动物细胞和植物细胞的区别
(4)知道细胞是生命活动的基本单位
2、能力目标:培养自学能力、通过观察获取信息的能力、利用所学知识解决问题的能力。
3、情感目标:(1)体会对事物的观察要透过现象看本质;
(2)感受科学的发展往往需要付出几代人的共同努力,是一个长期的过程;
(3)初步感受物质世界的统一性和多样性
二、教学重难点:
动植物细胞的结构及其功能。
三、教学过程
内容
教师活动
学生活动
设计意图
时间
引
入
设问:每位同学都吃过西瓜,西瓜多汁美味,那你知道西瓜汁是哪里来的吗?为什么多数植物的叶子是绿色的?那就请同学们认真听,答案本中找!
可能不知
激发学生求知欲。
2分钟
细
胞
发
现
史
问:你们知道细胞吗?
述:确实,由于细胞极小,小到我们肉眼根本无法分辨,所以,普通人一般无从所知。
展示:微生物大小
问:那么细胞是怎么被发现的?
(布置学生阅读P3和P62)
活动一:
思考:细胞发现的过程是怎样的,细胞学说建立的过程是怎样的,细胞学说的主要内容是怎样的?
置疑:从细胞的发现到今天的细胞学成就,经历了几百年的时间,其间凝聚了许多科学家的探索成果,对此,请谈谈你的看法。
(可能不知)
阅读
学生思考后回答
细胞大小的感性认识
培养学生通过自习获取信息的能力。
通过阅读,让学生了解细胞发现史与细胞学说的建立史,以及细胞学说的主要内容
让学生感受科学的发展往往需要付出几代人的共同努力,是一个长期的过程。
3分钟
7分钟
3分钟
细
胞
学
说
置疑:通过刚才的学习,你们知道动、植物都是由一个共同的结构构成的吗?这个结构是什么?
述:动植物都是由细胞构成的,这就是细胞学说。
(板书)细胞是生命活动的基本单位
生答:细胞
让学生初步了解物质世界的统一性。
3分钟
细
胞
的 形
态
过渡:细胞到底是怎么样的呢?
展示各种细胞形态图。
要求学生谈谈观察后的感受。
总结:细胞的形态是各式各样的,但它们都很小。
观察
回答。
感受物质世界的多样性。
3分钟
细
胞
的 结
构
过渡:细胞的形态各异,那么其内部结构又是如何的?
展示动物细胞结构图,介绍各部分结构。
继续在旁边展示出植物细胞结构图。
问:你能找出它们共有的结构吗?
追问:有没有不尽相同的地方?哪位同学能在图中指出?
介绍植物细胞结构。
思考,并回答。
指定学生上台指出。
培养学生的观察及辨别能力。
10分钟
细
胞
结
构
的 功
能
过渡:结构总是与功能相适应的,有什么样的结构就有什么样的功能。下面我们就来了解一下细胞各部分功能。
针对动植物细胞图在引导的基础上介绍各结构的功能。
思考:
1、高大的树木为何能顶天立地?
2、叶子为什么通常是绿色?
3、西瓜的汁来自哪里?
讨论并交流
使学生初步了解结构与功能相适应的观点。
让学生用新知识解释生活现象,达到既帮助学习又能激发学生学习兴趣的目的6分钟
实
践
应
用
︵
小
结
︶
活动二:(“小小侦探家”)
设障:公安部得到一份生物作品,从外形上分辨不出该样品是取自植物还是动物,你能否用学过的知识将它鉴定出来?(展示样品图片)
说明你的鉴定理由,并完成相应的表格。
分组讨论。
汇报成果。
学以致用。并进一步明确动植物细胞的区别与联系。
分钟
练习
(见)
3分钟
布置
作业
作业本BP12—13第1、2、6、7、8题。
后
反
思
四、板书
细胞膜
细胞质
细胞核
细胞壁
液泡
叶绿体
:保护、控制物质交换
:含有遗传物质
:生命活动的场所
:支持、保护作用
:含有细胞液
:含叶绿素,光合作用场所
细胞:生命活动的基本单位
第四篇:小学科学教学设计教案细胞 (精选)
细胞
目的要求
1.通过本课教学,使学生初步知道什么是细胞,生物体都是由细胞构成的。
命体的基本单位。
.培养学生的观察能力和分析综合能力。课前准备 教师准备: .洋葱表皮细胞、其他植物的细胞、动物的细胞、人的细胞。.洋葱、镊子。.显微镜、滴管、吸水纸、小刀等。教学重点: 认识各种各样动物细胞和植物细胞的形状,大小,知道细胞是构成生教学难点: 显微镜的操作和制作洋葱玻片标本。
教学过程
第一课时
导入新课
1.谈话:在科学课中,我们已经认识了很多自然事物。其中哪些是有生命的?
2.讲解:
植物、动物、人都是有生命的。由于它们都是有生命的,所以把它们归为一类,统称“生物”。自然界中无生命的物体——砂、岩石、水、空气等,称为无生物。
植物、动物、人,从外表看是很不相同的,那么它们的身体是否有什么相同的地方呢?这节课我们就来认识这个问题。
学习新课
1.指导学生认识细胞
讲述:下面,我们先来进行一项观察。每个组都有一块洋葱(俗称葱头),用镊子在洋葱表面撕下一层薄薄的膜(教师演示一下),这是洋葱的表皮,观察它是什么样的?
分组观察。
汇报观察结果。
讲述:
用肉眼看,我们只能看出洋葱表皮是一层薄薄的、软软的、近似透明的膜。要看得更清楚,需要通过显微镜来观察。
(出示显微镜或图。)
2、显微镜是一种精密的放大仪器,由镜座、镜柱、镜筒、镜头(目镜和物镜)、反光镜、载物台、准焦螺旋等部分构成。
讲解、演示:通过显微镜观察洋葱表皮的方法是这样的??(略,详见参考资料。有显微镜的学校,教师可边讲边演示;没有显微镜的学校,教师可利用图讲。通过讲解,使学生粗略地了解显微镜的用法。)
分组观察。
汇报:你在显微镜中看见了什么?你能在黑板上简单地画一画吗?
讲解:
(出示洋葱表皮细胞构造图,或看书。)
通过用显微镜观察,我们发现洋葱的表皮并不是像用肉眼看到的那样,仅仅是一层近似透明的薄膜,而是由很多小格子构成的。这些小格子是细长的,两头比较尖,一排排的,排列得很整齐、很紧密。这些小格子叫做细胞。(板书课题)每一个小格子是一个细胞。
细胞由四部分构成:周围是细胞壁和细胞膜,中间有细胞核,细胞核与细胞膜之间是细胞质。
细胞很小,用肉眼看不见,在显微镜中看到的大约放大了××倍,一小片洋葱表皮由很多很多细胞构成。
3、提问:
洋葱表皮是由什么构成的?
洋葱表皮细胞由哪几部分构成?
第二课时
导入新课
1.指导学生认识植物体是由细胞构成的 讲解:这是一幅通过显微镜拍摄的叶的纵切照片,这是叶的正面,这是叶的背面,这是叶脉。观察:
叶的构造与洋葱表皮的构造有什么相同?
指出哪些是细胞?分别是什么形状的?
叶细胞的大小相同吗?哪个部位的细胞比较大?哪个部位的细胞比较小?
(3)观察根的纵切
出示根的纵切图(或看书)。
讲解:这是一幅在显微镜下拍摄的根尖纵切的照片。
观察:
根是由什么构成的?指出哪是根的细胞?
根细胞的形状、大小相同吗?
(4)观察茎的横切
出示茎的横切图(或看书)。
讲解:这是一幅在显微镜下拍摄的幼茎横切照片。这是茎的表皮部分,这是茎内的导管部分。观察:
茎是由什么构成的?指出哪是茎的细胞?
茎的细胞形状、大小相同吗?哪个部位的细胞比较大?哪个部位的细胞比较小?
(5)教师小结:通过以上观察,我们知道植物的根、茎、叶等都是由细胞构成的,植物各部分的细胞有大有小,形状不尽相同。
2.指导学生认识动物体、人体也是由细胞构成的(1)出示挂图或投影片——蝾螈的表皮细胞,蟾蜍的卵细胞,人的血细胞、骨细胞、口腔粘膜细胞和神经细胞。
(2)讲解:动物体也是由细胞构成的。这是两栖动物蝾螈的表皮细胞、蟾蜍的卵细胞,这是人的血细胞(红血球)、骨细胞、口腔粘膜细胞和位于脑和脊髓中的神经细胞。
(3)观察:
这6种细胞分别是什么样的?
哪种细胞比较大?
(4)教师小结:通过观察,可以知道人和动物的身体也是由细胞构成的,各部分的细胞形状、大小不同。
3.总结关于细胞的知识
(1)讨论:通过以上观察,我们知道植物是由细胞构成的,动物是由细胞构成的,人体也是由细胞构成的。根据以上事实,我们可以进一步得出什么结论?(或问:根据以上事实,你能用一句更简单的话来总结吗?)
(2)讲解:
生物体都是由细胞构成的。细胞是生物体的最小单位。每个细胞都是有生命的,有生、有死,能生长、能繁殖,需要不断吸收营养,也要不断向外排出废物。
有些低等生物只由一个细胞构成。大部分生物由很多很多细胞构成。生物的生长发育、衰老死亡都与细胞有关系。例如,植物的生长过程,就是各部分的细胞不断长大的过程;如果人的某个部位的细胞大量坏死了,这个部位的机能就会丧失了。
巩固应用
1.讲述:这节课我们研究了生物体构造的相同点。
2.提问:
(l)各种生物外表不同,身体构造有什么相同?
2)说一说,关于细胞你都知道了哪些知识?
3.讲述:
对于细胞的研究,是现代生物科学中的重要组成部分。在小学阶段,我们只是初步认识了细胞,我们平时所说的dna,即遗传物质,在细胞中的细胞核里面。而动物细胞与植物细胞相比,都有细胞膜、细胞质和细胞核,植物细胞还有一层细胞壁。
布置作业
搜集关于细胞的资料。
板书设计:
细胞 构成(生长 繁殖 变化)
课后反思:
生物体决定 细胞
本节课对于细胞的观察非常重要,要会绘制细胞图,让学生弄清楚显微镜的使用方法,学生操作显微镜时往往会移动显微镜,这样反光镜就有可能不能将光反射上来,从而看不清玻片标本,在操作显微镜时应该多强调。制作洋葱表皮玻片标本时有的学生使劲压盖玻片,教师讲解不细,考虑不周全。
第五篇:第一节_细胞增殖_教学设计_教案
教学准备
1.教学目标
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。
2.教学重点/难点
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。
3.教学用具
教学课件
4.标签
教学过程
教学过程设计
(一)、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。
(二)、细胞不能无限长大
[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:①将实验桌上准备好的琼脂块(内含酚酞)切成边长分别为25px、2 cm、3 cm的立方体;②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;③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)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。
(三)、细胞周期
[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。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。
(四)、有丝分裂
[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?
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。那么怎样才能形成两个子代细胞呢? 我们来看看分裂期的末期是怎么进行的。
教师播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。细胞分裂的末期,细胞内有哪些主要变化? 学生讨论后回答。
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。
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。
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。
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。
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。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了一致。
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。
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。
(五)、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P72。[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。
(六)、有丝分裂的特点和意义
1、特点:在有丝分裂过程中,染色体复制一次,细胞分裂一次,结果是子细胞具有与亲代细胞数目、形态相同的染色体。
2、意义:保证了亲代与子代细胞间遗传性状的稳定性。
课堂小结
细胞分裂是一切具有细胞结构的生物体生长、发育和繁殖的基础,对于生物体维持生命活动具有重要意义。体细胞的分裂可分为有丝分裂和无丝分裂两种方式。有丝分裂包括分裂间期和分裂期。处于细胞分裂间期的细胞,不是静止的,而是在其内部进行着复杂而旺盛的生理、生化活动,因此细胞间期是整个细胞周期中极为关键的准备阶段,主要完成染色体的复制和有关蛋白质的合成,本节内容也是学习第二节、第三节内容的必要准备知识。安排“观察植物细胞的有丝分裂”的实验,就是要让学生通过动手操作,进行科学的观察和积极思维,深入理解有丝分裂的过程。
板书
第五章
第一节 细胞增殖
一、细胞不能无限长大
二、细胞周期
三、有丝分裂
四、无丝分裂
五、有丝分裂的特点和意义