6.1.2动植物细胞有丝分裂过程的比较教学设计-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第6章第一节第2课时 动植物细胞有丝分裂过程的比较、有丝分裂的意义 目标素养 1．通过比较图片，区别动植物细胞有丝分裂过程的异同点，阐明细胞有丝分裂的重要意义。 2．运用模型模拟、解释有丝分裂过程中染色体分配的连续过程，阐释亲子代细胞在遗传信息上的一致性。 3．基于对细胞通过有丝分裂维持染色体数目稳定的理解，认同生命过程的精致和奇妙，尝试举例阐释生命过程。 4．通过制作植物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。 重点难点 重点 1．细胞周期中染色体和DNA的数量变化。 2．动植物细胞有丝分裂过程的异同点。 3．有丝分裂的意义。 难点 1．细胞周期中染色体和DNA的数量变化。 2．观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂。 教学准备 教师准备 1．下载视频并剪辑，制作课件。 2．准备实验材料及用具。 3．组织部分学生提前3～4d进行根尖培养。 学生准备 1．复习：高等植物细胞有丝分裂的过程。 2．预习：动植物细胞有丝分裂过程的比较，有丝分裂的意义，“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验。 3．部分学生提前3～4d进行根尖培养。 导入新课 导入一 教师播放视频《植物细胞有丝分裂复习》。 学生 观看视频。 教师完成下图。 学生 填图。 在图中标出以下时期：①DNA数目加倍，②染色体出现，③染色体数目加倍，④染色单体出现，⑤染色单体消失，⑥核膜、核仁消失，⑦核膜、核仁重现，⑧细胞板出现。 学生 完善图形，展示图形。 请回忆动植物细胞结构上的主要区别。 学生高等动物细胞含有中心体，植物细胞含有细胞壁。 教师动物细胞的中心体有什么功能？ 学生中心体与细胞有丝分裂有关。 无论是植物还是动物，细胞分裂的主要方式都是有丝分裂，这意味着在动物细胞进行有丝分裂时也会发生与植物细胞有丝分裂相似的过程。从动植物细胞结构的异同点看，动植物细胞的有丝分裂是否完全相同呢？ 导入二 出示图片。 甲 乙 丙 丁 戊 教师 如图为植物细胞有丝分裂过程模式图，请回顾植物细胞有丝分裂的相关知识，讲 偶有所得述各时期发生的变化。 学生 甲处于分裂间期，细胞中主要发生DNA的复制和有关蛋白质的合成。 学生 乙处于分裂期的前期，染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体。每条染色体包括由一个着丝粒连接着的两条姐妹染色单体；从细胞的两极发出纺锤丝，形成一个梭形的纺锤体；核仁逐渐解体，核膜逐渐消失；染色体散乱地分布于纺锤体中央。 学生 丙处于分裂期的中期，此时所有染色体的着丝粒都排列在细胞中央的一个平面-赤道板上，染色体的形态和数目最清晰。 学生 丁处于分裂期的后期，此时着丝粒一分为二，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体。纺锤丝牵引着子染色体分别向细胞的两极移动。 学生，戊处于分裂期的末期，此时染色体变成染色质，纺锤体消失，核膜、核仁重现，在赤道板位置出现细胞板，细胞板逐渐扩展，形成新的细胞壁。 教师 动物细胞与植物细胞在结构上有哪些差异？ 学生植物细胞具有细胞壁，动物细胞含有中心体。 生物学的一个基本观念是结构与功能观，因此动植物细胞有丝分裂的差别与细胞壁和中心体有关。 教学过程 环节一：动物细胞有丝分裂的过程及有丝分裂的特征与意义 思路一 教师播放视频《处处分（有丝分裂版）》。 学生观看视频。 教师阅读教材中的动物细胞有丝分裂模式图，说出图示各个时期的主要特征。 学生讲述动物细胞有丝分裂各时期的特征。 教师请思考以下问题： 1．动物细胞和高等植物细胞分裂间期的区别主要是什么？ 2．动物细胞和高等植物细胞分裂前期形成纺锤体的方式有什么不同？ 3．动物细胞和高等植物细胞分裂末期细胞一分为二的方式有什么不同？ 4．通过有丝分裂进行增殖的动植物细胞，与细胞增殖过程有关的细胞器及其作用有何不同？ 5．动植物细胞的有丝分裂的差异主要发生在什么时期？ 6．动植物细胞的有丝分裂具有哪些共同点？ 学生 1．发生复制的结构不完全相同，动物细胞还有中心粒的复制。 2．高等植物细胞由细胞两极发出的纺锤丝形成纺锤体，动物细胞由中心粒周围发出的星射线形成纺锤体。 3．高等植物细胞分裂末期细胞中央出现细胞板，细胞板向四周扩展形成细胞壁，一个细胞形成两个子细胞；动物细胞分裂末期不形成细胞板，而是细胞膜从细胞的中部向内凹陷，一个细胞缢裂成两个子细胞。 4．动物细胞有中心体，分裂前期，两组中心粒周围发出的星射线形成纺锤体；植物细胞高尔基体参与有丝分裂的末期，与细胞壁的形成有关。 5．动植物细胞有丝分裂的差异主要发生在前期和末期。 6．分裂过程基本相同；染色体的形态、数目、行为的变化规律相同；间期都有DNA的复制和有关蛋白质的合成，细胞都适度生长；有丝分裂期都有染色体平均分至两个子细胞；子细胞中的染色体数都与亲代细胞相同；有丝有分裂过程都与线粒体和核糖体有关。 教师由有丝分裂的共同点，总结有丝分裂的特征。 学生 亲代细胞的染色体复制以后，平均分配到两个子细胞中去。 教师动物与植物的细胞分裂大都为有丝分裂，有丝分裂有什么重要意义？ 学生 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。 教师是不是所有的真核细胞都是通过有丝分裂进行增殖的？ 学生 不是的，蛙的红细胞通过无丝分裂进行增殖。 教师如图是蛙的红细胞无丝分裂示意图。与有丝分裂相比，无丝分裂具有什么特征？ 学生 没有出现纺锤丝和染色体的变化。 设计意图 在比较、归纳的基础上完成动植物细胞有丝分裂异同点的学习：第一，通过比较得出相同点，为总结得出有丝分裂的重要特征做必要的铺垫，为分析细胞有丝分裂的意义提供思考过程；第二，通过比较得出不同点，进一步理解“结构与功能相适应”的生命观念；第三，在识图与比较中，培养识图与概括能力。 思路二 教师 播放视频《动物细胞有丝分裂过程》。 学生 观看视频。 如图为动物细胞有丝分裂模式图，与教材中的植物细胞有丝分裂模式图进行对比，在染色体行为等方面有什么共同规律？ 学生 动植物细胞有丝分裂过程中染色体变化规律相同，且都经过染色体复制，然后平均分配到两个子细胞中。 教师 动植物细胞有丝分裂具有很多相同点，如间期完成DNA的复制和有关蛋白质的合成；染色体、DNA变化规律完全相同；分裂期实现染色体的平均分配. 教师那么动物细胞有丝分裂过程与植物细胞有什么不同？ 学生纺锤体形成方式和细胞质分裂方式不同。 教师请小组合作，列表比较动植物细胞有丝分裂的异同点。 学生 展示表格：动植物细胞有丝分裂的异同点。 项目 高等植物细胞 动物细胞 不 同 点 间期 无中心粒的复制 有中心粒的复制 前期 由细胞两极发出的纺锤丝构成纺锤体 由位于细胞两极的两组中心粒周围发出的星射线构成纺锤体 末期 细胞板向四周扩展形成细胞壁，分成两个子细胞 细胞膜向内凹陷，缢裂成两个子细胞 相同点 ①分裂过程基本相同 ②染色体的形态、数目、行为的变化规律相同 ③间期都有DNA的复制和有关蛋白质的合成，细胞适度生长 ④有丝分裂期都完成染色体平均分向两个子细胞 教师由动植物细胞有丝分裂的相同点，总结出有丝分裂的意义。 学生 将亲代细胞的染色体复制（关键是DNA的复制）后，精确地平均分配到两个子细胞中，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。 教师播放视频《无丝分裂》。 学生观看视频。 教师视频中的分裂方式是无丝分裂。无丝分裂是原核细胞的分裂方式吗？为什么？ 学生不是的，蛙的红细胞属于真核细胞，但可进行无丝分裂。 教师与有丝分裂相比，无丝分裂具有什么特征？ 学生 无丝分裂过程中不出现纺锤丝和染色体的变化。 教师 无丝分裂过程中，DNA是否需要复制？ 学生 DNA需要复制。 设计意图 利用动物细胞有丝分裂的过程模式图与植物细胞有丝分裂过程比较，一方面复习了植物细胞有丝分裂的过程，另一方面引导学生归纳总结，并以表格的形式呈现出来，最后再利用动植物细胞有丝分裂的相同点引导学生分析出有丝分裂的特征和意义，培养学生思维的完整性。 环节二：细胞周期中相关物质的数量变化 请小组合作，完成表格。（该表表示细胞中一条染色体的变化） 时期 模式图 纺锤丝着丝粒 赤道板 赤道板 DNA数 染色体数 染色单体数 假定某生物的一个体细胞中的染色体数和DNA数为2N，那么一个细胞周期中，细胞中的染色体数、DNA数和染色单体数如何变化？ 时期 间期 前期 中期 后期 末期 模式图 纺锤丝着丝粒 赤道板 赤道板 DNA数 2 2 2 染色体数 1 1 1 染色 单体数 0→2 2 2 0 学生 将原有数据全部乘以2N。 将调整后的数字转换成曲线，完成教材中的概念检测2，并标出变化的原因。 教师 细胞中染色体数与DNA数的关系是怎样的？ 偶有所得 学生 DNA复制后、着丝粒分裂前，DNA数＝2x染色体数；其他时期，DNA数＝染色体数。 教师 细胞中染色单体数与DNA数的关系又是怎样的？ 学生 DNA复制后、着丝粒分裂前，DNA数＝染色单体数；其他时期，染色单体数=0。 教师 如图中的图甲表示有丝分裂某时期染色体数（a）、染色单体数（b）和DNA分子数（c）的统计，这里的“某时期”指的是有丝分裂的什么时期？请在图乙中画出后期时，这三个数值的柱形图。 学生 图甲可表示有丝分裂的前期和中期。 乙 设计意图 模型建构是生物学科学思维的重要组成部分，结合染色体、DNA与染色单体的数量关系，列表、绘制曲线图或柱状图都是引导学生建构数学模型的过程。 环节三：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 教师循环播放视频《观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验》。 学生 观看视频，掌握实验的基本操作。 请阅读教材相关内容。 学生 阅读教材。 请按照教材所示步骤实施实验。 学生，实施实验。 巡回指导，及时发现实验中错误的操作。 教师在解离、漂洗和染色的等待过程中，请阅读并识记下表。 出示表格：观察根尖分生区组织细胞有丝分裂的过程及注意事项。 材料 选择 类型 选取细胞周期短、分裂期占细胞周期比例相对较大的材料 部位 选取分裂旺盛的部位（如根尖、芽尖的分生区） 时间 选择分裂旺盛的时间 操作 注意事项 解离时间 太短 细胞解离过轻，压片时细胞不易分散 过长 细胞解离过度，根尖过分酥软 漂洗 时间 适宜 洗去解离液，防止解离过度 染色 时间 太短 染色体或染色质不能完全着色 过长 其他部位也被染成深色，无法分辨染色体 压片 过轻 细胞未分散开 过重 将组织压烂 显微镜观 察 细胞状态 显微镜下观察的都是死细胞，不能观察到动态变化 细胞数目 处于分裂间期的细胞数目最多，原因是分裂间期历时最长 最佳观察时期 中期，原因是中期染色体形态稳定、数目清晰 在刚刚巡视的过程中，发现个别同学的视野中的细胞是重叠的，现在我们请该组同学分析他们实验失败的原因。 学生 解离时间过短或压片不充分。 解离液的成分是什么？解离的目的是什么？ 学生 解离液是质量分数为15％的盐酸和体积分数为95％的酒精溶液的混合液（1：1）；解离的目的是使细胞分离开来。 教师若在制片前忘记漂洗，会出现什么现象？为什么？ 学生 漂洗的目的是洗去解离液，防止解离过度。若忘记漂洗，会导致解离过度，破坏细胞结构，不利于观察。 教师 还有同学说：“老师，我的视野中的细胞都是长方形的，而且观察不到染色体。”这又是什么原因？ 学生 观察的细胞不是分生区细胞。 教师 另一个同学问我：“老师，我这个视野中除了一个细胞可以观察到染色体，其他的细胞都观察不到染色体，为什么呢？” 学生 因为分裂间期的时间长。 那如果他想观察到处于分裂期各个时期的细胞，应该怎么做呢？ 学生 应移动装片，观察其他视野。 教师 同学们在实验过程中还遇到了什么问题？提出来，让其他同学帮你解决一下。 设计意图 通过表格展示实验操作注意事项，再通过引导学生分析巡查过程中发现的问题，以帮助学生巩固实验操作注意点。 教学研讨 本课时内容的教学首先借助视频、动画等建立感性认识；然后借助图片直观地展现有丝分裂中染色体的行为，理解各分裂阶段的主要特征，进而建构细胞周期中染色体和DNA数量变化的数学模型，使感性认识向理性思考发展；并由此引导学生归纳有丝分裂的重要意义；最后再通过实验借助显微镜观察，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，使感性知识和理性知识结合得更紧密。 学科网（北京）股份有限公司 $$