細(xì)胞通過分裂而增殖

第3節(jié)細(xì)胞通過分裂而增殖教學(xué)目標(biāo)知識：解釋細(xì)胞體積為什么這么?。挥^察并描述細(xì)胞分裂的基本過程和意義。能力：利用數(shù)學(xué)模型研究細(xì)胞體積與表面積的關(guān)系；運(yùn)用記錄、分析數(shù)據(jù)和根據(jù)數(shù)據(jù)獲得結(jié)論的方法。情感態(tài)度與價值觀：體驗(yàn)?zāi)M探究過程以及科學(xué)方法在科學(xué)研究中的作用。教學(xué)策略通過設(shè)置情境，引出問題：細(xì)胞為什么這么小?再引導(dǎo)學(xué)生思考、提出假設(shè)，引出“研究細(xì)胞體積與表面積的關(guān)系”活動。針對模擬探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一系列問題，組織學(xué)生討論，理解細(xì)胞體積較小與物質(zhì)交換的關(guān)系，進(jìn)而引出細(xì)胞如何保持較小的體積的問題。對此學(xué)生容易想到細(xì)胞可以一分為二，即通過細(xì)胞分裂。細(xì)胞分裂使細(xì)胞體積減小，細(xì)胞數(shù)目增多。細(xì)胞分裂比較抽象，學(xué)生先觀看細(xì)胞分裂過程的課件，然后討論，再用自己的語言表達(dá)，最后歸納、總結(jié)。教學(xué)重點(diǎn)細(xì)胞分裂的過程；細(xì)胞分裂的意義。教學(xué)難點(diǎn)活動“研究細(xì)胞體積與表面積的關(guān)系”中預(yù)測的提出、數(shù)據(jù)的處理、結(jié)論的得出。染色質(zhì)、染色體的概念及其在細(xì)胞分裂過程中的變化。教學(xué)方法模擬探究、計(jì)算、分析、討論以及結(jié)合掛圖分析講解等方法。教學(xué)用具課前要求學(xué)生制作棱長分別為1厘米、2厘米、3厘米、4厘米的正方體；動物、植物細(xì)胞分裂過程的課件；細(xì)胞核在細(xì)胞分裂時，染色質(zhì)、染色體變化掛圖；用馬鈴薯制作棱長為1厘米、2厘米、3厘米的正方體。教學(xué)過程第1課時創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課問：通過前面的學(xué)習(xí)，大家看生物體是由什么構(gòu)成的呢?答：細(xì)胞。設(shè)問：大象的身體比小老鼠大得多，大家有沒有想過，如果把兩者的細(xì)胞比較一下，結(jié)果會怎樣呢?大象的身體大的原因在哪兒呢?

(激起了學(xué)生好奇心，紛紛進(jìn)行推測)總結(jié)：其實(shí)兩者的細(xì)胞在大小上沒有什么區(qū)別，大象身體大的原因在于體內(nèi)細(xì)胞數(shù)目多。現(xiàn)在再來看看新生兒和父母身體內(nèi)的細(xì)胞數(shù)量，新生兒體重一般只有3～4kg，成人體重一般在50～70kg，是父母的細(xì)胞比新生兒的細(xì)胞體積大還是數(shù)目多呢?

(進(jìn)一步認(rèn)識生物的體積與細(xì)胞大小的關(guān)系)答：父母細(xì)胞的數(shù)目比新生兒的細(xì)胞多。據(jù)測算新生兒體內(nèi)一般有1012個細(xì)胞，其父母有1014個細(xì)胞，兩者在數(shù)量上相差100倍，但細(xì)胞體積是差不多大，父母身材高大的原因是父母身體內(nèi)的細(xì)胞數(shù)目多。有的同學(xué)可能會想或問，細(xì)胞的體積為什么這么小?只有在顯微鏡下才能觀察到，這多不方便。細(xì)胞為什么不長大一點(diǎn)呢?這就是我們今天要討論和學(xué)習(xí)的問題。新課通過學(xué)習(xí)我們知道生物體內(nèi)的活細(xì)胞是有生命的(即我們通常所說細(xì)胞是活的)。細(xì)胞進(jìn)行生命活動就要通過細(xì)胞膜從細(xì)胞周圍環(huán)境中獲得營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物，那細(xì)胞體積小是否與細(xì)胞進(jìn)行生命活動中的物質(zhì)交換有關(guān)呢?(引導(dǎo)提出探究的問題)

你們認(rèn)為呢?

(激發(fā)了學(xué)生的興趣，吸引了他們的注意力，紛紛提出自己的看法或觀點(diǎn))然后師生共同歸納。有的同學(xué)認(rèn)為是，有的認(rèn)為不是。那你們怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去證明自己的觀點(diǎn)呢?有的學(xué)生就小聲議論：細(xì)胞那么小，又看不到，我們沒有那么小的工具來測量細(xì)胞大小，用什么方法才能去證明呢?同學(xué)們議論得好，細(xì)胞體積很小，我們很難對細(xì)胞的體積和細(xì)胞膜的表面積進(jìn)行精確的測量和計(jì)算，就是科學(xué)家也很難對細(xì)胞進(jìn)行精確測量，怎么辦呢?科學(xué)家通常是通過建立數(shù)學(xué)模型來研究某些復(fù)雜或不易直接進(jìn)行研究的問題。針對這個問題，我們可以用較大的正方體模型代替細(xì)胞，如用棱長分別為1厘米、2厘米、3厘米、4厘米的正方體，先計(jì)算小正方體的表面積和體積，再將兩者進(jìn)行比較，問題就轉(zhuǎn)化為研究正方體的體積和表面積的關(guān)系了，這樣問題就簡化、易于理解了。同學(xué)們可以拿出課前要求大家準(zhǔn)備的正方體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)了，但我們先來預(yù)測一下結(jié)果，四個正方體的體積與表面積的比是隨著體積的增大而變大，還是減小呢?(學(xué)生討論并進(jìn)行預(yù)測，可能的預(yù)測有三種：隨著正方體的體積增大，(1)比值增大，(2)比值減小，(3)比值不變。)預(yù)測后，學(xué)生分別計(jì)算四個正方體的體積和表面積及比值，并將數(shù)據(jù)記錄在課本上的表格內(nèi)。討論、分析正方體的體積和表面積比的變化有什么規(guī)律，與自己的預(yù)測是否相符。學(xué)生匯報正方體的表面積與體積比。從數(shù)據(jù)可看出，四個正方體從小到大，其表面積和體積的比分別為6、3、2、3／2，如果正方體的體積再增大，比值會怎么樣呢?

(學(xué)生答：減小)我們可得出什么結(jié)論呢?(學(xué)生答：正方體的體積越大，表面積與體積比則越小，反之則越大。)為了讓學(xué)生都能理解細(xì)胞大小與物質(zhì)交換的關(guān)系，再如下提問。棱長1厘米的正方體放入紅墨水里，有幾面被染紅?面積是多少?表面積與體積比呢?

(6面，6平方厘米，6／1)棱長2厘米的正方體表面積與體積比是多少?(3／1)把它放入紅墨水里，它6面共24平方厘米被染紅，我用刀把它切成4個棱長1厘米的小正方體，每個小正方體有幾面被染紅?面積是多少?面積與體積比又是多少?

(3面，3平方厘米，3/1)如果把棱長3厘米的正方體放入紅墨水里，情況會如何呢?(平均2面，2平方厘米，2／1)如果把正方體換為其他的幾何模型，結(jié)論也是一樣的，因此我們也可以把這個結(jié)論應(yīng)用到細(xì)胞中去，同學(xué)們能說說看嗎?學(xué)生答：細(xì)胞越大，細(xì)胞膜面積與體積比則越?。患?xì)胞越小，細(xì)胞膜面積與體積比則越大。設(shè)問：這對細(xì)胞有什么好處或意義呢?

(激發(fā)思考)問：體積較大細(xì)胞與體積較小細(xì)胞比較，在生活中哪種細(xì)胞需要從外界環(huán)境獲取更多的營養(yǎng)物質(zhì)呢?誰又會產(chǎn)生更多的廢物要排出體外呢?答：體積較大的細(xì)胞。問：如果細(xì)胞無限生長，同學(xué)們討論一下，看會有什么情況出現(xiàn)?

(較大細(xì)胞的表面積即細(xì)胞膜的面積相對較小，細(xì)胞膜將不能保證從外界環(huán)境獲取足夠的生活物質(zhì)供細(xì)胞進(jìn)行生命活動。)問：同學(xué)們現(xiàn)在理解了細(xì)胞為什么這么小嗎?答：較小細(xì)胞的表面積則相對較大，更易于保證細(xì)胞與外界進(jìn)行物質(zhì)交換，從而保證細(xì)胞正常的生命活動。第二課時設(shè)問導(dǎo)入通過上一節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道細(xì)胞體積很小，而細(xì)胞又能不斷地生長，那么細(xì)胞將怎樣才能保持較小的體積呢?生物體內(nèi)那么多細(xì)胞又是怎么來的呢?一種方式就是細(xì)胞長到一定程度，就停止生長；另一種是細(xì)胞長到一定大小的時候，細(xì)胞可能一分為二，同學(xué)們認(rèn)為會是哪一種呢?

(答：第二種)新課同學(xué)們說得對，我們把一個細(xì)胞變?yōu)閮蓚€細(xì)胞的過程稱為細(xì)胞分裂。細(xì)胞是如何從一個變?yōu)閮蓚€的呢?這是一個非常復(fù)雜的過程，同學(xué)們先觀看動物細(xì)胞和植物細(xì)胞的分裂過程。討論動物細(xì)胞和植物細(xì)胞的分裂過程，再用自己的語言描述細(xì)胞分裂過程，歸納、總結(jié)。動物細(xì)胞分裂過程：核分裂―細(xì)胞質(zhì)分開―2個新細(xì)胞植物細(xì)胞分裂過程：核分裂―新細(xì)胞膜、細(xì)胞壁―2個新細(xì)胞在細(xì)胞分裂時，細(xì)胞核內(nèi)會發(fā)生什么變化呢?同學(xué)們還記得細(xì)胞核的作用嗎?

(在遺傳有重要作用)為什么細(xì)胞核能在遺傳中起重要作用呢?結(jié)合掛圖分析講解染色質(zhì)、染色體的概念以及在細(xì)胞分裂過程中的變化。強(qiáng)調(diào)染色質(zhì)里含有遺傳物質(zhì)。細(xì)胞分裂前，染色質(zhì)細(xì)長，經(jīng)過復(fù)制而數(shù)量倍增，分裂時，染色質(zhì)縮短變粗變?yōu)槿旧w，并且平均分配到兩個子細(xì)胞中，從而保證了新細(xì)胞與親代細(xì)胞具有相同的遺傳物質(zhì)。因此染色質(zhì)與染色體是同一種物質(zhì)在細(xì)胞分裂的不同時期的兩種表現(xiàn)形式。通過學(xué)習(xí)，同學(xué)們分析、討論一下細(xì)胞分裂有什么特點(diǎn)?然后歸納總結(jié)。細(xì)胞通過分裂把染色體(遺傳物質(zhì))平均分配到兩個新細(xì)胞中，保證了新細(xì)胞與親代細(xì)胞具有相同的遺傳物質(zhì)。細(xì)胞分裂又有什么意義?單細(xì)胞生物通過細(xì)胞分裂進(jìn)行繁殖。2.多細(xì)胞生物通過細(xì)胞分裂產(chǎn)生生殖細(xì)胞而繁殖后代；通過細(xì)胞分裂使生物體內(nèi)細(xì)胞數(shù)目增多，從而使新個體由小長大，使生物體不斷更新衰老死亡的細(xì)胞，從而保證生物體的正常生命活動。教學(xué)反思活動中問題的設(shè)計(jì)以及組織討論的效果比較好，大多數(shù)學(xué)生理解了細(xì)胞的體積與表面積(細(xì)胞膜)、細(xì)胞大小與物質(zhì)交換的關(guān)系，但部分學(xué)生搞不清楚其中的關(guān)系。后來又做了改進(jìn)，我自己用馬鈴薯做了一些棱長為1厘米、2厘米、3厘米的正方體，用紅墨水進(jìn)行演示。又設(shè)計(jì)了一些問題。把棱長1厘米的正方體放入紅墨水里，有幾面被染紅?面積是多少?面積與體積比是