课题 第5章 细胞增殖、分化、衰老和凋亡

第1节 细胞增殖（1）--细胞周期与有丝分裂 课型 新授课 教学目标

与知识点 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。

4、引导学生仔细阅读图文，仔细分析细胞周期中染色体形态、数目与DNA含量的关系。

5、探索有丝分裂各时期细胞的特点和细胞分裂的规律。

6、进一步比较动、植物细胞分裂过程的异同，使学生能够用自己的语言，描述细胞有丝分裂各时期的特点，掌握有丝分裂的本质。

7、细胞分裂、运动是物质的根本属性，建立生命活动的唯物主义观点。 教学重点、

难点分析及

教法设计 【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。

【教学媒体】PPT课件

【教学方法】问题导学及讲解相结合 思考问题 1、整个细胞周期可以分成哪几个阶段？

2、一个细胞有丝分裂结束后形成了几个子细胞？整个细胞周期中五个阶段细胞的内部特征和变化过程是什么？

3、有丝分裂过程中，细胞中染色体数、核内DNA分子数、染色单体数发生了怎样的变化？如果用横轴表示时间，纵轴表示细胞中染色体、核内DNA分子数和染色单体数，你将会作出怎样的曲线图？ 一次备课 二次备课 　　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。因此，我们说，生物体的长大主要是靠细胞的数量增多，即细胞的增殖来实现的。

　　推进新课

　　板　书：

　　一、细胞周期与有丝分裂

　　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： 因此，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。

　　师： 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。

　　师： 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。

　　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。

　　师： 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？

　　生：（略）

　　师： 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。

　　师： 那么怎样才能形成两个子代细胞呢？

　　师： 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。

　　师： 细胞分裂的末期，细胞内有哪些主要变化？

　　学生讨论后回答。

　　师： 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。

　　师： 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。

　　师： 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。

　　师： 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。

　　师： 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。

　　师: 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。

　　师： 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。

　　师： 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？呈现植物细胞有丝分裂图解。

　　学生活动：仔细观察、对比，并列表比较它们的异同点。

植物细胞分裂 动物细胞分裂 不同点 前期 细胞两极发出纺锤丝→纺锤体 中心体周围发出星射线→纺锤体 末期 细胞膜从细胞中部向内凹陷缢裂 相同点 ①核内染色体变化相同②分裂过程及时期相同 　　

　　板　书：

　　二、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P83。

　　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。

　　小结本课内容

【布置作业】复习本节课所授内容，完成《学案》上的相关习题。

【板书设计】

　　　　　　　　第五章　细胞增殖、分化、衰老和凋亡

　　　　　　　　　　　第一节　细胞增殖

　　一、有丝分裂

　　（一）细胞周期

　　　1、概念

　　　2、特点

　　（二）分裂间期和分裂期

　　　1、分裂间期：染色体复制、DNA复制和蛋白质合成

　　　2、分裂期

（1）前期：染色质→染色体，核膜解体，核仁消失，星射线形成纺锤体

（2）中期：染色体的着丝点排列在赤道板上

（3）后期：姐妹染色单体分离

（4）末期：染色体→染色质，新的核膜、核仁出现，细胞膜向内凹陷，将细胞质一分为二，使一个细胞分裂成两个子细胞。

　　（三）有丝分裂的意义

　　（四）植物细胞有丝分裂和动物细胞有丝分裂的比较

二、无丝分裂

　　（一）概念

　　（二）特点