细胞通过分裂产生新细胞教案.docx
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细胞通过分裂产生新细胞教案
细胞通过分裂产生新细胞
●教学目标
知识目标
1．描述细胞分裂的基本过程。
2．说出细胞分裂过程中染色体变化的结果。
3．说出细胞分裂与生长的关系。
能力目标
1．通过对细胞生长和分裂的关系的学习培养学生认识自然现象的能力。
2．通过对细胞分裂过程的学习，培养学生抽象思维能力。
3．通过对分裂过程中染色体变化的学习，提高学生的观察能力。
情感目标
通过对本节课的学习，使学习进一步关注细胞的研究在防治癌症等方面的价值。
●教学重点
1．细胞分裂的过程。
2．分裂过程中染色体的变化。
●教学难点
1．生物体的长大除了靠细胞体积的增大，主要靠细胞数目的增加。
2．细胞分裂过程中染色体变化的结果。
●教学方法
启发法、多媒体演示。
●教具准备
1．教师准备：
（1）细胞分裂的多媒体录像。
（2）细胞分裂过程中染色体变化示意多媒体录像。
（3）不同年龄人体细胞图示。
2．学生准备：
篮球和乒乓球各一个，刻度尺一把。
●课时安排
1课时
●教学过程
［导入新课］
教师活动：
用谈话式教学方法使学生对细胞的分裂和生长有一个初步认识，导入新课。
具体活动如下：
我们每一个人的生命活动初始于一个不能用肉眼观察到的受精卵，可是在若干年后，人体组织内细胞数目会增加到1014个。
一粒小小的种子当它播种下以后就能长成一棵参天的大树。
从一个看不见的受精卵细胞到1014个细胞的人体，从一粒种子到一棵参天大树，这其中的奥秘在哪儿呢？
经过研究表明，这都与细胞的分裂和生长分不开。
［讲授新课］
细胞分裂就是细胞由一个分裂为两个的过程。
说的时候容易，可实际过程就不一样了。
（演示细胞分裂过程多媒体）请大家注意观察。
细胞在分裂时，首先是细胞核由一个分成两个，随后，细胞质分成两份，每份各含有一个细胞核。
最后在原来的细胞的中央，形成新的细胞膜，植物细胞还形成新的细胞壁。
这样，一个细胞就分裂成为两个细胞。
但细胞刚刚由一个分裂为两个时，个体很小需要从周围环境中吸收营养物质，使得体积不断地增大，这就是细胞的生长。
细胞长大后，有一部分再继续进行分裂，如此往复。
由此看来，生物体的长大是细胞不断生长和分裂的结果。
但是我们在生活中却发现，人长到一定年龄，身高就不再变化了，树长到一定程度就开始死亡了，这是为什么呢？
我们先来做一个小测验。
学生活动：
用刻度尺想办法测量篮球和乒乓球的大致直径，并以此来计算：
篮球表面积与体积之比，乒乓球表面积与体积之比。
并比较这两个比值的大小。
教师活动：
乒乓球好比小的细胞，篮球就是长大的细胞。
细胞在不断生长，吸收能力增强，需要的物质也增多了，那么是吸收能力增强的快还是需要的营养增长的快，比值可以说明一切。
通过计算二者的比值哪个大呢？
学生回答：
乒乓球。
对，是乒乓球的比值大，也就是说明，细胞在小的时候，吸收的营养物质比长大后相对较多，随着细胞的不断增大，营养物质开始受到限制，所以细胞不会无限制地长大，也不会无限地分裂。
那么也就是说明，大人和小孩的成形细胞都差不多大小。
（出示细胞图示）但他们的体重与身高却都有差别，这是怎么回事呢？
学生回答：
细胞数目不同。
回答得非常正确。
那么细胞数目的差异是由什么所引起的呢？
学生回答：
细胞分裂。
对。
细胞分裂可使细胞的数目增多，同时还伴随有一些其他的变化。
（演示分裂过程中染色体变化课件）在细胞分裂过程中，染色体的变化最明显。
染色体的数量在细胞分裂开始以前已经复制加倍，在分裂过程中分成完全相同的两份，分别进入两个新细胞中。
这样新细胞与原细胞：
新细胞与新细胞内的染色体形态和数目都相同。
又由于染色体内有遗传物质DNA，因此可以达到真正意义上传种接代。
师生互动：
以上我们所学的是一般的细胞的分裂。
在自然界中还生存着一种“长生不老”的细胞——癌细胞。
请同学们阅读教材之后，师生共同讨论、交流，鼓励学生一定要好好学习，将来更好地为人类自己服务。
［课堂小结］
本节课我们了解了细胞生长和分裂与生物体长大的关系，细胞分裂的过程及染色体的变化。
对细胞分裂在遗传物质的分配和生物体的长大方面有了一点认识。
更多的还需要同学们在今后作进一步的学习与研究。
下面我们来做一些课堂练习。
［巩固练习］
1．小明今年比去年长高了5厘米，这与细胞的__________和__________有关，__________使细胞数目增多，__________使细胞体积增大。
答案：
分裂 生长 细胞分裂 细胞生长
2．细胞分裂时，__________先由一个分成两个，随后__________分成两份，最后在原来细胞的中央形成新的__________，植物细胞还形成新的__________。
答案：
细胞核 细胞质 细胞膜 细胞壁
3．某生物体细胞中含有12对染色体，在细胞分裂后形成的子细胞中，染色体的数目是
A．12条B．24条
C．12对D．6对
答案：
C
4．植物体由小长大主要靠数目的增多，而细胞数目增多是由于细胞的
A．生长B．分化
C．分裂D．吸收养料
答案：
C
5．下列哪种生理活动与细胞生长无关
A．细胞分裂，数目增多
B．细胞伸长，体积增大
C．不断吸收营养
D．细胞内的小液泡形成大液泡
答案：
A
［布置作业］
通过各种途径查阅一些癌细胞的资料，以加强对癌症的认识。
●活动与探究
观察洋葱根尖细胞的分裂
目的：
观察洋葱根尖细胞的分裂过程，了解细胞分裂。
材料用具：
显微镜、洋葱根尖细胞分裂装片。
方法步骤：
低倍镜观察
按显微镜的正确使用方法，在低倍镜下找到洋葱根尖分生区。
分生区的特点是：
细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞正在分裂。
试找出不同时期的细胞分裂图像。
讨论：
（1）在视野中能否看清染色体的变化情况？
简单描述一下？
（2）认清一个细胞分裂的完整过程。
●板书设计
第三节 细胞通过分裂产生新细胞
一、细胞分裂过程
一个细胞：
核分裂→质分裂→膜分裂（→壁分裂）→两个新细胞
二、生物体的生长
细胞分裂：
数目增多
细胞生长：
体积增大
三、细胞分裂中染色体的变化
1．过程：
先复制加倍后平均分配
2．意义：
保证新细胞与原细胞遗传物质的一致性
●备课资料
一、细胞分裂的发现
19世纪中叶，生物学家们想弄清楚细胞是怎样进行分裂的。
我们知道活细胞是透明的，要想看清楚细胞内部的各部分结构是非常困难的。
也就是说，如果找不到能显示细胞结构的方法，人们就无法观察到细胞分裂时内部结构的变化和细胞分裂的过程。
生物学家们在努力寻找、积极探索，希望能够早日研究出能够显示细胞内部结构的方法。
1879年，德国解剖学家弗莱明用一种人工合成的红色染料染细胞，看到了细胞核内的丝状结构，他给这些着色很深的结构取名为“染色质”。
这正是生物学家们梦寐以求的染色效果。
非常遗憾的是，这种染料在进行细胞染色的同时，也将细胞杀死了，这样就只能记录下细胞分裂的某一时刻，而无法观察到细胞分裂的全过程。
弗莱明经过反复的思考，想出了一个极为巧妙的方法，他把各个时期的细胞分别染色后，将所看到的正处在各个分裂时期的细胞都一一记录下来，然后把一个个静止的画面在脑海里串连在一起，在脑海中放映一个连续的细胞分裂的动态过程，从而阐明了细胞分裂的过程。
随着科学技术的不断进步，现在人们已经能够用先进的手段观察活细胞的分裂过程了。
二、肿瘤病毒的发现
早在1908年即已发现，患白血病的家禽的细胞提取液有引起健康家禽患白血病的作用。
并且还发现，在肿瘤细胞中含有病毒。
PeytonRous首先对病毒传播致癌问题进行了研究，并且在1911年发现了能引起鸟类结缔组织生瘤的病毒，这种病毒命名为Rous肉瘤病毒。
Rous因此项出色的研究工作而于1966年（是年85岁）荣获诺贝尔奖。
后来，学者们逐渐肯定了某些病毒对动物的致瘤作用，而且也意识到病毒可能也会诱发人体产生肿瘤。
能使生物体产生肿瘤的病毒是肿瘤病毒或致癌病毒。
肿瘤病毒可按其所含的遗传物质的性质而分为两类：
（1）DNA肿瘤病毒：
这类肿瘤病毒的基因组都很小，具有高度感染性，可以使培养细胞和体内正常细胞发生转化。
（2）RNA肿瘤病毒：
这类病毒通常称为反转录病毒。
病毒粒子由芯部、外壳和被膜三部分组成。
Rous肉瘤病毒就是一种RNA肿瘤病毒，它是通过肉瘤基因的蛋白质产物的作用来诱发正常细胞转化的。
三、细胞的增殖周期
细胞从前一次分裂结束开始，到下一次分裂结束为止，这样一个周期叫做细胞增殖周期。
20世纪50年代以前，人们把细胞增殖周期划分为分裂期和静止期两个阶段。
当时认为分裂期是细胞增殖周期中的主要阶段。
近年来，由于放射自显影和细胞化学等技术的迅速发展，对于细胞增殖过程的动态研究也日趋深入。
现在了解到，过去一直被忽视的所谓“静止期”却是细胞增殖周期中极为关键的一个阶段，因为与DNA分子复制有关的一系列代谢反应，都是在这个阶段进行的。
所以现在都把“静止静”叫做间期。
现在，一般把细胞增殖周期分为两个阶段：
间期和分裂期。
细胞在前一次分裂结束之后就进入间期，这时就是新的细胞周期的开始。
间期一共分为三个分期。
间期结束就进入有丝分裂期。
根据目前的认识，整个细胞增殖周期可以分为G1、S、G2、M四个小分期，如下表：
细胞增殖周期中的各个分期，各有其不同的特点。
（一）G1期的特点 G1期是从上次细胞增殖周期完成以后开始的。
G1期是一个生长期。
在这一时期中主要进行RNA和蛋白质的生物合成，并且为下阶段S期的DNA合成做准备，特别是合成DNA的前身物质、DNA聚合酶和合成DNA所必不可少的其他酶系，以及储备能量。
（二）S期的特点 从G1期进入S期是细胞增殖的关键时刻。
S期最主要的特征是DNA的合成。
DNA分子的复制就是在这个时期进行的。
通常只要DNA的合成一开始，细胞增殖活动就会进行下去，直到分成两个子细胞。
（三）G2期的特点 G2期又叫做“有丝分裂准备期”，因为它主要为后面的M期做准备。
在G2期中，DNA的合成终止，但是还有RNA和蛋白质的合成，不过其合成量逐渐减少。
特别是微管蛋白的合成，为M期纺锤体微管的组装提供原料。
（四）M期的特点 细胞一旦完成了细胞分裂的准备，就进入有丝分裂期。
细胞分裂期是一个连续的过程，为了研究的方便，可以人为地将它分成前、中、后、末四个时期。
M期的细胞有极明显的形态变化。
间期中的染色质（主要成分是DNA和蛋白质），在M期浓缩成染色体形态。
染色体的形成、复制和移动等活动，保证了将S期复制的两套DNA分子平均地分到两个子细胞中去。
四、细胞质分裂
广义说来，有丝分裂应该包括细胞质分裂。
但是，也可以把细胞质分裂看做是一个单独的阶段。
大多数真核生物的细胞质分裂是与核分裂协调进行的，细胞质分裂起始于中后期。
细胞质分裂面一般总是和纺锤体的赤道面一致，其方向约在核分裂中期就已确定。
如果在中期时用离心法改变细胞的纺锤体的正常位置，细胞分裂面方向并不随之改变。
但是，如果在中期之前改变纺锤体的位置，细胞质分裂面的方向也就随着发生改变。
动物细胞在进行细胞质分裂时，先是在要形成分裂面处的细胞质收缩，环细胞表面出现一条窄的凹沟，这条沟叫做分裂沟。
分裂沟环绕细胞表面一圈，使细胞呈哑铃状。
它的形成和细胞膜下方的细胞质微线有关系。
植物细胞因为有细胞壁，它的分裂方式不同于动物细胞（有花植物的花粉粒的成熟分裂与动物细胞一样，形成分裂沟）。
最主要的差别是植物细胞在进行细胞质分裂时，有细胞板的形成。
细胞板产生于晚后期或早末期。
五、无丝分裂
关于无丝分裂的问题，长期以来就有不同的看法。
有些人认为无丝分裂不是正常细胞的增殖方式，而是一种异常分裂现象；另一些人则主张无丝分裂是正常细胞的增殖方式之一，主要见于高度分化的细胞，如肝细胞、肾小管上皮细胞、肾上腺皮质细胞等。
无丝分裂是最早发现的一种细胞分裂方式，早在1841年就在鸡胚的血细胞中看到了。
因为分裂时没有纺锤丝出现，所以叫做无丝分裂。
又因为这种分裂方式是细胞核和细胞质的直接分裂，所以又叫做直接分裂。
无丝分裂的早期，球形的细胞核和核仁都伸长。
然后细胞核进一步伸长呈哑玲形，中央部分狭细。
最后，细胞核分裂，这时细胞质也随着分裂，并且在滑面型内质网的参与下形成细胞膜。
在无丝分裂中，核膜和核仁都不消失，没有染色体的出现，当然也就看不到染色体复制的规律性变化。
但是，这并不说明染色质没有发生深刻的变化，实际上染色质也要进行复制，并且细胞要增大。
当细胞核体积大一倍时，细胞核就发生分裂，核中的遗传物质就分配到子细胞中去。
至于核中的遗传物质DNA是如何分配的，还有待进一步的研究。
六、减数分裂与有丝分裂的比较
与有丝分裂相比，减数分裂具有两个显著的特点：
一是减数分裂要连续进行两次细胞分裂，但是，染色体只复制一次，结果，分裂后形成的细胞里只含有单倍数的染色体，即染色体数目减少了一半，而有丝分裂则是染色体复制一次，细胞也分裂一次，分裂后所形成的细胞中染色体的数目没有变化（如下图）；二是减数分裂中染色体的变化情况，主要出现在第一次细胞分裂之中，并且前期比有丝分裂的前期更为复杂。
在减数第一次分裂的前期，同源染色体要相互配对，形成四分体，并且四分体中的非姐妹染色单体间常发生交叉、互换。
这是基因重组的来源之一。
减数分裂中的两次细胞分裂之前的间期有一个重要的区别，就是在减数第一次分裂前的间期，染色体的复制已经完成。
在减数第二次分裂前的间期没有进行染色体的复制。
在不同的生物中，减数第二次分裂之前的间期的长短是不同的，有些生物具有短暂的间期，而有些生物则在末期Ⅰ结束以后，立即进入前期Ⅱ。
七、癌基因学说
在反转录病毒致癌的研究中发现，许多脊椎动物的基因组中含有内源性的反转录病毒，这些动物的细胞在一些诱导剂的作用下可产生出反转录病毒粒子。
因此，肿瘤病毒引起细胞癌变是由病毒的某一基因造成的。
于是，1969年RobertHuebner和GeorgeTodaro提出了癌基因学说。
该学说主张，细胞癌变是由于病毒基因组中的癌基因引起的，癌基因是病毒基因组的一部分。
如果癌基因受到阻遏，则细胞可以保持在正常状态，一旦这种阻遏被打破，细胞就发生恶性转化。
致癌因子，如化学物质、辐射等，能激活这种潜在的内源病毒。
Huebner和Todaro认为，细胞内的癌基因是病毒基因组的遗迹。
1971年，HowardTemin（反转录酶的发现者之一）对癌基因的来源却提出了相反的看法。
他认为，癌基因可由正常细胞基因（原癌基因）通过体细胞突变和遗传而产生。
过去曾认为，细胞癌基因（又称原癌基因）与病毒癌基因有着同源关系。
可是后来发现，有的细胞癌基因，也存在于酵母中。
此外，在人体肿瘤中还分离出一些具有转化活性的基因，并没有在病毒中找到相应的序列。
在正常情况下，细胞癌基因的存在不仅是无害的，而且在个体发育、细胞生长、组织再生等方面需要这些基因按程序控制表达，如某些为生长因子或生长因子受体编码的基因。
因此，关于细胞癌基因的概念应该做适当修改。
也就是说，细胞癌基因不都是病毒癌基因的同源物。
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