趙守環(huán) （北京市第一六一中學(xué) 北京 100031）

1 學(xué)習(xí)內(nèi)容及學(xué)情分析

“動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂過程”是浙科版必修1《分子與細(xì)胞》第4 章“細(xì)胞的增殖與分化”第1節(jié)“細(xì)胞的增殖”第2 課時(shí)教學(xué)內(nèi)容。染色體行為和數(shù)量變化是有絲分裂過程的關(guān)鍵特征，在一個(gè)細(xì)胞周期中，染色體復(fù)制一次，并均分到2 個(gè)細(xì)胞中，保證了遺傳的連續(xù)性和穩(wěn)定性。本節(jié)課探究動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂的過程，并比較動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂的異同。學(xué)生已掌握了與動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂過程有關(guān)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，對本章節(jié)的學(xué)習(xí)將起到一定的鋪墊作用。在第1 課時(shí)的教學(xué)中，將植物細(xì)胞的微觀分裂過程抽象為理想化的宏觀模式圖，引導(dǎo)學(xué)生明確植物細(xì)胞有絲分裂各個(gè)時(shí)期細(xì)胞圖的特點(diǎn)。同時(shí)，學(xué)生已熟練掌握了顯微觀察技術(shù)，并對顯微觀察微觀現(xiàn)象有著強(qiáng)烈的好奇和熱情。因此，學(xué)生已有的知識、相關(guān)能力和相應(yīng)的情感都為本節(jié)課的實(shí)施打造了基石。

2 教學(xué)目標(biāo)

1）知識目標(biāo)：①能識別動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂各個(gè)時(shí)期的顯微細(xì)胞圖像；②能說明動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂過程的異同點(diǎn)。

2）能力目標(biāo)：①2 人一組，利用顯微鏡分別觀察植物根尖和馬蛔蟲受精卵的永久裝片，并討論、辨析各個(gè)時(shí)期的細(xì)胞，提高顯微鏡操作能力和合作、觀察、探索能力；②通過觀察和討論，辨別動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂過程的異同，提高分析、總結(jié)能力和解決問題的能力；③以橡皮泥為染色體材料，模擬有絲分裂過程中染色體行為和數(shù)量的變化，提高動(dòng)手實(shí)踐能力。

3）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：①通過合作的方式進(jìn)行顯微觀察并分析異同，養(yǎng)成合作的意識和探索的科學(xué)精神；②分析動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂的不同點(diǎn)，認(rèn)同結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)觀點(diǎn)。

3 教學(xué)過程設(shè)計(jì)與實(shí)施

3.1 溫顧舊知，通過質(zhì)疑引入新課 教師出示植物細(xì)胞有絲分裂各時(shí)期的模式圖，學(xué)生觀圖、思考，并回答各時(shí)期的特點(diǎn)，既復(fù)習(xí)了上節(jié)課內(nèi)容，又為本節(jié)課打下了基礎(chǔ)。教師提問：分裂間期染色體進(jìn)行了復(fù)制，導(dǎo)致每一條染色體上DNA 數(shù)量發(fā)生了怎樣的變化？2 條姊妹染色單體上的DNA 是否相同？為什么？分裂后形成的2 個(gè)子細(xì)胞的染色體是否相同？與親代細(xì)胞是否相同？學(xué)生在回答中體會(huì)并認(rèn)同了植物細(xì)胞有絲分裂的意義。師生共同總結(jié)：通過有絲分裂，形成的2 個(gè)子細(xì)胞的染色體完全相同，并與親代細(xì)胞完全相同，保證了遺傳性狀的穩(wěn)定性。教師再以問題串的形式提出質(zhì)疑：模式圖是清晰的理想化狀態(tài)，植物細(xì)胞有絲分裂過程的真實(shí)狀態(tài)是怎樣的？動(dòng)物細(xì)胞又是怎樣的？二者會(huì)有相同之處嗎？高等植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞彼此都具有特有結(jié)構(gòu)，這對有絲分裂會(huì)產(chǎn)生影響嗎？教師提示顯微鏡觀察能揭曉這些問題的答案，導(dǎo)入新課并激發(fā)學(xué)生探究的熱情和求知的欲望。

3.2 小組合作活動(dòng)1 利用顯微鏡先后觀察植物和動(dòng)物細(xì)胞的有絲分裂。

3.2.1 教師指導(dǎo)觀察，避免出現(xiàn)誤區(qū) 以洋蔥根尖細(xì)胞和馬蛔蟲受精卵永久裝片為植物和動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂的材料，教師先出示洋蔥根尖結(jié)構(gòu)顯微圖像并提問：根尖共分為幾個(gè)區(qū)，分別是什么？應(yīng)選擇哪一區(qū)進(jìn)行觀察，為什么？該區(qū)細(xì)胞在形態(tài)上有什么特點(diǎn)？教師可適當(dāng)引導(dǎo)，學(xué)生回答：植物根尖共有4 個(gè)區(qū)，分別是成熟區(qū)、伸長區(qū)、分生區(qū)和根冠，其中分生區(qū)細(xì)胞能進(jìn)行有絲分裂，該區(qū)細(xì)胞呈正方形，排列緊密。教師出示馬蛔蟲受精卵永久裝片顯微圖像，指導(dǎo)學(xué)生辨別受精膜與細(xì)胞膜的區(qū)別。這樣能提高觀察的有效性和針對性。

3.2.2 學(xué)生活動(dòng)：顯微觀察并辨析各個(gè)時(shí)期的細(xì)胞 教師引導(dǎo)：首先觀察、辨析植物細(xì)胞有絲分裂各個(gè)時(shí)期（分裂間期及分裂期的前、中、后、末期）的細(xì)胞。其次觀察、辨析動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂各個(gè)時(shí)期的細(xì)胞，并思考依據(jù)是什么？（提示：相對于洋蔥根尖細(xì)胞的永久裝片，馬蛔蟲受精卵永久裝片的分裂圖像沒有那么清晰，所以不同狀態(tài)的動(dòng)物細(xì)胞圖像之間的比較很重要。）最后尋找動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂過程有何異同點(diǎn)？

學(xué)生2 人一組，以植物細(xì)胞有絲分裂模式圖中各時(shí)期的特點(diǎn)為依據(jù)，依次觀察洋蔥根尖細(xì)胞和馬蛔蟲受精卵永久裝片，一邊觀察、辨析各個(gè)時(shí)期的圖像，一邊討論。目的是養(yǎng)成合作意識、提高觀察能力和探索熱情。

3.3 分享觀察成果、總結(jié)植物和動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂過程的異同點(diǎn)

3.3.1 植物細(xì)胞有絲分裂圖像的分析 教師用幻燈片展示洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞有絲分裂各個(gè)時(shí)期的顯微細(xì)胞圖像（圖1）并提出問題：你們小組剛才觀察到了哪些圖像？處于哪一時(shí)期？依據(jù)是什么？如果你觀察到了這些圖像以外的有一定特點(diǎn)的細(xì)胞，請進(jìn)行描述。

圖1 洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞有絲分裂圖像

學(xué)生辨析圖像： 每個(gè)學(xué)生都認(rèn)真觀察幻燈片圖像，并回憶剛才的顯微觀察結(jié)果，小組學(xué)生代表從圖像中找出本小組觀察到的細(xì)胞，并說明所處時(shí)期及其依據(jù)，經(jīng)過辨析討論，最后統(tǒng)一答案：A.分裂間期，沒有觀察到染色體；B.分裂前期，染色質(zhì)已高度螺旋成染色體，且散亂排列；C.分裂后期，姊妹染色單體分離，移向兩極；D.分裂末期，可見的染色體已經(jīng)解螺旋，成為不可見的染色質(zhì)，細(xì)胞即將一分為二；E 分裂后期，姊妹染色單體分離，移向兩極；F.分裂末期，可見的染色體已解螺旋，成為不可見的染色質(zhì)，細(xì)胞即將一分為二；G.分裂中期，染色體排列在赤道板上；H.分裂前期，染色質(zhì)已高度螺旋成染色體，且散亂排列；I.分裂中期，染色體排列在赤道板上。這一過程不僅能檢測學(xué)生剛才的觀察效果，且加深學(xué)生對各時(shí)期染色體行為變化的印象，為總結(jié)2 種細(xì)胞有絲分裂的異同點(diǎn)做進(jìn)一步鋪墊。學(xué)生親自操作觀察到真實(shí)現(xiàn)象，感受到了知識的科學(xué)性，并獲得成就感。

教師提出問題：哪個(gè)時(shí)期是觀察和計(jì)數(shù)的最佳時(shí)期？學(xué)生根據(jù)分裂中期是染色體螺旋度最高、排列最整齊的時(shí)期而得出答案。教師繼續(xù)提出問題：G 和I 都是分裂中期，但染色體的排列為何有區(qū)別？并在學(xué)生思考后進(jìn)行引導(dǎo)：紡錘絲相當(dāng)于地球的經(jīng)線，故發(fā)出紡錘絲之處定義為細(xì)胞的兩極，它與地球一樣，是有立體結(jié)構(gòu)的。學(xué)生能分析得出G和I 分別是俯視圖像和平視圖像。教師引導(dǎo)學(xué)生按照有絲分裂的時(shí)間順序，將以上圖像進(jìn)行排序。最后教師利用動(dòng)畫將各時(shí)期的細(xì)胞圖按序（A、B 和H、G 和I、C、E、D 和F）進(jìn)行展示，學(xué)生在觀察的過程中進(jìn)一步體會(huì)有絲分裂的動(dòng)態(tài)過程。

3.3.2 動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂圖像的分析 教師用幻燈片展示馬蛔蟲受精卵有絲分裂各個(gè)時(shí)期的顯微細(xì)胞圖像（圖2），并提出問題：你們小組剛才觀察到了哪些圖像?它們分別處于哪一時(shí)期？依據(jù)是什么？

圖2 馬蛔蟲受精卵有絲分裂圖像

有了辨析植物細(xì)胞分裂圖像的基礎(chǔ)，學(xué)生通過討論，相對容易統(tǒng)一了答案：A.分裂中期，染色體整齊排列在赤道板上；B.分裂末期，染色體已解螺旋，成為不可見的染色質(zhì)，細(xì)胞一分為二；C.分裂后期，姊妹染色單體分離，移向兩極；D.分裂中期，染色體排列在赤道板上；E.分裂后期，姊妹染色單體分離，移向兩極；F.分裂間期，沒有觀察到染色體；G.分裂前期，染色質(zhì)已高度螺旋成染色體，且散亂排列；H.分裂后期，姊妹染色單體分離，移向兩極。

教師提出問題：C 與H 都處于分裂后期，在相同條件下，哪個(gè)細(xì)胞距離末期更近？學(xué)生能回答出是H，并體會(huì)細(xì)胞分裂的動(dòng)態(tài)過程。教師利用動(dòng)畫將各時(shí)期的細(xì)胞圖按順序（F、G、A 和D、C、E、H、B）進(jìn)行展示，并說明有絲分裂是一個(gè)連續(xù)的過程，并沒有明顯的界限，各個(gè)時(shí)期的染色體行為是該時(shí)期最明顯的特征。

3.3.3 動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂的比較 教師出示動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂各個(gè)時(shí)期顯微圖像（圖3），并提出問題：討論動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂過程中相同和不同之處分別是什么？

圖3 動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂圖像的比較

對2 種細(xì)胞圖像進(jìn)行一一對照，又具有前面辨析的基礎(chǔ)，學(xué)生很容易討論分析得出相同點(diǎn)和其中的一個(gè)不同點(diǎn)。相同點(diǎn)：染色體行為和數(shù)量變化相同，即：染色體復(fù)制1 次，并均分到2 個(gè)子細(xì)胞中。其中的一個(gè)不同點(diǎn)：在分裂末期，細(xì)胞一分為二的方式不同，植物細(xì)胞在中央出現(xiàn)細(xì)胞板，而動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞膜向內(nèi)凹陷即縊裂。教師繼續(xù)提問：植物細(xì)胞為什么不能像動(dòng)物細(xì)胞那樣縊裂？學(xué)生回答植物細(xì)胞具有一定堅(jiān)韌度的細(xì)胞壁，而動(dòng)物細(xì)胞沒有。此時(shí)，教師出示中心體發(fā)出星射線的亞顯微圖像，學(xué)生馬上能意識到另一個(gè)不同點(diǎn)：分列前期形成紡錘體的方式不同，動(dòng)物細(xì)胞的紡錘體是由中心體發(fā)出的星射線形成的，而高等植物細(xì)胞沒有中心體。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生明確植物細(xì)胞的紡錘體是由細(xì)胞兩極的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)發(fā)出的紡錘絲形成的。以上過程提高了學(xué)生對比、判斷、分析和總結(jié)的能力，認(rèn)同結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)這一觀點(diǎn)。最后，教師出示動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂模式圖。此圖中異同點(diǎn)比較明顯和形象化，可加深學(xué)生的視覺印象，從而進(jìn)一步明確動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂過程的異同點(diǎn)。

3.4 小組活動(dòng)2：模擬有絲分裂的過程 教師準(zhǔn)備了橡皮泥和半張A4 紙，指導(dǎo)學(xué)生制作復(fù)制前、后的染色體，并提出活動(dòng)要求：半張A4 紙為細(xì)胞的輪廓，體細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)為4，模擬一個(gè)細(xì)胞周期內(nèi)染色體行為和數(shù)量的變化。學(xué)生邊討論、邊思考、邊模擬。最后由一組學(xué)生通過投影儀進(jìn)行展示及說明： 先用橡皮泥捏成未復(fù)制的2 條長染色體和2 條短染色體各2 份。分裂間期：細(xì)胞最初有1份，即2 條長染色體和2 條短染色體；復(fù)制時(shí)將另一份染色體分別和細(xì)胞內(nèi)的染色體的著絲點(diǎn)粘在一起； 分裂前期： 將4 條染色體散亂地放在細(xì)胞中；分裂中期：將4 條染色體的著絲點(diǎn)排列在赤道板上； 分裂后期： 在著絲點(diǎn)處將姊妹染色單體分開，并移向兩極；分裂末期：兩極的染色體所在的位置分別為一個(gè)細(xì)胞。這一過程提高了學(xué)生用已有理論知識指導(dǎo)實(shí)踐的能力，提高思維、探索和動(dòng)手能力，同時(shí)進(jìn)一步理解和把握有絲分裂過程中染色體的行為和數(shù)量變化。

3.5 設(shè)疑 教師引導(dǎo)思考：動(dòng)、植物細(xì)胞經(jīng)過一次有絲分裂，由1 個(gè)細(xì)胞形成2 個(gè)相同的細(xì)胞，隨著細(xì)胞分裂次數(shù)的增多，細(xì)胞數(shù)量也越來越多。例如，人的受精卵發(fā)育成嬰兒的過程是否只是細(xì)胞分裂的結(jié)果？此問題將在下節(jié)課進(jìn)行探討。這樣的設(shè)疑有助于激發(fā)學(xué)生的求知興趣，并培養(yǎng)質(zhì)疑精神。