鐘弦

1 教材分析和設(shè)計思路

細胞的增殖是人教版生物必修一分子與細胞模塊第6章第1節(jié)的內(nèi)容， 通過觀看視頻《受精卵的發(fā)育過程》使學(xué)生能意識到多細胞生物的長大，不是由于細胞體積的增大，而是由于細胞數(shù)目的增多。 因而細胞的增殖的學(xué)習(xí)是對細胞數(shù)目“如何”增多的深入探討。由于這部分內(nèi)容概念較多且較為抽象，筆者結(jié)合教學(xué)實際對教材內(nèi)容進行選擇整合和優(yōu)化，共安排了3課時，其中將模擬實驗和有絲分裂過程中遺傳物質(zhì)的變化及意義作為第一課時。在教學(xué)過程中，立足學(xué)生自主探究，采用逆向思維設(shè)計教學(xué)活動，引導(dǎo)學(xué)生層層質(zhì)疑、分步探究，以核內(nèi)遺傳物質(zhì)變化的主線理解有絲分裂過程。

2 教學(xué)目標

2.1 知識目標 理解細胞不能無限長大的原因；理解有絲分裂的意義，總結(jié)有絲分裂中染色體的變化規(guī)律

2.2 能力目標 通過對有絲分裂過程中遺傳物質(zhì)如何平均分配的猜測和推導(dǎo)，培養(yǎng)嚴密的邏輯思維和科學(xué)探究能力

2.3情感態(tài)度與價值觀目標

激發(fā)問題意識，體驗科學(xué)探究的一般過程和方法，培養(yǎng)嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度

3教學(xué)重點

3.1模擬實驗3.2有絲分裂各時期的主要特點以及染色體的變化規(guī)律

4教學(xué)難點

有絲分裂過程中染色體的變化規(guī)律

5 教學(xué)過程

5.1激趣導(dǎo)入，引導(dǎo)教學(xué)

教師播放受精卵分裂的視頻，展示細胞分裂帶來的細胞數(shù)目倍增的壯觀現(xiàn)象

設(shè)計意圖： 引導(dǎo)思考細胞為什么要分裂？我們可否就由只一個受精卵細胞長大成現(xiàn)在的樣子？細胞為什么不能無限長大呢？

5.2 模擬實驗，解決疑問

細胞長大后，所需的營養(yǎng)物質(zhì)就越多，細胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)必須通過細胞膜，那么增大的膜面積能否滿足增大的體積的需要？所以我們要研究細胞表面積與體積的比值。

5.2.1實驗改進

在有些山區(qū)學(xué)校，瓊脂購買非常困難，導(dǎo)致實驗難以開展，且實驗準備耗時較長。另，NaOH屬于強堿，存在安全隱患。于是筆者通過不斷實踐，選擇了用大小不同的煮熟的白蘿卜塊模擬細胞，紅墨水模擬細胞需要的物質(zhì)。

5.2.2實驗分析

教師提問：體積越大的白蘿卜塊，紅墨水在里面的擴散效率越高還是越低？

學(xué)生回答：通過觀察，很容易看到最小的蘿卜塊幾乎全部變成紅色，而大蘿卜塊中間還有白色，故可推測體積越大，運輸效率越低。

教師提問：蘿卜塊模擬什么？紅墨水模擬什么？根據(jù)表格中填寫的實驗結(jié)果，你能得出什么結(jié)論？ 將模擬實驗遷移至真實細胞。

過渡：細胞越大，分給每份體積的表面積就越小，與外界進行物質(zhì)交換的效率也會越低。太大的細胞是無法及時吸收足夠的營養(yǎng)物質(zhì)和排出代謝廢物的。故細胞長大到一定程度就需要發(fā)生分裂。

5.3 由果推因，推測有絲分裂過程

舉例：我們傷口恢復(fù)的過程，就是靠細胞進行有絲分裂讓傷口得以愈合。你認為親代細胞通過有絲分裂產(chǎn)生的子細胞遺傳物質(zhì)減半還是不變？如何才能保持不變。教師引導(dǎo)，學(xué)生回答：先復(fù)制再均分

5.3.1復(fù)制

設(shè)疑：①遺傳物質(zhì)DNA在哪兒？②為實現(xiàn)均分，復(fù)制好的染色質(zhì)絲是和原來的栓一起還是游離存在？

學(xué)生總結(jié)：DNA主要在染色體里，故復(fù)制DNA就需復(fù)制染色體；為實現(xiàn)均分，姐妹染色單體會共用一個著絲點

5.3.2變形

設(shè)疑：①絲狀的染色質(zhì)，要實現(xiàn)平分，容易嗎？ 如若不易，形態(tài)上需做如何的改變呢？②細胞核中有沒有什么結(jié)構(gòu)會阻礙均分？③兩份遺傳物質(zhì)要想分開，需不需要牽引工具？

學(xué)生總結(jié)：染色質(zhì)高度螺旋化成染色體，紡錘體出現(xiàn)；核膜核仁消失

5.3.3排列

設(shè)疑：染色體在散亂分布的狀態(tài)下容易實現(xiàn)平分嗎？ 如果需先進行有規(guī)律的排布，排布在哪個位置較合理呢？

學(xué)生回答 ： 染色體的著絲點在細胞中央的平面上

5.3.4均分

設(shè)疑：教師給出顯微鏡下對洋蔥根尖細胞有絲分裂裝片的觀察照片，請學(xué)生圈出處于后期的細胞？作答后，教師提醒學(xué)生注意在均分時染色體臂的方向和運動方向是相反的

學(xué)生看圖總結(jié)該時期特點：著絲點分裂，姐妹染色單體分開成為的子染色體在紡錘絲的牽引下平均移向兩級

5.3.5恢復(fù)

設(shè)疑：①均分完后，誰的使命完成可以消失了？② 子細胞若要在進行一次有絲分裂，那么經(jīng)歷先復(fù)制再均分的歷程，故若要為下次分裂做準備，DNA是存在于高度螺旋化的染色體中更容易復(fù)制呢還是在解螺旋化的染色質(zhì)中容易復(fù)制？③要形成兩個獨立的核，哪些結(jié)構(gòu)要重現(xiàn)？

學(xué)生總結(jié)：紡錘體消失，染色體解螺旋恢復(fù)為染色質(zhì)，核膜核仁重現(xiàn)。

設(shè)計意圖：給予學(xué)生充分的提問和發(fā)言機會，在探究活動中自己發(fā)現(xiàn)問題提出問題，通過動腦動口等小組合作方式，完成對所提問題的回答。

5.4 驗證探究結(jié)果

染色體是否確實如我們所推測的那樣在變化呢？每4人一小組用顯微鏡觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂裝片，小組間交流并與推測的各時期染色體行為進行比對 ，最后教師播放植物細胞有絲分裂完整過程的動畫，得出細胞分裂是一個連續(xù)的動態(tài)變化過程。

設(shè)計意圖： 通過對探究結(jié)果的驗證，培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度； 通過靜態(tài)細胞分裂圖與動態(tài)細胞分裂過程的聯(lián)系，培養(yǎng)空間想象能力。

5. 5鋪墊新課，布置作業(yè)

播放顯微鏡下經(jīng)過熒光染料染色的動物細胞有絲分裂的連續(xù)過程，總結(jié)動植物細胞的有絲分裂大同小異，“小”異在哪里？

6教學(xué)反思

6.1模擬實驗反思

實驗材料及試劑容易獲得且無安全隱患，實驗過程易操作，實驗效果顯著；通過該改進實驗?zāi)茏寣W(xué)生領(lǐng)悟到實驗材料來源于生活，科學(xué)探究人人可參與；實驗操作流程簡單且富有趣味性，從材料制作到進行實驗和分析數(shù)據(jù)再到最終得出結(jié)論的整個過程都能充分發(fā)揮學(xué)生的探究積極性。

6.2有絲分裂教學(xué)過程反思

本次教學(xué)活動先定結(jié)果再追溯原因，從終點細胞分裂后遺傳物質(zhì)不變出發(fā)開始設(shè)計活動，學(xué)生們在教師的引導(dǎo)下主線清晰地探究有絲分裂過程中染色體的變化規(guī)律，最后再通過實驗觀察驗證，充分發(fā)揮了學(xué)生主觀能動性，培養(yǎng)了學(xué)生的逆向思維。