1、第五章細胞增殖、分化、衰老和凋亡本章規劃在我們學習了細胞代謝之后，理解了細胞代謝與細胞結構相適應的特征。在本章，我們將來學習細胞增殖、分化、衰老和凋亡的知識。本章內容由三節組成：細胞增殖細胞分化、衰老和凋亡與關注癌癥。第一節介紹了細胞分裂的主要種類與過程，細胞分裂是一切具有細胞結構的生物體生長、發育和繁殖的基礎，對于生物體維持生命活動具有重要意義；第二節介紹了細胞分化、衰老和凋亡等知識；第三節講述了關注癌癥的有關知識。本章教材在學生學習了細胞代謝的基礎上，講述了細胞增殖、細胞分化、衰老和凋亡與關注癌癥等知識，通過對第五章細胞增殖、分化、衰老和凋亡的學習，促進學生對細胞生命發展、個體發育等過程的

2、認識與理解。本章內容是生物學科的核心知識。本章內容與前后章節知識有著內在的聯系，本章在本模塊中具有承上啟下的重要作用。細胞增殖中的細胞間期是整個細胞周期中極為關鍵的準備階段，主要完成染色體的復制和有關蛋白質的合成，這部分知識與必修2教材中有關遺傳物質基礎方面的知識有密切關系；細胞分化是在多細胞生物體整個生命進程中的一種持久性變化，細胞衰老和凋亡是一種普遍的、自然發生的生命現象，因此細胞的細胞分化、衰老和凋亡對于學生學習生物的個體發育、認識基因的選擇性表達具有重要的價值；癌癥已成為嚴重威脅人類健康和生命的最具危害性的疾病之一，學習該部分知識，將有利于學生更好地學習“生物科學與社會”模塊的相關知識

3、。3.本章在技能培養與情感、態度與價值觀引導方面的作用通過“觀察植物細胞的有絲分裂”的實驗，可以培養學生利用生物實驗器材進行實驗操作的能力。在本章中將通過介紹美國和英國的三位科學家采用遺傳學和分子生物學的方法分別研究不同的模式生物的細胞周期，發現了細胞周期的關鍵性調控基因，因而共同獲得了2001年諾貝爾生理學或醫學獎的事件，讓學習者感受科學家聰慧的頭腦與睿智的目光，以及他們堅定不移的科學態度，不迷信、不武斷、敢于挑戰權威、勇于承認錯誤的科學品質。通過對關注癌癥的學習，將使學生尊重生命、關愛生命。本章的學習可以有效提高學生科學探究的意識與能力，鍛煉科學探究的基本技能。因而本章教學中應強調對學生的

4、科學探究意識與實踐能力的培養。教學重點:1.真核細胞有絲分裂的細胞周期和有絲分裂的過程。2.細胞分化。3.高度分化的植物細胞仍然具有全能性。4.個體衰老與細胞衰老的關系,細胞衰老的特征。5.細胞凋亡的含義。6.癌細胞形成的原因、癌細胞的主要特征、致癌因子。教學難點：1.真核細胞有絲分裂的細胞的染色體形態、數目、位置和運動的變化是一個動態而又微觀的過程。2.細胞的分化、細胞全能性的概念及實例、細胞凋亡的含義以及與細胞壞死的區別。3.致癌因子的多樣性，癌變過程的復雜性。課時安排：第一節細胞增殖2課時第二節細胞分化、衰老和凋亡3課時第三節關注癌癥2課時第一節細胞增殖從容說課 細胞分裂是一切具有細胞結

5、構的生物體生長、發育和繁殖的基礎，對于生物體維持生命活動具有重要意義。體細胞的分裂可分為有絲分裂和無絲分裂兩種方式。有絲分裂包括分裂間期和分裂期。處于細胞分裂間期的細胞，不是靜止的，而是在其內部進行著復雜而旺盛的生理、生化活動，因此細胞間期是整個細胞周期中極為關鍵的準備階段，主要完成染色體的復制和有關蛋白質的合成，這部分知識與必修2教材中有關遺傳物質基礎方面的知識有密切關系。另外，有絲分裂的過程及各個時期的特點等知識與必修2的“減數分裂”知識有直接的關系，因為減數分裂是一種特殊方式的有絲分裂。本節內容也是學習第二節、第三節內容的必要準備知識。安排“觀察植物細胞的有絲分裂”的實驗，就是要讓學生通

6、過動手操作，進行科學的觀察和積極思維，深入理解有絲分裂的過程。本節設置了1個“邊做邊學”、1個“繼續探究”、1個“拓展視野”以及3個相應的圖群?！斑呑鲞厡W”的題目是“觀察植物細胞的有絲分裂”，教學中可以通過先通過一段實況錄像展示洋蔥根尖細胞的有絲分裂裝片制作的過程，以視頻交流的方式呈現給學習者相應的情景，便于學習者模仿，易于在以后的實際操作中正確掌握實驗的技能，然后，由實驗小組討論操作要點，在實驗過程中，建議學生對實驗進行創新，最后展示小組實驗成果。3個圖群是“細胞周期示意圖”“動物細胞有絲分裂過程示意圖”和“草履蟲無絲分裂示意圖”。教師可根據圖的特點合理展示圖片，有的可以課件方式展示，顯示動

7、態過程，有利于學生理解掌握。圖文結合，幫助學生理解相關知識。1個“拓展視野”是“細胞周期調控的分子機制”，使學生了解到美國和英國的三位科學家采用遺傳學和分子生物學的方法分別研究不同的模式生物的細胞周期，發現了細胞周期的關鍵性調控基因，因而共同獲得了2001年諾貝爾生理學或醫學獎。他們獲得成功是因為運用了恰當的科學研究方法。教學重點真核細胞有絲分裂的細胞周期和有絲分裂的過程。教學難點真核細胞有絲分裂的細胞的染色體形態、數目、位置和運動的變化是一個動態而又微觀的過程。教具準備真核細胞有絲分裂細胞周期掛圖，動植物細胞有絲分裂過程示意圖，植物細胞有絲分裂過程錄像帶，自制教具染色體的復制及螺旋過程，多媒

8、體課件。課時安排2課時三維目標 1.簡述細胞的生長和增殖的周期性。2.描述細胞的無絲分裂。3.概述細胞的有絲分裂過程。“植物細胞有絲分裂的觀察”的實驗。5.引導學生仔細閱讀圖文，仔細分析細胞周期中染色體形態、數目與DNA含量的關系。6.探索有絲分裂各時期細胞的特點和細胞分裂的規律。7.進一步比較動、植物細胞分裂過程的異同，使學生能夠用自己的語言，描述細胞有絲分裂各時期的特點，掌握有絲分裂的本質。8細胞分裂、運動是物質的根本屬性，建立生命活動的唯物主義觀點。第1課時細胞周期與有絲分裂教學過程 導入新課師從細胞水平來看，一個蛙的受精卵需要怎樣的途徑才能成為一只成蛙呢？學生小組討論、代表回答：需要不

9、斷進行細胞體積的擴大與細胞分裂，還要細胞的分化等。師細胞生物學的研究也證明了以上觀點，生物體的體積增大，即生物體的生長，既靠細胞生長增大細胞的體積，還要靠細胞分裂增加細胞的數量。事實上，不同生物同類器官或組織的細胞大小一般無明顯差異，器官大小主要決定于細胞數量的多少。師細胞為什么不能無限長大？什么因素限制了細胞的長大？生細胞體積越大，需要的營養物質越多，需要排出的代謝廢物也越多，物質的輸入和輸出也會遇到困難。師隨著細胞的長大，細胞膜的面積不是也在擴大嗎？下面通過模擬實驗來探討這個問題。學生分組實驗：將實驗桌上準備好的瓊脂塊（內含酚酞）切成邊長分別為1 cm、2 cm、3 cm的立方體；將以上三

10、種瓊脂塊樣品，同時置于盛有適量0.1%的NaOH溶液的燒杯中，處理10 min；取出瓊脂塊樣品，吸干浮液后，分別將每一樣品切成兩半，觀察切面，測量每一切面上NaOH擴散的深度并記錄數據。學生活動：各小組對實驗采集的數據進行討論分析，小組代表陳述觀點。分析：（1）瓊脂塊的邊長越長，NaOH在瓊脂塊中的擴散效率越差。（2）邊長為3 cm、2 cm、1 cm的瓊脂塊分別看作三個植物細胞的話，那么細胞表面積與體積的比值是依次增大的。（3）因而，我們有理由相信，生物的異常旺盛的代謝與其細胞的S/V相對直接有關。細胞體積越大，其相對表面積越小，細胞的物質運輸的效率就越低。師細胞表面積與體積的關系限制了細胞

11、的長大?？梢?，生物體的長大主要靠細胞的數量增多，即細胞的增殖來實現。推進新課板書：一、細胞周期與有絲分裂師細胞以分裂的方式進行增殖。師像草履蟲、變形蟲這些單細胞生物，細胞分裂有什么作用呢？生通過細胞分裂可以產生后代，起到生殖和繁衍種族的作用。師對多細胞生物來講，細胞分裂又有什么作用呢？生細胞分裂可以增加體細胞的數目，是細胞分化、組織與器官形成的基礎。師細胞的增殖是生物體生長、發育、生殖和遺傳的基礎。師下面我們就來探討細胞增殖的問題。我們先以動物細胞為例，看看細胞是如何增殖的。呈示多媒體信息：播放一段草履蟲有絲分裂的視頻。師大家看到了一個動物細胞經過一系列復雜的變化，最后形成兩個完全一樣的子細胞

12、，也就是說它完成了一次細胞增殖。并且這樣的增殖具有周期性?？茖W家采用放射性同位素標記法，用32P標記蠶豆根尖細胞并觀察它的有絲分裂過程，揭示了細胞周期的基本規律。那么，什么是一個細胞周期呢？教師呈現細胞周期示意圖。一個細胞周期是指從一次細胞分裂結束開始，直到下一次細胞分裂結束為止的過程。這一周期實質上包括了細胞分裂的準備階段分裂間期和細胞分裂的實施階段分裂期。師從圖上我們可以看出，一個細胞周期可以用一個圓來表示，那么是不是圓上的任何一點都可以作為細胞周期的起點呢？學生活動：學生小組討論并提出自己的見解。師細胞周期對于不同類型的細胞持續的時間是不同的，請看屏幕。課件展示：不同類型細胞的細胞周期持

13、續時間比較表。師從圖中我們不難看出，不同類型細胞的細胞周期持續時間有長有短。師大家仔細看一看，細胞周期在分裂間期和分裂期的時間分配是否平均？有什么規律？學生活動:學生就提問進行思考，并提出自己的見解。師不平均，分裂間期占用的時間遠遠多于分裂期所占用的時間，分裂間期占用了整個細胞周期的90%95%，而分裂期只占用了5% 10%，這就是細胞周期的特點。細胞周期的這一特點充分說明了分裂間期這一準備階段的重要性，下面我們來看一看分裂間期為分裂期的進行作了哪些準備？請看屏幕。教師演示分裂間期的動態畫面，并提示大家注意觀察細胞核內染色質的變化。教師出示間期結束時與開始時的比較畫面，并提示學生觀察。目前同學

14、們還沒能看出它有什么變化。難道分裂間期就真的沒有什么變化嗎？下面我們把細胞內的一條染色質長絲單獨放大，看前后發生了什么變化？教師演示放大的一條染色質長絲在間期開始時和結束時的比較畫面。師現在我們再看一看，細胞核內的一條染色質長絲經過間期發生了什么變化？學生觀察、比較后回答提出的問題。師間期開始時的一條染色質長絲變成了連在一起的兩條染色質長絲。圖像上的這種變化我們可以用染色體復制來加以描述。當然，此時的染色體還以染色質的形式存在。師染色體由哪幾個部分構成？生DNA和蛋白質。師染色質的成分為DNA和蛋白質，分裂間期的染色體復制也就包含了DNA分子的復制和有關的蛋白質的合成。從圖像上看，原來的每條染

15、色質長絲都形成了兩條一樣的染色質長絲，并且這兩條長絲是連在一起的。這說明原來每條染色質長絲中含有的一個DNA分子復制成了兩個DNA分子。因此可以說，分裂間期為細胞分裂期準備好了雙份的DNA分子。我們已經知道DNA是細胞內的遺傳物質，那么，這雙份的DNA分子是怎樣平均分配到兩個子細胞中去的呢？下面我們就來看看細胞分裂期是怎樣進行的。分裂期是一個連續的過程，為了便于學習，人為地把它分為四個時期：前期、中期、后期和末期。下面我們就先來看前期是怎么進行的。教師播放分裂前期的動態畫面并指出觀察的重點：細胞核內的染色質的變化以及細胞結構的變化。動態畫面停止后，出示前期結束時與間期結束時的比較畫面，并組織學

16、生進行觀察、比較、討論。師細胞核中的染色質長絲發生了什么變化？生細長的染色質長絲變成了染色體。師從圖像上大家已經看出，經過前期的變化，染色質長絲高度螺旋、縮短變粗，形成了染色體，所以細胞分裂前期的細胞核中出現了染色體。此時的每條染色體由兩部分構成，每個部分叫一條染色單體。由于兩條染色單體完全一樣，因此稱它們為姐妹染色單體。姐妹染色單體并不完全分離，而是由著絲點把它們連成一體，由于每條染色單體中各含有一個DNA分子，所以此時的每條染色體都含有2個DNA分子。師除了染色質變成了染色體之外，再看看核膜、核仁有什么變化？生核膜、核仁都不見了。師在細胞分裂前期，核膜解體了，核仁消失了。除此之外，我們還可

17、以看到：細胞的兩組中心粒發出了星射線，并由這些星射線構成了紡錘體。染色體散亂地分布在紡錘體的中央。下面我們把前期的變化小結一下，教師出示投影片，前期的主要變化表格，并歸納總結。前期細胞中出現了紡錘體，紡錘體中的紡錘絲又有什么用呢？下面我們就來看看分裂期的第二個階段，中期是怎么進行的？請看屏幕。教師播放細胞分裂中期的動態畫面，并提示觀察的重點：注意染色體是怎樣運動的。動態畫面停止后，出示中期與前期的對比畫面。師染色體是怎樣運動的？其結果是什么？生（略）師染色體是被連接在著絲點上的紡錘絲牽引著運動的。其結果是散亂分布在紡錘體中的染色體的著絲點都有序地排列在了細胞中央的赤道板上，為下一步的染色體分配

18、作好了準備。下面我們來看著分裂期的第三個階段后期，染色體是怎樣分配的？教師播放分裂后期的動態畫面，并指出觀察重點：細胞中的染色體是怎么分配的？動態畫面結束后，出示后期與中期靜止的比較畫面，并組織學生討論。師細胞中的染色體是怎么分配的？學生討論后回答。師（1）在細胞分裂的后期，從圖像上看，每條染色體的兩條姐妹染色單體分開，在紡錘絲的牽引下分別移向細胞的兩極，圖像上的這種變化我們叫做姐妹染色單體分離。（2）染色單體是隨著著絲點的分開而分離的。染色單體分離的結果是原來的一條染色體形成了兩條完全一樣的子代染色體，并且被分開的兩條子代染色體分到了細胞的兩極。這樣我們在后期的圖像中可以看到，細胞兩極各有一

19、套染色體，而且這兩套染色體的數量和形態、結構都完全一樣。現在可以說，細胞基本完成了染色體的平均分配。但是這時還沒有形成兩個子代細胞。師那么怎樣才能形成兩個子代細胞呢？師我們來看看分裂期的末期是怎么進行的。教師播放分裂末期的動態畫面，并指出觀察重點：（1）細胞內有哪些主要變化？（2）兩個子細胞是怎么分開的？動態畫面結束后，出示末期與后期的比較畫面，并指導學生進行對比觀察。師細胞分裂的末期，細胞內有哪些主要變化？學生討論后回答。師到達細胞兩極的染色體逐漸變為染色質，核膜、核仁重新出現。在赤道板處細胞膜向內凹陷，細胞質一分為二，一個細胞縊裂成兩個體積基本相等的子細胞。 下面我們把末期的變化與前期的變

20、化比較一下。教師設置情境：出示前期、末期變化的對比表格，并引導學生逐項比較。師通過比較可以得出什么結論？生在染色體、紡錘體的行為變化方面與前期存在著的變化逆轉的關系。師經過一個細胞周期使一個細胞形成了現在的兩個完全一樣的子代細胞，也就是說它完成了一次有絲分裂。下面我們來回顧一下：在一個細胞周期內染色體是怎么變化的？依據板書進行總結。師請大家在繪圖紙上以一對染色體為例，繪出細胞周期的各時期的染色體變化示意圖。師繪圖時希望大家思考所繪圖像表達的含義。學生活動：學生依據板書提供的文字信息繪圖。師生互動：教師指導繪圖，糾正錯誤，了解學生的繪圖情況。繪圖完畢后請個別同學在實物投影儀上展示自己的圖。師剛才

21、我們以一對染色體為例，繪制了細胞周期中各時期的細胞染色體變化示意圖?，F在我們再看一看各時期的細胞內各有幾條染色體？又有幾個DNA分子？請大家數一數，并把結果記錄在細胞示意圖的下方。學生活動：學生相互討論，并把結果記錄在繪圖紙上。教師引導：教師巡視指導。學生活動結束后，教師請個別同學公布結果，并進行點評。師下面我們把得到的結果在下列的坐標中用曲線表示出來。學生活動：學生繪制DNA和染色體的變化曲線圖。師生互動：教師巡視指導，糾正錯誤。學生繪圖完畢后，教師請個別同學在實物投影儀中展示自己的繪圖，并進行適當點評。師這兩條曲線有何相同點？學生活動：學生認真討論、回答問題。師最大的相同點就是兩條曲線在間期和末期的數值都是一樣的。間期記錄的是親代細胞的DNA和染色體的數量，而末期記錄的是一個子代細胞內的DNA和染色體的數量。它們的數值一樣，說明無論是DNA還是染色體，子細胞都與親代細胞保持了一致。師子代細胞是兩個，而親代細胞只有一個，那么，它們的DNA和