《有絲分裂》教學(xué)設(shè)計

王雪梅

一、教材分析

《有絲分裂》是人教版《必修1分子與細(xì)胞》第6章第1節(jié)“細(xì)胞的增殖”的內(nèi)容。不僅是本節(jié)教學(xué)的重點和難點知識，也是后面學(xué)習(xí)“細(xì)胞的衰老、凋亡”“減數(shù)分裂、遺傳基本規(guī)律、DNA的復(fù)制和遺傳信息傳遞”等知識的基礎(chǔ)。學(xué)生在初中階段對“有絲分裂”有初步的了解，高中階段，在 第1章第1節(jié)“從生物圈到細(xì)胞”的資料分析“實例2人的生殖和發(fā)育”，學(xué)習(xí)細(xì)胞的分裂;在 “細(xì)胞核——系統(tǒng)的控制中心”，學(xué)習(xí)染色體、染色質(zhì)和DNA的結(jié)構(gòu)和它們之間的關(guān)系，但都還沒有深入到細(xì)胞分裂過程的學(xué)習(xí)。這節(jié)將深入學(xué)習(xí)“有絲分裂”過程中細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化、染色體形態(tài)和數(shù)量的變化、DNA數(shù)量的變化等。

二、學(xué)情分析

“有絲分裂”這部分不僅概念比較抽象，例如，染色體、染色質(zhì)、染色單體、DNA等，而且過程也比較抽象。教學(xué)中利用學(xué)生的知識基礎(chǔ)并遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，通過適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，如，模型的構(gòu)建、任務(wù)的驅(qū)動、問題的探究等，使學(xué)生有感性的認(rèn)識，從抽象到具體，從微觀到宏觀的認(rèn)識，使新知識有效地整合進(jìn)學(xué)生原有的知識網(wǎng)絡(luò)中，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建染色體的行為變化，描述有絲分裂各期的主要特點，滲透結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念，促進(jìn)生物學(xué)核心素養(yǎng)的提升。

三、教學(xué)目標(biāo)

基于課程標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容要求、學(xué)業(yè)要求和學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并圍繞培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)要求，確定本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)：

1.通過用圖片和模型構(gòu)建，能夠描述出“有絲分裂”過程中染色體和DNA的復(fù)制和分配。（科學(xué)探究、生命觀念、科學(xué)思維）

2.通過構(gòu)建細(xì)胞“有絲分裂”各期動態(tài)的模型，體驗科學(xué)探究的過程，能夠描述“有絲分裂”各個時期的特點。（科學(xué)探究、生命觀念、科學(xué)思維）

3.能夠從結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的視角，闡明“有絲分裂”保證了遺傳信息在親代和子代細(xì)胞間的一致性。（生命觀念、科學(xué)思維）

4.關(guān)注與細(xì)胞增殖有關(guān)的研究進(jìn)展，嘗試著利用相關(guān)的知識解決生活中的問題。（生命觀念、社會責(zé)任）

四、教學(xué)重點和教學(xué)難點

教學(xué)重點：細(xì)胞“有絲分裂”過程。

教學(xué)難點：真核細(xì)胞“有絲分裂”過程中，各個時期染色體行為的變化。

五、教學(xué)準(zhǔn)備

1.多媒體課件

2.模型材料：靜態(tài)圖片材料：用A4打印紙打印出動物細(xì)胞“有絲分裂”顯微照片，自己繪制動物細(xì)胞“有絲分裂”模式圖貼在軟磁鐵上，制作成模型。

3.動態(tài)模擬材料：用扭扭棒（深綠和藍(lán)色）制作成染色質(zhì)和染色體，模擬染色體行為變化。

六、教學(xué)過程

1.創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新課

【情景問題】PPT出示：人體受精卵有46條染色體，有46個DNA分子，如果一個細(xì)胞直接一分為二，那么，分裂后形成的的子細(xì)胞中的染色體和DNA會多少？繼續(xù)分裂多次，染色體DNA會接近零嗎？要使子細(xì)胞的遺傳物質(zhì)保持不變，應(yīng)該如何解決這個問題？

【提出問題】“有絲分裂”是怎樣進(jìn)行的？

【做出假設(shè)】

第一種：染色體不復(fù)制，細(xì)胞直接分裂。

第二種：染色體先進(jìn)行復(fù)制，然后再分裂。

歸納：親代細(xì)胞的染色體先進(jìn)行復(fù)制之后，再進(jìn)行分裂。

學(xué)生活動：學(xué)生思考、交流回答問題。

設(shè)計意圖：創(chuàng)設(shè)真實的問題情景，引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實際，使學(xué)生能夠在解釋生命現(xiàn)象和實際的問題中，理解生命觀念，科學(xué)思維的培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)科素養(yǎng)的提升。

課堂評價：學(xué)生對問題的分析、表達(dá)。

2.動物細(xì)胞“有絲分裂”

【任務(wù)驅(qū)動，構(gòu)建模型】

【資料】科研人員在研究“有絲分裂”過程中拍攝了很多的照片，從中挑選5張有代表性照片。（出示課件）（在黑板上隨機(jī)展示5張照片，如圖1）

【任務(wù)一】請學(xué)生根據(jù)照片中染色質(zhì)和染色體的關(guān)系以及染色體的行為，大致判斷這5張照片的時期，并給它們排序。

學(xué)生活動：學(xué)生小組討論、交流、回答。

設(shè)計意圖：通過排序，在宏觀上理解“有絲分裂”過程，理解染色質(zhì)和染色體的行為，有利于科學(xué)思維的提升。

【任務(wù)二】模擬染色質(zhì)的復(fù)制。

提供深綠的扭扭棒和藍(lán)色的扭扭棒（如圖2），細(xì)長的扭扭棒表示的就是染色質(zhì)，模擬一條染色質(zhì)的復(fù)制。如果是圖3這樣的染色質(zhì)，復(fù)制之后又如何？

學(xué)生活動：學(xué)生小組討論，模擬染色質(zhì)復(fù)制的模型，如圖4和圖5。

設(shè)計意圖：借助染色質(zhì)的模型，將微觀變宏觀，將抽象的染色質(zhì)和染色體的變化直觀化。便于學(xué)生理解染色質(zhì)、染色體、姐妹染色單體和DNA等重要概念，建構(gòu)生命觀念。

【任務(wù)三】模擬染色質(zhì)變成染色體。

根據(jù)剛才的模型，模擬染色質(zhì)縮短變粗形成染色體。

學(xué)生活動：學(xué)生小組討論，構(gòu)建染色質(zhì)縮短變粗形成染色體模型，如圖6和圖7。

染色質(zhì)上面有一個特殊位點（圖6中的白點）叫著絲點，染色體的數(shù)量就是以著絲點的數(shù)量來計數(shù)的。圖6中每個圖都只有1個著絲點，就只有1條染色體。請問圖7又有幾條染色體呢？

【提問】你能夠歸納出有絲分裂間期的主要特點嗎？

板書：【口訣：DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。】

對應(yīng)的模型圖是圖8。

設(shè)計意圖：通過層層的探究問題、任務(wù)的驅(qū)動，有利于學(xué)生理解著絲點這概念及染色體、姐妹染色單體、DNA之間的數(shù)量關(guān)系。

過渡：在分裂間期結(jié)束之后，就進(jìn)入分裂期，分裂期是一個連續(xù)的過程，人們?yōu)榱搜芯糠奖悖逊至哑诜譃樗膫€時期：前期、中期、后期、末期。

【任務(wù)四】利用染色體材料構(gòu)建有絲分裂的前期、中期、后期和末期的模型。

構(gòu)建活動一：利用染色體材料構(gòu)建“有絲分裂”的前期。

學(xué)生活動：學(xué)生小組討論，構(gòu)建“有絲分裂”的前期模型，如圖9。

【提問】請歸納出“有絲分裂”前期的主要特點。

小結(jié)：間期染色質(zhì)絲螺旋纏繞，縮短變粗，成為染色體。每條染色體包括兩條并列的姐妹染色單體，這兩條染色單體由一個共同的著絲點連接著（圖6）。核仁逐漸解體，核膜逐漸消失。進(jìn)入分裂期后，一組中心粒位置不變，另一組中心粒移向細(xì)胞的另一極。在這兩組中心粒的周圍，發(fā)出無數(shù)條放射狀的星射線，兩組中心粒之間的星射線形成了紡錘體。染色體散亂地分布在紡錘體的中央。

板書：【口訣：膜仁消失現(xiàn)兩體】

對應(yīng)的模型圖13。

構(gòu)建活動二：利用染色體材料構(gòu)建有絲分裂的中期。

學(xué)生活動：學(xué)生小組討論，構(gòu)建絲分裂的中期模型，如圖10。

【提問】請歸納出“有絲分裂”中期的主要特點。

小結(jié)：每條染色體的著絲點的兩側(cè)，都有紡錘絲附著在上面，紡錘絲牽引著染色體運(yùn)動，使每條染色體的著絲點排列在細(xì)胞中央的一個平而上。這個平面與紡錘體的中軸相垂直，類似于地球上赤道的位置，稱為赤道板。中期染色體的形態(tài)比較穩(wěn)定，數(shù)目比較清晰，便于觀察。

板書：【口訣：形定數(shù)晰赤道齊】

對應(yīng)的模型圖是圖14。

構(gòu)建活動三：利用染色體材料構(gòu)建“有絲分裂”的后期。

學(xué)生活動：學(xué)生小組討論，構(gòu)建絲分裂的后期模型，如圖11。

【提問】請歸納出“有絲分裂”后期的主要特點。

小結(jié)：每個著絲點分裂成兩個，姐妹染色單體分開，成為兩條子染色體，由紡錘絲牽引著分別向細(xì)胞的兩極移動，這時細(xì)胞核中的染色體就平均分配到了細(xì)胞的兩極，使細(xì)胞的兩極各有一套染色體。這兩套染色體的形態(tài)和數(shù)目完全相同，每一套染色體與分裂前親代細(xì)胞中的染色體的形態(tài)和數(shù)目也相同。

板書：【口訣：點列數(shù)加均兩極】

對應(yīng)的模型圖是圖15。

構(gòu)建活動四：利用染色體材料構(gòu)建“有絲分裂”的末期。

學(xué)生活動：學(xué)生小組討論，構(gòu)建“有絲分裂”的末期模型，如圖12。

【提問】請歸納出“有絲分裂”末期的主要特點。

小結(jié)：當(dāng)這兩套染色體分別到達(dá)細(xì)胞的兩極以后，每條染色體逐漸變成細(xì)長而盤曲的染色質(zhì)絲。同時，紡錘絲逐漸消失，出現(xiàn)了新的核膜和核仁。核膜把染色體包圍起來，形成了兩個新的細(xì)胞核。細(xì)胞膜從細(xì)脆的中部向內(nèi)凹陷。最后把細(xì)胞縊裂成兩部分，每部分都含有細(xì)胞核。這樣，一個細(xì)胞就分裂成了兩個子細(xì)胞。大多數(shù)細(xì)胞進(jìn)入下一個細(xì)胞周期的分裂間期狀態(tài)。

板書：【口訣：兩消兩現(xiàn)重開始】

對應(yīng)的模型圖是圖16。

設(shè)計意圖：通過任務(wù)的驅(qū)動，逐步構(gòu)建各個時期的模型，引導(dǎo)學(xué)生建模、推理、歸納、概括等科學(xué)思維、科學(xué)探究能力的培養(yǎng)、促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。

【多媒體課件】利用動畫視頻模擬動物細(xì)胞有絲分裂過程。

設(shè)計意圖： 加深學(xué)生對“有絲分裂”的理解。

3.動植物細(xì)胞“有絲分裂”裂異同

閱讀課文內(nèi)容及所提供的模型圖，比較“有絲分裂”植物細(xì)胞有絲分裂過程。

學(xué)生活動：小組討論、交流、回答。

設(shè)計意圖：通過已構(gòu)建的模型，進(jìn)行推理、歸納，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。形成“結(jié)構(gòu)與功能”的生命觀點。

4.“有絲分裂”的意義

結(jié)合“有絲分裂”的過程，你能否解釋為什么“有絲分裂”產(chǎn)生的子細(xì)胞與親代細(xì)胞遺傳物質(zhì)完全相同？

學(xué)生活動：小組討論、交流、回答。

設(shè)計意圖：通過歸納、概括所建構(gòu)的模型，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

5.“有絲分裂”過程中染色體和DNA的變化

通過所構(gòu)建的模型圖，你能否歸納出“有絲分裂”過程中細(xì)胞核內(nèi)染色體和DNA的變化數(shù)目。

如果是二倍體生物，“有絲分裂”過程中細(xì)胞核內(nèi)染色體和DNA的變化數(shù)目又是如何變化的？

學(xué)生活動：小組討論、交流、回答。

設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)數(shù)學(xué)模型，促進(jìn)學(xué)生的識圖、分析圖形等科學(xué)思維的培養(yǎng)。能運(yùn)用所學(xué)知識解釋生活中相關(guān)的生物學(xué)問題，促進(jìn)社會責(zé)任這一核心素養(yǎng)的提升。

6.課堂總結(jié)

通過板書，我們一起來回顧這節(jié)課我們探究的課題。

學(xué)生活動：學(xué)生總結(jié)回答。

設(shè)計意圖：師生建構(gòu)知識體系，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。

七、板書設(shè)計

八、教學(xué)反思

《生物新課程標(biāo)準(zhǔn)》的基本理念是以核心素養(yǎng)為宗旨，內(nèi)容聚焦大概念 ，教學(xué)過程重實踐 ，學(xué)業(yè)評價促發(fā)展。

本節(jié)課采用真實的情景導(dǎo)入課堂，采用扭扭棒模擬染色體，建構(gòu)染色體的一系列行為變化，借助模型進(jìn)行探究活動，使抽象的知識具體化、直觀化，使微觀的染色體變得宏觀化，幫助學(xué)生建立生物學(xué)概念。在教學(xué)中，注重學(xué)生的實踐活動，通過任務(wù)的驅(qū)動、探究活動、模型的構(gòu)建，促進(jìn)學(xué)生主動參與課題的研究，調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;便于學(xué)生理解相關(guān)的概念，加深對概念的理解和運(yùn)用;能“描述細(xì)胞通過不同的方式進(jìn)行分裂，其中有絲分裂保證了遺傳信息在親代和子代細(xì)胞中的一致性”這一次位概念的理解，進(jìn)而能理解重要概念“細(xì)胞會經(jīng)歷生長、增殖、分化、衰老和死亡等生命進(jìn)程”，最后提升、聚集對大概念“細(xì)胞的生存需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)，并通過分裂實現(xiàn)增殖”的理解，促進(jìn)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。