《有丝分裂》教学设计

王雪梅

一、教材分析

《有丝分裂》是人教版《必修1分子与细胞》第6章第1节“细胞的增殖”的内容。不仅是本节教学的重点和难点知识，也是后面学习“细胞的衰老、凋亡”“减数分裂、遗传基本规律、DNA的复制和遗传信息传递”等知识的基础。学生在初中阶段对“有丝分裂”有初步的了解，高中阶段，在 第1章第1节“从生物圈到细胞”的资料分析“实例2人的生殖和发育”，学习细胞的分裂;在 “细胞核——系统的控制中心”，学习染色体、染色质和DNA的结构和它们之间的关系，但都还没有深入到细胞分裂过程的学习。这节将深入学习“有丝分裂”过程中细胞结构的变化、染色体形态和数量的变化、DNA数量的变化等。

二、学情分析

“有丝分裂”这部分不仅概念比较抽象，例如，染色体、染色质、染色单体、DNA等，而且过程也比较抽象。教学中利用学生的知识基础并遵循学生的认知规律，通过适当的教学策略，如，模型的构建、任务的驱动、问题的探究等，使学生有感性的认识，从抽象到具体，从微观到宏观的认识，使新知识有效地整合进学生原有的知识网络中，引导学生构建染色体的行为变化，描述有丝分裂各期的主要特点，渗透结构与功能相适应的观念，促进生物学核心素养的提升。

三、教学目标

基于课程标准的内容要求、学业要求和学业质量标准，并围绕培养学生学科核心素养要求，确定本节的教学目标：

1.通过用图片和模型构建，能够描述出“有丝分裂”过程中染色体和DNA的复制和分配。（科学探究、生命观念、科学思维）

2.通过构建细胞“有丝分裂”各期动态的模型，体验科学探究的过程，能够描述“有丝分裂”各个时期的特点。（科学探究、生命观念、科学思维）

3.能够从结构与功能相适应的视角，阐明“有丝分裂”保证了遗传信息在亲代和子代细胞间的一致性。（生命观念、科学思维）

4.关注与细胞增殖有关的研究进展，尝试着利用相关的知识解决生活中的问题。（生命观念、社会责任）

四、教学重点和教学难点

教学重点：细胞“有丝分裂”过程。

教学难点：真核细胞“有丝分裂”过程中，各个时期染色体行为的变化。

五、教学准备

1.多媒体课件

2.模型材料：静态图片材料：用A4打印纸打印出动物细胞“有丝分裂”显微照片，自己绘制动物细胞“有丝分裂”模式图贴在软磁铁上，制作成模型。

3.动态模拟材料：用扭扭棒（深绿和蓝色）制作成染色质和染色体，模拟染色体行为变化。

六、教学过程

1.创设情景，导入新课

【情景问题】PPT出示：人体受精卵有46条染色体，有46个DNA分子，如果一个细胞直接一分为二，那么，分裂后形成的的子细胞中的染色体和DNA会多少？继续分裂多次，染色体DNA会接近零吗？要使子细胞的遗传物质保持不变，应该如何解决这个问题？

【提出问题】“有丝分裂”是怎样进行的？

【做出假设】

第一种：染色体不复制，细胞直接分裂。

第二种：染色体先进行复制，然后再分裂。

归纳：亲代细胞的染色体先进行复制之后，再进行分裂。

学生活动：学生思考、交流回答问题。

设计意图：创设真实的问题情景，引导学生理论联系实际，使学生能够在解释生命现象和实际的问题中，理解生命观念，科学思维的培养，促进学科素养的提升。

课堂评价：学生对问题的分析、表达。

2.动物细胞“有丝分裂”

【任务驱动，构建模型】

【资料】科研人员在研究“有丝分裂”过程中拍摄了很多的照片，从中挑选5张有代表性照片。（出示课件）（在黑板上随机展示5张照片，如图1）

【任务一】请学生根据照片中染色质和染色体的关系以及染色体的行为，大致判断这5张照片的时期，并给它们排序。

学生活动：学生小组讨论、交流、回答。

設计意图：通过排序，在宏观上理解“有丝分裂”过程，理解染色质和染色体的行为，有利于科学思维的提升。

【任务二】模拟染色质的复制。

提供深绿的扭扭棒和蓝色的扭扭棒（如图2），细长的扭扭棒表示的就是染色质，模拟一条染色质的复制。如果是图3这样的染色质，复制之后又如何？

学生活动：学生小组讨论，模拟染色质复制的模型，如图4和图5。

设计意图：借助染色质的模型，将微观变宏观，将抽象的染色质和染色体的变化直观化。便于学生理解染色质、染色体、姐妹染色单体和DNA等重要概念，建构生命观念。

【任务三】模拟染色质变成染色体。

根据刚才的模型，模拟染色质缩短变粗形成染色体。

学生活动：学生小组讨论，构建染色质缩短变粗形成染色体模型，如图6和图7。

染色质上面有一个特殊位点（图6中的白点）叫着丝点，染色体的数量就是以着丝点的数量来计数的。图6中每个图都只有1个着丝点，就只有1条染色体。请问图7又有几条染色体呢？

【提问】你能够归纳出有丝分裂间期的主要特点吗？

板书：【口诀：DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。】

对应的模型图是图8。

设计意图：通过层层的探究问题、任务的驱动，有利于学生理解着丝点这概念及染色体、姐妹染色单体、DNA之间的数量关系。

过渡：在分裂间期结束之后，就进入分裂期，分裂期是一个连续的过程，人们为了研究方便，把分裂期分为四个时期：前期、中期、后期、末期。

【任务四】利用染色体材料构建有丝分裂的前期、中期、后期和末期的模型。

构建活动一：利用染色体材料构建“有丝分裂”的前期。

学生活动：学生小组讨论，构建“有丝分裂”的前期模型，如图9。

【提问】请归纳出“有丝分裂”前期的主要特点。

小结：间期染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体。每条染色体包括两条并列的姐妹染色单体，这两条染色单体由一个共同的着丝点连接着（图6）。核仁逐渐解体，核膜逐渐消失。进入分裂期后，一组中心粒位置不变，另一组中心粒移向细胞的另一极。在这两组中心粒的周围，发出无数条放射状的星射线，两组中心粒之间的星射线形成了纺锤体。染色体散乱地分布在纺锤体的中央。

板书：【口诀：膜仁消失现两体】

对应的模型图13。

构建活动二：利用染色体材料构建有丝分裂的中期。

学生活动：学生小组讨论，构建丝分裂的中期模型，如图10。

【提问】请归纳出“有丝分裂”中期的主要特点。

小结：每条染色体的着丝点的两侧，都有纺锤丝附着在上面，纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝点排列在细胞中央的一个平而上。这个平面与纺锤体的中轴相垂直，类似于地球上赤道的位置，称为赤道板。中期染色体的形态比较稳定，数目比较清晰，便于观察。

板书：【口诀：形定数晰赤道齐】

对应的模型图是图14。

构建活动三：利用染色体材料构建“有丝分裂”的后期。

学生活动：学生小组讨论，构建丝分裂的后期模型，如图11。

【提问】请归纳出“有丝分裂”后期的主要特点。

小结：每个着丝点分裂成两个，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，由纺锤丝牵引着分别向细胞的两极移动，这时细胞核中的染色体就平均分配到了细胞的两极，使细胞的两极各有一套染色体。这两套染色体的形态和数目完全相同，每一套染色体与分裂前亲代细胞中的染色体的形态和数目也相同。

板书：【口诀：点列数加均两极】

对应的模型图是图15。

构建活动四：利用染色体材料构建“有丝分裂”的末期。

学生活动：学生小组讨论，构建“有丝分裂”的末期模型，如图12。

【提问】请归纳出“有丝分裂”末期的主要特点。

小结：当这两套染色体分别到达细胞的两极以后，每条染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝。同时，纺锤丝逐渐消失，出现了新的核膜和核仁。核膜把染色体包围起来，形成了两个新的细胞核。细胞膜从细脆的中部向内凹陷。最后把细胞缢裂成两部分，每部分都含有细胞核。这样，一个细胞就分裂成了两个子细胞。大多数细胞进入下一个细胞周期的分裂间期状态。

板书：【口诀：两消两现重开始】

对应的模型图是图16。

设计意图：通过任务的驱动，逐步构建各个时期的模型，引导学生建模、推理、归纳、概括等科学思维、科学探究能力的培养、促进学生生物学科核心素养的提升。

【多媒体课件】利用动画视频模拟动物细胞有丝分裂过程。

设计意图： 加深学生对“有丝分裂”的理解。

3.动植物细胞“有丝分裂”裂异同

阅读课文内容及所提供的模型图，比较“有丝分裂”植物细胞有丝分裂过程。

学生活动：小组讨论、交流、回答。

设计意图：通过已构建的模型，进行推理、归纳，培养学生的科学思维。形成“结构与功能”的生命观点。

4.“有丝分裂”的意义

结合“有丝分裂”的过程，你能否解释为什么“有丝分裂”产生的子细胞与亲代细胞遗传物质完全相同？

学生活动：小组讨论、交流、回答。

设计意图：通过归纳、概括所建构的模型，培养学生的科学思维。

5.“有丝分裂”过程中染色体和DNA的变化

通过所构建的模型图，你能否歸纳出“有丝分裂”过程中细胞核内染色体和DNA的变化数目。

如果是二倍体生物，“有丝分裂”过程中细胞核内染色体和DNA的变化数目又是如何变化的？

学生活动：小组讨论、交流、回答。

设计意图：引导学生建构数学模型，促进学生的识图、分析图形等科学思维的培养。能运用所学知识解释生活中相关的生物学问题，促进社会责任这一核心素养的提升。

6.课堂总结

通过板书，我们一起来回顾这节课我们探究的课题。

学生活动：学生总结回答。

设计意图：师生建构知识体系，促进学生核心素养的提升。

七、板书设计

八、教学反思

《生物新课程标准》的基本理念是以核心素养为宗旨，内容聚焦大概念 ，教学过程重实践 ，学业评价促发展。

本节课采用真实的情景导入课堂，采用扭扭棒模拟染色体，建构染色体的一系列行为变化，借助模型进行探究活动，使抽象的知识具体化、直观化，使微观的染色体变得宏观化，帮助学生建立生物学概念。在教学中，注重学生的实践活动，通过任务的驱动、探究活动、模型的构建，促进学生主动参与课题的研究，调动学生的积极性和主动性，提高学生的学习兴趣;便于学生理解相关的概念，加深对概念的理解和运用;能“描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性”这一次位概念的理解，进而能理解重要概念“细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程”，最后提升、聚集对大概念“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”的理解，促进生物学学科核心素养的提升。