課題細胞增殖

1、課題：細胞增殖學校：北京101中學高三復習課教師：安軍時間：071116一、 教學目標：1、 通過分析有絲分裂在生命歷程中的意義，再認有絲分裂的過程和特征。2、 學生能分析說明減數分裂在生命歷程中的意義，能從染色體倍性的角度再認減數分裂的過程和意義。3、 學生能比較無性生殖和有性生殖，體會有性生殖的后代具有更強的生活力和變異性。二、 教學重點：學生能從較高的層面認識有絲分裂和減數分裂的過程和意義的理解，無性生殖與有性生殖比較三、 教學難點：從染色體的倍性角度理解減數分裂四、 教學方法：問題解決、討論、講述五、 教學資源：圖片六、教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動導入：問題解決，識圖一、有絲分裂在

2、生命周期中的作用。過渡：二、減數分裂在生命周期中的作用。對這個問題的討論，目的是指向有絲分列與減數分裂的聯系。探尋學生問題三、無性生殖與有性生殖比較小結：練習題：德國醫(yī)生、病理學家魏爾肖提出：“細胞來自細胞”，這句話被認為是細胞學說的重要補充。細胞如何來自細胞？現在同學分辨一張細胞分裂圖片，問題1：這種細胞分裂屬于什么細胞分裂方式？為什么是有絲分裂？你判斷的依據是什么？（展示一張細胞分裂圖片），很精美哪為什么不是減數分裂？減數分裂要連續(xù)分裂幾次？問題2、是植物細胞的有絲分裂還是動物細胞的有絲分裂？為什么？當我看第一次見到這幅圖時，我才知道為什么課本上把前期中心體發(fā)出的叫星射線，太形象了。星射線

3、的本質是什么？（對是微管蛋白，用于組建紡錘體。）問題3、你能大致分清圖上顯示的各個分裂的時期嗎？不必按順序，哪個最容易辨別就先說哪個。（學生利用已學過的“有絲分裂各期特征”的知識，分辨有絲分裂各時期）問題4、有些實驗觀察時拍到的細胞分裂圖像不哪么典型，恰恰說明什么？問題5：有絲分裂在生命歷程中有什么作用？板圖：人一個受精卵發(fā)育到成年人，你知道你身體里的細胞有多少個嗎？（停頓）有銀河系的星星那么多。銀河系的星星有多少顆？2000億顆，2×1011。而人體大約是6×1013。這么多細胞（一些特化的細胞除外）每一個細胞染色體數目都與受精卵細胞染色體數目一樣，這是有絲分裂的結果，有

4、絲分裂可以保證體細胞染色體數目的恒定性問題6、問你能不能用最少的話描述有絲分裂是如何保證子代細胞染色體數目與親代細胞染色體數目一至的？同時示圖（動物細胞有絲分裂圖）問題7：你認為復制了的染色體嚴格地平均分配到兩個子細胞中去，與哪一個結構密切相關？問題8：我們以前總關注的是細胞核內的遺傳信息是怎么分的，細胞分裂還包括胞質的分裂，包括細胞質中的細胞器。你們認為細胞中線粒體的分配有什么特點呢？是否保證絕對的平均？為什么不能？這種分配特點導致質基因的遺傳特點是什么？問題9：為什么分配到兩個子細胞當中去的染色體是絕對平均的而線粒體卻可以大概齊的分配？也就是說染色體的平均分配顯得如此重要。問題10：如果有

5、絲分裂染色體分配出錯了，子細胞少了一條染色體，對于子代細胞的命運，你猜測可能會是什么樣的？但一般比如酵母菌細胞每10萬次分裂才會有一次錯誤。細胞有一套機制調控有絲分裂順利進行。問題11：有沒有染色體沒能平均分配到兩個子細胞，但又活下來的情況？染色體整倍的增加。如果說有絲分裂能維持體細胞染色體數目的恒定性，那么維持生物體親代和子代之間染色體數目的恒定性是什么生理活動呢？板圖：減數分裂使染色體數目減半，卵子和精子中的染色體我們用n來代表，成體和受精卵用2n來代表。（示維持了親子代染色體的恒定）同學們還記得染色體組的概念嗎？（示果蠅染色體圖）果蠅是幾倍體？它的配子中一組非同源染色體是一個染色體組。自

6、然界中許多生物是二倍體的，再舉例如：人示圖：人的染色體熒光染色，發(fā)現染色體成對，人是二倍體，有兩套信息。但是自然界中有沒有由一套信息控制產生的生物個體呢？問題12：一套信息既然可以控制生物性狀，為什么自然界中幾乎全部的動物和過半的高等植物都是二倍體的？要知道多制造一套遺傳物質是要消耗能量的，兩套信息一定有它的適應意義。你能分析分析兩套信息的意義嗎？這是一個開放性的問題：應該讓多于三位學生發(fā)表意見，學生可以先評價其他學生的想法最后老師再發(fā)表意見。（學生很有可能提出一些老師意想不到的的想法，有時需要用心琢磨學生是怎么想的，可以通過其他學生的評價為自己的評價贏得思考的時間。）如果說出了變異多樣，具體

7、分析為什么？可通過計算體會有性生殖后代由于基因重組產生的巨大數量的變異。給同學示減數分裂過程圖。計算一對夫婦生出第二個孩子的染色體組型與第一個孩子完全相同的概率有多大？（不考慮交叉互換）。如果再考慮交叉互換，兩個孩子染色體組型相同的概率幾乎是零。這種變異我們稱之為什么，如此具大的變異有什么適應意義？）素材：新西蘭奧克蘭大學的Matthew Goddard，以及他在英國帝國理工學院的合作者，成功地用酵母進行了這樣的實驗。正常的酵母既可以分裂出遺傳上幾乎完全相同的新細胞，進行無性生殖；也可產生只帶有母體一半染色體的孢子，與其它孢子“交配”，進行有性生殖?？茖W家對酵母進行遺傳改造，使其失去有性生殖能

8、力，然后與普通酵母進行對比， Goddard小組發(fā)現，在生存壓力不大的環(huán)境中，普通酵母和改造后的酵母生長速度相同。但如果提高溫度、向培養(yǎng)基中加鹽，使生存環(huán)境變得惡劣起來，有性生殖的酵母就比無性生殖的那些生長得更快。 這一成果發(fā)表于3月31日的自然上。示圖：染色體G帶染色，染的都是富含AT的區(qū)域，人們可以根據相同的帶型來辨別同源染色體。同學們來分辨一下。如果給你足夠的時間，你們能辨別出來。但是對于初級性母細胞卻能夠很準確的識別這兩套信息，并把它們精確的分開，保證后代配子只含一套信息。問題13：你認為減數分裂過程中哪些關鍵的步驟保證了兩套信息的正確識別和分開？到現在為止，人們只是在顯微鏡下觀察到了

9、聯會現象，并不清楚期中的機制，但減數分裂時，同源染色體能通過聯會準確識別，并在減數第一次分裂后期，分離。為什么還存在減數分裂的第二次分裂？減數分裂的第二次分裂類似于一次簡單的有絲分裂。問題14：你認為減數分裂的實質是什么？減數分裂的重要事件是什么？減數分裂的重要事件發(fā)生在什么時期？問學生有什么問題？ 有學生提問：在減數分裂時，為什么不直接分開？如果細胞染色體不經復制，再直接聯會以后分開不行嗎？（在學習減數分裂時，許多班的學生都曾提出過這樣的問題。）這是一個較開放的問題，學生會比較如果沒有間期的染色體復制，按照自己設想的分裂過程以達成染色體數目的減半。先讓學生比較一會，至少三位學生發(fā)表意見，呈現

10、出爭論的狀態(tài)。教師：其實沒有為什么，在生物進化的歷史上先出現的有絲分裂還是減數分裂？減數分裂是在有絲分裂的基礎上發(fā)展起來的，這樣它保留了染色體先在間期復制的特點，先完成同源染色體的分離，這一步保證了兩套信息的分開，由于分開的兩套信息，每一套信息都是復制狀態(tài)的，還得再分裂一次。這也恰恰說明了為什么把減數分裂稱為特殊方式的有絲分裂，這兩處分裂在生命歷程中發(fā)生的位置不同，過程不同目的意義也不相同，但它們有相同的地方，是什么？分析到這里，同學們有什么問題？（如果學生不問，教師提出下面的問題）蘇彤的問題：老師您剛才提了許多生物含同源染色體，有沒有不含有同源染色體的生物？問：同學們怎么認為？師：雄蜂是二倍

11、體生物中的一個特例，職蜂和蜂后都是二倍體的。自然界有些種類的生物是沒有同源染色體的，只有一套信息，比如細菌，就只有一個環(huán)狀DNA分子，它們的生殖方式是什么樣的？只有一套信息的生物往往靠無性生殖來繁殖自己。問題15：二倍體生物可不可以進行無性生殖？幫助學生小結生殖方式與細胞分裂：無性生殖：原核細胞（二分裂），真核細胞（有絲分裂）有性生殖：真核細胞（減數分裂和受精作用。）問題16：這兩種生殖方式各自的特點是什么？問題17：無性生殖耗能少，生殖效率高，有性生殖消耗能量多，雄性會產生的幾億個精子中，只有一個能受精，在動物界雄性為了追求雌性進化出求偶行為，雄鳥展示靚麗的羽毛吸引雌性的同時，也增大了被捕食

12、的機會，但盡管如此，有趣的是人們發(fā)現地球上的200多萬種生物中進行有性生殖的占到98%，如何解釋這一現象？講解：地球上有性生殖出現之后，進化速度大大加快了。在生物進化的30億年的歷史中，無性生殖時代占去近2/3的時間。在這段時間里，生物長期處在單細胞階段，進化極其緩慢。自從有性生殖出現以后，生物進化速度才明顯加快。今天，我們討論了有絲分裂與減數分裂在生命歷程中的作用，并比較了無性生殖和有性生殖思考題：示21三體綜合征：先天愚型患者。47條染色體，全身體細胞都是這種核型，怎么造成的？示圖：生出先天愚型患者的婦女年齡圖解，提示歲數越大出生這種患兒的概率高。如果是母親產生卵細胞時出的錯，請學生繪出可

13、能是什么時候出的問題？先繪出一個正確的一對21號染色體經減數分裂的圖，再繪出如果在配子中出現兩條21號染色體實物投影評價。也找錯的。2、分析XYY或XXY出錯的可能性。3、騾子是馬（64條染色體）和驢（62條染色體）的后代，馬和驢交配產生的受精卵可以進行正常的有絲分裂，騾子發(fā)育成熟后，性腺卻不能進行正常的減數分裂，為什么？通過細胞分裂產生子代細胞答：有絲分裂因為有紡錘絲數不清染色體，不好判別二次，因而是有絲分裂動物細胞，因為看到了星射線蛋白質（可能有一幅有爭議，正處于間斯結束，前期開始，核膜還比較清晰，染色體也還不能辨認，但已經出現兩個中心體發(fā)出的星射線，就意味著前期開始了。）細胞分裂是一個連

14、續(xù)的過程。受精卵分裂是有絲分裂成體某些細胞也存在有絲分裂，作用是更新修復答：在間期染色體復制，（DNA復制），通過分裂期平均分配到兩個子細胞中。紡錘體。紡錘體捕捉到染色體后將它們牽拉到中央，著絲點分裂后，又牽引到兩極。隨機的不能。因為沒有紡錘體。后代不出現一定的性狀分離比。染色體上含有遺傳信息，是細胞代謝的控制代謝的中心，線粒體少一個沒關系，線粒體可通過分裂產生新的。很可能導致細胞死亡（如果細胞分裂過程紊亂，如染色體包裝不正常、染色體運動失調、遺傳物質不能平均分配到兩個子細胞中等等，也將導致細胞的死亡。細胞生物學翟中和P358）有，加秋水仙素或溫度驟冷，導致紡錘體被破壞。減數分裂和受精作用。果

15、蠅是二倍體。兩套信息，二倍體。有，蜜蜂中的雄蜂。參考答案：通過有性生殖，子代從得到兩個親本得到遺傳信息，如果其中一個親本的某一個基因發(fā)生突變，而且是不利突變，子代還有另一個正?；?，還能活下去。這個不利突變在有性生殖時可能純合，有可能會影響到生存，但如果環(huán)境改變，也許會這一變異性狀可能變成有利變異。兩套信息還是有性生殖的基礎，由于基因重組能產生數量巨大的變異。64×10-12基因重組；后代生存的機率更大，為進化提供豐富的選擇材料。學生感覺困難聯會、同源染色體分離。因為復制了，同源染色體分離之后還有兩套信息，需要再分。減數分裂的實質是使二倍體的生物的二套信息分離，使配子里只含一套信息。

16、減數分裂的重要事件是聯會和同源染色體的分離。減數分裂的重要事件都發(fā)生在減數第一次分裂。學生：如果染色體不復制，直接聯會，細胞只須分裂一次，也存在非同源染色體的自由組合，但少了交叉互換。配子種類會減少。學生：細胞分裂一次，產生的細胞數量少。反對意見：生成卵細胞時一個卵原細胞雖然分裂兩次但也只產生一個卵細胞。 有絲分裂，都有染色體在間期復制，染色體移動都需要紡錘絲牽引。有比如只有一套染色體的雄蜂。二分裂，無性生殖可以，比如組織培養(yǎng)、扦插等等。無性生殖效率高，繁殖速度快消耗能量少。有性生殖通過基因重組，子代會產生更多的變異有性生殖的后代會由于基因重組，產生巨大的變異，在環(huán)境發(fā)生變化時，使后代有更多的

17、機會生存下去。有性生殖的后代具有更強的生活力和變異性原因出在受精卵上（47，+21）父方母方產生的配子都有可能出問題學生繪出圖因為沒有同源染色體，所以不能進行正常的減數分裂產生可育配子。而有絲分裂可以正常進行，是因為有絲分裂過程中無需同源染色體的聯會過程。七、板書：比較舉例特點受精卵2n成體2n有絲分裂和細胞分化（有絲分裂使組織細胞更新和修復）雌雄卵細胞n（）精子n減數分裂 受精作用有性生殖無性生殖耗能多、但后代具有更強的生活力和變異性無性生殖效率高，繁殖速度快、消耗能量少細胞的二分裂、變形蟲的有絲分裂、植物扦插、植物組織培養(yǎng)八、參考資料和書目（以備日后查閱）：1、為什么先天愚型患者往往是女性歲數過大導致減數分裂出錯？女性在胚胎5個月的時候，卵巢中的初級卵母細胞（200萬個）就已經停在了減數分裂第一次分裂的前期了，直到這個女孩進入青春期，每月才會有一個初級卵母細胞繼續(xù)進行減數分裂，完成減性第一次分裂，排出的“卵”是次級卵母細胞，如果受精則會繼續(xù)完成減數第二次分裂，精子核與卵核相融合，如果不遇到精子，次級卵母細胞不能