課題細(xì)胞增殖

1、課題：細(xì)胞增殖學(xué)校：北京101中學(xué)高三復(fù)習(xí)課教師：安軍時(shí)間：071116一、 教學(xué)目標(biāo)：1、 通過分析有絲分裂在生命歷程中的意義，再認(rèn)有絲分裂的過程和特征。2、 學(xué)生能分析說明減數(shù)分裂在生命歷程中的意義，能從染色體倍性的角度再認(rèn)減數(shù)分裂的過程和意義。3、 學(xué)生能比較無(wú)性生殖和有性生殖，體會(huì)有性生殖的后代具有更強(qiáng)的生活力和變異性。二、 教學(xué)重點(diǎn)：學(xué)生能從較高的層面認(rèn)識(shí)有絲分裂和減數(shù)分裂的過程和意義的理解，無(wú)性生殖與有性生殖比較三、 教學(xué)難點(diǎn)：從染色體的倍性角度理解減數(shù)分裂四、 教學(xué)方法：?jiǎn)栴}解決、討論、講述五、 教學(xué)資源：圖片六、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)導(dǎo)入：?jiǎn)栴}解決，識(shí)圖一、有絲分裂在

2、生命周期中的作用。過渡：二、減數(shù)分裂在生命周期中的作用。對(duì)這個(gè)問題的討論，目的是指向有絲分列與減數(shù)分裂的聯(lián)系。探尋學(xué)生問題三、無(wú)性生殖與有性生殖比較小結(jié)：練習(xí)題：德國(guó)醫(yī)生、病理學(xué)家魏爾肖提出：“細(xì)胞來自細(xì)胞”，這句話被認(rèn)為是細(xì)胞學(xué)說的重要補(bǔ)充。細(xì)胞如何來自細(xì)胞？現(xiàn)在同學(xué)分辨一張細(xì)胞分裂圖片，問題1：這種細(xì)胞分裂屬于什么細(xì)胞分裂方式？為什么是有絲分裂？你判斷的依據(jù)是什么？（展示一張細(xì)胞分裂圖片），很精美哪為什么不是減數(shù)分裂？減數(shù)分裂要連續(xù)分裂幾次？問題2、是植物細(xì)胞的有絲分裂還是動(dòng)物細(xì)胞的有絲分裂？為什么？當(dāng)我看第一次見到這幅圖時(shí)，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(zhì)是什么？（對(duì)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(gè)分裂的時(shí)期嗎？不必按順序，哪個(gè)最容易辨別就先說哪個(gè)。（學(xué)生利用已學(xué)過的“有絲分裂各期特征”的知識(shí)，分辨有絲分裂各時(shí)期）問題4、有些實(shí)驗(yàn)觀察時(shí)拍到的細(xì)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(gè)受精卵發(fā)育到成年人，你知道你身體里的細(xì)胞有多少個(gè)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(xì)胞（一些特化的細(xì)胞除外）每一個(gè)細(xì)胞染色體數(shù)目都與受精卵細(xì)胞染色體數(shù)目一樣，這是有絲分裂的結(jié)果，有

4、絲分裂可以保證體細(xì)胞染色體數(shù)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(xì)胞染色體數(shù)目與親代細(xì)胞染色體數(shù)目一至的？同時(shí)示圖（動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂圖）問題7：你認(rèn)為復(fù)制了的染色體嚴(yán)格地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去，與哪一個(gè)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)？問題8：我們以前總關(guān)注的是細(xì)胞核內(nèi)的遺傳信息是怎么分的，細(xì)胞分裂還包括胞質(zhì)的分裂，包括細(xì)胞質(zhì)中的細(xì)胞器。你們認(rèn)為細(xì)胞中線粒體的分配有什么特點(diǎn)呢？是否保證絕對(duì)的平均？為什么不能？這種分配特點(diǎn)導(dǎo)致質(zhì)基因的遺傳特點(diǎn)是什么？問題9：為什么分配到兩個(gè)子細(xì)胞當(dāng)中去的染色體是絕對(duì)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(cuò)了，子細(xì)胞少了一條染色體，對(duì)于子代細(xì)胞的命運(yùn)，你猜測(cè)可能會(huì)是什么樣的？但一般比如酵母菌細(xì)胞每10萬(wàn)次分裂才會(huì)有一次錯(cuò)誤。細(xì)胞有一套機(jī)制調(diào)控有絲分裂順利進(jìn)行。問題11：有沒有染色體沒能平均分配到兩個(gè)子細(xì)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(xì)胞染色體數(shù)目的恒定性，那么維持生物體親代和子代之間染色體數(shù)目的恒定性是什么生理活動(dòng)呢？板圖：減數(shù)分裂使染色體數(shù)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(xué)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(gè)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(xiàn)染色體成對(duì)，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(chǎn)生的生物個(gè)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(dòng)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(zhì)是要消耗能量的，兩套信息一定有它的適應(yīng)意義。你能分析分析兩套信息的意義嗎？這是一個(gè)開放性的問題：應(yīng)該讓多于三位學(xué)生發(fā)表意見，學(xué)生可以先評(píng)價(jià)其他學(xué)生的想法最后老師再發(fā)表意見。（學(xué)生很有可能提出一些老師意想不到的的想法，有時(shí)需要用心琢磨學(xué)生是怎么想的，可以通過其他學(xué)生的評(píng)價(jià)為自己的評(píng)價(jià)贏得思考的時(shí)間。）如果說出了變異多樣，具體

7、分析為什么？可通過計(jì)算體會(huì)有性生殖后代由于基因重組產(chǎn)生的巨大數(shù)量的變異。給同學(xué)示減數(shù)分裂過程圖。計(jì)算一對(duì)夫婦生出第二個(gè)孩子的染色體組型與第一個(gè)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(gè)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(yīng)意義？）素材：新西蘭奧克蘭大學(xué)的Matthew Goddard，以及他在英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院的合作者，成功地用酵母進(jìn)行了這樣的實(shí)驗(yàn)。正常的酵母既可以分裂出遺傳上幾乎完全相同的新細(xì)胞，進(jìn)行無(wú)性生殖；也可產(chǎn)生只帶有母體一半染色體的孢子，與其它孢子“交配”，進(jìn)行有性生殖?？茖W(xué)家對(duì)酵母進(jìn)行遺傳改造，使其失去有性生殖能

8、力，然后與普通酵母進(jìn)行對(duì)比， Goddard小組發(fā)現(xiàn)，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(zhǎng)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(wú)性生殖的那些生長(zhǎng)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(jù)相同的帶型來辨別同源染色體。同學(xué)們來分辨一下。如果給你足夠的時(shí)間，你們能辨別出來。但是對(duì)于初級(jí)性母細(xì)胞卻能夠很準(zhǔn)確的識(shí)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(rèn)為減數(shù)分裂過程中哪些關(guān)鍵的步驟保證了兩套信息的正確識(shí)別和分開？到現(xiàn)在為止，人們只是在顯微鏡下觀察到了

9、聯(lián)會(huì)現(xiàn)象，并不清楚期中的機(jī)制，但減數(shù)分裂時(shí)，同源染色體能通過聯(lián)會(huì)準(zhǔn)確識(shí)別，并在減數(shù)第一次分裂后期，分離。為什么還存在減數(shù)分裂的第二次分裂？減數(shù)分裂的第二次分裂類似于一次簡(jiǎn)單的有絲分裂。問題14：你認(rèn)為減數(shù)分裂的實(shí)質(zhì)是什么？減數(shù)分裂的重要事件是什么？減數(shù)分裂的重要事件發(fā)生在什么時(shí)期？問學(xué)生有什么問題？ 有學(xué)生提問：在減數(shù)分裂時(shí)，為什么不直接分開？如果細(xì)胞染色體不經(jīng)復(fù)制，再直接聯(lián)會(huì)以后分開不行嗎？（在學(xué)習(xí)減數(shù)分裂時(shí)，許多班的學(xué)生都曾提出過這樣的問題。）這是一個(gè)較開放的問題，學(xué)生會(huì)比較如果沒有間期的染色體復(fù)制，按照自己設(shè)想的分裂過程以達(dá)成染色體數(shù)目的減半。先讓學(xué)生比較一會(huì)，至少三位學(xué)生發(fā)表意見，呈現(xiàn)

10、出爭(zhēng)論的狀態(tài)。教師：其實(shí)沒有為什么，在生物進(jìn)化的歷史上先出現(xiàn)的有絲分裂還是減數(shù)分裂？減數(shù)分裂是在有絲分裂的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，這樣它保留了染色體先在間期復(fù)制的特點(diǎn)，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(fù)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(shù)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(xué)們有什么問題？（如果學(xué)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(xué)們?cè)趺凑J(rèn)為？師：雄蜂是二倍

11、體生物中的一個(gè)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(xì)菌，就只有一個(gè)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(wú)性生殖來繁殖自己。問題15：二倍體生物可不可以進(jìn)行無(wú)性生殖？幫助學(xué)生小結(jié)生殖方式與細(xì)胞分裂：無(wú)性生殖：原核細(xì)胞（二分裂），真核細(xì)胞（有絲分裂）有性生殖：真核細(xì)胞（減數(shù)分裂和受精作用。）問題16：這兩種生殖方式各自的特點(diǎn)是什么？問題17：無(wú)性生殖耗能少，生殖效率高，有性生殖消耗能量多，雄性會(huì)產(chǎn)生的幾億個(gè)精子中，只有一個(gè)能受精，在動(dòng)物界雄性為了追求雌性進(jìn)化出求偶行為，雄鳥展示靚麗的羽毛吸引雌性的同時(shí)，也增大了被捕食

12、的機(jī)會(huì)，但盡管如此，有趣的是人們發(fā)現(xiàn)地球上的200多萬(wàn)種生物中進(jìn)行有性生殖的占到98%，如何解釋這一現(xiàn)象？講解：地球上有性生殖出現(xiàn)之后，進(jìn)化速度大大加快了。在生物進(jìn)化的30億年的歷史中，無(wú)性生殖時(shí)代占去近2/3的時(shí)間。在這段時(shí)間里，生物長(zhǎng)期處在單細(xì)胞階段，進(jìn)化極其緩慢。自從有性生殖出現(xiàn)以后，生物進(jìn)化速度才明顯加快。今天，我們討論了有絲分裂與減數(shù)分裂在生命歷程中的作用，并比較了無(wú)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(xì)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(shù)越大出生這種患兒的概率高。如果是母親產(chǎn)生卵細(xì)胞時(shí)出的錯(cuò)，請(qǐng)學(xué)生繪出可

13、能是什么時(shí)候出的問題？先繪出一個(gè)正確的一對(duì)21號(hào)染色體經(jīng)減數(shù)分裂的圖，再繪出如果在配子中出現(xiàn)兩條21號(hào)染色體實(shí)物投影評(píng)價(jià)。也找錯(cuò)的。2、分析XYY或XXY出錯(cuò)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(chǎn)生的受精卵可以進(jìn)行正常的有絲分裂，騾子發(fā)育成熟后，性腺卻不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂，為什么？通過細(xì)胞分裂產(chǎn)生子代細(xì)胞答：有絲分裂因?yàn)橛屑忓N絲數(shù)不清染色體，不好判別二次，因而是有絲分裂動(dòng)物細(xì)胞，因?yàn)榭吹搅诵巧渚€蛋白質(zhì)（可能有一幅有爭(zhēng)議，正處于間斯結(jié)束，前期開始，核膜還比較清晰，染色體也還不能辨認(rèn)，但已經(jīng)出現(xiàn)兩個(gè)中心體發(fā)出的星射線，就意味著前期開始了。）細(xì)胞分裂是一個(gè)連

14、續(xù)的過程。受精卵分裂是有絲分裂成體某些細(xì)胞也存在有絲分裂，作用是更新修復(fù)答：在間期染色體復(fù)制，（DNA復(fù)制），通過分裂期平均分配到兩個(gè)子細(xì)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(diǎn)分裂后，又牽引到兩極。隨機(jī)的不能。因?yàn)闆]有紡錘體。后代不出現(xiàn)一定的性狀分離比。染色體上含有遺傳信息，是細(xì)胞代謝的控制代謝的中心，線粒體少一個(gè)沒關(guān)系，線粒體可通過分裂產(chǎn)生新的。很可能導(dǎo)致細(xì)胞死亡（如果細(xì)胞分裂過程紊亂，如染色體包裝不正常、染色體運(yùn)動(dòng)失調(diào)、遺傳物質(zhì)不能平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中等等，也將導(dǎo)致細(xì)胞的死亡。細(xì)胞生物學(xué)翟中和P358）有，加秋水仙素或溫度驟冷，導(dǎo)致紡錘體被破壞。減數(shù)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(gè)親本得到遺傳信息，如果其中一個(gè)親本的某一個(gè)基因發(fā)生突變，而且是不利突變，子代還有另一個(gè)正?；?，還能活下去。這個(gè)不利突變?cè)谟行陨硶r(shí)可能純合，有可能會(huì)影響到生存，但如果環(huán)境改變，也許會(huì)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(chǔ)，由于基因重組能產(chǎn)生數(shù)量巨大的變異。64×10-12基因重組；后代生存的機(jī)率更大，為進(jìn)化提供豐富的選擇材料。學(xué)生感覺困難聯(lián)會(huì)、同源染色體分離。因?yàn)閺?fù)制了，同源染色體分離之后還有兩套信息，需要再分。減數(shù)分裂的實(shí)質(zhì)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(shù)分裂的重要事件是聯(lián)會(huì)和同源染色體的分離。減數(shù)分裂的重要事件都發(fā)生在減數(shù)第一次分裂。學(xué)生：如果染色體不復(fù)制，直接聯(lián)會(huì)，細(xì)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(huì)減少。學(xué)生：細(xì)胞分裂一次，產(chǎn)生的細(xì)胞數(shù)量少。反對(duì)意見：生成卵細(xì)胞時(shí)一個(gè)卵原細(xì)胞雖然分裂兩次但也只產(chǎn)生一個(gè)卵細(xì)胞。 有絲分裂，都有染色體在間期復(fù)制，染色體移動(dòng)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(wú)性生殖可以，比如組織培養(yǎng)、扦插等等。無(wú)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(huì)產(chǎn)生更多的變異有性生殖的后代會(huì)由于基因重組，產(chǎn)生巨大的變異，在環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，使后代有更多的

17、機(jī)會(huì)生存下去。有性生殖的后代具有更強(qiáng)的生活力和變異性原因出在受精卵上（47，+21）父方母方產(chǎn)生的配子都有可能出問題學(xué)生繪出圖因?yàn)闆]有同源染色體，所以不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂產(chǎn)生可育配子。而有絲分裂可以正常進(jìn)行，是因?yàn)橛薪z分裂過程中無(wú)需同源染色體的聯(lián)會(huì)過程。七、板書：比較舉例特點(diǎn)受精卵2n成體2n有絲分裂和細(xì)胞分化（有絲分裂使組織細(xì)胞更新和修復(fù)）雌雄卵細(xì)胞n（）精子n減數(shù)分裂 受精作用有性生殖無(wú)性生殖耗能多、但后代具有更強(qiáng)的生活力和變異性無(wú)性生殖效率高，繁殖速度快、消耗能量少細(xì)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(shù)過大導(dǎo)致減數(shù)分裂出錯(cuò)？女性在胚胎5個(gè)月的時(shí)候，卵巢中的初級(jí)卵母細(xì)胞（200萬(wàn)個(gè)）就已經(jīng)停在了減數(shù)分裂第一次分裂的前期了，直到這個(gè)女孩進(jìn)入青春期，每月才會(huì)有一個(gè)初級(jí)卵母細(xì)胞繼續(xù)進(jìn)行減數(shù)分裂，完成減性第一次分裂，排出的“卵”是次級(jí)卵母細(xì)胞，如果受精則會(huì)繼續(xù)完成減數(shù)第二次分裂，精子核與卵核相融合，如果不遇到精子，次級(jí)卵母細(xì)胞不能