初中七年级生物上册 2.2.1 细胞通过分裂产生新细胞名师精选教学设计 (新版)新人教版

细胞通过分裂产生新细胞
教材分析
在本节教学中，教师应引导学生从生活经验出发，了解生物体由小长大是由于数目的增多和体积的增大。

细胞数目的增多与细胞的分裂有关，体积的增大与细胞的生长有关。

关于细胞的分裂，教师可出示细胞分裂的图示，讲明这是追踪拍摄的一个生活的细胞进行分裂的图片，请特别注意细胞核中染色体的变化。

在学生观察后让他们尝试描述细胞分裂的大致过程，即：细胞核先分成两个，然后细胞质分成均等的两份，最后形成新的细胞壁和细胞膜。

体会细胞分裂是细胞生活的一种表现，是生物体生长发育的需要。

让学生通过观察洋葱根尖细胞的分裂图示了解细胞分裂中染色体的变化，即：在细胞开始分裂时，染色体复制。

在这里只要求学生了解细胞分裂的结果，了解细胞通过分裂，实质上是完成了遗传物质的复制和均分，使遗传物质能准确无误地从上一代细胞传给下一代细胞，而不要求详细描述染色体变化的过程。

关于细胞的生长，教师可利用多媒体展示种子从萌发到长成一株高大植物体、小鸡由小长大的图片，引导学生了解细胞体积的增大是生物体能够由小长大的原因之一。

细胞长大需要从外界吸收更多的营养物质，而随着细胞的长大，其表面积与体积之比却在变小，这必然会影响细胞的吸收，使细胞得不到足够的营养物质。

因此，细胞只能长到一定的大小。

课时安排：1课时。

三维目标
知识与技能
1．描述细胞分裂的基本过程。

2．说出细胞分裂过程中染色体变化的结果。

3．说出细胞分裂与细胞生长的关系。

4．关注细胞的研究在防治癌症等方面的价值。

过程与方法
1．通过观察植物细胞和动物细胞分裂的示意图，了解细胞分裂的一般过程。

2．通过分析资料，并通过类比的方法了解细胞是不能无限度生长的。

情感态度与价值观
通过分析细胞的分裂和生长的相关资料，培养实事求是的科学态度。

教学重点
细胞分裂的基本过程。

教学难点
1．生物体的长大主要靠细胞数目的增加。

2．细胞分裂过程中染色体变化的结果。

课前准备
教师准备不同年龄人体细胞图示、细胞分裂各期图示，并制作多媒体课件。

教学设计
导入新课
1．创设情境导入新课
教师利用多媒体展示古诗词“春种一粒粟，秋收万颗子”，并提出问题。

(1)你知道这描述的是什么样的自然现象吗？
(2)生物体为什么会由小长大呢？
学生思考后回答。

“春种一粒粟，秋收万颗子”，描述的是植物的生长、发育和繁殖的现象。

生物体能够由小长大主要是因为细胞的分裂和细胞的生长。

教师进一步引导：细胞分裂和生长的过程是怎样的呢？通过这节课的学习你将会了解相关的内容。

2．复习旧知导入新课
请你运用前面学习的内容回答问题。

(1)细胞的生活需要哪些物质？
(2)细胞质中的能量转换器有哪些？分别具有哪些作用？
(3)遗传信息为什么能够存在于细胞核中？
学生回忆、思考回答。

(1)细胞的生活需要的物质包括有机物和无机物。

有机物主要包括糖类、脂类、蛋白质和核酸。

无机物主要包括水、无机盐、氧。

(2)细胞中的能量转化器有叶绿体和线粒体。

叶绿体能将光能转化成太阳能，储存在它制造的有机物中。

线粒体能够将有机物分解成二氧化碳和水，同时将有机物中的能量释放出来，供细胞利用。

(3)细胞核是遗传信息库，因为细胞核中有遗传信息的载体——DNA。

教师进一步引导：细胞生长需要物质和能量，那么，细胞的生长过程是怎样的呢？这节课我们一起进行探讨。

推进新课
学习目标一：细胞的生长
教师利用多媒体展示资料：
(1)分析上面的资料，你认为一粒种子萌发后能够长成参天大树的原因是什么？小鸡能够由小长大的主要原因是什么？
(2)什么是细胞的生长？细胞的生长过程中需要的物质来自于哪里？
学生通过观察图示，分组讨论并在小组内展示。

(1)种子萌发能够长成参天大树，小鸡能够由小长大，是与细胞的分裂和生长分不开的。

(2)新产生的细胞不断从外界环境中吸收营养物质，并且转变成自身需要的物质，体积逐渐增大，这就是细胞的生长。

学生质疑：细胞在生长过程中体积能够无限度地增大吗？为什么？
学生讨论后达成共识。

细胞在生长过程中体积不能无限度地增加。

因为，随着细胞的生长，体积不断增大，需要从外界吸收更多的营养物质，但是细胞吸收的物质满足不了细胞生长的需要，因此细胞的生长就会受到限制，不能无限长大。

教师进一步强调：当细胞体积逐渐变大时，表面积与体积之比会变小。

随着细胞的生长，体积不断增大，需要从外界吸收更多的营养物质，但是吸收物质的表面积的增加相对较少，满足不了细胞吸收营养物质的需要，因此细胞的生长就会受到限制，不能无限长大。

学生质疑：在细胞生长的过程中，细胞中发生变化最明显的是哪种结构？
教师指导学生分析下面的资料。

刚刚产生的新细胞的细胞体积非常小，而且细胞质中有许多个小液泡。

细胞不断地从周围环境中吸收营养物质，并且转变成自身的物质，体积逐渐变大，小液泡逐渐转变成一个大液泡。

学生分析上述资料，并分组讨论，然后达成共识：
从上述资料中可以看出：幼小的细胞与成熟细胞相比，最显著的不同是液泡的数目不同。

幼小细胞中液泡小而数目多，而成熟细胞中只有一个大液泡。

所以，细胞在生长过程中发生变化最明显的是液泡的变化(由许多小液泡融合成一个大液泡)。

学习目标二：细胞的分裂
教师利用多媒体展示“细胞分裂示意图”，并指导学生分析下列问题：
(1)通过对上图的分析，你认为细胞分裂的一般过程是怎样的？
(2)动物细胞和植物细胞的分裂过程有哪些相同点和不同点？
学生分组分析、讨论，在小组内达成共识，并在班级内展示：
(1)一部分细胞长到一定的程度，就会停止生长并进行分裂。

从上图可以看出细胞分裂就是一个细胞分成两个细胞。

分裂时，细胞核先由一个分成两个，随后，细胞质分成两份，每份各含有一个细胞核。

如果是动物细胞，细胞膜从细胞的中部向内凹陷，缢裂为两个细胞。

若是植物细胞，则在原来的细胞的中央，形成新的细胞膜新的细胞壁。

于是，一个细胞就分裂成为两个细胞。

(2)动物细胞与植物细胞的分裂相同点主要表现在：在分裂时，细胞核先分成相同的两部分，然后细胞质再分成两份，每份各含有一个细胞核。

不同点是：动物细胞分裂时，在原来的细胞中央，细胞膜向内凹陷，最后形成两个细胞。

而植物细胞分裂时，是在原来的细胞中央形成新的细胞壁和细胞膜。

教师进一步强调：细胞在分裂过程中总是细胞核最先分裂。

学生质疑：在细胞核分裂时，哪个结构的变化最明显？发生这样变化的意义是什么？
教师指导学生分析上面的图示：
通过对上图的分析可以看出，在细胞分裂过程中，染色体的变化最明显。

染色体的数目在细胞分裂时已经加倍，在细胞分裂过程中，染色体分成完全相同的两份，分别进入两个新细胞中。

例如：水稻的体细胞中染色体的数目是12对，细胞开始分裂时，细胞中染色体的数目加倍，是24对，在细胞分裂过程中，染色体分成完全相同的两份(各12对)，分别进入两个完整细胞中。

这样，两个新细胞的染色体的形态和数目完全相同，新细胞与原细胞的染色体的形态和数目也相同。

学生质疑：新细胞与原细胞中所含的遗传物质是否一样？
教师指导学生分析，学生分组讨论后达成共识。

新细胞与原细胞的染色体的数目和形态完全相同，因为染色体中有DNA，DNA上有遗传信息，所以，新细胞和原细胞内所含有的遗传物质是相同的。

教师进一步强调：细胞分裂时染色体复制，在分裂过程中分成完全相同的两份能够保证新细胞与原细胞染色体的数目和形态完全相同，所含的遗传物质也相同。

这样能够保证生物在传种接代过程中遗传物质的稳定性。

课堂小结
本节课主要学习了细胞的分裂与生长的相关知识，请你运用所学知识完成下列问题。

(1)生物体能够由小长大的原因是什么？
(2)细胞的体积不能无限度增大的原因是什么？
(3)细胞分裂的过程是怎样的？
(4)在细胞分裂过程中，染色体发生了怎样的变化？
学生思考后回答。

(1)生物体能够由小长大，是由于细胞的生长和细胞的分裂。

(2)细胞生长使细胞的体积增大，但是，细胞的生长需要不断从外界吸收营养物质，并
且转变成组成自身的物质，当它吸收的物质不能满足它的生长需要时，就会停止生长，并且有一部分细胞继续进行分裂。

(3)细胞分裂就是一个细胞分成两个细胞。

分裂时，细胞核先由一个分裂成两个，随后，细胞质分成两份，每份各含有一个细胞核。

最后，在原来的细胞中央形成新的细胞膜，植物细胞还要形成新的细胞壁。

这样，一个细胞就分裂成为两个细胞。

(4)细胞分裂时染色体的变化最明显，染色体的数目在细胞开始分裂时就已经加倍，在细胞分裂过程中，染色体分成完全相同的两份，分别进入两个新细胞。

即新细胞和原细胞所含有的遗传物质是一样的。

板书设计
第一节细胞通过分裂产生新细胞
一、细胞的生长
1．细胞生长的物质基础
2．细胞生长的特点
3．细胞生长的意义：使生物体长大
二、细胞的分裂
1．细胞分裂的基本过程：细胞核先分裂成两个，随后，细胞质分成两份，每份各含有一个细胞核。

如果是动物细胞，细胞膜从细胞的中部向内凹陷，缢裂为两个细胞。

若是植物细胞，则在原来的细胞中央形成新的细胞膜新的细胞壁
2．细胞分裂过程中染色体的变化最明显
3．分裂形成的新细胞与原细胞具有相同的遗传物质
典例精析
1．下列关于细胞的生长，叙述不正确的是( )
A．细胞体积的不断增长就是细胞的生长
B．细胞在生长过程中需要不断从外界环境吸收营养物质
C．细胞生长是生物体能够由小长大的唯一原因
D．在生物体中，细胞是不能无限度生长的
答案：C
详解：本题主要考查学生对细胞生长的有关知识的掌握情况。

细胞的生长实际就是细胞体积的逐渐增大。

细胞的生活需要物质，所以，细胞在生长过程中也需要从周围环境吸收营养物质，并且转变成自身的物质。

细胞的生长能够使细胞的体积不断增大，是生物体生长的原因之一，另外，细胞的分裂能够使细胞的数目不断增加，也是生物体能够由小长大的原因。

但是，细胞的生长是不能无限度进行的，当细胞生长到一定的大小，就会停止生长。

2．细胞不能无限度生长的主要原因是( )
A．细胞的生长能力有限
B．细胞从周围环境吸收的营养物质不能满足细胞生长的需要
C．有些细胞自己不能制造有机物，只能从外界环境中获取现成的有机物
D．生物体中的有些细胞需要进行分裂
答案：B
详解：本题主要考查学生的分析能力和理解能力。

生物体中新产生的细胞的体积都比较小，通过从周围环境中吸收营养物质，并把这些营养物质转化成自身的物质，所以，细胞的体积能够逐渐增大。

但是，随着细胞体积的增大，需要的营养物质也逐渐增多，从外界吸收的物质不能满足细胞继续生长的需要，所以，细胞就停止生长。

3．请你根据下表给出的数据分析并完成下列问题。

(2)当细胞的体积增大时，其表面积和体积之比也在不断________，细胞表面从外界吸收的营养物质相对________，不能满足细胞生长对营养物质的需要，所以细胞________无限度生长。

答案：(1)逐渐变小(2)减小较少不能
详解：本题主要考查学生对数据的分析能力。

从上表可以看出随着边长的增加，正方体的表面积和体积之比逐渐变小。

因此，当细胞的体积增大时，其表面积和体积之比也在不断减小，细胞生长需要从外界吸收更多的营养物质，但是吸收物质的表面积的增加相对较少，满足不了细胞吸收营养物质的需要，因此细胞的生长就会受到限制，不能无限长大。

教材习题答案详解
1．(1)×(2)√(3)×
2.
3．细胞分裂就是一个细胞分成两个细胞的过程。

分裂时细胞核先分成两个，随后细胞质分成两份，每份各含一个细胞核，最后在原来细胞的中央，形成新的细胞膜。

植物细胞还形成新的细胞壁。

细胞分裂中最重要的变化是细胞核中染色体的变化，在细胞分裂的过程中，染色体复制加倍，随着分裂的进行，染色体分成完全相同的两份，分别进入两个新细胞中。

这种变化的重要意义在于：细胞核中有遗传物质DNA，而DNA就是染色体的成分之一，细胞
分裂实现了染色体的复制和均分，也就实现了遗传物质DNA的复制和均分。

因此保证了通过细胞分裂产生的新细胞与原细胞所含的遗传物质相同。

活动设计
活动题目：测量并比较篮球和乒乓球的表面积与体积之比。

学生活动：用刻度尺想办法测量篮球和乒乓球的大致直径，并以此来计算：篮球表面积与体积之比，乒乓球表面积与体积之比。

并比较这两个比值的大小。

教师引导：乒乓球好比小的细胞，篮球就是长大的细胞。

细胞在不断生长，吸收能力增强，需要的物质也增多了，那么是吸收能力增强得快还是需要的营养增长得快，比值可以说明一切。

通过计算，二者的比值哪个大呢？
学生回答：乒乓球。

教师引导得出结论：乒乓球的比值大，说明细胞在小的时候，吸收的营养物质比长大后相对较多，随着细胞的不断增大，需要从外界吸收更多的营养物质，但是吸收物质的表面积的增加相对较少，满足不了细胞吸收营养物质的需要，因此细胞的生长就会受到限制，不能无限长大。

教学反思
在教学过程中，教师要利用各种方法使抽象的问题具体化、形象化，使学生易于接受本节内容。

教师从学生比较熟悉的事物入手，引导学生对生活中的实例进行分析，使学生认同生物体由小变大与细胞的分裂和细胞的生长有密切的关系。

细胞生长和分裂是本节课的重点，也是难点，教师利用教材中的文字信息、图片以及搜集的资料等，指导学生进行分析，了解细胞生长过程中需要物质，如果吸收的物质不能满足其生长的需要，细胞就停止生长，并且有一部分继续分裂。

利用多媒体展示细胞分裂的具体过程，使学生了解细胞分裂过程中染色体的变化最明显，认同新细胞具有与原细胞相同的遗传物质，保证了遗传物质的稳定性，对于生物的传种接代有重要的意义。

在此过程中不但使学生掌握了基础知识，而且使学生的分析能力、理解能力得到了提高，并且使每个学生都积极主动地参与到探究过程中，使新课程标准的理念得到贯彻与实施。

【设计方案二】
[设计思路]
生物学与人们的生活息息相关，利用所学知识解决实际问题以及利用生活实践指导生物学教学是老师和学生追求的目标，也是使学生各种能力得到发展的有效途径。

学生只有通过自主探究、合作交流、分组讨论的方式来获取知识，才能灵活运用知识。

所以，在本节课的教学中，教师指导学生根据教材内容自己设计解决问题的方法，以培养学生的分析能力和理解能力。

具体步骤如下：导入新课—学生通读教材、明确学习目标—设计突破问题的方案—归析整合—自测自评—矫正提高。

[过程]
导入新课
教师创设情境
人体发育的起点是受精卵。

你知道这小小的受精卵为什么能够发育成复杂的人体吗？
学生尝试说明。

教师引导：生物体能够由小长大与细胞的分裂与生长有密切的关系。

那么，细胞的分裂和生长的过程是怎样的呢？这节课我们共同探讨。

学生通读教材明确学习目标
学生阅读教材，明确本节课学习目标，即本节课需要掌握的知识点。

教师巡视，对学生提出的问题给予恰当的点拨。

通过独立思考、小组讨论达成共识，在班级内展示：
本节课的学习目标如下：
1．细胞数目的增多是通过细胞的哪个过程实现的？具体过程是怎样的？
2．细胞体积的增大是通过细胞的哪个过程实现的？具体过程是怎样的？
3．细胞的分裂和细胞的生长过程中细胞的哪些结构的变化最明显？
4．分裂产生的新细胞与原细胞相比具有哪些特点？
设计突破问题的方案
学生分组讨论利用哪些方法解决问题，完成学习目标，并将讨论的结果在小组内进行展示，教师对有创意的小组进行表扬和鼓励。

1．细胞的分裂
学生通过预习教材，画出动物细胞和植物细胞分裂过程的结构简图，每个小组选派代表利用实物投影仪展示，并概述两种细胞分裂的具体过程。

同学讨论、修改，选出最佳图示。

教师指导学生对两种细胞的分裂过程进行分析，了解它们分裂过程的异同点，并描述细胞分裂的一般过程：细胞核一分为二——细胞质分成两份——动物细胞的细胞膜向中部凹陷而缢裂成两个细胞；植物细胞在细胞中央形成新的细胞壁和细胞膜。

学生质疑：分裂的新细胞与原细胞的染色体的数目为什么相同？
学生根据教材提供的信息进行讨论、交流，最后达成共识。

染色体的数量在细胞开始分裂时已经加倍，在分裂过程中分成完全相同的两份分别进入两个新细胞中。

所以，新细胞与原细胞的染色体的数目和形态完全相同。

2．细胞的生长
学生根据教材中的信息画出幼小细胞和成熟细胞的结构简图，每个小组选派代表展示图示，并概述细胞生长过程。

通过分析讨论，达成共识。

细胞体积的逐渐增大就是细胞的生长。

细胞在生长过程中需要从周围环境吸收营养物质，并且转变成自身物质，使体积逐渐增大。

并通过计算比较篮球和乒乓球的表面积和体积
之比，说明细胞的逐渐增大需要的营养物质不断增加，细胞吸收的物质不能满足细胞生长的需要，所以，细胞停止生长。

归析整合
教师引导学生从细胞核是遗传信息库的角度对本节课的内容进行整合。

自测自评
每个小组成员分别出几个能够涵盖本节知识点的题目，与其他小组的同学交换，进行检测，并相互评价。

矫正提高
在教师的指导下，对错题率比较高的知识点进行巩固，通过题目再进行检测(题目难度有所提高)，在此基础上使学生对问题的分析能力得到进一步提高。

参考资料
1．细胞的大小
高等动植物组织细胞的直径一般在10～100 μm的范围，多数为20～30 μm。

但也有例外，如卵细胞就特别大，鸵鸟卵细胞直径为5 cm，鸡卵细胞为2～3 cm，人卵细胞为200 μm；有些神经细胞的突起可长达1 m，但细胞体的直径不会超过100 μm；小型白细胞的直径只有3～4 μm，人的红细胞的直径为7 μm。

植物细胞在分裂以后，随着细胞的发育与分化，有一个明显的细胞体积增长过程。

分生组织的细胞较小，分化的细胞较大。

分析高等动植物细胞的大小可以发现这样的规律，不论种的差异多大，同一器官与组织的细胞的大小总是在一个恒定的范围之内。

例如，象与小鼠的体形大小悬殊，但象与小鼠相应器官与组织的细胞的大小却无明显差异，不仅相应的体细胞大小相似，性细胞的大小也无明显的差异。

又如哺乳动物的肾细胞、肝细胞或其他细胞，在人、牛、马、象与小鼠中，相应细胞的大小几乎相同。

因此，器官的大小主要决定于细胞的数量，与细胞的数量成正比，而与细胞的大小无关。

细胞的体积与相对表面积成反比关系，细胞体积越大，其相对表面积就越小，细胞与周围环境交换物质的能力就越小。

有些细胞表面形成很多突起，增加了表面积。

卵细胞一般与外界交换物质较少，故表面积与体积的比例关系不受此限制，细胞可以长得比较大。

细胞的核与质之间也有一定的比例关系。

一种较为普遍的现象是，不论细胞体积大小相差多大，但各种细胞核的大小相差却不大。

由于一个细胞核内所含的遗传信息量是有限的，因此一个细胞核能控制细胞质的量也必有一定限度，细胞质的体积不能无限增大。

细胞内物质的交流与细胞体积也有关系。

细胞内的物质从一端向另一端运输或扩散应该有时间限制，假如细胞的体积很大，势必会影响物质传递与交流的速度，细胞内部的生命活动就得不到灵敏的调控。

受上述种种因素的影响，细胞作为生命活动的基本单位，其体积必然要适应其代谢活动的要求，应有一定的限度。

因此，一般来说，数百微米的直径应该是细胞大小的上限了。

2．克隆
任何克隆都是从胚胎干细胞或外周干细胞(成年干细胞)演变而来的。

2005年7月，台湾一对双胞胎克隆羊成功。

这对克隆羊不仅是台湾岛内草食性动物克隆成功的首例，也是世界上以阿尔拜因成羊耳朵细胞为供核源克隆成功的首例。

阿尔拜因乳羊原产地在法国阿尔卑斯山下的阿尔拜因村，产乳期长约300天，每日产乳高达3.5 kg。

2005年9月，又有3头带有人类基因的克隆牛在阿根廷诞生，它们的细胞中含有人类生长激素基因，从其乳液中可以提取大量药用蛋白质，用以治疗儿童侏儒症。

2005年10月中，我国第一头利用玻璃化冷冻技术培育出的体细胞克隆牛在山东诞生。

在此之前，我国一直沿用的是鲜胚移植技术。

2005年10月底又有一对双胞胎体细胞克隆奶牛顺利降生。

接着，2005年9～10月相继诞生4只带有医用蛋白的转基因体细胞克隆奶山羊，目前3只成活。

它们的DNA中含有β干扰素基因和转抗凝血酶素Ⅲ基因，将来可以在乳液中分泌β干扰素基因和转抗凝血酶素Ⅲ。

不过，用体细胞克隆动物已不是新技术，值得提及的是一种克隆新技术。

2005年8月，丹麦和澳大利亚研究人员发明了在显微镜下用极薄的刀片将卵子切成两半的技术。

这个操作要切得恰到好处，使一半带有完整的细胞核，另一半只有细胞质。

然后将两份只有细胞质的一半细胞融合在一起，构成一个相当于完整去核卵细胞的结构，再与需要克隆的动物的体细胞核结合，用电流刺激使其分裂发育，产生胚胎。

用这种方法产生的牛胚胎，有一半成功发育到胚泡的阶段，可以用来移植，成功率并不比现行的克隆技术低。

研究者将7个胚泡移植到母牛的子宫里，6个成孕，其中3个胚胎150天后仍在发育。

而最近有报告说，一般移植后的牛胚胎通常只有25%在受孕30天以后仍然发育。

现在已经有一头用这种方法克隆的小牛在澳大利亚诞生。

研究人员认为，用此法克隆出的小牛可能会比用以往技术克隆的更加健康，不过这一点还需要证实。