细胞的增殖 教学设计

工作案例课题：细胞增殖科目：生物教学对象：高二学生课时：第1课时提供者：单位：一、教学内容分析“细胞增殖”人教版生物（必修1）第6章第1节的内容。它与前面所学的遗传信息的携带者——核酸，细胞核——代谢活动的调控中心，高尔基体的功能，中心体的结构与功能等内容有密切的联系，本节内容主要包括细胞不能够无限长大、细胞增殖及其意义、细胞周期、有丝分裂等。其中模拟探究细胞大小与物质运输的关系和有丝分裂的过程是教学重点也是教学难点。通过模拟探究实验可使学生明白细胞分裂的必要性。其中有丝分裂是学生学习减数分裂和遗传规律的基础，还是学生学习DNA复制及遗传信息传递的重要基础，甚至是学生学习选修模块的基础。二、教学目标知识目标（1）模拟探究细胞大小与物质运输的关系，探讨细胞不能无限长大的原因。（2）举例说明细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。（3）简述细胞的生长和增殖的周期性。（4）观察细胞的有丝分裂并概述其过程。2、能力目标（1）尝试用模拟的方法进行科学研究。（2）运用数学分析、归纳和推理方法处理和分析实验数据。（3）通过学习有丝分裂过程培养学生分析图像、解读图像的能力。（4）学习用曲线图描述DNA和染色体数量的变化规律3、德育目标（1）树立生物体的结构与功能、局部与整体相统一的观点。（2）形成学生实事求是的科学态度和一丝不苟的科学精神。（3）养成学生批判性思考的能力。三、学习者特征分析高中学生的基础知识比较扎实，学习的自觉性和主动性较高，对生物课程的学习，他们也有着浓厚的兴趣，抽象思维能力和综合思维能力较强。他们在初中曾学过“细胞通过分裂产生新细胞”，但是在当时对细胞分裂的了解还是很浅，没有深入到细胞分裂过程的水平。因此，教学中可以充分利用学生已有的知识基础并遵循学生的认知规律，通过适当的教学策略，使新知识有效地整合进学生原有的知识网络中，使学生的知识体系得到丰富和发展。四、教学策略选择与设计1、教学策略本节课教学内容理论性很强，比较抽象繁杂，所以课前我会指导学生预习和搜集有关资料，课堂上充分利用多媒体辅助教学，增强教学的直观性和形象性。引导学生主动参与讨论，认真思考和记笔记。培养学生运用对比、推理等方法分析问题。关于细胞不能够无限长大，我安排了一个模拟探究实验，这个实验操作过程简单，但是，实验后的讨论题却有相当的思维力度，因此，教师一定要引导学生分析好实验数据，能够让学生采用联想的方法将模拟实验结果迁移到真实细胞。通过模拟探究使学生了解了细胞增殖的必要性，明白了生物体的生长还要靠细胞增殖增加细胞数量。在讲有丝分裂时，为了能够让学生真正掌握各个时期的主要特点，我采用了多媒体课件逐步演示与黑板板图相结合的方式分步讲解，充分调动学生参与整个学习过程。通过学习使学生了解到认识和分析一个生命现象可以有多种不同的方法，即除了一般的文字描述外，还可以用图形描述特点，用图解突出重点，用曲线描述量的变化规律，通过实验验证生物学知识等。使学生在掌握知识的同时了解一些常用的科学研究方法。2、教学方法：实验探究法、讲述法、讨论法相结合五、教学重点及难点教学重点（1）通过探究细胞大小与物质运输关系的模拟实验理解细胞不能无限长大的原因。（2）细胞生长和增殖的周期性。（3）真核细胞有丝分裂的过程。教学难点（1）细胞表面积与体积之比和细胞物质运输效率的关系。（2）真核细胞有丝分裂过程中，各时期染色体行为和数目的变化，以及DNA数量的变化.六、教学过程教师活动学生活动设计意图由旧知识导入新课提问：从细胞变化的角度分析，生物体为什么能由小长大？与鼠相比较，大象的个体很大，是不是组成大象的细胞体积特别大？评价学生回答后引导学生思考：事实上，不同动植物的同类器官或组织的细胞大小一般无明显差异，并且生物体内的细胞都是很微小的。为什么细胞不能够无限长大呢？学生回答：是细胞分裂和细胞生长的结果。不是，主要是因为大象体内的细胞数量多联系学生已有的知识。创设问题情景,激发学生的探究欲望，主动地参与学习过程。细胞不能够无限长大引导学生分析课前布置的模拟探究实验“细胞大小与物质运输的关系”。

讨论实验过程中出现的想象及结果，指导学生进行试验数据的分析：根据实验结果，引导学生思考如何计算NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比？通过讨论，让学生主动获得知识，使学生学会用联想的方法将模拟实验的结果迁移到细胞。倾听学生的讨论结果后继续引导学生思考，既然细胞越小，细胞的物质运输的效率就越高，那么，细胞体积是不是越小越好？通过模拟实验和讨论，学生充分理解了细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低，细胞表面积和体积的关系限制了细胞的长大。使学生亲身参与探究过程，激发学生的求知欲，有利于学生对知识的建构和科学研究方法的领悟。通过讨论使学生深入思考，并且会用联想的方法将模拟实验的结果迁移到细胞。通过对“细胞体积是不是越小越好？”的讨论还有利于培养学生批判性思维的能力。细胞通过分裂进行增殖既然细胞体积不能无限长大，那么，生物体积的增大必然要靠细胞增殖来增加细胞数量。细胞是如何增殖呢？组织学生阅读教材并讨论：①细胞增殖有什么重要意义？②真核细胞增殖的方式有哪些？③什么是细胞周期？细胞周期包括哪几个阶段？它们在时间分配上有什么特点？关于细胞周期的概念，教师要引导学生准确理解，只有“连续分裂的细胞”才具有细胞周期，例如皮肤的生发层细胞、根的分生区细胞等。学生自主阅读、思考，并回答有关问题。让学生自主学习，主动建构新知识。高等植物细胞的有丝分裂教师通过模拟动画逐步展示高等植物有丝分裂各时期的动态过程，与此同时，教师还在黑板上进行有关板图。在间期，教师要让学生明白染色体复制后可形成姐妹染色单体，由于染色体呈细丝状，在光学显微镜下还看不清楚。染色体复制后，染色体本身的数量并没有发生改变，但是DNA数量加倍，每条染色单体各含有一个DNA。在前期，教师要引导学生分析出“细胞核中出现了什么、什么消失了”，并且要学生知道是从细胞两极发出的纺锤丝形成纺锤体，染色体散乱分布在纺锤体中央。在中期，教师要引导学生分析出在纺锤丝的牵引下，染色体的着丝点排列在赤道板上，染色体形态稳定，数目清晰，是观察染色体的最好时期。关于赤道板，要让学生明白是由于它与纺锤体的中轴相垂直而得名，实际上并不存在这个结构。在后期，教师要引导学生分析出着丝点一分为二，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，在纺锤丝牵引下染色体向两极移动，形成两套数目和形态完全相同的染色体。在末期，教师要引导学生分析出细胞核中什么消失了？什么重新出现了？植物细胞在赤道板位置上出现了细胞板，进而形成新的细胞壁，最后一个细胞分裂成两个子细胞。最后，教师再一次利用3D动画整体演示有丝分裂过程，使学生更好地理解各时期的特征应用反馈课本P115复习题学生在教师的引导下观察有关动画、板图，思考并学会概述各个时期的主要特点。学生独立思考后回答（答案参见课件让学生通过观察图片、板图来观察细胞内所发生的现象，引起思考，加深理解。课件中的模拟动画可将微观、抽象的生命现象形象生动地呈现在学生眼前，有助于学生更好地理解各时期的特征，也可使学生理解有丝分裂的各个时期是为了研究方便人为划分的，它们实际上是一个动态的连续过程。知识内化、迁移七、教学评价设计见附表一八、板书设计一、细胞不能够无限长大的原因1、细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大2、细胞核所控制的范围二、细胞通过分裂进行增殖1、细胞增殖的意义2、真核细胞分裂的方式三、高等植物细胞的有丝分裂1、细胞周期的概念2、有丝分裂各时期的主要特点3、染色体、染色单体的行为和数目变化、DNA数量变化九．教学反思可以从如下角度进行反思（不少于200字）：本堂课的教学内容比较多，时间十分紧凑，教师一定要合理安排好各个环节的教学内容，做到重点突出。为此，我充分运用了“问题探究教学法”，尽力挖掘学生原有的知识、经验，注重学生的学习过程，体现学生主体性学习，使学生由知识的接受者转变为知识的探索者和研究者，最大限度地培养了学生实验操作能力、处理问题能力、获取信息能力以及逻辑推理等能力。本节课教学内容十分抽象、微观，学生学起来觉得比较困难。为此，我很注重课程资源的选择、整合和优化。通过课件逐步演示有丝分裂各时期的特点，很好地让学生感受了细胞分裂过程的动态性和连续性。黑板板图的应用又克服了多媒体手段转瞬即逝的弊端，较好地化难为易，化抽象为形象，取得了良好的教学效果。此外，我还将模拟实验引入课堂，通过探究学习、自主学习和合作学习，发挥了学生的主体作用,使学生感知知识的形成,领悟科学的研究方法──模拟方法,更有助于知识的建构，取得了很好的教学效果。这种亲身探究、生生互动的教学场景和开放式的教学模式、学习方式正是新课程改革所倡导的。但是，在探究性学习过程中，教师如何做好引导、指导工作，如何调动每一位同学的积极性，还有待于进一步研究。附表一学生学习活动评价表项目评分细则评分课堂表现40分认真听课，积极进行课堂学习活动。并有自已独立的见解。40分基本上能认真听课，积极进行课堂学习活动。30分能认真听课，并进行课堂学习活动。但有分神的现象。要教师约束。20分在教师的约束学习活动不佳。15分或以下作业完成20分按时保质保量独立完成，并有独特见解。20分按时保质保量独立完成。15分基本能按时完成。10分有不交作业或抄袭等的现象。5分或以下小组活动40分积极参加小组活动，有独立见解，动手、动口、动脑能力强，与同学合作愉快。40分积极参加小组活动，爱动手、动口、动脑能力强，与同学合作愉快。35分能参加小组活动，与同学合作愉快。30分达不到以上要求。20分或以下总评80分以上评优，70-80评良，50-60评合格，50分以下评不合格。总分：等级：细胞的增殖【教学目标】

知识目标

1．从细胞物质交换方面模拟探究细胞不能无限长大的原因。

2．细胞增殖的方式和意义。

3．细胞周期的概念，植物细胞有丝分裂的过程。

4．分析植物细胞有丝分裂过程中染色体、DNA的变化规律。

能力目标

1．尝试通过模拟实验以进行科学研究,培养学生的探究能力。

2．利用数学、物理方法处理和分析实验数据的能力。

3．运用细胞不能无限长大的原理解释某些生命现象。

4．养成批判性思考问题的能力。

5．能够利用多种媒体获取生物信息。

情感目标

1．形成结构与功能、局部与整体相统一的生物学思想。

2．使学生形成实事求是的科学态度和一丝不苟的科学精神。

【教学重点和难点】

教学重点细胞周期及植物细胞有丝分裂的过程。

教学难点植物细胞有丝分裂各个时期DNA、染色体的变化规律。

难点突破通过模拟实验和制作动态的多媒体课件，使抽象的问题具体化，复杂的问题简单化，再加以随堂训练，攻克难点。

【教学方法】

探究、讲述和讨论的方法。

【教学用具】

教学模型、多媒体课件。

【教学过程】

程序教师活动学生活动设计意图导入

新课

大家看一下教材110页图：象与鼠（投影展示），讨论：象与鼠的形体差距悬殊，象的体细胞是否比鼠的体细胞大？二者形体差距的主要原因是什么？

评价学生的回答（出示幻灯片2、3，示细胞的大小。动植物细胞的直径大都在20──30微米之间），引导学生思考：为什么生物体大都是由许多体积很小的细胞组成的，而且细胞生长到一定程度会发生细胞分裂或者不再继续生长呢？细胞为什么不能一直生长形成大型的单细胞生物呢？

学生思考并回答：象与鼠相应器官或组织的细胞大小相似，生物体的生长是细胞分裂和细胞生长的结果，但主要因素是细胞数目的增加。

由学生熟悉的现象导入，创设问题情景,激发学生的探究欲望，发动学生主动地参与学习过程。

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结限制细胞继续增大的因素有哪些呢？

活细胞进行着旺盛的新陈代谢，需要不断的与外界进行物质交换，那么细胞体积增大对细胞与外界的物质交换有什么影响呢？

模拟实验：细胞大小与物质运输的关系。（看书4分钟）

提问：“探究细胞大小与物质的运输关系”的模拟实验是如何设计的？其设计思路是什么？

针对问题，引导学生制定解决方案，设计探究物质扩散速率与细胞大小关系的模拟实验。

教师对各个小组不同的设计方案进行进行评价总结提示：①利用含有酚酞的琼脂块模拟不同大小的细胞；②利用NaOH遇酚酞呈紫红色的原理，检测NaOH渗入琼脂块的速度和深度；

屏幕播放教材中该实验的设计方法及实验操作过程及结果。（出示幻灯片4）。

倾听、总结学生对结果的讨论，继续引发学生思考，既然细胞越小，细胞的物质运输的效率就越高，细胞体积是不是越小越好？

提问：除此之外，还有什么因素能够影响细胞的体积？

提示：细胞核是细胞的控制中心，其所控制的范围是一定的，另外细胞中的各种结构都进行着不同的生理活动，它们是相互联系相互影响的，细胞内的细胞质是不断流动的，细胞太大也不利于细胞内各种成分的交流。

请思考：（出示幻灯片5、6，展示思考题）。

教师点评总结。充分发挥自己的想象力，积极参加讨论，提出模拟实验的设计思路，并比较各种方案的可行性。

阅读教材内容，注意实验的基本操作、注意事项，并仔细观察、记录、分析实验结果。

通过模拟实验和讨论，学生充分理解到细胞体积越大，其相对表面积（即表面积与体积比）越小，细胞的物质运输的效率就越低，细胞与外界的物质交换速率主要取决于表面积与体积的比。

经过思考，得出结论：细胞的新陈代谢并不只与物质交换速度有关，其内部还需要一些重要而复杂的结构。

经过思考回答：细胞的核质比以及细胞内物质的交流。

思考回答。使学生亲身参与探究过程，有利于学生知识的建构和科学研究方法的领悟。

通过讨论使学生深入思考，并用联想的方法将模拟实验的结果迁移到细胞。

有利于培养学生批判性思维的能力。

开拓思维，培养学生独立分析问题的能力。

对知识的巩固和应用。

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结组织学生阅读教材并讨论：

1．体细胞的分裂有什么规律？（出示幻灯片8）。

2、什么是细胞周期？是否所有的细胞都有细胞周期？

3．不同种类细胞的细胞周期持续时间是否相同？

4．细胞周期包括哪两个阶段？它们在时间分配上有什么特点？

5、细胞分裂期的四个时期是如何划分的，它们之间是否有明确的分界？

演示幻灯片，点评学生的回答并补充、总结：①关于细胞周期的概念，要强调只有“连续分裂的细胞”才具有细胞周期，例如皮肤的生发层细胞、根的分生区细胞等；而高度分化，失去分裂增殖能力的细胞，例如神经细胞等不具有细胞周期。②分裂期的四个时期是人为划分的，它们之间没有明确的分界。

用课件模拟展示细胞分裂的动态过程。

观察分裂间期的细胞，引导学生分析间期的主要变化及变化的结果。

观察分裂各个时期的细胞，注意每个时期所发生的主要变化。

提问：1、分裂前期所发生的主要变化有哪些？染色质转变成染色体的生物学意义？（提示：可以使DNA分子在分离的过程中不损坏，保证了遗传信息的完整性，确保染色体在子细胞中的平均分配。）

2、分裂中期所发生的主要变化有哪些？什么是赤道板？（提示：赤道板是垂直与纺锤体的纵轴，并将其平分的一个平面，实际上并无板状结构存在。）

3、分裂后期所发生的主要变化有哪些？

4、分裂末期所发生的主要变化有哪些？（与分裂前期进行比较）

教师同学生一起分析、归纳有丝分裂的实质。

在授课过程中穿插介绍我国科学家在“细胞增殖”领域中的研究进展及成果。学生在理解教材内容的基础上回答问题。

周期性：细胞周期是指从上一次细胞分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，只有连续分裂的细胞才具有细胞周期；不同种类细胞的细胞周期持续时间是不相同的；细胞周期包括

分裂间期（较长）和分裂期（较短）；细胞分裂期是一个连续的过程，各个时期之间无明显的分界，被人为的分为前、中、后、末四个时期。

学生观察、思考并描述各个时期的特点。

分裂前期所发生的最主要的变化出现染色体。

染色体的着丝点被纺锤丝牵引到赤道板上。

染色体的着丝点分裂，完全相同的两套染色体被牵向细胞两极。

最主要的是染色体又恢复成染色质的状态。

学生自主学习，主动建构新知识。

观察现象，引起思考，加深理解。

通过提问，加深学生对分裂各个时期及特点的理解。

使学生了解中国科学研究的前沿工作，激发兴趣，发展相关情感。

巩

固

与

反

馈提问：

1．DNA复制和染色体数目加倍分别发生在哪个时期?

2．与高等植物细胞有丝分裂有关的细胞器有哪些？它们分别有哪些作用？

3、细胞有丝分裂的意义有哪些？

4、根据细胞分裂过程中染色体、DNA的变化规律，画出二者的变化图象。

讨论：

正常骨髓细胞的细胞周期约为40小时，急性淋巴性白血病白细胞的细胞周期为2-10天。医院采用化疗的方法最大限度地杀伤肿瘤细胞，保存骨髓细胞。推断给药的时间间隔并简述理由。（提示：使化疗药物作用于肿瘤细胞的每一个细胞周期，同时对正常骨髓细胞的影响最小）

请思考：（出示幻灯片15、16、17、18，展示思考题）。

教师点评总结。学生思考回答：

分别发生在间期和后期。

核糖体（合成蛋白质的场所）、高尔基体（形成细胞壁）、线粒体（供能）等。

保证了亲子代细胞之间遗传物质的稳定性。

略。

学生在充分讨论后得出结论，给药时间间隔应控制在40～48小时之间。

思考回答。了解学生对知识的理解情况，及时调整教学，为继续学习奠定基础。

锻炼学生对知识的归纳总结以及灵活运用能力。

联系实际，将知识拓展、延伸。

提高学生解决实际问题的能力。

对知识