备课素材：细胞核的结构和功能大单元教学设计-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

备课素材：细胞核的结构和功能大单元教学设计-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1主备人备课成员设计意图本单元教学设计旨在帮助学生掌握细胞核的结构和功能，通过实验和案例分析，引导学生理解细胞核在细胞生命活动中的重要作用，培养科学探究能力和生物学科素养。结合人教版高中生物必修1教材，设计了一系列与课本内容紧密相关的教学活动，旨在提高学生的学习兴趣和参与度。核心素养目标分析学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识。

学生在进入高一生物课程之前，已经具备了一定的生物学基础知识，如细胞的基本结构和功能、生物体的基本生命活动等。然而，对于细胞核的详细结构和功能，他们可能只有初步的了解，尚未深入。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格。

高中生对生物学普遍抱有较高的兴趣，尤其是对生命现象和生物技术的探究。他们在学习上具有一定的分析问题和解决问题的能力，但可能缺乏系统性的思维训练。学习风格上，部分学生可能更倾向于通过实验操作来学习，而另一部分学生可能更偏好通过理论讲解和案例分析来理解知识。

3.学生可能遇到的困难和挑战。

学生在理解细胞核的结构和功能时可能会遇到以下困难：一是对细胞核内部结构的复杂性和相互关系的理解；二是将细胞核的功能与细胞的其他部分的生命活动相联系；三是实验操作技能的掌握，特别是在观察和记录细胞核结构时。此外，学生可能对抽象概念的理解存在障碍，需要通过具体的实例和实验来辅助学习。学具准备Xxx课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：确保每位学生都有人教版高中生物必修1教材。

2.辅助材料：准备细胞核结构图、细胞核功能相关视频、细胞核DNA复制过程动画等多媒体资源。

3.实验器材：显微镜、载玻片、盖玻片、染色剂等实验器材，确保实验的顺利进行。

4.教室布置：设置分组讨论区，确保实验操作台干净整洁，便于学生进行细胞核观察实验。教学流程一、导入新课（5分钟）

详细内容：

1.以提问方式引入：同学们，你们知道细胞是生命活动的基本单位吗？细胞内部有哪些重要的结构？

2.展示细胞结构图，引导学生回顾细胞的基本结构。

3.提出本节课的学习目标：今天我们将深入探讨细胞核的结构和功能。

二、新课讲授（15分钟）

1.详细内容：

a.通过PPT展示细胞核的结构图，讲解细胞核的组成和结构特点，如核膜、核仁、染色质等。

b.结合实例，说明细胞核在细胞分裂、遗传信息传递中的作用。

c.讲解细胞核的化学成分，如DNA、RNA、蛋白质等，以及它们在细胞核功能中的重要性。

2.详细内容：

a.通过实验视频，展示细胞核在细胞分裂过程中的动态变化。

b.分析细胞核在不同细胞类型中的功能和差异。

c.讨论细胞核功能异常与疾病的关系。

3.详细内容：

a.引导学生思考细胞核在生物进化中的作用。

b.结合实例，说明细胞核功能研究在生物技术领域的应用。

c.强调细胞核研究对人类健康的重要意义。

三、实践活动（15分钟）

1.详细内容：

a.学生分组，观察载玻片上的细胞核结构，记录观察结果。

b.分享观察心得，讨论细胞核在不同细胞类型中的差异。

c.根据观察结果，总结细胞核的结构特点。

2.详细内容：

a.学生分组，进行细胞核DNA复制实验，观察实验现象。

b.讨论DNA复制过程中的关键步骤和调控机制。

c.分析实验结果，验证DNA复制的基本原理。

3.详细内容：

a.学生分组，研究细胞核功能异常导致的疾病案例。

b.讨论细胞核功能异常与疾病发生的关系。

c.总结细胞核研究在疾病防治中的潜在应用。

四、学生小组讨论（15分钟）

1.举例回答：

a.学生讨论细胞核在细胞分裂中的作用，回答：“细胞核在细胞分裂过程中负责遗传信息的传递，确保子细胞与亲代细胞具有相同的遗传物质。”

2.举例回答：

b.学生讨论细胞核功能异常与疾病的关系，回答：“细胞核功能异常可能导致基因突变，进而引发遗传性疾病，如癌症。”

3.举例回答：

c.学生讨论细胞核研究在生物技术领域的应用，回答：“细胞核研究有助于开发基因编辑技术，为疾病治疗提供新的策略。”

五、总结回顾（5分钟）

内容：

1.回顾本节课所学内容，强调细胞核的结构和功能。

2.总结细胞核在细胞生命活动中的重要性。

3.强调细胞核研究在生物学和医学领域的意义。

用时：45分钟教学资源拓展1.拓展资源：

a.细胞核的进化：探讨细胞核在进化过程中的演变，包括真核细胞与原核细胞核结构差异的进化意义。

b.核酸的研究进展：介绍DNA和RNA的研究进展，包括基因工程、分子克隆等现代生物技术中的核酸应用。

c.核仁的功能：深入研究核仁在细胞周期中的角色，以及核仁异常与人类疾病的关系。

2.拓展建议：

a.阅读相关文献：推荐学生阅读关于细胞核结构的最新科研论文，如《Nature》或《Science》上发表的文章，以了解该领域的最新研究成果。

b.观看科普视频：推荐观看由知名科普机构制作的关于细胞核功能的科普视频，如《细胞探秘：细胞核的奥秘》等，以直观理解细胞核的功能。

c.参与实验设计：鼓励学生参与实验室的细胞核功能实验设计，如细胞核提取实验、细胞核DNA提取和纯化实验等，以提高学生的实验操作技能和科学探究能力。

3.拓展资源：

a.基因调控：介绍细胞核内基因调控机制，包括转录因子、增强子和沉默子等调控元件的作用。

b.病毒与细胞核：研究病毒如何利用宿主细胞的细胞核进行繁殖，以及这一过程对细胞核功能的影响。

c.核孔复合体：探讨核孔复合体在细胞核与细胞质物质交换中的作用，以及核孔异常与人类疾病的关系。

4.拓展建议：

a.分析案例研究：指导学生分析具体的病例研究，如肿瘤细胞核异常与癌症发生发展的关系，以提高学生对理论知识的理解和应用能力。

b.参与学术讨论：鼓励学生参与生物学相关的学术讨论会或讲座，以拓宽知识面，增强学术交流能力。

c.开展研究项目：支持学生参与学校或社区的生物学研究项目，如细胞核功能的研究，以培养学生的科研兴趣和团队合作精神。

5.拓展资源：

a.核酸技术：介绍PCR、RT-qPCR等核酸分析技术，以及它们在细胞核功能研究中的应用。

b.核酸编辑技术：探讨CRISPR/Cas9等核酸编辑技术，以及它们在细胞核功能研究中的潜力。

c.细胞器互作：研究细胞核与其他细胞器（如线粒体、内质网）的互作，以及这种互作对细胞核功能的影响。

6.拓展建议：

a.学习实验室操作：指导学生学习实验室的基本操作，如核酸提取、PCR扩增等，以提高实验技能。

b.探索生物信息学：引导学生学习生物信息学的基础知识，如基因组学、蛋白质组学等，以辅助细胞核功能的研究。

c.参加科学竞赛：鼓励学生参加生物学相关的科学竞赛，如生物奥林匹克竞赛等，以激发学生的创新思维和竞争意识。板书设计①细胞核的结构

-核膜：双层膜结构，具有核孔复合体，负责核质物质交换

-核仁：与rRNA合成和核糖体组装有关

-染色质：由DNA和蛋白质组成，是遗传信息的载体

-核骨架：由蛋白质纤维构成，维持核形态和染色质结构

②细胞核的功能

-遗传信息存储与传递：DNA储存遗传信息，通过转录和翻译传递给子细胞

-细胞周期调控：细胞核调控细胞分裂过程，确保遗传物质准确分配

-蛋白质合成调控：细胞核内基因表达调控蛋白质合成，影响细胞功能

③细胞核异常与疾病

-核异质：细胞核形态异常，可能引发肿瘤

-核孔异常：核孔复合体功能异常，影响物质交换和基因表达

-核仁异常：核仁形态和功能异常，可能导致细胞生长和分化异常典型例题讲解例题1：

题目：某细胞在分裂过程中，细胞核内DNA含量加倍，但染色体数目不变，请解释这一现象。

答案：在细胞分裂过程中，DNA含量加倍发生在有丝分裂的间期，此时细胞通过DNA复制使DNA含量加倍。然而，染色体数目不变是因为在有丝分裂的后期，染色体会进行缩短和凝集，使得姐妹染色单体分开成为独立的染色体，但染色体的总数保持不变。

例题2：

题目：在观察有丝分裂细胞时，为什么在细胞周期的中期细胞核膜和核仁消失？

答案：在细胞周期的中期，细胞核膜和核仁消失是因为细胞正在准备分裂。此时，核膜上的核孔复合体开始解聚，核膜和核仁逐渐消失，以便染色质得以凝集成为染色体，为后续的细胞分裂做准备。

例题3：

题目：解释以下现象：在细胞有丝分裂的末期，细胞质开始分裂，但细胞核尚未分裂。

答案：在细胞有丝分裂的末期，细胞质分裂是通过细胞质分裂膜的形成来实现的，这一过程与细胞核分裂是独立的。细胞核分裂通常发生在细胞质分裂之后，确保每个子细胞都能获得完整的遗传物质。

例题4：

题目：为什么细胞核在细胞分化过程中不发生变化？

答案：细胞核在细胞分化过程中不发生变化是因为细胞核内含有该生物所有基因的遗传信息，而细胞分化是基因选择性表达的结果。细胞核内的基因在分化过程中并不会改变，只是不同细胞根据其功能需求选择性地表达特定的基因。

例题5：

题目：在细胞核中，哪些蛋白质与DNA复制有关？

答案：在细胞核中，以下蛋白质与DNA复制有关：

-DNA聚合酶：负责DNA链的合成。

-解旋酶：解开DNA双链，为DNA复制提供单链模板。

-DNA连接酶：连接DNA片段，修复DNA损伤。

-DNA拓扑异构酶：改变DNA的拓扑结构，有助于DNA复制。

-蛋白质因子：帮助DNA聚合酶识别起始点，稳定DNA复制过程。

这些蛋白质共同作用，确保DNA复制过程的准确性和高效性。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.创设实验探究情境：在讲解细胞核结构和功能时，我尝试设计了一系列实验探究活动，让学生通过动手操作来观察和理解细胞核的变化，这种以实验为主的探究教学能够激发学生的学习兴趣，提高他们的实践能力。

2.融入多媒体教学资源：我使用了多媒体课件、视频等资源，将抽象的细胞核结构形象化，帮助学生更好地理解细胞核的功能和作用，这种多媒体教学手段使课堂变得更加生动有趣。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对抽象概念理解困难：在讲解细胞核的某些功能时，如DNA复制和转录，部分学生难以理解其复杂的过程和机制。这需要我在教学中更加注重概念的解释和实例的运用，帮助学生建立清晰的知识框架。

2.学生实验操作技能不足：在实验操作环节，我发现部分学生缺乏基本的实验技能，这影响了实验的准确性和效率。因此，我需要加强学生的实验技能训练，确保每个学生都能掌握必要的实验操作。

3.评价方式单一：目前的教学评价主要依赖于学生的考试成绩，这种评价方式可能无法全面反映学生的学习情况和进步。我计划引入多元化的评价方式，如课堂表现、实验报告、小组讨论等，以更全面地评估学生的学习成果。

反思改进措施（三）改进措施

1.强化概念教学：针对学生对抽象概念理解困难的问题，我将在教学中更加注重概念的解释，通过类比、实例等方式帮助学生理解。同时，我将设计一些思维导图，帮助学生构建知识网络。

2.提升实验技能：为了提高学生的实验操作技能，我计划在实验课前进行专门的实验技能培训，包括实验器材的使用、实验步骤的规范等。此外，我将鼓励学生参与实验设计，提高他们的实验创新能力和解决问题的能力。

3.实施多元化评价：我将尝试引入多元化的评价方式，如课堂提问、实验报告、小组讨论、学生自评和互评等。通过这些评价方式，我可以更全面地了解学生的学习情况，并及时给予反馈，促进学生的全面发展。教学评价与反馈1.课堂表现：

学生在课堂上的参与度较高，能够积极回答问题，提出自己的观点。对于细胞核的结构和功能的相关知识，学生们能够较为准确地描述核膜、核仁、染色质等组成部分，并能结合实例说明其在细胞分裂和遗传信息传递中的作用。

2.小组讨论成果展示：

在小组讨论环节，学生们能够围绕细胞核的DNA复制、转录和翻译等过程展开深入讨论。各小组的展示内容丰富，能够清晰地展示细胞核在不同生命活动中的作用，以及这些过程在疾病和生物技术中的应用。

3.随堂测试：

通过随堂测试，我发现学生对于细胞核的基本结构和功能的掌握情况较好，但对于DNA复制过程中的一些细节，如半保留复制的具体机制，学生的理解还有待加强。测试结果显示，学生在实验操作技能上的掌握也较为平均。

4.学生自评与互评：

学生在自评中能够认识到自己在学习过程中的优点和不足，如部分学生能够主