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2019-2020年高中生物《細(xì)胞的增殖》教案14 新人教版必修1 1.教學(xué)目標(biāo) 知識(shí) （1）說(shuō)出多細(xì)胞生物體器官的大小主要決定于細(xì)胞數(shù)量的多少； （2）解釋細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大的原因； （3）區(qū)別細(xì)胞增殖、細(xì)胞分裂、細(xì)胞周期等概念； （4）設(shè)計(jì)探究細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸關(guān)系的模擬實(shí)驗(yàn)，利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析后得出結(jié)論。 情感態(tài)度與價(jià)值觀 （1）樹(shù)立生物體的結(jié)構(gòu)與功能、局部與整體相統(tǒng)一的觀點(diǎn)； （2）養(yǎng)成質(zhì)疑、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)、創(chuàng)新及勇于實(shí)踐的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。 能力 （1）嘗試用模擬的方法進(jìn)行科學(xué)研究； （2）利用數(shù)學(xué)方法處理和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)； （3）運(yùn)用分析、歸納和推理能力進(jìn)行問(wèn)題探討和實(shí)驗(yàn)討論； （4）運(yùn)用細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大的原理解釋某些生命現(xiàn)象； （5）能夠利用多種媒體獲取生物信息。 2.教學(xué)重點(diǎn) 通過(guò)探究細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸關(guān)系的模擬實(shí)驗(yàn)理解細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大的原因。 3.教學(xué)難點(diǎn) 細(xì)胞表面積與體積之比和細(xì)胞物質(zhì)運(yùn)輸效率的關(guān)系。 4.教學(xué)建議 應(yīng)結(jié)合多媒體課件和教參配套光盤(pán)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)探究活動(dòng)，主動(dòng)學(xué)習(xí)。 5.教學(xué)過(guò)程 屏幕展示生長(zhǎng)繁茂的植物圖片。 教師引導(dǎo)：當(dāng)你遠(yuǎn)離城市的喧囂，置身于這一秀美的環(huán)境中，眼望著吐蕊的鮮花時(shí)，能否激起你對(duì)生命的遐想？ 鮮花吐蕊，綠葉蔥蘢，抑或花瓣凋落，枯葉飄零，展示著個(gè)體的生命現(xiàn)象，折射出細(xì)胞的生命歷程。 屏幕展示動(dòng)物細(xì)胞分裂的顯微圖片。 教師引導(dǎo)：生物都要經(jīng)歷出生、生長(zhǎng)、成熟、繁殖、衰老直至最后死亡的生命歷程，活細(xì)胞也是這樣。 就在你坐在課堂學(xué)習(xí)的時(shí)候，你身體內(nèi)就有許多細(xì)胞在分裂，有些細(xì)胞 在生長(zhǎng)，有些細(xì)胞在變老，有些細(xì)胞剛剛結(jié)束自己的生命歷程。 生長(zhǎng)，增殖，衰老，凋亡……細(xì)胞的生命歷程大多短暫，卻都對(duì)個(gè)體的生命有一份貢獻(xiàn)。 屏幕分別播放象和鼠的生活畫(huà)面。象與鼠的個(gè)體大小相差懸殊。討論： 1.細(xì)胞體積增大,可以使生物體生長(zhǎng)嗎？為什么？ 2.請(qǐng)推測(cè)構(gòu)成象與鼠相應(yīng)器官和組織的細(xì)胞大小差異如何？ 3.生物體的長(zhǎng)大，是靠細(xì)胞數(shù)量的增多還是靠細(xì)胞體積的增大？ 小結(jié)：不同動(dòng)（植）物同類(lèi)器官或組織的細(xì)胞大小一般無(wú)明顯差異，器官大小主要決定于細(xì)胞數(shù)量的多少。因?yàn)?，?xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大。 教師提問(wèn)：細(xì)胞為什么不能無(wú)限長(zhǎng)大？ 教師引導(dǎo)：細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大可能的原因是細(xì)胞體積越大，需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)越多，需要排出的代謝廢物也越多，物質(zhì)的輸入和輸出會(huì)遇到困難?？谡f(shuō)無(wú)憑，科學(xué)要有令人信服的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，需要用實(shí)驗(yàn)來(lái)探究“細(xì)胞大小與物質(zhì)的運(yùn)輸關(guān)系”。細(xì)胞那么小，怎樣測(cè)出不同細(xì)胞的大小以及進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)的量呢？模擬實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究常用的方法之一，我們可以設(shè)計(jì)“探究細(xì)胞大小與物質(zhì)的運(yùn)輸關(guān)系”的模擬實(shí)驗(yàn)。 教師提問(wèn)： “探究細(xì)胞大小與物質(zhì)的運(yùn)輸關(guān)系”的模擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路是什么？該怎樣設(shè)計(jì)？ 教師引導(dǎo)，屏幕展示設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)的提示： 提示一：模擬不同大小的細(xì)胞； 提示二：容易觀察、測(cè)量物質(zhì)進(jìn)出模擬細(xì)胞的量； 提示三：引用化學(xué)、數(shù)學(xué)、物理相關(guān)知識(shí)和方法； 提示四：NaOH和酚酞相遇，呈紫紅色； 提示五：瓊脂加熱后可以混合酚酞等多種物質(zhì)，冷卻固化后，NaOH等物質(zhì)又容易向內(nèi)擴(kuò)散。 教師對(duì)各個(gè)小組不同的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行進(jìn)行評(píng)價(jià)。 屏幕播放教材中該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法及實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程。 屏幕顯示該實(shí)驗(yàn)的的結(jié)果。 依據(jù)該實(shí)驗(yàn)的的結(jié)果進(jìn)行系列分析、討論。 教師提問(wèn)：如果把邊長(zhǎng)3 cm的含酚酞的瓊脂塊切成27塊邊長(zhǎng)1 cm的瓊脂塊，一起都到放入含NaOH溶液的燒杯中，結(jié)果如何？能說(shuō)明什么問(wèn)題？ 教師引導(dǎo)：科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果論證的問(wèn)題僅憑感覺(jué)是不夠的，要想令人信服，必須有準(zhǔn)確、足夠的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明問(wèn)題。 教師提示： 學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)方法處理、解釋實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)！ 測(cè)量每一塊上NaOH擴(kuò)散的深度，記錄測(cè)量結(jié)果，根據(jù)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，填寫(xiě)下表： 邊長(zhǎng) 表面積 體積 表面積/體積 擴(kuò)散深度 擴(kuò)散深度/體積 3 54 27 2 0.4 0.606 2 24 8 3 0.4 0.784 1 6 1 6 0.4 0.996 結(jié)論： 1.瓊脂塊的表面積與體積之比隨瓊脂塊增大而（減?。?； 2.NaOH擴(kuò)散的體積與整個(gè)瓊脂塊的體積之比隨著瓊脂塊的增大而（減?。?。 討論一： 有什么證據(jù)能證明NaOH擴(kuò)散進(jìn)瓊脂塊里去了？NaOH在每一瓊脂塊內(nèi)擴(kuò)散的速率是否相同?為什么? 討論二： 大多數(shù)高等動(dòng)植物細(xì)胞的直徑為20～30 um。請(qǐng)計(jì)算直徑分別為20 um和30 um的細(xì)胞的表面積與體積之比。 教師提示：根據(jù)球體的體積公式V=4/3πr3 ，表面積公式S=4πr2 ，計(jì)算結(jié)果如下表： 細(xì)胞直徑 表面積 體積 表面積/體積 20 1256 4187 0.3 30 2826 14130 0.2 討論三： 在相同時(shí)間內(nèi)，物質(zhì)擴(kuò)散進(jìn)細(xì)胞的體積與細(xì)胞的總體積之比可以反映細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男?。?xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男逝c細(xì)胞大小之間是什么關(guān)系?為什么多細(xì)胞生物體是由許多細(xì)胞而不是由少數(shù)體積更大的細(xì)胞構(gòu)成的?為什么細(xì)胞越大，物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男试降? 屏幕展示圖片，解釋生命現(xiàn)象 1.有些原生動(dòng)物細(xì)胞中的伸縮泡，就是增大膜表面積與體積比。 2.有些個(gè)體較大的原生動(dòng)物的細(xì)胞中出現(xiàn)兩個(gè)細(xì)胞核，是用來(lái)保證正常的核質(zhì)比。 教師提問(wèn)：既然細(xì)胞越小，細(xì)胞表面積相對(duì)就越大，細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男示驮礁?，那為什么?xì)胞體積不是越小越好呢？ 教師展示資料：有人估計(jì)完成細(xì)胞的各項(xiàng)功能至少需要100種酶；每個(gè)酶促反應(yīng)須占有直徑的50 nm的空間；每個(gè)核糖體直徑為10～20 nm。 學(xué)生回答，教師總結(jié)并強(qiáng)調(diào)這種思維方式為批判性思維。 教師總結(jié)：限制細(xì)胞長(zhǎng)大的因素主要有兩方面：細(xì)胞表面積與體積的比和細(xì)胞的核質(zhì)比。 教師提問(wèn)： 1.參照通上面資料，說(shuō)出更多的論證細(xì)胞體積不能太小的資料。 2.再舉出一些學(xué)習(xí)、生活中批判性思維方式的實(shí)例。 生物生長(zhǎng)主要靠細(xì)胞增殖；單細(xì)胞的生物體通過(guò)細(xì)胞增殖而繁衍。多細(xì)胞生物從受精卵開(kāi)始，要經(jīng)過(guò)細(xì)胞的增殖和分化逐漸發(fā)育為成體。生物體內(nèi)，也不斷地有細(xì)胞衰老死亡，需要通過(guò)細(xì)胞增殖加以補(bǔ)充。因此，細(xì)胞增殖是生物體生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎(chǔ)。 那么，細(xì)胞是如何增殖的呢？ 屏幕播放顯微鏡下的有絲分裂視頻。 細(xì)胞通過(guò)分裂進(jìn)行增殖。細(xì)胞在分裂之前，必須進(jìn)行一定的物質(zhì)準(zhǔn)備。細(xì)胞增殖包括物質(zhì)準(zhǔn)備和細(xì)胞分裂整個(gè)連續(xù)的過(guò)程。 強(qiáng)調(diào)細(xì)胞增殖和細(xì)胞分裂是兩個(gè)不同概念。 有絲分裂是細(xì)胞分裂的主要方式。 展示有絲分裂細(xì)胞周期的圖片。 教師提問(wèn)：由有絲分裂細(xì)胞周期的圖片你能獲得哪些信息？ 教師歸納總結(jié)，明確細(xì)胞周期、分裂間期、分裂期概念。 教師提問(wèn)：分裂間期在細(xì)胞周期中所占的時(shí)間比例，反映出什么問(wèn)題？ 教師總結(jié)：分裂間期為分裂期進(jìn)行活躍的、十分復(fù)雜而又必須精確進(jìn)行的物質(zhì)準(zhǔn)備，完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，同時(shí)細(xì)胞適度的生長(zhǎng)。 基礎(chǔ)練習(xí)題：下列3個(gè)正方體模型，哪一個(gè)模型更能表示生物體細(xì)胞大小和數(shù)量的狀況？ 拓展練習(xí)題：細(xì)胞作為生命活動(dòng)的基本單位，其體積大小必然適應(yīng)其代謝活動(dòng)的要求，應(yīng)有一定限度，因此，高等動(dòng)植物細(xì)胞的直徑大約為幾十微米。但也有例外，如卵細(xì)胞就特別大，鴕鳥(niǎo)卵細(xì)胞直徑為5 cm，雞卵細(xì)胞2～3 cm，人卵細(xì)胞200 um。卵細(xì)胞為什么比較大呢? 教師對(duì)本節(jié)課小結(jié)、布置作業(yè)。 6.教學(xué)反思 （1）“探究細(xì)胞大小與物質(zhì)的運(yùn)輸關(guān)系”的模擬實(shí)驗(yàn)，僅僅靠屏幕播放該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法及實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。要提高學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，以及動(dòng)手能力，必須指導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手去做。 （2）引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)“探究細(xì)胞大小與物質(zhì)的運(yùn)輸關(guān)系”的模擬實(shí)驗(yàn)的提示對(duì)學(xué)生是否合適，還有待于研究、論證。教師設(shè)計(jì)的提示問(wèn)題，能否適宜不同的學(xué)生。 （3）一節(jié)課完成本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容時(shí)間緊張，諸如“說(shuō)出更多論證細(xì)胞體積不能太小的資料”等問(wèn)題，可以課前布置給學(xué)生上網(wǎng)查詢。 （4）本節(jié)課堂教學(xué)，教師應(yīng)盡力挖掘?qū)W生原有的經(jīng)驗(yàn)、技能，最大限度地培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力、處理問(wèn)題能力、獲取信息能力以及邏輯推理等能力。