资源简介

普通高中教科书·生物学·必修 第一册
第五章 细胞的生命进程 单元教学设计
一、本单元教材的内容主题与价值作用 本单元在《课程标准》的内容要求中属于大概念2——“2.3 细胞会经历生长、增殖、分化和衰老”，主要包含3节“细胞通过分裂实现增殖”“细胞通过分化形成多细胞生物体”“细胞衰老和死亡是自然的生理过程”。 本单元的3节内容主要围绕细胞的整个生命历程依次进行编排，同生物个体的生命历程发展具有紧密联系。生物体生长发育的基础就是细胞增殖，这也是细胞生命历程的起点，有丝分裂保证亲子代遗传信息的稳定遗传；随后通过细胞分化形成结构功能专门化的器官和组织，形成多细胞生物体；最后，细胞逐渐走向衰老和死亡，这是自然的生理过程，正常的细胞衰老和死亡是为了维持机体的稳定。 本章内容涉及细胞整体的生命活动情况，需要以前面4章知识内容做铺垫，包含了细胞的分子组成、结构和功能、物质和能量代谢，是对前面所学概念进行融会贯通的过程。本章还和生物必修二《遗传与进化》中减数分裂等内容联系紧密,是学生学习减数分裂的基础。“细胞分化的本质是基因选择性表达”这一概念将在生物学必修二《遗传与进化》课本的第1章第3节中进一步学习。 二、教学目标 （1）通过“模拟动物细胞有丝分裂过程中染色体行为”活动，学习模型与建模的研究方法，并能运用结构与功能观解释有丝分裂过程中遗传信息在亲子代细胞间的一致性。 （2）通过观察植物根尖细胞有丝分裂实验，学会制作根尖细胞有丝分裂装片，如实记录实验结果，并描述各个时期细胞特征，知道细胞有丝分裂具有周期性特点，分裂间期占细胞周期时间比例最大。 （3）通过分析实例，理解细胞增殖、分化、衰老和死亡是自然的生理过程，对维持机体正常生命活动很重要。 （4）举例说明细胞的生命历程在实际生产生活和医学方面的运用，了解细胞生命历程失去平衡将引起相关疾病的发生，建立正确的健康观和科学观，承担相应的社会责任。 三、重点、难点与关键 1、重点 （1）细胞有丝分裂过程各个时期细胞的特征、亲子代之间遗传信息的保障、有丝分裂具有周期性。 （2）细胞分化概念及相关农业、医学运用。 （3）细胞衰老和死亡的形态结构和功能变化。 （4）细胞增殖、分化、衰老、死亡是细胞的正常生理过程，对维持机体正常生命活动具有重要意义。 2、难点 （1）细胞有丝分裂过程各个时期细胞的特征、亲子代之间遗传信息的保障 （2）细胞分化概念 （3）细胞衰老和死亡的形态结构和功能变化 （4）细胞增殖、分化、衰老、死亡是自然的生理现象 四、教学方法和手段的设计 1、教学方法 本单元主要教学方法是设立问题情景进行引导式教学，并结合模型和实验探究，以讲授的形势展开教学过程。 2、手段的设计 （1）借助PPT呈现相关视频、图画、数据 视频：显微镜下细胞的增殖过程、受精卵发育成个体过程、树叶凋落美景（“落叶不扫”政策。 图画数据主要围绕以下内容：细胞有丝分裂过程不同时期特征、细胞周期性、植物细胞有丝分裂各时期、细胞分化形成不同形态结构的细胞、细胞分化实际生产生活方面的运用、细胞衰老的过程中形态结构变化。 （2）建构模型 有丝分裂过程染色体的行为变化通过模型建构。 （3）实验 制作植物根尖细胞有丝分裂装片并观察。 五、关于思想教育、行为习惯的培养及学习方法指导的设计 关于思想教育、行为习惯和学习方法的指导设计主要围绕核心素养4个方面展开描述。 1、生命观念 从结构和功能角度，分析细胞有丝分裂过程通过哪些细胞结构，保证亲子代之间遗传信息的稳定性，说明细胞分化是个体发育的基础，描述细胞衰老和死亡过程形态结构和功能的变化；感悟细胞增殖、分化、衰老和死亡是自然的生理过程，建构科学的生命观念。 2、科学思维 通过建构有丝分裂模型，探究现象到本质过程，发展模型与建模的科学思维； 依据细胞分化实例、细胞衰老和死亡等案例，归纳概括细胞分化、衰老和死亡的概念和特点，从具象到抽象科学思维的锻炼。 3、科学探究 通过“植物根尖细胞有丝分裂”实验，掌握实验探究的一般过程，从实验当中获取事实和证据，培养学生务实的科学态度，锻炼动手实践能力。 4、社会责任 从细胞生命历程的致病机制角度分析相关社会议题，提出相关治疗手段和方法，培养学生积极的健康观念和社会责任意识。 六、课时安排 主要根据每课时关键活动设计展开叙述。 第一课时： 活动1: 利用毛根模拟动物细胞有丝分裂过程中染色体行为。 先呈现显微镜下一个细胞分裂产生两个子细胞的过程。询问亲子代之间遗传信息是否一样？遗传物质需要保持一致，那通过视频观看到的细胞一分为二的过程中，细胞核内的遗传物质是不是可以直接一分为二？为了子代细胞拥有完整一套亲代遗传信息，细胞核内遗传物质需要先进行复制。核内遗传物质以染色质形式存在，复制后，以遗传物质以染色质形式分离是否简便、高效并准确？用拉开的呈现细丝状的毛根代表染色质，螺旋折叠形成短粗棒状结构为染色体，染色体结构便于遗传物质准确分离。并利用道具介绍染色质、染色体、染色单体和DNA之间的数量、结构关系。询问染色体散乱分布在细胞中央，然后如何分配到细胞两极？请学生演示分配过程。学生直接将染色体拉向两极。然后教师把染色体排好在赤道面上，再让学生分配遗传物质。学生明显感觉便捷高效很多（类比操场分班先排好队比学生散乱移向两边简单）。染色体整个运动过程都由无形的双手“中心体”发出的纺锤丝牵拉（类比操场排队有人指挥）。 第二课时： 活动2：观察“植物根尖细胞有丝分裂”实验 学会制作根尖细胞有丝分裂装片；直观感受细胞有丝分裂过程中各个时期细胞不同特征，利用光学显微镜观察并记录视野中植物细胞有丝分裂不同时期的特点，记录多个视野下不同时期对应的细胞数。 第三课时： 过渡（承接上节实验课）：询问植物细胞有丝分裂过程是否和动物细胞相同？先思考植物细胞和动物细胞结构上的有哪些差异？高等植物细胞特有细胞壁，没有中心体。这两种结构分别可能影响植物细胞分裂的那个时期与动物细胞不同？前期，形成纺锤体的来源不同；后期，细胞一分为二的方式不同。 记录多个视野下不同时期对应的细胞数，哪个时期的细胞数量最多？间期。为什么这个时期的细胞数量最多？分裂间期要为分裂期遗传信息准确分配做好充分准备。细胞具有周期性特点，失去正常的细胞周期调控会产生什么后果？引发什么疾病？介绍乳腺癌。 活动3: 分析“如何扼杀失控的乳腺癌细胞”案例 资料：细胞周期蛋白依赖激酶（CDKs）和细胞周期蛋白（Cyclins）控制着细胞分裂的周期的正常进行，但是在癌细胞中就十分容易失控，助长异常分裂。CDK家族中CDK4和CDK6是某些特定细胞增殖时的好帮手——比如乳腺癌细胞。通过这个重要信息，人类发明出了一个新武器——CDK4/6抑制剂，可以打断细胞分裂时的一个重要过程（G1期-S期） 乳腺癌细胞异常增殖和细胞分裂哪个时期有关？该时期细胞的主要生命活动是什么？结合课本信息与资料回答。 第四课时： 活动4: 通过图片、视频展示受精卵发育过程 观看受精卵逐渐发育形成多种不同类型细胞过程视频。询问是否认识图中这些细胞？这些细胞形态结构和功能如何？这些细胞都是从一个受精卵不断分裂而成的细胞，为什么出现了形态结构和功能的差异？各种类型细胞的遗传信息是否有差异？ 活动5: 分析不同细胞的遗传信息表达情况 图表展示了神经细胞、肌细胞、红细胞的形态、结构、功能、基因以及特定蛋白含量的比较。这三种细胞来源相同，但形态结构和功能不同，具有差异性。据表分析，产生这一差异的分子机理是什么？说明推断的理由。 活动6:通过实例分析对比不同细胞的分化能力 介绍植物组织培养技术、骨髓干细胞移植技术、胚胎干细胞分化、终末分化细胞实例。通过实例的学习，对比受精卵、神经干细胞、胚胎干细胞、神经细胞的分化能力。 第五课时： 活动7：依据年老个体衰老的特征分析细胞衰老变化 展示钟南山年轻和年老时的照片。细胞衰老变化我们肉眼看不到，但能否依据个体衰老的特征分析细胞衰老可能会有哪些形态、结构和功能的变化？引导学生利用前面4章所学知识回答问题。 活动8：依据不同细胞寿命和功能分析细胞衰老和生物体衰老关系。 衰老的个体存在细胞衰老现象毋庸置疑，那还在成长发育中的你，体内是否存在衰老的细胞？结合表格中不同细胞寿命以及对应功能进行分析。并接着询问，在衰老的生物体内，细胞是否都处于衰老状态？由以上分析可知，细胞衰老是生物体为保护整体的生命延续而存在的自然现象。 活动9: 通过实例分析比较细胞凋亡和坏死 衰老的细胞如果不被及时清除会对机体产生什么影响？衰老细胞不及时清除会变成“僵尸细胞”危害机体。机体如何清除衰老的细胞？通过细胞凋亡方式。能否列举一些其他你所了解的细胞凋亡现象？（更外显现象）细胞凋亡除了可以清除衰老的细胞，还能清除哪些类型细胞？被病原微生物感染的细胞（如白细胞）；胚胎发育过程去除多余细胞以促进形态结构形成。外伤造成的细胞死亡是否属于细胞凋亡？介绍细胞坏死过程和其他实例。 通过上述问题引导和实例分析，学生完成细胞凋亡和坏死对比表格。

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