资源简介

附件2 教学设计模板
课题：细胞核的结构和功能教学设计
【单元大概念】
细胞是生物体结构与生命活动的基本单位【1】
【单元主题】
细胞的基本结构
【单元课标要求】
新课标要求（2017年版2020年修订） 1.2 细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动。【1】 1.2.1 概述细胞都由质膜包裹，质膜将细胞与外界环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流。【1】 1.2.2 阐明细胞内具有多个相对独立的结构，担负着物质运输、合成与分解、能量转换和信息传递等生命活动。【1】 1.2.3 阐明遗传信息主要贮存在细胞核中。【1】 1.2.4 举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动。【1】
【单元学情分析】
《细胞的基本结构》这一单元的内容，学生在七年的上学期人教版生物教材第二章《认识细胞》中已进行学习，具有一定的知识储备。如使用显微镜下观察洋葱表皮细胞和人的口腔上皮细胞，动物细胞和植物细胞的基本结构，细胞膜的功能，细胞核是细胞的控制中心，线粒体、叶绿体的功能，以及克隆羊多利的培育过程等。这一单元的内容可以看成是对初中生物学习的补充和深入，学完本单元后使学生能够对细胞的基本结构以及其功能有一个整体清晰的认知。
【单元教材分析】
本单元是对课程标准“1.2细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动”的落实，教学内容包括：细胞膜的结构和功能、细胞器之间的分工合作和细胞核的结构和功能。【1】在本单元首页以胰岛素的合成为例，提出问题：为什么靠人力很难完成的工作，对细胞来说却轻而易举呢？接着以类比的方式说明：组成细胞的分子必须有序地组成细胞结构，才能进行生命活动，同时提出问题：细胞的完成各项说明活动具有什么结构d？顺着这些问题，教材从系统的视角开始介绍细胞的基本结构和功能。 第1节安排了“细胞膜的结构和功能”，从任何系统都有边界，引出细胞的边界是细胞膜。课本中讲解了细胞膜的三项功能，前两项功能比较容易理解，课本中只通过说理并结合“问题探讨”中的实例进行说明，第三项功能学生不好理解，课本中采用配图结合文字呈现，让学生有一个真实的感受。在本节课教材中使用了大量的科学史，让学生通过细胞膜的研究过程，认同科学理论的形成是科学思维和技术手段结合下不断修正与完善的过程，从而落实结构与功能相适应的生命观，培养学生的学科素养能力。
第2节安排“细胞器之间的分工合作”，教材内容突出了细胞器的功能，淡化了形态与结构。为了说明细胞器的真实存在和细胞质的流动这种生命现象，教材安排“用高倍镜观察叶绿体和细胞质的流动”的实验。作为系统各部分之间即存在分工又存在协调配合。因此，教材安排了“分泌蛋白的合成和运输”的思考与讨论。对于细胞骨架的介绍，教材中只是对其功能概括性讲解。教材中对生物膜系统组成与功能的讲解，让学生认识到生物膜的重要性，使生命观得到落实。 第3节安排了“细胞核的结构和功能”，教材应用资料分析“细胞核有什么功能”，使学生形成“细胞核控制着细胞的代谢和遗传”的重要概念，结合问题探讨中克隆牛的性状主要由细胞核的决定，教材通过大量的实例，设计思考与讨论，促使学生形成重要概念，有助于利用现实情境，总结得出生命活动的规律，使学生科学思维得到发展。对于细胞核的结构，教材图文结合对细胞核结构进行了标记，使学生对其有个整体的认识。正文中着重介绍了染色体，因为染色体中承载着遗传信息。本节最后教材安排了“尝试制作真核细胞的三维结构模型”，有助于学生更好地认识细胞的结构，有助于提高学生的动手能力，培养团队合作精神。
【单元学习目标】
生命观念： （1）基于结构与功能观，理解细胞的各部分在功能与结构上的紧密的联系、细胞是生物体进行生命活动最基本的生命系统，以强化生命的系统观。 （2）通过“真核细胞三维结构模型的制作”，说明细胞是生物体结构和功能的基本单位。 科学思维： （1）根据细胞各部分结构的特点，能够总结出细胞膜、细胞器和细胞核的结构与功能特点。 （2）通过对“分泌蛋白的合成与运输”的思考讨论，说明细胞器之间的协调配合，共同完成一系列复杂的生命活动。 （3）通过教材提供的科学史及相关资料，运用不同的科学思维方法分析推测出细胞膜的成分、流动镶嵌模型的建立、分泌蛋白的合成与运输过程、细胞核的结构和功能等。 科学探究： （1）探究实验“观察叶绿体和细胞质流动”，并结合动植物细胞亚显微结构模式图分析各种细胞器和细胞结构。 （2）制作真核细胞三维结构模型，并说明细胞各部分结构。 （3）通过教材中科学探究史的材料分析，认同科学探究需要探索精神、科学思维和技术手段的结合。 （4）初步掌握提出假说、差速离心法、同位素标记法等科学方法。 社会责任： （1）通过分析“人工合成的膜材料在疾病治疗中的应用”、“克隆牛的问题探讨”、“脂质体作为药物载体的应用分析”等，引导学生关注社会事务，形成尊重生命的观念和学以致用的能力，不违背伦理道德，辩证的看待克隆动物等社会性议题。 （2）通过“利用废旧物品制作生物模型”的活动，引导学生形成变废为宝、垃圾分类的环保理念。
【单元评价】
学生的生命观念：通过对细胞基本结构的学习，学生是否形成了结构与功 能相适应的观念，学生是否能够运用结构与功能观去解决生活中的实际问题。 学生的科学思维发展：通过本单元对科学史的学习分析、分泌蛋白的合成 与运输思考与讨论的解答以及制作真核细胞三维结构模型等的学习，学生是否逐步养成了科学思维习惯，学生是否能够运用归纳概括、模型建构、批判性思维的方法阐释细胞的结构与功能相适应的能力。 学生的科学探究能力：通过实验观察、制作模型、分析教材中科学探究史 的材料等的学习，学生是否具备了观察与发现问题的能力、团队合作与表达交流的能力、动手制作模型与对现有模型的分析能力等。 学生的社会责任意识：通过分析人工合成的膜材料在疾病治疗中的应用、 克隆牛的问题探讨、脂质体作为药物载体的应用分析等，学生是否具备学以致用的能力，是否能用科学的态度看待克隆动物等社会重要议题。通过“利用废旧物品制作生物模型”的活动，学生是否形成变废为宝、垃圾分类的环保理念和社会责任。
【单元情境】
“细胞的基本结构”的单元大情境是“建构真核细胞三维结构模型，说明细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动”，由多个小情境彼此关联，环环相扣，在对应的问题驱动下逐步朝着单元大情境任务迈进。 【情境任务1】通过章首页胰岛素的合成，引发学生的思考：合成胰岛素有特定的结构吗？细胞中是不是有一条条生产线呢？ 【情境任务2】以细胞膜成分和结构的探索历程设置问题串，一步步引导学生思考，落实细胞生命活动中结构与功能相适应的生命观，进而培养学生的科学思维能力和探究能力。 【情境任务3】使用橡皮泥等材料建构细胞膜的流动镶嵌结构模型，让学生直观地感受并理解细胞膜的结构。 【情境任务4】学生搜集我国自主研制C919大飞机的过程，了解研制过程中各部门的分工与合作，类比得出细胞中不同结构间的关系。 【情境任务5】小组合作与讨论，绘制细胞器模式图，并使用橡皮泥等材料制作各种细胞器的结构模型。 【情境任务6】阅读分析，绘制分泌蛋白合成与加工的流程示意图。 【情境任务7】通过第3节问题探讨中的克隆牛的真实情境，说明细胞核的重要性。 【情境任务8】小组合作与讨论细胞核的功能。 【情境任务9】组合作与讨论，绘制细胞核结构模式图，并使用橡皮泥等材料制作细胞核结构模型。 【情境大任务】利用橡皮泥或其他材料，制作真核细胞的三维结构模型，并对各部分结构进行阐释。【3】
【课时课型】
本课是本单元的第3课， 新授课
核心 素养 目标 1、阐明细胞核的结构和功能。【2】（生命观念） 2、根据对细胞整体与各组分的认识，尝试制作真核细胞三维结构模型。【2】（科学思维） 3、通过对细胞核功能实验的分析，掌握对照实验的设置。（科学探究）
教学 重点 1、细胞核的结构与功能。【2】 2、制作真核细胞的三维结构模型。【2】
教学 难点 制作真核细胞的三维结构模型。【2】
教学 方法 设疑导入→问题引导呈现探究→讨论实验结果→归纳总结→拓展延伸
教学 用具 PPT、伞藻的模型
教学过程
教师活动 预设学生活动 设计意图
【创设情境】创设情境播放“关于克隆”的录像片段，介绍我国研制的克隆猴，思考“问题探讨”中的问题。 【思维热身】观看视频了解克隆动物的过程，思考讨论得出细胞核的重要性。 激发学生的学习兴趣和热情。
【PPT展示】高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞是没有细胞核的，引起学生的好奇及学习兴趣。 【布置任务】组织学生阅读教材第54-55页“思考讨论”栏目，利用PPT介绍所涉及的材料，学生小组学习并讨论，得出细胞核的功能。 资料一 黑白美西螈胚胎核移植实验 【思考讨论】 美西螈表皮细胞内黑 色素的合成过程是由细胞核还是细胞质控制的？ 本实验是否严谨，如 果不严谨应怎样处理？ 资料二 蝾螈受精卵横缢实验 【思考讨论】 1、描述实验过程。 2、蝾螈受精卵的分裂和分化与细胞哪个结构有密切关系？ 3、本实验是否有设置了对照实验？ 资料三 变形虫的去除细胞核及细胞核移植实验 【思考讨论】 1、变形虫的摄食、生长、分裂等生命活动是由细胞核还是细胞质控制的？ 2、本实验是否存在对照？ 资料四 伞藻嫁接与核移植实验 播放伞藻嫁接实验视频 【思考讨论】 1、学生利用伞藻模型在黑板上演示伞藻嫁接的过程及伞帽再生的结果。 2、伞藻的形态结构是由细胞核还是细胞质决定的？ 3、只做嫁接实验是否能确定伞帽的形成一定是细胞核决定的？ 【归纳总结】教师对前四个实验结果用表进行归纳总结。指出实验1、4说明细胞核控制细胞的遗传，实验2、3说明细胞核控制细胞的代谢。 【得出结论】细胞核是代谢和遗产的控制中心。 【过渡推进】细胞核有如此功能，肯定和它的结构分不开，那么细胞核的结构是这样的呢？ 【布置任务】阅读P56页“细胞核的结构部分”尝试说出细胞核的结构及功能。 【思考讨论 1】 引导学生联系细胞的边界，思考细胞核的边界是什么？ 进而追问：对比细胞膜和核膜，它们有什么区别和联系？ 通过细胞膜具有控制物质进出细胞和信息交流的特点，引出核孔的概念。 提出问题：核孔可以控制物质进出细胞，那有哪些物质会通过核孔进出细胞，哪些物质不会通过核孔进出细胞呢？ 引导学生思考，蛋白质、RNA、DNA能不能通过核孔进出细胞核。得出RNA出核、蛋白质入核都经过核孔，但DNA不能自由进出细胞核。进而得出核孔具有选择性。再提出问题：小分子物质和离子进出细胞核是不是通过核孔？待学生思考后，教师类比细胞膜，引导学生得出答案。小分子和离子通过核膜进出细胞核。 【思考讨论 2】 引导学生阅读材料并分组讨论思考题：核仁的功能？待学生回答后，补充答案并给出课本结论。再加以追问思考题，原核细胞中核糖体的形成与核仁有关吗？引导学生注意关键词并回答出正确答案。 【思考讨论 3】 给出材料，科学家发现染色质与分析染色质成分的实验过程，并引导学生阅读材料思考染色质的本质。 1.请学生回答并分析材料对学生回答进行肯定或补充。最终总结出染色质是由DNA和蛋白质组成。 2.教师展示科学家在正在分裂的细胞中发现了圆柱状或杆状的染色体的材料，引导学生思考染色质和染色体之间的关系，得出结论。 3.教师展示DNA和蛋白质组成染色质和染色质转化成染色体的图示，引导学生思考染色质和染色体之间是怎样转化的，得出结论。 【归纳总结】教师通过归纳总结DNA、蛋白质、染色质、染色体、遗传信息和细胞核之间的关系，引导学生得出结论：遗传信息储存在细胞核中，细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 【概念介绍】教师通过介绍构建模型的科学方法和物理、概念、数学三种模型的概念，引导学生懂得构建模型的科学方法。举出照片不是模型的反例，帮助学生更好理解模型的定义。 【布置任务】 制作“真核生物细胞结构模型”。 【引发学生思考】是否所有真核细胞都只有一个细胞核？ 【自主学习】 【小组讨论】 学生自主学习，研讨交流。 【学生总结】 合作探究一黑白美西螈胚胎核移植实验 1、学生得出结论：美西螈的肤色主要受细胞核的控制。 2、学生讨论得出：不严谨， 应增设对照组：将白色美西螈的胚胎细胞核取出来，移植到黑色美西螈的去核卵细胞中。 合作探究二：蝾螈受精卵横缢实验 1、学生叙述蝾螈受精卵横缢实验的过程。 2、学生探究得出结论：细胞的分裂和分化离不开细胞核。 3、本实验既设置了相互对照，a和b，又设置了自身前后对照，a的前后。 合作探究三：变形虫去核及核移植实验 1、学生探究得出结论：变形虫的生命活动主要受细胞核的控制。 2、本实验既设置了相互对照，又设置了自身前后对照。 合作探究四：伞藻嫁接与核移植实验。 1、学生派一个代表展示伞藻嫁接过程，并对实验过程和结果进行讲解。 2、学生探究得出结论：生物体的性状主要受细胞核的控制。 3、不能，学生根据教材内容在黑板展示伞藻的核移植实验。 【类比推理】 细胞核的结构与功能相适应。 【自主学习】 自学教材内容，完成练习册细胞核结构示意图，注明各部分名称。 填写染色质与染色体比较表。 根据之前学习的知识思考并回答教师问题。 【回答问题】 1、细胞核的边界是核膜。 2、核膜和细胞膜的组成成分和结构基本相同，核膜是双层膜。 3、RNA出核、蛋白质入核都 经过核孔，但DNA不能自由进出细胞核。 4、小分子和离子通过核膜进出细胞核。 5、核仁的功能：与某种RNA的合成及核糖体的形成有关。 6、无关，因为原核生物无细胞核。 7、染色质是由DNA和蛋白质组成。 【得出结论】 染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。 【得出结论】 在细胞分裂时，染色质通过高度螺旋化、缩短变粗形成染色体；在细胞不分裂时，染色体通过解螺旋形成染色质。 构建细胞核是遗传信息库。 能够判断不同模型的类型。 【实践探究】观察模型，并动手制作细胞核模型。 通过特例，加深对细胞核重要性的认识，为课后思考及结构与功能相适应作铺垫。 通过对资料的分析总结，提高学生分析问题和团队合作的能力；了解科学实验的方法和实验设计的步骤； 以科学探究的一般过程作为内在教学线索，以阅读理解实验设计为教学重点，设计层层递进的问题串，引发学生积极思考，从中获得实验设计的程序性知识，认同严谨、创新的科学态度在科学探究中的重要性。 引导与提问相结合：将引导学生思考与提问相互结合，可以有效引发学生进行思考，并回答相应问题； 培养学生的语言表达能力。 联系旧知，巩固知识。 通过已经对细胞膜、细胞器的结构和功能相适应观点，进一步建立起“结构和功能相统一”的观念。 培养学生获取信息、归纳概括能力，体会结构与功能相适应的生命观念。 联系知识，构建概念。 让学生学会构建不同的模型这一科学的方法。 通过模型制作培养学生的动手能力及团队合作意识，再次理解物理模型的含义及建构过程。通过展示、讲解、评价模型加深对知识的深入理解。
【本章总结】根据学生制作的细胞核模型的展示引出细胞是基本的生命系统，是生物体结构的基本单位;也是生物体代谢和遗传的基本单位。 【构建联系】学生理解，细胞各部分结构分工合作，密切配合，共同完成细胞的生命活动。 认同细胞是一个有机的整体。
作业 布置 1、完成课后习题。 2、完成练习册。 3、制作真核细胞的三维结构模型。
板书 设计
教学 反思 本节课首先通过四个实验层层深入，内容看似简单，但是要在四个实验中避免平铺直叙，发挥学生主体地位，不是一件很容易的事情。因此，在教学中要充分利用教材，学生认真阅读资料，思考讨论相关的问题，借助微课和流程图等方法突破难点，最后学生积极参与并形成了自已的结论。 对于细胞核的结构，教师结合教材中的图示进行引导，以问题串的形式让学生得出答案。关于染色质和染色体的关系，是本节课教学的难点，通过细胞分裂动画演示使学生能够逐步理解染色质的概念及其与染色体的关系。 总之，这一课主要环节包括了观察交流、提出问题、主动探究、分析讨论、表述交流、回应问题等环节，这些教学环节的设计能够充分调动学生的积极性，同时在分组探究活动当中也培养了学生的创新能力和合作能力。
参考文献
中华人民共和国教育部制订，普通高中《生物学课程标准》（2017年版2020年修订）
生物课程教材研究开发中心，《教师教学用书》
李仪颖 1 黄 祝 1，2 陈景婷 1 李文静 1，大单元视域下高中生物学教学设计——以“细胞的基本结构”为例

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