资源简介

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大单元名称 美国细胞生物学家威尔逊曾说：“每一个生物科学问题的答案都必须在细胞中寻找”。本模块有两个大概念，首先构建的是大概念1“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”，足见细胞在生物学中的基础性地位和重要性。因此，此大概念的单元教学设计与课堂落实，对培育和发展学生生物学学科核心素养及为后续的生物学学习具有重要意义。 大概念1“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”，由“1.1细胞由多种多样的分子组成，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等，其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子”、“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”、“1.3各种细胞具有相似的基本结构，但在形态与功能上有所差异”三个重要概念构成。所以，本研究将此大概念被分为三个单元进行教学设计。 在建构大概念1的过程中，可提升学生生物学学科核心素养的生命观念方面有物质观、结构与功能观、系统观、信息观等；在科学思维方面有归纳法、比较法、抽象思维、模型建构、论证等；在科学探究方面有提出问题、分析问题、做出假设、设计实验并实施、得出结论等；在社会责任方面有认同生命的物质性、细胞是生命活动的基本单位、合理膳食、宣传健康的生活方式等。
单元名称 重要概念1.1 ：细胞由多种多样的分子组成，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等，其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子。
学习者
分析 学生已经对原核细胞和真核细胞有了初步的认识，并且在化学中学过元素、有机物和无机物的一些知识。对糖类、脂肪食物的摄入量，以及添加必需氨基酸，膳食需要多样、均衡等生活常识也有一定的了解。知道不同的物质具有不同的功能，以及一些物质的性质和颜色反应原理等。 经历了初中的学习，学生还具备初步的探究能力与物质鉴定的实验操作能力。 但对细胞中的元素和化合物的具体种类的掌握不够全面，不同物质为什么具有不同的功能的认识深度是不够的，特别是蛋白质多样性的认识，氨基酸形成蛋白质的过程较为复杂，核酸为什么能够携带遗传信息等，这些内容又较为深入，会成为学生学习中的一些困难，并且没有形成生命的物质性，以及结构与功能相适应的生命观念。 因此，通过本单元的学习可培育学生对生命的物质性的认识，结构与功能相适应、生命的系统观等。
单元教学
设计说明 （一）重要概念描述 本单元聚焦重要概念1.1“细胞由多种多样的分子组成，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等，其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子”。它是在“细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成，它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子”、“水大约占细胞重量的2/3，以自由水和结合水的形式存在，赋予了细胞许多特性，在生命活动中具有重要作用”、“无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动密切相关”、“糖类有多种类型，它们既是细胞的重要结构成分，又是生命活动的主要能源物质”、“不同种类的脂质对维持细胞结构和功能有重要作用”、“蛋白质通常由20种氨基酸分子组成，它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成”、“核酸由核苷酸聚合而成，是储存与传递遗传信息的生物大分子”七个次位概念的基础上形成的，并支撑大概念1“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”。 本单元重要概念是“各种细胞具有相似的基本结构，但在形态与功能上有所差异”基础 上的深入，并支持“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”、“物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢活动”、“细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域”、“细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程”、“亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上”、“有性生殖中基因的分离和重组导致双亲后代的基因组合有多种可能”、“由基因突变、染色体变异和基因重组引起的变异是可以遗传的”、“地球上的现存物种丰富多样，它们来自共同祖先”等重要概念的学习。这些概念之间的关系见图 （二）核心素养的侧重点 1.生命观念 本章首页、第1节的“问题探讨”和节引言，让学生认识到细胞和生物体是由物质组成的，由此认识到生命的物质性。学生通过学习几大类有机物，进一步认识有机物、生物大分子的特殊性，特别是第4节“蛋白质是生命活动的主要承担者”、第5节“核酸是遗传信息的携带者”，用概念内涵作为标题，一方面突显了蛋白质和核酸等生物大分子在细胞生命活动中的重要作用，同时也让学生认识到构成生命物质的独特性。通过这些内容的学习，可以初步形成生命的物质观和信息观。通过“氨基酸怎样构成蛋白质”、“核酸是由核苷酸连接成的长链”等内容呈现出蛋白质、核酸等物质在细胞中的功能是由其组成和结构决定的，帮助学生初步建立结构与功能观。本章教材第1节拓展应用的第2题，引导学生建立生命的系统观。 2.科学思维 本单元教材在介绍氨基酸的结构特点时，通过比较几种氨基酸的结构，归纳总结出氨基酸的结构通式，是求同归纳，也是不完全归纳，是第1章所介绍的“归纳法”的运用。从多糖、蛋白质和核酸的元素组成和分子结构，到“生物大分子以碳链为骨架”，体现了归纳、抽象和概括的科学思维。 3.科学探究 本单元第1节安排的“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”，是高中生物学典型的物质检测实验，是用化学显色剂来检测特定物质。这一实验中进行物质检测的思路方法，在其他相关实验探究中也可以迁移、借鉴。 4.社会责任 对细胞中的水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质等内容的学习时，与学生的生活紧密联系，让学生关注无机盐、糖类、脂质等物质的过量摄人对自身健康的影响：结合氨基酸的学习，特别是必需氨基酸种类，这些内容都与学生建立健康的饮食习惯息息相关，关注自己与他人的营养与健康，向身边的人群进行健康宣传。 单元核心问题 通过设计单元情境，引入学习问题，提出核心问题，导向学习方向，便于有效学习和形成概念。 （四）单元设计思路 以真实情境引入（人雕像与人的成长、运动、繁衍等过程）播放图片和视频→引入问题（人有生命而人的雕像没有生命）→引入组成细胞的分子种类及特殊性→怎样检测细胞中的分子种类→组成细胞的分子的功能→总结蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子→单元综合作业评价目标达成。抓住分子种类、检测及功能这条主线索，每个小节挖掘小情景和设计问题串有机结合，把组成细胞的分子一个单元的内容紧密结合在一起，形成了一个结构清晰的有机整体，真正落实单元设计的结构性和整体性目的。 通过实践学习，从情境引发问题，激发学习兴趣，以问题作为驱动，以解决问题为导向。增强了学习的积极性和主动性。通过这样的过程既能完成学习任务，更能很好的落实核心素养的要求。
单元
教学目标 1.通过认识细胞和生物体由物质组成，初步形成生命的物质观；通过对不同物质具有不同功能的学习，以及蛋白质功能的多样性认识，核酸能够携带遗传信息，形成结构与功能观、信息观；通过组成细胞的分子有机结合才能更好完成生命活动，形成生命的系统观。并能运用这些观念分析相关的生物学问题。 2．通过归纳氨基酸的结构通式与特点、生物大分子由碳链构成基本骨架，形成归纳、抽象、概括等能力；依据所学知识，对生活中的某些现象或广告宣传标语，能够运用批判性思维正确分析 。 3．能够主动提出问题；并自主设计实验方案，选择合适的实验材料，探究材料中是否含还原糖、脂肪和蛋白质；能够基于所学知识，探讨有关的社会生活议题。 4．通过学习，更加热爱生命，形成健康的生活方式，并积极向身边人宣传相关的营养、保健知识、生产知识等。
课时
教学目标 1.第1节，细胞中的元素和化合物，含探究与实践，1课时 （1）通过比较组成地壳和组成细胞的部分元素含量表的分析，说出组成细胞的元素都来自自然界，但各元素相对含量又与无机环境不同； （2）通过玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量比较，说出组成细胞的大量元素、主要微量元素；对组成细胞的主要化合物及相对含量的分析，说出组成细胞的化合物的主要种类； （3）通过拓展题，“将细胞内含有的各种物质配齐，并按照它们在细胞中的比例放在一个试管中，能构成个生命系统吗？为什么？”的研讨，认识生命的系统性； （4）通过检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，进行实验操作、观察实验结果，基于实验简述组成细胞的物质的特殊性。 2.第2节，细胞中的无机物，1课时 （1）通过对原始生命诞生于海洋，不同生物含水量比较，认识水是构成细胞的重要成分； （2）通过对运动员饮料的化学成分表的分析及对教材的阅读，说出水在细胞中的存在形式和作用；通过资料分析与讨论，举例说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用； （3）认同水和无机盐在生命中的重要作用，养成健康的生活方式以及科学的生产方式。 3.第3节，细胞中的糖类和脂质，1课时 （1）通过联系生活实际及图片资料信息的展示，举例说出糖类的种类和作用，阐明糖类既是细胞结构的重要组成成分，又是生命活动的主要能源物质。 （2）通过联系生活实际及图片资料信息的展示，举例说出脂质的主要种类和作用。 （3）通过对动物细胞的培养，鸭和猪的育肥示例，举例说出糖类和脂质的相互转化。 （4）查阅糖类、脂肪等的过量摄入对健康产生的影响后，改进自己膳食习惯，并向他人宣传健康饮食的观念。 4.第4节，蛋白质是生命活动的主要承担者，1课时 （1）通过实例，归纳蛋白质的功能，阐明蛋白质是生命活动的主要承担者。 （2）通过分析和讨论蛋白质结构多样性与功能多样性的关系，解释蛋白质的结构与功能相适应。 （3）通过比较不同氨基酸的结构，归纳氨基酸的结构特点与结构通式，阐明氨基酸是蛋白质的基本单位。 （4）通过小组合作探究，说出氨基酸形成蛋白质的过程。 （5）认同蛋白质与人体营养和健康的关系，生活中做到合理膳食。 5.第5节，核酸是遗传信息的携带者，1课时 （1）通过图片资料信息，阐述核酸由核苷酸聚合而成，是储存与传递遗传信息的生物大分子。 （2）通过讨论和列表比较的方式，简述DNA和RNA的区别与联系。 （3）通过对多糖、蛋白质、核酸的单体进行元素分析，概述生物大分子以碳链为骨架的结构特点。
单元课时规划
教学主题（内容） 课时（节） 学科专项学习活动
（实验、调查等） 作业量
（次） 其他
第1节，细胞中的元素和化合物，含探究与实践 1课时 新课授+实验课 2
第2节，细胞中的无机物 1课时 新授课 1
第3节，细胞中的糖类和脂质 1课时 新授课 1
第4节，蛋白质是生命活动的主要承担者，1课时 1课时 新授课 1
第5节，核酸是遗传信息的携带者，1课时 1课时 新授课 1中小学教育资源及组卷应用平台
大单元名称 美国细胞生物学家威尔逊曾说：“每一个生物科学问题的答案都必须在细胞中寻找”。本模块有两个大概念，首先构建的是大概念1“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”，足见细胞在生物学中的基础性地位和重要性。因此，此大概念的单元教学设计与课堂落实，对培育和发展学生生物学学科核心素养及为后续的生物学学习具有重要意义。 大概念1“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”，由“1.1细胞由多种多样的分子组成，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等，其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子”、“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”、“1.3各种细胞具有相似的基本结构，但在形态与功能上有所差异”三个重要概念构成。所以，本研究将此大概念被分为三个单元进行教学设计。 在建构大概念1的过程中，可提升学生生物学学科核心素养的生命观念方面有物质观、结构与功能观、系统观、信息观等；在科学思维方面有归纳法、比较法、抽象思维、模型建构、论证等；在科学探究方面有提出问题、分析问题、做出假设、设计实验并实施、得出结论等；在社会责任方面有认同生命的物质性、细胞是生命活动的基本单位、合理膳食、宣传健康的生活方式等。
单元名称 重要概念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。
学习者
分析 知识结构上，通过初中生物学知识的学习，学生对细胞的基本结构有了初浅的认知，能够简单说出生物体是由细胞构成，并且了解到叶绿体和线粒体的基本功能，但是对于从微观角度分析生命的本质的能力还非常欠缺。对于深入理解细胞生物体结构与生命活动的基本单位这一概念还较困难。 学生认知上，高中学生抽象思维进一步发展，逻辑思维进一步提高。学生从认知水平上容易建立联系和逻辑关系。如果加以实验或模型构建，学生较容易将微观世界宏观化，进一步建构已有知识体系，达成学生结构与功能相联系的生命观念。
单元教学
设计说明 （一）重要概念描述 普通高中生物学课程标准对本单元概念之间的关系如下图所示。 本单元按事实-次位概念-重要概念形成的逻辑关系见图： （二）核心素养的侧重点 1.生命观念 本章以细胞作为基本的生命系统有哪些结构为线索展开，体现了生命的系统观。关于结构与功能观，本章内容也多有体现。例知，本章中细胞膜以磷脂双分子层为基本骨架，这样的结构与膜两侧都是水溶液的环境是相适应的。 2.科学思维 在细胞膜的研究过程中，渗透了运用模型研究的方法，本章安排了“利用废旧物品制作生物膜模型”与“尝试制作真核细胞的三维结构模型”，这些都体现了落实“模型与建模”的科学思维。 3.科学探究 本章不仅安排了“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动”的实验，而且在各章节提供的材料中多数都是科学探究的史料，其中蕴含了丰富的科学方法与技术，体现了科学探究需要探索精神、科学思维和技术手段的结合。 4.社会责任 在“与社会的联系”栏目中安排了人工合成的膜材料在疾病治疗中的应用；“练习与应用”中编排了脂质体作为药物载体的应用分析，这些编排有助于引导学生关注社会事务，形成学以致用的学习方式与能力。 （三）单元核心问题 （四）单元设计思路 本单元设计以“胰岛素的产生和生产”这一真实情境，与重要概念1.3有机结合，将“胰岛B细胞能产生胰岛素，而大肠杆菌不能产生胰岛素”这胰核心情境贯穿到底。通过“提出概念—解析概念—内化概念”这一逻辑，论证细胞是生物体结构和功能的基本单位这一大概念。运用胰岛素的分泌、合成和控制，将细胞膜、细胞质和细胞核的结构和功能串联起来，通过对大肠杆菌和胰岛B细胞结构的比较，讨论运用大肠杆菌生产人胰岛素的可能性。这样将教材内容第1章和第3章有机的串联在一起。 本单元设计框架如下：
单元
教学目标 本单元的总体目标设计以新课程标准中学业质量标准为依据，制定以下总体目标： 具有功能与结构相适应的观念，能从细胞水平认识生物体的结构与功能是相适应的；能解释简单情境中的生命现象。 能够认识到生物学概念是基于科学事实经过论证形成得，并能用这些概念解释简单的生命现象。能够以特定的生物学事实为基础总结简单的生物学概念，并用文字和图示的方式正确表达，进而用其解释相应的生命现象。 能够使用简单的实验器具；选用恰当的方法分析实验结果。 4.知道社会热点中的生物学议题；关注并参与社会热点中的生物学议题的讨论，关注生物学技术在生产生活中的应用。（社会责任）
课时
教学目标 1. 第1节《细胞膜的结构和功能》 1课时 （1）从系统与环境关系的角度，闸释细胞膜作为系统的边界所具有的功能。 （2）分析细胞膜组成成分与结构的关系，说明细胞膜结构的物质基础，概述流动镶嵌模型的主要内容。 （33）分析对细胞膜成分与结构的探索历程，认同科学理论的形成是一个科学精神、 科学思维和技术手段结合下不断修正与完善的过程。 2. 第2节《细胞器之间的分工合作》2课时（含探究·实践） （1）以动物细胞和植物细胞为例，举例说出几种主要细胞器的功能。 （2）通过对分泌蛋白的合成、加工和运输过程的学习，简述生物膜系统的组成和功能。（生命观念） （3）制作临时装片，用显微镜观察叶绿体和细胞质的流动。 （4）用系统观分析细胞中部分与整体、结构与功能的统一性。 3. 第2节《细胞核的结构和功能》1课时 （1）通过对实验现象的分析，归纳细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心。 （2）从结构与功能相适应的观点出发，简述细胞核的主要结构与功能。 （3）根据对细胞整体与局部的认识，尝试制作真核细胞的三维结构模型。
单元课时规划
教学主题（内容） 课时（节） 学科专项学习活动
（实验、调查等） 作业量
（次） 其他
第1节，细胞膜的结构与功能 1课时 新授课 1
第2节，细胞器之间的分工合作 2课时 新授课 2
第3节，细胞核的结构和功能 1课时 新授课 1
探究·实践：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 0.5课时 实验课 0.5 与“使用高倍显微镜观察几种细胞实验”同时进行，共计1课时
探究·实践：尝试制作真核细胞的三维结构模型 1课时 实验课 1中小学教育资源及组卷应用平台
大单元名称 美国细胞生物学家威尔逊曾说：“每一个生物科学问题的答案都必须在细胞中寻找”。本模块有两个大概念，首先构建的是大概念1“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”，足见细胞在生物学中的基础性地位和重要性。因此，此大概念的单元教学设计与课堂落实，对培育和发展学生生物学学科核心素养及为后续的生物学学习具有重要意义。 大概念1“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”，由“1.1细胞由多种多样的分子组成，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等，其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子”、“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”、“1.3各种细胞具有相似的基本结构，但在形态与功能上有所差异”三个重要概念构成。所以，本研究将此大概念被分为三个单元进行教学设计。 在建构大概念1的过程中，可提升学生生物学学科核心素养的生命观念方面有物质观、结构与功能观、系统观、信息观等；在科学思维方面有归纳法、比较法、抽象思维、模型建构、论证等；在科学探究方面有提出问题、分析问题、做出假设、设计实验并实施、得出结论等；在社会责任方面有认同生命的物质性、细胞是生命活动的基本单位、合理膳食、宣传健康的生活方式等。
单元名称 重要概念1.3 ：各种细胞具有相似的基本结构，但在形态与功能上有所差异。
学习者
分析 在知识结构上，通过初中生物学知识的学习，学生对细胞学说的建立、细胞的基本结构、组织、器官、系统、生态系统等概念有了初浅的认知，能够简单说出生物体是由细胞构成，动物细胞和植物细胞的相似性和差异性，但是对于从运用论据来证明论点的理性思维还非常欠缺。对于深入理解细胞生物体结构与生命活动的基本单位这一概念还较困难。 作为高中生物学的第一课，在细胞学说的基础上继续构建生物知识，再从显微结构联系细胞各结构之间的关系，学生从认知水平上容易建立联系和逻辑关系。如果加以实验或模型构建，学生较容易将微观世界宏观化，进一步建构已有知识体系，达成学生结构与功能相联系的生命观念。
单元教学
设计说明 （一）重要概念描述 普通高中生物学课程标准对本单元概念之间的关系如下图。 课标对重要概念的学业要求是能够： 观察多种多样的细胞，说明这些细胞具有多种形态和功能，但同时又都具有相似的基本结构（生命观念、科学探究）。 本单元按事实-次位概念-重要概念形成的逻辑关系见图： （二）核心素养的侧重点 1.通过对细胞是结构和功能的基本单位这一概念的提出，再通过逐步论证，能够认识到生物学概念是基于科学事实经过论证形成的，并能用这些概念解释简单的生命现象。 2.通过“用高倍镜观察几种细胞”的实验，学习生物学常见实验方法和操作，能够使用简单的实验器具。 3.结合细胞结构与胰岛素的生产过程，初步了解糖尿病的相关知识，知道社会热点中的生物学议题，同时关注社会热点中的生物学议题的讨论，关注生物学技术在生产生活中的应用。 （三）单元核心问题 （四）单元设计思路 本单元设计思路与重要概念1.2有机结合，以“胰岛素的产生和生产”这一真实情境，通过“提出概念—解析概念—内化概念”这一逻辑，论证细胞是生物体结构和功能的基本单位这一大概念。在学生掌握了胰岛素的分泌、合成和控制之后，通过对大肠杆菌和胰岛B细胞结构的比较，进而讨论运用大肠杆菌生产人胰岛素的可能性。这样将教材内容第1章和第3章有机的串联在一起。 本单元设计框架如下图所示： 核心素养学习目标核心问题学习任务学习活动评价方式课时安排课题课时生命观念 科学思维能够通过细胞学说的概括和细胞的结构层次，总结细胞是生物体结构的基本单位；通过分析大肠杆菌和胰岛B细胞的结构，总结结构与功能的多样性和统一性。细胞是最基本的生命系统 真核细胞与原核细胞结构的异同点任务1：说明生物体是由一个或多个细胞构成的，具有差异性和统一性活动1.通过思考与分析细胞学说建立的过程以及生命活动的结构层次模式图，进行总结。学生互评细胞是生命活动的基本单位1科学探究通过“用高倍镜观察几种细胞”实验，练习使用简单的实验器具，选用恰当的方法分析实验结果。任务2：总结真核细胞核原核细胞的多样性和统一性活动2 结合教材大肠杆菌和蓝细菌的模式图找出真核细胞和原核细胞最本质的区别教师点评细胞的多样性和统一性1社会责任能够参与到现代药物生产中运用大肠杆菌生产人的胰岛素的讨论中来，知道社会热点中的生物学议题，关注生物学技术在生产生活中的应用。任务3：使用高倍显微镜观察几种细胞活动2用显微镜观察各种各样的细胞，描述不同细胞的相同点和不同点 成果展示使用高倍显微镜观察几种细胞0.5
单元
教学目标 1.能够通过细胞学说的概括和细胞的结构层次，总结细胞是生物体结构的基本单位；通过分析大肠杆菌和胰岛B细胞的结构，总结原核细胞和真核细胞在结构上的多样性和统一性。 2.通过“用高倍镜观察几种细胞”实验，练习使用简单的实验器具，选用恰当的方法分析实验结果。 3.能够参与到现代药物生产中运用大肠杆菌生产人的胰岛素的讨论中来，知道社会热点中的生物学议题，关注生物学技术在生产生活中的应用。
课时
教学目标 1. 第1节《细胞是生命活动的基本单位》1课时 （1）从分析细胞学说的建立过程中，归纳出植物和动物在结构上具有一致性，形成生物界是统一的观念，认同细胞学说的建立是一个不断修正和发展的过程。 （2）说出生命系统的结构层次、阐明细胞是基本的生命系统。 （3）通过分析细胞学说建立的过程，说出科学发现的基本特点，举例说出归纳法在科学研究中的作用。 2. 第2节《细胞的多样性和统一性》1.5课时（含探究·实践） （1）通过规范使用高倍显微镜观察几种细胞装片，比较并总结不同细胞的异同点。 （2）比较原核细胞和真核细胞，说出并归纳它们的区别和联系。 （3）通过比较、归纳、抽象和概括，阐明细胞有统一的结构模式。
单元课时规划
教学主题（内容） 课时（节） 学科专项学习活动
（实验、调查等） 作业量
（次） 其他
第1节，细胞是生命活动的基本单位 1课时 新授课 1
第2节，细胞的多样性和统一性 1课时 新授课 1
探究·实践，使用高倍显微镜观察几种细胞实验， 0.5课时 实验课 0.5 与“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”同时进行，共计1课时中小学教育资源及组卷应用平台
大单元名称 大概念2“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”是从细胞的代谢和生存的视角来构建的，由“2.1 物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢活动”、“2.2 细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域”、“2.3 细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程”三个重要概念支撑。所以，本研究以上述三个重要概念分为三个单元，将此大概念被分为三个单元进行教学设计。
单元名称 重要概念2.1：物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢活动。
学习者
分析 经历初中物理学科的学习，学生已经知道墨水或者糖加入水中会出现扩散现象，对生活中的扩散现象也有感知，但未建立学科间的联系、其主动探究、实施实验的能力有待提升。学生对于渗透作用发生的原理，水分子、离子、大分子等进出细胞的方式是不清楚的，是抽象的，需要采用实验或直观的表现形式来学习。通过必修1“分子与细胞”模块第一章和第二章的学习，学生认识到细胞作为一个独立的生命系统，它与外界进行着频繁的物质交换。细胞能进行物质交换与细胞膜具有控制物质进出的功能密不可分，因此，细胞膜结构与功能内容为学生学习本单元奠定了重要的理论基础。
单元教学
设计说明 （一）重要概念描述 重要概念2.1“ 物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢活动”。该重要概念是在“阐明质膜具有选择透过性”、“举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白”、“举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞”三个次位概念的基础上形成的，并支撑大概念2“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”。本单元的重要概念是在重要概念“细胞由多种多样的分子组成，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等，其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子”和“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”的基础上形成的，并可支持“内环境为机体细胞提供适宜的生存环境，机体细胞通过内环境与外界环境进行物质交换”、“内环境的变化会引起机体的自动调节，以维持内环境的稳态”、“生物群落与非生物的环境因素相互作用形成多样化的生态系统，完成物质循环、能量流动和信息传递”等重要概念的学习。这些概念之间的关系如下图所示。 （二）核心素养的侧重点 1.生命观念 生物膜在维持细胞结构,细胞内外的物质输运、能量转换及信息的传递等生命活动中,发挥着重要的作用。膜的生命属性既因为其成分中含有蛋白质等活性物质，还因为膜本身作为细胞这一生命基本单位的组成部分，它并不是独立行使功能的，生物膜能够对物质出入进行控制，是以细胞中多种结构和生理过程为基础的。因此，帮助学生从细胞的整体协作关系，以及结构与功能相适应的角度来理解细胞的物质输入和输出。 2 .科学思维 通过膜成分与结构的分析，深刻理解生物膜的多种功能。利用物质跨膜运输的相关原理，对其他成分物质出入细胞的方式进行推理和判断，实验探究过程，以及相关原理的运用等，作为科学思维训练的有效途径。 3.科学探究 实验“探究植物细胞的吸水和失水”意在培养学生提出问题、作出假设、设计实验等科学探究能力以及动手实践能力。 4.社会责任 治疗高血压的某药物说明书，以及对物质跨膜运输的方式和原理的学习，都渗透了人类研究物质跨膜运输方式的社会意义；蔬菜腌制、合理施肥等实践问题的分析与解决，渗透了学习物质跨膜运输的实践意义。在这些内容的教学过程中，引导学生学以致用，分析和解决现实生活中的有关问题，可以提升社会责任。 本单元设计的单元情景是高血压用药原理的探索，在整个单元的生命观念、科学思维和科学探究的形成和发展过程中，关注健康和生活生产实践，紧紧围绕细胞生命活动，形成结构与功能相适应、物质与能量等观念。 （三）单元核心问题 （四）单元设计思路 以真实情境高血压药物进入细胞引入，思考药物如何进入人体血管平滑肌细胞，结合用药原理认识到细胞膜具有控制物质进出细胞的功能，联想水是细胞中含量最多的物质，提出疑问，水是如何进出细胞的？细胞膜无法肉眼看见，故通过模拟水分进出细胞的渗透现象，弄清水进出细胞的原理，推理动物细胞、植物细胞吸水和失水现象，进而建构被动运输概念，阅读通道蛋白发现史可知水进出细胞主要为协助扩散，与自由扩散存在区别。接下来进入植物细胞吸水和失水的探究实验，在此基础上进一步理解水进出细胞的方式。就被动运输的前概念下，呈现事实资料，分析物质逆浓度梯度的运输是否是被动运输，产生认知冲突，建构新概念——主动运输。就主动运输和被动运输做比较，为生命活动的复杂性提供理论支撑。除了一些小分子、离子，还有大分子物质进出细胞，结合实例，认识到大分子物质通过胞吞胞吐进出细胞，治疗高血压药物阻滞剂原理也在学习物质运输方式后找到答案，通过大问题情景，把整个两节内容联合形成单元整体，真正做到单元设计的目的，具体见图
单元
教学目标 1. 从结构与功能观的角度，阐明细胞膜的功能特点；从物质与能量观的角度，说明细胞的生命活动需要物质和能量。 2.运用归纳推理方法，列表分析被动运输、主动运输、胞吞和胞吐的特点和意义，并能解释或分析物质进出细胞的方式。 3.通过观察植物细胞的质壁分离和复原，培养学生的操作能力、观察能力及对实验结果的分析等科学探究能力。 4.举例说明物质跨膜运输在实践中的应用，探讨其与生活、生产、医学等的联系，尝试解决现实生活中的生物学问题。
课时
教学目标 第一节，《被动运输》含探究与实践，2课时 （1）通过探究渗透作用发生的条件，类比推理水进出动植物细胞的条件，建构被动运输的概念，比较自由扩散和协助扩散的异同点。 （2）通过探究“植物细胞的吸水和失水”，说明水分子进出植物细胞的原理，阐释原生质层的选择透过性、质壁分离及其复原的原因。 （3）通过对被动运输的具体实例的讨论，分析细胞膜成分、结构与物质跨膜运输功能之间的关系，尝试运用物质跨膜运输的知识解决生产生活中的实际问题。 第二节，《主动运输与胞吞、胞吐》，1课时 （1）通过事实资料分析物质的逆浓度梯度运输，建构主动运输的概念。 （2）通过事实资料分析大分子物质进出细胞的过程，说明胞吞、胞吐的过程及特点。 （3）通过对物质跨膜运输进出细胞方式的比较，概括细胞膜具有选择透过性，物质跨膜运输有其结构基础。
单元课时规划
教学主题（内容） 课时（节） 学科专项学习活动
（实验、调查等） 作业量
（次） 其他
第1节，被动运输，含探究与实践 2课时 新授课+探究实践课 2
第2节，主动运输与胞吞、胞吐， 1课时 新授课 1中小学教育资源及组卷应用平台
大单元名称 大概念2“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”是从细胞的代谢和生存的视角来构建的，由“2.1 物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢活动”、“2.2 细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域”、“2.3 细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程”三个重要概念支撑。所以，本研究以上述三个重要概念分为三个单元，将此大概念被分为三个单元进行教学设计。
单元名称 重要概念2.2：细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些化学反应发生在细胞的特定区域。
学习者
分析 通过前面对重要概念“细胞由多种多样的分子组成”“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”的构建，以及初中生物学的学习，学生已经具备“具有催化功能的蛋白质是酶”“细胞的主要能源物质是葡萄糖”“细胞内良好的储能物质是脂肪”“线粒体是有氧呼吸的主要场所”“叶绿体是植物进行光合作用的场所”等前概念，具备了一定的分析结果、得出结论等实验分析能力。但这些前概念只是一些浅显的认知，学生对细胞的能量供应和利用过程并没有相关了解，且本单元涉及众多实验的分析和实验设计，对学生科学思维和科学探究的形成具有重要意义。因此，教师应结合学生的前概念，引导学生通过对事实和科学实验的分析逐步构建基础概念、次位概念，从而完成重要概念的构建，在这一过程中逐步形成结构与功能观、物质与能量观。
单元教学
设计说明 （一）重要概念描述 重要概念2.2“细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些化学反应发生在细胞的特定区域”是在“绝大多数酶是一类能催生生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素的影响”、“ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质”、“生物通过细胞呼吸将储存在有机物中的能量转化为生命活动可以利用的能量”、“植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在CO2和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能”四个次位概念的基础上形成的，并支撑大概念2“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”。本单元的重要概念是在1.1“细胞由多种多样的分子组成”和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”的基础上形成的，并可支持选择性必修课程1.1“内环境的变化会引起机体的自动调节，以维持内环境的稳态”、2.2“生物群落与非生物的环境因素相互作用形成多样化的生态系统，完成物质循环、能量流动和信息传递”等重要概念的学习。这些概念之间的关系如下图所示。 （二）核心素养的侧重点 1. 生命观念 有利于学生认识细胞的生活不但需要物质基础，更需要能量驱动，从而建立“细胞色生存需要能量”这一重要概念。教材在产生有关概念过程中，注意体现细胞的能量供应和利用与物质变化的伴随关系，意在让学生认识到生命活动不仅具有物质基础，还需能量驱动，而能量的供应和利用，都离不开物质的变化。物质是能量的载体，能量是物质变化的动力，从而初步建立生物学的物质与能量观。 2.科学思维 通过对本单元概念体系的构建过程，学生要发展“比较与分类”、“抽象与概括”、“模型与建构”、“分析与综合”等科学思维。 另外，本单元教材结合了酶的探索历程、光合作用的原理等，引入较多的科学史料，可以反映科学在建立在科学家们不断探索过程中，而每个时代的科学家又可能受到技术发展的限制导致他们在当时的认知上存在局限性，所以需要不断的开拓创新。 3.科学探究 本单元通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”“影响酶活性的条件”“探究酵母菌细胞呼吸方式”“探究环境因素对光合作用的影响”等探究实验形成和发展科学探究的方法。“绿叶中色素的提取和分离”虽然是一个验证性实验，但由于学生对实验结果是未知的，也可进一步设置成探究性实验。此外，本单元还设计了大量经典实验的分析，学生在分析实验的过程中逐步形成实验设计的思维和方法。 4.社会责任 本单元教材引导学生关注酶、细胞呼吸和光合作用的有关原理在生产、生活中的应用，引导学“细胞呼吸原理的应用”“光合作用原理的应用”“酶为生活添姿彩”等，让学生明白生物来源于生活又服务于生活。 本单元设计的单元境脉是茅台酒的制作流程的发展，在整个单元的生命观念、科学思维和科学探究的形成和发展过程中，围绕农业的发展问题，形成诸如环境保护、珍爱粮食等观念，同时关注我国粮食现状、粮食问题以及我国农业发展现状。 （三）单元核心问题 生物所需物质和能量从哪里来？如何转化、利用和散失？本单元核心问题分析见图： （四）单元设计思路 以真实情境引入（国酒茅台酿制过程）播放视频—了解酵母菌在(18-25℃)温和条件下能进行新陈代谢的原因（引出酶）——（酶催化）将主要能源物质（糖类）转化成能直接利用的能源物质—能量“货币”ATP——糖类又是由高粱和小麦等绿色植物光合作用所制造。紧抓能量这条主线索，每个环节设计问题串环环相扣，把整个第五章四节内容就窜在一起形成单元整体，真正做到单元设计的目的，具体见图。 通过实践生产过程面临的问题为单元情景，把教学内容融入单元情境问题的解决过程，学生通过学习提出解决问题的方案后，总结提炼出一种解决问题的一般方法。在此过程中答 成目标，生成素养。
单元
教学目标 通过细胞呼吸、光合作用研究的科学史等事实依据，论证基于化学反应来实现细胞呼吸、光合作用，且这些反应发生在细胞的特定区域，形成结构与功能观、物质与能量观等生命观念，发展归纳与概括等科学思维。 （1）通过绘制概念图，构建本单元感念体系，形成模型与建构的科学思维。 （2）通过“探究温度对酶活性的影响”“探究细胞呼吸的产物”“探究环境因素对光合作用的影响”等活动，学会准确设置实验变量及检测方法，能设计、完善并实施修正后的实验方案，能对实验结果进行详细记录、交流讨论，发展科学探究能力。 （3）通过“设计植物工厂”“设计植物工厂产物利用”等活动，关注细胞呼吸和光合作用原理在生活和生产中的应用，尝试运用科学、技术、工程学和数学的知识来解决生活中的实际问题。
课时
教学目标 1. 第一节《降低反应活化能的酶》2课时 （1）通过对酶催化作用具体实例的讨论，说明酶在细胞代谢中的作用。 （2） 通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，阐明绝大多数酶的化学本质是蛋白质的事实，认同科学是在不断地探索和争论中前进的。 （3）通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，学会控制自变量，观察和检测因变量，以及尝试设置对照组和重复实验。 （4）通过“淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”的探究活动，阐明酶具有专一性，学会“控制变量和设计对照实验”的科学方法。 （5）通过“pH和温度对酶活性影响”的探究活动，分析推导“酶的作用条件较温和”的特性，训练模型建构的科学思维。 2. 第二节《细胞的能量“货币”ATP》1课时 （1）通过模型构建，描述ATP的结构特点，形成结构与功能相适应的观念。 （2）通过资料分析，构建ATP与ADP的相互转化机制，解释ATP含量少但用量大的原因，发展模型与建模思维。 （3）通过分析ATP的功能机制，认同细胞内能量供应的有序性和高效性，发展物质与能量观。 3. 第三节《细胞呼吸的原理和应用》4课时 （1）通过探究酵母菌的细胞呼吸方式的实验，学会控制和检测实验变量并说出细胞呼吸的类型。 （2）通过体验实验方案设计、方案实施以及结果的交流与讨论，发展科学探究能力。 （3）通过描述线粒体的结构特点，发展结构与功能相适应的生命观念。 （4）通过分析有氧呼吸相关的科学实验，概述有氧呼吸的三个阶段，概括有氧呼吸的概念，发展模型与建模，归纳概括等科学思维。 （5）通过比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同，阐明细胞呼吸的实质，发展学生比较分析，归纳概括的科学思维。 （6）通过讨论实际生活中运用细胞呼吸的原理的生命现象，引导学生将所学的生物学知识应用于生产实践，增强社会责任意识。 4. 第四节《光合作用与能量转化》4课时 （1）通过对“绿叶中色素的提取和分离”，阐明叶绿体是植物细胞光合作用从场所，叶绿体中含有能捕获光能的色素，发展科学探究能力，形成结构与功能观。 （2）通过对绿色叶片和黄色叶片色素带的比较，解释秋天叶片变黄的原因，发展比较与分类、分析与综合的科学思维，形成提出问题、作出假设、分析实验结果以及推理预测的探究技能。 （3）通过对绿叶中色素吸收光谱的分析，选择植物工厂补充光源的颜色并解释原因，关注生物学技术在生产生活中的应用。
单元课时规划
教学主题（内容） 课时（节） 学科专项学习活动
（实验、调查等） 作业量
（次） 其他
第1节，《降低反应活化能的酶》 2课时 新授课+实验课 2
第2节，《细胞的能量“货币”ATP》 1课时 新授课 1
第3节，《细胞呼吸的原理和应用》 4课时 新授课2课时；实验课1课时；习题课1课时 4
第4节，《光合作用与能量转化》 4课时 新授课2课时；实验课1课时；习题课1课时 4中小学教育资源及组卷应用平台
大单元名称 大概念2“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”是从细胞的代谢和生存的视角来构建的，由“2.1 物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢活动”、“2.2 细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域”、“2.3 细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程”三个重要概念支撑。所以，本研究以上述三个重要概念分为三个单元，将此大概念被分为三个单元进行教学设计。
单元名称 重要概念2.3： 细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程。
学习者
分析 学生在初中学过：细胞通过分裂产生新细胞，受精卵通过细胞分裂和分化，形成组织器官（系统），发育为多细胞的生物体等内容。在教学时，可以利用学生已有知识为基础，实现知识迁移，把新知识和已学知识进行有效的整合，使学生的知识体系得到丰富和发展，构建新的知识网络。本单元中有关细胞衰老干细胞的研究等热点问题，教学时应注意联系日常生活和学生的已有经验，关注知识在实践中的应用。
单元教学
设计说明 （一）重要概念描述 该重要概念是在“细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性”；“在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化，形成了复杂的多细胞生物体”；“在正常情况下，细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程”三个次位概念的基础上形成的，并支撑大概念“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”。
本单元的重要概念是在必修课程1.1“细胞由多种多样的分子组成”；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”；1.3“各种细胞具有相似的基本结构，在形态和功能上有所差异”的基础上形成的，并可支持3.2“有性生殖中的分离和重组导致双亲后代的基因组合有多种可能”；选择性必修课程4.1“植物细胞工程包括植物组织培养和体细胞杂交”；4.2“动物细胞工程包括细胞培养、核移植细胞融合和干细胞的应用等技术”等重要概念的学习。这些概念之间的关系如图所示： （二）核心素养的侧重点 1.生命观念 细胞的生命历程包括生长，增殖，分化，衰老和凋亡和死亡，学习本章内容帮助学生正确理解生命系统发展变化规律，以科学的眼光看待生和死，进而珍爱生命，正视死亡。通过学习有丝分裂过程中染色体进行精确复制和分离，使子代细胞与亲代细胞的染色体数目保持一致，维持了细胞的遗传稳定性，感悟生命的精致和奇妙。 2 .科学思维 在本单元概念体系的构建过程中，学生需要发展“抽象与概括”、“运用模型作解释”、“分析数据”、“思考与综合”等科学思维。 通过对有丝分裂过程中染色体形态行为和数量的变化，认识到有丝分裂实质是维持亲子代在遗传上的稳定性，体现了从现象到本质，发展抽象概括的科学思维；对于多细胞生物体来说，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程，认识细胞衰老与个体衰老之间的关系，辩证地看待整体与部分之间的关系；细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，认识和理解生命活动中的因果关系。 3.科学探究 本单元中的探究实践——“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”，要求学生能够选择适当的材料制作临时装片，并运用高倍显微镜进行观察，发展科学探究的技能和动手操作实验的能力。 4.社会责任 本单元通过认识细胞分化形成不同组织细胞之间的分工合作，细胞凋亡对个体的积极意义，从而进一步认识个人与集体，社会与个人与社会的关系，一些研究成果，可以帮助学生理解科学研究对增进人类健康的重要意义，细胞衰老和个体衰老的关系，联系到我国已经步入老龄化社会的现状，形成关爱老年人的社会责任意识。 （三）单元核心问题 （四）单元设计思路
单元
教学目标 1.通过观察图片，构建模型，概述细胞有丝分裂的过程及意义。 2.描述有丝分裂各个时期的特点。 3.阐述细胞分化的概念及实质；通过思考与讨论，阐明细胞的全能性。 4.描述细胞衰老的特征、个体衰老与细胞衰老的关系及细胞凋亡和细胞坏死的区别，关注衰老和死亡与人健康的关系。
课时
教学目标 1. 第一节《细胞的增殖》 3课时 （1）理解细胞亲子代之间遗传信息的一致性，领悟生命的延续性。 （2）分析有丝分裂发现过程的科学探究史，提高分析、归纳、提取信息的能力；说明有丝分裂过程中染色体行为的变化，锻炼动手能力、抽象思维能力，发展科学思维。 （3）说出细胞周期的概念，认识生命的形成是一个发展变化的过程。 （4）比较动植物细胞有丝分裂的异同，认识生命现象的多样性和统一性。 （5）构建有丝分裂过程中染色体和DNA数量变化模型，发展学生的科学思维。 （6）能识别处于有丝分裂不同时期的植物细胞 （7）初步掌握制作大蒜根尖有丝分裂装片的技术和绘制生物图的方法。 2. 第2节《细胞的分化》 1课时 （1）通过比较不同细胞在形态结构和功能方面发生的特异性变化，归纳细胞分化的概念，从而阐明细胞分化是基因选择性表达的结果。 （2）通过分析植物组织培养和动物体细胞核移植等方面的事例，阐明细胞的全能性。 （3）通过了解干细胞的特点，关注干细胞在医学上的应用，提升社会责任意识。 3. 第3节《细胞的衰老和死亡》 1课时 （1）熟记细胞衰老的特征，关注我国老龄化问题，形成关爱老年人的意识。。 （2）通过学习细胞衰老和细胞死亡，形成结构与功能相适应的生命观念。 （3）结合胎儿手的发育和蝌蚪尾的消失，理解细胞凋亡的概念与意义。 （4）采用比较和分类的方法，说明细胞凋亡和坏死的关系。 （5）通过学习细胞衰老、凋亡与人体健康的关系，树立关爱人体健康的社会责任。
单元课时规划
教学主题（内容） 课时（节） 学科专项学习活动
（实验、调查等） 作业量
（次） 其他
第1节，细胞的增殖 3课时 新授课+探究实践课 3
第2节，细胞的分化 1课时 新授课 1
第3节，细胞的衰老和死亡 1课时 新授课 1

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