资源简介

细胞的生活
教学目标
1.分析细胞培养液的成分、物质进出细胞模式图，运用归纳与演绎等思维方法，推理出 “细胞的生活需要物质 ”及“细胞膜具有控制物质进出的功能 ”，初步形成结构与功能观。 2.从宏观与微观结合的角度，通过类比推理以及跨学科的“能量转化与守恒定律 ”，阐 明线粒体、叶绿体与“细胞能量转化与转移 ”的关系，初步形成物质与能量观。 3.结合克隆羊多莉的身世等科学史材料，尝试对科学现象进行溯因推理，科学论证“细 胞核控制着生物的生长、发育和遗传 ”，建构“细胞是物质、能量和信息的统一 ”的概念模 型，初步形成系统观。 4.通过了解细胞培养技术、克隆技术在农业、医疗方面的应用，深化对科学、技术、社 会紧密联系的认识，关注生物技术对社会的影响及科技伦理，提高社会责任意识。
教学重难点
教学重点： 从微观视角理解细胞的生活需要物质和能量，结合实例分析细胞膜、线粒体、叶绿体和 细胞核的功能； 理解建构“细胞是物质、能量和信息的统一 ”的概念模型。 教学难点： 理解并建构“细胞是物质、能量和信息的统一 ”的概念模型。
教学过程
【归纳推理， 问题情境】——引发认知冲突 教师复习导入： 除病毒以外，无论是植物、动物还是细菌、真菌等生物体都是由细胞构成的。 细胞是构成生物体的基本单位。细胞生活的每时每刻，都进行着生长、发育等各种各样 的生命活动。
教师引导学生提出问题：小小的细胞是如何生活的呢？ 【演绎推理，提出假说】——激发参与探究学习的内在动机 教师引导学生： 运用演绎推理的思维方法进行分析，提出假说： 我们都知道，生物的生活需要营养物质。细胞是构成生物体的基本单位。可以推知：细 胞的生活也需要营养物质。 教师进一步引导：探寻支持以上推理的科学证据。 任务 1:探究细胞的生活需要物质 【探究实践，科学论证】——像科学家一样思考 教师引导：细胞的生活需要哪些物质呢？这个问题可以转化为“细胞中有哪些物质？ ” 教师提供资料：科学研究证明，水、氧气、葡萄糖、蔗糖， 以及其他许多物质，都是由 分子构成的。分子是构成物质的一种微粒。 活动 1:从微观视角理解蔗糖在水中的溶解 例如，将蔗糖放在水中，不一会儿便会在水中消失，而水也有了甜味。 教师展示模型，引导分析：由于“水和蔗糖都是由分子组成的 ”。而且，分子在不断地进 行无规则的热运动。 学生结合模型从微观的视角理解：

“蔗糖在水中的溶解 ”这一现象的实质可以解释为：一个个蔗糖分子在水分子的作用下 分散开来，蔗糖分子挤进了水分子的间隙中。 活动 2:品尝水果的果汁 学生活动：品尝橘子、西瓜、葡萄等水果的果肉或果汁，推测细胞中含有哪些物质？ 学生回答（我发现水果的汁液是甜的，我推测细胞中含有水、糖类）。 活动 3:摁压花生种子 教师提问：在白纸上摁压干燥的花生种子，你发现了什么？ 引导学生观察： 白纸上出现油渍，说明细胞中有（油脂）脂肪。 学生初步认识细胞中有水、糖类、脂肪等物质。 活动4:资料分析——动物细胞的培养 资料：为解决大面积烧伤病人植皮难题，科学家将人的皮肤细胞置于培养瓶中进行培养， 获得人造皮肤。 问题：皮肤细胞是如何生活的呢？应该向培养瓶中加入哪些物质？ 教师引导：课前学习任务中，同学们通过查阅资料，了解到在培养皮肤细胞时，需要向 培养瓶中加入一些物质。展示一位同学查到的资料。
引导学生总结： 如表所示，皮肤细胞生活需要的物质种类较多，如水、多种无机盐、维生素、糖类、氨 基酸等。 教师展示科学家研究的资料：组成细胞的物质有：水、蛋白质、核酸、糖类、脂肪、无 机盐等。 介绍这些物质可以根据他们“是否含碳、分子大小以及是够能燃烧 ”等特点作为分类依 据，可分为有机物和无机物两类，简要介绍这两类物质的特点。 根据无机物一般不能燃烧，有机物能燃烧的特点，可以用燃烧的方式鉴别。带领学生通 过燃烧花生种子，体会细胞中含有有机物和无机物。 活动 5：灼烧花生种子 学生活动：使用酒精灯灼烧花生种子，仔细观察燃烧过程。（注意安全！） 引导学生观察现象：花生脱离火焰后仍在燃烧，燃烧后剩下了灰色物质。 学生得出结论： 能够燃烧的物质就是有机物。燃烧后剩下的灰烬就是无机物。 细胞中含有有机物和无机物。
活动 6：判断细胞系统的边界 教师提问：细胞内有水、无机盐、脂肪等物质，也就说明细胞需要从外界获取这些物质。 那么这些物质进入细胞，都要经过细胞的哪个结构？我们把细胞看作一个系统，那么这个细 胞系统的边界是什么呢？ 教师提供资料：科学研究发现，细胞膜将细胞的内部与外部环境分隔开来，使细胞拥有 一个比较稳定的内部环境，但是它没有将细胞封闭起来。 动物细胞的边界是细胞膜。但植物细胞外还有一层细胞壁，细胞壁具有全透性，任何物 质都能随意透过细胞壁，细胞膜才具有控制物质进出的能力。 引导学生得出结论：细胞系统的边界是——细胞膜。 教师讲解： 细胞膜能够控制物质进出，能让需要的物质进入细胞，把不需要的其他物质挡在细胞外， 排出细胞内产生的废物及分泌物。 教师提醒：只有活细胞的细胞膜具有此功能。 进一步引导提问：进入细胞的物质有什么用呢？ 教师引导学生尝试运用类比推理的科学思维作分析。 教师结合资料提问：近日，我国某汽车品牌研发了新车型，该车型全面刷新了纯电和增 程两种动力领域技术的新高度。汽车为什么能动呢？你如何解释呢？ 学生回答（因为汽油和电池能为汽车提供能量）
教师总结：汽车运动需要“动力 ”装置，并且需要电池或汽油等物质提供能量。除此以 外，也需要其他各类材料、零部件构成车身结构。 学生进行类比推理： 进入细胞的这些物质，一部分用来构建组成细胞，另一部分为细胞的生活提供能量，从 而保证细胞顺利完成各项生命活动。 任务 2:探究细胞的生活需要能量 【学科交叉，融会贯通】——基于跨学科概念统整科学学习 教师引导补充：关于“能量 ”的学科交叉知识 在生活中不难发现：能量具有不同的存在形式，如光能、热能、风能、化学能、 电能等 等。能量的转化与转移能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其 他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化与转移的过程中，能量的总量保持不变。 比如电车电池中的电能通过电机的作用转变成汽车运动的动能。 电机就相当于一个能量 转换器。 活动 7:分析细胞的能量转移与转化 组织学生自主学习，阅读课本 29-30 页，回答下列问题： ①动植物细胞中是否有类似于“ 电机 ”这样的能量转换器？ ②动植物细胞所需能量来自于什么物质？ ③有机物中的能量在细胞中要如何才能释放出来？ ④有机物中能量的源头是哪里呢？ 教师引导分析： 动植物细胞所需能量来自于有机物，主要是糖类、脂肪、蛋白质。 动植物细胞中是有类似于“ 电机 ”这样的能量转换器：在线粒体中，有机物中的化学能 转化为生命活动所需要的能量。有机物中能量的源头是太阳能或称为光能，植物细胞的叶绿
体能够吸收光能，并将光能转化成有机物中的化学能。 因此，可以总结得出：叶绿体和线粒体都是细胞中的能量转换器，植物具有两种能量转 换器，而动物细胞中只有线粒体这一种。 任务 3:探究细胞核是细胞的控制中心 【类比推理，化繁为简】——搭建认知支架，发展系统思维 教师引导回顾资料并提问：这次我们关注的是“汽车为什么能自动驾驶？ ” 学生结合生活经验尝试回答（因为汽车中内置了一个智能控制系统；学生回答录音 4： 这种控制作用表现在领航、导航和巡航方面） 教师引导分析并提问： 该车型具有高速领航辅助、城区巡航辅助、泊车辅助等智能控制系统。细胞每时每刻也 是“ 自动 ”的进行各项生命活动，是否也需要一个控制系统呢？ 我们可以将动植物细胞比作一个工厂，各结构各司其职， 目的就是为了维持细胞的生命 活动。以植物细胞为例，请同学们说一说，你觉得植物细胞中的各个结构好比工厂中的哪部 分呢？ 学生结合经验回答（细胞壁相当于大门，起到保护作用；（播放）细胞膜相当于保安，控 制着人员进出；线粒体相当于后勤供给部门，为工厂正常运转提供能源保障；叶绿体相当于 生产车间，不断生产产品；细胞质相当于流水线；液泡相当于仓库，保存着物品。） 教师进一步引导总结： 细胞壁相当于围墙，起到支持和保护作用；细胞膜相当于门卫，控制着物质的进出；线 粒体相当于动力车间，将物质中的能量释放出来为细胞提供能量动力；叶绿体相当于生产车 间，不断生产有机物；细胞质相当于场地；液泡相当于仓库，储存营养物质等。 引发提问：在这秩序严明的细胞工厂中，起到总指挥作用的是哪个结构呢？
学生分析回答：细胞工厂中，起到总指挥作用的是——细胞核。 活动 8:分析克隆羊多莉的身世 【溯因推理，科学解释】——像科学家一样探究实践，增强科学身份认同 教师再次提出：为什么细胞核是细胞的控制中心？ 指导学生阅读课本 30-31 页， 自主学习并分析“克隆羊多莉的诞生过程 ” 思考以下问题： 多莉长得不像 C 羊，也不像 A 羊，而与 B 羊十分相像，这表明了什么？你认为细胞核有 什么功能？ 学生回答。 教师讲解：科学家将母羊 B 的乳腺细胞（播放）与母羊 A 的去核卵细胞（播放）融合形 成融合细胞（播放），融合细胞在体外培养至早期胚胎后，再移入母羊 C 的子宫中，让它继续 发育（播放），胚胎发育成熟后（播放）出生的小羊就是克隆羊多莉。 教师引导学生进行溯因推理： 克隆羊多莉与母羊 B 十分相似，是因为只有母羊 B 为克隆羊提供了细胞核。因此。可以 概括为：细胞核控制着生物的生长、发育和遗传。 教师继续提问：细胞核为什么具有这么重要的功能呢？
教师讲解：
这是由于，细胞核中有一种非常神奇的遗传物质，它的名字叫作脱氧核糖核酸，简称 DNA。 DNA 上有指导生物发育的全部信息，这些信息指挥着细胞完成各项生命活动。 科学家们利用细胞核内含有指导生物发育全部信息的特点，通过克隆技术加速家畜遗传 改良进程，促进优良畜群繁殖。在保护濒危物种方面，克隆技术也能有所作为。教师补充说 明：科学家利用细胞核内含有指导生物发育全部信息的特点，通过克隆技术加速家畜遗传改 良进程，促进优良畜群繁殖。在保护濒危物种方面，克隆技术也能有所作为。需要提醒大家 的是，因为涉及伦理道德问题，所有国家都禁止克隆人。 克隆技术中克隆生物的生命始于一个融合细胞，而正常情况下我们的生命始于受精卵这
个细胞。 一个细胞是如何构建成结构复杂的多细胞生物 体的呢？将在之后的学习中进行探索。 教师提出新问题，为后续学习作铺垫： 一个细胞是如何构建成结构复杂的多细胞生物 体的呢？细胞中的 DNA 的结构是怎么样的？DNA 上的 遗传信息又是如何发挥作用的呢？这些内容将在后 面的有关章节进一步探讨。
【建构模型，批判创新】——促进核心概念的结构化，形成生命观念，理解科学本质 教师引导课堂小结： 细胞的生活需要物质和能量，细胞膜能控制物质的进出，叶绿体和线粒体是能量转换器。 细胞中物质、能量的变化非常复杂，这些都需要统一的指挥，而细胞的控制中心是细胞核。 细胞核是遗传信息库，其中的 DNA 上有遗传信息，这些遗传信息包含了指挥、控制细胞中物 质和能量变化的一系列指令，也是生物体建造自己“生命大厦的蓝图 ”。 引导学生总结： 细胞的生活是物质、能量和信息的统一，细胞是生物体结构和功能的基本单位。 教师指导学生结合这节内容的学习，基于以上重要概念建构模型，绘制出概念图。

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