高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》细胞是生命活动的基本单位教案设计

这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》细胞是生命活动的基本单位教案设计，共11页。教案主要包含了细胞学说及其建立过程，归纳法，细胞是基本的生命系统，对生命系统结构层次的判断等内容，欢迎下载使用。
教材分析
本章在一定程度上具有绪论课的功能。细胞是生物体结构和功能的基本单位,研究细胞、学习细胞知识的重要性自不待言。然而,关于细胞的内容,大多是微观的、抽象的,对于高中学生来说有一定的难度。如何使学生产生学习必修1模块、甚至整个高中生物的兴趣,是本章要解决的第一个问题。必修1模块是以“细胞是基本的生命系统”为主线来展开教学内容的,后续各章依次讲述了这一基本生命系统的组成、结构、功能、发生和发展变化等,因此,本章既是后续各章的基础,又具有统领本模块的作用。
第1节“细胞是生命活动的基本单位”,涉及细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统和生物圈等生命系统的层次,从微观到宏观,让学生初步了解到生命科学的研究是从这些层次上展开和深入的,而细胞是其他生命系统层次的基础,是基本的生命系统,其次还包含细胞学说的内容及建立过程。本节以讨论课的形式组织教学,通过让学生阅读、观察教材提供的事例进行分析、讨论,形成如下观点或思想:生命活动离不开细胞;查阅细胞学说的建立等生物学史资料和生物科学前沿资料,作为一个“系统”要有物质和能量的输入、输出及内部要发生物质和能量的转化;掌握生命系统的结构层次,认同细胞是基本的生命系统。
第2节“细胞的多样性和统一性”,包括细胞的多样性、原核细胞和真核细胞的异同,通过学生的分组实验,让学生能亲身感悟不同的生物细胞其形态千差万别,但它们却有共性,进一步理解细胞是基本的生命系统。同时,让学生重温初中学过的高倍显微镜的使用和临时装片的制作。通过对图片的观察、比较,总结出原核细胞和真核细胞的异同。本章两节在内容的选取上体现了连贯性、层次性、递进性的原则,在认识上体现了从宏观到微观的原则。围绕着走近细胞,第1节通过生活实例及回忆初中已学过的知识来让学生认识到生命活动离不开细胞,而生命系统结构层次的知识,则是从微观到宏观引领学生走近细胞的基础。通过观察细胞获取感性认识,对原核细胞和真核细胞进行理性比较,认识细胞的多样性和统一性。通过对细胞学说的建立过程的资料分析,认识细胞的统一性。
学情分析
本章教材涉及较多的初中知识,学生学完初中的生物课后,已经具有比较丰富的细胞知识,例如细胞的基本结构,细胞内发生的一些化学反应的知识,还有建立在细胞基础之上的生物多样性的知识。学生在初中学过细胞、组织、器官、系统等生物体的结构层次,本节在初中知识的基础上加入了种群、群落、生态系统和生物圈等层次,既起到了连贯作用,又使学生全面了解生命系统的各个层次。从微观到宏观,让学生初步了解构成生命系统结构的层次性,从最小的细胞开始,到最大的生命系统——生物圈,高中生物就是从这些层次上展开和深入的。尽管生命系统复杂多样,大小不同,但它们层层相依,都离不开细胞这个基本的生命系统。然而,由于初中所学的相关知识与高中将要学习的知识时间相隔较长,大多数内容已经遗忘,这给学生学习这部分内容增加了难度。
重点难点
教学重点
(1)细胞学说的要点和意义。
(2)细胞是基本的生命系统。
(3)原核细胞和真核细胞的区别和联系。
教学难点
(1)细胞学说的意义。
(2)使用高倍显微镜观察几种细胞,比较不同细胞的异同点。
课时安排
第1章 走近细胞
第1节 细胞是生命活动的基本单位
教学分析
教学目标
1.科学思维:了解细胞学说建立的过程及内容。
2.生命观念:理解并说出生命系统的结构层次,阐明细胞是基本的生命系统。
3.科学探究:举例说出归纳法在科学研究中的作用。
评价目标
1.通过对细胞学说建立过程的理解,说出科学发现的基本特点。
2.通过对生命系统的结构层次的理解,阐明细胞是基本的生命系统。
教学重难点
重点:1.细胞学说的要点及其意义。
2.细胞是基本的生命系统。
难点:细胞学说的意义
教学方法
1.播放克隆技术视频,引发学生进行细胞研究价值的讨论。借助科学家威尔逊的名言走近细胞,开启高中生物学的学习。
2.“生命系统的结构层次”是本节的难点,教师应引导学生系统地理解这几个层次。在学习这些结构层次时,教师可以对各个层次的名词适当进行解释,以利于学生全面理解生命系统的严密性、层次性和多样性。对种群和群落的概念,要通过实例辨析来帮助学生理解。
3.采用直观教学法、讲述法、讨论法、演示法等教学方法进行教学,制作好相应的PPT。
课时安排
1课时
教学准备
多媒体,白板,学案,PPT等。
教学设计
导入新课
播放人体胚胎发育的视频,引发学生进行细胞研究价值的讨论。借助科学家威尔逊的名言走近细胞,开启高中生物学的学习。
(设计意图:通过播放视频,创设真实课堂情境,关注生物学科的热点问题,激发学生学习生物课程的热情。)
探究一、细胞学说及其建立过程
【师】大熊猫和冷箭竹形态不同,但都是由细胞构成的,你将如何获取和提供证据证明呢?
【生】小组合作,探讨寻求证据的方法。随后进行小组间交流,从方案的可行性和科学性等方面进行互评。
【师】打破动物学与植物学之间的壁垒、揭示动植物存在统一性的科学家是施莱登和施旺,他们建立了细胞学说。请先阅读课本,了解细胞学说的主要观点,思考细胞学说从哪些方面揭示了动植物的统一性。
【生】①细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成。
②细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体生命起作用。
③新细胞是由老细胞分裂产生的。
【师】细胞学说是如何建立的呢?
【师】指导学生阅读课本。要求:①快速阅读;②找出相关知识点,划出来;③基于PPT上的问题引导学生讨论。
【师】指导学生阅读课本P2~4的相关内容,和老师一起总结分析细胞学说建立的过程。
【师】从人体的解剖和观察入手。
【生】1543年,比利时的维萨里发表《人体构造》。法国的比夏指出器官由组织构成。
【师】显微镜下的重大发现。
【生】1665年,英国的罗伯特·胡克发现并命名“细胞”。荷兰的列文虎克用自制的显微镜观察不同形态的细菌、红细胞和精子等。意大利的马尔比基用显微镜广泛观察了动植物的微细结构,如细胞壁和细胞质。
【师】科学观察和归纳概括的结合,试举例。
【生】施莱登首先提出,植物体都是由细胞构成的。施旺发表了研究报告《关于动植物的结构及一致性的显微研究》,他认为:动物体也是由细胞构成的。
【师】细胞学说如何在修正中前进?
【生】1858年,德国的魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”。
【师】通过分析细胞学说建立的过程,说一说你领悟到的科学发现的特点。
【生】学生谈读书心得、感想。
【师】评价学生的回答,结合学生谈的感想,教师归纳一些要点。
(1)科学发现是很多科学家共同参与,共同努力的结果。
(2)科学发现的过程离不开技术的支持。
(3)科学发现需要理性思维和实验的结合。
(4)科学学说的建立过程是一个不断开拓、继承、修正和发展的过程。
【师】细胞学说主要阐明了什么?
【生】细胞学说主要阐明了生物界的统一性。
【师】恩格斯把细胞学说、能量转化和守恒定律、达尔文的进化论并列为19世纪自然科学的三大发现。细胞学说的地位和意义为什么如此重要?说出你的理解。
【生】细胞学说揭示了动物和植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性,使人们认识到植物和动物存在共同的结构基础;细胞学说的建立标志着生物学的研究进入细胞水平,极大地促进了生物学的研究进程。
合作探究
细胞学说的内容和意义(判断下列说法是否正确,如果错误,则改正)。
(1)所有生物都是由细胞及细胞产物构成的。( )
改正:
错误,一切动植物都由细胞和细胞产物所构成。
(2)细胞是通过细胞分裂产生的。( )
改正:
正确。
(3)离体的叶绿体在一定条件下能进行光合作用,体现了细胞是生命活动的基本单位。( )
改正:
错误,叶绿体不是细胞,是细胞中的细胞器。
(4)人的生长发育离不开细胞的分裂和分化,体现了细胞是生命活动的基本单位。( )
改正:
正确。
(5)病毒不具有细胞结构,但是其进行生命活动必须依赖于细胞。( )
改正:
正确。
(6)多细胞生物个体的寿命与细胞的寿命是一致的。( )
改正:
错误,多细胞生物个体的细胞不断自我更新。
(设计意图:通过对细胞学说建立过程的学习,重点让学生理解科学探索的艰辛,以及科学家需要的意志和品质。)
探究二、归纳法
【师】阅读课本P5,理解归纳法。
【师】至少各列举一个完全归纳法和不完全归纳法的例子。
【生】完全归纳法:观察所有类型的植物细胞得出植物细胞均有细胞核。
不完全归纳法:观察部分动植物细胞得出细胞结构。
(设计意图:引导学生理解科学探索的方法。)
探究三、细胞是基本的生命系统
生命活动离不开细胞
(1)实例1:草履虫的运动和分裂
【师】展示草履虫的运动及分裂的图片,引导学生讨论草履虫是单细胞生物还是多细胞生物。
【生】单细胞生物。
【师】草履虫还进行什么生命活动?
【生】呼吸、摄食、生长和应激等。
【师】如果草履虫没有完整的细胞结构,它还能完成各项生命活动吗?请举例说明。
【生】结合其他单细胞生物(变形虫、眼虫、大肠杆菌、酵母菌、衣藻等)引导学生得出结论:对于单细胞生物来说,一个细胞就是一个生物体,细胞的生命活动就是生物体的生命活动。单细胞生物的生命活动离不开细胞。
(2)实例2:人的缩手反射
【师】结合人的缩手反射的图片引导学生进行讨论。
【师】一个简单的缩手反射,你认为至少要有哪些细胞或结构的参与?
【生】缩手反射的完成需要完整的反射弧和骨骼肌细胞的参与。
【师】引导学生得出结论:反射等生命活动需要多种细胞的参与。
(3)实例3:病毒—人类免疫缺陷病毒(HIV)
【师】展示HIV的结构模式图和HIV攻击人体T细胞的图片并引导学生思考。
【师】艾滋病的病原微生物和攻击对象分别是什么?
【生】艾滋病的病原微生物是HIV,攻击对象是T细胞。
【师】病毒能独立生活吗?病毒如何繁殖?
【生】病毒很小,需用电子显微镜观察,没有细胞结构,不能独立生活,营寄生生活;在活细胞中繁殖。
得出结论:像病毒这样的非细胞结构的生物,生命活动离不开宿主细胞。
【师】总结单细胞生物、多细胞生物和病毒的特点,得出结论。
【生】病毒:无细胞结构,靠寄生在活细胞中生活和繁殖。
单细胞生物:靠单个细胞就能完成生命活动。
多细胞生物:依赖各种分化的细胞密切合作,共同完成一系列复杂的生命活动。
探究四、对生命系统结构层次的判断
冷箭竹的生命系统的结构层次模式图
【师】引导学生阅读课本并完成学案中的[自主学习]。
【师】上面提到了单细胞生物的生命活动情况,那么多细胞生物的生命活动是如何实现的?利用PPT展示熊猫和冷箭竹的生命系统的结构层次模式图,提出问题并引导学生思考作答。
【师】问题1:生命系统分为哪几个结构层次?它们从低到高的排列顺序是怎样的?
【生】观察图片,分组讨论并回答。
生命系统的层次由低到高的排列顺序是细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统、生物圈。
【师】问题2:请说出生命系统中每个层次的概念。
【师】用PPT展示每个层次的名称和概念。
【生】学生共同回答
细胞:是生物体结构和功能的基本单位。
组织:由形态相似,结构和功能相同的细胞联合在一起形成的细胞群。
器官:由不同的组织按照一定的次序结合在一起构成的行使一定功能的结构。
系统:能够共同完成一种或几种生理功能的多个器官按照一定的次序组合在一起的结构。
个体:由各种器官或系统协调配合共同完成复杂的生命活动的生物。单细胞生物是由一个细胞构成的生物体。
种群:在一定的空间范围内,同种生物的所有个体是一个种群。
群落:在一定的空间范围内,不同种群相互作用形成一个群落。
生态系统:群落和无机环境相互作用而形成的统一整体。
生物圈:由地球上所有的生物和这些生物生活的无机环境共同构成。
【师】问题3:草履虫、松树、人的生命系统的结构层次相同吗?若不同,区别在哪?
【生】小组讨论并回答:草履虫是单细胞生物,具有“细胞”这一结构层次和“个体”这一结构层次。
松树是植物,没有“系统”这一结构层次。
人参与构成生命系统的所有结构层次。
【师】问题4:一个分子或一个原子是一个系统吗?它们是生命系统吗?
【生】小组讨论回答:一个分子或一个原子是一个系统,但是单独的分子或原子不能独立完成生命活动,所以不是生命系统。
【师】问题5:
辨析一,说出下列实例中哪个属于种群:一个班的全体同学;一所学校的全体师生;一个村落里全部的居民;一个水库里全部的鱼。
辨析二,说出下列实例中哪个属于群落:一个花园里的全部植物;一个池塘里全部的鱼、虾;一片竹林里全部的生物。
【生】小组讨论后回答:一个村落里全部的居民是种群;一片竹林里全部的生物是群落。
【师】问题6:在生命系统的各个层次中能完整地表现出生命活动的最小的层次是哪一个?
【生】在生命系统的各个层次中能完整地表现出生命活动的最小的层次是细胞。
【师】问题7:不同种生物的生命系统的结构层次存在差异,这说明了什么?
【生】小组讨论回答:越高等的生物其生命系统越复杂,而低等生物则比较简单。由此说明生命系统具有复杂性和多样性。
【师】由上述分析可知,构成生命系统的结构具有层次性、复杂性、多样性。从最基本的层次——细胞开始,到最大的生命系统——生物圈,尽管生命系统复杂多样、大小不同,但它们层层相依,紧密联系,都离不开细胞这一基本的生命系统。
【师】让学生结合刚才的探究,完成学案中的[自主总结]。
【生】完成学案中的[自主总结],并展示交流答案。
(设计意图:从局部和整体的关系引导学生理解生命系统的结构层次,同时理解生命系统的复杂性,训练学生的思维发散能力和知识迁移能力。)
评价反馈
学生借助彩色卡纸完成生命系统结构层次的构建。
课堂小结
布置作业
完成学案中的核心素养专练。
教学反思
本节内容涉及较多的初中知识,但是由于初中与高中相隔时间较长而出现部分知识的遗忘,因此,本节教学除完成知识上的教学目标之外,还具有熟悉学生、了解学生、激发学生学习兴趣的目的。基于此,教师在教学过程中需注意以下三点:一是尽量帮助学生回忆初中所学的知识,对相关知识进行补充和拓展;二是不仅仅拘泥于具体的知识,还要引导学生从系统的角度看待生命活动离不开细胞以及生命系统的结构层次;三是根据学生回答问题的情况及时调整问题的难度和教学策略,并注意教师列举的实例应尽量与学生的生活经验和社会热点相联系,以提高学生学习的积极性。如在学习种群与群落时,通过多举身边的实例并进行辨析会取得较好的效果。
板书设计
第1章 走近细胞
第1节 细胞是生命活动的基本单位
一、细胞学说及其建立过程
1.内容
2.建立过程
3.意义
二、归纳法
三、细胞是基本的生命系统
1.单细胞生物依靠单个细胞完成各项生命活动
2.多细胞生物依靠各种已分化的细胞共同完成一系列复杂的生命活动
3.病毒的生活和繁殖离不开细胞
四、生命系统的结构层次
细胞→组织→器官→系统(植物不具有)→个体→种群→群落→生态系统→生物圈
备课资源
几种临时装片的制作方法
制作新鲜的动物组织装片,可以取材于多种动物体,以下介绍几种方法。
(1)上皮组织
①取材:把活蛙放在容器内,2~3 h以后,向容器中注入一定量的水。蛙在水中游动几分钟后,可以见到水中有脱落的上皮薄膜。
②制作装片:取一载玻片,在中央滴一滴稀释的红墨水(或碘液、伊红溶液),再取一小块上皮薄膜,放在载玻片上的红墨水滴中,展平,盖上盖玻片,即制成上皮组织装片。数分钟后,即可放在显微镜下观察。
(2)结缔组织
①取材:将死亡小白鼠的腹部向上置于解剖盘中,用镊子夹住腹部皮肤,沿腹中线由后向前剪开皮肤,在皮肤和肌肉之间,用镊子取一小块白色透明的皮下组织(主要为疏松结缔组织)。
②制作装片:取一载玻片,在中央部位滴一滴生理盐水,将取出的结缔组织放在载玻片中央,用解剖针展平,然后在材料上滴一滴甲基蓝溶液或稀释的甲紫溶液,盖上盖玻片,即制成结缔组织装片。数分钟后,即可放在显微镜下观察。
(3)肌肉组织
①取材:将死亡小白鼠腿上的皮肤剥去,用解剖剪剪取其腿部肌肉(骨骼肌)少许。
②制作装片:取一载玻片,在中央部位滴一滴生理盐水,将剪取的肌肉放在载玻片上的生理盐水中,用解剖针分离肌纤维(如果将肌肉放在甘油中浸1~2 d,肌纤维更容易分离),盖上盖玻片,即制成肌肉组织的装片。如果在材料上滴一滴质量分数为1%的醋酸溶液,盖上盖玻片,1~2 min后将装片放到显微镜下观察,不仅能看到横纹,还能看到细胞核,效果更好。
(4)神经组织
①取材:最好取大型哺乳动物(如猪、羊、兔)的一段脊髓,用解剖剪将脊髓剪一新鲜断面,以便清晰地看见灰质。然后用解剖针从脊髓上取一些灰质前角。
②制作装片:取一载玻片,将取到的灰质前角涂于载玻片的中央,在中央部位滴一滴生理盐水,盖上盖玻片,在盖玻片的一侧滴一滴甲基蓝溶液,另一侧用吸水纸吸引,盖上盖玻片,即制成神经组织的装片。数分钟后,即可放在显微镜下观察。
注:除上皮组织外,取下的结缔组织、肌肉组织和神经组织,都可以放入甘油中固定保存,在室温条件下可以保存1~2周。第1课时探讨细胞是生命活动的基本单位
1课时
第2课时探讨细胞的多样性和统一性
1课时