2019-2020年高中生物《細胞概述》教案3 浙教版必修1.doc

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2019-2020年高中生物《細胞概述》教案3 浙教版必修1 一、教學目標 【知識目標】 1．通過觀看細胞學說發(fā)現(xiàn)簡史視頻，學生歸納細胞學說的基本觀點， 2、通過思考老師提出問題，分析細胞學說的意義。 2．通過圖片上顯示的不同生物體細胞，說出細胞的大小、形狀和種類之間的關系。 3．通過探究學習建立生物模型，分析認識細胞體積一般較小的原因。 5、通過比較典型原核和真核細胞圖片區(qū)別比較原核細胞和真核細胞。 【能力目標】 1．通過細胞學說視頻培養(yǎng)學生篩選、收集、加工信息的能力。 2．通過探究實驗模型的建立，加強學生的動手能力，培養(yǎng)學生分析實驗數(shù)據(jù)并根據(jù)。 3．通過整理有關細胞種類、形態(tài)、大小等相關圖片，培養(yǎng)學生收集、分析、整合信息、運用信息于學習實踐的能力。 【情感態(tài)度與價值觀】 1．認同細胞學說的建立是一個開拓、繼承、修正和發(fā)展的過程，對學生進行科學態(tài)度及勇于探索、克服困難、合作研究等科學素質的養(yǎng)成教育。 2．體會建立模型是解決問題的科學方法之一，養(yǎng)成科學思維方法。 二、教材分析 【教材的地位作用】 “第二章細胞的結構”是全書重要的基礎內容之一，因為細胞是新陳代謝最基本的結構和功能單位。生物體的各項生命活動及生命的生理、行為特點都是建立在細胞這一特殊結構基礎之上的。本節(jié)內容“細胞概述”作為本章的第一節(jié)，既是學生所學的初中知識的延伸與深入，也是高中生物后續(xù)許多內容的學習的起始。 本節(jié)教材通過細胞學研究史中有代表性的科學家研究成果的介紹，使學生在了解細胞的發(fā)現(xiàn)和細胞學說的建立簡史的同時，體會科學和技術的關系。通過探究實驗“模擬探究細胞表面積與細胞體積的關系”的活動，使學生體會細胞的體積一般較小的原因，為第三章細胞代謝中的“物質出入細胞的方式”打下基礎；由于細胞不能無限長大，必須在長到一定體積時經(jīng)過分裂使細胞數(shù)目增多，從而使生物體長大，這樣也和第四章的“細胞增殖”聯(lián)系起來。同時顯微鏡下觀察細胞的形態(tài)這一基本技能又是學習細胞的結構和功能的基礎，也為使用顯微鏡觀察其他內容作鋪墊。 【教學重難點】 1．教學重點：分析細胞學說建立的過程和細胞大小、形態(tài)、種類的比較。 2．教學難點：模擬探究細胞表面積與細胞體積的關系中記錄數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)和根據(jù)數(shù)據(jù)獲得結論，體會建立模型是解決問題的科學方法之一。 【建議課時】 本節(jié)建議安排2課時。第一課時，細胞學說；模擬探究細胞表面積與細胞體積的關系第二課時（實驗課）觀察多種多樣的細胞顯微鏡的使用。 三、學情分析 高中學生的抽象思維能力和綜合思維能力逐漸加強，同時，對生物課程的學習也有著一定的興趣。他們在初中曾學過用光學顯微鏡的低倍鏡觀察細胞，對細胞學說中相關內容已有所涉及。但是，在初中階段這些內容的學習比較分散，沒有加以整理歸納，并且學生進入到高中后再次學習生物學內容又時隔了一段時間，有的知識可能已遺忘。因此，教學中可適當利用學生的已有知識基礎，并遵循學生的認知規(guī)律，通過適當?shù)慕虒W策略，使新知識有效地整合進學生原有的知識網(wǎng)絡中，使學生的知識體系得到豐富和發(fā)展。 四、教學設計 【課前準備】 教師：從網(wǎng)上下載本課所需的信息資料、生物圖片和動畫軟件，整合成本節(jié)課所需的材料；準備模擬探究的材料和觀察多種多樣的細胞裝片。 【教學設施】 多媒體課件，細胞學說發(fā)展史的視頻，生物實驗室 【教學方法】 基于學生已有的知識和經(jīng)驗出發(fā)，本節(jié)課設計時針對教材內容，通過“觀察－閱讀－討論－歸納” 學生學習“細胞學說”的有關內容，再通過“觀察－討論－歸納”的方法讓學生認識組成生物體的細胞既是多種多樣的，同時在組成結構上又是具有共性。在此基礎上。最后借用模型來研究小的、看不見的、在活體中很難研究的過程和結構――“模擬探究細胞表面積與體積的關系”。 【教學過程】 教學流程 教師活動 學生活動 教學意圖 導入新課 教師設疑：在很長的時期內，人們都是通過肉眼來觀察世界上形形色色的事物。那么人們又是怎樣發(fā)現(xiàn)細胞的？ 教師引導：那我們接下來就帶著這個問題去看下面的視頻。 【觀察思考】觀察教師演示的內容，思考教師提出的問題。 ☉創(chuàng)設情境、導入新課 一、細胞學說 【視頻演示】①用視頻一展示細胞的發(fā)現(xiàn)過程；②視頻一以胡克顯微鏡觀察到的軟木塞細胞壁為開始，介紹了施萊登、施旺等人的觀點。 【問題設計】視頻結束，教師可設計如下幾個問題讓學生思考回答：①視頻一結束后，胡克開啟了怎樣的一個世界？ 【過渡】胡克第一臺顯微鏡之后，科學技術繼續(xù)發(fā)展我們又看到了更多的細胞和組織，他們又是誰？我又該怎么理解細胞是生物體的基本單位這句話？讓我們帶著這兩個問題來看下面的視頻 【視頻演示】①視頻二展示草履蟲、變形蟲、植物切片和動物切片及各個相關的器官；②視頻二展示幾種組織的細胞圖是學生初中有所接觸的。 【問題設計】①細胞學說的建立過程如何？②細胞學說的要點是什么？③通過細胞學說的建立過程和細胞更精細結構的發(fā)現(xiàn)，你認為學說創(chuàng)立與科學技術的關系怎樣？ 【評價總結】組織學生交流活動，對學生交流過程中的某些問題進行解釋、評價、引導，不但讓學生知道細胞學說的基本內容，而且領會細胞學說的建立是科學家從實踐中質疑、發(fā)現(xiàn)、思考到再實踐的過程。在分析和總結出學說的過程中，體會所隱含的科學方法和科學精神。 【觀看閱讀討論】①觀看視頻中有關細胞學說的內容；②學生閱讀課本中的材料；③討論、分析，準備回答教師提出的問題。 【匯報交流】以實驗小組為單位派代表匯報討論得出的結論（考慮交流面，一個小組只匯報其中的一個問題）：①虎克的顯微鏡下的重大發(fā)現(xiàn)、施萊登和施旺的理論和科學實驗的結合以及此后的耐格里、菲爾肖不斷的對細胞學說的修正等。②所有的生物都是由一個或多個細胞組成的；細胞是所有生物結構和功能的單位；所有細胞必定是由細胞產(chǎn)生的。③細胞學說是科學家通過大量的科學研究，利用顯微鏡廣泛觀察了動植物的微細結構，并經(jīng)過嚴密的理論思維而建立起來的。細胞學說的建立過程，是一個在科學探究中不斷開拓、繼承、修正和發(fā)展的過程。④細胞學說的地位和意義之所以重要，理由如下：細胞學說的建立揭示了細胞的統(tǒng)一性和生物體結構的統(tǒng)一性，使人們認識到各種生物之間存在共同的結構基礎；細胞學說的建立標志著生物學的研究進入到細胞水平，極大地促進了生物學的研究進程。 ☉通過細胞學說的建立過程介紹，讓學生領悟科學發(fā)現(xiàn)具有以下特點：科學發(fā)現(xiàn)是很多科學家的共同參與，共同努力的結果；科學發(fā)現(xiàn)的過程離不開技術的支持；科學發(fā)現(xiàn)需要理性思維和實驗的結合；科學學說的建立過程是一個不斷開拓、繼承、修正和發(fā)展的過程。 二、細胞的形態(tài)大小、數(shù)目 【課件演示】展示各種不同形狀的細胞與組織的模式圖。 【問題設計】可針對細胞的大小提出以下問題：①這些都是什么細胞？②最小的細胞有多小，最大的呢？③小鼠和大象，誰的細胞更大？④生物體體積的大小取決于什么？⑤細胞體積趨向于小的原因是什么呢？⑥你能用實驗或數(shù)據(jù)演示你的想法么？ 【評價總結】及時對學生交流的信息進行分析評價，最后在大屏幕中演示各類細胞的顯微結構圖。師生共同總結得出：細胞的種類很多，不同的細胞，大小的差別很大。 【觀察思考】邊聽邊對照相應圖片，體會教師演示講解。 【討論回答】以實驗小組為單位，根據(jù)教師演示和指導，結合視頻二正確答出蛙血涂片（或人血涂片）、動物脊髓組織、人肌肉組織（細胞）、植物葉表皮細胞或植物根尖組織、其他植物、動物和微生物的細胞名字。 ☉通過與生活實例結合讓學生更容易理解和接受細胞形態(tài)大小、數(shù)目的多變，培養(yǎng)學生的STS的學習理念，提高實踐應用能力。 ☉通過多向交流，實現(xiàn)學生的優(yōu)勢互補，資源共享。 三、模擬探究細胞表面積與細胞體積的關系 【過渡講述】我們已經(jīng)知道，細胞的種類很多，不同的細胞大小差異也很大。但一般的細胞只有在顯微鏡下才能看到。那么，細胞的體積為什么這么小呢？ 【問題設計】①生物體體積的大小取決于什么？②細胞體積趨向于小的原因是什么呢？③你能用實驗或數(shù)據(jù)演示你的想法么？引出這正是我們接下去要探究的主要內容：“模擬探究細胞表面積與細胞體積的關系”。 【巡回指導】組織學生實驗探究，提醒學生NaOH有強腐蝕性，注意實驗安全；讓學生先進行瓊脂塊的擴散實驗，在10min擴散期間，計算表格中不同邊長的正方體表面積和體積比；指導學生如何收集實驗數(shù)據(jù)、處理實驗數(shù)據(jù)。 【評價總結】①記錄不同正方體瓊脂塊的表面積與體積之比： 邊長 (cm) 表面積 (cm2) 體積 (cm3) 表面積 ／體積 3 2 1 0.01 ②比較、分析、評價各組實驗數(shù)據(jù)（每個瓊脂塊上NaOH擴散的深度）： 邊長 (cm) 瓊脂塊體積 (cm3) 色變的瓊脂塊厚度(mm) 未色變的瓊脂塊厚度(mm) 1 2 3 ③評價各組的討論題的答案。引導學生關注本實驗的研究方法，即建立模型的研究方法。 【思考作答】根據(jù)各自的理解回答教師提出的問題（由于這是后面要探究的問題，所以對學生的回答不要求完整） 【實驗操作】閱讀教材中的相關實驗設計→按實驗設計步驟進行探究實驗→收集整理實驗數(shù)據(jù)→思考討論方案中的3個討論題。 【結果匯報】將實驗結果填入左表（教材中），討論實驗方案后的3個討論題；匯報實驗結果和討論題答案。①NaOH與瓊脂塊接觸時，瓊脂塊中的酚酞變紅色，因此根據(jù)瓊脂塊是否變成粉紅色就可知道NaOH是否已擴散進入瓊脂塊和擴散的距離。根據(jù)NaOH在瓊脂塊中的擴散距離相同可以知道，NaOH在瓊脂塊中的擴散速度是相等的。②細胞（瓊脂塊模擬細胞）越小，表面積和體積的比值越大，物質通過細胞膜進入細胞的效率越高，有利于細胞吸收營養(yǎng)物質和排出代謝廢物，從而有利于生物體生命活動的進行。所以生物體由許多細胞構成，而不是由一個或幾個大的細胞構成。③利用模型可以研究很難或不可能進行研究的對象，如可以借用模型來研究小的、看不見的、在活體中很難研究的過程和結構。利用模型來研究還可以在說明道理的同時，簡化復雜的原理或過程。如用動物模型代替人體進行實驗；在實驗室模擬原始地球的條件研究生命起源等（同學的答案可能會不同）。 ☉實驗探究 獲得新知 ☉本實驗最后要引導學生認同細胞表面積和體積比不能過小，否則會因表面積的限制導致細胞代謝速率下降，這對細胞的生存是不利的。所以，當細胞長到一定大時，便不再長大，進而一分為二，為細胞快速代謝創(chuàng)造條件。 四、細胞的種類劃分 【課件演示】①展示幾種不同的生物；②以真核生物細胞（植物和動物細胞）對比原核生物細胞（細菌和藍藻），找出真核生物與原核生物的不同點；③以例子的形式展示幾種真核生物和原核生物的圖片。 【問題設計】在邊演示邊講述過程中，可設計如下幾個問題讓學生思考回答：①動植物細胞的基本結構分為哪幾個部分組成？②這些生物形態(tài)結構有什么共同的特點（結構方面）？③原核與真核生物的結構組成有什么不同？ 【歸納總結】真核細胞結構： 細胞壁 植物 細胞膜 細胞質 原生質體 細胞核 細胞膜 動物 細胞質　 原生質體 細胞核 根據(jù)細胞內有無以核膜為界限的細胞核，把細胞分為真核細胞和原核細胞兩大類 【概念講述】真核細胞、原核細胞；真核生物、原核生物。 【觀察思考】觀察教師演示的內容，思考教師提出的問題。 【討論回答】再現(xiàn)初中階段學過的知識，結合教師提出的問題討論回答：①各種動植物細胞的形態(tài)、結構、大小雖然各不相同，但都是由細胞膜、細胞質、細胞核等部分組成。②原核生物與真核生物的區(qū)別是有無細胞核③真核生物主要是一些植物、動物和真菌；原核生物主要是細菌、支原體、衣原體、藍藻等。 ☉有關真核細胞和原核細胞的具體內容放在本章后幾節(jié)具體講述，在此只作簡單的講述。 【板書設計】 細胞學說：所有的生體物都是由細胞構成的；細胞是生物結構和功能的基本單位；所有的細胞都來自于其他細胞。 一、 細胞學說：施萊登 施旺 菲爾肖 二、 細胞的形態(tài)大小、數(shù)目 三、 模擬探究細胞表面積與細胞體積的關系四、細胞的種類劃分 四、 真核細胞和原核細胞 【檢測反饋】 1、細胞學說的主要內容是什么？ 2、細胞學說揭示了（　?。? （A）植物細胞與動物細胞的區(qū)別?。˙）生物體結構的統(tǒng)一性 （C）細胞為什么要產(chǎn)生新細胞　?。―）人們對細胞的認識是一個艱難曲折的過程 3、顯微鏡在細胞學說建立過程中起到了什么作用？ 4、根據(jù)你的觀察，植物細胞和動物細胞在結構上有哪些異同？ 5、作一張流程圖，說明幾位科學家是怎樣建立并完善起細胞學說的。 6、依據(jù)“模擬探究細胞表面積與細胞體積的關系”實驗，你認為細胞生長到一定程度時，為保證細胞代謝需要，最好的解決辦法是（　?。? （A）消失 　　 （B）死亡 　 　（C）分裂　 ?。―）不再生長 7、為了得到一個關于細胞大小的印象，請嘗試如下練習：人腦約重1.5kg，大約有1012個細胞。假定每個細胞完全充滿水，試計算一個腦細胞的平均大小。如果腦細胞是簡單的立方體，那么這個平均大小的腦細胞每邊長度是多少？ 參考答案：1、細胞學說的主要內容是：①所有生物都是由一個或多個細胞組成的；②細胞是所有生物的結構和功能的單位；③所有的細胞必定是由別的細胞產(chǎn)生的?！　?、B 3、由于細胞的個體微小，人類用肉眼無法觀察到，顯微鏡的發(fā)明使人類觀察到細胞成為可能，人類對細胞的研究隨著顯微鏡制造技術的發(fā)展而不斷深入，20世紀電子顯微鏡的發(fā)明使細胞學的研究進入了亞顯微時期。因此，顯微鏡在細胞學說的建立和完善過程中起到了關鍵作用。 4、相同點：動植物細胞都有細胞膜、細胞質和細胞核；不同點：植物細胞有細胞壁，動物細胞沒有。（因為學生觀察的是永久裝片，可能觀察不到葉綠體等結構，時間允許的話，教師可以給學生準備活的植物材料讓學生觀察。）　　5、見下圖。6、C 7、提示：假定人腦每個細胞完全充滿水，一個腦細胞的平均大小為1.510－15m3。如果腦細胞是簡單的立方體，那么平均大小的腦細胞每邊長度約為1.1410－5m。 施萊登：所有的植物都是由細胞組成的，細胞是植物的各種功能的基礎。 施旺：所有的植物也是由細胞組成的。 菲爾肖：所有的細胞都必定來自別的活細胞。 細胞學說：所有的生體物都是由細胞構成的；細胞是生物結構和功能的基本單位；所有的細胞都來自于其他細胞。 1．細胞的大小及其分析 細胞的大小差異很大，大的如鴕鳥卵黃可達1713.5cm。最小的枝原體細胞的直徑只有0.1μm（1 μm＝10－6 m）。一般說來，真核細胞的體積要大于原核細胞，高等動物的卵細胞大于體細胞。但卵細胞是一種特殊類型的細胞，因為它含有許多供胚胎發(fā)育用的營養(yǎng)物質----卵黃，而使細胞的體積增大了許多倍。一般的細胞只有在顯微鏡下才能看到。一般來說，細胞的大小以微米計。多細胞有機體的細胞的大小同生物體的大小無關。細胞體積的最小極限決定于細胞獨立生活所需的最基本成分的體積。根據(jù)推算枝原體細胞接近于容納所必需的大分子的最小體積極限。細胞要進行生命活動，體積也不能過大，在真核細胞中，細胞核和細胞質的比例有一定的關系；細胞的體積要適于同外界進行物質交換，這些因素都決定了細胞要保持一定的體積大小。下表列出了幾種細胞的大小。 名稱 人卵 變形蟲 海膽卵 肝細胞 紅細胞 傷寒菌 流感菌 肺炎球菌 大小(μm) 120 100 70 20 7 2.40.5 0.50.2 0.10.2 分析高等動植物細胞的大小，可以發(fā)現(xiàn)這樣的規(guī)律，不論其種的差異多大，同一器官與組織的細胞的大小更是在一個恒定的范圍之內。大象與小鼠的體型大小相關十分懸殊，但大象與小鼠相應器官與組織的細胞大小卻無明顯差異，不僅相應的體細胞大小相似，性細胞的大小也無明顯的差異。又如所有哺乳動物的腎細胞、肝細胞或其它細胞，在人、牛、馬、象的相應細胞的大小幾乎相同。因此，器官的大小主要決定于細胞的數(shù)量，與細胞的數(shù)量成正比，而與細胞的大小無關，這種關系有人稱之為“細胞體積守恒定律”。我們認為細胞體積的守恒規(guī)律可以與細胞是生命活動基本單位的概念聯(lián)系起來理解。 細胞最大體積的極限與什么因素有關？一般認為有3個方面：第一，細胞的相對表面積與體積的關系。細胞的體積與相對表面積成反比關系，細胞體積越大，其相對表面積就越小，細胞與周圍環(huán)境交換物質的能力就越小。有些細胞為了增加表面積，就形成很多的突起。第二，細胞的核與質之間有一定的比例關系。一種較為普遍的現(xiàn)象，不論細胞體積大小相差多大，但各種細胞核的大小懸殊不大。第三，細胞內物質的交流與細胞體積的關系。細胞內的物質從一端向另一端運輸或擴散是有時間與空間關系的，假如細胞的體積很大，勢必影響物質傳遞與交流的速度，細胞內部的生命活動就不能靈敏地調控與緩沖。有一些原生動物細胞的伸縮泡可能起著細胞內環(huán)境的調節(jié)作用。 由于上述種種因素的影響，細胞作為生命活動的基本單位，其體積必然要適應其代謝活動的要求，應有一定的限度，因此數(shù)百微米直徑的細胞應被認為是上限了。卵細胞之所以不受此限制，因為早期胚胎發(fā)育是受儲存在卵細胞質內的mRNA與功能蛋白質調控的，并利用預先儲存在卵細胞質內的養(yǎng)料，因此在細胞質內儲存了大量mRNA，蛋白質與養(yǎng)料，同時卵細胞與周圍環(huán)境交換物質很少，卵細胞的體積大主要因胞質擴增所致。 2．分析數(shù)據(jù)與得出結論 實驗中得到的觀察和測量結果稱為數(shù)據(jù)。實驗結束時要對數(shù)據(jù)進行分析，看看是否存在什么規(guī)律或趨勢。如果能把數(shù)據(jù)整理成表格或者圖表，常常能更清楚地看出它們的規(guī)律。然后要思考這些數(shù)據(jù)說明了什么。它們能不能支持你的假說？它們是否指出了你實驗中存在的缺陷？是否需要收集更多的數(shù)據(jù)？ 結論就是對實驗研究發(fā)現(xiàn)的總結。在下結論的時候，你要確定收集的數(shù)據(jù)是否支持原先的假說。通常需要重復好幾次實驗才能得出最后的結論。但得出的結論往往會使你發(fā)現(xiàn)新的問題，并設計新的實驗來尋求答案。