細胞是生命活動的基本單位教學設計 高一上學期生物人教版（2019）必修1

1細胞是生命活動的基本單位目標素養(yǎng)1．通過“大熊貓吃冷箭竹的問題探討”，獲取和提供“大熊貓和冷箭竹都是由細胞構(gòu)成的”的證據(jù)，并評價自己的證據(jù)是否正確與充分，從而認識到證據(jù)是得出結(jié)論的重要條件。2．通過分析細胞學說的建立過程，歸納出植物和動物在結(jié)構(gòu)上具有一致性，形成“生物界是統(tǒng)一的”的觀念；認同科學學說的建立是一個不斷修正和發(fā)展的過程，認同科學發(fā)現(xiàn)依賴技術的支持。3．通過學習細胞學說等內(nèi)容，認識到細胞是生命活動的基本單位。單細胞生物能夠獨立完成生命活動，多細胞生物依賴各種分化的細胞密切合作，共同完成一系列復雜的生命活動。細胞是一個基本的生命系統(tǒng)。在此基礎上進一步認識生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次：細胞、組織、器官、系統(tǒng)、個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、生物圈，從而初步建立起生命的系統(tǒng)觀。重點難點重點1．細胞學說的內(nèi)容及意義。2．細胞是基本的生命系統(tǒng)。難點1．細胞學說的意義。2．生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次的判斷。教學準備教師準備1．查閱初中生物學教材，了解初中生物學教材中與本節(jié)相關的知識，為初高中知識銜接做準備。2．對部分高一新生進行學情調(diào)查，了解初中生物學相關知識的學習情況，了解學生對學習高中生物學的態(tài)度，指導學生找到適合自己的學習方法。3．制作課件。學生準備1．復習初中所學的“細胞通過分裂產(chǎn)生新細胞”“植物體的結(jié)構(gòu)層次”“動物體的結(jié)構(gòu)層次”“單細胞生物”等內(nèi)容。2．預習。3．觀看紀錄片《病毒與人體細胞大戰(zhàn)》。導入新課導入一教師播放視頻《克隆猴》。教師課件出示相關資料。2017年11月27日，世界上首個體細胞克隆猴“中中”在我國誕生！同年12月5日，第二個體細胞克隆猴“華華”誕生。這是我國科學家歷經(jīng)五年攻關取得的重大突破。利用克隆技術可以得到許多在遺傳上相同的克隆猴。猴與人在進化上親緣關系很近，它比鼠更適合用作研究人類疾病和進行藥物實驗的模型動物；遺傳上相同的克隆猴用于藥物對照實驗有利于更準確地評估藥敗。2018年1月25日，體細胞克隆猴“中中”和“華華”登上學術期刊《細胞》的封面。2019年1月24日，5只生物鐘紊亂體細胞克隆猴登上中國綜合性英文學術期刊《國家科學評論》封面。教師人類已經(jīng)在生物學研究中取得了巨大的成就，但許多未解之謎還得回到細胞中去尋找答案。導入二教師出示“大熊貓吃冷箭竹”圖片。教師大熊貓和冷箭竹形態(tài)迥異，但它們生命活動的基本單位都是細胞。如何獲取和提供證據(jù)證明大熊貓和冷箭竹都是由細胞構(gòu)成的呢？學生積極思考，回答問題。最簡單、直接的方法是取大熊貓和冷箭竹的組織制成切片，然后在顯微鏡下觀察。將冷箭竹不同部位的組織制成切片并不算難，但是取大熊貓不同部位的組織制成切片，估計大家都沒有這個條件。一手資料難以獲取，我們可以借助二手資料，畢竟大熊貓保護機構(gòu)在研究大熊貓的過程中有機會取得大熊貓的一些組織并制成切片。所以我們可以從保護和研究大熊貓的機構(gòu)處求取相關資料，或者從文獻中查找相關的資料。然后以這些資料為證據(jù)，來說明大熊貓是由細胞構(gòu)成的。教學過程一、細胞學說的內(nèi)容課件出示細胞學說的內(nèi)容：1．細胞是一個有機體，一切動植物都由細胞發(fā)育而來，并由細胞和細胞產(chǎn)物所構(gòu)成。2．細胞是一個相對獨立的單位，既有它自己的生命，又對與其他細胞共同組成的整體生命起作用。3．新細胞是由老細胞分裂產(chǎn)生的。教師對細胞學說的內(nèi)容進行逐條分析、講解：細胞學說的第一個內(nèi)容：細胞是一個有機體，一切動植物都由細胞發(fā)育而來，并由細胞和細胞產(chǎn)物所構(gòu)成。1．絕大多數(shù)動植物由受精卵發(fā)育而來，克隆猴“中中”“華華”則由體細胞發(fā)育而來。2．細胞產(chǎn)物：細胞新陳代謝等生命活動所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，不是生物體的主要結(jié)構(gòu)成分。但有的細胞產(chǎn)物具有調(diào)節(jié)、催化、免疫等功能，如激素、消化酶、抗體等，是生物體的組成部分。細胞學說的第二個內(nèi)容：細胞是一個相對獨立的單位，既有它自己的生命，又對與其他細胞共同組成的整體生命起作用。動植物細胞既要完成自己的生命活動，又要彼此協(xié)作，共同完成生物體整體的生命活動。偶有所得細胞學說的第三個內(nèi)容：新細胞是由老細胞分裂產(chǎn)生的。生物體主要通過分裂的方式產(chǎn)生新細胞。教師播放視頻《蠑螈受精卵分裂、發(fā)育》。學生觀看視頻，結(jié)合實例理解細胞學說的主要內(nèi)容。二、細胞學說的建立過程1．解剖和肉眼觀察階段教師課件出示表格并布置任務。閱讀教材中“思考·討論”第1部分內(nèi)容，填寫表格并思考：在顯微鏡發(fā)明之前，科學家是如何對生物進行觀察和研究的？學生完成任務。課件出示該階段科學家的研究成果。科學家研究方法主要成就維薩里解剖和肉眼觀察揭示了人體在器官水平的結(jié)構(gòu)比夏解剖和肉眼觀察指出器官由低一層次的結(jié)構(gòu)-組織構(gòu)成2．顯微觀察階段教師課件出示表格及相關科學事件：1665年，英國科學家羅伯特·胡克用顯微鏡觀察軟木塞，發(fā)現(xiàn)里面滿是規(guī)則的小室。他把觀察到的圖像畫了下來，并給“小室”取名cell。cell原意為“小室、小房間”，我們譯為“細胞”，這個名字一直沿用至今。荷蘭著名磨鏡技師列文虎克用自制的顯微鏡，觀察到了紅細胞、精子和不同形態(tài)的細菌等。意大利的馬爾比基用顯微鏡廣泛觀察了動植物的微細結(jié)構(gòu)，如細胞壁和細胞質(zhì)。學生根據(jù)資料填寫表格。科學家研究方法主要成就羅伯特·胡克顯微觀察觀察到了細胞并命名了細胞列文虎克顯微觀察首次觀察到了活細胞馬爾比基顯微觀察觀察到了動植物的微細結(jié)構(gòu)教師此后，雖然觀察細胞所獲得的資料不斷增加，積累了較豐富的材料，但是，在長達170多年的歷史中，有一件事卻始終沒人去做，那就是歸納和概括。3．理論形成階段教師講授：（1）植物學家施萊登通過對花粉、胚珠和柱頭組織的觀察，發(fā)現(xiàn)這些組織都是由細胞構(gòu)成的，而且細胞中都有細胞核。在此基礎上，他進行了理論概括，提出：①植物體都是由細胞構(gòu)成的。②細胞是植物體的基本單位。③新細胞從老細胞中產(chǎn)生。（2）施萊登把他的研究成果告訴了動物學家施旺。施旺研究了動物細胞的形成機理和個體發(fā)育過程，提出：①動物體也是由細胞構(gòu)成的。②一切動物的個體發(fā)育過程，都是從受精卵這個單細胞開始的。施萊登和施旺共同提出了細胞學說：一切動植物體都是由細胞構(gòu)成的，細胞是動植物體的基本單位，新細胞從老細胞中產(chǎn)生。學生小組討論：科學家是如何通過獲得證據(jù)來說明動植物體由細胞構(gòu)成這一結(jié)論的？對各小組的討論結(jié)果進行評價，并歸納總結(jié)：通過對動植物體的解剖和顯微觀察獲得證據(jù)，通過歸納概括形成結(jié)論。4．細胞學說的修正教師出示表格并布置自學任務：閱讀教材中“思考·討論”第4部分內(nèi)容，填寫表格。學生閱讀教材相關內(nèi)容，填寫表格并展示。教師對學生自主學習的成果進行評價。課件出示科學家的研究成果和對細胞學說的修正：耐格里的貢獻科學家研究方法主要成就耐格里顯微觀察發(fā)現(xiàn)新細胞的產(chǎn)生是細胞分裂的結(jié)果（2）魏爾肖的總結(jié)施萊登和施旺認為新細胞是從老細胞的細胞核中長出來的，或者是在老細胞的細胞質(zhì)中像結(jié)晶那樣產(chǎn)生的。1958年，魏爾肖基于耐格里等科學家的研究成果，總結(jié)出“細胞通過分裂產(chǎn)生新細胞”。三、細胞學說的意義學生閱讀教材，總結(jié)細胞學說的意義。教師對學生的總結(jié)進行評價，課件出示細胞學說的意義：（1）細胞學說揭示了動物和植物的統(tǒng)一性，從而闡明了生物界的統(tǒng)一性。（2）細胞學說打破了橫亙在植物學和動物學之間的壁壘，使解剖學、生理學、胚胎學等學科獲得了共同的基礎，催生了生物學的問世。（3）細胞學說使生物學的研究由器官、組織水平進入細胞水平，并為后來進入分子水平打下基礎。（4）細胞學說不僅解釋了個體發(fā)育，也為生物進化論的確立埋下了伏筆。設計意圖本環(huán)節(jié)包括細胞學說的內(nèi)容、建立過程和意義三部分內(nèi)容。通過與初中知識對接、設置問題等方式，讓學生學會分析資料、獲取知識并對知識進行整理，培養(yǎng)學生自主學習的能力。通過對細胞學說的建立過程的講解，使學生認同科學發(fā)現(xiàn)離不開技術的支持，科學發(fā)現(xiàn)是一個不斷發(fā)展的過程。環(huán)節(jié)二：科學方法教師課件出示細胞學說的建立過程及科學發(fā)現(xiàn)的特點：施萊登觀察到植物的花粉、胚珠、柱頭等的細胞都有細胞核，從而得出植物細胞都有細胞核這一結(jié)論，他運用的就是歸納法。歸納法是指由一系列具體事實推出一般結(jié)論的思維方法。歸納法可分為完全歸納法和不完全歸納法。項目完全歸納法不完全歸納法（常用）考察的對象范圍某一類事物的所有對象某一類事物的部分對象結(jié)論的可靠程度真實可靠很可能是可信的，也需要注意存在例外的可能施萊登并沒有對所有的植物細胞都進行觀察，而是根據(jù)部分植物細胞有細胞核而得出所有植物細胞都有細胞核這一結(jié)論，這樣的歸納就屬于不完全歸納。由于只研究了部分研究對象就進行歸納，因此由不完全歸納得出的結(jié)論不一定適用于所有研究對象，也就是說由不完全歸納得出的結(jié)論有待進一步檢驗。如果施萊登對所有植物細胞都進行了觀察，從而得出植物細胞都有細胞核這一結(jié)論，這樣的歸納就屬于完全歸納。由于是在研究了所有研究對象之后才進行歸納，因此由完全歸納得出的結(jié)論適用于所有研究對象，是真實可靠的。實際進行科學研究時，科學家通常無法窮盡所有的研究對象，只能根據(jù)有限的研究對象得出一個初步的結(jié)論，這個初步的結(jié)論可能是正確的，也可能是錯誤的。用一個更專業(yè)點的說法，不完全歸納得到的初步結(jié)論就是一個假說。隨后，科學家可以在假說的基礎上進行預測和判斷，根據(jù)預測和判斷進行進一步檢驗，以確定假說是否可信。教師某同學在顯微鏡下觀察了菠菜、天竺葵、柳樹葉片中的葉肉細胞，發(fā)現(xiàn)這些葉肉。設計意圖本環(huán)節(jié)包括細胞學說的內(nèi)容、建立過程和意義三部分內(nèi)容。通過與初中知識對接、設置問題等方式，讓學生學會分析資料、獲取知識并對知識進行整理，培養(yǎng)學生自主學習的能力。通過對細胞學說的建立過程的講解，使學生認同科學發(fā)現(xiàn)離不開技術的支持，科學發(fā)現(xiàn)是一個不斷發(fā)展的過程。環(huán)節(jié)二：科學方法教師課件出示細胞學說的建立過程及科學發(fā)現(xiàn)的特點：教師施萊登觀察到植物的花粉、胚珠、柱頭等的細胞都有細胞核，從而得出植物細胞都有細胞核這一結(jié)論，他運用的就是歸納法。歸納法是指由一系列具體事實推出一般結(jié)論的思維方法。歸納法可分為完全歸納法和不完全歸納法。項目完全歸納法不完全歸納法（常用）考察的對象范圍某一類事物的所有對象某一類事物的部分對象結(jié)論的可靠程度真實可靠很可能是可信的，也需要注意存在例外的可能施萊登并沒有對所有的植物細胞都進行觀察，而是根據(jù)部分植物細胞有細胞核而得出所有植物細胞都有細胞核這一結(jié)論，這樣的歸納就屬于不完全歸納。由于只研究了部分研究對象就進行歸納，因此由不完全歸納得出的結(jié)論不一定適用于所有研究對象，也就是說由不完全歸納得出的結(jié)論有待進一步檢驗。如果施萊登對所有植物細胞都進行了觀察，從而得出植物細胞都有細胞核這一結(jié)論，這樣的歸納就屬于完全歸納。由于是在研究了所有研究對象之后才進行歸納，因此由完全歸納得出的結(jié)論適用于所有研究對象，是真實可靠的。實際進行科學研究時，科學家通常無法窮盡所有的研究對象，只能根據(jù)有限的研究對象得出一個初步的結(jié)論，這個初步的結(jié)論可能是正確的，也可能是錯誤的。用一個更專業(yè)點的說法，不完全歸納得到的初步結(jié)論就是一個假說。隨后，科學家可以在假說的基礎上進行預測和判斷，根據(jù)預測和判斷進行進一步檢驗，以確定假說是否可信。教師某同學在顯微鏡下觀察了菠菜、天竺葵、柳樹葉片中的葉肉細胞，發(fā)現(xiàn)這些葉肉細胞中都有葉綠體，于是得出了植物葉肉細胞都有葉綠體的結(jié)論。他得出這個結(jié)論應用了不完全歸納法。你還能列舉不完全歸納法其他應用的例子嗎？在使用這種方法時，要注意什么問題？學生以小組為單位進行交流討論。教師對各小組的活動進行指導和評價。環(huán)節(jié)三：細胞是基本的生命系統(tǒng)一、生命活動離不開細胞教師課件出示資料：1．單細胞生物能夠獨立完成生命活動。大腸桿菌、眼蟲、變形蟲、酵母菌、衣藻、草履蟲等單細胞生物，一個細胞就是一個生物體，細胞的生命活動就是生物體的生命活動。2．多細胞生物依賴各種分化的細胞密切合作，共同完成一系列復雜的生命活動。實例：縮手反射。完成一個簡單的縮手反射需要多種細胞的參與，如傳入神經(jīng)元、中間神經(jīng)元、傳出神經(jīng)元、相關的骨骼肌細胞等。3．病毒的繁殖依賴宿主細胞。病毒沒有細胞結(jié)構(gòu)，一般由蛋白質(zhì)和核酸組成。病毒不能獨立生活，只有寄生在其他生物的活細胞內(nèi)才能生活和繁殖。一旦離開了活細胞，病毒就無法進行生命活動。學生根據(jù)課前觀看的紀錄片《病毒與人體細胞大戰(zhàn)》進行小組討論，推測新冠病毒的傳播方式及其在人體內(nèi)繁殖的過程。教師歸納總結(jié)：細胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，細胞是生命活動的基本單位，一切生命活動離不開細胞。二、生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次教師課件出示系統(tǒng)和生命系統(tǒng)的概念：系統(tǒng)：指彼此間相互作用、相互依賴的組分有規(guī)律地結(jié)合而形成的整體。生命系統(tǒng)：能夠相對獨立地完成生命活動的系統(tǒng)，叫作生命系統(tǒng)。學生閱讀教材相關內(nèi)容，寫出大熊貓、冷箭竹、草履蟲的生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次。教師對學生的回答進行點評并出示答案：大熊貓：細胞→組織→器官→系統(tǒng)→個體。冷箭竹：細胞→組織→器官→個體。草履蟲：細胞（個體）。教師課件出示生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次中的概念：組織：由形態(tài)相似，結(jié)構(gòu)、功能相同的細胞聯(lián)合在一起形成的細胞群叫作組織。如上皮組織、肌肉組織、神經(jīng)組織等。器官：由不同的組織按照一定的次序結(jié)合在一起構(gòu)成的行使一定功能的結(jié)構(gòu)叫作器官。如植物的根、莖、葉、花、果實、種子。3．系統(tǒng)：能夠共同完成一種或幾種生理功能的多個器官按照一定的次序組合在一起就構(gòu)成了系統(tǒng)。如呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)等。注意：植物沒有系統(tǒng)這個結(jié)構(gòu)層次。4．