6.1 细胞的增殖 教学设计 2023—2024学年高一上学期生物人教版必修1

基于科学思维培养的“细胞的增殖”教学设计 教学目标 1）通过阅读、分析、讨论细胞分裂过程的相关科学事实材料，运用结构与功能相适应的观点，归纳并概括有丝分裂过程中的重要行为，构建各结构关系思维导图。  2）在分析科学事实材料的基础上提出假设，结合活细胞有丝分裂的视频，进行演绎推理，推导出科学结论，构建细胞增殖过程的概念模型。  3）初步了解研究细胞分裂的基本思路和方法，体会科学探究是运用多种方法获得更多证据的过程，感受科学理论的形成是一个不断修正和发展的过程。  4）通过在真实情境下的自主合作探究，提出有丝分裂过程的猜想，培养作出科学解释和判断、解决生产生活问题的责任担当和能力。 教学过程 3.1 温故知新 教师通过启发学生思考“新细胞来自老细胞”的含义，明确新细胞是通过细胞分裂而来的。  教师活动：对于单细胞生物而言，通过细胞分裂产生的新细胞就是个体的繁殖；对于多细胞生物而言，细胞分裂可以使细胞数目增多，使生物体得以生长发育。在这个过程中所发生的细胞分裂就是细胞增殖。  设计意图：以细胞学说为切入点，使学生认同生命的物质性和统一性，在微观层面更深入地理解细胞增殖对不同生物体生长、繁殖的意义。  教师以果蝇亲代到子代染色体组成的示意图为例，引导学生回顾初中知识并概括：复制和细胞分裂是细胞增殖的主要过程，且该过程保证了细胞在亲、子代之间遗传的稳定性。进一步明确学习目标：在高中阶段的学习，将较深入地理解在细胞增殖过程中，遗传物质是如何复制的，复制以后又是如何均分的。  设计意图：以模式生物果蝇的亲、子代染色体组成为例，让学生分析细胞增殖的主要过程，不仅能使学生通过观察、比较一定的事实性知识而归纳、概括出一般概念，同时也为必修 2《遗传与 进化》中“基因在染色体上”一节中果蝇的出现作 知识铺垫。进一步通过问题聚焦本节课的研究内容，激发学生探究细胞增殖过程的热情。  3.2 细胞分裂的过程分析 教师提出 3 个基本问题：如果想要了解细胞增殖的过程，用什么方法进行研究？选用什么样的细胞进行观察？观察细胞中的哪些结构？同时辅以根尖结构示意图引导学生判断和分析，得出具有连续分裂能力的细胞可用于观察细胞分裂的结论。教师进一步启发学生思考“观察细胞核中的什么结构？”的问题，明确染色体的行为变化是细胞分裂过程的主要观察对象。师生达成共识：需要用显微镜观察连续分裂的细胞中染色体的行为变化。 资料 1：家蚕是重要的鳞翅目模式生物。丝腺是家蚕合成和分泌蚕丝的器官，且家蚕丝腺细胞仅在胚胎期发生约 10 次分裂，形成约 1 080 个细胞。为了研究丝腺细胞分裂过程，人们用含有 Brdu（胸腺嘧啶 T 的一种类似物，可代替胸腺嘧啶 T 作为原材料合成新的 DNA）的培养液培养正在分裂的家蚕丝腺细胞，一段时间后，利用荧光检测技术观察丝腺细胞，结果如图 1所示。  针对资料 1，教师提出问题：请尝试根据结果推测丝腺细胞分裂过程中发生了什么事件并阐述作出假设的理由。由于在新授课中首次出现集实验方法和实验结果于一体的资料分析，学生不能作出准确的回答。教师进一步引导设问：在分裂的丝腺细胞中出现 Brdu 意味着什么？部分学生回答：DNA 进行复制。接着教师追问：请结合图示分析作出该判断的依据。大部分学生能领会教师的提示，可较为清晰地表述图示中的前 2 幅图的叠加结果就是第 3 幅图，即在分裂的丝腺细胞中，代表新 DNA 合成的绿色荧光（Brdu）重叠出现在蓝色荧光（原本存在的 DNA）的位置上，说 明 DNA 进行复制了。  学生继续学习资料 2~5，并按要求完成下述 3 个梯度性任务：1）学习、分析每一篇资料后，能得出的初步结论是什么？2）请按照推理的细胞分裂过程对资料 2~5 发生的事件进行排序。3）以图示或文字形式构建细胞分裂过程的模型并概述其主要行为。  资料 2：生物体从受精卵发育成个体的过程中，会不断地进行细胞分裂，而着丝粒和纺锤体在细胞分裂过程中发挥着重要的作用。在动物细胞分裂过程中，复制后的中心体（由 2 个相互垂直的中心粒构成）分别从细胞两极以辐射状生长出微管蛋白，即星射线。所有的星射线构成了纺锤体。研究表明，当细胞完成遗传物质的复制后，进入细胞分裂的某个时期，在纺锤体产生的拉力的作用下使得核膜消失，最终使纺锤体和染色体的着丝粒结合。  资料 3：为便于观察，使用延时显微镜技术监测细胞分裂进程。CRIPT 是一类长度约为 100 个氨基酸的小蛋白质，普遍存在于动植物体内，可能参与了细胞增殖过程。为研究 CRIPT 在细胞 分裂过程中的作用，以正常的海拉细胞（具有无限增殖能力的细胞）、CRIPT 突变体 1、CRIPT 突变体 2 为实验材料，采用荧光标记技术分别标记 CRIPT 蛋白（红色荧光）、纺锤体（绿色荧光）和 DNA（蓝色荧光）。结果如图