1.1 细胞是生命活动的基本单位（教学设计）生物人教版2019必修1

第1章 走近细胞 第1节　细胞是生命活动的基本单位 年级 高一年级 授课时间 1课时 课题 第1节　细胞是生命活动的基本单位 教材分析 本节课是人教版高中生物必修1第一章《走近细胞》第一节内容。细胞知识是生物学方面最基本的知识，是学习其他模块和章节的基础。教材首先呈现了细胞学说的主要内容，在这个基础上通过“思考·讨论”活动，分析细胞学说建立的过程，然后说明了细胞学说的重大意义。教材这样编写，希望学生不仅知道细胞学说的主要内容，还能通过细胞学说建立的过程，知道这一学说是如何形成的，理解细胞学说建立的重大意义；同时认识科学发现的基本特点，理解科学的本质。 关于“细胞是基本的生命系统”，教材首先借助学生的已有知识和生活经验，从单细胞和多细胞生物体的角度分析了为什么细胞是一个基本的生命系统，然后在这个基础上进一步闸述了生命系统的结构层次。在分析生命系统的结构层次时，教材紧紧围绕着：细胞是生命系统的最基本的层次，各层次生命系统的形成、维持和运转都是以细胞为基础的。 通过本节课内容的学习，有助于学生加深对科学研究过程和本质的理解, 让学生初步掌握“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”这个重要概念，初步形成生物界具有统一性的认识，为初步建立生命的系统观打下基础。有助于指导高中阶段后续内容的学习，从而实现学科素养的提升。 本节内容承上启下：既承接初中生物学对细胞结构的初步认知，又为理解“生命系统的物质与能量基础”“细胞的生命历程”等高中核心概念提供框架。通过分析科学史案例，学生能体会科学理论的建立需要证据积累与逻辑推理，同时理解“细胞学说”与“原子论”在学科发展中的同等重要性，初步形成结构与功能观、进化与适应观。 教学目标 【课标要求】 1．说明有些生物体只有一个细胞，而有的由很多细胞构成，这些细胞形态和功能多样，但都具有相似的基本结构。 2．描述原核细胞与真核细胞的最大区别是原核细胞没有由核膜包被的细胞核。 3．实验活动：使用显微镜观察各种细胞。 【素养目标】 1．从分析细胞学说的建立过程中，归纳出植物和动物在结构上具有一致性，形成“生物界具有统一性”的观念，认同细胞学说的建立是一个不断修正和发展的过程。（生命观念、科学思维） 2．说出生命系统的结构层次，阐明细胞是基本的生命系统。（生命观念） 3．通过分析细胞学说建立的过程，说出科学发现的基本特点，举例说出归纳法在科学研究中的作用。（科学思维） 教学重、难点 【教学重点】 1.细胞学说的内容、意义； 2.细胞是基本的生命系统； 3.生命系统的结构层次。 【教学难点】 1.理解细胞学说的建立过程及科学发现的特点； 2.理解细胞是基本的生命系统； 3.明确各生命系统层次间的关系。 教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 新课导入 【创设情境】 播放大熊猫国家公园视频素材，活跃课堂气氛。 【问题探讨】 大熊猫和冷箭竹形态迥异，但它们的生命活动的基本单位都是细胞，提出问题引发学生思考和讨论：如果让你提供证据说明大熊猫和冷箭竹都是由细胞构成的，你将如何获取和提供证据？ 学生观看视频，思考回答相应问题。 新知探究 一、细胞学说及其建立过程 在大熊猫自然保护区，野生动植物种类繁多，形态各异。面对奇妙的自然界，人类天生就有无限的好奇心。 显微镜的发明使人类打开了微观世界的大门。借助显微镜，人们看见了动物体和植物体中各种各样的细胞。随着观察的深入，新的问题接踵而至...... 1.细胞学说的内容 要求阅读教材P2~3，学习细胞学说的主要内容。 ·建立者：主要是________________。 ·主要内容 (1)细胞是一个有机体,一切动植物都由______发育而来，并由__________________所构成 (2)细胞是一个__________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______产生的。 2.细胞学说的建立过程 活动一：分析细胞学说建立的过程 对于细胞学说的建立过程以表格的形式从主要成就、采用的技术或方法两方面梳理每位科学家的贡献。请学生阅读教材P2~3思考·讨论，梳理细胞学说的建立过程，小组合作完成学习任务单1： 教师总结：对学生回答内容进行补充完善，同时引导学生归纳总结。 1.罗伯特·胡克用显微镜观察植物的木栓组织，是第一个观察到死细胞并命名细胞的人。 2.列文虎克用自制的显微镜，观察到不同形态的细菌、红细胞和精子等。是第一个观察到活细胞的人。 3.施莱登理论概括得出：植物体都是由细胞构成； 细胞是植物体基本单位；新细胞从老细胞中产生。 4.施旺理论概括得出：动物体都是由细胞构成的； 一切动物的个体发育过程，都是从受精卵这个单细胞开始的。 5.魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”。 通过学习科学家建立细胞学说的过程，PPT展示相关讨论问题： 1.科学家是如何通过获得证据来说明动植物体由细胞构成这一结论的？ 2.施莱登和施旺只是观察了部分动植物组织，却归纳出“所有的动植物都是由细胞构成的”，由不完全归纳法得出的结论是否可信？ 3.所有的细胞都来源于先前存在的细胞，这是否暗示着你身体的每个细胞都凝聚着漫长的进化史？细胞学说主要阐明了细胞的多样性还是生物界的统一性？ 科学方法——归纳法 ·概念：是由一系列具体事实推出一般结论的思维方法。 ·分类 完全归纳法：分析全体对象，得到一般结论的推理方法。 归纳结论一定可靠。 不完全归纳法：分析部分对象，得到一般结论的推理方法。 科学研究中经常运用不完全归纳法，该方法得出的结论一般是可信的，因此可以用来预测和判断，归纳结论一般可靠（有可能存在例外)。 【思考】某同学在显微镜下观察了菠菜、天竺葵、黑藻叶肉细胞，发现这些叶肉细胞中都有叶绿体，于是得出了叶肉细胞中都有叶绿体的结论。该同学得出此结论应用了不完全归纳法。 引导学生讨论并回答，让学生认识到： (1)科学发现依赖于技术的进步，依赖于科学方法的应用，依赖于众多科学家的共同努力，科学理论的建立过程往往是不断修正发展的； (2)归纳法对科学发现的重要性； (3)在科学研究中运用不完全归纳法得出的结论一般是可信的，但也可能存在例外。 3.细胞学说的意义 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（支持生物有着共同起源的观点）。引导学生总结细胞学说的意义以及之间的逻辑联系。 细胞学说对生物学发展的意义： 1.使人们认识到植物和动物有着共同的结构基础，从而在思想上打破了植物学和动物学之间横亘已久的壁垒。 2.使生物学的研究由器官、组织水平进入到细胞水平，为后来进入分子水平打下基础。 3.为生物进化理论的确立埋下了伏笔。 (4)为生物进化论的确立埋下了伏笔，除了病毒，其他生物都由细胞构成,揭示了生物之间有亲缘关系。 归纳拓展：细胞学说的补充 1．细胞学说的“未涉及”和“统一” （1）三个“未涉及”：未涉及原核细胞；未涉及病毒；未涉及生物和细胞间的“差异性”。 （2）两个“统一” ①统一了“动植物”：动植物均由细胞和细胞产物构成。 ②统一了“细胞”：细胞是生命活动的基本单位；新细胞均来自老细胞。 2．细胞学说的易错点 （1）罗伯特·胡克是细胞的发现者和命名者，但是他观察到的细胞是死细胞，首次观察到活细胞的是列文虎克。 （2）细胞学说强调的是细胞的来源、结构和功能的统一性，而非所有生物。 （3）细胞学说揭示了动植物的统一性，并未揭示其多样性。 学习细胞学说的内容并完成填空。 学生阅读课本相关内容，思考细胞学说的建立过程及相关科学家做出的贡献并完成学习任务单1。 通过分析，梳理细胞学说的建立过程。理解科学探索的艰辛，以及科学家需要的意志品质。 思考回答PPT展示相关问题，认同细胞学说的建立是一个开拓、继承、修正和发展的过程。 理解归纳法，举例区分完全归纳法和不完全归纳法。 思考讨论细胞学说建立的意义。 随堂检测 1.细胞学说的建立过程是科学家探究、开拓、继承、修正和发展的过程，充满了耐人寻味的曲折。下列说法正确的是（ ） A.德国科学家施莱登和施旺是细胞的发现者和命名者 B.列文虎克用自制显微镜观察到不同形态的细菌、精子和红细胞等 C.施旺是提出植物体都是由细胞构成的，细胞是植物体的基本单位 D.细胞学说揭示了细胞为什么要产生新细胞 2.细胞学说是关于生物有机体组成的学说。对于细胞学说的意义，下列有关叙述错误的是（ ） A.细胞学说阐明了动植物的统一性 B.细胞学说打破了在植物学和动物学之间的壁垒 C.细胞学说使生物学的研究进入到分子水平 D.细胞学说为生物进化论的确立埋下了伏笔 3.归纳法是科学研究的方法之一，下列关于归纳法的叙述，不正确的是（ ） A.归纳法是指由一系列具体事实推出一般结论的思维方法 B.归纳法分为完全归纳法和不完全归纳法 C.不完全归纳法得出的结论大多是不可信的 D.根据人的骨骼肌细胞具有细胞核得出人的细胞都有细胞核的结论不完全可靠 答案： 1. B 2. C 3. C 新知探究 二、细胞是基本的生命系统 1.生命活动离不开细胞 活动二：结合实例分析讨论，思考问题，理解生命活动离不开细胞。 【实例1】草履虫是单细胞的原生生物，是真核生物。虽然是单细胞生物，草履虫可以运动,能完成摄食、呼吸、生长等各种生命活动,通过分裂生殖产生新个体。视频展示草履虫的活动。 问题1：通过草履虫的介绍，你能得出什么结论？ 【实例2】多细胞生物个体发育过程：多细胞生物由很多细胞构成，但其生命开始于一个细胞——受精卵。 【实例3】在缩手反射中，手不小心接触到火焰，在没有意识到疼痛之前，就已经把手缩了回来，这个过程所涉及是由一系列不同的细胞（如神经细、肌细胞等）共同参与完成的比较复杂的生命活动。 缩手反射的结构基础：反射弧 问题2：根据人体胚胎发育及缩手反射的实例，你能得出什么结论？ 多细胞生命活动的细胞基础： ·动植物各种生理活动的细胞基础是细胞代谢。 ·生物生长发育的细胞基础是细胞增殖和分化。 ·遗传与变异的细胞基础是细胞内基因的传递和变化。 【实例4】自2020年以来，新冠肺炎疫情在全球蔓延，给人类带来了巨大的挑战。导致新冠肺炎的病原体是新型冠状病毒，它传染性强,死亡率高。佩戴口罩和保持社交距离有助于阻断新型冠状病毒传播。 归纳拓展：病毒 ·结构及组成：病毒无细胞结构，主要有蛋白质和核酸组成，其核酸只有DNA或RNA一种。 ·生活方式：寄生生活，只能寄生在活细胞中，因此，只能用活细胞来培养病毒，不能用培养基培养病毒。 ·分类： 根据宿主不同分为动物病毒、植物病毒、细菌病毒； 根据遗传物质不同分为DNA病毒、RNA病毒。 PPT展示各种病毒的结构模式图或电镜照片。 请结合教材第8页拓展应用2文字资料及某种病毒模式图，思考： 问题3：病毒具有什么样的结构？ 问题4：它是如何生活和繁殖的？这能说明什么问题？ 引导学生从单细胞生物、多细胞生物及非细胞生物的生命活动为例归纳出生命活动离不开细胞 、细胞是生命活动的基本单位。 2.生命系统的结构层次 活动三：理解生命系统的结构层次 阅读教材P6~7，观察图1-3生命系统的结构层次模式图，分析大熊猫和冷箭竹的结构层次（由小到大），并完成学习任务单2。 认识生命系统各个层次的概念： 小组合作完成学习任务单2。 1、判断以下实例是否属于种群 种群：在一定空间范围内，同种生物的所有个体形成一个整体。 ①一个池塘中的全部鲫鱼 ②一个池塘中的全部的鱼 ③一个池塘上的全部的雄性鲫鱼 ④澜沧江流域的鲈鲤和怒江流域的鲈鲤 2、判断以下实例是否属于群落 群落：各种生物种群种群（所有的生物）相互作用形成更大的整体。 ⑤高黎贡山自然保护区内的所有植物和动物 ⑥高黎贡山自然保护区的所有生物 3、判断以下实例是否属于生态系统 生态系统：群落与无机环境相互作用形成更大的整体。 ⑦高黎贡山自然保护区 ⑧一个池塘（池塘中有生物以及池塘这个环境） 归纳拓展：生命系统结构层次的相互关系 ·细胞→个体：体现了多细胞生物个体的发育历程，同时也体现了生命的进化历程，即由单细胞生物进化到多细胞生物。 ·个体→种群→群落：体现了生物与生物之间的关系。 ·群落→生态系统→生物圈：体现了生物与其生活环境之间的关系。 资料分析：病毒 【资料】 最初人们认为病毒是一种毒性药物，但是很快人们发现病毒可以实现繁殖、变异和遗传，具有生物特性，所以人们又一度认为病毒是一种更微小的生命。不过很快研究人员又注意到，病毒的繁殖并不像典型生命体行为，不是一种自身具备的能力。 病毒完全依赖宿主细胞的能量和代谢系统，来获取生命活动所需的物质和能量。离开宿主细胞，病毒停止活动，为一个非生命体；遇到宿主细胞后它会通过吸附、进入、复制、装配、释放子代病毒显示典型的生命体特征。 思考讨论： (1)从材料分析病毒与细胞的关系是什么？你得出结论运用的是什么科学方法? (2)病毒是否属于生命系统？请说出你的理由。 (3)病毒生命活动离不开细胞。病毒是否属于生命系统的结构层次？是否是生命系统的组成成分？ 归纳拓展：生命系统结构层次的几点说明 ①地球上基本的生命系统是细胞，最大的生命系统是生物圈。 ②并非所有生物都具有生命系统的各个层次。 ·单细胞生物：既属于细胞层次，又属于个体层次。没有组织、器官、系统结构层次。 ·植物：没有系统这一结构层次。 ·病毒：能繁殖产生子代，属于生物，但没有细胞结构，不能独立地完成生命活动，故不属于生命系统。 ③组成细胞的元素、化合物（如蛋白质、核酸等）等物质和细胞膜、细胞器等结构都不能独立表现生命特征，不属于生命系统的结构层次。 ④生命系统的结构层次可含水、阳光等“非生物成分”。 ⑤种群是对于某一区域的同一物种而言的。要判断某区域的某种生物是否为一个种群，就要看其是否为同一个物种。如某池塘的鱼，因不同的鱼分属不同物种，就不能看作一个种群。 归纳拓展：系统、生命系统和生态系统的关系 ①系统：是指彼此间相互作用、相互依赖的组分有规律地结合而形成的整体。包括生命系统和非生命系统。其范围可大可小，小到一个分子或一个原子（但不是生命系统），大到整个生物圈。 ②生命系统：是指能够独立完成生命活动的系统。 ③生态系统：是指生物群落及其生存的无机环境。 审视各层次生命系统的关系，无论从结构上还是功能上看，细胞这个生命系统都属于最基本的层次。各层次生命系统的形成、维持和运转都是以细胞为基础的。细胞是基本的生命系统。 思考分析，得出结论：单细胞生物能够独立完成各种生命活动，一个细胞即为一个个体。单细胞生物的生命活动离不开细胞。 通过思考分析，得出结论：多细胞生物依赖各种分化了的细胞密切合作，共同完成一系列复杂的生命活动。多细胞生物的生命活动离不开细胞。 病毒的化学组成：蛋白质外壳以及遗传物质（DNA或RNA）。 病毒的结构特点：没有细胞结构。 病毒的生活方式：寄生在活细胞中。 通过思考分析，得出结论：病毒不具有细胞结构，必须寄生在活细胞内，故病毒的生命活动也离不开细胞。 通过归纳总结，最终得出结论：生物的生命活动都离不开细胞。细胞是生命活动的基本单位。 结合图1-3分析讨论生命系统的结构层次，初步建立生命的系统观。 完成学习任务单2，进一步理解生命系统的结构层次。 ①是 ②否 ③否 ④否 ⑤否 ⑥是 ⑦是 ⑧是 通过梳理认识到生命系统有9个结构层次，探讨相邻层次间的概念联系。体会不同的生物具有不同的生命系统层次。 学生思考并回答问题： （1）病毒为非细胞生物、只有依赖活细胞才能生活，病毒的生命活动离不开细胞。不完全归纳法。 （2）不属于。病毒只能寄生在活细胞内才能生活，不能能独立进行生命活动，而生命系统是指独立进行生命活动的系统。 （3）病毒不属于生命系统的结构层次；但病毒参与生命系统的组成，是生命系统的组成成分（如生态系统中的病毒）。 再次明确一切生物的生命活动都离不开细胞，细胞是有生命的，细胞是最基本的生命系统。 随堂检测 4.“野池水满连秋堤，菱花结实蒲叶齐。川口雨晴风复止，蜻蜓上下鱼东西。”下列与此相关的叙述错误的是（ ） A.“野池”是由池水等无机环境及菱、蒲、鱼等生物组成的生态系统 B.“野池”里所有的鱼组成了一个种群 C.蜻蜓与蒲所具有的生命系统结构层次不完全相同 D.“野池”中最基本的生命系统是细胞 5.地球上瑰丽的生命画卷在常人看来干姿百态。但是在生物学家的眼中，它们却是富有层次的生命系统。下列各种组合中，能体现生命系统的层次由简单到复杂的正确顺序是（ ） ①一个大西瓜 ②血液 ③神经细胞 ④一个蓝细菌 ⑤细胞内各种化合物 ⑥甲型H1N1病毒 ⑦一片森林 ⑧某草原上的所有羊 ⑨某草原上的全部荷斯坦奶牛 ⑩某农田中的所有生物 A.⑤⑥③②①④⑧⑩⑦ B.③②④①⑥⑨⑦⑩ C.③②①④⑧⑩⑦ D.③②①④⑨⑩⑦ 6.《山海经》是一部记录了古代地理学和神话传说的文献,其中描述了一种叫做“鲲”的生物,它是一种极为庞大的鱼类,死后其尸体落入深海中孕育出无数的海洋生物,这便是人们所说的“一鲸落,万物生”。下列关于生命系统结构层次的说法,正确的是（ ） A.“一鲸落,万物生”中一座鲸落属于一个群落 B.生命系统中各生物体均具有多种组织和器官 C.病毒无细胞结构,寄生于活的宿主细胞中,可体现细胞是最基本的生命系统 D.生态系统中存在非生物的物质和能量,不属于生命系统 4. B 5. D 6. C 课堂小结 板书设计 一、细胞学说及其建立过程 1.细胞学说建立过程 2.细胞学说主要观点 3.细胞学说主要意义 二、细胞是基本的生命系统 1.生命活动离不开细胞 2.生命系统结构层次 细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈 (1)细胞是最基本的生命系统 (2)并不是所有的生物都具有生命系统的九个层次 (3)单细胞生物不具有“组织、器官、系统”等生命系统的层次。 (4)植物体不具有“系统” 层次 (5)病毒属于生命，但不属于生命系统 (6)一个分子或原子是一个系统，但不属于生命系统的结构层次。 教学反思 本节课通过多种方式引导学生学习，以情境导入激发兴趣，在探究过程中注重学生互动，借助多种活动加深理解。但在时间把控上，巩固拓展环节略显仓促，部分学生对生命系统结构层次的实例分析不够深入。后续教学可更合理分配时间，加强对学生薄弱点的指导。此外，对于抽象概念，可引入更多生活实例辅助理解，提升教学效果。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$