2.3.1细胞通过分裂而增殖教学设计-2025-2026学年北师大版生物七年级上册

建立 “结构与功能相适应” 的生物学思维,激发对微观生命现象的探究兴趣。 教学目标 (1)生命观念:描述细胞体积小与物质交换效率的关系,阐明细胞分裂对生物体生长、繁殖和更新衰老细胞的意义,建立结构与功能相适应的生命观念。 (2)科学思维:通过分析细胞体积与表面积关系的数据,归纳细胞大小对物质交换的影响;通过模型或图示分析动植物细胞分裂过程,培养科学推理能力。 (3)探究实践:参与 “细胞体积与表面积关系” 和 “细胞大小与物质扩散速度” 的探究活动,学习设计实验、处理数据、得出结论的科学探究方法,提升合作与实践能力。 (4)态度责任:体验生物探究活动的乐趣,培养对生物学的学习兴趣;在实验和讨论中养成严谨求实的科学态度,形成乐于探究生命奥秘的责任感。 教学重难点 (1)细胞分裂的基本过程(包括动植物细胞分裂过程及染色体的动态变化)—— 通过直观模型或动画理解细胞分裂中染色体的行为与遗传物质传递的关系,形成结构与功能相适应的生命观念。 (2)细胞分裂的意义(促进生物体生长、繁殖及细胞更新)—— 联系单细胞生物繁殖与多细胞生物个体发育,理解细胞分裂对生命延续和稳态的重要性,培养社会责任意识。 (3)“细胞体积与表面积关系” 探究活动中数据处理与结论推导 —— 通过科学探究方法(提出假设、设计实验、分析数据)理解细胞体积小的必要性,提升科学思维与探究能力。 教学资源 (1)多媒体设备及细胞分裂过程动态演示视频、细胞表面积与体积关系对比图。 (2)实验材料:不同边长的木质立方体(或琼脂块)、碘液(或淀粉指示剂)、量尺、计时器、载玻片、盖玻片。 (3)染色体行为变化教具模型(或 3D 打印染色质 - 染色体转化模型)。 教学过程 一、导入:引出问题 —— 细胞为何如此之小? 教师活动:(1)教师微笑着走向讲台,手持一个透明玻璃容器(内装大小不同的球体模型):“同学们,请看这些球体,它们代表不同生物的细胞。如果把小老鼠的细胞比作乒乓球,大象的细胞会是什么样大小的球?(稍停顿观察学生反应)没错,生物学家通过长期观察发现,大象和小老鼠的细胞直径大多在 10-30 微米之间,差别极小。但为什么大象比小老鼠大得多呢?我们再看一组数据:一个新生儿全身细胞约 10 个,成年后可增至 10 ⁴个(展示 PPT:左侧大象与小老鼠细胞显微镜对比图,右侧数据表格)。这说明细胞数量会随生长增加,但细胞本身却没有变大。为什么细胞不能无限长大呢?(指向学生)带着这个问题,我们今天从‘物质交换效率’的角度,探究‘细胞如何保持较小体积’的奥秘。” (2)教师转身在黑板左侧写下核心问题:“细胞体积小的关键:表面积与体积的关系。请大家结合生活经验想一想:如果细胞像气球一样膨胀,会发生什么现象?(引导学生联想‘气球太大难充气’‘海绵吸水慢’等)” 学生活动:(1)学生看向球体模型和数据,开始小声讨论:“细胞太大,‘嘴巴’(表面积)够不够‘喂饱’?”“如果细胞像气球,太大吸收氧气和营养会慢吧?”(2)有学生举手:“老师,我家种的多肉叶子太大,浇水后很久才干,是不是‘表面积不够’?”(教师肯定:“对!这和细胞的道理一样!”) 二、新课讲授:细胞为何这么小? (1)活动一:探究立方体模型的表面积与体积关系 教师活动:(1)展示三种颜色的立方体教具(边长 1cm、2cm、3cm):“这三个立方体代表不同大小的细胞,请大家假设:细胞需要从外界获取物质,排出废物,哪个立方体‘吸收’得更快?(学生自由发言后)我们通过数学计算验证 —— 请翻开教材 P51,用表格记录:立方体边长(a)、表面积(S=a 6)、体积(V=a )、表面积体积比(S/V)。”(巡视学生计算,发现错误及时提示:“注意!表面积是 6 个面的面积,别漏乘 6 哦!”) (2)学生活动(分组汇报计算结果): 边长(cm) S(cm ) V(cm ) S/V 1 6 1 6 2 24 8 3 3 54 27 2 教师板书表格后引导:“当边长从 1cm 增至 3cm,S/V 从 6 降至 2,比值减小了。这意味着什么逻辑?(指向学生)请第 3 组同学举例:‘如果细胞像边长 3cm 的立方体,它吸收营养时要走多远才能到达中心?营养物质从表面运输到中心需要的时间会怎样?’(学生思考后回答:‘中心距离远,需要时间长,细胞可能 “饿肚子”!’教师点头肯定:‘对!当细胞体积增大,相对表面积减小后,物质交换效率会降低,细胞无法满足自身需求。’)” (2)活动二延伸:土豆块的物质扩散模拟实验 教师活动:(提前展示浸泡碘液后的土豆块切面)“为了直观感受,我们用土豆块模拟细胞。(举起教具土豆块)课前准备了三组土豆块标本:A 组边长 1cm,B 组边长 2cm,C 组边长 3cm,请大家测量并记录两个指标:①蓝色染色区域厚度(用尺子量取);②未染色中心区域的边长。提示:土豆淀粉遇碘变蓝越快,表示扩散效率越高。” (学生分组测量后汇报结果预设:A 组染色厚度≈0.8cm;B 组≈0.8cm;C 组≈1cm;未染色中心区域边长:A 组几乎无,B 组≈0.4cm;C 组≈1.4cm) 学生活动:(教师追问核心问题:“为什么三组土豆块的染色厚度相近,但未染色区域大小差异显著?(引导学生对比数据)如果细胞像 C 组土豆块一样大直径 1cm 以上,吸收营养需要的时间长不长啊?(学生齐答:‘长!’)这说明什么?(总结)细胞体积小,物质扩散距离短,效率高;反之则效率低下。这就是细胞保持小体积的根本原因!” 三、新课讲授:细胞如何保持较小体积?—— 细胞分裂 (1)细胞分裂的概念引入 教师活动:“既然细胞不能无限长大又需要大量细胞数量,怎么办?(指向学生)当细胞生长到一定大小时会启动‘分裂程序’。请回忆:单细胞生物如何繁殖?(学生答:‘分裂成两个细胞!’)多细胞生物如何生长?(生答‘从一个受精卵分裂成多个细胞’)对!细胞分裂就是一个细胞变成两个细胞的过程。板书:细胞分裂—— 数量增加 + 体积不变 ” (展示动植物细胞分裂示意图)教师活动:“请学生对比教材 P₅₃图①动物细胞分裂②植物细胞分裂示意图)‘请用 3 分钟时间独立观察,然后小组讨论:动物细胞和植物细胞分裂最主要区别是什么?(巡视学生,发现学生讨论焦点)’” (2)染色体的平均分配机制 教师活动:“分裂前后,细胞的遗传物质如何保持一致?(指向学生)请翻开教材 P54 最下方,这里写着染色体变化图,请大家标注两个关键点①染色质复制(数量加倍)②染色体平均分配到两个子细胞。(举例:‘就像老师把一沓作业纸对折分给两个同学,确保每人拿到相同的数量’)” (展示动画:染色体复制形成姐妹染色单体 分裂时着丝点断裂平均分配 子细胞遗传物质与母细胞一致) 学生活动:(学生标注教材,发现疑问举手)“老师,为什么必须平均分配?如果分配不均会怎样?”(教师预设学生回答方向:‘新细胞遗传物质不一样,可能生病!’教师总结拓展:‘比如白血病细胞分裂不均,导致异常增殖’)” 细胞分裂意义的生活化解读 教师活动:“请结合生活场景解释:①为什么伤口愈合快?(生答‘细胞分裂产生新细胞填补缺口!’②为什么头发会一直长?(生答‘毛囊细胞不断分裂!’③为什么老年人皮肤容易出现皱纹却不愈合?(引导学生联系‘细胞分裂能力下降!’)” (板书意义):单细胞生物繁殖(如细菌 2 个);多细胞生物生长(受精卵 婴儿);细胞更新(皮肤细胞每天更新脱落量约百万级!请大家课后观察自己脱落的头皮屑,显微镜下能看到分裂的痕迹哦!) 四、小结巩固与知识应用 教师活动:(1)快速回顾:“今天我们解决了两个问题:①细胞小是因为表面积体积比大,物质交换效率高;②细胞分裂能保证数量增加且遗传物质不变 (指板书:表面积 / 体积比 物质交换 细胞分裂 数量增加 )” (2)课堂小测与学生活动:“请用一句话解释:为什么大象比老鼠大,但细胞大小差不多?(学生答预设:‘因为大象细胞数量多!’)对!细胞分裂产生的新细胞让多细胞生物‘越长越大’。(集体齐答:‘细胞小 = 表面积大效率高;细胞分裂 = 数量增 + 遗传稳!’)” (3)知识延伸:“课后任务:①画一张‘细胞分裂流程图’(标注动植物细胞差异);②采访生物学家‘癌细胞为什么能无限分裂?’(下节课分享)” 作业设计 (1)描述动植物细胞分裂的基本过程(可结合示意图),并说明细胞分裂对生物体生长、繁殖及更新衰老细胞的意义。 (2)回忆 “研究细胞体积与表面积的关系” 活动,计算边长为 1cm、2cm、3cm 的立方体的表面积(6 边长 )与体积(边长 )之比,分析细胞不能无限长大的原因。 学科网(北京)股份有限公司 $