3.3 细胞核的结构和功能教学设计2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

学校 课题 细胞核的结构和功能 年级 高一 学科 生物 教材分析 “细胞核的结构与功能”是人教版教科书《必修 1 · 分子与细胞》（2019 版）中的第三章“细胞的基本结构”第 3 节的教学内容。在《普通高中生物学课程标准》（2017 年版 2020 年修订 )中与其它次位概念形成重要概念“细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动 ”。这个重要概念体现了生命的结构性，与其它两个重要概念共同建构出“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”这一大概念。 本节内容承接本章前两节内容，对后续细胞分裂、遗传与变异等知识的学习奠定了基础。 学情分析 学生通过前两节的学习对细胞膜和细胞器的结构与功能有了一定理解，且在初中也已对细胞核有了初步认识；能力上学生也已具备一定的信息获取能力、逻辑推理能力、知识迁移能力；但是学生缺乏从微观角度认识细胞核，因而雪瑶结合模型等多种方法帮助学生理解，学生对基因的表达、细胞分裂还不够了解，因而不能过多细化，避免增加不必要的认知障碍。 教学目标 1.基于对“细胞核有什么功能”的探究素材分析，运用归纳与概括、演绎与推理、科学探究等方法归纳出细胞核的功能。（科学思维、科学探究） 2.通过制作细胞核结构的物理模型、构建结构与功能的概念模型，阐明遗传信息主要储存在细胞核中，认同细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，从而建构结构与功能观。（生命观念，科学思维） 3.通过制作真核细胞结构的物理模型，结合对细胞整体结构与功能认识，深化结构与功能观，认同细胞各部分在结构和功能上的密切联系，使细胞成为一个有机的整体，强化局部与整体观 。（生命观念、科学思维、科学探究） 4.通过单元设计背景“世界上首例体细胞克隆猴的诞生”，使学生深刻体会到我国科学家通过自身坚持不懈的努力揭示生命奥秘的精神，激发学生努力学习投身于科学研究、报效祖国、报效社会的热情，同时增强了学生的民族自豪感。（生命观念，社会责任） 教学重难点 1.阐明细胞核的结构和功能。 2.制作细胞核结构模型、细胞核结构与功能的概念模型，认同细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。 3.制作真核细胞结构模型，认同细胞各部分在结构和功能上的密切联系，使细胞成为一个有机的整体。 教学准备 多种模型材料、科大讯飞学习平板、课堂资料等 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 智慧 课堂 应用 及分析 1.功能选择 时长 2.应用价值 3.评价体现 创设情境 思考：细胞核有什么功能呢？无论是克隆羊还是克隆猴为何都要让体细胞核代替卵母细胞核呢？ 展示视频和材料 学生再次重温克隆羊和克隆猴。 克隆技术的突破是我国科学家经过5年的不懈努力、依靠集体的智慧和合作的力量协同作战， 在日复一 日地尝试、突破、遇挫中一点点前进， 最终拨云见日， 走向成功 智 慧 课 堂 的 多 媒 体 教 学 功 能 ， 教 师 可 以 更 生 动 地 展 示 教 学 内 容 , 激 发 学 生 的 学 习 兴 趣 。 5min 探究推理 探究素材分析 资料一:科学家用黑白两种美西螈做实验，将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来，移植到白色美西螈的去核卵细胞中。移植后发育长大的美西螈 , 全部是黑色的。科学家用黑白两种美西螈做实验，将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来，移植到白色美西螈的去核卵细胞中。移植后发育长大的美西螈，全部是黑色的 1.请将上述实验过程在学案上用流程图的形式展现出来。 2.重组细胞发育而来的美西螈的肤色是什么颜色？与表皮细胞内黑色素的 提供素材和视频 活动1:实验分析：相关分析法 1.请将上述实验过程在学案上用流程图的形式展现出来。 2.重组细胞发育而来的美西螈的肤色是什么颜色？ 与表皮细胞内黑色素的合成有什么关系？ 这一合成过程是由细胞核还是细胞质控制的？ 智 慧 课 堂 的 在 线 讨 论 功 能 , 学 生 可 以 进 12mi n 合成有什么关系？这一合成过程是由细胞核还是细胞质控制的？ 资料二:蝾螈受精卵的横缢实验 请将上述实验过程在学案上用流程图的形式展现出来，并找出对照部分并得出自己的结论 资料三：变形虫的实验 尝试综合运用实验分析法，小组讨论并得出实验结论 资料四：伞藻的实验（播放介绍伞藻的视频） 播放伞藻嫁接实验视频：该实验能否得出伞帽的形态由细胞核决定？ 结论： 细胞核控制美西螈表皮细胞内黑色素的合成， 进而决定其皮肤颜色（性状）的遗传 实验分析： 比较分析法（求同或求异） 活动2:请将上述实验过程在学案上用流程图的形式展现出来， 并找出对照部分并得出自己的结论 结论：蝾螈受精卵的细胞核影响着细胞分裂、分化， 进而影响胚胎的发育 活动3:尝试综合运用实验分析法 ,小组讨论并得出实验结论 结论： 变形虫的细胞核和细胞质之间相互作用， 相互依赖， 其细胞生命活动的进行离不开细胞核和细胞质。 活动4: 活动4:学生思考： 该实验能否得出伞帽的形态由细胞核决定？ 学生设计实验：伞藻核移植实验 行 互 动 讨 论 ， 促 进 思 维 碰 撞 和 知 识 共 享。 进一步引导：你会如何设计实验验证伞帽的形态由细胞核决定呢？ 播放伞藻核移植实验视频 补充：德国藻类学家Hammerling的伞藻嫁接实验 实际上，伞藻核移植实验中，最初长出的伞帽是混合型的（嫁接实验也有类似情况），也就是介于伞形帽和菊花形帽之间。实验时需要将最初长出的帽去除，才能得到和教材图示一样的结果。 学生得出结论： 伞帽的形态由细胞核决定。 初步形成概念 展示探究实验结论，引导学生归纳细胞核功能 提供资料 学生运用不完全归纳法 归纳： 细胞核控制细胞代谢和遗传 智慧 课堂 可以 让学 生通 过互 动式 学习 方式 ,更 好地 掌握 知识 和技能 2min 构建模型 ， 完善概念 细胞核为什么具有控制代谢和遗传的功能呢？ 学习任务8:制作细胞核结构模型，构建细胞核结构与功能的概念模型 教师提供橡皮泥和白纸材料让学生自主制作细胞核模型 思考：在制作的过程中，你觉得细胞核的功能主要跟哪个结构有关呢？ 提供模型构建材料和资料 活动5学生阅读教材： 完成学案中的表格填空 学生利用材料制作细胞核模型 智慧 课堂 可以 为学 生提 供多 样化 的学 习资 源， 丰富 学习 内容 15mi n 提供资料一：使用电子显微镜观察染色质时，染色质其实是由很多串珠状的结构聚合在一起形成的。使用DNA酶处理细胞核后，发现“珠子 ”之间的连线消失了，但是“珠子 ”还在；若使用蛋白酶处理，则“珠子 ”被分解，连线还在。 “珠子 ”和“连线 ”分别代表什么？由此，我们知道染色质的主要成分是什么？ 资料二：1888年，Waldeyer发现在正在进行分裂的细胞中，能被碱性染料染成深色的物质在光镜下不呈团状，而是一条条的圆柱状的结构，他将这样的结构称为染色体。经过近一个世纪的研究，人们发现染色质和染色体是在细胞周期不同阶段可以相互转变的结构。 用一句话描述染色质和染色体是什么关系？ 资料三： 人体内的每一个体细胞的DNA伸展开来，平均长度可达到2m，平均每条染色体所含的DNA长度约为5cm,而细胞直径仅为20 μm甚至更小 。 1.DNA和蛋白质在一起，如何进入直径如此之小的细胞核？（展示染色质和染色体的图片） 2.细胞分裂这个生命活动涉及遗传物质的复制和均分，从染色质和染色体的形态结构上来看，哪种结构更利于遗传物质的复制？哪种结构更有利于遗传物质的均分？ 播放染色质与染色体转化视频 资料五:诺贝尔获奖者托马斯 ·R ·切赫经过多年研究发现，信使RNA能将 活动6:学生构建概念模型 DNA上控制蛋白质合成的遗传信息传递给细胞质中的核糖体。蛋白质在核糖体中形成，需要进入细胞核参与染色质的形成、 资料六: 核孔复合体呈现八面对称结构，是生物体内最复杂的蛋白质复合体之一。研究发现在转录活跃的爪蟾卵母细胞中复合体密度为60个/ μm2,染色体复制时，一个核孔每分钟运进核内100个组蛋白，细胞生长旺盛时 , 一个核孔1分钟运出3套核糖体前体单位。 资料七: 大多数细胞可具有1—4个核仁。在合成蛋白旺盛的细胞(如分泌细胞),核仁多，大约占核体积的25%,肌肉细胞和休眠细胞中核仁很小。光镜下，核仁呈圆形，并因含大量rRNA而呈强嗜碱性。 引导学生了解细胞核的其他结构 学生体会细胞核结构的完整性 解决问题 ， 应用概念 思考：细胞核有什么功能呢？无论是克隆羊还是克隆猴为何都要让体细胞核代替卵母细胞核呢？ 提供材料 思考：细胞核有什么功能呢？无论是克隆羊还是克隆猴为何都要让体细胞核代替卵母细胞核呢？学生解决问题：体细胞核与受精卵细胞核的遗传信息是一样的，指导生物体发育的全部遗传信息 3min 建立概念之间的联系 ， 升华概念 重新播放克隆猴的视频引导学生感知 ：核移植实验最终还是要构成重组细胞才能发育成个体， 由此可见细胞是生物体结构和生命活动的基本单位 播放视频 回到大单元中与其他一般概念共建重要概念与大概念 2min 课后评价 鼓励指导 学生课后发挥创造性活动， 积极交流 智慧 课堂 可以 让学 生随 时随 地进 行学 习， 打破 时间 和空 间的 限制 板书设计 教学反思 教学方法：采用问题探究式教学法，通过资料分析和实验操作，让学生自主探究细胞核的结构和功能。利用多媒体课件将抽象知识形象化，帮助学生理解。 教学环节：分为导入、细胞核的功能、细胞核的结构、细胞核为什么是系统的控制中心等几个环节。每个环节通过问题驱动式展开，逐步深入。 学生参与：课堂上充分尊重学生的意愿，鼓励学生大胆尝试和表达，通过小组讨论和合作学习 ,提高学生的参与度和学习效果。 改进措施：为了提高课堂效率，需要进一步优化问题设计，确保每个学生都能跟上课堂节奏。同时，加强课前预习的监督，确保每个学生都能做好准备，通过这些反思和改进措施，可以更好地实现教学目标，提高学生的科学素养和解决问题的能力。 学科网（北京）股份有限公司 $