4.1 细胞通过分裂增殖（教学设计）2025-2026学年高一上学期生物浙科版必修1

该高中生物学教学设计聚焦细胞增殖，涵盖细胞周期、有丝分裂过程及动植物分裂比较与实验观察。通过回顾受精卵发育、伤口愈合等生命现象衔接旧知，以问题驱动导入新课，搭建新旧知识联系的学习支架。 资料亮点在于融合动态动画、染色体模型及实验操作，运用比较法分析动植物分裂差异，引导构建染色体数量变化曲线，培养科学思维与探究实践能力。实验步骤清晰，助力学生掌握装片制作与显微观察技能，同时强化生命观念，为教师提供详实教学资源，提升课堂效率。

4.1 细胞通过分裂增殖 年级 高一 课题 细胞通过分裂增殖 课时 2 课时（第 1 课时：细胞周期与有丝分裂过程；第 2 课时：动植物有丝分裂比较与观察实验） 授课教师 一、教学目标 1.知识与技能 · 阐明细胞增殖的意义，说出真核细胞的主要分裂方式。 · 掌握细胞周期的概念和阶段划分，理解间期的物质准备作用。 · 描述有丝分裂各时期的主要特征，识别染色体、染色单体和 DNA 的数量变化规律。 · 区分动植物细胞有丝分裂过程的异同点。 · 完成观察根尖分生组织细胞有丝分裂的实验，掌握临时装片制作和显微镜观察技能。 2.过程与方法 · 通过观察有丝分裂动态动画和显微照片，培养识图能力和空间想象能力。 · 通过构建有丝分裂过程中染色体、DNA 数量变化曲线，提升图文转化和归纳总结能力。 · 通过小组合作完成观察实验，锻炼实验操作、现象观察和结果分析能力。 · 通过对比动植物细胞有丝分裂，学会运用比较法分析生物学问题。 3.情感态度与价值观 · 树立 "结构与功能相统一"" 物质与运动相统一 " 的生物学核心观点。 · 认同细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础，体会生命的连续性。 · 体会科学实验的严谨性，养成实事求是的科学态度和合作探究精神。 二、教学重难点 1.重点 · 细胞周期的概念和阶段特点。 · 有丝分裂各时期的染色体行为和数量变化特征。 · 动植物细胞有丝分裂过程的异同点。 · 观察根尖分生组织细胞有丝分裂的实验操作。 2.难点 · 理解有丝分裂过程中染色体、染色单体和 DNA 的数量变化规律。 · 区分动植物细胞有丝分裂的本质差异。 · 制作根尖分生组织临时装片并准确识别各分裂时期的细胞。 三、教学准备 1. 多媒体课件：包含细胞增殖意义动画、细胞周期示意图、动植物细胞有丝分裂各时期动态演示、染色体 / DNA 数量变化曲线、有丝分裂实验步骤视频、常见分裂异常现象图片。 2. 实验器材与试剂： · 观察有丝分裂实验：洋葱根尖、质量分数 15% 的盐酸、体积分数 95% 的酒精、质量浓度 0.01g/mL 的龙胆紫溶液、清水、载玻片、盖玻片、显微镜、镊子、剪刀、培养皿、滴管。 3. 教学用具：导学案、有丝分裂各时期特征对比表格、染色体数量变化坐标纸、思维导图模板、彩色粉笔。 4. 模型材料：染色体纸质模型、动植物细胞有丝分裂过程拼图。 四、教学过程 第 1 课时：细胞周期与有丝分裂过程 （一）导入新课 1.知识回顾：提问：我们已经学习了细胞的结构和代谢，细胞是生物体结构和功能的基本单位。一个成年人大约由 10¹⁴个细胞组成，这些细胞都来自一个受精卵，受精卵是如何发育成一个完整的个体的？ 引导学生回答：通过细胞分裂增加细胞数量，通过细胞分化形成不同组织器官。 2.情境衔接：展示图片：① 受精卵发育成胚胎的过程；② 伤口愈合的过程；③ 植物扦插生根的过程。 提问：这些生命现象都依赖于细胞的什么活动？细胞分裂是如何进行的？它如何保证亲子代细胞遗传物质的一致性？ 学生思考讨论后，教师引出课题：今天我们就来学习细胞通过分裂增殖，重点探究真核细胞的有丝分裂过程。 （二）新知讲授 1. 细胞增殖的意义和方式 教师讲解： · 意义：细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。单细胞生物通过细胞增殖繁殖后代；多细胞生物通过细胞增殖补充衰老、死亡的细胞，同时通过细胞增殖和分化完成个体发育。 · 真核细胞分裂方式：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。其中有丝分裂是真核生物体细胞增殖的主要方式，减数分裂与有性生殖细胞的形成有关。 2. 细胞周期 教师展示细胞周期示意图，讲解细胞周期的概念： · 概念：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。 · 阶段划分：一个细胞周期包括分裂间期和分裂期（M 期）两个阶段。 · 时间特点：分裂间期占细胞周期的 90%-95%，主要为分裂期进行物质准备；分裂期时间较短，是细胞分裂的实施阶段。 重点讲解分裂间期的物质变化： 分裂间期分为 G₁期（DNA 合成前期）、S 期（DNA 合成期）和 G₂期（DNA 合成后期）。主要完成DNA 分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞适度生长。经过间期，每条染色体都形成了两条完全相同的姐妹染色单体，由一个共同的着丝粒连接。 3. 有丝分裂的过程（以动物细胞为例） 教师播放动物细胞有丝分裂全过程动态动画，将分裂期分为前期、中期、后期、末期四个阶段，逐一讲解各时期的主要特征： （1）前期 · 染色质高度螺旋化，缩短变粗，成为光学显微镜下可见的染色体； · 核膜逐渐解体，核仁逐渐消失； · 中心体发出星射线，形成纺锤体； · 染色体散乱分布在纺锤体中央。 口诀：膜仁消失现两体。 （2）中期 · 纺锤丝牵引染色体运动，使每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上； · 染色体形态稳定，数目清晰，是观察染色体形态和数目的最佳时期。 口诀：形定数晰赤道齐。 （3）后期 · 着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条独立的子染色体； · 纺锤丝牵引子染色体分别向细胞两极移动，使细胞两极各有一套形态和数目完全相同的染色体； · 细胞中染色体数目加倍。 口诀：点裂数增均两极。 （4）末期 · 染色体解螺旋，重新成为细丝状的染色质； · 核膜、核仁重新出现； · 纺锤体逐渐消失； · 细胞膜从细胞中部向内凹陷，将细胞缢裂成两个子细胞。 口诀：两消两现重开始。 引导学生分析有丝分裂过程中染色体、染色单体和 DNA 的数量变化： · 间期：DNA 复制，DNA 数目加倍，染色体数目不变，出现染色单体； · 前期、中期：染色体数目不变，染色单体数目和 DNA 数目均为体细胞的 2 倍； · 后期：着丝粒分裂，染色体数目加倍，染色单体消失，DNA 数目不变； · 末期：细胞一分为二，染色体和 DNA 数目均恢复到体细胞水平。 （三）课堂小结与随堂练习 1.课堂小结：教师引导学生梳理本节课的知识框架： 细胞增殖：意义→真核细胞分裂方式 细胞周期：概念→阶段（间期 + 分裂期）→时间特点 动物细胞有丝分裂：间期（物质准备）→前期→中期→后期→末期（各时期特征） 2.随堂练习：（1）下列关于细胞周期的叙述，正确的是（ ） A. 细胞周期的大部分时间处于分裂期 B. 机体内所有的体细胞都处于细胞周期中 C. 细胞周期由前期、中期、后期、末期组成 D. 细胞种类不同，细胞周期持续的时间不同 （2）在有丝分裂过程中，DNA 分子的复制发生在（ ） A. 间期 B. 前期 C. 中期 D. 后期 （3）拓展题：有丝分裂后期，细胞中染色体数目加倍的原因是什么？ 第 2 课时：动植物有丝分裂比较与观察实验 （一）导入新课 1. 知识回顾 提问：上节课我们学习了动物细胞的有丝分裂过程，有丝分裂分为哪几个时期？各时期的主要特征是什么？ 邀请学生回答，巩固动物细胞有丝分裂的核心知识点。 2. 情境衔接 提问：植物细胞和动物细胞的结构存在差异，那么植物细胞的有丝分裂过程和动物细胞完全一样吗？它们有哪些相同点和不同点？我们如何通过实验观察细胞的有丝分裂过程？ 学生思考讨论后，教师引出本节课的内容：动植物细胞有丝分裂的比较及观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验。 （二）新知讲授 1. 植物细胞有丝分裂的过程 教师播放植物细胞有丝分裂动态动画，对比动物细胞有丝分裂，讲解植物细胞有丝分裂的特点： · 前期：植物细胞没有中心体，纺锤体由细胞两极发出的纺锤丝形成； · 末期：植物细胞的细胞膜不向内凹陷，而是在赤道板的位置形成细胞板，细胞板逐渐扩展形成新的细胞壁，将细胞一分为二。 2. 动植物细胞有丝分裂的比较 学生活动：分组填写动植物细胞有丝分裂异同点对比表格，教师巡视指导。 各小组展示成果后，教师进行总结： 比较项目 动物细胞有丝分裂 植物细胞有丝分裂 相同点 分裂过程基本相同；染色体变化规律相同；都形成纺锤体；亲子代细胞染色体数目相同 不同点 - 前期 中心体发出星射线形成纺锤体 细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 不同点 - 末期 细胞膜向内凹陷，缢裂成两个子细胞 形成细胞板，扩展成细胞壁，分裂成两个子细胞 强调：动植物细胞有丝分裂的本质是相同的，都是将亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中，保证了遗传性状的稳定性。 3. 有丝分裂的意义 教师讲解：有丝分裂将亲代细胞的染色体（遗传物质）经过复制之后，精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质 DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性，对于生物的遗传具有重要意义。 4. 实验：观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 学生活动：分组进行实验，教师巡视指导。 实验原理： · 高等植物的根尖、芽尖等分生区细胞能进行有丝分裂； · 染色体容易被碱性染料（如龙胆紫溶液）着色； · 通过观察染色体的形态和数目，可以识别细胞处于有丝分裂的哪个时期。 实验步骤： ① 解离：剪取洋葱根尖 2-3mm，放入盛有解离液（盐酸和酒精 1:1 混合）的培养皿中，解离 3-5min，使组织中的细胞相互分离开。 ② 漂洗：待根尖酥软后，用镊子取出，放入盛有清水的培养皿中漂洗约 10min，洗去解离液，防止解离过度，便于染色。 ③ 染色：将根尖放入盛有龙胆紫溶液的培养皿中，染色 3-5min，使染色体着色。 ④ 制片：将染色后的根尖放在载玻片上，加一滴清水，用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片上再加一片载玻片，用拇指轻轻按压载玻片，使细胞分散开来。 ⑤ 观察：先用低倍显微镜观察，找到呈正方形、排列紧密的分生区细胞；再换用高倍显微镜观察，识别处于不同分裂时期的细胞。 引导学生观察并记录：视野中处于间期的细胞最多，因为间期时间最长；能观察到前期、中期、后期、末期的细胞，但不能观察到一个细胞连续的分裂过程，因为解离时细胞已经死亡。 （三）课堂小结与随堂练习 1. 课堂小结 教师引导学生构建本节课的知识框架： · 植物细胞有丝分裂：与动物细胞的异同点 · 有丝分裂的意义：保持遗传性状的稳定性 · 观察有丝分裂实验：原理→步骤→观察结果 2. 随堂练习 （1）植物细胞有丝分裂末期特有的结构是（ ） A. 纺锤体 B. 染色体 C. 细胞板 D. 核膜 （2）在观察根尖分生组织细胞有丝分裂的实验中，解离的目的是（ ） A. 使染色体着色 B. 使组织中的细胞相互分离开 C. 洗去解离液，便于染色 D. 使细胞分散开来 （3）拓展题：为什么在观察有丝分裂的实验中，视野中大多数细胞处于间期？ 五、板书设计 细胞通过分裂增殖 一、细胞增殖的意义和方式 1. 意义：生长、发育、繁殖、遗传的基础 2. 真核细胞分裂方式：有丝分裂、无丝分裂、减数分裂 二、细胞周期 1. 概念：连续分裂的细胞，从一次分裂完成到下一次分裂完成 2. 阶段：分裂间期（90%-95%，DNA 复制 + 蛋白质合成）+ 分裂期（M 期） 三、有丝分裂的过程 1. 动物细胞有丝分裂 · 前期：膜仁消失现两体 · 中期：形定数晰赤道齐 · 后期：点裂数增均两极 · 末期：两消两现重开始 2. 动植物细胞有丝分裂比较 · 前期：纺锤体形成方式不同 · 末期：细胞质分裂方式不同 3. 意义：保持亲子代细胞遗传性状的稳定性 四、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 1. 实验步骤：解离→漂洗→染色→制片 2. 观察：先低倍镜找分生区，再高倍镜观察各时期 学科网（北京）股份有限公司 $