6.1细胞的增殖教学设计2026-2027学年高一上学期生物人教版必修一

该高中生物学教学设计聚焦“细胞的增殖”核心知识，涵盖细胞不能无限长大的原因、细胞周期、有丝分裂过程及实验。通过象与鼠体型对比情境导入，借助立方体模型、细胞周期环形图等支架，串联DNA复制旧知，为细胞分化等内容铺垫。 此资料亮点在于融合生命观念（结构与功能统一）、科学思维（模型构建）和探究实践（实验操作），如用立方体模型推导物质交换效率，根尖实验落实制片流程。采用情境导入、定量模型分析等方法，帮助学生建立动态思维，为教师提供清晰教学逻辑和丰富资源。

教学设计 课程名称 细胞的增殖 选用教材 高中生物人教版必修一 教学章节 第六章第一节 授课对象 高一学生 授课类型 新授课 授课学时 1课时（45分钟） 一、教学内容分析 本节课是细胞生命历程开篇，以象与鼠对比情境引出核心问题：生物个体大小差异源于细胞数量而非细胞体积，借助立方体表面积体积比值模型解释细胞不能无限长大的物质交换限制；定义细胞增殖为细胞分裂增加细胞数量，是生物生长、发育、繁殖、遗传的基础，增殖包含物质准备与细胞分裂，具备周期性；给出细胞周期概念，借助表格展示不同细胞周期时长，区分占时 90%~95% 的分裂间期（完成 DNA 复制、蛋白质合成、细胞生长）与分裂期；依托细胞周期环形示意图划分间期、前期、中期、后期、末期，以高等植物有丝分裂模式图分步讲解各时期染色体、核膜、纺锤体行为，再对比动物细胞有丝分裂示意图，归纳动植物有丝分裂异同；阐述有丝分裂核心意义为亲子代细胞均分遗传物质，维持遗传稳定；简要介绍无丝分裂，拓展癌细胞无限增殖特点；最后设置 “观察根尖分生区细胞有丝分裂” 探究实验，梳理解离、漂洗、染色、制片完整操作流程，落实显微观察识别分裂时期的实操能力，整体遵循 “情境导入→细胞大小限制→细胞增殖与细胞周期→动植物有丝分裂过程对比→分裂方式拓展→分组探究实验” 逻辑链条，串联 DNA、染色体等旧知，为细胞分化、衰老癌变内容铺垫。 二、学情分析 1. 知识根基 学生此前掌握细胞核内含 DNA、染色体是 DNA 载体，了解动植物细胞基础结构，知晓细胞分裂能产生新细胞；生活中见过大象、老鼠体型差距，直观感知同类生物细胞大小相近；具备基础显微镜操作能力，能识别细胞基础结构；但不清楚细胞体积受物质交换效率约束，不理解细胞增殖分为间期、分裂期两大阶段；无法区分有丝分裂四时期染色体动态变化，分不清动植物细胞分裂前期、末期差异；不了解解离、漂洗、染色的实验作用，不清楚分生区细胞特征；对无丝分裂、癌细胞增殖特点完全陌生。 2. 能力概况 高一学生具备基础识图能力，能看懂简单细胞模式图，具备对照分析基础思维；但连续动态生化过程图文转化能力薄弱，无法自主梳理有丝分裂全过程染色体行为；表格数据分析能力不足，不能从细胞周期时长表格归纳间期占绝大部分时间的规律；探究实验逻辑推导欠缺，难以理解根尖制片每一步操作对应的实验目的；模型构建能力薄弱，不会利用立方体模型分析表面积体积比值与物质运输效率的关系；知识迁移能力弱，不能结合有丝分裂均分遗传物质解释亲子代遗传稳定性。 3. 认知误区 学生典型认知误区：一是认为大象细胞体积远大于小鼠细胞，器官大小由细胞体积决定；二是误以为细胞周期从细胞分裂开始计算，混淆细胞周期起点；三是认为分裂期时间更长，忽略间期是物质准备主要阶段；四是分不清前期染色质螺旋化、末期染色体解螺旋，混淆两时期物质变化；五是认为动植物有丝分裂完全一致，忽略中心体、细胞板 / 细胞膜内陷两处核心差异；六是误以为解离后可直接染色，不清楚漂洗去除盐酸的必要性；七是认为无丝分裂不存在 DNA 复制，分裂后子细胞遗传物质不均等；八是将癌细胞分裂等同于正常细胞有丝分裂，忽略癌细胞不受调控无限增殖。 三、教学目标 1. 生命观念 建立结构与功能统一观念，细胞体积受限保证高效物质交换，间期物质复制、分裂期染色体均分配套完成遗传物质稳定传递；建立稳态与遗传守恒观念，有丝分裂精确均分 DNA，维持亲子代细胞遗传物质一致，保障物种遗传稳定；建立整体性观念，细胞增殖包含间期准备与分裂期分裂两个不可分割的连续过程，细胞增殖、分化、衰老共同构成完整细胞生命历程；建立物质与能量平衡观念，间期消耗物质完成 DNA 复制与蛋白质合成，为分裂期提供物质基础。 2. 科学思维 依托立方体表面积体积比值模型建立定量模型思维，推导细胞不能无限长大的底层逻辑；借助细胞周期环形图、动植物有丝分裂模式图建立分段动态模型思维，归纳各时期染色体行为变化；通过细胞周期时长表格建立数据分析归纳思维；沿着 “象鼠体型差异情境提出细胞大小疑问→立方体模型分析细胞生长限制→定义细胞增殖、细胞周期→植物有丝分裂分阶段拆解→动植物分裂对比归纳异同→无丝分裂、癌细胞拓展→根尖分生区探究实验落实实操” 完整逻辑链条，培养模型构建、对照对比、证据归纳、定量分析思维。 3. 科学探究 研读立方体模型计算任务，小组计算不同边长立方体表面积、体积、表面积体积比值，归纳比值与物质运输效率的关联；观察细胞周期环形图、植物有丝分裂完整模式图，自主标注间期、前中后末四时期染色体、纺锤体、核膜变化；研读根尖分生区有丝分裂实验流程，分组梳理解离、漂洗、染色、制片四步操作对应的试剂、时间、实验目的，规划显微镜观察顺序，识别分生区与各分裂时期细胞；完整走完 “定量模型探究细胞体积限制→细胞周期图表数据分析→有丝分裂动态模型解读→动植物分裂对照比较→根尖装片制作显微观察实操” 探究流程，提升定量模型计算、连续动态过程图文解读、生物制片探究实验设计与操作能力。 4. 社会责任 体会科学家通过显微观察、定量模型逐步探明细胞分裂规律的严谨求实精神；借助癌细胞无限增殖知识点，了解癌症发病机理，建立健康生活、远离致癌因子的健康责任意识；小组合作完成根尖装片实验，培养规范操作、如实记录显微观察结果的严谨实验素养。 四、教学重难点 重点 1. 细胞不能无限长大的原因：表面积体积比值与物质运输效率的关系； 2. 细胞增殖概念、细胞周期定义，间期与分裂期的功能及时长占比； 3. 高等植物细胞有丝分裂前、中、后、末四时期染色体、核膜、纺锤体动态变化； 4. 动植物细胞有丝分裂的相同点与核心差异； 5. 观察根尖分生区细胞有丝分裂实验：解离 - 漂洗 - 染色 - 制片操作与各步骤目的。 难点 1. 动态梳理有丝分裂全过程染色体形态、数量、分布连续变化； 2. 区分动植物细胞有丝分裂前期纺锤体形成、末期细胞质分裂的两处差异； 3. 理解根尖制片解离、漂洗、染色三步操作的先后顺序与相互制约关系； 4. 结合有丝分裂均分遗传物质解释亲子代细胞遗传稳定的生物学意义。 五、教学方法  情境导入教学法：象与鼠体型对比创设生活化情境，抛出核心探究问题；  定量模型分析法：立方体边长模型计算表面积体积比值，推导细胞生长限制；  图示分段拆解法：细胞周期环形图、植物有丝分裂模式图分段解读分裂全过程；  对照对比教学法：表格对比动植物有丝分裂、间期与分裂期功能时长；  探究实验实操教学法：依托根尖分生区实验完整落实装片制作与显微观察；  小组思辨讨论法：分组分析模型计算结果、拆解有丝分裂各时期变化、辨析动植物分裂差异。 六、教学资源 象与鼠对比图、细胞周期环形示意图、植物细胞有丝分裂完整模式图；配套素材：立方体模型计算任务单；细胞周期时长数据表格；动植物有丝分裂对比空白表格；根尖分生区装片制作步骤单；有丝分裂时期辨析专项练习题。 七、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 环节一 情境导入：象与鼠对比提出细胞增殖核心问题（6 分钟）  出示象与鼠对比图 抛出三组讨论问题：第一，大象和老鼠体型差距巨大，二者同种器官细胞大小是否差别很大？第二，生物体长大依靠细胞体积增大还是细胞数量增多？第三，如果细胞只分裂不提前复制遗传物质，多次分裂后子细胞 DNA 会出现什么问题？  组织学生简单交流后总结：同类动植物相同组织细胞大小相近，体型差异来自细胞数量；细胞分裂前必须完成 DNA 复制，保证分裂后子细胞遗传物质和亲代一致，由此引出细胞增殖概念。  出示立方体模型定量探究任务，给出边长 2mm、4mm、8mm 立方体，引导学生计算表面积、体积、表面积 / 体积比值，推导细胞越大比值越小，物质交换效率越低，细胞无法无限长大。  完整梳理细胞增殖定义：细胞通过分裂增加细胞数量，包含物质准备（间期）、细胞分裂（分裂期）连续两步，具备周期性，是生物生长、发育、繁殖、遗传的基础。出示导入思辨问答题，题目具体如下：生物体个体大小差异主要由细胞体积还是细胞数量决定？细胞不能无限长大的直接原因是什么？细胞增殖分为哪两个连续阶段？  观看象与鼠对比图，小组交流猜想细胞大小、个体生长的影响因素，统一得出器官大小由细胞数量决定。  分组计算三种立方体表面积、体积、表面积体积比值，自主归纳边长越大，表面积体积比值越小，物质运输效率越低。  记录细胞增殖完整概念，理解增殖的周期性，关联 DNA 复制保障遗传稳定的前置逻辑。  独立完成导入思辨问答题，分层书写个体大小由细胞数量决定；细胞体积增大，表面积与体积比值下降，细胞和外界物质交换效率不足；分裂间期（物质准备）、分裂期（细胞分裂）两层完整作答逻辑。  同桌互相举例多细胞生物依靠细胞增殖完成发育、补充衰老死亡细胞的实例。 环节二 新知探究一：细胞周期概念与间期、分裂期功能（10 分钟）  给出细胞周期标准定义：连续分裂细胞，一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止；明确两大阶段：分裂间期（90%~95% 时长，完成 DNA 复制、蛋白质合成、细胞适度生长）、分裂期（较短，完成细胞分裂）。  展示教材不同细胞周期时长表格，引导学生横向对比蚕豆根尖细胞、小鼠上皮细胞、肝细胞、宫颈癌细胞的间期、分裂期时长，归纳间期占据细胞周期绝大部分时间，是分裂的物质准备阶段。  出示细胞周期环形示意图 标注环形内侧分裂间期、外侧分裂期，分裂期细分为前期、中期、后期、末期、子细胞，说明子细胞再次进入间期，循环往复构成细胞周期。  梳理逻辑：间期不直接发生染色体分裂，但为分裂期储备全套遗传物质与蛋白质，无间期复制，分裂无法正常均分 DNA。出示细胞周期辨析问答题，题目具体如下：细胞周期的起点是什么？分裂间期占细胞周期绝大多数时长，间期的核心生理活动有哪些？子细胞形成后会进入细胞周期哪一阶段？  牢记细胞周期起点为上一次分裂完成，区分间期、分裂期时长与功能差异，纠正 “细胞周期从分裂开始” 的认知误区。  分析细胞周期时长表格，自主总结所有细胞间期时间远长于分裂期。  观看细胞周期环形示意图，在图上标注间期、分裂期四个细分时期，理解细胞周期循环特点。  独立完成细胞周期辨析问答题，分层书写起点为一次细胞分裂完成时；完成 DNA 分子复制、相关蛋白质合成，细胞适度生长；子细胞继续进入分裂间期两层完整逻辑。  同桌互相口述细胞周期完整循环流程，区分间期、分裂期各自作用。 环节三 新知探究二：高等植物细胞有丝分裂四时期完整动态过程（16 分钟）  出示植物细胞有丝分裂完整模式图 分阶段分步讲解分裂期四个时期，同步标注各时期染色体、染色质、纺锤丝、核膜、细胞板变化： 间期：染色质松散，完成 DNA 复制，细胞生长； 前期：染色质螺旋缩短变粗形成染色体，核仁解体、核膜消失，两极发出纺锤丝形成纺锤体，每条染色体含两条姐妹染色单体； 中期：染色体着丝粒整齐排列在赤道板，染色体形态稳定、数目清晰，是观察染色体最佳时期； 后期：着丝粒一分为二，姐妹染色单体分开成为子染色体，纺锤丝牵引染色体移向细胞两极，细胞内染色体数目加倍； 末期：染色体解螺旋变回染色质，纺锤丝消失，核膜、核仁重新出现，赤道板位置形成细胞板，细胞板扩展形成新细胞壁，一个细胞分裂为两个子细胞。  整体串联连续变化：染色质（间期）→染色体（前、中、后期）→染色质（末期），DNA 复制发生在间期，后期染色体数目加倍。  归纳有丝分裂核心意义：间期复制的染色体精确均分至两个子细胞，亲子代细胞染色体、DNA 完全一致，维持生物遗传稳定性。出示植物有丝分裂综合问答题，题目具体如下：观察染色体形态数目的最佳时期是哪个阶段？有丝分裂后期细胞内染色体数量发生什么变化？植物细胞有丝分裂末期形成什么结构分隔两个子细胞？  观看植物细胞有丝分裂完整模式图，小组按间期、前、中、后、末顺序梳理染色体连续形态变化，标注各时期标志性结构（纺锤体、赤道板、细胞板）。  分段记忆各时期核心特征，区分前期染色质螺旋化、末期染色体解螺旋的反向变化。  小组总结有丝分裂遗传稳定的原理，理解 DNA 间期复制、后期均分的完整逻辑。  独立完成植物有丝分裂综合问答题，分层书写中期；着丝粒分裂，染色体数目加倍；赤道板位置形成细胞板，延伸形成新细胞壁两层完整逻辑。  同桌按顺序口述有丝分裂四时期全部标志性变化，梳理染色体形态完整变化链条。 环节四 新知探究三：动植物细胞有丝分裂对比、无丝分裂与癌细胞拓展（8 分钟）  结合动物细胞有丝分裂模式图，对比植物细胞，归纳两处核心不同：第一，前期纺锤体来源，动物细胞依靠中心体发出星射线，植物细胞两极直接产生纺锤丝；第二，末期细胞质分裂，动物细胞膜中部向内凹陷缢裂为两个细胞，植物形成细胞板、细胞壁分隔。二者相同点：间期 DNA 复制、四时期染色体行为完全一致，均实现遗传物质均分。  简要介绍无丝分裂：无纺锤体、染色体形态变化，细胞核先延长缢裂，细胞质随之分裂，例：蛙红细胞分裂，分裂前仍完成 DNA 复制。  拓展癌细胞特点：细胞遗传物质突变，不受机体调控，无限连续增殖，脱离正常细胞周期调控机制。出示动植物分裂对比问答题，题目具体如下：动植物细胞有丝分裂前期纺锤体形成有何差异？动植物细胞末期细胞质分裂方式分别是什么？无丝分裂名称由来是什么？  小组制作对比表格，填写动植物细胞有丝分裂前期、末期差异，统一二者染色体动态变化完全相同。  区分有丝分裂、无丝分裂的本质差异：有无纺锤体与染色体形态变化，明确无丝分裂同样完成 DNA 复制。  了解癌细胞异常增殖特点，联系健康生活、远离致癌因子的生活常识。  独立完成动植物分裂对比问答题，分层书写动物细胞由中心体发出星射线，植物细胞两极产生纺锤丝；动物细胞膜向内凹陷缢裂，植物形成细胞板长出细胞壁；分裂全过程不出现纺锤丝与染色体形态变化两层完整逻辑。  同桌互相复述动植物细胞分裂两处核心区别，区分有丝、无丝分裂。 环节五 新知探究四：观察根尖分生区细胞有丝分裂探究实验（6 分钟）  明确实验选材：洋葱根尖分生区细胞，细胞呈正方形、排列紧密，持续进行细胞分裂，同一装片可观察到不同分裂时期细胞。  梳理制片四步流程，分步讲解试剂、操作时间、实验目的：解离（盐酸 + 酒精混合液，3~5min，使组织细胞相互分离开）；漂洗（清水浸泡 10min，洗去盐酸，防止解离过度、干扰染色）；染色（甲紫 / 醋酸洋红染液，3~5min，碱性染料结合染色体着色）；制片（压片使细胞分散平铺，便于显微镜观察）。  讲解显微观察顺序：先低倍镜找到分生区，再高倍镜先定位中期细胞，依次寻找前期、后期、末期、间期细胞。出示根尖实验问答题，题目具体如下：解离液由哪两种试剂混合而成，解离的作用是什么？制片流程中漂洗能否省略，原因是什么？分生区细胞的形态特征是什么？  记录根尖装片解离、漂洗、染色、制片先后顺序，牢记每一步试剂与操作目的，理解漂洗去除盐酸保护染色效果的逻辑。  区分分生区、伸长区细胞形态，明确正方形紧密排列是分生区判断依据。  梳理显微镜观察操作顺序，中期作为识别基准，向外拓展其余时期细胞。  独立完成根尖实验问答题，分层书写质量分数 15% 盐酸、体积分数 95% 酒精；使组织细胞相互分离开；不能省略，残留盐酸会中和碱性染液，无法对染色体染色；细胞呈正方形，排列紧密两层完整逻辑。  同桌互相复述制片四步操作与每一步的实验意义，理清操作先后顺序不可颠倒的原因。 环节六 课堂梳理与分层课后作业（3 分钟）  整体脉络梳理：本节课五大主线，象与鼠情境引出细胞增殖问题→立方体定量模型推导细胞不能无限长大→细胞周期定义、间期物质准备、分裂期划分→植物有丝分裂四时期染色体动态变化，对比动植物分裂异同→无丝分裂、癌细胞拓展→根尖分生区装片制作探究实验；全程贯穿遗传物质均分、细胞结构功能统一两大生命观念。  分层布置课后作业 基础作业：写出细胞周期完整定义，区分间期、分裂期功能；列表写出植物有丝分裂前中后末四时期标志性变化；写出动植物细胞有丝分裂两处核心差异；完整梳理根尖装片解离、漂洗、染色、制片四步操作与目的；完成本节全部四道思辨问答题。 提升作业：绘制细胞周期环形简易图，标注全部阶段；绘制植物细胞有丝分裂中期、后期模式简图；设计表格完整对比动植物有丝分裂相同点、不同点；整理立方体模型计算过程，说明细胞不能无限长大的原因。 拓展实践：在家观察大蒜根尖生长，简单描述根尖分生区外观特征，结合本节课知识说明根尖适合观察有丝分裂的原因。  引导学生整理三张配套示意图笔记，梳理细胞周期、植物有丝分裂、动植物分裂对比核心知识点。  跟随教师梳理完整课堂知识框架，标记细胞周期起点、有丝分裂各时期特征、动植物分裂差异、根尖实验操作四大重难点，完善课堂笔记。  同桌互相抽查细胞周期定义、有丝分裂中期、后期特征，查漏补缺易混知识点。  逐条记录分层作业，结合自身模型计算、有丝分裂动态过程梳理薄弱点规划完成顺序。  存在动植物分裂区分、根尖实验操作顺序疑问的学生课后小组交流讨论。 八、板书设计 九、课程思政 本节课依托科学家通过显微观察、定量几何模型、根尖细胞显微制片等多类实验逐步探明细胞分裂完整规律的科研历程，培育学生依托实验证据、定量计算推导生命底层规律的严谨求实、循序渐进的科学探究精神；结合癌细胞不受机体调控无限增殖的知识点，引导学生认识致癌因子危害，树立健康作息、远离有害刺激的健康生活责任意识；通过有丝分裂精确均分遗传物质、保障亲子代遗传稳定的核心知识，建立生命遗传稳定、代代延续的生命观念；小组合作完成根尖装片制作实验，培养规范实验操作、如实记录显微观察结果、分工协作完成探究任务的科学实验素养。 十、教学反思与修改措施 1 教学反思 本节课使用三张教材图示，按照情境导入、细胞大小模型、细胞周期、植物有丝分裂、动植物对比、根尖实验逻辑授课，多数学生能记住细胞周期分为间期和分裂期，有丝分裂均分遗传物质，但课堂存在明显短板：一是学生无法连续梳理有丝分裂全过程染色质、染色体形态连续变化，容易混淆前期、末期物质反向变化；二是区分动植物细胞有丝分裂两处差异记忆模糊，经常混淆中心体、细胞板对应的生物类型；三是根尖制片操作顺序理解不透彻，无法解释漂洗不能省略的核心原因；四是细胞周期起点容易记错，误认为从细胞分裂开始；五是定量模型计算时，不会自主关联表面积体积比值与细胞物质交换效率。 2 修改措施 课前设计细胞周期、有丝分裂时期基础填空预习单，提前区分细胞周期起点、间期核心功能；课堂增设有丝分裂连续变化流程图板书，标注染色质、染色体双向转化；单独板书动植物分裂两处差异，用分栏表格强化对比记忆；补充根尖制片操作逻辑板书，明确解离、漂洗、染色相互制约关系；课后配套细胞周期辨析、有丝分裂时期识别、动植物分裂对比、根尖实验操作四类专项习题；增设绘图作业，要求学生依据课堂三张教材示意图梳理细胞周期、植物有丝分裂完整动态流程，提升连续动态过程图文转化、定量模型逻辑推导能力。 学科网（北京）股份有限公司 $