5.1细胞通过分裂实现增殖（第一课时）教学设计2026-2027学年高一上学期生物沪科版必修一

该高中生物学教学设计聚焦细胞增殖机制，涵盖染色质与染色体转换、动物有丝分裂五时期特征、细胞周期划分及无丝分裂等核心知识。以人体生长情境导入，通过思考讨论题衔接学生已有细胞结构和DNA知识，搭建“意义-结构-过程-周期”的学习支架，为后续实验与拓展奠定基础。 该资料以生命观念为统领，采用结构对比教学法区分染色质与染色体，时序模型拆解法梳理有丝分裂动态过程，结合细胞周期环形图定量分析培养科学思维。通过手绘分裂图、小组讨论等探究实践活动，辅以癌症药物前沿素材落实态度责任，帮助学生构建系统知识网络，也为教师提供分层教学资源和清晰教学逻辑。

教学设计 课程名称 细胞通过分裂实现增殖（第一课时） 选用教材 高中生物沪科版必修一 教学章节 第五章第一节 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 本节课以人体生长发育细胞数量变化生活化情境导入，依托人体成长示意图引出细胞增殖核心问题，配套三道思考讨论题引导学生分析细胞数量、大小、遗传信息变化规律；先讲解间期 DNA 复制，梳理染色质螺旋化为染色体的形态转变过程，借助根尖分生区细胞对比图、染色体形成示意图区分染色质、染色体、姐妹染色单体结构，明确着丝粒功能；完整拆解动物细胞有丝分裂全过程，依托动物细胞增殖过程示意图依次讲解间期、前期、中期、后期、末期各时期典型形态特征，说明纺锤丝、中心体保障染色体均等分配的机制；区分动植物纺锤体形成、细胞质分裂差异，铺垫下一节植物根尖有丝分裂观察实验；引入细胞周期概念，使用细胞周期示意图划分 G1、S、G2 间期与 M 分裂期，说明间期占据周期绝大部分时长；最后简要介绍无丝分裂，搭配蛙红细胞无丝分裂示意图对比有丝分裂，搭建 “细胞增殖意义→染色质染色体形态转换→动物有丝分裂五时期→细胞周期→无丝分裂” 完整知识链条，为第二课时植物根尖有丝分裂观察实验、细胞周期调控与癌症药物拓展奠定基础。 二、学情分析 1. 知识基础 学生在前四章掌握细胞结构（细胞核、中心体、细胞膜）、DNA 是遗传物质、蛋白质合成、酶催化等基础知识点；知晓人体生长伴随细胞增多，但从未区分染色质、染色体两种 DNA 存在形态，不理解 DNA 复制发生在分裂间期；仅模糊知道细胞分裂，但不清楚有丝分裂分五个连续时期，无法识别各时期染色体行为特征；完全不了解细胞周期划分，对间期 G1、S、G2 阶段的物质合成任务陌生，缺少遗传物质均等分配、细胞周期有序调控的前置知识储备。 2. 能力基础 学生具备基础细胞结构图识图能力，但连续动态分裂循环示意图分段拆解、时序梳理能力薄弱；能够识别静态细胞显微图，却难以按照时间先后顺序梳理间期至末期染色体、核膜、纺锤体的动态变化；无法自主对比染色质与染色体结构、动物与植物细胞分裂差异，表格归纳对比能力不足；细胞周期环形示意图分区解读、时长占比定量分析能力欠缺，需要教师分层拆解示意图、分步梳理分裂时序搭建认知阶梯。 3. 认知基础 学生存在多处固有认知误区：片面认为细胞分裂只发生在长大阶段，成年人体细胞不再分裂；误以为分裂期才进行 DNA 复制，间期细胞静止无生命活动；混淆染色质、染色体出现时期，认为二者是完全不同的两种物质；默认所有细胞分裂都存在纺锤体、染色体，不了解无丝分裂无染色体高度螺旋化；无法理解有丝分裂全套结构（纺锤丝、着丝粒、染色体）是为了保证亲子代遗传信息完全一致，缺少结构与功能相适应、遗传物质稳定传递的稳态生命观念。 三、教学目标 1. 生命观念 通过学习染色质螺旋化形成染色体、有丝分裂各时期染色体均等分配，牢固建立结构与功能相适应核心生命观念；依托细胞周期各阶段物质合成、分裂有序进行，理解细胞增殖是有序、周期性的生命活动；认识有丝分裂全套结构保障亲子代细胞遗传信息完全相同，形成遗传物质稳定传递、个体生长发育依赖细胞增殖的稳态生命观念。 2. 科学思维 依托人体成长示意图推导细胞增殖的两大变化（数量增多、体积有限增大）；结合染色体形成示意图，演绎推导染色质、染色体的形态转换条件与时期；按照时间顺序梳理动物细胞有丝分裂五时期染色体行为，因果推理纺锤丝、着丝粒在染色体均分中的作用；通过细胞周期环形图定量对比间期、分裂期时长占比，归纳间期为分裂做物质准备的核心功能，形成时序归纳、形态演绎、定量对比综合理性思维。 3. 科学探究 能够依据动物细胞有丝分裂示意图，自主划分分裂各时期、归纳各时期标志性特征；可根据细胞周期示意图，设计实验探究不同细胞周期时长差异；能区分有丝分裂、无丝分裂图像特征，预判植物根尖分生区细胞分裂各时期显微形态，掌握细胞分裂时序观察、图像识别、周期对比的基础探究思路。 4. 社会责任 结合细胞周期紊乱诱发癌变、细胞周期蛋白靶向抗癌药物前沿素材，认识细胞周期有序调控对人体健康的重要意义；能够运用有丝分裂遗传物质均等分配知识，解释人体组织细胞更新、伤口愈合的生理机制，树立依托细胞分裂、细胞周期理论理解人体健康、肿瘤疾病防治的责任意识。 四、教学重难点 教学重点 1. 染色质与染色体的形态转换、DNA 复制发生在间期，姐妹染色单体、着丝粒结构功能； 2. 动物细胞有丝分裂间期、前期、中期、后期、末期各时期典型染色体、核膜、纺锤体特征； 3. 细胞周期划分：G1、S、G2 间期与 M 分裂期，间期占细胞周期 90%~95% 时长； 4. 无丝分裂概念、蛙红细胞无丝分裂特征，与有丝分裂核心区分点。 教学难点 1. 按照时间顺序完整梳理有丝分裂全过程染色体动态变化，理解纺锤丝牵引、着丝粒分裂实现染色体均等分配； 2. 细胞周期各阶段分工，G1 合成 RNA 与蛋白、S 期 DNA 复制、G2 合成分裂相关蛋白，间期为分裂期储备全部物质； 3. 区分染色质、染色体、姐妹染色单体三者结构关系，理解同一遗传物质的两种存在形态。 五、教学方法  时序模型拆解法：使用动物细胞增殖过程循环示意图，按间期→前→中→后→末时序分步拆解分裂动态变化；  结构对比教学法：依托根尖分生区细胞对比图、染色体形成示意图，对比染色质、染色体形态结构；  环形定量分析法：利用细胞周期示意图，定量讲解间期、分裂期时长占比与各阶段物质合成任务；  生活化情境教学法：结合人体从婴儿到成年生长、皮肤细胞更新、伤口愈合实例落地细胞增殖生命观念；  前沿科学拓展法：结合细胞周期蛋白抗癌药物前沿素材落实社会责任素养。 六、教学资源 教材文字素材：人体成长导入文字、成长变化思考与讨论三道题目、有丝分裂遗传信息传递文本、染色质转染色体讲解、动物细胞有丝分裂五时期完整文字、纺锤丝功能文字、细胞周期性完整讲解、无丝分裂文字、自我评价三道习题、前沿视窗细胞周期蛋白药物文本。 教材图表图片：人的成长过程示意图；植物根尖分生区细胞对比图；染色体形成过程示意图；动物细胞增殖过程示意图；细胞周期示意图；蛙的红细胞无丝分裂示意图；CDK4 与 cyclinD 作用示意图。 课堂配套资源：有丝分裂五时期时序空白梳理表；染色质 / 染色体结构对比填空任务单；细胞周期分区标注空白环形图。 七、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 环节一：人体生长情境导入，抛出细胞增殖核心问题（时长 6 分钟）  朗读教材开篇人体细胞数量变化文字，给出量化数据：婴儿细胞约 10¹² 个，成年人体细胞约 10¹⁴个，成年后肠道上皮细胞持续更新，每秒数百万新细胞产生，抛出递进式核心设问：人体生长、组织更新依靠细胞哪种生命活动？新生细胞是否和亲代细胞携带完全一致的遗传物质？随机邀请两名学生结合自身成长经历自由发言，梳理学生已有认知误区。  出示人的成长过程示意图 组织四人小组开展三分钟前置讨论，出示教材三道思考与讨论题，完整展示题目：  人成长过程中，体内细胞的数量、大小有什么变化？  随着年龄增长，青少年的身高渐渐不再增加，这也标志着各器官发育趋于成熟，此时体内的细胞分裂会发生怎样的变化？  这个过程中，体内细胞所含遗传信息是否有变化？为什么？ 邀请小组代表分享讨论预测结论，顺势书写本节课课题 —— 细胞通过分裂实现增殖。  在黑板书写本节课三大核心学习主线：一是理解细胞增殖实现人体生长、组织更新，遗传信息全程稳定不变；二是区分染色质、染色体形态转换，掌握动物细胞有丝分裂五个时期完整特征；三是认识细胞周期的分区与时序，简单了解无丝分裂，明确课堂整体学习目标。  聆听人体细胞数量增长数据，结合自身从小到大身高体重变化、伤口愈合、皮肤脱皮等生活实例举手发言，主动思考细胞分裂和遗传物质传递的关联，带着认知疑问进入新知学习。  观看人的成长过程示意图，小组内部交流三道讨论题，预判细胞数量增多、体积有限增大、遗传信息保持不变的核心规律，记录小组讨论观点。  在笔记本完整记录三大课堂学习主线，搭建 “细胞增殖意义→染色质染色体结构→动物有丝分裂时序→细胞周期” 认知框架，关联前期细胞核、DNA 遗传物质相关知识，形成遗传物质稳定传递的连贯逻辑。 环节二：新知讲授一 染色质与染色体形态转换、间期 DNA 复制（时长 10 分钟）  出示植物根尖分生区细胞对比图 对比左侧未分裂细胞核、右侧分裂细胞，引导学生观察：分裂细胞内出现粗壮深色棒状结构，命名为染色体；未分裂细胞内为细长丝状染色质。  出示染色体形成过程示意图 分层讲解形态转换全过程：细胞分裂间期完成 DNA 复制，每条染色质拥有两套完全相同遗传物质；分裂前期细长染色质高度螺旋、缩短加粗，形成 X 形染色体，两条分支为姐妹染色单体，依靠着丝粒连接；分裂结束后染色体解螺旋变回染色质。同步类比毛线缠绕实例，说明螺旋化便于分裂时均匀分配遗传物质。  分层梳理结构关系：染色质、染色体是同一种物质（DNA + 蛋白质）在细胞不同时期的两种形态；姐妹染色单体 DNA 完全相同；着丝粒是纺锤丝附着、后期分开姐妹染色单体的关键结构。补充常识：人体体细胞固定 46 条染色体。  当堂巩固提问：细胞分裂间期发生 DNA 复制，为什么不直接以染色体形态完成复制，而是保持染色质丝状？随机点名学生作答，结合 DNA 复制需要舒展空间补充订正认知漏洞。  观看植物根尖分生区细胞对比图，清晰区分分裂、未分裂细胞内两种遗传物质形态，记录染色体仅出现在分裂期。  观看染色体形成过程示意图，手绘染色质螺旋化形成染色体的简化流程，标注 DNA 复制、姐妹染色单体、着丝粒三个关键结构，记录两种形态的出现时期。  完整记录染色质与染色体的物质组成、形态差异、存在时期，理解螺旋化便于遗传物质均分的结构功能适配逻辑。  独立回答当堂巩固提问，清晰阐述丝状染色质舒展，DNA 复制时酶可以顺利结合模板完成复制，高度螺旋的染色体无法完成复制，根据教师点评修正认知误区。 环节三：新知讲授二 动物细胞有丝分裂完整五时期时序讲解（时长 16 分钟）  出示动物细胞增殖过程示意图 按照间期→前期→中期→后期→末期的时间顺序分步拆解每个时期全部形态特征，同步板书各时期核心标志性变化： ① 间期：不属分裂期，完成 DNA、中心体复制，合成分裂所需全部蛋白质，细胞适度生长，为分裂储备物质； ② 前期：核膜、核仁解体消失；染色质螺旋化为染色体；两组中心体向细胞两极移动，组装纺锤丝形成纺锤体，纺锤丝附着在染色体着丝粒，牵引染色体向细胞中央移动； ③ 中期：染色体高度螺旋，形态、数目最清晰；全部染色体整齐排列在细胞赤道面上，是观察染色体形态、计数的最佳时期； ④ 后期：每条染色体着丝粒一分为二，姐妹染色单体彻底分开，形成两套完全相同的染色体；纺锤丝牵引两套染色体分别向细胞两极移动，细胞整体纵向拉长；细胞膜在赤道面位置向内凹陷； ⑤ 末期：染色体抵达两极，解螺旋变回细长染色质；核膜、核仁重新形成；细胞膜凹陷持续加深，细胞质分裂，一个母细胞形成两个完全相同的子细胞。  重点讲解纺锤丝、中心体的保障作用：动物细胞中心体作为纺锤丝起点，纺锤丝牵引染色体精准移向两极，确保两套遗传物质均等分配；高等植物无中心体，但依旧形成纺锤丝、纺锤体。  组织四人小组三分钟对比讨论，抛出核心任务：列表归纳有丝分裂前期、中期、后期、末期染色体、核膜、纺锤体的变化特征，邀请小组代表上台展示表格，汇总完善观点。  当堂巩固提问：观察细胞染色体数目与形态，最佳选取哪个分裂时期？该时期细胞具备哪些结构特征？随机点名作答，结合中期示意图补充完善解释。  观看动物细胞增殖过程示意图，按时间顺序手绘五时期简易细胞图，每个图标注该时期标志性结构变化，完整记录间期储备物质、分裂期均分遗传物质的分工逻辑。  分阶段记录每个时期染色体、核膜、纺锤体、细胞膜的动态变化，牢记中期是染色体观察最佳时期、后期着丝粒分裂实现遗传物质均分。  小组合作绘制有丝分裂四分裂期特征对比表格，完整梳理各时期标志性变化，小组代表上台展示表格内容，其余同学补充遗漏要点。  独立回答当堂巩固提问，清晰阐述中期染色体整齐排列在赤道面、螺旋化程度最高，形态数目清晰，适合显微观察计数，查漏补缺完善有丝分裂时序知识点。 环节四：新知讲授三 细胞周期、无丝分裂基础认知（时长 10 分钟）  出示细胞周期示意图 定义细胞周期：细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束的完整过程，分为分裂间期（G1、S、G2）、分裂期（M 期）两大模块；分层讲解间期三阶段任务：G1 期合成 RNA 与复制相关蛋白；S 期完成 DNA 复制；G2 期合成纺锤丝等分裂专用蛋白；定量说明间期占据细胞周期 90%~95%，分裂期仅占 5%~10%。补充实例：洋葱根尖细胞周期约 24h，人体消化道上皮细胞约 10h。  出示蛙的红细胞无丝分裂示意图 讲解无丝分裂核心特征：无染色体高度螺旋化、无纺锤体形成；仅染色质复制后，细胞核、细胞膜直接拉长缢裂，快速完成增殖；代表实例：蛙红细胞。  过渡衔接：植物细胞有丝分裂染色体行为与动物基本一致，但细胞质分裂、纺锤体形成存在差异，下节课通过根尖分生区装片实验直观观察植物细胞分裂各时期。  当堂巩固提问：细胞周期绝大部分时长属于间期，间期细胞是静止不活动的吗？请说明理由。随机点名作答，结合间期 DNA、蛋白质合成任务补充订正。  观看细胞周期示意图，在环形图上标注 G1、S、G2、M 各分区，记录每个分区核心物质合成任务，理解间期是分裂的物质准备阶段。  观看蛙的红细胞无丝分裂示意图，对比有丝分裂，记录无丝分裂无染色体、纺锤体两大核心区分点，记住蛙红细胞典型实例。  跟随教师过渡衔接，预判植物细胞有丝分裂与动物细胞的差异，为下一节根尖观察实验做好铺垫。  独立回答当堂巩固提问，清晰阐述间期持续进行 DNA 复制、蛋白质合成、细胞生长，代谢活动旺盛，并非静止状态，根据教师点评修正认知漏洞。 环节五：课堂小结与分层课后作业（时长 3 分钟）  完整梳理本节课核心逻辑链条：人体生长细胞增殖→染色质 / 染色体形态转换、间期 DNA 复制→动物细胞有丝分裂五时期时序、纺锤丝保障遗传物质均分→细胞周期分区与时长占比→无丝分裂简易增殖方式，搭建细胞增殖完整知识框架。  布置三层分层课后作业：基础作业手绘动物细胞有丝分裂间期、前、中、后、末期五幅示意图，标注各时期特征；提升作业绘制细胞周期环形图，标注 G1、S、G2、M 阶段功能；拓展作业预习下一节观察植物根尖有丝分裂实验，预判植物细胞分裂与动物细胞的不同之处。  跟随教师串联本节课全部知识点，整合人体生长情境、染色质染色体结构、动物有丝分裂时序、细胞周期、无丝分裂内容，形成连贯细胞增殖知识网络。  完整记录三层分层课后作业，区分基础绘图巩固、周期梳理提升、实验预习拓展三类任务，规划课后完成顺序。 八、板书设计 九、课程思政 本节课依托人体成长生活化情境、染色质染色体结构示意图、动物细胞有丝分裂动态循环图、细胞周期环形示意图、蛙红细胞无丝分裂示意图，引导学生建立结构与功能相适应、细胞生命活动有序周期性的稳态生命观念；通过分裂时序归纳、染色质染色体形态对比、细胞周期时长定量分析，培养学生依托细胞示意图、时序逻辑严谨推理细胞增殖遗传物质传递规律的科学思维；完整的动物细胞有丝分裂时序梳理训练学生有序观察、分步拆解动态生命过程的科学探究素养；结合细胞周期紊乱诱发癌变、靶向 CDK 抗癌药物前沿科研素材，让学生认识细胞分裂、细胞周期理论支撑肿瘤疾病防治，树立尊重细胞有序生命规律、运用细胞增殖基础理论守护人体健康的社会责任。 十、教学反思与修改措施 1. 教学反思 本节课以人体生长情境为切入点，串联染色质染色体结构、动物有丝分裂五时期时序、细胞周期、无丝分裂四线教学逻辑，多幅细胞动态示意图有效突破有丝分裂时序、染色质染色体区分两大难点，肿瘤药物前沿素材落地社会责任素养；但课堂留给学生自主手绘五时期有丝分裂图、标注细胞周期分区的实操时间不足，多数学生混淆间期 S 期 DNA 复制、G2 期纺锤丝蛋白合成的功能；讲解后期着丝粒分裂、染色体均分机制时节奏偏快，学生难以理解纺锤丝牵引两套染色体完全分离的遗传意义；对细胞周期抗癌药物临床应用拓展不足，学生仅记住细胞周期分区基础知识点，无法联系肿瘤疾病治疗现实场景。 2. 修改措施 后续授课优化各环节时长分配，压缩染色质、有丝分裂文字讲解时长，增设课堂有丝分裂五时期绘图、细胞周期分区标注小任务，给予学生充足实操、纠错时间；放缓后期染色体均分知识点讲解，分步追踪一套 DNA 复制后形成两套染色体的完整物质路径，辅助理解遗传信息稳定传递；拓展 CDK4/6 抑制剂乳腺癌临床治疗真实案例，打通细胞周期基础理论与生物医药临床应用联系；课后配套分层巩固习题，设置染色质染色体区分、有丝分裂时期判断、细胞周期分区功能三类题型；增加课堂小组互评环节，组员互相检查有丝分裂时序绘图、细胞周期标注内容，借助同伴互助及时纠正细胞增殖相关认知漏洞。 学科网（北京）股份有限公司 $