5.1细胞通过分裂实现增殖（第二课时）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核心知识，承接动物细胞有丝分裂及细胞周期内容，通过农业育苗情境导入，引导学生探究植物根尖有丝分裂实验，对比动植物分裂差异，构建完整细胞增殖知识体系。 此设计以实验操作为核心，通过分步讲授、对比归纳等方法落实科学思维与探究实践，结合细胞周期蛋白调控模型及抗癌药物案例渗透生命观念与态度责任，助力学生提升实验能力与综合素养，为教师提供系统教学资源与分层作业设计。

教学设计 课程名称 细胞通过分裂实现增殖（第二课时） 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 本课时承接第一课时动物细胞有丝分裂、细胞周期知识，完整展开探究实验 5-1《观察植物根尖细胞有丝分裂》，依托吊兰根尖实物照片、植物细胞各时期显微示意图、实验记录表，完整讲解实验目标、原理、材料器具、取材、染色、压片、镜检四步操作流程，配套三道结果分析思考题，对比动植物细胞有丝分裂异同；梳理细胞三类分裂方式：原核二分裂、真核有丝分裂、无丝分裂，巩固蛙红细胞无丝分裂特征；出示三道自我评价综合习题，整合有丝分裂保障遗传稳定、人体观察材料选择、细胞周期疾病三类核心考点；拓展前沿视窗细胞周期蛋白 cyclin、CDK 调控通路，搭配 CDK4 与 cyclinD 作用示意图，讲解周期紊乱诱发癌变、靶向抑制 CDK 开发抗癌药物的现代生物医药应用，完整完成 5.1 整节细胞增殖、细胞周期、分裂实验、疾病应用全维度知识体系搭建。 二、学情分析 1. 知识基础 学生上一课时完整掌握动物细胞有丝分裂五时期特征、染色质染色体转换、细胞周期分区、无丝分裂基础概念；知晓植物细胞具备细胞壁，可预判细胞质分裂与动物细胞膜凹陷存在差异；能够识别有丝分裂各时期染色体标志性行为，但不清楚根尖分生区取材依据、解离染色压片全套实验操作逻辑；完全不理解 cyclin、CDK 两类蛋白调控细胞周期的分子机制，对细胞周期失控诱发癌症、靶向药物治疗的原理陌生，缺少细胞周期分子调控、病理应用的整合知识。 2. 能力基础 学生具备基础显微示意图识图能力，但对比归纳动植物细胞有丝分裂差异的表格梳理能力薄弱；能够记忆单一分裂时期特征，却无法结合实验操作预判制片失败的各类原因；多步骤生物实验流程梳理、误差分析能力不足；细胞周期蛋白调控通路示意图分子逻辑链条复杂，学生解读蛋白互作、细胞周期推进的推理能力不足，需要教师分步拆解实验操作、分子调控示意图搭建认知阶梯。 3. 认知基础 学生存在多处固有认知误区：误以为植物所有根尖细胞都持续分裂，不清楚只有分生区 2~3mm 白色部位细胞分裂旺盛；染色、压片操作逻辑混淆，不理解解离、漂洗、染色的先后顺序；认为植物细胞细胞质分裂同样依靠细胞膜凹陷，忽略细胞板形成新细胞壁的特有结构；不清楚细胞周期蛋白异常过度激活会持续驱动细胞分裂、诱发肿瘤，割裂细胞周期理论与癌症防治的现实关联，缺少细胞周期精准调控、生命稳态平衡的生命观念。 三、教学目标 1. 生命观念 通过对比动植物细胞有丝分裂全过程，建立结构与功能相适应核心生命观念；依托根尖分生区细胞持续分裂、成熟区细胞停止增殖，理解细胞增殖受位置、分化状态调控；结合 cyclin、CDK 精准调控细胞周期，认识细胞分裂有序进行是维持机体稳态的基础，周期紊乱引发癌变，形成细胞周期动态平衡、精准调控的稳态生命观念。 2. 科学思维 依托植物根尖有丝分裂显微示意图，对比归纳动植物细胞有丝分裂纺锤体、细胞质分裂两大核心差异；结合实验操作流程，因果分析制片观察不到分裂期细胞的各类误差原因；通过 CDK 与 cyclinD 分子作用示意图，演绎推导两类蛋白协同推动细胞从 G1 进入 S 期的调控机制；综合三道自我评价习题，整合细胞增殖、遗传传递、细胞周期病理应用全维度知识，形成实验误差推理、分子调控演绎、跨维度综合归纳理性思维。 3. 科学探究 小组合作完整完成观察植物根尖细胞有丝分裂实验，精准区分分生区取材部位，规范执行取材、染色、压片、镜检全套操作；使用记录表统计视野内各时期细胞数量，计算各时期占比，结合细胞周期时长占比分析数据；自主列表对比动植物细胞有丝分裂全部差异，能设计拓展实验探究不同培养条件对根尖细胞分裂周期的影响，掌握植物细胞有丝分裂显微观察定量探究完整思路。 4. 社会责任 结合根尖分生区实验、农业植物育苗繁殖实例，认识细胞分裂理论在植物栽培领域的应用；依托细胞周期蛋白靶向抗癌药物研发案例，理解基础细胞生物学理论助力肿瘤疾病临床治疗；能够向身边人科普细胞周期紊乱诱发癌症的底层机制、靶向药物治疗原理，树立运用细胞增殖、细胞周期理论指导植物培育、肿瘤疾病防治的责任意识。 四、教学重难点 教学重点 1. 观察植物根尖细胞有丝分裂实验全套操作流程、实验原理、分生区取材依据、镜检识别各时期细胞； 2. 动植物细胞有丝分裂的核心差异（纺锤体形成、细胞质分裂方式）； 3. cyclin、CDK 两类蛋白协同调控细胞周期的分子机制，周期紊乱诱发癌变； 4. 三类细胞分裂方式区分：原核二分裂、真核有丝分裂、无丝分裂。 教学难点 1. 实验解离、漂洗、染色、压片四步操作的逻辑顺序，各步骤作用、操作不当引发的实验误差； 2. 植物细胞末期细胞板扩展形成新细胞壁，与动物细胞膜凹陷细胞质分裂的本质差异； 3. CDK 与 cyclinD 结合驱动细胞周期推进的分子调控通路，靶向抑制 CDK 治疗癌症的原理。 五、教学方法  完整实验分步讲授法：依托吊兰根尖实物图、植物细胞分裂显微图，分步拆解根尖有丝分裂观察实验全套操作；  对比表格归纳法：横向对比动植物细胞有丝分裂纺锤体、细胞质分裂、中心体有无三大差异；  分子调控模型分析法：使用 CDK4 与 cyclinD 作用示意图，拆解细胞周期蛋白协同调控通路；  误差因果分析法：结合实验思考题，推理制片观察失败的各类操作误差；  生物医药案例教学法：结合 CDK 抑制剂乳腺癌靶向药物临床应用落地社会责任素养。 六、教学资源 教材文字素材：探究实验 5-1 完整实验文本（目标、原理、器具、步骤、结果分析）、三类细胞分裂方式文字、自我评价三道综合习题、前沿视窗细胞周期蛋白与抗癌药物完整文本。 教材图表图片：吊兰根尖照片；植物细胞间期及有丝分裂各时期显微图；植物根尖细胞观察记录表；蛙的红细胞无丝分裂示意图；CDK4 与 cyclin D 结合促进细胞从 G1 期进入 S 期示意图。 课堂配套资源：动植物细胞有丝分裂对比空白表格；根尖实验误差分析梳理任务单；细胞周期蛋白调控通路标注空白图。 七、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 环节一：复习旧知 + 农业育苗情境导入，引出课题（时长 5 分钟）  分层设置三道复习提问，依次点名学生作答：第一，动物细胞有丝分裂中期、后期标志性结构变化分别是什么？第二，细胞周期分为哪两大模块，哪个阶段时长占比最大？第三，无丝分裂和有丝分裂最核心的两点区分是什么？结合学生回答，快速复盘第一课时核心知识点，查漏补缺。  创设农业育苗生活化情境抛出递进式问题：花卉育苗时剪取吊兰根尖进行组织培养，根尖分生区细胞可以持续分裂增殖，植物细胞分裂和动物细胞存在哪些结构差异？如何通过显微镜直观观察植物细胞完整有丝分裂全过程？顺势书写本节课课题 —— 细胞通过分裂实现增殖。  在黑板书写本节课两大核心学习主线：一是完整完成植物根尖有丝分裂观察实验，对比动植物细胞分裂差异；二是梳理三类细胞分裂方式，学习细胞周期蛋白调控机制，结合前沿抗癌药物拓展细胞周期病理应用，明确课堂整体学习目标。  主动回顾第一课时动物有丝分裂时序、细胞周期分区、无丝分裂知识点，举手完整回答复习提问，巩固中期染色体赤道面排列、后期着丝粒分裂、间期占周期绝大部分时长等核心内容。  结合吊兰育苗、植物生根生活实例自主思考，猜想植物细胞壁会改变细胞质分裂方式，带着植物细胞分裂差异、显微观察实验的疑问进入实验新知学习。  在笔记本完整记录两大课堂学习主线，搭建 “植物根尖有丝分裂实验→动植物分裂对比→三类分裂方式→细胞周期蛋白调控与癌症” 认知框架，关联第一课时动物细胞有丝分裂、细胞周期知识，形成完整细胞增殖体系。 环节二：新知讲授一 观察植物根尖细胞有丝分裂完整探究实验（时长 18 分钟）  完整讲解探究实验 5-1 整体框架，明确实验双重目标：依据染色体变化梳理植物细胞有丝分裂全过程，对比动物细胞分裂构建植物有丝分裂模型；细致拆解实验原理：植物根尖分生区细胞分裂旺盛，不同细胞停留在分裂不同时期，通过解离、染色、压片制作临时装片，显微镜下观察各时期染色体特征；同步讲解材料：经固定解离漂洗的吊兰、洋葱根尖，染液选用醋酸洋红或龙胆紫。  出示吊兰根尖照片 明确取材规范：剪取根尖白色分生区 2~3mm，成熟透明伸长区无分裂细胞，不可选取。  分步讲解实验四大核心操作，同步出示植物细胞间期及有丝分裂各时期显微图 ： ① 染色：滴加染液浸润根尖 1~2min，染液结合细胞核内染色质使其显色，漂洗吸走多余染液，禁止吸走根尖组织； ② 压片：滴蒸馏水浸润根尖，盖玻片上加吸水纸垂直下压，使细胞分散成单层薄层，禁止扭转盖玻片造成细胞破碎； ③ 镜检：先低倍镜找到分生区密集分裂细胞，再换高倍镜观察，对照显微图区分间期、前、中、后、末期细胞； 出示表 5-1 植物根尖细胞间期及有丝分裂的观察记录表 说明统计三组视野各时期细胞数量，计算占细胞总数比例，结合细胞周期时长占比分析数据。  出示教材三道结果分析思考题，完整展示题目并带领梳理答题逻辑：  有多少细胞正在分裂？为什么不是所有细胞同步分裂？  假如你没有找到处于分裂中某个阶段的细胞，说说可能的原因。  根据你的观察结果，画出植物细胞有丝分裂各时期示意图，并与动物细胞进行特征比较。  组织四人小组三分钟讨论，核心任务：从纺锤体形成、细胞质分裂两点，列表对比动植物细胞有丝分裂差异，邀请小组代表上台展示对比表格，汇总完善观点。  当堂巩固提问：植物细胞有丝分裂末期，细胞质分裂依靠什么结构？和动物细胞膜凹陷有什么区别？随机点名作答，结合显微图细胞板结构补充订正。  完整记录实验双重目标、实验原理、根尖分生区取材标准，理解只有分生区细胞持续分裂，伸长区细胞高度分化停止增殖。  观看吊兰根尖照片，标注白色 2~3mm 分生区取材位置，区分分生区、伸长区外观差异。  观看植物细胞各时期显微图，对照标注间期、前、中、后、末期细胞染色体形态，完整记录染色、压片、镜检三步关键操作，牢记下压盖玻片不可扭转、分生区为观察目标两大操作要点。  熟悉观察记录表统计项目，理解多视野计数取平均值减少实验误差，结合细胞周期间期占比高预判视野中间期细胞数量最多。  小组合作绘制动植物细胞有丝分裂对比表格，重点记录纺锤体中心体有无、末期细胞质分裂结构差异，小组代表上台展示表格内容，其余同学补充遗漏对比维度。  独立回答当堂巩固提问，清晰阐述植物细胞赤道面形成细胞板，向外扩展形成新细胞壁分隔细胞质；动物细胞仅细胞膜向内凹陷缢裂，无细胞板、细胞壁生成，根据教师点评修正认知漏洞。 环节三：新知讲授二 细胞分裂方式、细胞周期蛋白调控与癌症拓展（时长 17 分钟）  系统梳理三类细胞分裂方式：①原核细胞二分裂，无染色体、纺锤体，DNA 复制后细胞直接一分为二；②真核生物有丝分裂，动植物均存在，染色体均分，亲子代遗传物质完全一致；③无丝分裂，代表蛙红细胞，无染色体螺旋化、纺锤体，细胞核细胞质直接拉长缢裂，出示蛙的红细胞无丝分裂示意图 巩固特征。  出示三道自我评价综合习题，完整出示题目并分层梳理答题思路：  细胞有丝分裂过程中，出现的哪些结构保证了子代细胞与亲代细胞遗传信息的一致性？请举例说明。  如果要观察人体细胞的染色体数目，你会选用什么细胞作为实验材料？为什么？  通过信息检索，查找与细胞周期有关的疾病，说出其发病机制和可能的治疗方法。  过渡进入前沿视窗拓展内容，出示 CDK4 与 cyclin D 结合促进细胞从 G1 期进入 S 期示意图 讲解细胞周期分子调控机制：cyclin 周期蛋白与 CDK 激酶结合形成复合物，驱动细胞完成 G1 到 S 期过渡，推进 DNA 复制；两类蛋白异常过度激活会导致细胞周期不受控，持续分裂诱发肿瘤；科研开发 CDK 抑制剂药物，阻断激酶活性，阻止肿瘤细胞进入分裂期，举例 CDK4/6 抑制剂用于乳腺癌临床治疗。  当堂巩固提问：肿瘤细胞无限增殖的底层分子机制是什么？靶向抗癌药物的作用靶点是什么？随机点名作答，结合 cyclin、CDK 蛋白调控通路补充完善解释。  完整记录原核二分裂、真核有丝分裂、无丝分裂三类分裂方式核心特征，观看蛙红细胞无丝分裂示意图，巩固无丝分裂无染色体、纺锤体的特点。  逐题阅读三道自我评价习题，独立梳理每道题答题要点，整合两课时细胞增殖、细胞周期、分裂实验全部知识点，标记自身薄弱知识点课后巩固。  观看 CDK4 与 cyclin D 作用示意图，记录两类蛋白协同推动细胞周期向前推进的分子逻辑，理解蛋白过量激活失控诱发癌变，CDK 抑制剂阻断肿瘤细胞分裂的药物原理。  独立回答当堂巩固提问，清晰阐述 cyclin、CDK 蛋白过度活跃，细胞周期不受限制持续分裂形成肿瘤；靶向药物抑制 CDK 激酶活性，阻断细胞进入分裂期，抑制肿瘤增殖，查漏补缺完善细胞周期调控知识点。 环节四：课堂小结与分层课后作业（时长 3 分钟）  完整串联 5.1 整节全部知识逻辑链条：人体生长细胞增殖→染色质染色体形态转换→动物细胞有丝分裂五时期→细胞周期分区→植物根尖有丝分裂观察实验、动植物分裂对比→三类细胞分裂方式→cyclin/CDK 周期蛋白调控、癌症靶向药物，完成本节全部内容收尾。  布置三层分层课后作业：基础作业绘制动植物细胞有丝分裂对比表格；提升作业梳理根尖有丝分裂实验完整操作流程，列举 3 种制片观察不到分裂细胞的误差原因；拓展作业查阅 CDK 抑制剂靶向抗癌药物科普资料，撰写 150 字短文结合细胞周期原理说明治疗机制。  跟随教师梳理 5.1 完整细胞增殖知识网络，打通染色质染色体结构、动植物有丝分裂时序、细胞周期、分裂观察实验、分子调控抗癌应用全维度关联，形成连贯系统知识体系。  完整记录三层分层课后作业，区分基础表格巩固、实验误差梳理提升、生物医药科普拓展三类任务，规划课后完成顺序。 八、板书设计 九、课程思政 本节课依托植物根尖有丝分裂完整探究实验、动植物细胞分裂对比、三类分裂方式示意图、细胞周期蛋白调控分子模型、CDK 靶向抗癌药物临床案例，引导学生建立细胞结构适配分裂功能、细胞周期精准调控维持机体稳态的生命观念；通过根尖实验操作误差因果推理、动植物分裂多维度对比、细胞周期蛋白分子通路演绎，培养学生依托生物实验、分子示意图综合推理细胞增殖调控规律的科学思维；完整的根尖解离染色压片显微观察实验，塑造学生规范操作、定量统计、严谨分析实验误差的科研探究素养；结合植物育苗组织培养、靶向 CDK 抗癌新药研发现实应用，让学生认识细胞分裂、细胞周期基础理论支撑现代农业、生物医药产业发展，树立严谨求实开展生物实验、运用细胞增殖理论服务农业生产、肿瘤疾病临床治疗的社会责任。 十、教学反思与修改措施 1. 教学反思 本节课依托吊兰根尖实物图、植物细胞分裂显微图、细胞周期蛋白调控示意图搭建植物分裂实验、分子调控双线教学逻辑，小组对比表格有效区分动植物细胞有丝分裂差异，生物医药抗癌药物素材落地社会责任素养；但课堂留给学生自主梳理根尖实验完整操作流程、列举实验误差原因的实操时间不足，部分学生混淆染色、解离、漂洗的操作先后顺序；讲解细胞板形成新细胞壁的末期细胞质分裂机制时节奏偏快，学生难以区分动植物细胞质分裂结构差异；对 CDK 抑制剂乳腺癌临床治疗真实案例拓展不足，学生仅记住细胞周期蛋白调控基础通路，无法联系现代肿瘤临床治疗前沿。 2. 修改措施 后续授课优化各环节时长分配，压缩三类分裂方式文字讲解时长，增设课堂根尖实验操作流程填空、实验误差列举小任务，给予学生充足实操、纠错时间；放缓植物细胞末期细胞板形成知识点讲解，分步追踪细胞板向四周扩展生成细胞壁的完整物质路径，搭配显微图辅助理解动植物细胞质分裂差异；拓展 CDK4/6 抑制剂治疗晚期乳腺癌临床真实案例，打通细胞周期分子调控理论与肿瘤临床治疗产业联系；课后配套分层巩固习题，设置植物实验操作判断、动植物分裂差异对比、细胞周期调控原理三类题型；增加课堂小组互评环节，组员互相检查实验操作梳理、分裂对比表格内容，借助同伴互助及时纠正植物有丝分裂、细胞周期调控相关认知漏洞。 学科网（北京）股份有限公司 $