4.1细胞增殖（第二课时）教学设计2026-2027学年高一上学期生物苏教版必修一

该高中生物学教学设计聚焦细胞增殖核心内容，承接动物细胞有丝分裂，通过洋葱根尖培养实拍图导入，引导学生探究植物根尖细胞有丝分裂实验操作，梳理减数分裂与无丝分裂知识脉络，搭建前后连贯的学习支架。 该资料以分组实验实操为特色，结合时序图示对比法和手工模型探究，通过解离漂洗染色压片实验、三类分裂多维对比及诺奖科研拓展，培养学生科学探究能力与科学思维，强化生命观念，助力教师高效教学，提升学生实验素养与知识整合能力。

教学设计 课程名称 细胞增殖（第二课时） 选用教材 高中生物苏教版必修一 教学章节 第四章第一节 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 本课时承接动物细胞有丝分裂，完整开展走进实验室《观察植物根尖细胞有丝分裂》实操教学，配套洋葱根尖培养实拍图、植物细胞分裂完整时序简图，拆解解离、漂洗、染色、压片四步操作原理、试剂作用、安全规范；对比植物细胞分裂与动物细胞末期胞质分裂差异；简要介绍减数分裂（产生生殖细胞、染色体减半、受精恢复数目）、无丝分裂（无纺锤体染色体，核先延长缢裂）两类分裂方式，搭配人体生殖发育流程图、无丝分裂时序示意图；设置课外探究模拟动物细胞有丝分裂手工模型活动，用纸板毛线构建各时期细胞结构，填写染色体、DNA、染色单体数量记录表；课外阅读拓展哈特维尔、纳斯、亨特细胞周期调控诺奖科研事迹，完整闭环本节细胞增殖全部教学内容。 二、学情分析 1. 知识基础 学生上节课掌握动物细胞有丝分裂完整时序、动植物分裂两处核心差异；掌握酸性、碱性染料化学特性、细胞膜细胞壁结构；前几节学习减数分裂初步概念、DNA 储存遗传物质；但无法区分解离、漂洗、染色三步试剂作用与先后顺序，容易混淆盐酸解离、清水漂洗、碱性品红染色功能；不能自主梳理减数分裂染色体减半、受精恢复的染色体数量平衡逻辑；对无丝分裂无纺锤体、无染色体凝缩的特征记忆模糊。 2. 能力基础 高一学生具备显微镜低倍转高倍操作、临时装片制作、显色实验安全操作、手工模型搭建的探究能力，能够依托根尖培养实拍图识别分生区乳白色组织；但自主整合四步实验操作先后逻辑、试剂作用的归纳能力薄弱；搭建有丝分裂手工模型时难以精准区分四时期染色体形态数量变化；解读人体生殖发育流程图时无法串联减数、受精、有丝分裂全过程染色体变化链条，需要教师分步展示实拍示意图、设置阶梯式问题分层引导梳理。 3. 认知基础 学生存在多处典型认知误区：第一，颠倒漂洗和解离顺序，认为染色后清水漂洗；第二，误以为解离只分离细胞，不清楚 15% 盐酸同时杀死细胞固定分裂相；第三，认为植物细胞分裂末期细胞膜向内凹陷，实际依靠细胞板生成细胞壁；第四，混淆减数、有丝分裂染色体复制与分裂次数，误以为减数分裂 DNA 复制两次；第五，认为无丝分裂无 DNA 复制，无丝分裂前期依然完成遗传物质复制。 三、教学目标 1. 生命观念（结构与功能观、遗传稳态观、物质平衡观） 植物分生区细胞持续有丝分裂，细胞板由细胞中央向四周扩展形成新细胞壁，适配植物细胞外层细胞壁特有结构，体现分裂方式匹配细胞结构；减数分裂连续分裂两次、DNA 复制一次，配子染色体减半，受精作用融合配子恢复体细胞染色体数目，维持亲子代染色体数目恒定，保障物种遗传稳定；无丝分裂简化分裂结构，适配伤口上皮、体外培养细胞快速增殖需求，建立细胞分裂方式匹配细胞结构、减数受精协同维持染色体数目稳态、分裂复杂程度适配细胞增殖速度的统一生命观念。 2. 科学思维 依托洋葱根尖培养实拍图、植物细胞分裂时序简图、人体生殖发育流程图、无丝分裂示意图，分步拆解根尖分生区选材依据、解离漂洗染色压片四步操作底层原理；对比植物、动物末期胞质分裂结构差异；串联减数分裂减半、受精恢复、胚胎有丝分裂完整染色体变化链条；区分无丝分裂与有丝分裂有无染色体纺锤体的核心差异；结合课外模型记录表，推理各时期染色体、DNA、染色单体数量动态变化，形成 “根尖实验流程图拆解显微操作原理、生殖发育图梳理染色体数量循环、时序图对比三类分裂特征、手工模型定量记录遗传物质变化” 完整推理链条。 3. 科学探究 能够依据洋葱根尖培养实拍图，准确选取乳白色分生区作为实验材料，完整说出解离、漂洗、染色、压片四步试剂、操作目的、安全注意事项；小组合作制作植物根尖临时装片，规范使用低倍、高倍显微镜识别间期、前中后末分裂细胞；自主绘制植物细胞有丝分裂各时期简图，区分末期细胞板结构；小组合作利用纸板、毛线搭建动物细胞有丝分裂手工模型，填写遗传物质数量记录表；能区分有丝、减数、无丝三类分裂适用细胞、染色体行为差异。 4. 社会责任 依托洋葱根尖显微观察完整分组实验，培养学生规范使用腐蚀性盐酸、易燃酒精、碱性染色剂，严格遵守实验操作顺序、如实显微绘图、重复实验减小误差的严谨实验素养；通过三位科学家数十年深耕细胞周期基础研究斩获诺奖的课外阅读，引导学生尊重基础生命科学、坚守长期科研、敢于创新实验材料与检测技术；理解细胞分裂异常诱发肿瘤、不孕不育，细胞增殖全类型分裂机制研究为肿瘤治疗、生殖医学提供理论支撑，建立细胞增殖理论服务临床医学、生命健康的社会责任意识。 四、教学重难点 重点 1. 观察植物根尖细胞有丝分裂实验：选材依据、解离 / 漂洗 / 染色 / 压片四步操作、试剂作用、安全规范； 2. 植物细胞有丝分裂末期细胞板形成细胞壁，与动物细胞分裂差异； 3. 减数分裂染色体减半、受精恢复染色体数目循环逻辑； 4. 无丝分裂特征、适用细胞；课外手工模型构建与遗传物质数量统计。 难点 1. 解离、漂洗、染色三步操作不能颠倒的底层原理，盐酸解离双重作用； 2. 串联减数、受精、胚胎有丝分裂全过程染色体数量动态平衡； 3. 手工模型精准还原各时期染色体、染色单体、DNA 数量变化； 4. 区分三类细胞分裂（有丝、减数、无丝）的染色体行为、适用细胞。 五、教学方法  分组实验实操教学法：洋葱根尖有丝分裂临时装片课堂分组制作、显微观察；  时序图示对比法：植物、动物、无丝分裂时序图多维对比；  流程拆解教学法：分步拆解根尖实验四步操作逻辑；  手工模型探究法：课外纸板毛线构建细胞分裂模型；  阶梯问题链驱动法：根尖实验操作→植物分裂末期特征→减数受精染色体循环→无丝分裂特征→课外模型探究层层递进设问。 六、教学资源 教材配套图文素材：洋葱和大蒜根尖培养图、植物根尖细胞分裂间期和有丝分裂过程示意图、由减数分裂产生的生殖细胞结合后通过有丝分裂形成胚胎的示意图、无丝分裂示意图、两条染色体模型示意图、模拟过程记录表；配套文本：走进实验室根尖完整实验方案、课外探究模拟动物细胞有丝分裂完整活动方案、课外阅读哈特维尔纳斯亨特细胞周期调控科研事迹文本。 七、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 环节一 复习实拍图导入，梳理课时主线（5 分钟）  复习导入：上节课掌握动物细胞有丝分裂完整时序、动植物分裂前期纺锤体差异，本节课分组完成洋葱根尖植物细胞有丝分裂显微观察实验，重点区分植物末期细胞板结构；拓展减数分裂生殖细胞染色体减半、无丝分裂无纺锤体两类特殊分裂；布置课外手工模型探究活动；阅读诺奖科学家细胞周期科研事迹。  出示洋葱和大蒜根尖培养图 抛出开篇引导思考题：实验选取根尖乳白色分生区的原因是什么？解离使用 15% 盐酸和 95% 酒精混合液，两种试剂分别起到什么作用？  在黑板清晰板书本课时四大学习板块：植物根尖有丝分裂分组显微实验、植物细胞分裂末期特征与动植物差异、减数分裂与无丝分裂两类特殊分裂、课外手工模型探究与科学家科研拓展。  回顾动物细胞有丝分裂四时期、中心体与纺锤体相关知识，带着 “解离漂洗染色顺序为什么不能颠倒、植物末期细胞板如何形成细胞壁、减数分裂染色体减半后如何恢复、无丝分裂是否复制 DNA” 四类疑问进入新课学习。  四人小组观看洋葱根尖培养实拍图，互相交流开篇思考题初步猜想，完整记录课时四大板块框架，预留充足时间用于分组装片制作、显微绘图、三类分裂对比讨论。 环节二 模块 1 走进实验室 观察植物根尖细胞有丝分裂分组实操（18 分钟）  完整讲解实验全套基础信息： 实验目的：识别分裂间期与四时期细胞特征、熟练高倍显微镜、显微绘图； 选材依据：根尖乳白色分生区细胞持续分裂，分裂相丰富； 试剂原理：15% 盐酸解离杀死细胞、分散细胞；95% 酒精固定；清水漂洗去除盐酸避免中和染料；碱性品红染液着色染色体； 出示植物根尖细胞分裂间期和有丝分裂过程示意图 区分植物末期细胞板结构，与动物细胞膜内陷形成鲜明对比。 分层安全提示：盐酸具有腐蚀性，酒精易燃，全程禁止直接接触皮肤、明火；解离漂洗染色顺序不可颠倒。  分步示范完整操作流程： ①培养洋葱根尖至 2~5cm；②取材 3~5mm 分生区；③解离 3~5min；④清水漂洗 10min；⑤品红染色 3~5min；⑥压片使细胞均匀分散；⑦先低倍镜找到分生区，再换高倍镜观察各分裂时期细胞，完成显微绘图。 配套讨论题：上午 10 至下午 2 点取材分裂细胞更多，不同取材时段是否影响观察效果？  巡视各组实操，指导显微镜调焦、压片力度、染色时长，纠正颠倒漂洗解离、直接高倍观察等错误操作，整合统一实验现象：分生区视野可同时观察到间期、前中后末全部分裂细胞，末期清晰可见细胞板。  观看根尖培养实拍图、植物细胞分裂时序简图，小组分工完成临时装片全套制作，严格遵守试剂操作顺序与安全规范，规范使用低倍、高倍显微镜。  小组内完整回答分层引导思考题，记录解离、漂洗、染色、压片每一步试剂作用与底层逻辑，绘制植物细胞各时期简易简图，重点标注末期细胞板。  同桌整理动植物细胞末期分裂对比清单，理解细胞板扩展生成植物细胞壁的特有机制。 环节三 模块 2 减数分裂、无丝分裂两类特殊细胞分裂（12 分钟）  出示由减数分裂产生的生殖细胞结合后通过有丝分裂形成胚胎的示意图 讲解减数分裂核心特征：仅发生在生殖器官产生配子，DNA 复制一次，细胞连续分裂两次，配子染色体数目减半；人体体细胞 23 对染色体，精子卵细胞仅 23 条；受精作用融合配子，受精卵恢复 23 对，依靠有丝分裂分化形成胎儿，维持物种染色体数目恒定。 分层思辨提问：如果减数分裂染色体未减半，受精后子代细胞染色体会出现什么问题？  出示无丝分裂示意图 讲解无丝分裂全过程：无纺锤体、无染色体凝缩；细胞核先延长中部缢裂为两个细胞核，细胞整体缢裂形成两个子细胞；适用伤口上皮、体外培养动物细胞，分裂速度更快。对比区分：无丝分裂间期依然完成 DNA 复制，只是分裂期不形成染色体纺锤体。  多维表格对比三类分裂：有丝分裂（体细胞，染色体数目不变）、减数分裂（生殖细胞，染色体减半）、无丝分裂（快速增殖细胞，无纺锤体染色体）。  观看人体生殖发育流程图、无丝分裂时序图，小组讨论分层思辨提问，完整串联减数减半、受精恢复、胚胎有丝分裂的染色体数量循环链条。  小组合作完成三类细胞分裂多维对比表格，梳理各自适用细胞、染色体行为、遗传物质变化差异。  同桌整理无丝分裂完整流程，区分其与有丝分裂最核心结构差异。 环节四 模块 3 课外手工模型探究、诺奖科学家拓展、课堂小结（10 分钟）  出示两条染色体模型示意图、模拟过程记录表，讲解课外探究活动方案：使用白色纸板、各色毛线、剪刀制作动物细胞有丝分裂各时期模型；模拟间期、前中后末染色体、DNA、染色单体数量变化，填写定量记录表；假设后期姐妹染色单体未分离，推演遗传物质不均分配的子代细胞异常。  课外阅读拓展：介绍哈特维尔、纳斯、亨特三位科学家选用酵母、海胆开展细胞周期调控实验，分离 cdc 周期基因、发现周期蛋白，揭示细胞分裂分子调控机制，三人共享 2001 年诺贝尔生理学或医学奖；总结科学研究成功关键：合适实验材料、严谨定量实验、长期深耕坚持。  课堂分层完整小结梳理：第一层，根尖显微实验四步操作、植物末期细胞板特有结构；第二层，减数分裂配子染色体减半、受精恢复数目稳态；第三层，无丝分裂无纺锤体染色体，适配快速增殖细胞；第四层，手工模型定量模拟分裂遗传物质变化，科学家长期基础科研取得重大突破。  观看染色体模型示意图、定量记录表，小组讨论课外模型制作材料选择、各时期结构模拟方法，推演染色单体分离异常带来的遗传分配紊乱。  跟随教师四层综合小结，互相抽查根尖实验操作顺序、三类分裂核心特征、减数受精染色体平衡逻辑，记录课后综合巩固任务。 环节五 课堂收尾、分层课后综合巩固任务（5 分钟）  完整复盘本节两课时全套核心内容：琼脂块模拟细胞体积限制、细胞周期、动物细胞有丝分裂时序、植物根尖显微实验、减数无丝两类特殊分裂、课外模型探究、诺奖科学家科研拓展七大核心板块，贯穿细胞结构限制分裂方式、分裂过程保障遗传稳定、三类分裂适配不同细胞功能三大生命观念。  分层布置课后综合巩固任务：基础任务梳理根尖实验四步试剂与操作目的，区分三类细胞分裂核心特征；提升任务完整绘制减数、受精、胚胎有丝分裂染色体数量变化流程图，对比动植物细胞有丝分裂全部差异；综合探究任务小组合作完成动物细胞有丝分裂手工模型，填写遗传物质数量记录表，整理本章细胞增殖全套笔记。  同桌互相抽查两课时全部核心知识点，轮流复述琼脂块实验规律、细胞周期分期、动植物分裂差异、根尖实验操作、减数无丝分裂特征。  完整记录三层分层课后综合巩固任务，小组线上分配手工模型制作分工，整合细胞增殖完整知识框架。 八、板书设计 九、课程思政 本节课依托洋葱根尖完整分组显微实验，培养学生规范操作腐蚀性、易燃化学试剂、严格遵循实验顺序、如实显微绘图、重复实验减小误差的求真务实实验素养；通过哈特维尔、纳斯、亨特三位科学家数十年深耕细胞周期基础调控、自主设计精密检测实验、选用创新模式生物、代代传承科研思路最终斩获诺奖的事迹，引导学生树立甘于坐冷板凳、深耕基础生命科学、严谨定量检测、持之以恒的崇高科研品格；理解细胞增殖异常诱发肿瘤、生殖疾病，三类细胞分裂机制研究为肿瘤靶向治疗、不孕不育生殖医学提供核心理论，建立细胞增殖基础理论服务人类健康、临床医学发展的多元社会责任意识。 十、教学反思与修改措施 1 教学反思 本节课依托洋葱根尖培养实拍图、植物细胞分裂时序简图、生殖发育流程图开展分组实操授课，大部分学生能够记住解离、漂洗、染色、压片四步操作，但存在明显短板：学生极易颠倒漂洗和解离顺序，无法完整解释顺序不能调换的底层化学原理；难以自主串联减数分裂减半、受精恢复、胚胎有丝分裂完整染色体循环链条；无丝分裂依然进行 DNA 复制这一知识点容易忽略；分组显微实操占用大量课堂时长，留给三类分裂多维对比、手工模型方案设计的小组讨论时间不足，学生自主区分三类分裂适用细胞、染色体行为差异的逻辑训练不够充分。 2 修改措施 课前发放根尖实验操作顺序、三类分裂基础填空预习单，提前铺垫试剂作用、分裂核心特征基础概念；课堂压缩实验理论讲授时长，增加 6 分钟小组三类分裂多维表格对比、手工模型方案讨论环节；配套实验操作顺序匹配、分裂类型特征判断题当堂巩固；分步动态动画展示植物细胞板形成、减数分裂染色体减半全过程，直观呈现染色体数量循环微观机制；课前推送根尖显微实验操作、三类细胞分裂科普短视频，降低抽象实验与分裂流程理解难度；预留充足小组思辨交流时间，强化学生依托实拍图、时序流程图对比三类细胞分裂、推演染色体数量变化规律的科学思维训练。 学科网（北京）股份有限公司 $