2.3.1 细胞通过分裂而增殖 教学设计—2026-2027学年北师大版生物七年级上册

该初中生物学教学设计聚焦“细胞通过分裂而增殖”，核心知识点涵盖细胞不能无限长大的原因、分裂过程及意义。通过大象与小鼠细胞大小对比情境导入，回顾细胞生长与分裂旧知，搭建从现象到本质的学习支架。 特色在于以科学探究为核心，通过琼脂块模拟实验让学生操作分析数据，培养科学思维与探究实践能力。动画演示细胞分裂过程突破难点，结合癌细胞知识渗透态度责任，助力学生理解抽象概念，为教师提供可操作的教学流程与评价体系。

《细胞通过分裂而增殖》教案 学科 初中生物 年级册别 七年级上册 共1课时 教材 北师大版生物学七年级上册 授课类型 新授课 第1课时 教材分析 教材分析 本节内容位于北师大版七年级上册第三章第一节，主要探讨细胞为何不能无限长大以及细胞分裂的过程。教材首先通过大象与小鼠细胞大小的对比引入“细胞为什么这么小”的疑问，接着利用琼脂块模拟实验，直观展示细胞体积增大时表面积与体积比减小的规律，从而解释细胞不能无限长大的原因。随后，教材详细描述了动植物细胞分裂的具体过程及遗传物质的分配规律，并阐述了细胞分裂对生物体的重要意义。最后通过课外阅读介绍了癌细胞的相关知识，旨在培养学生的科学思维和社会责任感。 学情分析 七年级学生已经掌握了细胞的基本结构（如细胞膜、细胞质、细胞核），具备了一定的观察能力和逻辑推理能力。他们对于“人为什么会长大”、“细胞是如何变多的”等生活现象充满好奇。然而，由于细胞微观且抽象，学生难以想象细胞分裂的动态过程，特别是遗传物质在分裂中的变化规律是学习的难点。此外，学生在进行探究实验时，可能缺乏严谨的数据记录和分析能力，需要教师引导其从数据中归纳结论。 课时教学目标 生命观念 1. 认同细胞体积大小与其功能相适应的观点，理解细胞不能无限长大的原因。 2. 概述细胞分裂产生新细胞的过程，认识细胞分裂是生物体生长和繁殖的基础。 科学思维 1. 通过分析“不同棱长琼脂块中的扩散情况”实验数据，运用归纳法得出细胞大小与物质运输效率的关系。 2. 运用模型建构法，理解细胞分裂过程中染色体复制和均分的机制。 探究实践 1. 参与“研究细胞大小与物质扩散的关系”模拟实验，收集并处理实验数据。 2. 能够准确描述动植物细胞分裂的主要步骤，并能区分两者的异同。 态度责任 1. 关注癌症等社会热点问题，形成健康的生活方式意识。 2. 培养实事求是的科学态度和严谨的实验操作习惯。 教学重点、难点 重点 1. 阐明细胞不能无限长大的原因（表面积与体积之比）。 2. 描述细胞分裂的基本过程及其意义。 难点 1. 理解细胞体积增大时，相对表面积减小对物质交换的影响。 2. 理解细胞分裂过程中遗传物质的复制与平均分配规律。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、讲授法、小组合作讨论法 教具准备 多媒体课件（含细胞分裂动画）、琼脂块、氢氧化钠溶液、酚酞、直尺、烧杯、塑料勺、防护手套。 教学环节 教师活动 学生活动 一、情境导入，引发思考 【5分钟】 一、大象与小老鼠：细胞大小的秘密 （一）、创设情境，提出问题 同学们，我们都知道大象是世界上最大的陆生动物，体重可达几吨；而老鼠虽然也是哺乳动物，但体型很小，只有几十克。那么，大家是否想过，大象的身体庞大是因为它的每一个细胞都比老鼠的细胞大很多吗？ 教师出示图片：展示大象和小鼠的对比图。 引导语：科学家研究发现，大象虽然身体庞大，但它的细胞与小鼠的细胞大小没有明显差异。据估计，一个新生儿的身体大约有 个细胞，其爸爸或妈妈的身体大约有 个细胞，但爸爸妈妈每个细胞的体积不比孩子细胞的体积大多少；爸爸和妈妈的身体高大，是因为他们身体的细胞数量多。 核心问题抛出：既然细胞大小差不多，那为什么大象比老鼠大那么多？细胞体积为什么这么小？细胞数量如何变得这么多？ （二）、回顾旧知，引出课题 1. 提问：我们之前学过，生物体由细胞构成，细胞是生命活动的基本单位。那么，生物体是由小长大的，这个过程是靠什么实现的呢？ 预设回答：靠细胞生长和细胞分裂。 2. 总结过渡：没错，生物体的生长既依赖于细胞的生长（体积增大），也依赖于细胞的分裂（数量增多）。但是，细胞能无限生长吗？细胞又是如何分裂的呢？今天我们就来一起探索《细胞通过分裂而增殖》的奥秘。 3. 板书课题：第1节 细胞通过分裂而增殖。 二、探究实验，破解谜题 （一）、模拟实验：研究细胞大小与物质扩散的关系 为了验证“细胞能否无限长大”，科学家们做了一个著名的模拟实验。让我们化身小科学家，来重现这个实验。 1. 介绍材料：教师展示准备好的材料——酚酞琼脂块（模拟细胞）、氢氧化钠溶液（模拟营养物质）、烧杯、直尺等。 2. 讲解原理：酚酞遇碱变红。我们将不同大小的琼脂块放入氢氧化钠溶液中，观察红色扩散的深度，以此模拟物质进入细胞的情况。 3. 强调安全：注意！氢氧化钠溶液对人的皮肤和衣服有腐蚀性。操作时，应戴好防护手套和护目镜，避免溶液接触皮肤和眼睛，更不能入口。若泼洒出来，要立即报告老师，并用水冲洗。 4. 布置任务：请各小组按照以下步骤进行操作，并记录数据。 - 步骤1：用刀将酚酞琼脂块切成三块棱长分别为3cm、2cm和1cm的立方体，分别计算不同大小立方体的表面积与体积的比例。 - 步骤2：把切好的酚酞琼脂块放入烧杯中，加入质量分数为0.1%的氢氧化钠溶液将琼脂块淹没，并用塑料勺翻动琼脂块10min。 - 步骤3：10min后，用塑料勺将琼脂块从氢氧化钠溶液中取出来，放在纸巾上，用纸巾吸取表面的溶液。 - 步骤4：待琼脂块表面无液体后，用刀把每一个琼脂块切成两半。观察琼脂块切面的颜色变化，变色部分代表氢氧化钠扩散的深度。用直尺测量每一琼脂块上氢氧化钠扩散的深度，将测量结果记录在表3-1中。 （二）、数据分析，得出结论 1. 引导学生填写表格：根据实验结果，完成以下表格的计算与分析。 棱长 / cm 表面积 / cm² 体积 / cm³ 表面积与体积之比 氢氧化钠扩散深度 / cm 氢氧化钠扩散深度与棱长之比 1 6 1 6:1 （测量值） （比值） 2 24 8 3:1 （测量值） （比值） 3 54 27 2:1 （测量值） （比值） 2. 组织讨论： - 问题1：相同时间内，不同大小琼脂块中的扩散深度有什么规律？ 预设：无论琼脂块大小如何，氢氧化钠扩散的深度基本相同。 - 问题2：随着琼脂块体积的增大，其表面积与体积之比发生了什么变化？这对物质运输有什么影响？ 预设：体积越大，表面积与体积之比越小。这意味着相对表面积变小了，物质运输的效率降低了。 3. 教师总结：细胞体积大小不同，表面积大小也不同。通过数学计算可知，当细胞体积增大时，其表面积与体积之比反而减小。体积较大细胞与体积较小细胞相比，生活中需要从外界环境获取更多的营养物质，同时产生更多的废物排到体外。但是，细胞若无限生长，细胞膜将不能保证从外界环境获取足够的营养物质，也不能及时将废物排到细胞外。较小细胞更利于保证细胞与外界进行物质交换，从而保证细胞正常的生命活动。因此，细胞可以生长，但不能无限长大。 4. 再次回应导入问题：所以，大象之所以比老鼠大，不是因为它细胞大，而是因为它细胞多！ 1. 观察图片，思考并回答问题。 2. 聆听教师讲解，明确实验目的和安全注意事项。 3. 分组进行实验操作，记录实验数据。 4. 分析表格数据，讨论并得出结论。 评价任务 实验操作规范：☆☆☆ 数据记录准确：☆☆☆ 结论推导合理：☆☆☆ 设计意图 通过模拟实验，将抽象的细胞物质交换问题具体化，让学生亲手操作、亲眼观察、动脑分析，从而深刻理解细胞不能无限长大的原因，培养科学探究能力和数据分析能力。 二、深入探究，解析过程 【15分钟】 一、细胞分裂产生新细胞 （一）、概念讲解与动画演示 1. 定义细胞分裂：细胞生长到一定大小就会停止生长，有些细胞可以一分为二，成为两个相似的新细胞，这就是细胞分裂。 2. 播放动画：教师播放“动物细胞分裂模式图”和“植物细胞分裂模式图”的动态视频。 3. 结合课本图3-1进行讲解： - 动物细胞分裂过程：先是一个细胞核分裂为两个新的细胞核；然后，细胞中央部分的细胞膜从四周逐渐向内凹陷，最终使细胞质一分为二，每部分细胞质中含有一个细胞核。这样，一个细胞分裂成为两个新细胞。 - 植物细胞分裂过程：当细胞核分裂为两个细胞核后，在两个新细胞核之间的细胞质中央形成新的细胞膜，并产生新的细胞壁，从而使一个植物细胞分裂成两个新细胞。 （二）、关键细节突破：遗传物质的变化 1. 提问：在细胞分裂过程中，细胞核里的遗传物质会发生什么变化？这能保证新细胞和原细胞一样吗？ 2. 教师讲解：在细胞分裂过程中，细胞核里的遗传物质经过复制而数量加倍，并且平均分配到两个新细胞中，这样就保证新细胞与亲代细胞具有相同的遗传物质。 3. 强调重要性：这是细胞分裂最核心的意义之一，保证了遗传信息的连续性和稳定性。 二、细胞分裂的意义 （一）、单细胞生物 单细胞生物通过细胞分裂进行繁殖。例如草履虫、变形虫等，它们的一个个体就是一个细胞，分裂即意味着繁殖后代。 （二）、多细胞生物 1. 促进生长：多细胞生物的细胞分裂不但与繁殖新个体有关，而且能促使新个体由小长大。 2. 更新细胞：使生物体不断地更新衰老死亡的细胞，从而保证生物体的正常生命活动。 3. 举例说明：比如我们的皮肤细胞不断更新，伤口愈合等，都依赖于细胞分裂。 1. 观看动画，初步感知细胞分裂的动态过程。 2. 阅读教材，找出动植物细胞分裂的区别。 3. 思考并回答关于遗传物质变化的问题。 4. 理解细胞分裂在不同生物体中的不同作用。 评价任务 概念表述清晰：☆☆☆ 过程描述准确：☆☆☆ 意义理解深刻：☆☆☆ 设计意图 通过动画演示和对比分析，帮助学生建立细胞分裂的空间概念，突破动植物细胞分裂过程的难点，并深入理解细胞分裂对生物体生长、发育和繁殖的重要意义。 三、拓展延伸，联系生活 【10分钟】 一、课外读：细胞分裂与癌细胞 （一）、阅读材料 请同学们阅读课本的“课外读”栏目——《细胞分裂与癌细胞》。 内容摘要：多细胞动物体，大都是由一个受精卵细胞分裂而形成的。动物成年后，体内细胞数量不再增加。当一些细胞衰老死亡时，细胞会通过分裂不断补充新细胞。科学家的研究发现，细胞分裂是有序的，分裂次数也是有限的，一个细胞一般分裂50～60次，之后会停止分裂。但有些细胞的分裂活动会失去控制，快速而无限制地进行分裂。这种细胞可以“转移”，“入侵”周围正常的组织。这些失去控制的细胞就是癌细胞。癌细胞的扫描电镜照片展示了其形态的异常。 （二）、师生互动讨论 1. 提问：什么是癌细胞？它与正常细胞有什么区别？ 预设回答：癌细胞是分裂失控的细胞，会无限增殖，还会转移。 2. 追问：癌细胞有什么危害？ 预设回答：会大量消耗生物体的营养物质，严重地干扰正常细胞的生命活动，导致生物体的死亡。由正常细胞转变为癌细胞而引起的癌症，已成为导致人类死亡的重要疾病。 3. 情感升华：既然细胞分裂如此重要，但又可能带来癌症，我们应该怎么做？ 引导语：我们要珍爱生命，养成良好的生活习惯，远离致癌因子（如吸烟、辐射等），定期体检，早发现早治疗。 二、课堂练习与反馈 （一）、基础巩固 1. 池塘中的小鱼能长成大鱼离不开细胞的分裂。细胞分裂时，最先由一个分成两个的结构是（ ）。 A. 细胞膜 B. 细胞质 C. 细胞核 D. 线粒体 答案：C 2. 根据图3-1细胞分裂模式图，描述细胞分裂的大体过程。 答案要点：细胞核先一分为二，随后细胞质分成两份，最后形成新的细胞膜（植物细胞还有细胞壁）。 （二）、能力提升 3. 说说为什么细胞分裂对生物体具有重要意义。 答案要点：①单细胞生物通过细胞分裂进行繁殖；②多细胞生物通过细胞分裂实现生长和发育；③多细胞生物通过细胞分裂更新衰老死亡的细胞，维持生命活动。 1. 自主阅读课外资料，了解癌细胞的相关知识。 2. 积极参与讨论，分享自己对癌症的看法。 3. 完成课堂练习题，检验学习成果。 4. 同桌互评，纠正错误。 评价任务 知识迁移应用：☆☆☆ 健康意识增强：☆☆☆ 练习完成度：☆☆☆ 设计意图 通过阅读和讨论，将生物学知识与现实生活紧密联系起来，培养学生关爱生命、预防疾病的意识，同时通过练习巩固本节课的核心知识点。 四、课堂小结，梳理脉络 【10分钟】 一、构建思维导图 （一）、师生共同总结 本节课我们主要学习了三个方面的内容： 1. 细胞为什么不能无限长大？ - 原因：表面积与体积之比限制了物质运输效率。 - 证据：琼脂块模拟实验。 2. 细胞分裂的过程是怎样的？ - 顺序：细胞核分裂 → 细胞质分裂 → 形成新细胞膜/细胞壁。 - 特点：遗传物质复制后平均分配。 3. 细胞分裂有什么意义？ - 单细胞生物：繁殖。 - 多细胞生物：生长、发育、更新。 （二）、作业布置 1. 完成课后思考与练习第1、2、3题。 2. 绘制本节课的思维导图。 3. 查阅资料，了解目前医学界在癌症治疗方面有哪些新技术。 1. 跟随教师的思路，回顾本节课的重点内容。 2. 尝试用自己的语言复述细胞分裂的过程和意义。 3. 记录作业任务，明确课后学习方向。 评价任务 知识梳理全面：☆☆☆ 重点掌握牢固：☆☆☆ 作业态度端正：☆☆☆ 设计意图 通过思维导图的方式帮助学生系统梳理本节课的知识结构，强化记忆，并通过分层作业满足不同学生的学习需求。 五、课后反思，持续改进 【5分钟】 一、自我评价 （一）、学生自评 1. 你今天参与实验了吗？操作是否规范？ 2. 你能准确描述细胞分裂的过程吗？ 3. 你对癌细胞有了哪些新的认识？ 二、教师寄语 （一）、鼓励与期望 同学们，细胞虽小，却蕴含着生命的巨大奥秘。希望通过今天的学习，你们不仅能掌握细胞分裂的知识，更能体会到科学探究的乐趣和对生命的敬畏之情。未来的生物学世界还需要你们去探索、去发现！ 1. 反思自己在课堂上的表现。 2. 倾听教师的寄语，感受生物学的魅力。 3. 带着问题离开课堂，期待下节课的学习。 评价任务 自我反思深入：☆☆☆ 学习态度积极：☆☆☆ 课堂参与度：☆☆☆ 设计意图 通过自我评价和教师寄语，促进学生元认知的发展，激发学生学习生物学的兴趣和热情，为后续学习奠定良好的情感基础。 作业设计 一、填空题 1. 细胞体积一般很小，这是因为细胞长到一定体积时就会停止生长。细胞的大小会影响细胞与外界的物质交换。 2. 在细胞分裂过程中，细胞核里的遗传物质经过复制而数量加倍，并且平均分配到两个新细胞中。 3. 单细胞生物通过细胞分裂进行繁殖，多细胞生物的细胞分裂不但与繁殖新个体有关，而且能促使新个体由小长大。 二、选择题 1. 下列关于细胞不能无限长大的原因的叙述，正确的是（ ） A. 细胞越大，代谢越旺盛 B. 细胞越大，相对表面积越大，物质运输效率越高 C. 细胞越大，相对表面积越小，物质运输效率越低 D. 细胞越大，细胞核越大 答案：C 2. 细胞分裂过程中，最先分裂的结构是（ ） A. 细胞膜 B. 细胞质 C. 细胞核 D. 液泡 答案：C 3. 下列哪项不是细胞分裂的意义（ ） A. 单细胞生物繁殖 B. 多细胞生物生长 C. 细胞分化 D. 更新衰老细胞 答案：C 三、简答题 1. 请简述动植物细胞分裂过程的主要区别。 参考答案：动物细胞分裂时，细胞中央部分的细胞膜从四周逐渐向内凹陷，最终使细胞质一分为二；植物细胞分裂时，在两个新细胞核之间的细胞质中央形成新的细胞膜，并产生新的细胞壁。 2. 为什么说“细胞分裂是生物体生长和繁殖的基础”？ 参考答案：因为细胞分裂增加了细胞的数量，使得生物体能够由小长大；同时，对于单细胞生物来说，细胞分裂就是繁殖方式；对于多细胞生物来说，细胞分裂还能更新衰老死亡的细胞，维持生命活动的正常进行。 【答案解析】 一、填空题 1. 物质交换 2. 遗传物质 3. 分裂 二、选择题 1. C 2. C 3. C 三、简答题 1. 见参考答案。 2. 见参考答案。 板书设计 第1节 细胞通过分裂而增殖 一、细胞不能无限长大 1. 原因：表面积与体积之比 - 体积↑ → 相对表面积↓ → 物质运输效率↓ 2. 实验：琼脂块模拟实验 - 结论：细胞可以生长，但不能无限长大 二、细胞分裂产生新细胞 1. 过程： - 细胞核分裂 → 细胞质分裂 → 形成新膜/壁 - 遗传物质：复制→加倍→平均分配 2. 意义： - 单细胞：繁殖 - 多细胞：生长、发育、更新 三、细胞分裂与癌细胞 - 正常细胞：有序分裂，次数有限 - 癌细胞：失控分裂，无限增殖 教学反思 成功之处 1. 通过模拟实验，将抽象的细胞物质交换问题具体化，有效突破了“细胞不能无限长大”这一难点。 2. 利用动画演示细胞分裂过程，帮助学生建立了空间概念，易于理解动植物细胞分裂的异同。 3. 联系生活实际，引入癌细胞知识，增强了学生的社会责任感和健康意识。 不足之处 1. 部分学生在实验操作中不够细致，数据记录存在误差，需在下次实验中加强指导。 2. 对于遗传物质复制和分配的微观过程，仍有少数学生理解不够透彻，可能需要借助更多模型辅助教学。 3. 课堂时间分配略显紧张，学生在讨论环节的时间稍短，未能充分展开交流。 学科网（北京）股份有限公司 $