1.2.4 细胞的生活 教学设计—2026-2027学年人教版生物七年级上册

细胞的生活 ——第一单元第二章 教学设计 教材 人教版（2024）七年级上册 单元 第一单元《生物和细胞》 章节 第二章《认识细胞》第4节 课时 第1课时（40分钟） 创设情境 · 探究学习 · 贴近生活 · 守护健康 一、教材与学情分析 1. 内容地位与作用 本节是人教版2024年新版七年级上册第一单元《生物和细胞》第二章《认识细胞》的第4节，也是本章的收尾节。学生在前三节已经学会使用显微镜、观察了植物细胞和动物细胞，知道了细胞的基本结构。本节则从“形态结构”走向“生命活动”，回答“细胞是怎样生活的”这一核心问题。本节把细胞膜控制物质进出、叶绿体和线粒体转换能量、细胞核控制遗传等内容串联起来，是理解细胞是生命活动基本单位的关键，也为后续学习生物体结构层次、光合作用、呼吸作用等内容打下基础。 2. 知识结构与前后联系 本课时核心知识包括四大板块：细胞中的物质（无机物和有机物）、细胞膜控制物质进出、细胞中的能量转换器（叶绿体和线粒体）、细胞核是控制中心（DNA上有遗传信息）。前置知识为植物细胞和动物细胞的结构，后续衔接第三章生物体的结构层次，以及七年级下册光合作用、呼吸作用等内容。本节是从“静态结构”到“动态功能”的转折点。 3. 课标要求解读 《义务教育生物学课程标准（2022年版）》要求学生“描述细胞核在遗传中的重要功能”“说明细胞是生命活动的基本单位”，并强调教学要“从学生的生活经验出发”“倡导探究性学习”。本节用“细胞的衣食住行”这一类比，把抽象的物质和能量代谢转化为学生可理解的“工厂运转”，并通过种子燃烧、细胞膜模拟等实验，落实课标“重实践、重探究”的要求。 4. 已有知识基础 学生已认识植物细胞和动物细胞的基本结构，知道细胞膜紧贴细胞壁、细胞核内含遗传物质、叶绿体和线粒体的位置。学生在生活中知道人要吃饭、植物要晒太阳、种子能发芽，但把这些与细胞内的物质和能量转换联系起来尚属首次。学生对“有机物”“无机物”“能量转换器”“DNA”等术语比较陌生。 5. 认知特点与困难预测 本节概念抽象、微观，是本章难点最集中的一节。预计难点有四：一是区分有机物和无机物，尤其是“能燃烧的是有机物，剩下的灰烬是无机盐”；二是理解细胞膜“控制物质进出”的选择性；三是理解叶绿体和线粒体是两个“能量转换器”，把光能、化学能、生命活动所需能量之间的转换关系理清；四是理解细胞核是控制中心，DNA上有遗传信息。教学中需借助种子燃烧实验、透析袋模拟、克隆羊多莉故事和“细胞工厂”类比加以突破。 6. 生活经验与情感基础 学生每天吃饭、喝水、呼吸，知道“不吃饭没力气”；学生见过种子发芽、木头燃烧。这些生活经验是理解细胞物质和能量代谢的天然锚点。把细胞比作一个“微型工厂”——吃饭是进料、呼吸是烧煤供能、细胞核是厂长，学生一听就懂。这种类比能把抽象概念变得亲切可感。 二、教学目标（基于核心素养四维度） 1. 生命观念 通过对细胞内物质、能量和信息的学习，建立“细胞是生命活动基本单位”的生命观念，理解细胞的生活需要物质和能量，细胞核控制着生物的发育和遗传。形成生物体结构与功能相适应、局部与整体相统一的认识。 2. 科学思维 通过种子燃烧实验推理有机物和无机物的存在，通过细胞膜模拟实验推理细胞膜的选择透过性，通过“细胞工厂”类比建立物质、能量、信息之间的联系，发展归纳、推理和模型建构的科学思维。 3. 探究实践 通过种子燃烧实验、细胞膜控制物质进出模拟实验、“细胞工厂”角色扮演等活动，经历“实验观察—推理分析—模型建构”的探究过程，学会用模拟实验和类比模型解释微观生命活动。 4. 态度责任 在学习细胞生活的过程中，体会生命活动的精密与奇妙，形成敬畏生命、珍惜健康的情感。通过了解细胞核与遗传的关系，初步形成尊重科学、关注生物技术伦理的态度。 三、教学重难点 1. 教学重点 细胞中物质的分类（有机物和无机物）；细胞膜控制物质进出；叶绿体和线粒体是细胞中的能量转换器；细胞核是控制中心。这是本节四大核心知识。教学中需借助实验、模拟和类比，把抽象概念具体化。 2. 教学难点 一是理解两个能量转换器之间能量转换的关系（叶绿体把光能转成化学能储存在有机物中，线粒体把化学能释放出来供细胞利用）；二是理解细胞核是控制中心、DNA上有遗传信息。难点通过“细胞工厂”类比、克隆羊多莉故事和角色扮演来突破。 四、教学过程 本课时以“细胞的衣食住行——一座微型工厂怎样运转”为主情境，按“进料（物质）—门卫（细胞膜）—锅炉（能量转换器）—厂长（细胞核）”的工厂逻辑展开，设计五个环节。下表为教学过程整体框架。 表 1 教学过程整体框架一览表 环节 时间 情境/任务 对应素养 环节一 5分钟 情境导入：细胞的“一日三餐” 生命观念、科学思维 环节二 10分钟 物质分类：种子燃烧实验 探究实践、科学思维 环节三 8分钟 细胞膜模拟：谁是“门卫” 探究实践、科学思维 环节四 12分钟 能量转换与细胞核：工厂的锅炉和厂长 生命观念、科学思维 环节五 5分钟 角色扮演与小结评价 态度责任 环节一 情境导入：细胞的“一日三餐”（5分钟） 【情境创设】 教师说：“同学们，我们每天要吃饭、喝水、呼吸，不吃饭就没力气。可是你们有没有想过，我们身体里的细胞，它是不是也要”吃饭“、要”呼吸“、要”排废物“？它的”食物“从哪里来？它的”力气“又是怎么来的？今天我们就把细胞想象成一座微型工厂，看看它是怎样吃饭、怎样干活、怎样管理自己的。”教师投影一张“细胞工厂”示意图：细胞膜是围墙和大门，细胞质是车间，叶绿体和线粒体是锅炉房，细胞核是厂长办公室。 【师生互动】 学生议论“细胞吃什么”“细胞怎么呼吸”。教师顺势说：“要搞清楚细胞怎样生活，我们先得弄明白细胞里都有些什么物质。”引出下一环节。 【设计意图】 用“细胞也要吃饭”的生活化类比制造好奇，用“细胞工厂”为全课建立统一模型，把抽象的物质、能量、信息问题转化为学生熟悉的“工厂运转”问题。 环节二 物质分类：种子燃烧实验（10分钟） 【演示实验】 教师用镊子夹起一粒浸软的小麦种子，放在酒精灯火焰上烧。教师说：“大家看，种子先变黑、然后燃烧起来，最后剩下一点灰白色的灰烬。燃烧掉的是什么？剩下的又是什么？”学生观察并猜测。教师讲解：“细胞中的物质可以分成两大类。一类是分子比较小、一般不含碳、不能燃烧的，叫无机物，比如水、无机盐、氧；另一类是分子比较大、一般含碳、能燃烧的，叫有机物，比如糖类、脂质、蛋白质、核酸。种子燃烧时烧掉的就是有机物，剩下的灰白色灰烬就是无机盐——这就是无机物。” 【小组探究】 学生分组讨论：我们吃的米饭（淀粉，糖类）、肥肉（脂质）、鸡蛋（蛋白质）属于哪一类？喝的水、吸的氧气、出汗排出的无机盐属于哪一类？学生把常见物质填入分类表。教师强调：“细胞中含量最多的物质是水；有机物能燃烧，无机物不能燃烧。” 表 2 细胞中的物质分类表 类别 特点 举例 能否燃烧 无机物 分子小，一般不含碳 水、无机盐、氧 不能燃烧 有机物 分子大，一般含碳 糖类、脂质、蛋白质、核酸 能燃烧 【设计意图】 种子燃烧实验让学生亲眼看到“烧掉的有机物、剩下的无机盐”，把抽象的物质分类建立在实验证据上，训练由现象推理本质的思维。 环节三 细胞膜模拟：谁是“门卫”（8分钟） 【演示实验】 教师拿出一个透析袋（或用玻璃纸模拟半透膜），里面装入淀粉糊，扎紧后放入盛有稀释碘液的烧杯中。教师说：“这个透析袋的膜就相当于细胞膜。大家观察，过一会儿会发生什么？”等待片刻后，学生发现袋外碘液颜色变浅或袋内出现颜色变化（或按实际模拟效果讲解）。教师讲解：“细胞膜就像工厂的大门和门卫，它并不是完全封闭的——它能让细胞需要的物质进入，把有些物质挡在外面，还能把细胞产生的废物排出去。也就是说，细胞膜控制物质进出，它的选择是有方向性的。” 【小组探究】 学生讨论：“为什么菠菜泡在清水里，水不变绿；而把菠菜煮熟后，水却变绿了？”引导学生推理：活细胞的细胞膜控制物质进出，把叶绿素挡在细胞内；煮熟后细胞死亡，细胞膜失去控制作用，叶绿素流出来。这说明细胞膜是活细胞才具有控制功能的结构。 【设计意图】 透析袋模拟实验把“细胞膜控制物质进出”这一抽象功能可视化；菠菜煮水变绿的生活实例让学生推理细胞膜的选择透过性和活性，训练基于证据的推理。 环节四 能量转换与细胞核：工厂的锅炉和厂长（12分钟） 【教师讲解】 教师说：“细胞要生活、要干活，需要能量。能量从哪里来？植物细胞里有叶绿体，它能吸收光能，把光能转变成化学能，储存在它所制造的有机物里——这就像工厂利用太阳能发电。动植物细胞里都有线粒体，它能把有机物中储存的化学能释放出来，供细胞利用——这就像工厂里烧煤发电的锅炉。所以，叶绿体和线粒体都是细胞中的能量转换器。”教师结合工厂类比：“叶绿体是太阳能板，线粒体是锅炉，二者配合，细胞才有动力。” 【故事讲述】 教师讲述克隆羊多莉的故事：“科学家把A羊卵细胞的细胞核去掉，植入B羊乳腺细胞的细胞核，再植入C羊子宫，最后生出的小羊多莉长得像B羊而不是A羊或C羊。这说明什么？”学生推理：“说明细胞核里有遗传信息，控制着生物的发育和遗传。”教师讲解：“细胞核是细胞的控制中心，细胞核中有一种叫DNA的物质，DNA上有遗传信息，这些信息指导细胞中物质和能量的变化。就像工厂的厂长，细胞核指挥着一切。” 表 3 细胞中的能量转换器与控制中心 结构 比喻 功能 叶绿体 太阳能板 将光能转变成化学能，储存在有机物中（植物绿色部分有） 线粒体 锅炉/发电厂 将有机物中的化学能释放出来，供细胞利用（动植物都有） 细胞核 厂长办公室 内含DNA，DNA上有遗传信息，控制生物的发育和遗传 【设计意图】 “细胞工厂”类比把两个能量转换器和细胞核的功能一一对应，降低理解难度；克隆羊多莉故事用经典实验证据说明细胞核是控制中心，把抽象的DNA与遗传信息具象化。 环节五 角色扮演与小结评价（5分钟） 【角色扮演】 教师请三位同学分别扮演“叶绿体”“线粒体”“细胞核”，用一句话介绍自己：“我是叶绿体，我把光能变成化学能”“我是线粒体，我把化学能释放出来供细胞用”“我是细胞核，我里面有DNA，我指挥细胞的一切”。其他同学补充“细胞膜”的角色。在角色扮演中巩固全课知识。 【知识梳理】 教师引领回顾：“今天我们把细胞比作一座工厂：物质有有机物和无机物，细胞膜是控制物质进出的门卫，叶绿体和线粒体是两个能量转换器，细胞核是含DNA的厂长。细胞的生活需要物质和能量，细胞核控制着生物的发育和遗传，细胞是生命活动的基本单位。” 【课堂评价】 采用“三星自评”：我能说出有机物和无机物的区别；我能说出细胞膜的功能；我能说出两个能量转换器和细胞核的作用。教师根据角色扮演和发言，评选“最佳工厂解说员”。 【设计意图】 角色扮演把枯燥的概念转化为生动的表达，在表演中巩固；小结回扣“细胞工厂”主线，形成完整的概念网络。 五、板书设计 表 4 板书设计示意图 主题 细胞的生活：一座微型工厂怎样运转 工厂各部门 对应结构与功能 原料：有机物/无机物 门卫：细胞膜 太阳能板：叶绿体 锅炉：线粒体 厂长：细胞核 有机物能燃烧，无机物不能燃烧 细胞膜控制物质进出（选择） 叶绿体：光能→化学能（储于有机物） 线粒体：化学能释放供细胞利用（动植物都有） 细胞核含DNA，DNA上有遗传信息，控制发育和遗传 六、教学评价设计 1. 评价原则 本节概念抽象，评价重在理解而非死记。既看学生能否说出各结构功能，更看能否用“细胞工厂”模型解释物质和能量的转换，能否由实验现象推理结论。 2. 评价维度与指标 表 5 教学评价指标一览表 素养维度 评价指标 评价方式 生命观念 能否说出细胞生活需要物质和能量；能否说明细胞核控制遗传 课堂提问、小结、角色扮演 科学思维 能否由种子燃烧、菠菜煮水推理物质分类和细胞膜功能 实验推理、讨论发言 探究实践 能否参与种子燃烧、透析袋模拟等实验；能否用工厂模型解释细胞生活 实验观察、角色扮演、模型解说 态度责任 是否体会生命的奇妙、珍惜健康、尊重生物技术 课堂表现、情感表达 3. 过程性评价记录表 教师记录学生在实验观察、讨论推理、角色扮演中的表现，重点看能否用类比模型解释概念。对仍混淆两个能量转换器的学生，课后用“太阳能板—锅炉”类比再作个别辅导，记录纳入学习档案。 七、教学反思 1. 预期亮点 本课时用“细胞工厂”一以贯之：物质是原料、细胞膜是门卫、叶绿体是太阳能板、线粒体是锅炉、细胞核是厂长，把四个抽象板块串成一个学生熟悉的整体。种子燃烧和透析袋模拟让抽象概念有了实验证据；克隆羊多莉故事让“细胞核是控制中心”有了经典支撑。角色扮演把概念表达变得生动有趣。 2. 预期困难与应对 预计困难有三：一是学生容易混淆叶绿体和线粒体的能量转换方向，需用“太阳能板—锅炉”类比反复对比，强调“植物才有叶绿体，动植物都有线粒体”；二是有机物和无机物的区分需抓住“能否燃烧”这一判据；三是概念密集、40分钟偏紧，可将透析袋模拟改为教师演示加讨论，把角色扮演精简为核心三角色。 3. 改进思路 后续可制作“细胞工厂”动画或概念图，帮助学生建立物质、能量、信息三者的联系；可拓展介绍干细胞、克隆技术等现代生物技术，引导学生讨论生物技术伦理，提升社会责任；可布置“用废旧材料制作细胞工厂模型”的长周期作业，让模型建构在课后延续深化。 学科网（北京）股份有限公司 $