内容正文:
细胞分裂和分化(第1课时·细胞分裂与生长)教学设计
一、教学分析
(一)教材分析
本节课是第1章《认识细胞》的最后一节内容。在前3节中,学生已经学习了显微镜操作、动物细胞和植物细胞的结构与功能,对“细胞是生物体结构和功能的基本单位”有了初步认识。本节在此基础上进一步追问:细胞如何从一个变成多个?生物体如何由小长大? 内容聚焦细胞分裂过程中染色体的变化这一核心概念,以及细胞生长与分裂的关系,为后续学习“细胞分化形成组织”和“生物体的结构层次”奠定基础。
本节内容对应《义务教育生物学课程标准(2022年版·2025年修订)》“概念1 生物体具有一定的结构层次,能够完成各项生命活动”的以下要求
内容要求:1.2.1 细胞能通过分裂和分化形成不同的组织
学业要求:(5)描述细胞分裂和分化的基本过程
学习活动建议:观察根尖细胞分裂的切片
(二)学情分析
学生已掌握动植物细胞的结构与功能,对“细胞是生命活动的基本单位”有感性认识。但细胞分裂中染色体的变化是高度抽象的过程——学生看不见、摸不着,容易停留在死记硬背层面。七年级学生思维以形象思维为主,需要通过模拟实验、动手操作和角色体验,将抽象概念转化为可感知的经验。同时,学生对“受精卵如何发育成完整的个体”有天然的好奇心,这是激发学习动机的良好切入点。
(三)核心素养教学目标
维度
具体目标
生命观念
理解细胞分裂使细胞数量增多、细胞生长使细胞体积增大,初步建立生物体由小长大与细胞分裂和生长有关的观念
科学思维
通过“豆腐块模拟分裂”实验和“染色体模型操作”,培养类比推理和模型建构的科学思维能力
探究实践
① 能用橡皮泥/纸条模拟染色体在细胞分裂中的变化过程;② 能用豆腐块(或海绵块)模拟细胞分裂,记录并分析实验现象
态度责任
通过模拟实验体验科学探究过程,培养“用模型解释抽象概念”的科学方法和严谨记录的态度
二、教学重难点
项目
内容
教学重点
① 细胞分裂的基本过程;② 细胞分裂中染色体的变化(复制→排列→平均分配)
教学难点
① 理解染色体在分裂过程中的“复制+平均分配”如何保证遗传稳定性;② 区分细胞分裂(数量增多)与细胞生长(体积增大)
三、教学准备
类型
具体内容
多媒体课件
本课PPT(含受精卵成长视频、细胞分裂动画、染色体变化示意图、洋葱根尖细胞分裂装片图等)
学生分组材料(每组1份,建议4人一组)
① 染色体模拟套装:两种颜色橡皮泥各1小块(或两种颜色毛根/扭扭棒各2根),用于模拟染色体复制和分配;② 豆腐块模拟实验:立方体海绵块(约5cm见方,模拟细胞),小塑料刀/尺子1把;③ 排序任务卡:细胞分裂过程5张卡牌(细胞核分裂→染色体复制→染色体排列→染色体分开→细胞质分裂→两个子细胞);④ 学习任务单(每人1张,含4个任务)
教师演示材料
① 大号染色体演示模型(用卡纸制作,可磁吸于黑板);② 豆腐块1块;③ 洋葱根尖细胞分裂装片图挂图
四、教学过程(40分钟)
【环节一】情境激趣·引出问题(3分钟)
设计意图:用震撼的生命起源视频引发好奇,自然引出“细胞如何从一个变成多个”的核心问题。
🔹 教师活动
1. 播放视频引好奇 (教师播放PPT中“3D还原人类受精卵的成长过程”视频,约40秒)
教师:“同学们,你们知道吗?我们每个人的生命都始于一个细胞——受精卵。这个微小的细胞经过重重变化,最终发育成拥有约40万亿个细胞的完整的人!”
教师:“从1个细胞到40万亿个细胞,中间经历了什么?今天我们就来探究——细胞是如何从一个变成多个的。”
2. 板书课题
(教师板书:第1节 细胞分裂和分化——细胞分裂与生长)
学生活动
观看视频,发出惊叹
思考:1个细胞→40万亿个细胞,怎么做到的?
互动形式
全班观看 + 引发思考
【环节二】动手动脑·模拟细胞分裂(12分钟)
设计意图:这是本课动手密度最高的环节。学生通过“豆腐块切割”和“染色体建模”双重模拟,在操作中建构概念——先宏观感知“数量变多、体积变小”,再微观理解“染色体复制+平均分配保稳定”。
活动A:豆腐块模拟——“切”出细胞分裂(5分钟)
教师:(举起一块海绵豆腐块) “我们用这块豆腐来模拟一个细胞,用小刀切一次就模拟一次细胞分裂。请各小组拿出材料,从红色虚线的位置切3刀——模拟细胞分裂3次。”
学生操作步骤: 1. 观察:1块“细胞”(完整海绵块) 2. 切第1刀 → 变成_块 3. 切第2刀 → 变成_块 4. 切第3刀 → 变成___块
教师:(走到各组巡视,提问) “切了3刀,你们得到了几块?” “每一块的大小和原来相比有什么变化?”
学生(举手回答): “切3刀得到了__块。“(实际:第一刀2块,第二刀4块,第三刀8块)”每一块都比原来小了!"
教师(追问,让全班思考): “那你们能总结出细胞分裂的两个变化吗?”
引导学生得出: > 细胞分裂:1个细胞→2个细胞→4个→8个…… > ① 数量越来越多 ✓ > ② 体积越来越小 ✓
学习任务单·任务1填写: > 实验现象:细胞分裂使细胞的数量______,细胞的体积______。 > (填:越来越多 / 越来越小)
🔹 活动B:角色扮演+橡皮泥建模——染色体是怎么“分身”的?(7分钟)
过渡: 教师:“豆腐块模拟让我们看到了细胞数量的变化。但细胞分裂中最核心的问题来了——细胞里的遗传物质怎么分? 如果遗传物质随便分,那子细胞还是原来的细胞吗?”
展示问题(PPT): > 人受精卵里有46条染色体。分裂4次后变成16个细胞,每个细胞里有多少条染色体? > A. 23条 B. 46条 C. 92条 D. 不确定
学生:(举手猜测,多数会选B或C)
教师:“别急着下结论,我们先来做一个小实验,看看染色体到底是怎么分的。”
动手操作:橡皮泥模拟染色体变化
教师引导步骤:
第1步——初始状态 “请拿出1根红色的橡皮泥条,把它稍微拧一下——这代表分裂前细胞核里的一条染色体。”
第2步——复制 “在细胞分裂的准备阶段,染色体要做一个很重要的事情——复制自己。请再取一根同样颜色的橡皮泥条,两根并在一起,中间拧一下——现在它们是两条一模一样的’姐妹染色单体’,中间由一个点连着。”
教师:(举起大号演示模型) “大家看老师手里的——原来1条,现在复制成了2条,但中间还连在一起。”
第3步——排列 “复制完成后,染色体们会整齐地排列在细胞中央——就像同学们做操排好队一样。请把你的染色体模型排到桌子中央。”
第4步——平均分配 “最关键的时刻到了!连接姐妹染色单体的’点’断开了,两条染色体分别向细胞的两端移动——” (教师用大号模型演示:一分为二,各走一边)
学生同步操作:两手分别捏住两根橡皮泥,向左右两边拉开。
第5步——细胞质分裂 “最后,整个细胞从中间’收腰’,一分为二——变成两个子细胞。每个子细胞里有多少条染色体?”
学生齐答:“1条!和原来一样!”
教师:“现在回到刚才的问题——人受精卵有46条染色体,分裂4次后有16个细胞,每个细胞里有多少条?”
学生齐答:“46条!”
教师:“为什么不是变多也不是变少?”
学生:“因为染色体先复制再平均分配,所以每个子细胞和亲代细胞染色体数量一样!”
教师:“回答得太对了!这就是细胞分裂最神奇的地方——复制自己,然后平分家产,保证每个孩子拿到一模一样的’遗传手册’。”
学习任务单·任务2填写:
染色体在细胞分裂中的变化: ①________ → ②排列在细胞中央 → ③________ → 向细胞两端移动 (填:复制 / 平均分成两份)
结论:亲代和子代的染色体数量和形态是______的。 (填:相同)
【环节三】小组合作·排序建构(8分钟)
设计意图:通过排序和排序纠错,让学生主动建构细胞分裂的完整过程,从碎片化知识走向系统理解。
活动:细胞分裂排序大挑战
教师:“刚才我们分步骤做了染色体模型,现在考验你们——每个小组桌上有一套’细胞分裂过程卡牌’,共5张。请你们合作排序,排出细胞分裂的正确顺序。”
卡牌内容(无序): 卡牌编号、 内容、A.细胞核一分为二、B.染色体复制、C 染色体排列在细胞中央、D.染色体平均分成两份,向细胞两端移动、 E.细胞质一分为二,形成两个子细胞
学生活动(4人一组,限时2分钟): 1. 每人先独立思考30秒 2. 小组讨论排序 3. 达成一致后,按顺序贴在任务单上
教师:(2分钟后,邀请一个小组代表上台展示排序结果)
全班核对: > 正确顺序:B(复制)→ C(排列)→ D(分开)→ A(核分)→ E(质分)
追问:“为什么核分裂在前,质分裂在后?”
学生:“因为要先保证遗传物质分均匀了,细胞质再分!”
教师:“说得非常对!‘先遗传、后细胞质’——顺序搞反了,染色体可能分不均匀,子细胞就出大问题了。”
活动:看图排序进阶挑战
教师:(展示PPT中“洋葱根尖细胞分裂装片”图——含①②③三个细胞) “现在是进阶挑战!请观察这张洋葱根尖细胞分裂的装片图,数一数——”
任务①:“视野中大概可以看到_个细胞?其中处于细胞分裂期的有_个?”
学生(观察约30秒后举手): “大概13个细胞,分裂期的有7个左右。”
任务②:“请按细胞分裂的顺序给①②③排序:____ → ____ → ____”
学生(小组讨论后回答): “①细胞中出现染色体(分裂前期)→ ③染色体排列在细胞中央(中期)→ ②染色体向细胞两端移动(后期)”
教师:“完全正确!你们已经能像科学家一样读细胞分裂图了!”
任务③(机动·若时间充裕) :在任务单上绘制2个处于不同分裂阶段的细胞简图。
学习任务单·任务3填写: > 排序:① → ③ → ② > ①细胞中出现________;③染色体排列在________;②染色体向________移动。 > (填:染色体 / 细胞中央 / 细胞两端)
【环节四】自主探究·细胞生长(6分钟)
设计意图:通过观察“液泡变化”示意图和独立思考+同桌交流,引导学生自主建构“细胞生长”概念,并与“细胞分裂”形成对比。
教师引导
教师:“细胞分裂让细胞数量变多了,但每个细胞都变小了。那生物体长大,光靠数量变多够吗?”
展示PPT:植物细胞生长过程示意图(左侧:多个小液泡;右侧:一个中央大液泡)
教师:“请大家观察这张图——同一个植物细胞在’长大’前后,液泡发生了什么变化?”
学生独立思考30秒(不做讨论,先自己想)
同桌交流1分钟(两人一组,互相说说自己的发现)
代表发言: “原来有很多小液泡,后来它们合并成了一个中央大液泡。” “而且细胞体积明显变大了!”
教师:“对!这就是细胞生长——细胞的体积增大,液泡从小变大的过程。那细胞生长过程中,细胞数量变了吗?”
学生齐答:“没变!”
教师:(板书对比,全班齐读)
过程
细胞数量
细胞体积
细胞分裂
增多
变小
细胞生长
不变
增大
联系生活——为银杏树苗出谋划策
教师:“书上P35有个思考题——学校有几株银杏树苗,怎么样才能帮它们茁壮成长?”
同桌讨论(30秒): “浇水、施肥……还有要晒太阳?” “还要通风、除草……”
代表发言: “浇水——细胞生长需要水,液泡才能鼓起来!” “施肥——提供无机盐,细胞才能合成有机物。” “晒太阳——光合作用产生有机物,才能长细胞。”
教师总结: “非常好!动、植物体由小长大,不仅与细胞数量增多和细胞体积增大有关,还受到环境因素的影响。这就是我们今天学到的——生物生长,内外因素共同决定。”
学习任务单·任务4填写: > 细胞生长:细胞的体积______,细胞数量______。 > 动、植物体由小长大与什么有关?______、______、______。 > (填:增大 / 不变 / 细胞数量增多 / 细胞体积增大 / 环境因素)
【环节五】总结凝练·当堂检测(7分钟)
设计意图:以游戏化检测代替枯燥提问,用身体动作+选择题快速检验全课学习效果,确保知识当堂落地。
活动A:全员“身体排序”(3分钟)
教师:“现在请全体起立!我们用身体来演绎细胞分裂的全过程——”
教师口令+学生动作:
教师口令
学生动作
“准备——一个细胞!”
全体站立,双手合拢举过头顶(模拟一个完整的细胞)
“染色体复制!”
双手各握拳,在胸前相对(模拟两条染色体)
“排列在细胞中央!”
双手平伸,手掌相对,放在身体前方
“平均分成两份!”
双手向左右两侧拉开(模拟染色体分开)
“细胞核分裂!”
双手放下,上半身微微向两侧扭动
“细胞质分裂——两个子细胞!”
向左或向右迈一步,和相邻同学组成“两个子细胞”对
教师:(观察全体动作,即时表扬) “大家动作整齐规范!给自己鼓个掌!”
活动B:当堂检测·快速抢答(4分钟)
教师:“最后考考大家——请听题,抢答!”
第1题(判断): > “细胞分裂后,子细胞的染色体数目减半。请判断对错——开始!”
抢答学生:“错!应该是不变,和亲代细胞相同。”
教师:“正确!为什么?”
学生:“因为染色体先复制再平均分配!”
第2题(选择): > “一个细胞连续分裂3次,会形成几个细胞?” > A. 3个 B. 4个 C. 6个 D. 8个
抢答学生:“D,8个!”
教师:“怎么算的?”
学生:“1→2(第1次)→4(第2次)→8(第3次)!”
第3题(展示PPT“考考你”页——46条染色体、4次分裂): > “人受精卵有46条染色体,经过4次分裂变成16个细胞(*注:实际2^4=16),每个子细胞里有多少条染色体?为什么?"
抢答学生:“46条!因为染色体先复制再平均分配,所以子细胞和亲代染色体数量一样!”
教师:“完美!你已经完全掌握了细胞分裂的核心!”
第4题(综合): > “生物体由小长大,跟哪些因素有关?最少说两点。”
抢答学生:“细胞数量增多、细胞体积增大,还有环境因素!”
教师:“三个要点全中!非常棒!”
结束语
教师:“今天我们用豆腐块体验了细胞数量的变化,用橡皮泥模拟了染色体的神奇’分身术’,还用身体演绎了细胞分裂的全过程。大家发现了吗?细胞分裂的秘诀就是——先复制,再平分,遗传稳定不走样。”
教师:(切换PPT最后页)
“今天的作业分两层——”
基础作业: ① 分别绘制动物细胞和植物细胞分裂及生长过程示意图(书上作业) ② 完成生物书P38“本节练习”(预习后完成)
拓展作业(选做): 查阅资料,思考——细胞不能无限长大,这背后有什么原因?
教师:“下节课我们学习细胞分化——分裂出来的细胞是如何变成不同组织的。课后思考:我们体内那么多细胞,它们都长得一样吗?为什么?下课!”
班长:“起立!” 全体学生:“老师再见——!”
五、板书设计
第1节 细胞分裂和分化——细胞分裂与生长
一、细胞分裂(一个细胞→两个细胞)
① 染色体复制 ──→ ② 排列在细胞中央
↓
③ 平均分成两份 → ④ 向细胞两端移动
↓
⑤ 细胞核一分为二 → ⑥ 细胞质一分为二
★ 亲代与子代染色体形态、数量相同
★ 遗传的稳定性
二、细胞生长
细胞体积增大(液泡:多个小→一个中央大)
细胞数量不变 三、生物体由小长大
细胞数量增多 + 细胞体积增大 + 环境因素 关键区别:分裂→数量变多,体积变小
生长→体积变大,数量不变
六、各环节学生动手动脑活动一览
环节
时间
学生动手/动脑活动
参与方式
动脑类型
一
3min
观看受精卵发育视频,思考“1个到40万亿个”
全班观看+思考
激发好奇
二·A
5min
切豆腐块:切3刀模拟3次分裂,计数并观察体积变化
每组1块,4人合作,轮流切+记录
动手操作+数据记录
二·B
7min
橡皮泥建模:模拟染色体复制→排列→分开→分配的全过程
每人2根橡皮泥,同步跟做
动手建构抽象概念
三
5min
卡牌排序:将5张细胞分裂卡牌按正确顺序排列
4人小组讨论→达成一致→贴任务单
逻辑排序+合作协商
三
3min
看图标号:观察洋葱根尖细胞分裂装片图,数细胞数,给分裂期细胞排序
全班观察+举手回答
读图分析
四
4min
观察液泡变化图:独立思考→同桌交流→举手总结细胞生长特点
独立观察→同桌交流→全班汇报
观察归纳+交流论证
四
2min
为银杏树苗献策:运用所学知识提出养护建议
同桌讨论→举手回答
联系生活+迁移应用
五·A
3min
身体排序:全班起立,用身体动作演绎细胞分裂全过程
全班同步动作
体感记忆+全员动起来
五·B
4min
抢答4题:判断+选择+计算+综合,即时检测
全班抢答
即时反馈+查漏补缺
数量代表该活动调动学生思维的深度和动手强度。
全班40分钟动脑动手统计: 动手活动:6项(切豆腐块、捏橡皮泥、贴卡牌、绘图、身体演绎、学习任务单填写),几乎每5分钟就有一次动手操作 - 动脑活动:9项(观看思考、排序推理、观察归纳、类比迁移、联系生活、当堂抢答等),层层递进,全程高密度思维合作活动:4项(小组切豆腐、小组排序、同桌交流、为银杏树苗献策),个体表达:7轮抢答 + 多次举手发言 + 任务单独立填写
七、学习任务单设计(4项任务)
任务1:豆腐块模拟细胞分裂
刀数
“细胞”数
初始
1块
切1刀
____块
切2刀
____块
切3刀
____块
实验结论:细胞分裂使细胞的数量______,细胞的体积______。
任务2:染色体在细胞分裂中的变化
正确顺序(填序号):______ → ______ → ______ → ______ → ______
A. 细胞核一分为二 B. 染色体复制 C. 染色体排列在细胞中央 D. 染色体平均分成两份,向细胞两端移动 E. 细胞质一分为二
核心结论:亲代和子代的染色体______和______是______的。
任务3:洋葱根尖细胞分裂装片观察
① 视野中大概可以看到______个细胞,处于细胞分裂期的有______个。 ② 排序:______ → ______ → ______(填①②③)
任务4:细胞生长与生物体长大
① 细胞生长:细胞的体积______,细胞数量______。 ② 动、植物体由小长大与______、______和______有关。
八、课堂评价量规
评价维度
优秀(★★★)
达标(★★)
待加强(★)
动手操作
能独立完成豆腐块切割和橡皮泥建模,操作规范有序
能在同伴帮助下完成操作
操作不熟练,需要教师指导
科学思维
能准确排序细胞分裂过程,正确解释“染色体形态数量不变”的原因
能排序但有1-2处错误或理解不到位
无法独立排序,对染色体变化理解模糊
合作交流
积极参与小组讨论,能清晰表达自己的观点并倾听他人
能参与讨论但表达不够清晰
参与度低,不愿发表意见
知识掌握
当堂检测4题全对,能用自己的语言解释核心概念
答对2-3题
答对0-1题
九、设计亮点总结
1️⃣ 全员动手·密度极高
本课设计了6项动手活动(切豆腐块、捏橡皮泥建模、卡牌排序贴任务单、看图标注、身体演绎、任务单填写),平均每5分钟就有一次动手操作,真正做到“全员动起来、人人有事做”。
2️⃣ 抽象概念·模型化解
将抽象的“染色体复制与分配”转化为橡皮泥建模的具身操作,学生亲手“复制→排列→分开→分配”染色体,比单纯看动画或听讲解理解更深。课标教学提示明确指出“运用实物、图片、影像资料等直观教学资源”,橡皮泥模型属典型的直观教学手段。
3️⃣ 体感记忆·全脑参与
“身体排序”环节让全班起立,用动作演绎细胞分裂全过程。运动皮层+视觉皮层+语言皮层的多通道激活,大大提升记忆效率。
4️⃣ 合作学习·思维碰撞
分组切豆腐、卡牌排序、同桌交流——多种合作形式穿插,让学生在“做中学”的同时有充分的“说中悟”机会。课标倡导的“以探究为主的多种主动学习方式”在此得到落实。
5️⃣ 当堂检测·闭环反馈
以抢答竞赛+身体动作替代传统纸笔检测,4道检测题分层次(判断→选择→计算→综合)覆盖全课核心知识,当堂检验学习效果,不留知识盲点到课后。
6️⃣ 与课标精准对标
本课所有活动设计均指向课标内容要求“1.2.1 细胞能通过分裂和分化形成不同的组织”和学业要求“描述细胞分裂和分化的基本过程”,教学目标与课标一一对应,体现“教学评一致性”。
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