1.2.1 细胞是生物体结构和功能的基本单位（教学设计） 2026-2027学年济南版初中生物七年级上册

细胞是生物体结构和功能的基本单位 教学设计 济南版·初中生物学·七年级上册·第一单元第二章第一节 一、教材分析 本节是济南版七年级上册第一单元“奇妙的生命现象”第二章第一节，是学生从宏观生命现象迈入微观细胞世界的开篇。教材以罗伯特·胡克发现细胞的科学史为切入点，安排“制作并观察动植物细胞临时装片”分组实验，引导学生亲历显微观察过程，再通过草履虫趋性探究阐明细胞是功能的基本单位，最终落脚于细胞学说的建立，为后续学习细胞分裂分化与生物体结构层次奠定认知基础。 二、四维核心素养 生命观念：通过观察动植物细胞结构，建立“细胞是生物体结构和功能基本单位”的结构与功能观；认同一切动植物由细胞构成，形成生物体统一的生命观念。 科学思维： 通过对比动植物细胞结构异同，运用归纳与比较的方法概括细胞共同特征；基于草履虫趋性实验现象，推理单细胞生物独立完成生命活动的逻辑，发展归纳概括与演绎推理能力。 探究实践： 亲历制作洋葱鳞片叶内表皮细胞和人体口腔上皮细胞临时装片的完整操作，规范使用显微镜观察并绘制细胞结构简图；设计并实施草履虫趋性探究方案，提升动手操作与实验设计能力。 态度责任： 认同细胞学说建立是多位科学家长期观察与归纳概括的结果，体会科学探索的艰辛与传承；养成爱护显微镜、规范取用实验材料的良好实验习惯，关注细胞研究在医药健康等领域的应用价值。 三、教学重难点 重点：细胞的基本结构与功能；动植物细胞结构的主要不同点；细胞是生物体结构和功能的基本单位。难点：独立规范制作临时装片并正确使用显微镜观察细胞；理解细胞各结构与其功能的对应关系。 四、设计意图 本课以“细胞”这一核心概念为主线，采用任务驱动式教学策略，将知识解构为五个递进式学习任务。任务一以科学史情境引发认知冲突，激发探究欲望；任务二组织学生分组制作临时装片，在“做中学”中掌握显微观察技能；任务三通过对比分析建构动植物细胞结构概念；任务四以草履虫探究活动深化“细胞是功能基本单位”的理解；任务五回归细胞学说，完成概念的系统化建构。全程围绕新课标倡导的探究实践理念，让学生在真实实验操作中发展科学思维，在合作交流中形成生命观念，同时渗透科学态度与社会责任教育，实现四维核心素养的协同落地。 五、教学过程 任务一：情境创设——“小格子”里的大发现 【任务情境】 教师展示一组建筑物与砖瓦的对比图片，提问：宏伟的建筑物是由一块块砖瓦砌成的，那老虎、花朵、细菌这些形态各异的生物，它们身体结构上的“砖瓦”是什么呢？引导学生大胆猜测。 【教师活动】 教师讲述科学史故事：1665年，英国科学家罗伯特·胡克用自制的显微镜观察软木塞切片，发现了许多蜂窝状的“小格子”，他把这些小格子称为“cell”（细胞）。但胡克当时看到的只是死细胞的细胞壁。此后，列文虎克用更精良的显微镜首次观察到了活的细菌和原生动物。教师展示细胞大小悬殊的资料：人的红细胞直径仅约8微米，而鸵鸟未受精的卵细胞直径可达8至10厘米，二者体积相差数百万倍。 【学生活动】 学生聆听科学史，阅读教材第28页相关内容，思考并回答：胡克看到的“小格子”实际是什么结构？为什么后来的科学家能观察到更多活细胞？学生结合课前预习，初步认识到细胞的形态大小千差万别，但都是生物体结构的基本单位。 【设计意图】 以科学史故事创设认知情境，用“砖瓦”类比引发学生对生物基本结构单位的思考，自然导入本课主题。通过介绍胡克与列文虎克的贡献对比，让学生体会显微镜技术进步对生物学发展的推动作用，渗透科学本质观教育。 任务二：实验探究——制作临时装片，显微观察细胞 【任务情境】 教师提问：我们想亲眼看到细胞，应该怎么做？直接把洋葱或口腔放到显微镜下能看清楚吗？引导学生得出结论：必须将被观察的材料处理成薄而透明的玻片标本。由此引出“临时装片”的制作任务。 【任务布置】 各实验小组分工合作，分别完成两项临时装片的制作与观察：（1）洋葱鳞片叶内表皮细胞临时装片；（2）人体口腔上皮细胞临时装片。要求按照规范步骤操作，在显微镜下找到清晰的细胞物像，并绘制观察到的细胞结构简图。 【方法指导——制作洋葱鳞片叶内表皮细胞临时装片】 教师边演示边讲解操作要领，将制作步骤概括为六个关键字：擦、滴、撕、展、盖、染。 第一步“擦”：用干净的纱布把载玻片和盖玻片擦拭干净。教师强调盖玻片易碎，擦拭时要轻捏边缘，防止碎裂划伤手指。 第二步“滴”：用滴管在载玻片中央滴一滴清水。教师追问：为什么滴清水而不是其他液体？引导学生理解植物细胞有细胞壁支持，清水可维持细胞的正常形态。 第三步“撕”：把洋葱鳞片叶向外折断，用镊子从鳞片叶的内表面撕取一块薄而透明的薄膜。教师强调材料越薄越好，最好是一层细胞的厚度，否则多层细胞重叠将无法观察。 第四步“展”：把撕取的薄膜放在载玻片中央的水滴中，用解剖针轻轻展平。教师提醒：展平是为了防止细胞重叠影响观察效果。 第五步“盖”：用镊子夹起盖玻片，使它的一侧先接触载玻片上的液滴，然后缓缓放平。教师重点强调：这一步操作的目的是避免盖玻片下出现气泡，影响观察。教师引导学生区分细胞与气泡：气泡一般呈圆形或椭圆形，边缘黑而粗，轻压盖玻片会变形移动；而细胞具有一定的形态和结构，轻压不变形、不移动。 第六步“染”：在盖玻片的一侧滴加碘液，从另一侧用吸水纸吸引，重复两到三次，使碘液浸润标本的全部。教师讲解染色的作用：使细胞结构更清晰，便于观察。 【方法指导——制作人体口腔上皮细胞临时装片】 教师对比讲解人体口腔上皮细胞临时装片的制作要点，同样概括为六个关键字：擦、滴、刮、涂、盖、染。 与植物细胞装片的关键区别在第二步“滴”：在载玻片中央滴一滴质量分数为0.9%的生理盐水，而不是清水。教师深入追问：为什么滴生理盐水而不是清水？引导学生分析：动物细胞没有细胞壁，如果滴清水，细胞会吸水膨胀甚至破裂；如果盐水浓度过高，细胞又会失水萎缩。0.9%的生理盐水与人体体液浓度基本一致，能够维持细胞的正常形态。 第三步“刮”：先用凉开水漱口，清除口腔内的食物残渣，再用消毒牙签在口腔侧壁处轻轻刮几下。教师提醒刮取时力度要轻柔，避免损伤口腔黏膜。 第四步“涂”：把牙签上附有碎屑的一端，放在载玻片中央的生理盐水中均匀涂抹几下。教师强调涂抹均匀是为了防止细胞重叠。 【学生实验操作】 各小组按照分工，一人制作洋葱表皮细胞装片，一人制作口腔上皮细胞装片，其他同学协助操作显微镜观察。教师巡回指导，及时纠正不规范操作，重点关注盖盖玻片的手法、染色操作以及显微镜对光和调焦环节。 学生在低倍镜下找到清晰的细胞物像后，仔细观察细胞的形态和结构，并用3H铅笔绘制细胞结构简图。教师指导绘图要领：以点和线为主，要求科学、真实、清晰；标注结构名称时在图的右侧引出水平指示线，图下方注明图名。 【交流展示】 各小组展示绘制的细胞结构简图，描述观察到的细胞形态。教师引导学生发现：洋葱鳞片叶内表皮细胞呈规则的长多边形排列，而口腔上皮细胞形态不规则、边缘零散。教师追问原因，为下一任务的对比分析做铺垫。 【设计意图】 本任务是本课的核心探究环节。通过“六字诀”口诀帮助学生记忆临时装片制作步骤，降低操作难度。植物细胞与动物细胞装片制作的对比设计，让学生在操作中自发发现“滴清水”与“滴生理盐水”的差异，为理解动植物细胞结构差异积累感性经验。绘图训练培养学生严谨的科学表达习惯。 任务三：比较归纳——动植物细胞结构的异同 【任务情境】 教师展示教材第32页动植物细胞结构示意图，提问：我们在显微镜下看到的洋葱表皮细胞和口腔上皮细胞，它们的形态、大小各不相同，那它们的内部结构是否也存在差异？请同学们结合观察结果和教材插图，完成动植物细胞结构的比较。 【自主学习与合作讨论】 学生阅读教材第32页相关内容，对照动植物细胞结构模式图，独立识别各部分结构名称，然后小组合作完成比较表格。 教师引导学生逐一梳理各结构： 细胞壁：位于植物细胞最外层，较厚，具有支持和保护细胞的作用。动物细胞没有细胞壁。这就解释了为什么洋葱表皮细胞形态规则而口腔上皮细胞形态不规则——细胞壁起到了支撑和维持形态的作用。 细胞膜：紧贴细胞壁内侧的一层极薄的膜，在普通光学显微镜下不易看清。动物细胞的最外层就是细胞膜。细胞膜具有保护作用，还能控制物质进出细胞——让有用的物质进入，把有害物质挡在外面。 细胞质：细胞膜以内、细胞核以外的透明黏稠物质，是细胞进行新陈代谢的主要场所。植物细胞的细胞质中含有叶绿体、液泡等结构，动物细胞的细胞质中没有液泡和叶绿体，但二者都有线粒体。 细胞核：近似球形，外有核膜包被，含有遗传物质，是细胞的遗传信息库。动植物细胞都具有细胞核。 液泡：植物细胞细胞质中的泡状结构，内部充满细胞液，溶解着多种物质（如糖分、色素、酸味物质等）。我们吃西瓜时流出的甘甜汁液就是细胞液，来自液泡。 叶绿体：植物绿色部分的细胞中含有绿色的叶绿体，是光合作用的场所。需要特别说明的是，洋葱鳞片叶内表皮细胞中不含叶绿体，因为它生长在地下不见光。 线粒体：动植物细胞的细胞质中都有线粒体，是呼吸作用的主要场所，为细胞生命活动提供能量。 【归纳总结】 师生共同归纳动植物细胞的异同点：相同点是都有细胞膜、细胞质、细胞核，细胞质中都有线粒体；不同点是植物细胞有细胞壁、液泡，绿色部分的细胞还有叶绿体，而动物细胞没有这些结构。 教师进一步引导：我们身边的生物，有的身体只有一个细胞，如草履虫、衣藻、变形虫，称为单细胞生物；有的身体由许多细胞构成，如玉米、大熊猫、人，称为多细胞生物。无论是单细胞生物还是多细胞生物，细胞都是它们结构的基本单位。 【设计意图】 本任务通过观察、阅读、比较、归纳的思维过程，帮助学生自主建构动植物细胞结构的概念。将结构与功能对应讲解（如细胞壁维持形态、细胞膜控制物质进出、液泡贮存细胞液），渗透“结构与功能相适应”的生命观念。联系生活实例（西瓜汁液、洋葱表皮无叶绿体）增强知识的迁移应用。 任务四：探究实践——细胞是功能的基本单位 【任务情境】 教师提问：我们已经知道细胞是生物体结构的基本单位，那么细胞是不是生物体功能的基本单位呢？一个细胞能不能独立完成各种生命活动？教师展示草履虫的形态图：草履虫全身布满纤毛，形如一只倒转的草鞋，它整个身体只有一个细胞。这一个细胞能不能完成取食、呼吸、排泄、运动、对外界刺激作出反应等全部生命活动呢？ 【探究活动：探究草履虫的趋性】 教师引导学生按照科学探究的基本环节设计实验： 提出问题：草履虫对外界刺激会作出怎样的反应？ 作出假设：草履虫会逃避有害刺激，趋向有利刺激。 制订方案：在载玻片两端各滴一滴草履虫培养液，将两滴培养液连通。在培养液的一侧边缘放少许质量分数为5%的食盐水（不利刺激），另一侧不放任何东西作为对照。用显微镜或放大镜观察草履虫的运动方向。 实施实验：各小组按照方案操作，仔细观察并记录草履虫的运动方向。教师巡回指导，提醒学生注意食盐水不要放太多，以免影响草履虫的正常活动。 得出结论：学生观察发现，草履虫向没有食盐水的一侧运动，说明草履虫能够逃避有害刺激。教师补充：如果在培养液一侧滴加少许牛肉汁（有利刺激），草履虫会趋向牛肉汁一侧。由此得出结论：草履虫能够对外界刺激作出反应，趋向有利刺激、逃避有害刺激。 【深入讨论】 教师组织小组讨论：草履虫整个身体只有一个细胞，它还能完成哪些生命活动？引导学生结合已有知识和教材内容梳理：草履虫通过纤毛摆动在水中旋转前进（运动）；通过口沟摄取细菌和有机碎屑作为食物（取食）；通过表膜进行气体交换（呼吸）；通过收集管和伸缩泡排出体内多余的水分和废物（排泄）。这些生命活动全部由这一个细胞完成。 教师进一步追问：对于多细胞生物来说，比如人，体内有数万亿个细胞，这些细胞是不是各自独立完成所有生命活动？引导学生理解：多细胞生物体内的细胞彼此协作、密切配合，共同完成一系列复杂的生命活动。例如，人体的红细胞负责运输氧气，神经细胞负责传导兴奋，肌肉细胞负责收缩运动。不同细胞分工合作，使生物体成为一个统一的整体。 【归纳结论】 师生共同总结：无论是单细胞生物还是多细胞生物，细胞都是进行生命活动的基本单位。细胞中的各种结构都担负着一定的功能，它们紧密联系、相互协调，使细胞成为一个有机的统一整体，共同完成各项生命活动。 【设计意图】 本任务通过草履虫趋性探究活动，让学生亲历完整的科学探究过程（提出问题、作出假设、制订方案、实施实验、得出结论），发展探究实践能力。从单细胞生物的独立生命活动到多细胞生物的细胞协作，层层递进地阐明“细胞是功能的基本单位”这一核心概念，完成从结构到功能的认知升华。 任务五：科学史回顾——建构细胞学说 【任务情境】 教师引导：从胡克1665年发现“小格子”，到我们今天在显微镜下清晰地观察到动植物细胞的精细结构，前后经历了近两百年。最终，是谁把细胞研究的成果系统化为伟大的生物学理论？ 【科学史讲述】 教师讲述：19世纪30年代，德国植物学家施莱登在多年观察各种植物的基础上，提出“所有植物都是由细胞构成的”。随后，德国动物学家施旺通过对多种动物的观察研究，将这一结论扩展到动物界——“一切动物也是由细胞构成的”。两位科学家通过严谨的科学观察和归纳概括，共同创立了细胞学说。 教师在黑板上书写细胞学说的主要内容：一切植物和动物都是由细胞构成的；细胞是生物体结构和功能的基本单位。 【讨论与升华】 教师组织学生讨论：从胡克发现细胞到施莱登、施旺创立细胞学说，前后经历了近一百七十年。这一过程给我们什么启示？引导学生体会：科学发现不是一蹴而就的，需要一代代科学家的持续探索和积累；科学结论的得出需要基于大量观察事实的归纳概括；显微镜等技术工具的进步推动了生物学理论的发展。 教师补充：细胞学说的建立被誉为19世纪自然科学的三大发现之一（另两大发现是能量守恒与转化定律、达尔文生物进化论），它使生物学的研究从宏观形态层面深入到微观细胞层面，为后来的生物学发展奠定了坚实基础。 【设计意图】 本任务以科学史收束全课，将前面的观察实验、结构比较、功能探究串联成一条完整的认知线索。通过讨论细胞学说建立的漫长历程，让学生体会科学探索的传承性和艰巨性，渗透科学态度与社会责任的培养，实现四维核心素养的整体落地。 课堂小结 教师引导学生回顾本课学习路径：从胡克发现细胞的科学史出发，通过制作临时装片在显微镜下亲眼观察到洋葱表皮细胞和口腔上皮细胞的形态结构；通过对比归纳掌握了动植物细胞的异同；通过草履虫趋性探究理解了细胞是功能的基本单位；最终在细胞学说的高度上形成了“细胞是生物体结构和功能的基本单位”这一核心概念。 六、板书设计 第一节 细胞是生物体结构和功能的基本单位 一、细胞的发现 1665年 罗伯特·胡克 → 软木塞“小格子” 二、临时装片制作（六字诀） 植物细胞：擦→滴（清水）→撕→展→盖→染 动物细胞：擦→滴（0.9%生理盐水）→刮→涂→盖→染 三、细胞的基本结构 ┌ 细胞壁（植物）——支持、保护 │ 细胞膜——保护、控制物质进出 │ 细胞质——新陈代谢的主要场所 │ ├ 叶绿体（植物绿色部分）——光合作用 │ ├ 液泡（植物）——含细胞液 │ └ 线粒体（动、植物都有）——呼吸作用 └ 细胞核——含遗传物质，遗传信息库 四、动植物细胞比较 相同点：细胞膜、细胞质、细胞核、线粒体 不同点：植物细胞有细胞壁、液泡、叶绿体 五、细胞学说（施莱登、施旺） 一切动植物由细胞构成；细胞是生物体结构和功能的基本单位 学科网（北京）股份有限公司 $