6.1 细胞的增殖 教学设计 高中生物学人教版（2019）必修1

第6章 细胞的生命历程
第1节 细胞的增殖
（教学设计）
一、基本信息
授课年级：高一年级
课时安排：2课时
教材版本：人教版（2019）必修1《分子与细胞》
二、核心素养渗透
1. 生命观念：理解细胞增殖是生命延续的基础，形成结构与功能相适应的生物学观点。
2. 科学思维：通过模型构建、数据分析，培养归纳推理和逻辑分析能力。
3. 科学探究：通过实验观察有丝分裂过程，掌握科学探究的基本方法。
4. 社会责任：探讨癌细胞增殖的机制，关注健康生活方式对疾病预防的意义。
教学重难点分析
教学重点：
1. 有丝分裂各时期的特点及染色体行为变化规律。
2. 细胞周期的概念及分裂间期与分裂期的划分。
3. 实验“观察根尖分生区细胞的有丝分裂”的操作与结果分析。
教学难点：
1. 染色体、DNA数量变化的动态分析及曲线绘制。
2. 区分动植物细胞有丝分裂的异同点。
3. 理解细胞大小与物质运输效率的关系，解释细胞不能无限长大的原因。
教学资源准备
1. 多媒体资源：细胞增殖动画、显微照片、数据图表。
2. 实验材料：洋葱根尖、盐酸、酒精、甲紫染液、显微镜等。
3. 模型工具：染色体动态变化模型、细胞周期示意图。
4. 案例素材：癌细胞增殖案例分析、不同生物细胞周期数据表。
教学过程设计
第1课时：细胞周期与植物细胞有丝分裂
1. 教学导入（10分钟）
【创新情境导入】
视频展示：播放《种子萌发与植物生长》延时摄影视频，展示种子从萌发到长成植株的动态过程。
问题链引导：
1. “种子萌发过程中，细胞如何支持植物体的快速生长？”
2. “若细胞仅通过体积增大实现生长，是否会存在生物学限制？”
3. “生物体的生长主要依赖细胞数量增加还是体积增大？”
学生活动：分组讨论，结合生活经验提出猜想，并总结：细胞增殖是生物体生长的基础。
2. 新课讲授（30分钟）
（1）细胞增殖的意义与方式
核心概念：
细胞增殖：通过细胞分裂增加细胞数量的过程。
增殖意义：生物生长、发育、繁殖和遗传的基础。
案例对比：
单细胞生物（如草履虫）通过增殖繁衍后代。
多细胞生物（如人类）通过增殖补充衰老、损伤的细胞。
（2）细胞周期与阶段划分
模型展示：动态演示细胞周期示意图（间期→分裂期→间期）。
核心概念：
细胞周期：连续分裂的细胞，从一次分裂完成到下一次分裂结束的全过程。
阶段划分：分裂间期（物质准备）占90%95%，分裂期（M期）占5%10%。
数据分析：
细胞类型 细胞周期总时长（h） 分裂间期（h） 分裂期（h）
蚕豆根尖 19.3 17.5 1.8
小鼠小肠 15.0 13.5 1.5
结论：不同细胞的细胞周期差异主要源于分裂间期。
（3）植物细胞有丝分裂过程
动态视频演示：播放植物细胞有丝分裂全过程动画。
分阶段讲解：
前期：
特点：染色质螺旋成染色体，核膜解体，纺锤体形成。
口诀：膜仁消失现两体（核膜、核仁消失，染色体和纺锤体出现）。
中期：
特点：染色体排列于赤道板，形态稳定便于观察。
口诀：形定数清赤道齐。
后期：
特点：姐妹染色单体分离，染色体数目加倍。
口诀：粒裂数增均两极。
末期：
特点：染色体解螺旋，核膜重建，细胞板形成新细胞壁。
口诀：两消两现重开始（核膜、核仁重现，细胞壁形成）。
学生活动：绘制2条染色体的有丝分裂各时期模式图，标注关键特征。
3. 巩固练习（15分钟）
【例题1】
下图为某植物细胞有丝分裂示意图，判断各时期并填写染色体与DNA数目：
答案：
①前期：染色体4条，DNA 8个；
②中期：染色体4条，DNA 8个；
③后期：染色体8条，DNA 8个；
④末期：染色体4条，DNA 4个。
【例题2】
细胞周期中，DNA复制发生在（ ）
A. 分裂间期
B. 分裂前期
C. 分裂中期
D. 分裂后期
答案：A
4. 课堂小结（5分钟）
板书提纲：
```
一、细胞周期
1. 概念：连续分裂细胞的周期性过程
2. 阶段：间期（物质准备）→ 分裂期（M期）
二、植物细胞有丝分裂
1. 前期：染色体形成，核膜解体
2. 中期：赤道板排列
3. 后期：染色体均分
4. 末期：细胞板形成
```
第2课时：动物细胞与无丝分裂、实验观察
1. 教学导入（10分钟）
【情境回顾】
图片展示：植物细胞有丝分裂各时期显微照片。
问题引导：
1. “动物细胞是否以相同方式进行分裂？”
2. “如何通过实验观察细胞分裂过程？”
学生活动：对比动植物细胞结构差异，推测分裂过程的不同点。
2. 新课讲授（30分钟）
（1）动物细胞有丝分裂的特点
视频演示：动物细胞有丝分裂动态过程。
对比分析：
差异点 植物细胞 动物细胞
纺锤体形成方式 细胞两极发出纺锤丝 中心体发出星射线
细胞分裂方式 细胞板形成新细胞壁 细胞膜内陷缢裂
（2）无丝分裂的特点与实例
过程图解：
1. 细胞核延长并缢裂为二。
2. 细胞质随后缢裂，形成两个子细胞。
特点：无染色体和纺锤体变化，但有DNA复制。
实例：蛙的红细胞分裂。
（3）实验：观察根尖分生区细胞有丝分裂
实验步骤：
1. 根尖培养：洋葱根尖置于清水中培养至12cm。
2. 装片制作：
解离（盐酸+酒精）→ 漂洗 → 染色（甲紫） → 制片。
3. 显微观察：低倍镜找到分生区，高倍镜观察各时期细胞。
结果分析：
间期细胞最多：占细胞周期90%以上。
无法连续观察：解离导致细胞死亡。
3. 模型探究：细胞不能无限长大的原因
【实验设计】
材料：不同体积琼脂块（模拟细胞大小）。
步骤：
1. 将琼脂块浸泡于NaOH溶液中，计算物质扩散效率。
2. 分析表面积/体积比与运输效率的关系。
结论：
细胞体积越大，物质运输效率越低。
细胞核调控能力有限，限制细胞无限增大。
4. 巩固练习（15分钟）
【例题3】
下列哪项是鉴别动植物细胞有丝分裂的最可靠依据？
A. 染色体行为
B. 纺锤体形成方式
C. 细胞质分裂方式
D. DNA复制次数
答案：C
【例题4】
癌细胞的特征不包括（ ）
A. 无限增殖
B. 形态结构改变
C. 代谢速率降低
D. 易分散转移
答案：C
5. 课堂小结（5分钟）
板书提纲：
```
一、动物细胞有丝分裂
1. 中心体参与纺锤体形成
2. 细胞膜缢裂完成分裂
二、无丝分裂
1. 特点：无染色体变化
2. 实例：蛙的红细胞
三、实验观察
1. 关键步骤：解离→漂洗→染色→制片
2. 结果分析：间期细胞占比最大
```
三、课后拓展
1. 实践任务：设计实验探究温度对细胞周期的影响。
2. 社会议题讨论：结合癌细胞增殖特点，撰写短文《如何科学预防癌症》。