6.1 细胞的增殖（第2课时）教学设计（表格式）---2025-2026学年高一上学期《生物》（人教版）必修1

6.1细胞的增殖（第2课时）教案
课题 6.1细胞的增殖 单元 必修1 学科 生物 年级 高中
教材分析 在上一课时中，分析讲解了有丝分裂的意义和过程，这节课将通过题目—画出进行有丝分裂细胞的细胞周期中染色体、DNA和每条染色体上DNA的数量变化曲线和观察洋葱根尖有丝分裂实验、细胞大小与物质运输的关系实验来进一步加深理解记忆有丝分裂的过程和意义。
教学目标及核心素养 生命观念：认同生物体是通过细胞分裂生长、发育、繁殖的 科学思维：细胞通过细胞分裂增加细胞数量。通过实验情境分析，解释细胞不能无限长大的原因和细胞增殖的必要性。 科学探究：分析细胞的分裂过程。 社会责任：珍惜生命，尊重生命。
重点 真核细胞有丝分裂过程中，各个时期染色体的行为和数目变化，以及DNA数量的变化。
难点 1.通过实验观察植物细胞的有丝分裂，并概述其过程。 2.真核细胞有丝分裂过程中染色体行为和数目的变化及DNA数量的变化
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 回顾有丝分裂的过程，并请学生描述出有丝分裂各个时期的特点。 提问：细胞为什么不能无限长大？是什么因素限制了细胞的长大？ 接下来我们一起来学习思维训练——运用模型作解释（细胞能无限长大吗？） 回顾有丝分裂的过程，说出有丝分裂各个时期的特点。 思考与讨论细胞不能无限长大的原因。 回顾旧知让学生进入学习状态，锻炼学生表达能力，加深学生记忆理解有丝分裂过程。 启发思维，产生质疑，激发探索新知的欲望。
讲授新课 一、思维训练 运用模型作解释 细胞不能无限长大的原因很多，细胞的大小影响物质运输的效率，可以作为一种解释。 1.现有3个大小不同的细胞模型，如下图所示，计算每个“细胞”的表面积与体积的比值。 2.物质在细胞中的扩散速率是一定的，假定某种物质如葡萄糖通过“细胞膜”后，向内扩散的深度为0.5 mm。计算这3个“细胞”中物质扩散的体积与整个“细胞”体积的比值。 展示模型：限制细胞大小的原因有很多，我们可以尝试从细胞大小和物质运输效率之间关系的角度进行解释。又因为细胞非常微小，不便于直接进行实验操作，所以可以用不同大小的立方块放大模拟细胞，进行模型分析。 展示3个大小不同的细胞模型，计算表面积与体积比，扩散体积/总体积之比 细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大 细胞通过其表面与外界进行物质交换，但是细胞大小不同，不能直接比较表面积，要比较单位体积下的表面积，即相对表面积。相对表面积大，则物质交换效率高。 讨论1.细胞的表面积和体积的比值与细胞的大小有什么关系？ 提示：细胞越小，表面积与体积的比值越大。 讨论2.从物质运输的效率看，细胞为什么不能太大？ 提示：细胞越大，其表面积与体积的比值越小，物质运输效率越低。 ①琼脂块的相对表面积随琼脂快体积增大而减小；②NaOH扩散的体积与琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大而减小。 总结：细胞不能无限长大的原因。 表面积与体积的关系限制细胞长大；细胞核的控制范围有限。 核质比（细胞核的控制范围有限）：细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加。 讨论3.细胞越小，细胞相对表面积就大，细胞的物质运输的效率就越高，越有利于细胞与外界的物质交换，那么，细胞体积是不是越小越好？ 提示：细胞不是越小越好，因为细胞中有众多的必需物质和细胞器，细胞太小，就没有足够的空间，细胞就不能进行相应的生命活动，发挥出相应的生理功能。细胞体积最小限度，是由完成细胞功能所必须的基本结构和物质所需要的空间决定的。 思维训练：小组合作，运用模型分析细胞大小和物质运输效率之间的关系，解释细胞不能无限 长大的原因。 小组讨论，回答问题。 讨论1.通过计算，发现相对表面积与细胞大小成反比； 讨论2.联系之前细胞基本结构中学习的细胞膜的功能是控制物质的进出，细胞质是代谢的主要场所，所以细胞越大，相对表面积越大，物质运输效率越低，所以细胞不能无限长大； 讨论3.基于细胞的基本结构与功能的知识，分小组讨论，总结出组成细胞的结构（如核糖体等）和物质（如酶等）必须占据一定的空间，细胞内各种生化反应的进行也需要一定的空间，这些因素决定了细胞的体积不能太小。 该实验为探究性实验，用实验顺序讲解实验具有条理性。 让学生参与“运用模型做解释”的科学思维过程，认同细胞需要通过增殖来保证物质运输的效率，关注细胞分裂对生命活动的意义，并通过思考细胞是不是越小越好养成辩证思维。
讲授新课 二、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 播放视频《观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂》 组织学生阅读教材P116-117探究实践部分，通过视频和阅读教材，带领学生了解该实验的实验原理，目的要求，材料用具，实验步骤等。 补充知识： 分生区组织细胞的特点是：呈正方形，排列紧密； 提问：如何观察呢？ 提示：（1）高倍显微镜 （2）碱性染料（甲紫溶液） （3）使植物细胞分散开来。 【实验原理】 1.在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞。 2.由于各个细胞的分裂是独立进行的，因此在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。 3.通过高倍显微镜观察有丝分裂各个时期细胞内染色体的存在状态，可以判断这些细胞分别处于有丝分裂的哪个时期。 4.染色体（质）容易被碱性染料（如甲紫溶液，旧称龙胆紫溶液）着色。 【目的要求】 1.制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片。 2.观察植物细胞有丝分裂的过程，识别有丝分裂的不同时期，比较细胞周期中不同时期的时间长短。 3.绘制植物细胞有丝分裂简图。 【材料用具】 1.材料：洋葱（可以用蒜、葱代替）。 2.用具：显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，镊子，剪刀，滴管。 3.试剂：质量浓度为0.01 g/mL或0.02 g/mL甲紫溶液（将甲紫溶液在质量分数为2%的醋酸溶液中配制而成）或醋酸洋红液，质量分数为15% 盐酸（HCl），体积分数为95%的酒精（C2H5OH）溶液，洋葱根尖细胞有丝分裂固定装片。 【实验步骤】 组织学生低倍镜观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂永久装片，再用高倍镜观察染色体的行为并用模式图记录，尝试描述染色体行为。 过程： 第一步：洋葱根尖的培养。 实验前3～4 d，将洋葱放在装满清水的广口瓶上，底部接触水； 装置放在温暖处； 待根长约5 cm时，取生长健壮的根尖制成临时装片观察。 提问：为什么要选择根尖而不是茎尖作为实验材料？提示：根尖染色体数目较少且分裂期占细胞周期时间比例大。 第二步：装片的制作 1.解离 方法：上午10时-下午2时，剪取2-3 mm长的洋葱或大蒜根尖，放入盛有解离液（盐酸和酒精1：1混合）的培养皿中 时间：3-5 min 目的：用药液使组织中细胞相互分离开来。解离细胞，并杀死细胞，使细胞停留在不同的分裂时期。 提问：解离时间过长或过短有什么影响？ 提示：时间过长染色体易破坏；时间过短则导致解离不充分。 2.漂洗 方法：根尖酥软后，放入盛有清水的培养皿。 时间：10 min 目的：洗去材料中残余的解离液，防止解离过度，便于染色（洗去药液，防止解离过度，便于染色）。 3.染色 方法：甲紫溶液（醋酸洋红液） 时间：3-5 min 目的：使染色体着色。 提问：染色时间过长会有什么影响？ 提示：显微镜下一片紫色，无法观察到染色体。 注意：控制好染色时间。 4.制片 方法：①载玻片中央滴一滴清水 ②镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片 ③并用手指轻轻按压。 目的：使细胞分散开，便于观察。 第三步：洋葱根尖细胞有丝分裂的观察 1.把制成的装片先放在低倍镜下观察，扫视整个装片，找到分生区细胞：细胞呈正方形，排列紧密。再换成高倍镜仔细观察，首先找出分裂中期的细胞，然后再找前期、后期、末期的细胞，注意观察各时期细胞内染色体形态和分布的特点。最后观察分裂间期的细胞。 2.如果自制装片的效果不太理想，可以观察洋葱根尖有丝分裂固定装片。 3.调节显微镜的放大倍数，使你能够在视野中同时看到约50个细胞，仔细统计视野中处于各时期的细胞数，记录在记录表“样本1”中。把视野移动到分生区一个新的区域再统计，然后记录在记录表“样本2”中。对数据进行整理，填入表中。 观看完整根尖分生组织细胞的有丝分裂实验视频。放映普通光学显微镜下的细胞有丝分裂图片。 第四步：绘图 绘出植物细胞有丝分裂中期简图。 思考：能否将视野固定在一个细胞中观察其连续的变化过程 提示：将视野固定在一个细胞观察不到动态分裂过程，因为细胞解离后已被杀死，所以要通过移动装片寻找不同时期的细胞分裂图像。 【结论】 根据观察结果，用自己的语言描述细胞周期各个时期的特点。 在显微镜的一个视野中看到的细胞，多数处于细胞有丝分裂的间期，因为在一个细胞周期中，间期所占的时间占整个细胞周期的90%～95%，时间与细胞数目成正比。另外，在一个视野中，往往不容易找全有丝分裂过程中各个时期的细胞，可以慢慢地移动装片，从邻近的分生区细胞中寻找。 【讨论】 讨论1.在你的观察结果中，处于哪一期细胞最多？为什么？ 提示：分裂间期细胞数量最多，因为分裂间期所占时间远远大于分裂期。 讨论2.如何比较细胞周期中不同时期的时间长短？你可以数一数视野中5个不同时期细胞数目。统计全班的结果，求每个时期细胞数目的平均值。（提示：洋葱根尖细胞染色体数目为8对。一个细胞周期大约需要12 h） 提示：观察到的不同时期细胞数目的多少，可反映出各时期经历时间的长度；每一时期的时间＝总细胞周期×每一时期细胞数占总细胞数的比例。 讨论3：能观察到某个细胞的连续变化么？为什么？ 提示：不能。细胞已经在解离时被杀死 讨论4：若将洋葱根尖分生区细胞换成鳞片叶表皮细胞，能否看到染色体？为什么？ 提示：看不到。洋葱鳞片叶表皮细胞是不分裂的细胞，无细胞周期。 【实验成功的关键及注意事项】 观看视频 阅读教材，了解实验的原理、步骤及探究过程。 了解补充知识。 结合课本内容与教师共同探讨实验过程。并思考回答教师提出 的问题。 使用显微镜观察，并利用教材图6-2，画出有丝分裂前中后末四个时期的模式图，认同细胞经过一系列有规律的变化平均分配了染色体。 了解实验步骤，思考并回答老师提出的问题。 再次观看实验视频，观察有丝分裂图片。 尝试绘制植物细胞有丝分裂中期简图。 思考并回答问题。 交流讨论：说出各时期细胞的主要特点。 小组讨论，思考并回答问题。 总结实验成功的关键及注意事项。 设置集中学生注意力，培养学生思考观察能力，利于学生理解。 通过显微镜观察实际的细胞有丝分裂过程，使得知识从抽象到具体，同时锻炼了学生使用显微镜的能力，培养学科素养。 通过图列形象简洁表示细胞周期与细胞间期、分裂期的关系。 培养动手操作能力。 提升归纳能力。
课堂小结 从以上两个实验中我们学习到细胞的有丝分裂是真实存在并且可以观测到的。对于单细胞生物来说细胞生长等于个体生长，但对于多细胞生物来说细胞生长不等于个体生长。
板书设计 6.1细胞的增殖 第2课时 一、运用模型作解释：细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大 生物生长与细胞生长的关系 （1）单细胞生物：生物生长＝细胞生长 （2）多细胞生物：生物生长≠细胞生长 二、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
(
第
11
页 共
11
页
)