《从生物圈到细胞》教学设计精编版.docx
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《从生物圈到细胞》教学设计精编版
教学设计
教材分析
本节内容是学生进入高中学习生物的第一节课，本课时担负着初高中内容相互衔接、承上启下的重要任务。
新课标中对本节的知识点要求较低，所以本节的首要目标是让学生对高中的生物学有一个大体的了解，并且激发学生的学习兴趣。
本模块的引入从教材的“科学家访谈”入手。
有三个目的：
一是引导学生了解生物学在我国的发展状况，建立民族自豪感并激发学生的爱国热情；二是从中学习科学家严谨的科学探索精神；三是在访谈的结尾自然地把话题引到细胞和构成细胞的生物大分子，并导入第一章的学习中。
另外，也可以通过展示细胞工程新成果来导入新课，展示植物组织培养、克隆动物、基因工程、肝细胞移植等图片，结合文字解说，激发学生的学习兴趣。
本节的核心内容分为“生命活动离不开细胞”和“生命系统的结构层次”两部分。
“生命活动离不开细胞”中的知识点，通过对四个资料进行分析讨论使学生理解细胞对于不同生物的各种生命活动的意义。
第一个资料探讨草履虫的运动和分裂，明确单细胞生物的生命活动与细胞的关系；第二个资料探讨人的生殖和发育，明确多细胞生物的生殖和发育与细胞的关系；第三个资料探讨缩手反射的结构基础，明确多细胞生物的反射与细胞的关系；第四个资料探讨艾滋病与SARS的致病机理，明确非细胞生物与细胞的关系。
资料分析中所列举的实例和材料大多在初中已经学过，如人的生殖过程，艾滋病病毒破坏人体淋巴细胞等。
所以在教学方法上考虑用多媒体高效地回顾相应的实例信息，引导学生一方面回忆起初中所学相应知识，另一方面通过对问题的逐个探讨理解细胞对于生命活动的意义，这样既完成了初高中内容承上启下的过渡，又能提高教学效率。
“生命系统的结构层次”这一部分内容中，细胞、组织、器官、系统也是初中学过的生物体的结构层次，在帮助学生回忆这些知识的基础上，加入了种群和群落、生态系统、生物圈等层次。
这部分内容以学生看图讨论，总结各层次之间的联系与区别为主，最后对各个层次依次举例。
课时安排：
1课时。
三维目标
1．举例说出生命活动建立在细胞的基础之上，认同细胞是基本的生命系统。
2．通过对生命活动一般现象的学习，了解细胞是生物体结构和功能的基本单位。
3．通过对生命系统的结构层次的展示，进一步理解细胞对于生命系统的意义。
4．初步形成生物体的结构与功能、局部与整体相统一的观点。
5．尝试理解科学与生活、社会之间的关系，激发学生学习生物学的兴趣。
教学重点和难点
1．生命活动建立在细胞的基础之上。
2．生命系统的结构层次。
课前准备
1．中国合成结晶牛胰岛素的图片
2．洋葱鳞片叶内表皮细胞显微图片
3．植物组织培养、克隆动物图片
4．“非典”印象和“非典”的相关新闻报道，SARS病毒模型图、SARS患者肺部X光片
5．草履虫的显微图片，草履虫摄食、运动、分裂、生长的图片或视频
6．女性生殖器官图片和人的胚胎发育过程视频
7．缩手反射及反射弧图片
8．HIV结构图，被HIV攻击的T细胞图片
导入新课
1．情境导入
1965年9月17日，中国首次人工合成了结晶牛胰岛素。
这是当时人工合成的具有生物活性的最大的天然有机化合物，实验的成功使中国成为第一个合成蛋白质的国家。
科学工作者将人工合成的产物注入小白鼠体内，测验它的生物活性。
小白鼠因体内胰岛素增多而发生了惊厥反应，证明这种人工合成的产物就是具有生物活性的胰岛素。
引导学生阅读教材开篇“科学家访谈”。
思考：
从中能看到科学家哪些闪光的科学精神？
学生讨论回答。
点拨：
①科学家们投身科研事业的热情、勇气和创新思维。
②科学研究需要锲而不舍的研究精神。
③准备工作非常重要。
首先查阅大量文献资料，吸取他人成功的经验，分析他人失败的教训，然后制订可行的方案进行研究。
过渡：
邹承鲁院士随着学习和研究的深入，认识到许多生命科学的问题，都要到细胞中寻找答案。
2．细胞工程新成果展示导入
（依次展示植物组织培养、克隆动物图片并依次进行简单讲解，展示生物学新发展的同时激发学生学习生物学的兴趣）
过渡：
美国细胞生物学家威尔逊也说过：
“每一个生物科学问题的答案都必须在细胞中寻找。
”让我们走近细胞，更深入地探索它的奥秘。
推进新课
学习目标一：
生命活动离不开细胞
1．单细胞生物的生命活动与细胞
（展示草履虫的显微图片及草履虫摄食、运动、分裂、生长的图片或视频）
思考：
（1）草履虫能通过自身细胞的哪些结构完成哪些生命活动？
（2）草履虫以什么方式完成生殖过程？
这一过程和细胞的哪些结构密切相关？
学生讨论回答。
点拨：
（1）草履虫能通过细胞表面纤毛的摆动完成运动，通过口沟进行摄食，通过伸缩泡调节渗透压和完成排泄功能。
（2）草履虫以分裂的方式完成生殖过程，这和细胞的细胞核、细胞膜都有密切的关系。
总结：
对于单细胞生物来说，生物个体由一个细胞构成，个体的一切生命活动都是以这个细胞为基础，如果没有完整的细胞结构，它们就不可能完成正常的生命活动。
2．多细胞生物的生殖和发育与细胞
创设情境：
人的生殖和发育
思考：
（1）在你和父母之间，什么细胞充当了遗传物质的“桥梁”？
（2）胚胎发育与细胞的生命活动有什么关系？
学生讨论回答。
点拨：
（1）在子女和父母之间，父亲的精子和母亲的卵细胞充当了遗传物质的“桥梁”。
（2）父亲产生的精子和母亲产生的卵细胞通过受精作用形成受精卵，受精卵在子宫中发育成胚胎。
胚胎通过细胞分裂增加细胞的数目，通过分化增加细胞的种类，从而形成不同的组织、器官、系统，实现了胚胎发育成胎儿的过程。
总结：
多细胞生物的生命活动是从一个细胞开始的，其生长和发育也是建立在细胞的分裂和分化基础上的。
多细胞生物的生物个体是由很多不同结构和功能的细胞构成的，这些细胞受遗传物质控制而有序地结合起来构成独特的有机整体。
3．多细胞生物的反射与细胞
创设情境：
缩手反射的结构基础
（展示缩手反射及其反射弧图片）
感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器
思考：
（1）完成一个简单的缩手反射至少需要哪些细胞的参与？
（2）你现在的学习活动需要多少种类和数量的细胞参与呢？
学生讨论回答。
点拨：
（1）完成一个简单的缩手反射需要许多种类的细胞参与，如感受器、传入神经元、中间神经元、传出神经元、相关的骨骼肌细胞等。
（2）人的学习活动需要种类和数量繁多的细胞参与。
由细胞形成组织，由各种组织构成器官，由器官形成系统，多种系统协作才能完成学习活动。
学习活动涉及人体的多种细胞，但主要是神经细胞的参与。
总结：
构成多细胞生物的每一种细胞都担负着独特的功能，它们各司其职，既相对独立又相互联系，它们完美合作才能使多细胞生物个体顺利完成各项生命活动。
4．非细胞生物与细胞
创设情境：
（1）艾滋病与HIV
（展示HIV结构图、被HIV攻击的T细胞图片）
HIV结构 HIV攻击T细胞
（2）严重急性呼吸系统综合征与SARS冠状病毒
（展示“非典”印象图片、SARS病毒模型图和SARS患者肺部X光片）
[方法引导]
教师简单介绍艾滋病和“非典”的相关信息：
艾滋病（AIDS）全称为获得性免疫缺陷综合征，病原体是人类免疫缺陷病毒（HIV），病源是病毒携带者，通过性传播、血液传播和母婴传播。
HIV感染人体免疫系统的淋巴细胞，尤其是攻击T淋巴细胞，导致人体免疫力降低。
病人大多死于其他病原微生物的感染。
传染性非典型性肺炎简称SARS，是一种因感染SARS病毒而导致的疾病。
该病以发热、干咳、胸闷为主要症状，严重者出现快速进展的呼吸系统衰竭，是一种呼吸道传染病，极强的传染性与病情的快速进展是此病的主要特点。
其发病机制与机体免疫系统受损有关。
病毒在侵入机体后，进行复制，可引起机体的异常免疫反应，由于机体免疫系统受破坏，导致患者的免疫缺陷。
同时SARS病毒可以直接损伤免疫系统，特别是淋巴细胞。
思考：
（1）你还能举出其他特定的细胞受到损伤导致疾病的例子吗？
（2）病毒主要由哪些成分构成？
它的结构和细胞结构相比有些什么明显的区别？
（3）病毒不具有细胞结构，是怎样生活和繁殖的？
学生讨论回答。
点拨：
（1）脊髓中的运动神经元受损——相应肢体瘫痪；脊髓灰质炎病毒攻击脊髓灰质神经细胞——小儿麻痹症；胰岛B细胞受损——胰岛素依赖型糖尿病；大脑中的言语区神经细胞受损——语言障碍，等等。
（2）病毒主要由蛋白质和核酸构成。
它的结构非常简单，没有细胞膜、细胞质和细胞核。
（3）病毒尽管不具有细胞结构，但它可以寄生在活细胞中，利用活细胞中的物质生活和繁殖。
总结：
病毒作为不具有细胞结构的特殊生物的存在是不是说生命活动可以脱离细胞呢？
恰恰相反，正因为病毒不具有细胞结构，所以它要完成生殖过程就必须依赖于具有完整细胞结构的其他生物，病毒并不能脱离细胞而独立完成生命活动。
这一点进一步明确了细胞是生物体结构和功能的基本单位。
[巩固提高]
下列关于细胞与生命活动的叙述，错误的是（ ）
A．生命活动离不开细胞
B．病毒不具有细胞结构，所以它的生命活动与细胞无关
C．多细胞生物依赖高度分化的细胞密切协作，才能完成生命活动
D．细胞是生物体结构和功能的基本单位
答案：
B
详解：
病毒没有细胞结构，但是其生命活动必须依赖寄主的活细胞才能进行。
除病毒外，生物体都是由细胞构成的，细胞是生物体结构和功能的基本单位。
学习目标二：
生命系统的结构层次
[合作探究]
学生根据教材生命系统的结构层次图分析讨论各结构层次之间的区别和联系。
思考：
（1）如果把图中的龟换成人，图中其他各层次的组成会不会发生变化？
如果换成一棵松树、一只草履虫，又将怎样？
（2）在生命系统的各个层次中，能完整地表现各种生命活动的最微小的层次是哪个？
说明理由。
（3）一个分子或一个原子，也是一个系统吗？
如果是，它们是不是生命系统？
如果不是，说明理由。
学生讨论回答。
点拨：
（1）如果把龟换成人，图中其他各层次的名称不变，但具体内容会发生变化。
例如，心脏应为二心房、二心室；种群应为同一区域的所有人，等等。
应当指出的是，生物圈只有1个。
如果换成一棵松树，图中应去掉“系统”这个层次，细胞、组织、器官、种群的具体内容也会改变。
如果换成一只草履虫，细胞本身就是个体，没有组织、器官、系统等层次。
（2）细胞层次。
其他层次都是建立在细胞这一层次的基础之上的，没有细胞就没有组织、器官、系统等层次。
另一方面，生物体中的每个细胞具有相对的独立性，能独立完成一系列的生命活动，某些生物体还是由单细胞构成的。
（3）一个分子或一个原子是一个系统，但不是生命系统，因为生命系统能完成一定的生命活动，单靠一个分子或一个原子是不可能完成生命活动的。
[教师精讲]
生命的基本单位是细胞，许多相同的细胞有机组合起来构成组织，不同的组织相互联系构成具有特定形态和功能的器官，多个在功能上紧密联系的器官相联系构成系统，不同系统各司其职、相互协作形成个体。
一定区域内的所有同种个体是一个种群，区域内所有生物的所有种群构成群落，群落与之生活的环境紧密联系成一个整体——生态系统，地球上的所有生态系统构成一个统一整体，也就是地球上最大的生态系统——生物圈。
不仅现存的各种生物的生命活动是在细胞内或在细胞参与下完成的，地球上最早出现的生命形式，也是具有细胞形态的单细胞生物。
原始的单细胞生物经过漫长的进化过程，演变为今天多种多样的生物个体、种群和群落；生物与环境经过长期的相互作用，形成多姿多彩的生态系统和生机勃勃的生物圈。
所以说，细胞是地球上最基本的生命系统。
[巩固提高]
1．在生命系统的各个层次中，能完整地表现出生命活动的最基本层次是（ ）
A．细胞 B．器官 C．原子 D．个体
答案：
A
详解：
生命系统的各个层次中，细胞是最小、最基本的层次，也是生命活动的最基本单位。
2．在生命系统的结构层次中，既是细胞层次，也是个体层次的是（ ）
A．精子B．病毒
C．变形虫D．卵细胞
答案：
C
详解：
既是细胞层次，也是个体层次的只有单细胞生物。
变形虫是单细胞生物，精子和卵细胞只属于细胞层次，病毒不具有细胞结构。
3．下列环境中的生物，属于种群的是（ ）
A．一个公园中的花卉
B．一个牧场里的家畜
C．一条河里的鱼
D．一个蜂巢里的蜂
答案：
D
详解：
在一定的自然区域内，同种生物的所有个体是一个种群，只有D选项所指的是同一种生物。
4．森林生物群落不包括森林中的（ ）
A．细菌和真菌B．所有植物
C．所有动物D．落叶和土壤
答案：
D
详解：
在一定的自然区域内，所有的种群组成一个群落，群落的概念只包括所有的生物。
课堂小结
1．为什么说生命活动离不开细胞？
细胞是构成生物体结构和功能的基本单位。
多细胞生物由细胞构建成基本结构，单细胞生物由一个细胞构成，即使是没有细胞结构的微小生物——病毒，也必须依赖活细胞生活。
2．地球上的生命系统可以分为哪些层次？
由相同的细胞组成组织，多种组织构成器官，器官构成系统，系统组成个体，同种个体组成种群，不同的种群组成群落，由群落及其无机环境构成生态系统，以地球作为一个整体就是最大的生态系统生物圈。
3．为什么说细胞是最基本的生命系统？
细胞是构成生物体结构和功能的基本单位，各种生物的生命活动是在细胞内或在细胞参与下完成的，细胞结构是生物进行生命活动的基础。
第1章 走近细胞
第1节 从生物圈到细胞
一、生命活动离不开细胞
1．单细胞生物的生命活动与细胞——草履虫的运动和分裂
2．多细胞生物的生殖和发育与细胞——人的生殖和发育
3．多细胞生物生命活动的调节与细胞——反射的结构基础
4．非细胞生物的生命活动与细胞——病毒
二、生命系统的结构层次
细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈
探究生命系统的结构层次
活动目的：
1．使学生加深对生命系统的结构层次的理解。
2．通过活动使学生感受到自然界是一个层次分明、充满活力的有机体。
3．培养学生热爱自然的情感。
活动步骤：
1．学生分组上网查找生命系统结构层次的相关文字、图片、视频资料，下载并交流。
2．以小组为单位，结合文字和图片编写关于生命系统结构层次的调查报告。
3．进行报告的展示，评选最佳报告。
本课时在进入课本知识点的学习之前的导入过程用了两个情境：
结晶牛胰岛素的合成、细胞工程新成果，看上去好像和本节所要求的知识点关系不大，其实对引发学生的学习兴趣，完成学生在高中生物第一课的心理缓冲有比较重要的意义。
草履虫的生理、人的生殖过程，艾滋病病毒破坏人体免疫系统的淋巴细胞以及细胞、组织、器官、系统结构层次都是初中学过的内容，但是由于时间间隔很长，学生的遗忘率非常高，所以教师在这部分教学过程中不能简单地告知，而是需要通过资料信息来引导学生思考回忆起所学内容，温故而知新，也能更好地起到承上启下的作用。
1．生活中的生物学
本节的教材内容中具有丰富的与学生生活相联系的实例。
我们身边的小河、池塘中常常能看到单细胞生物草履虫；学生都经历过从婴幼儿到青少年的生长发育过程；人都具有缩手反射、膝跳反射等相关经验；学生曾经亲身经历、感受过“非典”事件。
2．显微镜下的草鞋——大草履虫
大草履虫是较为常见的一种原生动物，在分类学上隶属于纤毛纲。
它生活在淡水中，一般的池沼、小河沟中都可以采集到。
大草履虫的身体呈圆筒形，前端较圆，中后部较宽，后端较尖，外形很像一只倒放着的草鞋，所以称为草履虫。
它的全身长满了纵行排列的纤毛，从身体的前端开始，有一道沟斜着伸向身体的中部，在沟的后端有口，所以被称为口沟。
口沟里有一个胞口，下面连着胞咽。
当它运动的时候，全身的纤毛都会有节奏地摆动。
由于口沟的存在和该处的纤毛较长，摆动有力，所以草履虫的身体会旋转着前进。
大草履虫身体内充满了细胞质，在水中前进时，它不停地摆动口沟里的纤毛，鼓起水涡，摄取水里的细菌或其他有机物，食物由胞口和胞咽而进入细胞质，形成食物泡。
食物泡随着细胞质的流动而在体内移动，泡中的食物逐渐被消化和吸收，食物残渣由身体后侧的胞肛排出体外。
草履虫通过表膜进行呼吸，吸收水里溶解的氧气，分解有机物释放能量，产生的二氧化碳和一些含氮废物则通过表膜排出体外。
大草履虫的细胞质里有细胞核，是它生命的中枢，通常为一个大核，一个小核，也有两个或多个小核的。
它的生殖过程有无性生殖和有性生殖两种形式。
有趣的是，细胞核每天以24小时的周期变化着：
中午12时的体积最小，以后逐渐增大，到午夜24时体积变得最大。
科学家通过在显微镜下观察发现，在白昼正常情况时，大草履虫通过接触和交换体内物质进行交配，交配节律受日光的影响。
如果用不同波长的光照射草履虫，则可以改变它的交配节律，从不同的时间开始新的周期。
如果将其放在长期黑暗的环境中，这种生物钟就会失去作用，使它随便在什么时候都可以交配。
但是只要再放到阳光下，仅仅经过很短的时间，它们就会自动校正生物钟，又在正常的时间内进行交配了。
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