資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
大單元名稱 美國細胞生物學家威爾遜曾說：“每一個生物科學問題的答案都必須在細胞中尋找”。本模塊有兩個大概念，首先構建的是大概念1“細胞是生物體結構與生命活動的基本單位”，足見細胞在生物學中的基礎性地位和重要性。因此，此大概念的單元教學設計與課堂落實，對培育和發展學生生物學學科核心素養及為后續的生物學學習具有重要意義。 大概念1“細胞是生物體結構與生命活動的基本單位”，由“1.1細胞由多種多樣的分子組成，包括水、無機鹽、糖類、脂質、蛋白質和核酸等，其中蛋白質和核酸是兩類最重要的生物大分子”、“1.2細胞各部分結構既分工又合作，共同執行細胞的各項生命活動”、“1.3各種細胞具有相似的基本結構，但在形態與功能上有所差異”三個重要概念構成。所以，本研究將此大概念被分為三個單元進行教學設計。 在建構大概念1的過程中，可提升學生生物學學科核心素養的生命觀念方面有物質觀、結構與功能觀、系統觀、信息觀等；在科學思維方面有歸納法、比較法、抽象思維、模型建構、論證等；在科學探究方面有提出問題、分析問題、做出假設、設計實驗并實施、得出結論等；在社會責任方面有認同生命的物質性、細胞是生命活動的基本單位、合理膳食、宣傳健康的生活方式等。
單元名稱 重要概念1.1 ：細胞由多種多樣的分子組成，包括水、無機鹽、糖類、脂質、蛋白質和核酸等，其中蛋白質和核酸是兩類最重要的生物大分子。
學習者
分析 學生已經對原核細胞和真核細胞有了初步的認識，并且在化學中學過元素、有機物和無機物的一些知識。對糖類、脂肪食物的攝入量，以及添加必需氨基酸，膳食需要多樣、均衡等生活常識也有一定的了解。知道不同的物質具有不同的功能，以及一些物質的性質和顏色反應原理等。 經歷了初中的學習，學生還具備初步的探究能力與物質鑒定的實驗操作能力。 但對細胞中的元素和化合物的具體種類的掌握不夠全面，不同物質為什么具有不同的功能的認識深度是不夠的，特別是蛋白質多樣性的認識，氨基酸形成蛋白質的過程較為復雜，核酸為什么能夠攜帶遺傳信息等，這些內容又較為深入，會成為學生學習中的一些困難，并且沒有形成生命的物質性，以及結構與功能相適應的生命觀念。 因此，通過本單元的學習可培育學生對生命的物質性的認識，結構與功能相適應、生命的系統觀等。
單元教學
設計說明 （一）重要概念描述 本單元聚焦重要概念1.1“細胞由多種多樣的分子組成，包括水、無機鹽、糖類、脂質、蛋白質和核酸等，其中蛋白質和核酸是兩類最重要的生物大分子”。它是在“細胞主要由C、H、O、N、P、S等元素構成，它們以碳鏈為骨架形成復雜的生物大分子”、“水大約占細胞重量的2/3，以自由水和結合水的形式存在，賦予了細胞許多特性，在生命活動中具有重要作用”、“無機鹽在細胞內含量雖少，但與生命活動密切相關”、“糖類有多種類型，它們既是細胞的重要結構成分，又是生命活動的主要能源物質”、“不同種類的脂質對維持細胞結構和功能有重要作用”、“蛋白質通常由20種氨基酸分子組成，它的功能取決于氨基酸序列及其形成的空間結構，細胞的功能主要由蛋白質完成”、“核酸由核苷酸聚合而成，是儲存與傳遞遺傳信息的生物大分子”七個次位概念的基礎上形成的，并支撐大概念1“細胞是生物體結構與生命活動的基本單位”。 本單元重要概念是“各種細胞具有相似的基本結構，但在形態與功能上有所差異”基礎 上的深入，并支持“細胞各部分結構既分工又合作，共同執行細胞的各項生命活動”、“物質通過被動運輸、主動運輸等方式進出細胞，以維持細胞的正常代謝活動”、“細胞的功能絕大多數基于化學反應，這些反應發生在細胞的特定區域”、“細胞會經歷生長、增殖、分化、衰老和死亡等生命進程”、“親代傳遞給子代的遺傳信息主要編碼在DNA分子上”、“有性生殖中基因的分離和重組導致雙親后代的基因組合有多種可能”、“由基因突變、染色體變異和基因重組引起的變異是可以遺傳的”、“地球上的現存物種豐富多樣，它們來自共同祖先”等重要概念的學習。這些概念之間的關系見圖 （二）核心素養的側重點 1.生命觀念 本章首頁、第1節的“問題探討”和節引言，讓學生認識到細胞和生物體是由物質組成的，由此認識到生命的物質性。學生通過學習幾大類有機物，進一步認識有機物、生物大分子的特殊性，特別是第4節“蛋白質是生命活動的主要承擔者”、第5節“核酸是遺傳信息的攜帶者”，用概念內涵作為標題，一方面突顯了蛋白質和核酸等生物大分子在細胞生命活動中的重要作用，同時也讓學生認識到構成生命物質的獨特性。通過這些內容的學習，可以初步形成生命的物質觀和信息觀。通過“氨基酸怎樣構成蛋白質”、“核酸是由核苷酸連接成的長鏈”等內容呈現出蛋白質、核酸等物質在細胞中的功能是由其組成和結構決定的，幫助學生初步建立結構與功能觀。本章教材第1節拓展應用的第2題，引導學生建立生命的系統觀。 2.科學思維 本單元教材在介紹氨基酸的結構特點時，通過比較幾種氨基酸的結構，歸納總結出氨基酸的結構通式，是求同歸納，也是不完全歸納，是第1章所介紹的“歸納法”的運用。從多糖、蛋白質和核酸的元素組成和分子結構，到“生物大分子以碳鏈為骨架”，體現了歸納、抽象和概括的科學思維。 3.科學探究 本單元第1節安排的“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”，是高中生物學典型的物質檢測實驗，是用化學顯色劑來檢測特定物質。這一實驗中進行物質檢測的思路方法，在其他相關實驗探究中也可以遷移、借鑒。 4.社會責任 對細胞中的水、無機鹽、糖類、脂質、蛋白質等內容的學習時，與學生的生活緊密聯系，讓學生關注無機鹽、糖類、脂質等物質的過量攝人對自身健康的影響：結合氨基酸的學習，特別是必需氨基酸種類，這些內容都與學生建立健康的飲食習慣息息相關，關注自己與他人的營養與健康，向身邊的人群進行健康宣傳。 單元核心問題 通過設計單元情境，引入學習問題，提出核心問題，導向學習方向，便于有效學習和形成概念。 （四）單元設計思路 以真實情境引入（人雕像與人的成長、運動、繁衍等過程）播放圖片和視頻→引入問題（人有生命而人的雕像沒有生命）→引入組成細胞的分子種類及特殊性→怎樣檢測細胞中的分子種類→組成細胞的分子的功能→總結蛋白質和核酸是兩類最重要的生物大分子→單元綜合作業評價目標達成。抓住分子種類、檢測及功能這條主線索，每個小節挖掘小情景和設計問題串有機結合，把組成細胞的分子一個單元的內容緊密結合在一起，形成了一個結構清晰的有機整體，真正落實單元設計的結構性和整體性目的。 通過實踐學習，從情境引發問題，激發學習興趣，以問題作為驅動，以解決問題為導向。增強了學習的積極性和主動性。通過這樣的過程既能完成學習任務，更能很好的落實核心素養的要求。
單元
教學目標 1.通過認識細胞和生物體由物質組成，初步形成生命的物質觀；通過對不同物質具有不同功能的學習，以及蛋白質功能的多樣性認識，核酸能夠攜帶遺傳信息，形成結構與功能觀、信息觀；通過組成細胞的分子有機結合才能更好完成生命活動，形成生命的系統觀。并能運用這些觀念分析相關的生物學問題。 2．通過歸納氨基酸的結構通式與特點、生物大分子由碳鏈構成基本骨架，形成歸納、抽象、概括等能力；依據所學知識，對生活中的某些現象或廣告宣傳標語，能夠運用批判性思維正確分析 。 3．能夠主動提出問題；并自主設計實驗方案，選擇合適的實驗材料，探究材料中是否含還原糖、脂肪和蛋白質；能夠基于所學知識，探討有關的社會生活議題。 4．通過學習，更加熱愛生命，形成健康的生活方式，并積極向身邊人宣傳相關的營養、保健知識、生產知識等。
課時
教學目標 1.第1節，細胞中的元素和化合物，含探究與實踐，1課時 （1）通過比較組成地殼和組成細胞的部分元素含量表的分析，說出組成細胞的元素都來自自然界，但各元素相對含量又與無機環境不同； （2）通過玉米細胞和人體細胞的部分元素及含量比較，說出組成細胞的大量元素、主要微量元素；對組成細胞的主要化合物及相對含量的分析，說出組成細胞的化合物的主要種類； （3）通過拓展題，“將細胞內含有的各種物質配齊，并按照它們在細胞中的比例放在一個試管中，能構成個生命系統嗎？為什么？”的研討，認識生命的系統性； （4）通過檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質，進行實驗操作、觀察實驗結果，基于實驗簡述組成細胞的物質的特殊性。 2.第2節，細胞中的無機物，1課時 （1）通過對原始生命誕生于海洋，不同生物含水量比較，認識水是構成細胞的重要成分； （2）通過對運動員飲料的化學成分表的分析及對教材的閱讀，說出水在細胞中的存在形式和作用；通過資料分析與討論，舉例說出無機鹽在細胞中的存在形式和主要作用； （3）認同水和無機鹽在生命中的重要作用，養成健康的生活方式以及科學的生產方式。 3.第3節，細胞中的糖類和脂質，1課時 （1）通過聯系生活實際及圖片資料信息的展示，舉例說出糖類的種類和作用，闡明糖類既是細胞結構的重要組成成分，又是生命活動的主要能源物質。 （2）通過聯系生活實際及圖片資料信息的展示，舉例說出脂質的主要種類和作用。 （3）通過對動物細胞的培養，鴨和豬的育肥示例，舉例說出糖類和脂質的相互轉化。 （4）查閱糖類、脂肪等的過量攝入對健康產生的影響后，改進自己膳食習慣，并向他人宣傳健康飲食的觀念。 4.第4節，蛋白質是生命活動的主要承擔者，1課時 （1）通過實例，歸納蛋白質的功能，闡明蛋白質是生命活動的主要承擔者。 （2）通過分析和討論蛋白質結構多樣性與功能多樣性的關系，解釋蛋白質的結構與功能相適應。 （3）通過比較不同氨基酸的結構，歸納氨基酸的結構特點與結構通式，闡明氨基酸是蛋白質的基本單位。 （4）通過小組合作探究，說出氨基酸形成蛋白質的過程。 （5）認同蛋白質與人體營養和健康的關系，生活中做到合理膳食。 5.第5節，核酸是遺傳信息的攜帶者，1課時 （1）通過圖片資料信息，闡述核酸由核苷酸聚合而成，是儲存與傳遞遺傳信息的生物大分子。 （2）通過討論和列表比較的方式，簡述DNA和RNA的區別與聯系。 （3）通過對多糖、蛋白質、核酸的單體進行元素分析，概述生物大分子以碳鏈為骨架的結構特點。
單元課時規劃
教學主題（內容） 課時（節） 學科專項學習活動
（實驗、調查等） 作業量
（次） 其他
第1節，細胞中的元素和化合物，含探究與實踐 1課時 新課授+實驗課 2
第2節，細胞中的無機物 1課時 新授課 1
第3節，細胞中的糖類和脂質 1課時 新授課 1
第4節，蛋白質是生命活動的主要承擔者，1課時 1課時 新授課 1
第5節，核酸是遺傳信息的攜帶者，1課時 1課時 新授課 1中小學教育資源及組卷應用平臺
大單元名稱 美國細胞生物學家威爾遜曾說：“每一個生物科學問題的答案都必須在細胞中尋找”。本模塊有兩個大概念，首先構建的是大概念1“細胞是生物體結構與生命活動的基本單位”，足見細胞在生物學中的基礎性地位和重要性。因此，此大概念的單元教學設計與課堂落實，對培育和發展學生生物學學科核心素養及為后續的生物學學習具有重要意義。 大概念1“細胞是生物體結構與生命活動的基本單位”，由“1.1細胞由多種多樣的分子組成，包括水、無機鹽、糖類、脂質、蛋白質和核酸等，其中蛋白質和核酸是兩類最重要的生物大分子”、“1.2細胞各部分結構既分工又合作，共同執行細胞的各項生命活動”、“1.3各種細胞具有相似的基本結構，但在形態與功能上有所差異”三個重要概念構成。所以，本研究將此大概念被分為三個單元進行教學設計。 在建構大概念1的過程中，可提升學生生物學學科核心素養的生命觀念方面有物質觀、結構與功能觀、系統觀、信息觀等；在科學思維方面有歸納法、比較法、抽象思維、模型建構、論證等；在科學探究方面有提出問題、分析問題、做出假設、設計實驗并實施、得出結論等；在社會責任方面有認同生命的物質性、細胞是生命活動的基本單位、合理膳食、宣傳健康的生活方式等。
單元名稱 重要概念1.2 ：細胞各部分結構既分工又合作，共同執行細胞的各項生命活動。
學習者
分析 知識結構上，通過初中生物學知識的學習，學生對細胞的基本結構有了初淺的認知，能夠簡單說出生物體是由細胞構成，并且了解到葉綠體和線粒體的基本功能，但是對于從微觀角度分析生命的本質的能力還非常欠缺。對于深入理解細胞生物體結構與生命活動的基本單位這一概念還較困難。 學生認知上，高中學生抽象思維進一步發展，邏輯思維進一步提高。學生從認知水平上容易建立聯系和邏輯關系。如果加以實驗或模型構建，學生較容易將微觀世界宏觀化，進一步建構已有知識體系，達成學生結構與功能相聯系的生命觀念。
單元教學
設計說明 （一）重要概念描述 普通高中生物學課程標準對本單元概念之間的關系如下圖所示。 本單元按事實-次位概念-重要概念形成的邏輯關系見圖： （二）核心素養的側重點 1.生命觀念 本章以細胞作為基本的生命系統有哪些結構為線索展開，體現了生命的系統觀。關于結構與功能觀，本章內容也多有體現。例知，本章中細胞膜以磷脂雙分子層為基本骨架，這樣的結構與膜兩側都是水溶液的環境是相適應的。 2.科學思維 在細胞膜的研究過程中，滲透了運用模型研究的方法，本章安排了“利用廢舊物品制作生物膜模型”與“嘗試制作真核細胞的三維結構模型”，這些都體現了落實“模型與建模”的科學思維。 3.科學探究 本章不僅安排了“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質流動”的實驗，而且在各章節提供的材料中多數都是科學探究的史料，其中蘊含了豐富的科學方法與技術，體現了科學探究需要探索精神、科學思維和技術手段的結合。 4.社會責任 在“與社會的聯系”欄目中安排了人工合成的膜材料在疾病治療中的應用；“練習與應用”中編排了脂質體作為藥物載體的應用分析，這些編排有助于引導學生關注社會事務，形成學以致用的學習方式與能力。 （三）單元核心問題 （四）單元設計思路 本單元設計以“胰島素的產生和生產”這一真實情境，與重要概念1.3有機結合，將“胰島B細胞能產生胰島素，而大腸桿菌不能產生胰島素”這胰核心情境貫穿到底。通過“提出概念—解析概念—內化概念”這一邏輯，論證細胞是生物體結構和功能的基本單位這一大概念。運用胰島素的分泌、合成和控制，將細胞膜、細胞質和細胞核的結構和功能串聯起來，通過對大腸桿菌和胰島B細胞結構的比較，討論運用大腸桿菌生產人胰島素的可能性。這樣將教材內容第1章和第3章有機的串聯在一起。 本單元設計框架如下：
單元
教學目標 本單元的總體目標設計以新課程標準中學業質量標準為依據，制定以下總體目標： 具有功能與結構相適應的觀念，能從細胞水平認識生物體的結構與功能是相適應的；能解釋簡單情境中的生命現象。 能夠認識到生物學概念是基于科學事實經過論證形成得，并能用這些概念解釋簡單的生命現象。能夠以特定的生物學事實為基礎總結簡單的生物學概念，并用文字和圖示的方式正確表達，進而用其解釋相應的生命現象。 能夠使用簡單的實驗器具；選用恰當的方法分析實驗結果。 4.知道社會熱點中的生物學議題；關注并參與社會熱點中的生物學議題的討論，關注生物學技術在生產生活中的應用。（社會責任）
課時
教學目標 1. 第1節《細胞膜的結構和功能》 1課時 （1）從系統與環境關系的角度，閘釋細胞膜作為系統的邊界所具有的功能。 （2）分析細胞膜組成成分與結構的關系，說明細胞膜結構的物質基礎，概述流動鑲嵌模型的主要內容。 （33）分析對細胞膜成分與結構的探索歷程，認同科學理論的形成是一個科學精神、 科學思維和技術手段結合下不斷修正與完善的過程。 2. 第2節《細胞器之間的分工合作》2課時（含探究·實踐） （1）以動物細胞和植物細胞為例，舉例說出幾種主要細胞器的功能。 （2）通過對分泌蛋白的合成、加工和運輸過程的學習，簡述生物膜系統的組成和功能。（生命觀念） （3）制作臨時裝片，用顯微鏡觀察葉綠體和細胞質的流動。 （4）用系統觀分析細胞中部分與整體、結構與功能的統一性。 3. 第2節《細胞核的結構和功能》1課時 （1）通過對實驗現象的分析，歸納細胞核是細胞遺傳和代謝的控制中心。 （2）從結構與功能相適應的觀點出發，簡述細胞核的主要結構與功能。 （3）根據對細胞整體與局部的認識，嘗試制作真核細胞的三維結構模型。
單元課時規劃
教學主題（內容） 課時（節） 學科專項學習活動
（實驗、調查等） 作業量
（次） 其他
第1節，細胞膜的結構與功能 1課時 新授課 1
第2節，細胞器之間的分工合作 2課時 新授課 2
第3節，細胞核的結構和功能 1課時 新授課 1
探究·實踐：用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質的流動 0.5課時 實驗課 0.5 與“使用高倍顯微鏡觀察幾種細胞實驗”同時進行，共計1課時
探究·實踐：嘗試制作真核細胞的三維結構模型 1課時 實驗課 1中小學教育資源及組卷應用平臺
大單元名稱 美國細胞生物學家威爾遜曾說：“每一個生物科學問題的答案都必須在細胞中尋找”。本模塊有兩個大概念，首先構建的是大概念1“細胞是生物體結構與生命活動的基本單位”，足見細胞在生物學中的基礎性地位和重要性。因此，此大概念的單元教學設計與課堂落實，對培育和發展學生生物學學科核心素養及為后續的生物學學習具有重要意義。 大概念1“細胞是生物體結構與生命活動的基本單位”，由“1.1細胞由多種多樣的分子組成，包括水、無機鹽、糖類、脂質、蛋白質和核酸等，其中蛋白質和核酸是兩類最重要的生物大分子”、“1.2細胞各部分結構既分工又合作，共同執行細胞的各項生命活動”、“1.3各種細胞具有相似的基本結構，但在形態與功能上有所差異”三個重要概念構成。所以，本研究將此大概念被分為三個單元進行教學設計。 在建構大概念1的過程中，可提升學生生物學學科核心素養的生命觀念方面有物質觀、結構與功能觀、系統觀、信息觀等；在科學思維方面有歸納法、比較法、抽象思維、模型建構、論證等；在科學探究方面有提出問題、分析問題、做出假設、設計實驗并實施、得出結論等；在社會責任方面有認同生命的物質性、細胞是生命活動的基本單位、合理膳食、宣傳健康的生活方式等。
單元名稱 重要概念1.3 ：各種細胞具有相似的基本結構，但在形態與功能上有所差異。
學習者
分析 在知識結構上，通過初中生物學知識的學習，學生對細胞學說的建立、細胞的基本結構、組織、器官、系統、生態系統等概念有了初淺的認知，能夠簡單說出生物體是由細胞構成，動物細胞和植物細胞的相似性和差異性，但是對于從運用論據來證明論點的理性思維還非常欠缺。對于深入理解細胞生物體結構與生命活動的基本單位這一概念還較困難。 作為高中生物學的第一課，在細胞學說的基礎上繼續構建生物知識，再從顯微結構聯系細胞各結構之間的關系，學生從認知水平上容易建立聯系和邏輯關系。如果加以實驗或模型構建，學生較容易將微觀世界宏觀化，進一步建構已有知識體系，達成學生結構與功能相聯系的生命觀念。
單元教學
設計說明 （一）重要概念描述 普通高中生物學課程標準對本單元概念之間的關系如下圖。 課標對重要概念的學業要求是能夠： 觀察多種多樣的細胞，說明這些細胞具有多種形態和功能，但同時又都具有相似的基本結構（生命觀念、科學探究）。 本單元按事實-次位概念-重要概念形成的邏輯關系見圖： （二）核心素養的側重點 1.通過對細胞是結構和功能的基本單位這一概念的提出，再通過逐步論證，能夠認識到生物學概念是基于科學事實經過論證形成的，并能用這些概念解釋簡單的生命現象。 2.通過“用高倍鏡觀察幾種細胞”的實驗，學習生物學常見實驗方法和操作，能夠使用簡單的實驗器具。 3.結合細胞結構與胰島素的生產過程，初步了解糖尿病的相關知識，知道社會熱點中的生物學議題，同時關注社會熱點中的生物學議題的討論，關注生物學技術在生產生活中的應用。 （三）單元核心問題 （四）單元設計思路 本單元設計思路與重要概念1.2有機結合，以“胰島素的產生和生產”這一真實情境，通過“提出概念—解析概念—內化概念”這一邏輯，論證細胞是生物體結構和功能的基本單位這一大概念。在學生掌握了胰島素的分泌、合成和控制之后，通過對大腸桿菌和胰島B細胞結構的比較，進而討論運用大腸桿菌生產人胰島素的可能性。這樣將教材內容第1章和第3章有機的串聯在一起。 本單元設計框架如下圖所示： 核心素養學習目標核心問題學習任務學習活動評價方式課時安排課題課時生命觀念 科學思維能夠通過細胞學說的概括和細胞的結構層次，總結細胞是生物體結構的基本單位；通過分析大腸桿菌和胰島B細胞的結構，總結結構與功能的多樣性和統一性。細胞是最基本的生命系統 真核細胞與原核細胞結構的異同點任務1：說明生物體是由一個或多個細胞構成的，具有差異性和統一性活動1.通過思考與分析細胞學說建立的過程以及生命活動的結構層次模式圖，進行總結。學生互評細胞是生命活動的基本單位1科學探究通過“用高倍鏡觀察幾種細胞”實驗，練習使用簡單的實驗器具，選用恰當的方法分析實驗結果。任務2：總結真核細胞核原核細胞的多樣性和統一性活動2 結合教材大腸桿菌和藍細菌的模式圖找出真核細胞和原核細胞最本質的區別教師點評細胞的多樣性和統一性1社會責任能夠參與到現代藥物生產中運用大腸桿菌生產人的胰島素的討論中來，知道社會熱點中的生物學議題，關注生物學技術在生產生活中的應用。任務3：使用高倍顯微鏡觀察幾種細胞活動2用顯微鏡觀察各種各樣的細胞，描述不同細胞的相同點和不同點 成果展示使用高倍顯微鏡觀察幾種細胞0.5
單元
教學目標 1.能夠通過細胞學說的概括和細胞的結構層次，總結細胞是生物體結構的基本單位；通過分析大腸桿菌和胰島B細胞的結構，總結原核細胞和真核細胞在結構上的多樣性和統一性。 2.通過“用高倍鏡觀察幾種細胞”實驗，練習使用簡單的實驗器具，選用恰當的方法分析實驗結果。 3.能夠參與到現代藥物生產中運用大腸桿菌生產人的胰島素的討論中來，知道社會熱點中的生物學議題，關注生物學技術在生產生活中的應用。
課時
教學目標 1. 第1節《細胞是生命活動的基本單位》1課時 （1）從分析細胞學說的建立過程中，歸納出植物和動物在結構上具有一致性，形成生物界是統一的觀念，認同細胞學說的建立是一個不斷修正和發展的過程。 （2）說出生命系統的結構層次、闡明細胞是基本的生命系統。 （3）通過分析細胞學說建立的過程，說出科學發現的基本特點，舉例說出歸納法在科學研究中的作用。 2. 第2節《細胞的多樣性和統一性》1.5課時（含探究·實踐） （1）通過規范使用高倍顯微鏡觀察幾種細胞裝片，比較并總結不同細胞的異同點。 （2）比較原核細胞和真核細胞，說出并歸納它們的區別和聯系。 （3）通過比較、歸納、抽象和概括，闡明細胞有統一的結構模式。
單元課時規劃
教學主題（內容） 課時（節） 學科專項學習活動
（實驗、調查等） 作業量
（次） 其他
第1節，細胞是生命活動的基本單位 1課時 新授課 1
第2節，細胞的多樣性和統一性 1課時 新授課 1
探究·實踐，使用高倍顯微鏡觀察幾種細胞實驗， 0.5課時 實驗課 0.5 與“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質的流動”同時進行，共計1課時中小學教育資源及組卷應用平臺
大單元名稱 大概念2“細胞的生存需要能量和營養物質，并通過分裂實現增殖”是從細胞的代謝和生存的視角來構建的，由“2.1 物質通過被動運輸、主動運輸等方式進出細胞，以維持細胞的正常代謝活動”、“2.2 細胞的功能絕大多數基于化學反應，這些反應發生在細胞的特定區域”、“2.3 細胞會經歷生長、增殖、分化、衰老和死亡等生命進程”三個重要概念支撐。所以，本研究以上述三個重要概念分為三個單元，將此大概念被分為三個單元進行教學設計。
單元名稱 重要概念2.1：物質通過被動運輸、主動運輸等方式進出細胞，以維持細胞的正常代謝活動。
學習者
分析 經歷初中物理學科的學習，學生已經知道墨水或者糖加入水中會出現擴散現象，對生活中的擴散現象也有感知，但未建立學科間的聯系、其主動探究、實施實驗的能力有待提升。學生對于滲透作用發生的原理，水分子、離子、大分子等進出細胞的方式是不清楚的，是抽象的，需要采用實驗或直觀的表現形式來學習。通過必修1“分子與細胞”模塊第一章和第二章的學習，學生認識到細胞作為一個獨立的生命系統，它與外界進行著頻繁的物質交換。細胞能進行物質交換與細胞膜具有控制物質進出的功能密不可分，因此，細胞膜結構與功能內容為學生學習本單元奠定了重要的理論基礎。
單元教學
設計說明 （一）重要概念描述 重要概念2.1“ 物質通過被動運輸、主動運輸等方式進出細胞，以維持細胞的正常代謝活動”。該重要概念是在“闡明質膜具有選擇透過性”、“舉例說明有些物質順濃度梯度進出細胞，不需要額外提供能量；有些物質逆濃度梯度進出細胞，需要能量和載體蛋白”、“舉例說明大分子物質可以通過胞吞、胞吐進出細胞”三個次位概念的基礎上形成的，并支撐大概念2“細胞的生存需要能量和營養物質，并通過分裂實現增殖”。本單元的重要概念是在重要概念“細胞由多種多樣的分子組成，包括水、無機鹽、糖類、脂質、蛋白質和核酸等，其中蛋白質和核酸是兩類最重要的生物大分子”和“細胞各部分結構既分工又合作，共同執行細胞的各項生命活動”的基礎上形成的，并可支持“內環境為機體細胞提供適宜的生存環境，機體細胞通過內環境與外界環境進行物質交換”、“內環境的變化會引起機體的自動調節，以維持內環境的穩態”、“生物群落與非生物的環境因素相互作用形成多樣化的生態系統，完成物質循環、能量流動和信息傳遞”等重要概念的學習。這些概念之間的關系如下圖所示。 （二）核心素養的側重點 1.生命觀念 生物膜在維持細胞結構,細胞內外的物質輸運、能量轉換及信息的傳遞等生命活動中,發揮著重要的作用。膜的生命屬性既因為其成分中含有蛋白質等活性物質，還因為膜本身作為細胞這一生命基本單位的組成部分，它并不是獨立行使功能的，生物膜能夠對物質出入進行控制，是以細胞中多種結構和生理過程為基礎的。因此，幫助學生從細胞的整體協作關系，以及結構與功能相適應的角度來理解細胞的物質輸入和輸出。 2 .科學思維 通過膜成分與結構的分析，深刻理解生物膜的多種功能。利用物質跨膜運輸的相關原理，對其他成分物質出入細胞的方式進行推理和判斷，實驗探究過程，以及相關原理的運用等，作為科學思維訓練的有效途徑。 3.科學探究 實驗“探究植物細胞的吸水和失水”意在培養學生提出問題、作出假設、設計實驗等科學探究能力以及動手實踐能力。 4.社會責任 治療高血壓的某藥物說明書，以及對物質跨膜運輸的方式和原理的學習，都滲透了人類研究物質跨膜運輸方式的社會意義；蔬菜腌制、合理施肥等實踐問題的分析與解決，滲透了學習物質跨膜運輸的實踐意義。在這些內容的教學過程中，引導學生學以致用，分析和解決現實生活中的有關問題，可以提升社會責任。 本單元設計的單元情景是高血壓用藥原理的探索，在整個單元的生命觀念、科學思維和科學探究的形成和發展過程中，關注健康和生活生產實踐，緊緊圍繞細胞生命活動，形成結構與功能相適應、物質與能量等觀念。 （三）單元核心問題 （四）單元設計思路 以真實情境高血壓藥物進入細胞引入，思考藥物如何進入人體血管平滑肌細胞，結合用藥原理認識到細胞膜具有控制物質進出細胞的功能，聯想水是細胞中含量最多的物質，提出疑問，水是如何進出細胞的？細胞膜無法肉眼看見，故通過模擬水分進出細胞的滲透現象，弄清水進出細胞的原理，推理動物細胞、植物細胞吸水和失水現象，進而建構被動運輸概念，閱讀通道蛋白發現史可知水進出細胞主要為協助擴散，與自由擴散存在區別。接下來進入植物細胞吸水和失水的探究實驗，在此基礎上進一步理解水進出細胞的方式。就被動運輸的前概念下，呈現事實資料，分析物質逆濃度梯度的運輸是否是被動運輸，產生認知沖突，建構新概念——主動運輸。就主動運輸和被動運輸做比較，為生命活動的復雜性提供理論支撐。除了一些小分子、離子，還有大分子物質進出細胞，結合實例，認識到大分子物質通過胞吞胞吐進出細胞，治療高血壓藥物阻滯劑原理也在學習物質運輸方式后找到答案，通過大問題情景，把整個兩節內容聯合形成單元整體，真正做到單元設計的目的，具體見圖
單元
教學目標 1. 從結構與功能觀的角度，闡明細胞膜的功能特點；從物質與能量觀的角度，說明細胞的生命活動需要物質和能量。 2.運用歸納推理方法，列表分析被動運輸、主動運輸、胞吞和胞吐的特點和意義，并能解釋或分析物質進出細胞的方式。 3.通過觀察植物細胞的質壁分離和復原，培養學生的操作能力、觀察能力及對實驗結果的分析等科學探究能力。 4.舉例說明物質跨膜運輸在實踐中的應用，探討其與生活、生產、醫學等的聯系，嘗試解決現實生活中的生物學問題。
課時
教學目標 第一節，《被動運輸》含探究與實踐，2課時 （1）通過探究滲透作用發生的條件，類比推理水進出動植物細胞的條件，建構被動運輸的概念，比較自由擴散和協助擴散的異同點。 （2）通過探究“植物細胞的吸水和失水”，說明水分子進出植物細胞的原理，闡釋原生質層的選擇透過性、質壁分離及其復原的原因。 （3）通過對被動運輸的具體實例的討論，分析細胞膜成分、結構與物質跨膜運輸功能之間的關系，嘗試運用物質跨膜運輸的知識解決生產生活中的實際問題。 第二節，《主動運輸與胞吞、胞吐》，1課時 （1）通過事實資料分析物質的逆濃度梯度運輸，建構主動運輸的概念。 （2）通過事實資料分析大分子物質進出細胞的過程，說明胞吞、胞吐的過程及特點。 （3）通過對物質跨膜運輸進出細胞方式的比較，概括細胞膜具有選擇透過性，物質跨膜運輸有其結構基礎。
單元課時規劃
教學主題（內容） 課時（節） 學科專項學習活動
（實驗、調查等） 作業量
（次） 其他
第1節，被動運輸，含探究與實踐 2課時 新授課+探究實踐課 2
第2節，主動運輸與胞吞、胞吐， 1課時 新授課 1中小學教育資源及組卷應用平臺
大單元名稱 大概念2“細胞的生存需要能量和營養物質，并通過分裂實現增殖”是從細胞的代謝和生存的視角來構建的，由“2.1 物質通過被動運輸、主動運輸等方式進出細胞，以維持細胞的正常代謝活動”、“2.2 細胞的功能絕大多數基于化學反應，這些反應發生在細胞的特定區域”、“2.3 細胞會經歷生長、增殖、分化、衰老和死亡等生命進程”三個重要概念支撐。所以，本研究以上述三個重要概念分為三個單元，將此大概念被分為三個單元進行教學設計。
單元名稱 重要概念2.2：細胞的功能絕大多數基于化學反應，這些化學反應發生在細胞的特定區域。
學習者
分析 通過前面對重要概念“細胞由多種多樣的分子組成”“細胞各部分結構既分工又合作，共同執行細胞的各項生命活動”的構建，以及初中生物學的學習，學生已經具備“具有催化功能的蛋白質是酶”“細胞的主要能源物質是葡萄糖”“細胞內良好的儲能物質是脂肪”“線粒體是有氧呼吸的主要場所”“葉綠體是植物進行光合作用的場所”等前概念，具備了一定的分析結果、得出結論等實驗分析能力。但這些前概念只是一些淺顯的認知，學生對細胞的能量供應和利用過程并沒有相關了解，且本單元涉及眾多實驗的分析和實驗設計，對學生科學思維和科學探究的形成具有重要意義。因此，教師應結合學生的前概念，引導學生通過對事實和科學實驗的分析逐步構建基礎概念、次位概念，從而完成重要概念的構建，在這一過程中逐步形成結構與功能觀、物質與能量觀。
單元教學
設計說明 （一）重要概念描述 重要概念2.2“細胞的功能絕大多數基于化學反應，這些化學反應發生在細胞的特定區域”是在“絕大多數酶是一類能催生生化反應的蛋白質，酶活性受到環境因素的影響”、“ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質”、“生物通過細胞呼吸將儲存在有機物中的能量轉化為生命活動可以利用的能量”、“植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在CO2和水轉變為糖與氧氣的過程中，轉換并儲存為糖分子中的化學能”四個次位概念的基礎上形成的，并支撐大概念2“細胞的生存需要能量和營養物質，并通過分裂實現增殖”。本單元的重要概念是在1.1“細胞由多種多樣的分子組成”和1.2“細胞各部分結構既分工又合作，共同執行細胞的各項生命活動”的基礎上形成的，并可支持選擇性必修課程1.1“內環境的變化會引起機體的自動調節，以維持內環境的穩態”、2.2“生物群落與非生物的環境因素相互作用形成多樣化的生態系統，完成物質循環、能量流動和信息傳遞”等重要概念的學習。這些概念之間的關系如下圖所示。 （二）核心素養的側重點 1. 生命觀念 有利于學生認識細胞的生活不但需要物質基礎，更需要能量驅動，從而建立“細胞色生存需要能量”這一重要概念。教材在產生有關概念過程中，注意體現細胞的能量供應和利用與物質變化的伴隨關系，意在讓學生認識到生命活動不僅具有物質基礎，還需能量驅動，而能量的供應和利用，都離不開物質的變化。物質是能量的載體，能量是物質變化的動力，從而初步建立生物學的物質與能量觀。 2.科學思維 通過對本單元概念體系的構建過程，學生要發展“比較與分類”、“抽象與概括”、“模型與建構”、“分析與綜合”等科學思維。 另外，本單元教材結合了酶的探索歷程、光合作用的原理等，引入較多的科學史料，可以反映科學在建立在科學家們不斷探索過程中，而每個時代的科學家又可能受到技術發展的限制導致他們在當時的認知上存在局限性，所以需要不斷的開拓創新。 3.科學探究 本單元通過“比較過氧化氫在不同條件下的分解”“淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用”“影響酶活性的條件”“探究酵母菌細胞呼吸方式”“探究環境因素對光合作用的影響”等探究實驗形成和發展科學探究的方法。“綠葉中色素的提取和分離”雖然是一個驗證性實驗，但由于學生對實驗結果是未知的，也可進一步設置成探究性實驗。此外，本單元還設計了大量經典實驗的分析，學生在分析實驗的過程中逐步形成實驗設計的思維和方法。 4.社會責任 本單元教材引導學生關注酶、細胞呼吸和光合作用的有關原理在生產、生活中的應用，引導學“細胞呼吸原理的應用”“光合作用原理的應用”“酶為生活添姿彩”等，讓學生明白生物來源于生活又服務于生活。 本單元設計的單元境脈是茅臺酒的制作流程的發展，在整個單元的生命觀念、科學思維和科學探究的形成和發展過程中，圍繞農業的發展問題，形成諸如環境保護、珍愛糧食等觀念，同時關注我國糧食現狀、糧食問題以及我國農業發展現狀。 （三）單元核心問題 生物所需物質和能量從哪里來？如何轉化、利用和散失？本單元核心問題分析見圖： （四）單元設計思路 以真實情境引入（國酒茅臺釀制過程）播放視頻—了解酵母菌在(18-25℃)溫和條件下能進行新陳代謝的原因（引出酶）——（酶催化）將主要能源物質（糖類）轉化成能直接利用的能源物質—能量“貨幣”ATP——糖類又是由高粱和小麥等綠色植物光合作用所制造。緊抓能量這條主線索，每個環節設計問題串環環相扣，把整個第五章四節內容就竄在一起形成單元整體，真正做到單元設計的目的，具體見圖。 通過實踐生產過程面臨的問題為單元情景，把教學內容融入單元情境問題的解決過程，學生通過學習提出解決問題的方案后，總結提煉出一種解決問題的一般方法。在此過程中答 成目標，生成素養。
單元
教學目標 通過細胞呼吸、光合作用研究的科學史等事實依據，論證基于化學反應來實現細胞呼吸、光合作用，且這些反應發生在細胞的特定區域，形成結構與功能觀、物質與能量觀等生命觀念，發展歸納與概括等科學思維。 （1）通過繪制概念圖，構建本單元感念體系，形成模型與建構的科學思維。 （2）通過“探究溫度對酶活性的影響”“探究細胞呼吸的產物”“探究環境因素對光合作用的影響”等活動，學會準確設置實驗變量及檢測方法，能設計、完善并實施修正后的實驗方案，能對實驗結果進行詳細記錄、交流討論，發展科學探究能力。 （3）通過“設計植物工廠”“設計植物工廠產物利用”等活動，關注細胞呼吸和光合作用原理在生活和生產中的應用，嘗試運用科學、技術、工程學和數學的知識來解決生活中的實際問題。
課時
教學目標 1. 第一節《降低反應活化能的酶》2課時 （1）通過對酶催化作用具體實例的討論，說明酶在細胞代謝中的作用。 （2） 通過閱讀分析“關于酶本質的探索”的資料，闡明絕大多數酶的化學本質是蛋白質的事實，認同科學是在不斷地探索和爭論中前進的。 （3）通過“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗，學會控制自變量，觀察和檢測因變量，以及嘗試設置對照組和重復實驗。 （4）通過“淀粉酶對淀粉和蔗糖水解的作用”的探究活動，闡明酶具有專一性，學會“控制變量和設計對照實驗”的科學方法。 （5）通過“pH和溫度對酶活性影響”的探究活動，分析推導“酶的作用條件較溫和”的特性，訓練模型建構的科學思維。 2. 第二節《細胞的能量“貨幣”ATP》1課時 （1）通過模型構建，描述ATP的結構特點，形成結構與功能相適應的觀念。 （2）通過資料分析，構建ATP與ADP的相互轉化機制，解釋ATP含量少但用量大的原因，發展模型與建模思維。 （3）通過分析ATP的功能機制，認同細胞內能量供應的有序性和高效性，發展物質與能量觀。 3. 第三節《細胞呼吸的原理和應用》4課時 （1）通過探究酵母菌的細胞呼吸方式的實驗，學會控制和檢測實驗變量并說出細胞呼吸的類型。 （2）通過體驗實驗方案設計、方案實施以及結果的交流與討論，發展科學探究能力。 （3）通過描述線粒體的結構特點，發展結構與功能相適應的生命觀念。 （4）通過分析有氧呼吸相關的科學實驗，概述有氧呼吸的三個階段，概括有氧呼吸的概念，發展模型與建模，歸納概括等科學思維。 （5）通過比較有氧呼吸與無氧呼吸的異同，闡明細胞呼吸的實質，發展學生比較分析，歸納概括的科學思維。 （6）通過討論實際生活中運用細胞呼吸的原理的生命現象，引導學生將所學的生物學知識應用于生產實踐，增強社會責任意識。 4. 第四節《光合作用與能量轉化》4課時 （1）通過對“綠葉中色素的提取和分離”，闡明葉綠體是植物細胞光合作用從場所，葉綠體中含有能捕獲光能的色素，發展科學探究能力，形成結構與功能觀。 （2）通過對綠色葉片和黃色葉片色素帶的比較，解釋秋天葉片變黃的原因，發展比較與分類、分析與綜合的科學思維，形成提出問題、作出假設、分析實驗結果以及推理預測的探究技能。 （3）通過對綠葉中色素吸收光譜的分析，選擇植物工廠補充光源的顏色并解釋原因，關注生物學技術在生產生活中的應用。
單元課時規劃
教學主題（內容） 課時（節） 學科專項學習活動
（實驗、調查等） 作業量
（次） 其他
第1節，《降低反應活化能的酶》 2課時 新授課+實驗課 2
第2節，《細胞的能量“貨幣”ATP》 1課時 新授課 1
第3節，《細胞呼吸的原理和應用》 4課時 新授課2課時；實驗課1課時；習題課1課時 4
第4節，《光合作用與能量轉化》 4課時 新授課2課時；實驗課1課時；習題課1課時 4中小學教育資源及組卷應用平臺
大單元名稱 大概念2“細胞的生存需要能量和營養物質，并通過分裂實現增殖”是從細胞的代謝和生存的視角來構建的，由“2.1 物質通過被動運輸、主動運輸等方式進出細胞，以維持細胞的正常代謝活動”、“2.2 細胞的功能絕大多數基于化學反應，這些反應發生在細胞的特定區域”、“2.3 細胞會經歷生長、增殖、分化、衰老和死亡等生命進程”三個重要概念支撐。所以，本研究以上述三個重要概念分為三個單元，將此大概念被分為三個單元進行教學設計。
單元名稱 重要概念2.3： 細胞會經歷生長、增殖、分化、衰老和死亡等生命進程。
學習者
分析 學生在初中學過：細胞通過分裂產生新細胞，受精卵通過細胞分裂和分化，形成組織器官（系統），發育為多細胞的生物體等內容。在教學時，可以利用學生已有知識為基礎，實現知識遷移，把新知識和已學知識進行有效的整合，使學生的知識體系得到豐富和發展，構建新的知識網絡。本單元中有關細胞衰老干細胞的研究等熱點問題，教學時應注意聯系日常生活和學生的已有經驗，關注知識在實踐中的應用。
單元教學
設計說明 （一）重要概念描述 該重要概念是在“細胞通過不同的方式進行分裂，其中有絲分裂保證了遺傳信息在親代和子代細胞中的一致性”；“在個體發育過程中，細胞在形態、結構和功能方面發生特異性的分化，形成了復雜的多細胞生物體”；“在正常情況下，細胞衰老和死亡是一種自然的生理過程”三個次位概念的基礎上形成的，并支撐大概念“細胞的生存需要能量和營養物質，并通過分裂實現增殖”。
本單元的重要概念是在必修課程1.1“細胞由多種多樣的分子組成”；1.2“細胞各部分結構既分工又合作，共同執行細胞的各項生命活動”；1.3“各種細胞具有相似的基本結構，在形態和功能上有所差異”的基礎上形成的，并可支持3.2“有性生殖中的分離和重組導致雙親后代的基因組合有多種可能”；選擇性必修課程4.1“植物細胞工程包括植物組織培養和體細胞雜交”；4.2“動物細胞工程包括細胞培養、核移植細胞融合和干細胞的應用等技術”等重要概念的學習。這些概念之間的關系如圖所示： （二）核心素養的側重點 1.生命觀念 細胞的生命歷程包括生長，增殖，分化，衰老和凋亡和死亡，學習本章內容幫助學生正確理解生命系統發展變化規律，以科學的眼光看待生和死，進而珍愛生命，正視死亡。通過學習有絲分裂過程中染色體進行精確復制和分離，使子代細胞與親代細胞的染色體數目保持一致，維持了細胞的遺傳穩定性，感悟生命的精致和奇妙。 2 .科學思維 在本單元概念體系的構建過程中，學生需要發展“抽象與概括”、“運用模型作解釋”、“分析數據”、“思考與綜合”等科學思維。 通過對有絲分裂過程中染色體形態行為和數量的變化，認識到有絲分裂實質是維持親子代在遺傳上的穩定性，體現了從現象到本質，發展抽象概括的科學思維；對于多細胞生物體來說，個體衰老的過程也是組成個體的細胞普遍衰老的過程，認識細胞衰老與個體衰老之間的關系，辯證地看待整體與部分之間的關系；細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結束生命的過程，認識和理解生命活動中的因果關系。 3.科學探究 本單元中的探究實踐——“觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂”，要求學生能夠選擇適當的材料制作臨時裝片，并運用高倍顯微鏡進行觀察，發展科學探究的技能和動手操作實驗的能力。 4.社會責任 本單元通過認識細胞分化形成不同組織細胞之間的分工合作，細胞凋亡對個體的積極意義，從而進一步認識個人與集體，社會與個人與社會的關系，一些研究成果，可以幫助學生理解科學研究對增進人類健康的重要意義，細胞衰老和個體衰老的關系，聯系到我國已經步入老齡化社會的現狀，形成關愛老年人的社會責任意識。 （三）單元核心問題 （四）單元設計思路
單元
教學目標 1.通過觀察圖片，構建模型，概述細胞有絲分裂的過程及意義。 2.描述有絲分裂各個時期的特點。 3.闡述細胞分化的概念及實質；通過思考與討論，闡明細胞的全能性。 4.描述細胞衰老的特征、個體衰老與細胞衰老的關系及細胞凋亡和細胞壞死的區別，關注衰老和死亡與人健康的關系。
課時
教學目標 1. 第一節《細胞的增殖》 3課時 （1）理解細胞親子代之間遺傳信息的一致性，領悟生命的延續性。 （2）分析有絲分裂發現過程的科學探究史，提高分析、歸納、提取信息的能力；說明有絲分裂過程中染色體行為的變化，鍛煉動手能力、抽象思維能力，發展科學思維。 （3）說出細胞周期的概念，認識生命的形成是一個發展變化的過程。 （4）比較動植物細胞有絲分裂的異同，認識生命現象的多樣性和統一性。 （5）構建有絲分裂過程中染色體和DNA數量變化模型，發展學生的科學思維。 （6）能識別處于有絲分裂不同時期的植物細胞 （7）初步掌握制作大蒜根尖有絲分裂裝片的技術和繪制生物圖的方法。 2. 第2節《細胞的分化》 1課時 （1）通過比較不同細胞在形態結構和功能方面發生的特異性變化，歸納細胞分化的概念，從而闡明細胞分化是基因選擇性表達的結果。 （2）通過分析植物組織培養和動物體細胞核移植等方面的事例，闡明細胞的全能性。 （3）通過了解干細胞的特點，關注干細胞在醫學上的應用，提升社會責任意識。 3. 第3節《細胞的衰老和死亡》 1課時 （1）熟記細胞衰老的特征，關注我國老齡化問題，形成關愛老年人的意識。。 （2）通過學習細胞衰老和細胞死亡，形成結構與功能相適應的生命觀念。 （3）結合胎兒手的發育和蝌蚪尾的消失，理解細胞凋亡的概念與意義。 （4）采用比較和分類的方法，說明細胞凋亡和壞死的關系。 （5）通過學習細胞衰老、凋亡與人體健康的關系，樹立關愛人體健康的社會責任。
單元課時規劃
教學主題（內容） 課時（節） 學科專項學習活動
（實驗、調查等） 作業量
（次） 其他
第1節，細胞的增殖 3課時 新授課+探究實踐課 3
第2節，細胞的分化 1課時 新授課 1
第3節，細胞的衰老和死亡 1課時 新授課 1

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