資源簡介

1細胞是生命活動的基本單位
目標素養
1．通過“大熊貓吃冷箭竹的問題探討”，獲取和提供“大熊貓和冷箭竹都是由細胞構成的”的證據，并評價自己的證據是否正確與充分，從而認識到證據是得出結論的重要條件。
2．通過分析細胞學說的建立過程，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”的觀念；認同科學學說的建立是一個不斷修正和發展的過程，認同科學發現依賴技術的支持。
3．通過學習細胞學說等內容，認識到細胞是生命活動的基本單位。單細胞生物能夠獨立完成生命活動，多細胞生物依賴各種分化的細胞密切合作，共同完成一系列復雜的生命活動。細胞是一個基本的生命系統。在此基礎上進一步認識生命系統的結構層次：細胞、組織、器官、系統、個體、種群、群落、生態系統、生物圈，從而初步建立起生命的系統觀。
重點難點
重點
1．細胞學說的內容及意義。
2．細胞是基本的生命系統。
難點
1．細胞學說的意義。
2．生命系統結構層次的判斷。
教學準備
教師準備
1．查閱初中生物學教材，了解初中生物學教材中與本節相關的知識，為初高中知識銜接做準備。
2．對部分高一新生進行學情調查，了解初中生物學相關知識的學習情況，了解學生對學習高中生物學的態度，指導學生找到適合自己的學習方法。
3．制作課件。
學生準備
1．復習初中所學的“細胞通過分裂產生新細胞”“植物體的結構層次”“動物體的結構層次”“單細胞生物”等內容。
2．預習。
3．觀看紀錄片《病毒與人體細胞大戰》。
導入新課
導入一
教師 播放視頻《克隆猴》。
教師課件出示相關資料。
2017年11月27日，世界上首個體細胞克隆猴“中中”在我國誕生！同年12月5日，第二個體細胞克隆猴“華華”誕生。這是我國科學家歷經五年攻關取得的重大突破。利用克隆技術可以得到許多在遺傳上相同的克隆猴。猴與人在進化上親緣關系很近，它比鼠更適合用作研究人類疾病和進行藥物實驗的模型動物；遺傳上相同的克隆猴用于藥物對照實驗有利于更準確地評估藥敗。
2018年1月25日，體細胞克隆猴“中中”和“華華”登上學術期刊《細胞》的封面。
2019年1月24日，5只生物鐘紊亂體細胞克隆猴登上中國綜合性英文學術期刊《國家科學評論》封面。
教師 人類已經在生物學研究中取得了巨大的成就，但許多未解之謎還得回到細胞中去尋找答案。
導入二
教師出示“大熊貓吃冷箭竹”圖片。
教師 大熊貓和冷箭竹形態迥異，但它們生命活動的基本單位都是細胞。如何獲取和提供證據證明大熊貓和冷箭竹都是由細胞構成的呢？
學生 積極思考，回答問題。
最簡單、直接的方法是取大熊貓和冷箭竹的組織制成切片，然后在顯微鏡下觀察。將冷箭竹不同部位的組織制成切片并不算難，但是取大熊貓不同部位的組織制成切片，估計大家都沒有這個條件。
一手資料難以獲取，我們可以借助二手資料，畢竟大熊貓保護機構在研究大熊貓的過程中有機會取得大熊貓的一些組織并制成切片。所以我們可以從保護和研究大熊貓的機構處求取相關資料，或者從文獻中查找相關的資料。然后以這些資料為證據，來說明大熊貓是由細胞構成的。
教學過程
一、細胞學說的內容
課件出示細胞學說的內容：
1．細胞是一個有機體，一切動植物都由細胞發育而來，并由細胞和細胞產物所構成。
2．細胞是一個相對獨立的單位，既有它自己的生命，又對與其他細胞共同組成的整體生命起作用。
3．新細胞是由老細胞分裂產生的。
教師 對細胞學說的內容進行逐條分析、講解：
細胞學說的第一個內容：細胞是一個有機體，一切動植物都由細胞發育而來，并由細胞和細胞產物所構成。
1．絕大多數動植物由受精卵發育而來，克隆猴“中中”“華華”則由體細胞發育而來。
2．細胞產物：細胞新陳代謝等生命活動所產生的代謝產物，不是生物體的主要結構成分。但有的細胞產物具有調節、催化、免疫等功能，如激素、消化酶、抗體等，是生物體的組成部分。
細胞學說的第二個內容：細胞是一個相對獨立的單位，既有它自己的生命，又對與其他細胞共同組成的整體生命起作用。
動植物細胞既要完成自己的生命活動，又要彼此協作，共同完成生物體整體的生命活動。 偶有所得細胞學說的第三個內容：新細胞是由老細胞分裂產生的。
生物體主要通過分裂的方式產生新細胞。
教師播放視頻《蠑螈受精卵分裂、發育》。
學生 觀看視頻，結合實例理解細胞學說的主要內容。
二、細胞學說的建立過程
1．解剖和肉眼觀察階段
教師課件出示表格并布置任務。
閱讀教材中“思考·討論”第1部分內容，填寫表格并思考：在顯微鏡發明之前，科學家是如何對生物進行觀察和研究的？
學生 完成任務。
課件出示該階段科學家的研究成果。
科學家 研究方法 主要成就
維薩里 解剖和肉眼觀察 揭示了人體在器官水平的結構
比夏 解剖和肉眼觀察 指出器官由低一層次的結構-組織構成
2．顯微觀察階段
教師 課件出示表格及相關科學事件：
1665年，英國科學家羅伯特·胡克用顯微鏡觀察軟木塞，發現里面滿是規則的小室。他把觀察到的圖像畫了下來，并給“小室”取名cell。cell原意為“小室、小房間”，我們譯為“細胞”，這個名字一直沿用至今。
荷蘭著名磨鏡技師列文虎克用自制的顯微鏡，觀察到了紅細胞、精子和不同形態的細菌等。
意大利的馬爾比基用顯微鏡廣泛觀察了動植物的微細結構，如細胞壁和細胞質。
學生 根據資料填寫表格。
科學家 研究方法 主要成就
羅伯特·胡克 顯微觀察 觀察到了細胞并命名了細胞
列文虎克 顯微觀察 首次觀察到了活細胞
馬爾比基 顯微觀察 觀察到了動植物的微細結構
教師 此后，雖然觀察細胞所獲得的資料不斷增加，積累了較豐富的材料，但是，在長達170多年的歷史中，有一件事卻始終沒人去做，那就是歸納和概括。
3．理論形成階段
教師 講授：
（1）植物學家施萊登通過對花粉、胚珠和柱頭組織的觀察，發現這些組織都是由細胞構成的，而且細胞中都有細胞核。在此基礎上，他進行了理論概括，提出：
①植物體都是由細胞構成的。
②細胞是植物體的基本單位。
③新細胞從老細胞中產生。
（2）施萊登把他的研究成果告訴了動物學家施旺。施旺研究了動物細胞的形成機理和個體發育過程，提出：
①動物體也是由細胞構成的。
②一切動物的個體發育過程，都是從受精卵這個單細胞開始的。
施萊登和施旺共同提出了細胞學說：一切動植物體都是由細胞構成的，細胞是動植物體的基本單位，新細胞從老細胞中產生。
學生 小組討論：科學家是如何通過獲得證據來說明動植物體由細胞構成這一結論的？
對各小組的討論結果進行評價，并歸納總結：通過對動植物體的解剖和顯微觀察獲得證據，通過歸納概括形成結論。
4．細胞學說的修正
教師出示表格并布置自學任務：閱讀教材中“思考·討論”第4部分內容，填寫表格。
學生閱讀教材相關內容，填寫表格并展示。
教師對學生自主學習的成果進行評價。
課件出示科學家的研究成果和對細胞學說的修正：
耐格里的貢獻
科學家 研究方法 主要成就
耐格里 顯微觀察 發現新細胞的產生是細胞分裂的結果
（2）魏爾肖的總結
施萊登和施旺認為新細胞是從老細胞的細胞核中長出來的，或者是在老細胞的細胞質中像結晶那樣產生的。1958年，魏爾肖基于耐格里等科學家的研究成果，總結出“細胞通過分裂產生新細胞”。
三、細胞學說的意義
學生 閱讀教材，總結細胞學說的意義。
教師對學生的總結進行評價，課件出示細胞學說的意義：
（1）細胞學說揭示了動物和植物的統一性，從而闡明了生物界的統一性。
（2）細胞學說打破了橫亙在植物學和動物學之間的壁壘，使解剖學、生理學、胚胎學等學科獲得了共同的基礎，催生了生物學的問世。
（3）細胞學說使生物學的研究由器官、組織水平進入細胞水平，并為后來進入分子水平打下基礎。
（4）細胞學說不僅解釋了個體發育，也為生物進化論的確立埋下了伏筆。
設計意圖
本環節包括細胞學說的內容、建立過程和意義三部分內容。通過與初中知識對接、設置問題等方式，讓學生學會分析資料、獲取知識并對知識進行整理，培養學生自主學習的能力。通過對細胞學說的建立過程的講解，使學生認同科學發現離不開技術的支持，科學發現是一個不斷發展的過程。
環節二：科學方法
教師 課件出示細胞學說的建立過程及科學發現的特點：
施萊登觀察到植物的花粉、胚珠、柱頭等的細胞都有細胞核，從而得出植物細胞都有細胞核這一結論，他運用的就是歸納法。
歸納法是指由一系列具體事實推出一般結論的思維方法。歸納法可分為完全歸納法和不完全歸納法。
項目 完全歸納法 不完全歸納法（常用）
考察的對象范圍 某一類事物的所有對象 某一類事物的部分對象
結論的可靠程度 真實可靠 很可能是可信的，也需要注意存在例外的可能
施萊登并沒有對所有的植物細胞都進行觀察，而是根據部分植物細胞有細胞核而得出所有植物細胞都有細胞核這一結論，這樣的歸納就屬于不完全歸納。由于只研究了部分研究對象就進行歸納，因此由不完全歸納得出的結論不一定適用于所有研究對象，也就是說由不完全歸納得出的結論有待進一步檢驗。
如果施萊登對所有植物細胞都進行了觀察，從而得出植物細胞都有細胞核這一結論，這樣的歸納就屬于完全歸納。由于是在研究了所有研究對象之后才進行歸納，因此由完全歸納得出的結論適用于所有研究對象，是真實可靠的。
實際進行科學研究時，科學家通常無法窮盡所有的研究對象，只能根據有限的研究對象得出一個初步的結論，這個初步的結論可能是正確的，也可能是錯誤的。用一個更專業點的說法，不完全歸納得到的初步結論就是一個假說。隨后，科學家可以在假說的基礎上進行預測和判斷，根據預測和判斷進行進一步檢驗，以確定假說是否可信。
教師某同學在顯微鏡下觀察了菠菜、天竺葵、柳樹葉片中的葉肉細胞，發現這些葉肉。
設計意圖
本環節包括細胞學說的內容、建立過程和意義三部分內容。通過與初中知識對接、設置問題等方式，讓學生學會分析資料、獲取知識并對知識進行整理，培養學生自主學習的能力。通過對細胞學說的建立過程的講解，使學生認同科學發現離不開技術的支持，科學發現是一個不斷發展的過程。
環節二：科學方法
教師 課件出示細胞學說的建立過程及科學發現的特點：
教師 施萊登觀察到植物的花粉、胚珠、柱頭等的細胞都有細胞核，從而得出植物細胞都有細胞核這一結論，他運用的就是歸納法。
歸納法是指由一系列具體事實推出一般結論的思維方法。歸納法可分為完全歸納法和不完全歸納法。
項目 完全歸納法 不完全歸納法（常用）
考察的對象范圍 某一類事物的所有對象 某一類事物的部分對象
結論的可靠程度 真實可靠 很可能是可信的，也需要注意存在例外的可能
施萊登并沒有對所有的植物細胞都進行觀察，而是根據部分植物細胞有細胞核而得出所有植物細胞都有細胞核這一結論，這樣的歸納就屬于不完全歸納。由于只研究了部分研究對象就進行歸納，因此由不完全歸納得出的結論不一定適用于所有研究對象，也就是說由不完全歸納得出的結論有待進一步檢驗。
如果施萊登對所有植物細胞都進行了觀察，從而得出植物細胞都有細胞核這一結論，這樣的歸納就屬于完全歸納。由于是在研究了所有研究對象之后才進行歸納，因此由完全歸納得出的結論適用于所有研究對象，是真實可靠的。
實際進行科學研究時，科學家通常無法窮盡所有的研究對象，只能根據有限的研究對象得出一個初步的結論，這個初步的結論可能是正確的，也可能是錯誤的。用一個更專業點的說法，不完全歸納得到的初步結論就是一個假說。隨后，科學家可以在假說的基礎上進行預測和判斷，根據預測和判斷進行進一步檢驗，以確定假說是否可信。
教師某同學在顯微鏡下觀察了菠菜、天竺葵、柳樹葉片中的葉肉細胞，發現這些葉肉細胞中都有葉綠體，于是得出了植物葉肉細胞都有葉綠體的結論。他得出這個結論應用了不完全歸納法。你還能列舉不完全歸納法其他應用的例子嗎？在使用這種方法時，要注意什么問題？
學生 以小組為單位進行交流討論。
教師 對各小組的活動進行指導和評價。
環節三：細胞是基本的生命系統
一、生命活動離不開細胞
教師 課件出示資料：
1．單細胞生物能夠獨立完成生命活動。
大腸桿菌、眼蟲、變形蟲、酵母菌、衣藻、草履蟲等單細胞生物，一個細胞就是一個生物體，細胞的生命活動就是生物體的生命活動。
2．多細胞生物依賴各種分化的細胞密切合作，共同完成一系列復雜的生命活動。
實例：縮手反射。
完成一個簡單的縮手反射需要多種細胞的參與，如傳入神經元、中間神經元、傳出神經元、相關的骨骼肌細胞等。
3．病毒的繁殖依賴宿主細胞。
病毒沒有細胞結構，一般由蛋白質和核酸組成。病毒不能獨立生活，只有寄生在其他生物的活細胞內才能生活和繁殖。一旦離開了活細胞，病毒就無法進行生命活動。
學生 根據課前觀看的紀錄片《病毒與人體細胞大戰》進行小組討論，推測新冠病毒的傳播方式及其在人體內繁殖的過程。
教師 歸納總結：細胞是生物體結構和功能的基本單位，細胞是生命活動的基本單位，一切生命活動離不開細胞。
二、生命系統的結構層次
教師 課件出示系統和生命系統的概念：
系統：指彼此間相互作用、相互依賴的組分有規律地結合而形成的整體。
生命系統：能夠相對獨立地完成生命活動的系統，叫作生命系統。
學生 閱讀教材相關內容，寫出大熊貓、冷箭竹、草履蟲的生命系統結構層次。
教師 對學生的回答進行點評并出示答案：
大熊貓：細胞→組織→器官→系統→個體。
冷箭竹：細胞→組織→器官→個體。
草履蟲：細胞（個體）。
教師 課件出示生命系統結構層次中的概念：
組織：由形態相似，結構、功能相同的細胞聯合在一起形成的細胞群叫作組織。如上皮組織、肌肉組織、神經組織等。
器官：由不同的組織按照一定的次序結合在一起構成的行使一定功能的結構叫作器官。如植物的根、莖、葉、花、果實、種子。
3．系統：能夠共同完成一種或幾種生理功能的多個器官按照一定的次序組合在一起就構成了系統。如呼吸系統、循環系統等。
注意：植物沒有系統這個結構層次。
4．種群：在一定的空間范圍內，同種生物的所有個體形成的集合。
5．群落：在相同時間聚集在一定地域中各種生物種群的集合。
6．生態系統：在一定空間范圍內，由生物群落與它的非生物環境相互作用而形成的統一整體。
7．生物圈：地球上所有生態系統的總和。
總結：生命系統的結構層次一般包括細胞、組織、器官、系統、個體、種群、群落、生態系統、生物圈。細胞是最基本的生命系統。
注意：病毒由于連細胞結構都沒有，所以往往不直接被劃分到哪個具體的層次；植物沒有系統層次；單細胞生物一個細胞即為一個個體。
設計意圖
本環節通過與初中知識銜接、列舉事實、小組討論、歸納等方式，讓學生理解生命活動離不開細胞，細胞是生命活動的基本單位，是基本的生命系統。
板書設計
第1節 細胞是生命活動的基本單位
一、細胞學說及其建立過程
1．內容
2．建立過程
3．意義
二、細胞是基本的生命系統
1．生命活動離不開細胞
2．生命系統的結構層次
教學研討
本節是高中生物學的第一課，激發學生的學習興趣是學生學好高中生物學的前提。課堂教學中，教師從我國科學家取得的重要研究成果-體細胞克隆猴入手，引發學生對細胞和生物學問題的關注，充分調動學生的學習熱情。
由于生物學本身的趣味性和與生活的密切關聯性，學生對第一節生物課往往充滿期待。通過分析科學史、填寫表格等活動，讓學生詳細了解細胞學說的建立過程，引導學生展開討論，在此過程中鼓勵學生盡可能多地說出自己知道的細胞學知識，歸納概括出細胞學說的內容和意義等。

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