《细胞核是细胞生命活动的控制中心》教学设计

《细胞核是细胞生命活动的控制中心》教学设计

江海燕

温岭市第二中学 浙江 温岭 317500

（一）学习内容与分析

本课时为浙科版新教材（2019版）《必修一》第二章第四节的学习内容。了解细胞核内部的结构，知道细胞核主要由核膜、核孔、核仁、染色质、核基质等结构组成，能认识DNA的存在部位，辨析染色质和染色体的关系，。通过对伞藻实验和变形虫实验的分析，让学生知道细胞核是细胞的控制中心，控制细胞的遗传性状和新陈代谢，充分理解结构与功能相适应。

2. 学情分析

学生在初中阶段已经对细胞核有了初步认识，但细胞核的结构具体怎样，为什么能控制细胞遗传和代谢，需学生进一步深入学习。高中学生已具备一定的实验能力和理性思维，也具备自己设计实验探索细胞核的功能的能力。教师通过引导学生利用模型制作、模拟实验，帮助学生理解细胞核的结构和功能。

2. 学习目标

1.通过分析电镜下的细胞核照片认识细胞核的亚显微结构，能对观察到的生命现象及相互关系进行解释，认同结构与功能相适应的生命观念。

2.通过制作细胞核的结构模型，发展学生模型与建模的科学思维方法。

3.通过分析与讨论实验，进而自主设计实验探究细胞核的功能，发展小组合作及科学探究的能力。

4.关注与细胞结构有关的生物学问题，尝试做出解释。

（四）评价目标

1.在学完“细胞核是细胞生命活动控制中心”后，能够从结构与功能相相适应这一视角，说出细胞核各部分的结构特点和功能，阐明遗传物质主要贮存在细胞核的染色质上。需要具备生命观念的二级水平。

2.在学完细胞核的结构后，能利用道具制作细胞核的结构模型，需要具备科学思维的三级水平。

3.在学习细胞核的功能时，能利用给定的条件设计实验并对实验结果进行预测分析，以口头形式与他人交流，需要具备科学探究的三级水平。

4.在学完细胞核的功能后，能够应用生命的观念，结构与功能适应的观念，对细胞结构影响人类的生命活动等现象做出科学解释。需要具备社会责任的三级水平。

（五）教学方法与策略

1.任务驱动：以“探索细胞核的结构与功能”为教学主线设计学习任务，环环相扣，层层递进，并通过形式多样的课堂评价激励学生完成任务。

2.基于问题的探究：学生在问题情境中通过小组合作探究解决问题。

3.制作模型：利用多种材料制作细胞核的模型。

（六）教学流程图

7. 教学过程

1.创设情境，引入细胞核的结构

【情境】：对于细胞核，同学们听起来并不陌生。但你们有肉眼看过细胞核吗？光学显微镜下能观察到吗？

【学生自由发言】

2.探索细胞核的结构

【情境1】：幻灯展示光学显微镜下拍摄的几种常见细胞的照片，请大家观察与思考：光学显微镜下能看到细胞核吗？其形态如何？真核细胞都有细胞核吗？如何要进一步观察细胞核内部结构？

【学生据图作答】：从形态看多数细胞核是球形。从数目看多数真核细胞只有1个核，少数有多个核（如横纹肌细胞)，也有无核的（如人的成熟红细胞）。

【情境2】：展示电子显微镜下细胞核的照片。引导学生结合教材相关内容，讨论细胞核的组成与结构：核膜有什么特点?核孔是如何形成的?染色质和染色体有什么关系？

【学生活动】：分享与交流讨论结果。

【图片展示】：DNA和蛋白质如何形成染色质进而形成染色体。

【教具展示并解释】：DNA和蛋白质及少量的RNA先形成细长的丝状物染色质，光学显微镜下不可见，染色质经过高度螺旋，形成粗短的在光学显微镜下可观察的染色体。而染色体解螺旋之后，又可变回染色质。染色质和染色体是同种物质在细胞分裂不同时期的两种形态。

3.制作细胞核的结构模型

【过渡】：通过观察光学显微镜下的细胞核，再到观察电镜下的细胞核，同学们已经了解细胞核的亚显微结构。而细胞核是一个立体的结构。同学们能否根据已有的认知，小组合作，从所给的材料中选择合适的材料尝试制作细胞核的结构模型，直观展示细胞核的三维结构呢？

【学生活动】：根据已了解的细胞核的结构，请小组合作，从所给的材料中选择合适的材料制作细胞核的结构模型，直观展示细胞核的三维结构。完成后请组长汇报展示，其余小组给予评价。

【引导学生思考】：你觉得一个好的结构模型需要具备哪些条件？

【学生自由发言】：科学性：体现细胞结构；艺术性：美观大方；创造性：选材新颖；实用性：便于保存并能反复使用；超前性：可利用该模型学习相关其他知识。

4.探索细胞核的功能

【情境1】：伞藻嫁接实验及拓展。

伞藻是单细胞藻类，可分为伞帽、伞柄、假根3个部分。细胞核位于伞藻基部的假根内。地中海伞藻的伞帽呈倒放的伞状，细圆齿伞藻的伞帽呈花朵状。将伞帽切除，不久伞藻就会长出一个形状与之前一样的伞帽。将这两种伞藻细胞都切成伞帽、伞柄、假根3部分，然后将假根进行交换，再让伞柄与其接合。结果发现：若伞柄与同种伞藻的假根接合，则再生出来的伞帽与原来一样；若伞柄与另一种伞藻的假根接合，则再生出来的伞帽与另一种一样。

【引导学生思考】：该实验能否证明是细胞核决定了伞帽的形状？如果不能，如何进一步设计实验证明是细胞核的作用？请同学们小组讨论并上讲台用教具进行实验模拟。

【学生思考并作答】：能证明假根的作用，但无法排除假根中细胞质的影响。

【学生活动1】：小组合作讨论，利用2种伞藻进一步证明确实是细胞核控制遗传性状。

学生讨论后，上讲台用教具演示实验设计过程，将2种伞藻的伞帽切除，交换细胞核，观察2组伞藻最后长出的伞帽形状。如果最后长出的伞帽与供核的伞藻一致，说明是细胞核决定伞帽的形状，反之，说明是细胞质的作用。从而证明细胞核能控制细胞的遗传性状。

【引导学生进一步思考】：细胞核是细胞的控制中心还表现在细胞核能控制细胞的新城代谢。能否利用伞藻进一步证明确实是细胞核控制遗传性状？

【学生活动2】：小组讨论，利用伞藻设计实验证明细胞核能控制细胞的新陈代谢。学生讨论后，上讲台用教具演示实验设计过程，将一种伞藻的伞帽切除，并去核，另一组同样操作后但不去核，观察2组伞藻最后能否长出伞帽。最后只有核质共存的这组能长出伞帽，另外的不能，说明细胞核能控制细胞的新陈代谢。

【引言】：伞藻是单细胞藻类，长出伞帽需要一定的时间，且也无法排除去核操作本身对其造成的影响，所以利用单细胞动物比单细胞植物进行相同的实验更有优势

【情境2】：变形虫的切割实验。

变形虫是一类单细胞动物，可以改变体型。科学家们进行了切割实验，将其切成两半，一半有核，一半无核。有核的部分具有仍能生长、分裂、再生，无核的部分能生存一段时间，但不能摄取食物、无应激性、不再分裂生殖，没多久死亡。而无核的部分被及时植入一个完整的细胞核，将恢复生长和分裂等生理功能。

【引导学生思考】：本实验能得出哪些结论？通过本实验，能否解释哺乳动物的成熟红细胞和精子为什么寿命很短？

【学生思考并作答】：本实验能证明细胞核控制细胞的新陈代谢；.细胞核与细胞质相互依存，不可分割；哺乳动物的成熟红细胞没有细胞核，精子没有细胞质，所以寿命很短。

5.教学小结

（八）教学反思

本节课应用了模型和实验的方法，以情境创设和小组任务来驱动相关学习。电子显微镜下的细胞核观察让学生对细胞核的结构有了初步认识，模型制作使学生对此有了更进一步的认识，同时也激发了学生的学习兴趣，巩固了知识。而小组合作进行实验的分析探讨，或对实验进行补充完善，充分发挥了学生的积极性和主动性，充分领会了结构与功能相适应，局部与整体相适应的观念，培养了学生严谨的科学态度和不懈的探索精神。

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