细胞的生命历程

　　1.教学目标
　　知识
　　（1）说出多细胞生物体器官的大小主要决定于细胞数量的多少；
　　（2）解释细胞不能无限长大的原因；
　　（3）区别细胞增殖、细胞分裂、细胞周期等概念；
　　（4）设计探究细胞大小与物质运输关系的模拟实验，利用实验结果进行分析后得出结论。
　　情感态度与价值观
　　（1）树立生物体的结构与功能、局部与整体相统一的观点；
　　（2）养成质疑、严谨、求实、创新及勇于实践的科学态度和科学精神。
　　能力
　　（1）尝试用模拟的方法进行科学研究；
　　（2）利用数学方法处理和分析实验数据；
　　（3）运用分析、归纳和推理能力进行问题探讨和实验讨论；
　　（4）运用细胞不能无限长大的原理解释某些生命现象；
　　（5）能够利用多种媒体获取生物信息。
　　2.教学重点
　　通过探究细胞大小与物质运输关系的模拟实验理解细胞不能无限长大的原因。
　　3.教学难点
　　细胞表面积与体积之比和细胞物质运输效率的关系。
　　4.教学建议
　　应结合多媒体课件和教参配套光盘，引导学生通过探究活动，主动学习。
　　5.教学过程
　　屏幕展示生长繁茂的植物图片。
　　教师引导：当你远离城市的喧嚣，置身于这一秀美的环境中，眼望着吐蕊的鲜花时，能否激起你对生命的遐想？
　　鲜花吐蕊，绿叶葱茏，抑或花瓣凋落，枯叶飘零，展示着个体的生命现象，折射出细胞的生命历程。
　　屏幕展示动物细胞分裂的显微图片。
　　教师引导：生物都要经历出生、生长、成熟、繁殖、衰老直至最后死亡的生命历程，活细胞也是这样。 就在你坐在课堂学习的时候，你身体内就有许多细胞在分裂，有些细胞
　　在生长，有些细胞在变老，有些细胞刚刚结束自己的生命历程。 生长，增殖，衰老，凋亡……细胞的生命历程大多短暂，却都对个体的生命有一份贡献。
　　屏幕分别播放象和鼠的生活画面。象与鼠的个体大小相差悬殊。讨论：
　　1.细胞体积增大,可以使生物体生长吗？为什么？
　　2.请推测构成象与鼠相应器官和组织的细胞大小差异如何？
　　3.生物体的长大，是靠细胞数量的增多还是靠细胞体积的增大？
　　小结：不同动（植）物同类器官或组织的细胞大小一般无明显差异，器官大小主要决定于细胞数量的多少。因为，细胞不能无限长大。
　　教师提问：细胞为什么不能无限长大？
　　教师引导：细胞不能无限长大可能的原因是细胞体积越大，需要的营养物质越多，需要排出的代谢废物也越多，物质的输入和输出会遇到困难。口说无凭，科学要有令人信服的实验证据，需要用实验来探究＂细胞大小与物质的运输关系＂。细胞那么小，怎样测出不同细胞的大小以及进出细胞的物质的量呢？模拟实验是科学研究常用的方法之一，我们可以设计＂探究细胞大小与物质的运输关系＂的模拟实验。
　　教师提问： ＂探究细胞大小与物质的运输关系＂的模拟实验的设计思路是什么？该怎样设计？
　　教师引导，屏幕展示设计该实验的提示：
　　提示一：模拟不同大小的细胞；
　　提示二：容易观察、测量物质进出模拟细胞的量；
　　提示三：引用化学、数学、物理相关知识和方法；
　　提示四：naoh和酚酞相遇，呈紫红色；
　　提示五：琼脂加热后可以混合酚酞等多种物质，冷却固化后，naoh等物质又容易向内扩散。
　　教师对各个小组不同的设计方案进行进行评价。
　　屏幕播放教材中该实验的设计方法及实验操作过程。
　　屏幕显示该实验的的结果。
　　依据该实验的的结果进行系列分析、讨论。
　　教师提问：如果把边长3 cm的含酚酞的琼脂块切成27块边长1 cm的琼脂块，一起都到放入含naoh溶液的烧杯中，结果如何？能说明什么问题？
　　教师引导：科学实验结果论证的问题仅凭感觉是不够的，要想令人信服，必须有准确、足够的数据来说明问题。
　　教师提示：
　　学会用数学方法处理、解释实验数据！
　　测量每一块上naoh扩散的深度，记录测量结果，根据结果进行计算，填写下表：
　　边长
　　表面积
　　体积
　　表面积/体积
　　扩散深度
　　扩散深度/体积
　　3
　　54
　　27
　　2
　　0.4
　　0.606
　　2
　　24
　　8
　　3
　　0.4
　　0.784
　　1
　　6
　　1
　　6
　　0.4
　　0.996
　　结论：
　　1.琼脂块的表面积与体积之比随琼脂块增大而（减小）；
　　2.naoh扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大而（减小）。
　　讨论一：
　　有什么证据能证明naoh扩散进琼脂块里去了？naoh在每一琼脂块内扩散的速率是否相同?为什么?
　　讨论二：
　　大多数高等动植物细胞的直径为20 30 um。请计算直径分别为20 um和30 um的细胞的表面积与体积之比。
　　教师提示：根据球体的体积公式v=4/3πr3 ，表面积公式s=4πr2 ，计算结果如下表：
　　细胞直径
　　表面积
　　体积
　　表面积/体积
　　20
　　1256
　　4187
　　0.3
　　30
　　2826
　　14130
　　0.2
　　讨论三：
　　在相同时间内，物质扩散进细胞的体积与细胞的总体积之比可以反映细胞的物质运输的效率。细胞的物质运输的效率与细胞大小之间是什么关系?为什么多细胞生物体是由许多细胞而不是由少数体积更大的细胞构成的?为什么细胞越大，物质运输的效率越低?
　　屏幕展示图片，解释生命现象
　　1.有些原生动物细胞中的伸缩泡，就是增大膜表面积与体积比。
　　2.有些个体较大的原生动物的细胞中出现两个细胞核，是用来保证正常的核质比。
　　教师提问：既然细胞越小，细胞表面积相对就越大，细胞的物质运输的效率就越高，那为什么细胞体积不是越小越好呢？
　　教师展示资料：有人估计完成细胞的各项功能至少需要100种酶；每个酶促反应须占有直径的50 nm的空间；每个核糖体直径为10 20 nm。
　　学生回答，教师总结并强调这种思维方式为批判性思维。
　　教师总结：限制细胞长大的因素主要有两方面：细胞表面积与体积的比和细胞的核质比。
　　教师提问：
　　1.参照通上面资料，说出更多的论证细胞体积不能太小的资料。
　　2.再举出一些学习、生活中批判性思维方式的实例。
　　生物生长主要靠细胞增殖；单细胞的生物体通过细胞增殖而繁衍。多细胞生物从受精卵开始，要经过细胞的增殖和分化逐渐发育为成体。生物体内，也不断地有细胞衰老死亡，需要通过细胞增殖加以补充。因此，细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
　　那么，细胞是如何增殖的呢？
　　屏幕播放显微镜下的有丝分裂视频。
　　细胞通过分裂进行增殖。细胞在分裂之前，必须进行一定的物质准备。细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。
　　强调细胞增殖和细胞分裂是两个不同概念。
　　有丝分裂是细胞分裂的主要方式。
　　展示有丝分裂细胞周期的图片。
　　教师提问：由有丝分裂细胞周期的图片你能获得哪些信息？
　　教师归纳总结，明确细胞周期、分裂间期、分裂期概念。
　　教师提问：分裂间期在细胞周期中所占的时间比例，反映出什么问题？
　　教师总结：分裂间期为分裂期进行活跃的、十分复杂而又必须精确进行的物质准备，完成dna分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞适度的生长。
　　基础练习题：下列3个正方体模型，哪一个模型更能表示生物体细胞大小和数量的状况？
　　拓展练习题：细胞作为生命活动的基本单位，其体积大小必然适应其代谢活动的要求，应有一定限度，因此，高等动植物细胞的直径大约为几十微米。但也有例外，如卵细胞就特别大，鸵鸟卵细胞直径为5 cm，鸡卵细胞2 3 cm，人卵细胞200 um。卵细胞为什么比较大呢?
　　教师对本节课小结、布置作业。
　　6.教学反思
　　（1）＂探究细胞大小与物质的运输关系＂的模拟实验，仅仅靠屏幕播放该实验的设计方法及实验操作过程远远不够。要提高学习效果，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，以及动手能力，必须指导学生亲自动手去做。
　　（2）引导学生设计＂探究细胞大小与物质的运输关系＂的模拟实验的提示对学生是否合适，还有待于研究、论证。教师设计的提示问题，能否适宜不同的学生。
　　（3）一节课完成本节课的教学内容时间紧张，诸如＂说出更多论证细胞体积不能太小的资料＂等问题，可以课前布置给学生上网查询。
　　（4）本节课堂教学，教师应尽力挖掘学生原有的经验、技能，最大限度地培养学生实验操作能力、处理问题能力、获取信息能力以及逻辑推理等能力。