细胞大小与物质运输的关系教学设计

　　“细胞大小与物质运输的关系”是生物1必修 分子与细胞第6章中的一个实验。如何引导学生学习这一实验知识?以下是学习啦小编为你整理的细胞大小与物质运输的关系教学设计，希望能帮到你。

　　细胞大小与物质运输的关系教学设计

　　一、教材分析
　　1.教学内容的地位与作用
　　“细胞大小与物质运输的关系”是人教版《普通高中课程标准实验教科书生物1必修 分子与细胞》第6章“细胞的生命历程”中的第一节“细胞增殖”中的一个实验。把本实验安排在“细胞分裂”内容之前，目的在于先让学生通过探究，知道细胞不能无限长大的原因，明白了细胞分裂的必要性，再来学习细胞分裂，体现知识的系统性。本课时内容还与后续模块中微生物的代谢、细胞进化有着紧密联系。
　　2.教学内容的重点和难点
　　①重点：探究细胞大小与物质运输的关系。(依据：这是本实验要探究的主题，通过探究得出“细胞不能无限长大”的原理。)
　　②难点：利用模型探究细胞表面积与体积的关系;理解细胞越小表面积越大、越有利于物质交换的原理。(依据：由于客观条件的限制，只能进行模拟实验，要借助逻辑推理和想象、迁移才能得出合乎事实规律的认识。)
　　课时安排 1课时。
　　学情分析
　　1.知识基础
　　学生在初中已经学习过“细胞通过分裂产生新细胞”“受精卵通过细胞分裂和分化形成组织器官”等知识，也具有相应的化学知识，知道本实验中NaOH与酚酞的显色原理。
　　2.能力基础
　　学生在本模块前面的学习中，已经进行过其他的探究活动，对探究实验的过程和方法有一定的认识，在操作技能上也有一定的基础。
　　3.心理基础
　　①有的学生比较喜欢动手操作，但不愿意深入思考;②有的学生习惯于老师说什么就记什么，缺乏探究精神;③学生普遍习惯于对直观事物的观察和描述，现用模型来代替细胞具有一定的抽象性，需要学生运用联想迁移进行思考，存有一定的难度。
　　三、教学目标
　　1.知识目标
　　①理解细胞表面积与体积的关系，以及细胞大小与物质进出的关系;②理解细胞越小表面积越大、越有有利于物质交换;③概述细胞不能无限长大的原因。
　　2.能力目标
　　学会用数据、表格分析问题。
　　3.情感态度与价值观
　　①培养学生合作精神;②培养学生实事求是的科学态度和严谨认真的治学精神。
　　四、教法、学法
　　教法
　　1.情景唤起法：从学生熟悉的生活例子和经验出发，将感性直观的认识上升为理论知识。
　　2.问题探究法：以问题(任务)驱动学生学习，每一阶段的学习都以问题引出，引导学生自主、探究和合作，体现老师主导、学生主体的教学理念。
　　学法
　　联想迁移法：运用联想把模拟实验结果迁移至真实的细胞。
　　直观图表法：用数学的方法分析和处理数据，并以坐标图的形式表达出来，化繁为简，帮助理解、方便记忆。
　　例证归纳法：运用事例表征来学习，从探究“细胞大小与物质运输关系”理解细胞增殖的必然性。
　　合作探究法：开展分组探实验活动，提高学习技能。
　　五、教学过程

操作程序	教学策略	学生活动	设计意图
创设情景，引出探究主题	1.用PPT演示：①大象与老鼠的外型图片；②不同物种的细胞图片。 2.设疑：①请推测大象与老鼠体内的细胞大小差异如何？②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？ 3.设问：细胞为什么不能无限长大？	1.观察 2.讨论后回答：不同动（植）物个体体积大小有差异，但构成它们的细胞的大小并无明显差异，且都很小，需借助光学显微镜才能看到，多细胞生物体体积的增大，既要靠细胞生长增大体积，主要还是靠细胞分裂增加数目。	1.图片的给出：为学生提供直观的感性认识，为上升为理论知识作铺垫。激发学习兴趣引发学生思考。 2.问题的提出：给学生设疑，促使学生存疑、质疑，让学生处于“愤悱”的心理状态，从而使学生产生强烈的探究欲望。
探究实验	讲述：由于细胞很小，我们无法用真实的细胞进行实验，只能用模型替代。	阅读课本和实验册，明确操作过程和要求，预测实验结果	让学生明确细胞模型模拟的原理，以及探究的目的，探究的主题。清楚明白下来要做什么、如何做、观察什么、结论的引伸等，避免实验的盲目性，避免实验课变成形式和走过场：上课热热闹闹，下课无所知。
	设问：琼脂块模拟的是什么？NaOH溶液模拟的是什么？	讨论回答：琼脂块模拟的是细胞，NaOH溶液模拟的是扩散进入细胞的物质。
	出示表格1（见附录）	开始实验，测量并记录实验结果，填写在表格中，并进行计算。	观察、测量、收集数据等是进行科学探究活动过程中常用到的技能，需着重培养。
分析实验	分组讨论，老师从旁引导并加以鼓励。问题整理如下： 1.表中数列有什么规律， 2.得出什么结论？ 3.立方体体积增大时，表面积与体积之比有什么关系？ 4.细胞大小与物质运输有什么关系？ 5.为什么细胞不能无限长大？ 6.相对表面积还影响细胞的哪些关系？ 7.还有其它他素影响细胞不能无限长大吗？ 8.为什么大的生物体是由许多小的细胞发展起来的？ 9.细胞是越小越好吗？ 10.细胞不能无限长大，为保证代谢需要，最好的解决办法是什么？	先是进行思考，然后展开讨论，两组之间互不相让，进行针锋相对的问与答。并对对方的答案作出评价。在这一过程中，学生五动并用：动脑思、动口议、动耳听、动手记、动眼看。	以问题（任务）驱动学生学习，引导学生进行自主、探究，沿着问题思路得出探究结论。突显了学生的主体地位。其中问题1、2的提出与回答突破了本节的难点，并达成本章的能力目标；问题3突出重点，问题4是对实验结果进行推论；问题2、3、4达成了本节的知识目标。问题5、6、7、可以发散学生思维，学生从多角度去分析问题，深化知识；问题8是一种逆向思维的训练，培养学生批判性思考的能力。问题9引出细胞分裂的必然性，为下课时的学习作知识铺垫。在学生的问与答，相互评价的过程中，实质上就是一个学生“自得”的过程。
技能训练	1.出示立方体图（书114页基础题1），并用数学公式解释为何细胞越小，相对表面积越大？ 2.看图（书114页[技能训练]），解释原生动物的细胞中为什么出现两个核和伸缩泡？ 3.为什么卵细胞的体积都比较大？如鸵鸟卵黄直径可达5 cm。	1.计算三种图的表面积与体积之比。列出数学公式：细胞的相对表面积=3/r。 2.讨论解释现象。	1.用数学知识解决生物上的知识。 2.把知识进行延伸，把模型迁移到细胞。
评价与总结	对各小组的实验操作过程与结果进行评价。 精讲：（1）限制细胞长大的因素主要有两方面。一是细胞表面积与体积的比；二是细胞的核质比，细胞核所控制的细胞大小与核的大小成正比。所以细胞都很小，不能无限长大。由于受细胞器所占体积的影响，细胞也不是越小越好。多细胞生物体体积的增大还有赖于细胞的增殖。	倾听，动手做笔记。	明确细胞不能无限长大的原因，从而引出细胞增殖的必要性，为第二节的学习作知识铺垫。也是对知识的一个梳理，体现知识的系统性。

　　六、课后反思
　　从探究活动的类型来看，本节课的实验是一个模拟探究实验，引用模型来解释原理，也体现了新课标对数学在生物上运用的重视。从探究的内容来看，本实验属于部分探究实验，探究活动的问题已经给出，探究的计划已经制定好，学生只需完成收集数据、并对数据进行概括和推理即可。从探究的难易程度来看，本实验在探究活动的六个层次中属于第三个层次，难易程度适中。然而，要使该探究实验顺利开展，达成教学目标，仍然不是一件容易的事情，需要教师事前做出充分、细致的准备工作，并根据课堂情况调整教学。
　　1.准备简便易行的实验材料
　　本实验除了可以用NaOH和含酚酞的琼脂来完成外，还可以以淀粉代替酚酞，以碘代替NaOH，或者用浅色果冻代替琼脂，用红墨水代替NaOH。
　　2.完善教材中的实验记录表格
　　由于细胞都比较小，在表格设计上可以多加一栏，边长为0.01 cm的琼脂，只要求计算表面积、体积、以及表面积与体积之比，不作为实验对象。这样更有利于学生理解细胞的相对表面积与细胞大小的关系。
　　3.合理分配时间。本节课，在数据处理上高估了学生的数学运算能力，学生在进行比值计算时，花的时间比较长。

　　细胞大小与物质运输的关系知识点

　　一、实验目的：
　　通过探究细胞大小，即细胞的表面积与体积之比(即细胞的相对表面积)，与物质运输效率之间的关系，探讨细胞不能无限长大的原因
　　二、实验原理：NaOH和酚酞相遇，呈紫红色。
　　三、实验材料：3cm×3cm×6cm的含酚酞的琼脂块，质量分数为0.1%的NaOH溶液。
　　四、实验用具：塑料餐刀，防护手套，毫米尺，塑料勺，纸巾，烧杯。
　　五、方法步骤：
　　1、用塑料餐刀将琼脂块切成三块边长分别为3cm、2cm、1cm的正方体
　　2、将三块琼脂块放在烧杯内，加入NaOH溶液，将琼脂块淹没，浸泡10min。用塑料勺不时翻动琼脂块。注意：不要用勺子将琼脂块切开或挖动其表面
　　3、戴上手套，用塑料勺将琼脂块从NaOH溶液中取出，用纸巾把它们擦干，用塑料刀把琼脂块切成两半。观察切面，测量每一块上NaOH扩散的深度。纪录测量结果。注意：每两次操作之间必须把刀擦干
　　4、根据测量结果进行计算，并填写下表

琼脂块的边长/cm	表面积/cm2	体积/cm3	相对表面积	NaOH扩散的深度	比值（NaOH扩散的体积/整个琼脂块的体积）
3
2
1

　　六、实验结论：
　　琼脂块的表面积与体积之比随着琼脂块的增大而减小; NaOH扩散的体积与整个琼脂块体积之比随着琼脂块的增大而减小
　　七、考点提示：
　　1、你认为细胞生长到一定程度时,采取什么办法可保证细胞代谢需要呢?答：细胞生长到一定程度,将停止生长,转而进行细胞的分裂,这就摆脱了细胞生长带来相对表面积减小带来的困境,也是细胞增殖的原因之一。
　　2、除此以外,限制细胞长大的因素还有?答：有核质比(细胞核与细胞质的体积比),外界的温度和营养物质的供应等条件
　　3、细胞为什么要分裂?或细胞为什么这么小?答：(1)增大细胞膜表面积与体积比，有利于物质的运输(营养吸收与废物排出)以保证细胞正常生命代谢需要。(2)保证适宜的核质关系，使细胞质能在细胞核的控制范围内。
　　4、卵细胞是一种特殊的细胞，因为它含有许多供胚胎发育的营养物质--卵黄，而使细胞体积增大了许多倍。但卵细胞一般与外界交换物质少，故表面积与体积的比例特殊。

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