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高一生物细胞的生命历程教材分析,
高一生物细胞的生命历程教材分析
细胞像生物体一样，也要经历出生、生长、成熟、繁殖、衰老、死亡的过程。单细胞生物在死亡之前，要通过细胞增殖增加个体数量，保持物种的延续。多细胞生物的生命历程从受精卵开始，经过细胞增殖，还要经过细胞分化，形成组织、器官，才能发育为完整的生物体。对于单细胞生物来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡；但对多细胞生物来说，细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡并不是一回事。自然状态下，细胞自动结束生命的过程叫凋亡。细胞凋亡与细胞坏死不同。正常机体内的细胞，无论在生长、分裂或分化，还是在凋亡，都在机体的精确调控之中。但是有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这就是细胞的癌变。本章沿着细胞的生命历程这条主线，既介绍了细胞的增殖、细胞的分化、细胞的衰老和凋亡等正常的生理过程，也介绍了给人类健康造成巨大威胁的细胞癌变。
一、教学目的要求
知识方面
1.简述细胞的生长和增殖的周期性。
2.概述细胞有丝分裂的过程。
3.描述细胞的无丝分裂。
4.说明细胞的分化。
5.举例说明细胞的全能性。
6.描述细胞衰老的特征。
7.说出细胞凋亡与死亡的区别。
8.说出癌细胞的主要特征。
情感态度与价值观方面
1.认同细胞生长和增殖的周期性。
2.认同细胞分化的重要意义。
3.探讨细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系，关注老年人的生活状况。
4.讨论恶性肿瘤的防治，选择健康的生活方式。
能力方面
1.模拟探究细胞表面积与体积的关系，探讨细胞不能无限长大的原因。
2.使用高倍显微镜观察根尖分生组织细胞的有丝分裂。
3.进行有关干细胞研究进展和应用的资料搜集和分析。
4.进行与社会老龄化相关的问题的资料搜集和分析。
5.运用资料分析的方法，讨论健康的生活方式与癌症防治的关系。
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二、教学内容的结构和特点
（一） 教学内容的结构
（二） 教学内容的特点
本章共分4节：《细胞的增殖》《细胞的分化》《细胞的衰老和凋亡》《细胞的癌变》。这4节的内容基本上是按细胞生命历程的发展顺序安排的，先讲细胞的增殖，再讲细胞的分化，然后讲细胞的衰老和凋亡，最后一节所讲述的细胞的癌变实际上是细胞的生命历程出现异常可能导致的一种严重后果。
第1节《细胞的增殖》首先让学生了解细胞增殖的必要性，再来学习细胞增殖的方式。多细胞生物体体积的增大，即生物体的生长，既靠细胞生长增大细胞的体积，还要靠细胞分裂增加细胞数量。这是因为细胞不能无限长大。细胞为什么不能无限长大呢？教科书让学生通过探究细胞大小，既细胞表面积与体积之比，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。这是一个模拟的探究实验，操作过程比较简单，但是实验后的讨论题却有相当的思维力度，需要学生开动脑筋思考，并且要用联想的方法将模拟实验的结果迁移至真实的细胞，思考物质运输的效率与细胞大小之间是什么关系；为什么细胞越大，物质运输的效率越低；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。可能有的老师觉得这么简单的实验让学生做没有必要，实际上在此前的教学中，已有学校将这一实验引入高中课堂，教学效果说明学生动手与不动手大不一样。亲身参与、感性认识会提高学生思考的活跃程度，激发求知欲，学生会讨论得很热烈，时常会出现不同观点的论争，这种亲历探究、生生互动的教学场景正是今天提倡的探究性学习所需要的，希望教师能给予足够重视。通过模拟实验，学生理解了细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低，细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。但是限制细胞长大的因素并不仅限于此。例如，细胞核中的DNA是不会随着细胞体积的扩大而增加的，如果细胞太大，细胞核的“负担”就会过重。教科书在模拟实验之后，安排了一段文字，对这个问题进行了补充说明。
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，细胞体积不是越小越好吗？学了这部分内容，学生可能会产生这样的疑问。逆向思维将有助于对问题的理解。因而教科书在旁栏的“批判性思维”中把这个问题提了出来，以培养学生批判性思考的能力。由于这个问题有一定的思维难度，因此，教科书给了一些必要的提示，如有人估计完成细胞的各项功能至少需要100种酶，每个酶促反应需占有直径约50 nm的空间，每个核糖体直径为10～20 nm等。当然学生还可以搜集、列举更多的证据来支持自己的观点。开放式的教学模式和学习方式也是这次课程改革所提倡的。
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由于细胞不能无限长大，多细胞生物体体积的增加还有赖于细胞增殖。细胞增殖和细胞分裂是两个不同的概念，细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。真核细胞分裂的方式有3种：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式，本节重点介绍有丝分裂，简要介绍无丝分裂。减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂，它与有性生殖细胞的形成有关，有关减数分裂的内容安排在《遗传与进化》的相关章节中让学生学习。
细胞增殖是通过细胞周期实现的。一个细胞周期就是一个细胞的整个生命过程，最终由一个老的细胞变成了两个新的细胞，因而细胞周期有时也称为细胞生活周期或细胞繁殖周期。一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期。细胞在分裂之前必须进行各种必要的物质准备，然后才能进行细胞分裂。细胞分裂前重要的物质准备之一是遗传物质DNA的复制，DNA的复制必须正确和彻底，否则可能导致细胞死亡，或者细胞周期调控紊乱，如细胞恶性增殖和肿瘤发生。除了遗传物质的准备之外，所有其他细胞物质也必须进行积累，这些物质的积累如果不及时，有时也会置细胞于死地。可见，细胞分裂的物质准备过程是一个十分复杂而又必须精确进行的生命活动过程。在以前的教学中，教师往往把重点放在对有丝分裂过程的详细介绍上，要求学生理解并熟记有丝分裂过程中染色体行为和数目的变化，这固然很重要。但是为细胞分裂进行活跃的物质准备的分裂间期也应该引起学生重视，以便学生对细胞的生命周期形成完整的认识。“图6-1有丝分裂细胞周期”和“表6-1不同细胞的细胞周期持续时间”，提示学生注意分裂间期在细胞周期中所占时间的比例，反映出分裂间期在细胞周期中的重要性。
关于有丝分裂过程的教学，老师们都很熟悉了，与原来的高中教材相比，新教材对这一问题的叙述，基本没有什么变化。仍然是分为前期、中期、后期、末期四个时期叙述，突出这四个时期中染色体行为和数目的变化。首先以植物细胞为例详细地介绍这一过程，然后再采取对比的方法，列举动物细胞有丝分裂的过程与植物细胞的不同点。最后归纳有丝分裂的重要意义。
无丝分裂的过程比较简单，这种分裂方式也不是很常见，因而教科书只用一小段文字和一幅图做了简单介绍。关于无丝分裂的问题，长期以来就有不同的看法。有些人认为无丝分裂不是正常细胞的增殖方式，而是一种异常分裂现象；另一些人则主张无丝分裂是正常细胞的增殖方式之一，主要见于高度分化的细胞，如肝细胞、肾小管上皮细胞、肾上腺皮质细胞等。有关无丝分裂的不同观点，教师可根据教学情况的需要，适当给予补充。
《观察根尖分生组织细胞的有丝分裂》是一个经典的高中生物学实验，从实验要求来说与以前变化不大。为了便于学生操作，增强操作步骤的目的性和条理性，教科书的实验指导在装片制作这一步，把装片制作的过程、方法、所需时间和操作的目的用列表的形式展示出来。本实验增加的一个内容，是让学生学习记录细胞周期不同时期的细胞数，通过统计每一时期的细胞数与计数细胞总数的比值，比较细胞周期不同时期的时间长短。这里运用了间接转换的方法。因为学生并没有真正记录下细胞周期不同时期的时间，而是根据得到的每一时期的细胞数与计数细胞总数的比值，来比较细胞周期不同时期的时间长短。这种思维上的转换有一定难度，是对学生想像力的一种挑战。
第2节是《细胞的分化》。关于细胞分化，课程标准的要求是“说明细胞的分化”和“举例说明细胞的全能性”，这都是“理解”水平的要求；课程标准建议开展的学生活动是“搜集有关干细胞研究进展和应用的资料”。在多细胞生物体正常的发育过程中，生物体通过有控制的细胞分裂增加细胞数量，通过有序的细胞分化增加细胞类型，进而由不同类型的细胞构成组织与器官，执行不同的功能。细胞分化为某种细胞类群通过相互协同作用完成各种复杂特殊的生物学功能，为生命向更高层次的发展与进化奠定了基础。可以说，细胞分化是多细胞生物体发育的基础与核心。鉴于细胞分化的重要性，课程标准从知识层面对细胞分化的学习内容提出了比较高的要求。本节内容是这样安排的：先介绍什么是细胞分化，细胞分化对多细胞生物体的发育有什么重要意义；再介绍已经分化的细胞，仍然可能具有发育为完整个体的潜能，即具有全能性；最后安排“干细胞研究进展与人类健康”的资料搜集与分析活动。
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