探索生命修复繁殖的奥秘——“细胞通过分裂产生新细胞”教学案例

文| 惠 明

一、教材分析

“细胞通过分裂产生新细胞”是人教版七年级上册第二单元第二章第一节的重要内容，在教材中起到了承上启下的作用。在此之前，学生已经学习了生物的基本特征和生物与环境的关系等内容。本节课主要介绍了细胞的生长和分裂过程，这是学生后续学习“动物体的结构层次”和“植物体的结构层次”等知识的基础。另外，细胞分裂是生物体生长发育和遗传物质保持稳定的基础，只有充分理解细胞分裂的过程和原理，学生才能更好地理解生物体的结构、功能和发育等知识，因此学好这一节课对学生完整理解生物知识体系至关重要。总之，“细胞通过分裂产生新细胞”在初中生物学课程中具有举足轻重的地位，需要教师不断创新教学方法，提高教学质量，帮助学生全面理解细胞分裂的过程和原理，为后续学习打下坚实基础。

二、教学过程

（一）导入环节：生命的奇迹

1.引入话题

教师：同学们，我们每个人都是从一个小小的受精卵发育而来，然后逐渐生长、发育，最终形成一个完整的个体。这个过程中，细胞的分裂和生长起到了至关重要的作用。你们知道细胞是如何分裂产生新细胞的吗？

学生1：老师，我听说过细胞分裂，但是具体过程不是很清楚。

学生2：老师，我知道细胞分裂有很多种类型，如有丝分裂、无丝分裂等。

教师：你们对细胞分裂有一定的了解，这很好。不过，我们还要更深入地了解细胞分裂的过程、意义等。

2.激发兴趣

教师：细胞分裂是一个复杂的过程，但它与生命的繁衍和进化密切相关。通过了解细胞分裂，我们会对生命的奥秘有更深入的认识。在接下来的课程中，我们将通过讲解、实验、观察和讨论等一步步揭开细胞分裂的神秘面纱。你们准备好了吗？

学生：（齐声回答）准备好了，老师！

教师：很好，那我们现在就开始探索细胞分裂的奥秘吧！

（二）知识讲解环节

1.细胞分裂的过程

教师：同学们，请看这些动植物细胞分裂的示意图。请大家仔细观察，看看细胞在分裂过程中发生了什么变化。

（展示动植物细胞分裂的示意图，引导学生观察并描述细胞分裂的过程。）

学生1：我在图中看到，细胞在分裂之前有一个长长的纺锤形结构，然后这个结构慢慢缩短，细胞核里的染色体也开始排列整齐。

学生2：我看到了细胞分裂成两个新的细胞，并且每个新细胞中都有完整的染色体。

教师：请同学们以小组为单位，根据刚才的观察和讨论，总结细胞分裂的过程。

（学生以小组为单位，讨论并总结细胞分裂的过程）

小组1：细胞分裂包括两个过程，分裂间期和分裂期。分裂间期完成染色体的复制，分裂期将复制后的染色体分配到两个子细胞中。

小组2：我们发现细胞的分裂期可以分为以下几个阶段：前期、中期、后期和末期。每个阶段都有不同的变化，最终形成两个新的子细胞。

教师：同学们的总结很精准。细胞分裂主要包括分裂间期和分裂期。在分裂间期，染色体会进行复制，从而保证分裂完成后每个子细胞都能获得一份完整的遗传物质。在分裂期，染色体会被分配到子细胞中，最终形成两个新的子细胞。

2.细胞分裂的意义

教师：我们已经了解了细胞分裂的过程。接下来，请大家思考一下，细胞分裂对生物体有什么意义呢？

学生1：细胞分裂可以帮助生物体生长，如我们人类长大过程中，细胞就是通过分裂来增加数量的。

学生2：我觉得细胞分裂还可以帮助生物体繁殖，如动植物的繁殖过程都涉及细胞的分裂。

教师：请同学们以小组为单位，根据刚才的讨论，总结细胞分裂对生物体的意义。

小组1：细胞分裂有助于生物体的生长，因为细胞分裂可以增加细胞的数量，从而使生物体从小到大不断地生长。

小组2：细胞分裂有助于生物体的繁殖，因为在繁殖过程中细胞分裂可以使生物体产生新的个体，从而保证物种的延续。

教师：同学们总结得很好。细胞分裂是生物体生长、发育和繁殖的基础。通过细胞分裂，生物体可以长大、繁殖，从而保证物种的延续和多样性。同时，细胞分裂还有助于生物体的遗传和变异，从而使生物界更加丰富多彩。

（三）实验探究环节：观察细胞分裂

1.实验准备

教师：同学们，我们已经学习了细胞分裂的过程和意义。接下来，我们将通过一个实验来观察细胞分裂的过程。这个实验需要使用显微镜，请大家按照实验要求进行操作。

学生：老师，我们需要准备什么材料呢？

教师：洋葱鳞片和染液。这些材料可以帮助我们在显微镜下更好地观察细胞分裂的过程。

学生：好的，那我们就开始准备实验材料吧。

2.实验操作

教师：接下来，就让我们一起探索细胞分裂的实验吧。第一步需要做什么呢？

学生：我们需要将洋葱鳞片切成薄片，然后加入染液进行染色。

（学生操作实验）

教师：在切割洋葱鳞片时，请大家注意安全，避免受伤。

教师：接下来，我们怎么做呢？

学生：将切好的洋葱鳞片放入染液中，进行染色。

教师：没错，等待染色完成，我们就可以进行下一步实验了。

3.显微镜观察

教师：现在我们可以将染色后的洋葱鳞片放在显微镜下进行观察了。

（学生观察实验）

教师：在显微镜下，你们能观察到什么？

学生：我们可以看到染色体的变化和细胞质的分离。

教师：非常好，看来大家已经捕捉到了细胞分裂过程中的关键变化。染色体的变化和细胞质的分离是细胞分裂过程中的重要环节，对生物的生长、发育和繁殖至关重要。

4.实验结果讨论

教师：请大家以小组为单位，讨论一下实验结果，总结细胞分裂的特点和规律。

（学生以小组为单位，讨论实验结果）

教师：哪个小组先来分享一下你们的讨论成果？

学生1：我们小组观察到，在细胞分裂过程中，染色体会进行复制，然后在分裂期，复制后的染色体会被分配到两个子细胞中。

学生2：我们小组还观察到，细胞分裂过程中，细胞质也会进行分离，形成两个新的细胞。

教师：你们总结得很到位。细胞分裂的特点和规律包括染色体的复制和分配以及细胞质的分离。这些特点和规律揭示了细胞分裂在生物生长、发育和繁殖中的重要作用。

5.总结实验

教师：今天通过实验，我们观察了细胞分裂的过程，并总结出了细胞分裂的特点和规律。希望大家在今后的学习中继续运用实验的方法，探索更多生物学的奥秘。

学生：谢谢老师，我们受益匪浅。通过今天的实验，我们更深入地理解了细胞分裂的过程，也学会了如何通过实验来探索生物学问题。

（四）拓展延伸环节：细胞分裂的应用

1.提问

教师：同学们，我们已经了解了细胞分裂的过程、特点和规律。那么，你们知道细胞分裂在生物学研究和医学领域中有哪些应用吗？

学生1：我知道细胞分裂可以用于克隆生物，就像多莉羊的克隆一样。

学生2：我还听说过基因工程中会用到细胞分裂，如转基因技术。

教师：你们提到的例子都很正确。接下来让我们一起更深入地了解细胞分裂在生物学研究和医学领域的应用。

2.介绍

教师：首先，我们来讲讲细胞分裂在组织培养方面的应用。细胞分裂可以帮助我们在实验室中培养出人工组织，用于替代受损的组织，如皮肤、软骨等。这在再生医学和治疗烧伤等方面具有重要意义。

学生1：那基因工程中的细胞分裂是怎么应用的呢？

教师：在基因工程中，我们通过细胞分裂将外源基因整合到染色体上，从而获得转基因生物。转基因技术在农业、医药和环保等领域具有广阔的应用前景。比如，转基因作物可以提高农作物的抗病性和产量，转基因药物可以靶向治疗某些疾病等。

学生2：原来细胞分裂在基因工程中有这么重要的作用。那癌症治疗方面呢？

教师：细胞分裂在癌症治疗方面也起着关键作用。通过研究细胞分裂的过程，科学家可以找到抑制癌细胞生长的方法，从而开发出新的抗癌药物和治疗方案。如一些化疗药物就是通过干扰癌细胞的分裂过程，从而达到抑制癌细胞生长的目的。

3.引导

教师：同学们，细胞分裂在生物进化和物种多样性方面也具有重要意义。你们能思考一下细胞分裂与生物进化和物种多样性之间的联系吗？

学生1：我知道了，多细胞生物就是通过细胞分裂而产生的，所以细胞分裂对生物进化很重要。

学生2：我觉得细胞分裂还可以增加物种之间的差异性，从而增加物种的多样性。

教师：你们的回答都很有道理。细胞分裂是生物体生长、发育和繁殖的基础，可以说，没有细胞分裂，就没有生命的繁衍和进化。同时，细胞分裂也导致物种之间的差异，促进了物种多样性的形成。

三、教学反思

在导入环节，通过引入话题，有效激发学生的学习兴趣；在知识讲解环节，通过讲解、展示示意图等方式，帮助学生理解细胞分裂的过程和意义；在实验探究环节，通过组织学生观察洋葱鳞片细胞分裂的实验，以实验活动为载体，让学生以小组为单位，在互动、交流等过程中亲身体验细胞分裂的过程；在拓展延伸环节，通过提问、介绍和引导等方式，让学生了解细胞分裂在生物学研究和医学等领域的应用。通过本次课程的教学，学生直观地感受到了细胞分裂的过程，加深了对细胞分裂的理解，了解到细胞分裂在生物学研究和医学等领域的应用，进一步拓宽了知识面。可见，此次教学收到了良好的成效。

但是不可忽视的是，也存在许多弊端和不足，比如：（1）在知识讲解环节，对一些抽象的概念，如染色体的复制和分配等，学生的理解过于浅显。（2）在实验环节，实验操作较为简单，难以满足部分学生的实际学习需求。（3）在拓展延伸环节，对一些具体的应用案例，如基因工程中的转基因技术等，学生的了解可能仍然不够深入。

针对本次课程存在的问题，可进行如下改进：（1）在知识讲解环节，可以尝试采用更多的实例和比喻，帮助学生形象地理解细胞分裂过程中的抽象概念。例如，可以将染色体的复制和分配比喻为一场接力比赛，让学生更容易理解这一过程。（2）在实验环节，可以考虑增加一些更复杂的实验。例如，可以设计一个观察动物细胞分裂的实验，让学生亲自操作显微镜，观察动物细胞分裂的过程。（3）在拓展延伸环节，可以在介绍细胞分裂在生物学研究和医学领域的应用时加入更多的细节。例如，在介绍基因工程中的转基因技术时，可以详细介绍其原理、步骤和应用前景，让学生进一步了解这一技术。

希望在今后的教学中能够更好地帮助学生掌握细胞分裂的知识，培养学生的实验能力和创新思维，使核心素养之花在初中生物学课堂中绚丽绽放。