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新课标人教版高中生物必修一第六章第一节【第一课时】《模拟探究
细胞表面积与体积的关系》精品学案
一.教材分析
本节实验是学生的第一个模拟探究活动。模拟实验也是一种行之
有效的研究生物学的方法。其实模拟对我们来说并不陌生,老教材中
已有多处体现。例如:制作DNA 双螺旋结构、模拟一对相对性状遗
传的性状分离比、小生态瓶的制作……,只不过没有引起我们足够的
重视。这种方法在新教材中再次出现,强调了它的存在价值。而与人
教版教材相比,中图版的该实验无论是从目的要求还是分析讨论题的
设置,都更具有探究性和思考性。本实验操作比较简单,时间也不长,
教师要指导学生尽快完成实验,重点放在对实验结果的讨论上,以更
好地体现该课题的探究性。
二.教学目标
知识目标:
(1)描述细胞表面积与体积的比例关系。
(2)分析得出表面积与体积之比较大者,其细胞代谢效率较高。
(3)通过模拟实验,体验细胞必须要保持一定的体积,并认同细胞
生长到一定大小后停止生长,细胞进入分裂增殖。
能力目标:
通过实验培养学生的观察能力、分析问题的能力及创新能力,培
养学生自主学习的能力。
情感、态度和价值观目标:
通过让学生体验模拟实验这种研究方法,从而提高学生的生物学
科学素养。
三.教学重点、难点
探究细胞体积与表面积之比和细胞分裂的关系。
四.教学方法
模拟实验教学法
五.材料器具
略,见教材75 页
六.教学过程
新课导入:教师从世博园的“太空西瓜”引出生物体在不断长大的过程
中,细胞的体积和细胞的数量都在增加,细胞数目的增加是通过细胞
分裂实现的。而细胞的大小以及细胞表面积和细胞体积的比例是影响
细胞分裂的因素之一。
设计意图:通过实例导入,让学生体会到知识源于生活并服务于生活,
激发学习的兴趣。
师生互动,创设问题情景:
师:一个边长为a 的正方体的体积怎样计算?体积又怎样计算?
生:V=a3 S=6a2
师:一个边长为 1cm 的正方体的体积和面积之比为多少?
生:1:6
师:如果正方体的边长增加为3cm 时,其体积与表面积之比为多少?
生:1:2
师:可以看出随着体积的增大,体积与表面积之比越来越小,单位体
积所“分摊”到的表面积发生怎样的变化?
生:减小
师:同样的道理,随着细胞体积的增大,细胞的体积与表面积之比会
越来越小,这种变化对细胞的正常生命活动会产生什么影响?下面我
们来做一个模拟实验。
设计意图:利用相关学科的知识理解生物学问题,促成学科之间知识
的融合与迁移,激起学生强烈的探究欲望。
模拟探究活动:
教师活动:检查学生的预习情况,通过提问明确本次探究活动的目的
要求和实验原理。
学生活动:回答老师提出的问题,明确活动程序如下。
步骤一:用塑料刀将琼脂块切成三块边长分别为3 cm、2 cm 和
l cm 的立方体。
步骤二:把三块琼脂块放在烧杯内,加人0.1% NaOH 溶液将琼
脂块淹没。用塑料匙不时翻动琼脂块 10min。
步骤三:画出下表,进行必要的计算,将表面积、体积和比值三
栏填满。并请简化数据,避免小数点后面位数过于庞大。比值指表面
积与体积之比。
琼脂块的大 表面积/ 体积/cm3 比值 NaOH 扩散深度
小 cm2 /cm
3 cm
2 cm
1 cm
0.01 cm
步骤四:10min 后戴上手套,用塑料匙把琼脂块从NaOH 溶液
中取出来。用纸巾把它们吸干,未干之前不要接触它们。用塑料刀把
每一琼脂块切成两半。观察切面,记录观察结果。测量每一块上NaOH
扩散的深度。填入上表。
教师活动:指导各小组检查实验材料和用具的准备情况,强调实验操
作的规范性和注意事项。
学生活动:先检查材料用具,然后根据实验步骤进行操作第一、二步。
师生活动:在溶液扩散过程的同时,师生一起完成表格的前三栏,理
解相对表面积的概念及其变化规律。
学生活动:完成步骤四。
在整个过程中注意发挥每个小组长的示范作用,注意小组成员之间的
分工合作,教师巡回指导,检查每一小组的操作是否规范。
师生活动:完成表格的第四栏。并对实验结果进行分析讨论如下:
分析讨论:
1.根据琼脂块表面积与体积比值的计算及琼脂块变色深度的测量,你
能预测到什么?
从颜色的变化可以知道NaOH 扩散得有
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