第一节 生命活动的基本单位——细胞
一、教学目标
1.知识目标：
①概述细胞学说建立的过程 ②概述细胞学说的内容和意义
③认同细胞学说的建立是一个开拓、继承、修正和发展完善的过程。 ④认识显微技术的发展进步对生物科学发展的重大意义。 2.能力目标：
①练习制作临时玻片标本，使用显微镜和绘图的技能。
②通过使用光学显微镜观察各种各样的细胞的实验教学，培养学生的实验观察能力。
③通过有关显微技术的发展对认识细胞本质的影响的探究活动，培养学生科学探究的能力和利用多种媒体收集信息、获取知识的能力。
3.情感、态度和价值观目标：
①认识显微技术的发展进步对生物科学发展的重大意义。
②通过使用光学显微镜观察各种细胞的实验，激发学生学习生物科学的兴趣。 二、教学重点难点
重点：
①分析细胞学说建立的过程。 ②使用光学显微镜观察各种细胞。 难点：
使用光学显微镜观察各种细胞。 三、教学方法
1.学案导学：见后面的学案。
2.观察法：观察课本中普通光学显微镜结构图，认识显微镜的各部分结构及作用。观察图3—5，了解细胞的形态结构，认识细胞结构与其功能之间的关系。
3.实验法：利用显微镜观察各种各样的细胞，掌握显微镜的使用方法和绘图技能。
4.新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习。
四、课前准备
1.学生的学习准备：预习教材内容，初步了解细胞学说的建立历程，显微镜的种类及用途，细胞的大小和形态等内容，完成学案“自主预习”部分的内容。
2.教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。 五、课时安排：1课时 六、教学过程
（一）预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
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（二）情景导入、展示目标 导入新课
生物体不仅是多层次、复杂的结构体系，也是相对独立、有机联系的生命活动体系。而细胞则是生物体结构和生命活动的基本单位，一切生命现象的奥秘都要从细胞中寻求答案
探究一、细胞学说的建立与发展 【问1】细胞是怎样被发现的呢？
学生活动1：阅读P28\"回眸历史\"第一段资料，并观察英国科学家胡克自制的显微镜及所观察到的细胞图像。 【讲述】（1）英国科学家胡克自制的显微镜能放大的倍数为40～140倍，他利用自制显微镜观察了软木（栎树皮）的薄片，第一次描述了植物细胞的构造，并首次借用拉丁文Cellar（小室）这个词来称呼他所看到的类似蜂巢的极小的封闭小室，实际上这个小室只是死细胞的细胞壁。胡克有关细胞的首次描述是在他的著作《显微图谱》一书中于1665年发表的。
（2）荷兰学者列文虎克用设计较好的显微镜观察了许多动植物的活细胞和原生动物，并于1674年在观察鱼的红细胞时描述了细胞核的结构，此后，虽对细胞观察的资料不断增加，积累了较丰富的材料，但在长达170多年的历史中，对细胞的知识以及它与有机体的关系，人们并没有进行科学概括，没有上升到具有普遍指导意义的理论高度。
【问2】细胞是谁发现并首次命名的？他所观察到的细胞是真正的细胞吗？
【学生】发现并首次命名细胞的是英国科学家胡克，但他所观察到的细胞不是真正的细胞，而仅仅是植物死细胞的细胞壁。
学生活动2：阅读\"回眸历史\"中关于施莱登和施旺的资料。
（1）德国植物学家施莱登在总结前人工作的基础上，通过自己观察了大量植物组织后，于1838年发表了《植物发生论》，他指出细胞是构成植物的基本单位。他的研究为细胞学说的建立作出了巨大贡献。
（2）德国动物学家施旺通过对鱼、蛙、猪等多种动物细胞的系统观察，并将施莱登与自己的发现概述起来，论证了动植物均由细胞组成。于1839年发表了《动植物构造及生长相似性之显微研究》，著名的\"细胞学说\"由此诞生。
【师】细胞学说提出后的几十年中，它被推广到许多领域的研究中，对当时生物学的发展起了重大促进和指导作用。同时，这一学说本身也迅速得到充实、发展而且日益完善。1958年德国医生和病理学家魏尔肖的研究被认为是对细胞学说的重要补充。
【问】魏尔肖对细胞学说的贡献主要是什么？
【答】魏尔肖对细胞学说的贡献主要是提出了\"细胞只能来自细胞，细胞是一个相对独立的生命活动的基本单位\"。这被认为是对细胞学说的重要补充。
【思考探究】阅读课本P30相关知识，回答下列问题
（1）细胞学说的主要内容是什么，细胞学说的建立有什么意义？ （2）结合细胞学说的建立与发展历程，阐述科学与技术的关系。 【总结讲述】
（1）细胞学说是由施莱登、施旺等科学家共同提出的，其主要内容为：一切动物和植物都是由细胞构成的，细胞是一切动植物的基本单位。细胞学说的建立使动物和植物统一到细胞的基础上，使人们认识到各种生物之间
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存在共同的结构基础；细胞学说的建立标志着生物学的研究进入到细胞水平，极大地促进了生物学的研究进程。
（2）细胞学说是在显微观察的基础上建立起来的，与显微镜制造技术的发展密不可分，说明科学发现的过程离不开技术的支持，技术的不断发展促进着科学理论的发展和完善。
探究二、生物科学研究的重要工具——显微镜 【过渡】
【师】细胞的发现和细胞学说的建立都离不开重要的研究工具——显微镜。 学生活动1：阅读显微镜相关内容，讨论并回答下列问题： （1）阐述显微镜的发展过程。
从17世纪列文虎克自制的显微镜（放大300倍），到现代普通光学显微镜（最大放大1 500倍），再到电子显微镜（可放大上百万倍）。
（2）哪几位科学家对显微镜的发展作出了重大贡献？
一是列文虎克，于17世纪自制成功由2块镜片构成的\"显微镜\"，能将微小物体放大300倍，为显微镜的早期发展作出了巨大贡献。
二是德国青年科学家卢斯卡，于20世纪30年代初，利用高电压下电子流波长很短的特点，制造出放大10 000倍的高分辨率电子显微镜。
【思考讨论】
（1）光学显微镜的成像原理是什么，如何在光学显微镜下观察到清晰的物象？ （2）常见的电子显微镜包括哪些类型，各自有什么特点，适用于哪些观察实验？
（3）光学显微镜的重要性能参数有哪些？光学显微镜的最大放大倍数是多少，是什么因素限制了光学显微镜的放大倍数？
【总结归纳】
（1）光学显微镜成像原理是凸透镜成像原理，显微镜有两组镜头，物镜成倒立放大的实像，目镜则将物镜成的像再次成像，只不过成的是放大的虚像，因此经过两次成像后，显微镜下看到的物像是倒立放大的虚像。
显微镜下要获得清晰的物像，必需严格按照操作规程进行操作，先降低镜筒，用粗准焦螺旋反方向缓慢上升镜筒的过程中注视目镜，仔细观察视野中的变化，当看到一些阴影时，再换用细准焦螺旋调节清楚。
（2）常见的电子显微镜有透射电子显微镜和扫描电子显微镜。透射电子显微镜的成像原理与光学显微镜类似，需要将样品制成超薄切片，让电子穿透切片，经过电磁“透镜”放大成像，适合于观察细胞内部的超微结构。扫描电子显微镜是利用高能电子束在细胞等样品的表面扫描，激发出各种物理信息，通过这些信息的接受、放大，最终形成反映样品表面形态特征的图像，主要用于观察细胞等样品的表面形态和结构。
（3）光学显微镜的重要性能参数包括放大倍数和分辨率，放大倍数等于目镜放大倍数和物镜放大倍数的乘积；分辨率是指能把两个质点粪便清晰的最小距离，由于可见光的波长在380—760nm范围内，光学显微镜的最大分辨率为0.2μm，目前最精确的光学显微镜的放大倍数只有1500倍。
【教师活动】
（1）利用多媒体展示我国自制的电子显微镜以及利用电子显微镜所观察到的细菌等图像。
（2）利用多媒体展示普通光学显微镜。并启发学生联系初中所学的光学显微镜的知识，准确识别其各部分结构与功能；同时，教师利用普通光学显微镜作示范。
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【师】
（1）某光学显微镜目镜为10×，物镜为40×，则该显微镜能放大多少倍？
（2）有一架光学显微镜的镜盒里有4个镜头。甲、乙一端有螺纹，甲较长，乙较短；丙和丁无螺纹，丙较长，丁较短。若要在视野中看到较多的细胞，应选择哪组镜头？
【生】
（1）400倍。（2）乙和丙。 探究三、细胞的大小和形态
教师出示一只鸡蛋、一个洋葱、一个蘑菇。
提问：根据上节课所学知识，这三种不同生物在结构组成上有什么共同之处？ 【生】他们都是由细胞组成。
【师】除病毒等少数种类外，生物体都是由细胞组成的，组成不同生物体的细胞大小和形态各不相同。 【探究讨论】阅读细胞的大小和形态相关知识，回答下列问题： 1.细胞有哪些形状，细胞如何维持自己的特定形态？ 2.细胞的形态与功能之间有什么关系？请举例说明。 【总结归纳】
1.细胞的形状多种多样，有球形、多面体、纺锤体和柱状体等形状；细胞内在的结构、自身的表面张力和外部的机械压力等互相作用，使各种细胞总能保持一定的形态。
2.细胞的形态结构决定了细胞的功能；细胞的功能反映了细胞的形态结构。例如红细胞扁圆形，有利于红细胞穿过毛细血管壁为组织细胞提供氧气；神经细胞细长形，“长发飘飘”，可以快速传递神经冲动信号；精细胞蝌蚪形，可以快速移动寻找卵细胞，与之结合受精。
【师】要研究细胞的大小和形态，最好的研究方法是什么？ 【生】使用显微镜直接观察各种不同生物的细胞。
请同学们回顾初中所学显微镜的知识。讨论正确使用显微镜的方法步骤是什么？ 师生共同讨论归纳正确使用显微镜的方法步骤： 取镜、安放、对光、观察、整理。
【师】使用显微镜观察有关组织细胞时，常需先将有关生物组织细胞制作成细胞临时玻片标本，如何制作洋葱鳞片叶表皮细胞和人的口腔上皮细胞临时玻片标本呢？
学生讨论。 教师边讲解边演示：
（一）制作洋葱鳞片叶表皮细胞临时玻片标本 1.准备
（1）用洁净的纱布把载玻片和盖玻片擦拭干净。
（2）把载玻片放在实验台上，用吸管在载玻片中央滴一滴清水。 2.制片
（1）用镊子从洋葱鳞片叶内侧的表皮上撕取一小块透明薄膜。 （2）把撕下的薄膜浸入载玻片上的水滴中，用镊子把薄膜展平。
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（3）用镊子轻轻夹起盖玻片，使它的一边先接触载玻片上的水滴，然后轻轻地盖在薄膜上，避免盖玻片下面有气泡。
3.染色
（1）把一滴稀释碘液滴在盖玻片的一侧。
（2）用吸水纸从盖玻片的另一侧吸引，使染液浸润到标本的全部。 （二）制作人的口腔上皮细胞临时玻片标本 1.在洁净的载玻片中央，滴一滴生理盐水。
2.用消毒牙签的一端在漱净的口腔侧壁上轻轻地刮几下。
3.把牙签上附着碎屑的一端，放在载玻片上的生理盐水滴中涂抹几下。
4.用镊子夹起洁净的盖玻片，使它的一边先接触载玻片上的生理盐水滴，然后轻轻地盖在水滴上，避免有气泡。
5.把一滴稀释碘液滴在盖玻片的一侧，用吸水纸从盖玻片的另一侧吸引，使染液浸润到标本的全部。 学生实验：
（1）制作菠菜叶表皮细胞的临时装片并观察绘图。 （2）制作人口腔上皮细胞临时装片并观察绘图。
（3）观察人的骨组织、肌肉和神经组织的永久玻片标本并绘图。 教师巡回指导:特别注意指导撕取洋葱鳞片叶内侧的表皮。
教师活动：学生结束实验观察后选几位学生谈实验操作体会及实验中所遇到的问题，并设置下列讨论题： （1）使用高倍镜观察时，与用低倍镜观察相比较，视野的大小、明亮、视野中细胞数、细胞图像大小有何变化？
（2）为什么要先用低倍镜观察清楚后，把要放大观察的物像移到视野中央，再换用高倍镜？ （3）换用高倍镜观察时，是否需要转动粗准焦螺旋？ 教师适当启发，组织学生讨论后归纳：
（1）高倍镜视野变小、变暗，细胞数变少，细胞图像变大。
（2）直接用高倍镜观察，往往由于观察对象不在视野范围内而找不到。因此，需要先用低倍镜观察清楚，并把要放大观察的物像移至视野中央，再换用高倍镜观察。
（3）不需要。用高倍镜观察，只需使用细准焦螺旋微调即可。
教师活动：选择几位学生所绘细胞图进行展示，并请相应学生描述所观察到的各种细胞的大小和形状。 【师】显微镜下观察到的菠菜叶表皮细胞与人的口腔上皮细胞有什么不同？
【生】显微镜下观察到的菠菜叶表皮细胞呈近似长方形的格子状，人的口腔上皮细胞呈不规则的圆形。 学生活动：观察教材P34图3—11几种细胞的形状和大小。
活动设计：教师出示一只鸡蛋，从鸡蛋钝端除去部分卵壳，弄破卵壳膜，使卵白和卵黄流到一个烧杯中，让学生观察并说明：一只鸡蛋并不是一个卵细胞，鸡卵细胞只是由胚盘、卵黄和包在卵黄外面的卵黄膜构成。卵白和卵壳及卵壳膜起保护卵的作用，但不是卵细胞的组成部分。鸟类的卵细胞形态呈圆形，可用肉眼直接观察到。
【师】（1）举例说明不同生物的细胞大小和形态是否相同。 （2）举例说明同一生物体内细胞的大小和形态是否相同。
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（3）举例说明人体内的不同组织细胞的功能是否相同。
【生】（1）菠菜叶表皮细胞、人口腔上皮细胞（或其他细胞）及细菌细胞大小和形态不相同（其他合理回答也可以）。
（2）人体内的肌肉组织细胞、骨细胞、神经组织和口腔上皮细胞的大小和形态不同。
（3）人体内的肌肉组织细胞具有收缩运动功能，神经组织细胞具有传导兴奋的功能，口腔上皮细胞覆盖在口腔表面，起保护作用。不同组织细胞的功能不同，其形态、大小也不同。七、课堂小结
人体内红细胞呈两面凹的圆饼状，有利于与氧气接触，起运输氧气的作用；神经细胞具有很多突起，有利于神经兴奋的传导；肌肉细胞呈纺锤形，与肌肉组织收缩运动功能相适应。
八、板书设计
第三章 细胞的结构和功能 第一节 生命活动的基本单位——细胞
一、细胞学说的建立与发展 细胞发现细胞学说建立补充完善 二、研究工具——显微镜
列文虎克自制显微镜现代光学显微镜电子显微镜 三、细胞的大小和形态
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