高中生物第三章细胞的基本结构32细胞器系统内的分工合作教案1新人教版必修1.docx
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1、第2节 细胞器系统内分工合作1.知识与技能(1)举例说明几种细胞器结构和功能。(2)了解分离各种细胞器科学方法。(3)了解植物细胞和动物细胞区别。(4)用高倍镜观察叶绿体、线粒体在细胞中分布和形态。(5)制作人口腔上皮细胞临时装片;制作藓类植物叶片临时装片。(6)实验原理叶绿体是细胞中最大细胞器之一,数量多,呈绿色,用高倍显微镜在活细胞状态下,不需要染色就可以清晰地看到。线粒体在动植物代谢比较旺盛细胞中数量较多,健那绿染液是针对线粒体专一性很强活细胞染料,对活细胞进行染色后可以把线粒体染成蓝绿色,并用显微镜观察。(7)明确生物膜化学组成和基本结构。(8)理解细胞生物膜系统概念和作用。(9)理解
2、细胞生物膜系统是一个在结构和功能上都是紧密联系统一整体。(10)了解生物膜研究成果及研究意义。2.过程与方法(1)自主学习:让学生通过类比认识细胞内各细胞器及其分工。通过资料阅读和设计问题引导,培养学生分析和理解问题能力,进而发展综合能力。(2)思维训练:利用课本插图、教学挂图和课件,培养和发展学生读图能力,提高分析、类比归纳学习方法。(3)合作实验、自主探究、讨论答疑。3.情感态度与价值观(1)引导学生认同:细胞是一个基本生命系统,其生命活动是通过各组成成分协调配合完成。(2)让学生体验到科学研究离不开探索精神、理性思维和技术手段结合。(3)通过细胞内各种生物膜在结构和功能上联系学习,进一步
3、明确结构与功能相统一观点以及事物之间存在普遍联系观点。(4)通过生物膜研究成果介绍,充分调动学生学习生物学知识兴趣,激励他们对生命科学知识要有不断探索精神,同时渗透STS思想。(5)参与小组合作交流,体验合作学习快乐。教学重点1.几种细胞器结构和功能。2.使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体。3.各种生物膜在结构和功能上联系。4.细胞生物膜系统重要作用。教学难点1.如何掌握几种细胞器结构和功能。2.如何将这些细胞器功能和生物体相关生命现象联系起来并灵活运用。3.各种生物膜在结构和功能上联系。4.实验材料选择。5.生物图绘制。教具准备1.教师课件、细胞亚显微结构模型。2.各种实验仪器、试剂。3.教师
4、准备观察材料:新鲜藓类叶片、菠菜叶。4.课前10分钟制作藓叶临时装片和人口腔上皮细胞临时装片。课时安排3课时第一课时 细胞器结构和功能教学过程课前准备1.教师制作教学课件。2.学生查阅资料,收集在“探究细胞微观世界”方面科学家及研究成果。情境创设利用课本“问题探讨”创设问题情境,同时出示本节课题:细胞器结构和功能。师生互动教师:工厂一般都由若干个车间和部位组成,那么一件优质产品是如何通过各车间和部门之间配合生产出来?细胞内也存在类似部门或车间吗?你能举出例子吗?学生:讨论并回答上述问题。教师:细胞在生命活动中发生着物质和能量复杂变化。细胞内部像一个繁忙工厂,在细胞质中有许多忙碌不停“车间”,这
5、些“车间”都有一定结构,如:线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体等,它们统称为细胞器。同学们可能会感到很疑惑:细胞器这么小,科学家是怎样把各种细胞器分离开来,分别去研究它们生理功能呢?课前我曾请几位同学去做了这方面资料收集工作,现在我们来看看他们成果如何。学生1:汇报科学家分离各种细胞器分法。学生2:汇报科学家对不同细胞器研究方法及成果。教师:这几位同学收集到资料都非常珍贵。我们大家要向他们学习,现在我们一起来阅读课本P44和P51介绍方法。学生:阅读课文,并归纳。1.分离各种细胞器方法是差速离心法。2.科学探究离不开探究精神、理性思维和技术手段结合。教师:细胞内有哪些细胞器?它们
6、在形态、结构上有什么不同?在功能上如何分工?它们又是如何协调配合完成各种生命活动呢?课本中展示了各种细胞器图,以及动物细胞、植物细胞亚显微结构模式图。请仔细观察图、文和老师展示资料,说出各种细胞器在细胞中分布位置、形态结构,并推测它们功能。1.德国科学家华尔柏在研究线粒体时,统计了某种动物部分细胞中线粒体数量(见下表)。分析回答:肝细胞肾皮质细胞平滑肌细胞心肌细胞动物冬眠状态下肝细胞950个400个260个12 500个1 350个(1)心肌细胞线粒体数量最多,这是因为_。(2)动物冬眠状态下肝细胞中线粒体比常态下多,是因为_。(3)从表中所示数据可以看出线粒体多少与_有关。2.通常线粒体均匀
7、分布在细胞质基质中,但在细胞内新陈代谢旺盛部位比较集中,例如,在小鼠受精卵分裂面附近集中。在同一生物不同组织、器官细胞中线粒体数量也有很大差别,例如,线粒体数量在人心肌细胞比平滑肌细胞中多。在不同生物体,因为代谢程度不同,线粒体数量也有差别,例如,一般动物细胞中线粒体数量,比植物细胞多一些,飞翔鸟类胸肌细胞线粒体数比不飞翔鸟类多。运动员肌细胞线粒体数目比缺乏锻炼人多。在体外培养细胞时,新生细胞比衰老细胞或病变细胞线粒体多。为什么?线粒体:屏幕显示资料一:学生:观察资料以及课本P45图33和P46图37,讨论回答:1.解析:用“结构与功能相统一”观点解释。答案:(1)心肌细胞运动量大,因不停地收
8、缩舒张,需能量多 (2)冬眠时,动物维持生命活动能量主要靠肝脏,肝脏代谢加强,需能量多 (3)细胞新陈代谢强弱2.答案:线粒体是细胞进行有氧呼吸主要场所,能够提供细胞生命活动需要能量。鸟类飞翔、运动员运动需要大量能量,所以,飞翔鸟类胸肌细胞中、运动员肌细胞中线粒体数目多。同样道理,新生细胞生命活动比衰老细胞、病变细胞旺盛,所以线粒体多。教师:线粒体大多是颗粒状、短线状,均匀地分布在细胞质基质中,但它在活细胞中能自由移动,往往在细胞内代谢旺盛部位比较集中。线粒体是进行有氧呼吸主要场所,为细胞生命活动提供能量。所以,线粒体是细胞“动力车间”。细胞生命活动所需能量,95%来自线粒体。线粒体由内外两层
9、膜构成,外膜使线粒体与周围细胞质基质分开,内膜向内折叠成嵴,加大了内膜表面积,有利于有氧呼吸顺利进行。叶绿体:屏幕显示资料二:叶绿体是绿色植物叶肉细胞中,进行光合作用细胞器。因此,有人把它比喻为“养料制造工厂”和“能量转换站”。在光学显微镜下观察高等植物叶绿体,可以看到它一般呈扁平椭球形或球形。在电子显微镜下,可以看到叶绿体外面有双层膜,使叶绿体内部与外界隔开,叶绿体内部含有几个到几十个基粒。基粒与基粒之间充满着基质。叶绿体每个基粒都是由一个个囊状结构堆叠而成,在囊状结构薄膜上,有进行光合作用色素,这些色素可以吸收、传递和转化光能。在叶绿体基粒上和基质中含有许多进行光合作用所必需酶。基质中还含
10、有少量DNA。学生:观察资料以及课本P45图34和P46图37,讨论。教师:叶绿体是扁平椭球形或球形,有两层膜,膜光滑透明,内部含有几个到几十个基粒,每个基粒是圆柱形,由一个个囊状结构垛叠而成,囊状结构薄膜上有进行光合作用色素,可以吸收、传递和转化光能,是进行光合作用场所。它是植物细胞“养料制造车间”和“能量转换站”。内质网:屏幕显示资料三:从某腺体细胞中,提取出附着有核糖体内质网,放入含有放射性标记氨基酸培养液中。培养液中含有核糖体和内质网完成其功能所需物质和条件。很快连续取样,并分离核糖体和内质网。测定标记氨基酸出现在核糖体和内质网中情况,结果如图321所示。请回答:图321(1)放射性氨
11、基酸首先在核糖体上大量积累,最可能解释是_。(2)放射性氨基酸继在核糖体上积累之后,在内质网中也出现,且数量不断增多,最可能解释是_。(3)实验中,培养液相当于细胞中_。学生:观察资料以及课本P45图35和P46图37讨论回答。解析:用“结构与功能相统一”观点解。首先知识归类:核糖体是细胞内将氨基酸合成蛋白质场所,内质网是蛋白质运输通道。分析:在细胞内,游离氨基酸应先进入核糖体,在核糖体内合成蛋白质,蛋白质合成后进入内质网被内质网运输。与图中曲线对照(读图),看是否符合曲线变化态势。整个实验过程中,培养液相当于细胞质基质,内含蛋白质合成等生化反应所需一系列酶及必要条件。答案:(1)核糖体是蛋白
12、质合成场所 (2)蛋白质进入内质网中 (3)细胞质基质教师:内质网是由膜连接而成网状结构,有光面内质网和滑面内质网两种类型。内质网增大了细胞内膜面积,膜上附着很多种酶,它是细胞内蛋白质合成和加工,以及糖类、脂质合成“车间”。高尔基体:屏幕显示资料四:高尔基体位于细胞核附近细胞质中,它形状一般呈网状。在不同生理情况下,可以转变为颗粒状、杆状或其他形状。在电镜下,高尔基体是一些紧密地重叠在一起囊状结构。有些膜紧密地折叠成片层状扁平囊,有些扁平囊末端扩大成大小不等泡状或囊泡状结构。高尔基体主要功能有三方面。一是与分泌有关。早期根据光镜观察,已有人提出高尔基体与细胞分泌活动有关。近年来,运用电镜、细胞
13、化学及放射自显影技术更进一步证实和发展了这个观点。放射自显影技术证明,高尔基体自身还能合成某些物质,如多糖类。它还能使蛋白质与糖或脂结合成糖蛋白和脂蛋白形式。在某些细胞(如肝细胞),高尔基体还与脂蛋白合成、分泌有关。二是与溶酶体形成有关。三是高尔基体还有其他功能,如在某些原生动物中,高尔基体与调节细胞液体平衡有关系。学生:观察资料以及课本P46图36和图37,讨论。高尔基体是单层膜结构,由一些紧密地重叠在一起、排列比较整齐扁平囊状结构和囊状小泡组成。在动物细胞中,高尔基体主要是对来自内质网蛋白质进行加工、分类、包装和分泌,所以它是蛋白质“加工车间”和“发送站”。在植物细胞中,高尔基体与新细胞壁
14、形成有关。教师:刚才同学们对细胞中四种细胞器进行了详细分析讨论,从课本图中我们可以看出,细胞中还有其他细胞器,你能根据课本介绍对它们进行比较,并完成下列表格吗?屏幕显示八种细胞器比较表。学生:小组讨论,并完成表格。八种细胞器比较表名 称分 布形 态结 构成 分功 能线粒体普遍存在于动植物细胞大多数呈椭球形外膜、内膜(双层膜结构)、嵴、基粒、基质蛋白质、磷脂、有氧呼吸酶、少量DNA和RNA有氧呼吸主要场所,“动力车间”叶绿体主要存在于叶肉细胞和幼茎皮层细胞内球形、椭球形外膜、内膜(双层膜结构)蛋白质、磷脂、光合作用酶、色素、少量DNA和RNA光合作用场所,“养料制造车间”,“能量转换站”内质网绝
15、大多数动植物细胞网状(单层膜结构)蛋白质、磷脂等增大了细胞内膜面积;与蛋白质、脂质、糖类合成有关;蛋白质等运输通道;“有机物合成加工车间”高尔基体普遍存在于动植物细胞囊状(单层膜结构)蛋白质、磷脂等动物细胞:与分泌物形成有关,表现在对蛋白质加工和转运植物细胞:与植物细胞壁形成有关“蛋白质加工车间”和“发送站”核糖体普遍存在于动植物细胞椭球形粒状小体游离于基质,附着在内质网、核外膜上(无膜结构)蛋白质、rRNA合成蛋白质场所,“生产蛋白质机器”中心体动物细胞、低等植物细胞“十”形两个互相垂直中心粒及其周围物质构成(无膜结构)微管蛋白动物细胞中心体与有丝分裂有关液泡植物细胞泡状液泡膜、细胞液(单层
16、膜)蛋白质、磷脂、有机酸、生物碱、糖类、无机盐、色素等调节细胞内环境,使细胞保持一定渗透压,保持膨胀状态溶酶体动物细胞、植物细胞囊状囊状(单层膜)“酶仓库”和“消化车间”教师:引导学生一起,利用表格对各种细胞器分布、形态、结构和功能进行归纳,然后提问:我们如何去记忆和理解这些细胞器结构和功能呢?学生:小组讨论提出记忆方法。方法一:通过列表比较来记忆。方法二:用“结构与功能相适应”生物学科思想来理解记忆。方法三:用绘结构简图形式来记忆各种细胞器结构。方法四:将这些细胞器功能与生物体相关生命现象联系起来理解记忆及表格运用。(要求举例说明)教师:对学生提出方法进行简单评价和补充。教师:通过上面学习,
17、谁能归纳细胞质结构由哪几部分组成?学生回答:教师精讲通过对细胞质各种成分学习,我们知道,细胞质主要包括细胞质基质和细胞器两大部分,各种细胞器结构和功能虽然不同,但它们分工协作,密切配合,共同完成细胞各种生命活动。评价反馈教师出示细胞亚显微结构模型(一半为动物细胞,另一半为植物细胞)并提问:1.请说出各个细胞器名称。2.这个模型是否为一个完整细胞?你判断依据是什么?学生:1.到讲台面向全体同学说出各个细胞器名称。2.不是一个完整细胞,它分别属于植物细胞和动物细胞,判断依据是:有一半模型中有细胞壁、叶绿体、液泡,所以它是植物细胞;而另一半模型中则没有这些细胞器,但它有中心体,所以它是动物细胞。教师
18、:从刚才同学回答中,由我们今天学习内容可拓展了解动物细胞和植物细胞区别。现请同学们完成下列表格(出示植物细胞和动物细胞比较表)。学生:讨论完成表格。植物细胞和动物细胞结构比较表动物细胞植物细胞不同点没有细胞壁有细胞壁没有叶绿体有叶绿体有中心体中心体见于低等植物某些低等动物有液泡有液泡相同点都有细胞膜、细胞质、细胞核。细胞质中共有细胞器是线粒体、内质网、核糖体和高尔基体等课堂小结1.请45名学生来总结本节课学习内容和自己掌握情况。2.教师重新出示“八种细胞器比较表”和“植物细胞和动物细胞比较表”对本节内容知识点、重点、难点进行总结。布置作业课本P50基础题1、2、3。课后拓展1.阅读下文,并回答
19、问题。把菠菜叶放进适当溶液中,进行研磨,将研磨液用纱布过滤后,除去未磨碎组织,得到一种绿色液体。把其放入离心管中,进行适当强度离心分离,得到沉淀(沉淀A),将此沉淀用电子显微镜进行观察,可发现细胞壁碎片和(甲)膜上具有许多小孔球状结构。将其上层清液绿色部分进行较强离心分离时,绿色部分几乎全部沉淀(沉淀B)。用电子显微镜观察此沉淀,发现有许多直径为几微米细胞器(乙)。又把几乎透明上层清液,用更强离心力分离时,可得沉淀(沉淀C)。用电子显微镜观察此沉淀,则发现许多直径为0.5 m球形或短棒形,内外包着两层膜且向内折叠细胞器(丙)。如继续进行强力离心,可使上部澄清部分中小微粒都沉淀,此沉淀(沉淀D)
20、其中含有许多直径为0.02 m致密小颗粒(丁)和由该颗粒所附着膜构成细胞器(戊)。(1)上述文章中画线处(甲)(戊)所示细胞结构名称分别是A.细胞核叶绿体线粒体内质网核糖体B.线粒体叶绿体细胞核内质网核糖体C.细胞核叶绿体线粒体核糖体内质网D.线粒体叶绿体细胞核核糖体内质网(2)下文是对上述沉淀AD所含有细胞结构叙述,请从中找出正确答案填写在各自横线上。沉淀A_;沉淀B_;沉淀C_;沉淀D_。与渗透吸水有关具有全透性质,对植物细胞形态具有维持作用是蛋白质合成场所含有大量DNA含有与有氧呼吸有关酶与氧产生和ATP生成有关细胞内CO2浓度最高处含有与CO2合成葡萄糖或淀粉有关酶是合成某些专供输送到
21、细胞外蛋白质细胞器参考答案:(1)C (2) 板书设计第2节 细胞器系统内分工合作第一课时 细胞器结构和功能一、分离细胞器方法二、细胞器结构和功能三、细胞质基质成分:多种物质和酶。功能:新陈代谢主要场所。四、细胞质统一性细胞质基质和细胞器及细胞器之间相互依存,密切联系,是一个不可分割整体。第二课时 实验:用高倍镜观察叶绿体和线粒体教学过程课前准备课前培训8名学生充当“小老师”,协助教师指导同学进行实验。课前10分钟制作藓叶临时装片和人口腔上皮细胞临时装片。情境创设屏幕显示:课前教师制作几种材料临时装片,并显微投影给学生观察。教师:上节课我们通过图片和资料,了解了细胞器分布、形态和功能,那么实际
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