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2019-2020年高一生物新人教版必修1示范教案：《細胞器系統(tǒng)內的分工合作》第1課時 ●從容說課 本節(jié)教材的編寫不僅僅是介紹有關細胞器的基本結構以及功能的知識，而是把細胞作為一個基本的生命系統(tǒng)，引導學生用系統(tǒng)的觀點來認識細胞，探討組成生物體的各個細胞是怎樣相對獨立，又緊密聯(lián)系的，細胞的生命活動是怎樣通過各組成成分的協(xié)調配合完成的。由于該節(jié)知識微觀、抽象，教學時，首先引導學生聯(lián)系生活經驗進行類比，認識細胞內各個細胞器及其分工，然后采用：識圖——感知科學過程和方法——實驗觀察——解決問題的流程進行教學。 本節(jié)課計劃用三個課時來完成。第一課時通過引導學生識圖，感知科學過程和方法，了解細胞，細胞器的結構、形態(tài)和功能，達到從理性上認識細胞器。第二課時安排用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體的實驗，以增強學生對葉綠體和線粒體的感性認識，進一步了解葉綠體、線粒體的形態(tài)和分布，為下一步學習其功能打下伏筆，同時鞏固使用高倍顯微鏡的方法步驟。 學生在學習了各種細胞器的結構和功能之后，腦子里還是一個個獨立的細胞器的印象，還沒有把這些細胞器作為一個系統(tǒng)的組成成分聯(lián)系起來，所以，第三課時教師以分泌蛋白的合成和運輸為例，通過設計的問題，創(chuàng)設問題情境，讓學生分析分泌蛋白合成并分泌到細胞外的過程，體會細胞器之間的分工和協(xié)調配合，引導學生思考，在激活學生原有知識的基礎上，進一步發(fā)現(xiàn)新的知識。細胞內的各種生物膜在結構上有一定的聯(lián)系，同時，結構又決定功能，各種生物膜在功能上分工、協(xié)作，才能保證細胞的生命活動高效、有序地進行。因此必須以此為切入點，明確各種生物膜在結構上有哪些聯(lián)系，在功能上又是如何分工協(xié)作的，才能深入理解細胞是生物體結構和功能的基本單位。使學生進一步理解生物膜系統(tǒng)的概念，形成一定的知識體系。最后適當補充一些資料，使學生知道相關知識發(fā)展的新動向，了解一些科研方法，并且有利于培養(yǎng)學生的閱讀和分析能力。 ●三維目標 1.知識與技能 （1）舉例說明幾種細胞器的結構和功能。 （2）了解分離各種細胞器的科學方法。 （3）了解植物細胞和動物細胞的區(qū)別。 （4）用高倍鏡觀察葉綠體、線粒體在細胞中的分布和形態(tài)。 （5）制作人的口腔上皮細胞臨時裝片；制作蘚類植物葉片的臨時裝片。 （6）實驗原理 ①葉綠體是細胞中最大的細胞器之一，數量多，呈綠色，用高倍顯微鏡在活細胞狀態(tài)下，不需要染色就可以清晰地看到。 ②線粒體在動植物代謝比較旺盛的細胞中數量較多，健那綠染液是針對線粒體的專一性很強的活細胞染料，對活細胞進行染色后可以把線粒體染成藍綠色，并用顯微鏡觀察。 （7）明確生物膜的化學組成和基本結構。 （8）理解細胞的生物膜系統(tǒng)的概念和作用。 （9）理解細胞的生物膜系統(tǒng)是一個在結構和功能上都是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一整體。 （10）了解生物膜的研究成果及研究意義。 2.過程與方法 （1）自主學習：讓學生通過類比認識細胞內各細胞器及其分工。通過資料的閱讀和設計的問題的引導，培養(yǎng)學生分析和理解問題的能力，進而發(fā)展綜合的能力。 （2）思維訓練：利用課本插圖、教學掛圖和課件，培養(yǎng)和發(fā)展學生的讀圖能力，提高分析、類比歸納的學習方法。 （3）合作實驗、自主探究、討論答疑。 3.情感態(tài)度與價值觀 （1）引導學生認同：細胞是一個基本的生命系統(tǒng)，其生命活動是通過各組成成分的協(xié)調配合完成的。 （2）讓學生體驗到科學研究離不開探索精神、理性思維和技術手段的結合。 （3）通過細胞內各種生物膜在結構和功能上聯(lián)系的學習，進一步明確結構與功能相統(tǒng)一的觀點以及事物之間存在普遍聯(lián)系的觀點。 （4）通過生物膜的研究成果的介紹，充分調動學生學習生物學知識的興趣，激勵他們對生命科學知識要有不斷探索的精神，同時滲透STS思想。 （5）參與小組合作交流，體驗合作學習的快樂。 ●教學重點 1.幾種細胞器的結構和功能。 2.使用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體。 3.各種生物膜在結構和功能上的聯(lián)系。 4.細胞的生物膜系統(tǒng)的重要作用。 ●教學難點 1.如何掌握幾種細胞器的結構和功能。 2.如何將這些細胞器的功能和生物體的相關生命現(xiàn)象聯(lián)系起來并靈活運用。 3.各種生物膜在結構和功能上的聯(lián)系。 4.實驗材料的選擇。 5.生物圖的繪制。 ●教具準備 1.教師課件、細胞亞顯微結構模型。 2.各種實驗儀器、試劑。 3.教師準備觀察材料：新鮮的蘚類葉片、菠菜葉。 4.課前10分鐘制作蘚葉的臨時裝片和人的口腔上皮細胞臨時裝片。 ●課時安排 3課時 第一課時 細胞器的結構和功能 ●教學過程 課前準備］ 1.教師制作教學課件。 2.學生查閱資料，收集在“探究細胞的微觀世界”方面的科學家及研究成果。 情境創(chuàng)設］ 利用課本“問題探討”創(chuàng)設問題情境，同時出示本節(jié)課題：細胞器的結構和功能。 師生互動］ 教師：工廠一般都由若干個車間和部位組成，那么一件優(yōu)質產品是如何通過各車間和部門之間的配合生產出來的？細胞內也存在類似的部門或車間嗎？你能舉出例子嗎？ 學生：討論并回答上述問題。 教師：細胞在生命活動中發(fā)生著物質和能量的復雜變化。細胞內部像一個繁忙的工廠，在細胞質中有許多忙碌不停的“車間”，這些“車間”都有一定的結構，如：線粒體、葉綠體、內質網、高爾基體、核糖體、溶酶體等，它們統(tǒng)稱為細胞器。同學們可能會感到很疑惑：細胞器這么小，科學家是怎樣把各種細胞器分離開來，分別去研究它們的生理功能的呢？ 課前我曾請幾位同學去做了這方面的資料收集工作，現(xiàn)在我們來看看他們的成果如何。 學生1：匯報科學家分離各種細胞器的分法。 學生2：匯報科學家對不同細胞器的研究方法及成果。 教師：這幾位同學收集到的資料都非常珍貴。我們大家要向他們學習，現(xiàn)在我們一起來閱讀課本P44和P51介紹的方法。 學生：閱讀課文，并歸納。 1.分離各種細胞器的方法是差速離心法。 2.科學探究離不開探究精神、理性思維和技術手段的結合。 教師：細胞內有哪些細胞器？它們在形態(tài)、結構上有什么不同？在功能上如何分工？它們又是如何協(xié)調配合完成各種生命活動的呢？ 課本中展示了各種細胞器的圖，以及動物細胞、植物細胞的亞顯微結構模式圖。請仔細觀察圖、文和老師展示的資料，說出各種細胞器在細胞中的分布位置、形態(tài)結構，并推測它們的功能。 1.德國科學家華爾柏在研究線粒體時，統(tǒng)計了某種動物部分細胞中線粒體的數量（見下表）。分析回答： 肝細胞 腎皮質細胞 平滑肌細胞 心肌細胞 動物冬眠狀態(tài)下的肝 細胞 950個 400個 260個 12 500個 1 350個 （1）心肌細胞的線粒體數量最多，這是因為_____________________。 （2）動物冬眠狀態(tài)下肝細胞中的線粒體比常態(tài)下多，是因為_____________________。 （3）從表中所示數據可以看出線粒體的多少與________有關。 2.通常線粒體均勻分布在細胞質基質中，但在細胞內新陳代謝旺盛的部位比較集中，例如，在小鼠受精卵的分裂面附近集中。在同一生物不同的組織、器官的細胞中線粒體的數量也有很大差別，例如，線粒體數量在人的心肌細胞比平滑肌細胞中多。在不同生物體，因為代謝程度的不同，線粒體數量也有差別，例如，一般動物細胞中線粒體的數量，比植物細胞多一些，飛翔鳥類胸肌細胞線粒體數比不飛翔鳥類的多。運動員肌細胞線粒體的數目比缺乏鍛煉的人多。在體外培養(yǎng)細胞時，新生細胞比衰老細胞或病變細胞的線粒體多。為什么？ 線粒體： 屏幕顯示資料一： 學生：觀察資料以及課本P45圖3－3和P46圖3－7，討論回答： 1.解析：用“結構與功能相統(tǒng)一”的觀點解釋。 答案：（1）心肌細胞運動量大，因不停地收縮舒張，需能量多 （2）冬眠時，動物維持生命活動的能量主要靠肝臟，肝臟代謝加強，需能量多 （3）細胞新陳代謝的強弱 2.答案：線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所，能夠提供細胞生命活動需要的能量。鳥類飛翔、運動員運動需要大量的能量，所以，飛翔鳥類胸肌細胞中、運動員肌細胞中的線粒體數目多。同樣道理，新生細胞的生命活動比衰老細胞、病變細胞旺盛，所以線粒體多。 教師：線粒體大多是顆粒狀、短線狀，均勻地分布在細胞質基質中，但它在活細胞中能自由移動，往往在細胞內代謝旺盛的部位比較集中。線粒體是進行有氧呼吸的主要場所，為細胞生命活動提供能量。所以，線粒體是細胞的“動力車間”。細胞生命活動所需的能量，95%來自線粒體。線粒體由內外兩層膜構成，外膜使線粒體與周圍的細胞質基質分開，內膜向內折疊成嵴，加大了內膜的表面積，有利于有氧呼吸的順利進行。 葉綠體： 屏幕顯示資料二： 葉綠體是綠色植物葉肉細胞中，進行光合作用的細胞器。因此，有人把它比喻為“養(yǎng)料制造工廠”和“能量轉換站”。 在光學顯微鏡下觀察高等植物的葉綠體，可以看到它一般呈扁平的橢球形或球形。在電子顯微鏡下，可以看到葉綠體的外面有雙層膜，使葉綠體內部與外界隔開，葉綠體的內部含有幾個到幾十個基粒。基粒與基粒之間充滿著基質。葉綠體的每個基粒都是由一個個囊狀的結構堆疊而成的，在囊狀結構的薄膜上，有進行光合作用的色素，這些色素可以吸收、傳遞和轉化光能。在葉綠體的基粒上和基質中含有許多進行光合作用所必需的酶。基質中還含有少量的DNA。 學生：觀察資料以及課本P45圖3－4和P46圖3－7，討論。 教師：葉綠體是扁平的橢球形或球形，有兩層膜，膜光滑透明，內部含有幾個到幾十個基粒，每個基粒是圓柱形，由一個個囊狀的結構垛疊而成，囊狀結構的薄膜上有進行光合作用的色素，可以吸收、傳遞和轉化光能，是進行光合作用的場所。它是植物細胞的“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉換站”。 內質網： 屏幕顯示資料三： 從某腺體的細胞中，提取出附著有核糖體的內質網，放入含有放射性標記的氨基酸的培養(yǎng)液中。培養(yǎng)液中含有核糖體和內質網完成其功能所需的物質和條件。很快連續(xù)取樣，并分離核糖體和內質網。測定標記的氨基酸出現(xiàn)在核糖體和內質網中的情況，結果如圖3－2－1所示。請回答： 圖3－2－1 （1）放射性氨基酸首先在核糖體上大量積累，最可能的解釋是________。 （2）放射性氨基酸繼在核糖體上積累之后，在內質網中也出現(xiàn)，且數量不斷增多，最可能的解釋是_____________________。 （3）實驗中，培養(yǎng)液相當于細胞中的________。 學生：觀察資料以及課本P45圖3－5和P46圖3－7討論回答。 解析：用“結構與功能相統(tǒng)一”的觀點解。首先知識歸類：核糖體是細胞內將氨基酸合成蛋白質的場所，內質網是蛋白質的運輸通道。分析：在細胞內，游離的氨基酸應先進入核糖體，在核糖體內合成蛋白質，蛋白質合成后進入內質網被內質網運輸。與圖中曲線對照（讀圖），看是否符合曲線變化態(tài)勢。整個實驗過程中，培養(yǎng)液相當于細胞質基質，內含蛋白質合成等生化反應所需的一系列酶及必要條件。 答案：（1）核糖體是蛋白質合成的場所 （2）蛋白質進入內質網中 （3）細胞質基質 教師：內質網是由膜連接而成的網狀結構，有光面內質網和滑面內質網兩種類型。內質網增大了細胞內的膜面積，膜上附著很多種酶，它是細胞內蛋白質合成和加工，以及糖類、脂質合成的“車間”。 高爾基體： 屏幕顯示資料四： 高爾基體位于細胞核附近的細胞質中,它的形狀一般呈網狀。在不同的生理情況下,可以轉變?yōu)轭w粒狀、桿狀或其他形狀。在電鏡下,高爾基體是一些緊密地重疊在一起的囊狀結構。有些膜緊密地折疊成片層狀的扁平囊,有些扁平囊的末端擴大成大小不等的泡狀或囊泡狀結構。 高爾基體的主要功能有三方面。一是與分泌有關。早期根據光鏡的觀察,已有人提出高爾基體與細胞的分泌活動有關。近年來,運用電鏡、細胞化學及放射自顯影技術更進一步證實和發(fā)展了這個觀點。放射自顯影技術證明,高爾基體自身還能合成某些物質,如多糖類。它還能使蛋白質與糖或脂結合成糖蛋白和脂蛋白的形式。在某些細胞（如肝細胞）,高爾基體還與脂蛋白的合成、分泌有關。二是與溶酶體的形成有關。三是高爾基體還有其他功能,如在某些原生動物中,高爾基體與調節(jié)細胞的液體平衡有關系。 學生：觀察資料以及課本P46圖3－6和圖3－7，討論。 高爾基體是單層膜結構，由一些緊密地重疊在一起、排列比較整齊的扁平囊狀結構和囊狀小泡組成。在動物細胞中，高爾基體主要是對來自內質網的蛋白質進行加工、分類、包裝和分泌，所以它是蛋白質的“加工車間”和“發(fā)送站”。在植物細胞中，高爾基體與新細胞壁的形成有關。 教師：剛才同學們對細胞中的四種細胞器進行了詳細的分析討論，從課本的圖中我們可以看出，細胞中還有其他的細胞器，你能根據課本的介紹對它們進行比較，并完成下列表格嗎？ 屏幕顯示八種細胞器的比較表。 學生：小組討論，并完成表格。 八種細胞器的比較表 名 稱 分 布 形 態(tài) 結 構 成 分 功 能 線粒體 普遍存在于動植物細胞 大多數呈橢 球形 外膜、內膜（雙層膜結構）、嵴、基粒、基質 蛋白質、磷脂、有氧呼吸酶、少量DNA和RNA 有氧呼吸的主要場所，“動力車間” 葉綠體 主要存在于葉肉細胞和幼莖皮層細 胞內 球形、橢球形 外膜、內膜（雙層膜 結構） 蛋白質、磷脂、光合作用的酶、色素、少量DNA和RNA 光合作用的場所，“養(yǎng)料制造車間”，“能量轉 換站” 內質網 絕大多數動植物 細胞 網狀 （單層膜 結構） 蛋白質、磷脂等 增大了細胞內的膜面積；與蛋白質、脂質、糖類的合成有關；蛋白質等的運輸通道；“有機物的合成加工車間” 高爾 基體 普遍存在于動植物細胞 囊狀 （單層膜 結構） 蛋白質、磷脂等 動物細胞：與分泌物的形成有關，表現(xiàn)在對蛋白質的加工和轉運 植物細胞：與植物細胞壁的形成有關 “蛋白質的加工車間”和“發(fā)送站” 核糖體 普遍存在于動植物細胞 橢球形粒狀 小體 游離于基質，附著在內質網、核外膜上（無膜結構） 蛋白質、rRNA 合成蛋白質的場所，“生產蛋白質的機器” 中心體 動物細胞、低等植物細胞 “十”形 兩個互相垂直的中心粒及其周圍物質構成（無膜結構） 微管蛋白 動物細胞的中心體與有絲分裂有關 液泡 植物細胞 泡狀 液泡膜、細胞液（單層膜） 蛋白質、磷脂、有機酸、生物堿、糖類、無機鹽、色素等 調節(jié)細胞的內環(huán)境，使細胞保持一定的滲透壓，保持膨脹狀態(tài) 溶酶體 動物細胞、植物細胞 囊狀 囊狀（單 層膜） “酶倉庫”和“消化 車間” 教師：引導學生一起，利用表格對各種細胞器的分布、形態(tài)、結構和功能進行歸納，然后提問：我們如何去記憶和理解這些細胞器的結構和功能呢？ 學生：小組討論提出記憶的方法。 方法一：通過列表比較來記憶。 方法二：用“結構與功能相適應”的生物學科思想來理解記憶。 方法三：用繪結構簡圖的形式來記憶各種細胞器的結構。 方法四：將這些細胞器的功能與生物體的相關生命現(xiàn)象聯(lián)系起來理解記憶及表格運用。（要求舉例說明） 教師：對學生提出的方法進行簡單的評價和補充。 教師：通過上面的學習，誰能歸納細胞質的結構由哪幾部分組成？ 學生回答： 教師精講］ 通過對細胞質各種成分的學習，我們知道，細胞質主要包括細胞質基質和細胞器兩大部分，各種細胞器的結構和功能雖然不同，但它們分工協(xié)作，密切配合，共同完成細胞的各種生命活動。 評價反饋］ 教師出示細胞的亞顯微結構模型（一半為動物細胞，另一半為植物細胞）并提問： 1.請說出各個細胞器的名稱。 2.這個模型是否為一個完整的細胞？你判斷的依據是什么？ 學生： 1.到講臺面向全體同學說出各個細胞器的名稱。 2.不是一個完整的細胞，它分別屬于植物細胞和動物細胞，判斷的依據是：有一半模型中有細胞壁、葉綠體、液泡，所以它是植物細胞；而另一半模型中則沒有這些細胞器，但它有中心體，所以它是動物細胞。 教師：從剛才同學的回答中，由我們今天的學習內容可拓展了解動物細胞和植物細胞的區(qū)別?，F(xiàn)請同學們完成下列表格（出示植物細胞和動物細胞的比較表）。 學生：討論完成表格。 植物細胞和動物細胞結構的比較表 動物細胞 植物細胞 不同點 沒有細胞壁 有細胞壁 沒有葉綠體 有葉綠體 有中心體 中心體見于低等植物 某些低等動物有液泡 有液泡 相同點 都有細胞膜、細胞質、細胞核。細胞質中共有的細胞器是線粒體、內質網、核糖體和高爾基體等 課堂小結］ 1.請4～5名學生來總結本節(jié)課的學習內容和自己掌握的情況。 2.教師重新出示“八種細胞器的比較表”和“植物細胞和動物細胞的比較表”對本節(jié)內容的知識點、重點、難點進行總結。 布置作業(yè)］ 課本P50基礎題1、2、3。 課后拓展］ 1.閱讀下文，并回答問題。 把菠菜葉放進適當的溶液中，進行研磨，將研磨液用紗布過濾后，除去未磨碎的組織，得到一種綠色的液體。把其放入離心管中，進行適當強度的離心分離，得到沉淀（沉淀A），將此沉淀用電子顯微鏡進行觀察，可發(fā)現(xiàn)細胞壁的碎片和（甲）膜上具有許多小孔的球狀結構。將其上層清液的綠色部分進行較強的離心分離時，綠色部分幾乎全部沉淀（沉淀B）。用電子顯微鏡觀察此沉淀，發(fā)現(xiàn)有許多直徑為幾微米的細胞器（乙）。又把幾乎透明的上層清液，用更強的離心力分離時，可得沉淀（沉淀C）。用電子顯微鏡觀察此沉淀，則發(fā)現(xiàn)許多直徑為0.5 μm的球形或短棒形，內外包著兩層膜且向內折疊的細胞器（丙）。如繼續(xù)進行強力離心，可使上部的澄清部分中的小微粒都沉淀，此沉淀（沉淀D）其中含有許多直徑為0.02 μm的致密小顆粒（?。┖陀稍擃w粒所附著的膜構成的細胞器（戊）。 （1）上述文章中畫線處（甲）～（戊）所示的細胞結構名稱分別是 A.細胞核—葉綠體—線粒體—內質網—核糖體 B.線粒體—葉綠體—細胞核—內質網—核糖體 C.細胞核—葉綠體—線粒體—核糖體—內質網 D.線粒體—葉綠體—細胞核—核糖體—內質網 （2）下文①～⑨是對上述沉淀A～D所含有細胞結構的敘述，請從①～⑨中找出正確答案填寫在各自橫線上。 沉淀A___________；沉淀B___________；沉淀C___________；沉淀D___________。 ①與滲透吸水有關 ②具有全透的性質，對植物細胞的形態(tài)具有維持作用 ③是蛋白質合成的場所 ④含有大量的DNA ⑤含有與有氧呼吸有關的酶 ⑥與氧的產生和ATP的生成有關 ⑦細胞內CO2濃度最高處 ⑧含有與CO2合成葡萄糖或淀粉有關的酶 ⑨是合成某些專供輸送到細胞外的蛋白質的細胞器 參考答案： （1）C （2）②④ ⑥⑧ ⑤⑦ ③⑨ ●板書設計 第2節(jié) 細胞器——系統(tǒng)內的分工合作 第一課時 細胞器的結構和功能 一、分離細胞器的方法 二、細胞器的結構和功能 　 三、細胞質基質 成分：多種物質和酶。 功能：新陳代謝的主要場所。 四、細胞質的統(tǒng)一性 細胞質基質和細胞器及細胞器之間相互依存，密切聯(lián)系，是一個不可分割的整體。