第三章 细胞的基本结构.docx

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第三章细胞的基本结构

第三章细胞的基本结构

第一节细胞膜——系统的边界

教学设计

教学目标：

知识目标：

简述细胞膜的成分和功能，解释细胞膜在维持细胞结构和功能中的重要作用。

能力目标：

进行用哺乳动物红细胞制备细胞膜的实验，体验制备细胞膜的方法。

情感目标：

认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义。

教学重点:

（1）细胞膜的成分和功能

（2）理解细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义

教学难点：

（1）用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法

（2）理解细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义

教学方法：

讲授与学生讨论相结合、问题引导法、资料分析法

教学用具：

多媒体、课件、教科书、黑板、粉笔

课时安排：

1课时

教学过程：

可让学生回顾已有的对细胞的认识（注意引导细胞的结构和细胞的成分等）引出课题。

然后问学生是否有拆卸机械东西、并装回去的经历，学生会七嘴八舌的说有或没有等。

当人们对细胞有一定认识后，有人也尝试过想组装细胞，你们推测一下能否成功？

细胞的结构比机械的东西可要复杂得多，所以到目前为止还没有人尝试成功。

结论：

系统不是其组分的简单堆砌，而是通过组分间结构和功能的密切联系，形成的统一整体。

每一个系统都有一定的边界，那么细胞是否也有边界呢？

引入课题第1节细胞膜——系统的边界。

利用书中的问题探讨，给学生两分钟时间讨论，后提问学生，引导回答。

1.提示：

气泡是光亮的，里面只有空气。

细胞是一个具有细胞膜、细胞核和细胞质的复杂结构，而且是一个立体的结构，在显微镜下，通过调节焦距可以观察到细胞的不同层

面。

光学显微镜下不能看见细胞膜，但是能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的。

2.提示：

在电子显微镜诞生之前，科学家已经能够确定细胞膜的存在了。

依据的实验事实主要有：

进入活细胞的物质要通过一道选择性的屏障，并不是所有的物质都能进入细胞；用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能很快逸出细胞；在光学显微镜下看到，用微针触碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可以伸展；用微针插入细胞内，细胞表面有一层结构被刺破；如果细胞表面结构受损面过大，细胞会死亡。

实验：

体验制备细胞膜的方法

讨论：

生答师提示

提示：

细胞破裂后细胞内物质流出，细胞膜和细胞质中的其他结构质量不一样，可以采用不同转速离心的方法将细胞膜与其他物质分开，得到较纯的细胞膜。

1．发现脂溶性的小分子，例如酒精、甘油等很容易通过细胞膜；

2．如果用脂质溶剂处理细胞，发现细胞膜被溶解；

3．如果用蛋白酶来处理细胞，发现也能破坏膜结构。

研究结果：

细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。

此外，还有少量的糖类。

其中脂质约占细胞膜总量的50％，蛋白质约占40％，糖类占2％－10％。

在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富。

通过这则资料，其实也告诉大家了一种研究物质组成成分的方法：

酶解法。

我们在各种膜的研究中还发现，功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的种类和数量就越多。

这也和我们前面了解的蛋白质的功能是相一致的：

蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞膜的功能中也少不了蛋白质的一份！

我们也将在后面章节的学习中，越来越多地了解细胞膜的各种成分在其功能中的具体作用。

细胞膜的功能给两分钟时间学生看书，后提问总结。

1、将细胞与外界环境分隔开

2、控制物质进出细胞：

但不绝对，如病原体侵入就不能完全控制。

3、进行细胞间的信息交流

激素、神经递质、精子与卵识别、抗体、胞间连丝

问：

细胞膜是否只有这样三个方面的功能呢？

我们初中的学习中，我们通过实验的方法来检验玉米的种子是否还具有萌发的活性（也就是说玉米种子是否还是活的），也就是利用细胞膜的这点特性。

下面给大家如下材料，请你设计实验来检验这些玉米种子是否还能萌发。

材料：

玉米种子，红墨水，镊子，刀片，培养皿，烧杯，酒精灯。

（学生思考、讨论、发言）方法步骤：

1、将玉米种子放在20－25℃的温水中浸泡36h。

2、取20粒已经泡涨的种子，将其中的10粒放在沸水中煮5min后，冷却，作为对照的实验材料。

3、分别取煮过和未煮过的玉米种子放在培养皿中，用刀片沿胚的中线纵向切开籽粒，用稀释20倍的红墨水浸泡（以没过种子为宜）。

2min后，倒去红墨水，用水冲洗籽粒数次，直到冲洗液无色为止（洗去浮色）。

4、观察籽粒中胚的颜色。

结果预期：

未煮过的籽粒的胚细胞未被染成红色；煮过的籽粒的胚细胞被染成红色。

（胚细胞被染红说明了胚细胞的细胞膜失去了选择透过性，也就说明胚细胞死亡，不再具有萌发活性）

植物细胞在细胞膜外面还有一层细胞壁，其化学成分主要为纤维素和果胶。

对植物细胞有支持和保护作用。

课堂小结：

布置作业：

书P43页一、二题。

练习册的相应章节练习。

板书设计：

课后反思：

第二节细胞器——系统内的分工合作

教学设计

教学目标：

知识目标：

1、举例说出集中细胞器的结构和功能

2、简述细胞膜系统的结构和功能

能力目标：

制作临时装片，使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体。

情感态度价值观：

讨论细胞中结构与功能的统一性、部分与整体的统一性

教学重点：

几种主要细胞器的结构和功能、细胞膜系统的结构和功能

教学难点：

细胞器之间的协调配合和制备临时装片，观察线粒体。

教学用具：

ppt，细胞亚显微结构模型

课前准备：

要预先准备动物的血液稀释液体。

教学课时：

2课时

教学过程

教学内容

引入

（一）几种细胞器

（二）细胞器之间的协调配合

（三）细胞的生物膜系统

小结：

布置作业：

教师活动

由初中学习细胞质的知识层次引入，细胞器最早是由于在光学显微镜下看到的小的反光点而被发现的。

以问题启发学生：

一些学生已经看过的细胞器：

在细胞质中，除了看到细胞核以外，还看过那些有形态的结构？

细胞之所以能完成如此多的生理功能，（可以举一些例子，如分泌，保持形态，运动等）都是依赖各种复杂的细胞器互相配合而完成的。

展示图片，简单讲解几种细胞器及其分工：

线粒体（旁栏部分）；叶绿体；内质网；高尔基体。

再展示动物、植物的亚显微结构图片，提出问题，还能找到哪些细胞器。

表格总结细胞器及其功能（补充双层膜、单层膜；提醒学生注意细胞结构与功能适应）

引导学生展开讨论，并对学生的发言进行评价。

以蛋白质的分泌为例子，内质网上的核糖体在核酸的指导下，合成各种氨基酸，这些氨基酸在内质网中连接成肽链，并初步进行折叠和包装后，以囊泡的形式运送到高尔基体，在高尔基上，蛋白质被进一步修饰和包装，再以囊泡的形式运送到细胞膜内侧，最后被分泌到细胞外。

这个过程需要消耗有线粒体提供的能量。

P49图，许多细胞器都有膜的结构。

这些膜都互相作用和联系的。

引出生物膜系统的名词。

再次回顾蛋白质合成分泌，强调生物膜系统的工作方式。

生物膜系统的功能：

每种功能让学生尝试举出例子。

功能一：

维持稳定的细胞内部环境，物质运输、能量转换和信息传递（例子：

细胞膜、叶绿体的膜等）；功能二：

许多化学反应都在生物膜上进行，生物膜提供了广阔的反应面积（例子：

叶绿体、线粒体）；功能三：

隔开各个细胞器。

人工血液透析的原理。

科学家故事（可以提到前面细胞器之前讲），强调几个科学家分别的成果是什么：

克劳德：

差速离心法；德迪夫：

发现溶酶体：

帕拉德：

发现核糖体和线粒体结构，动态研究细胞。

（本部分也可以在讲细胞器前进行）

几种细胞器名称、功能、结构；细胞器如何互相配合完成产物分泌的生理功能；细胞的生物膜系统及其功能。

实验用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体

原理：

1、叶肉细胞中叶绿体在细胞质中呈绿色扁球形。

2、细胞中活体线粒体+健那绿→蓝绿色

过程：

观察叶绿体：

藓类叶片

观察线粒体：

用牙签取口腔上皮细胞，染色观察

学生活动

回忆并回答问题（如叶绿体、液泡）

回答旁栏部分的问题

观察细胞亚显微模式图

阅读课文，尝试填写表格

阅读课文中的资料分析，展开讨论，分别回答讨论题

观察p49图，找到几种细胞器膜之间的关系

对生物膜的功能举出例子

阅读《科学家故事》，找出关键信息。

板书设计：

教学反思：

资料：

1、线粒体：

①除个别（如人的红细胞）外，普遍存在于真核生物细胞中。

原核细胞中没有线粒体。

②功能：

是活细胞进行有氧呼吸的主要场所。

为细胞的生命活动提供必需的能量（约

95%来自于线粒体）。

主要场所而非全部场所，因为有氧呼吸的开始部分是在细胞质基质中进行的。

线粒体因消耗氧气、产生二氧化碳，因此是生物体中二氧化碳浓度最高、氧气浓度最低的场所。

③形态：

一般呈椭球形。

④结构：

双层膜结构。

A、外膜：

使线粒体与周围的细胞质基质分开，是各种分子和离子进入线粒体内部

的屏障。

外膜使线粒体相对独立于细胞质基质。

通过外膜，线粒体内部与细胞质基质进行物质交换，保护线粒体内部环境的相对稳定。

B、内膜：

某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，嵴的周围充满了液态的基质。

嵴

使内膜的表面积大大增加，增加了酶分子附着的表面积。

⑤分布：

一般来说是均匀分布的。

但它在活细胞中能自由地移动，常集中于需能量较

多的地方（新陈代谢旺盛的部位）。

线粒体中含有核糖体和少量的DNA、RNA，因而本身能合成少数种类（13种）多肽，其余多数的蛋白质由DNA在游离核体上合成。

因此，线粒体既受细胞核遗传物质的控制，又受自身遗传物质的控制，能自我复制，具有相对独立性，是一种半自主性的细胞器。

线粒体能产生ATP和水。

2、叶绿体：

植物细胞中最重要的一种质体（真核植物细胞所特有）

质体：

真核植物细胞特有的细胞器，分为白色体、有色体和叶绿体。

其中，白色

体存在于植物体不见光部位，不含色素，起储存淀粉和油滴的作用；有色体存在于果实、花瓣中，含类胡萝卜素，使果实、花瓣呈现颜色；叶绿体主要存在于叶肉细胞中（幼茎的皮层细胞中也有），含叶绿素和类胡萝卜素，能进行光合作用合成有机物。

①功能：

绿色植物细胞中进行光合作用的细胞器。

②形态：

一般呈扁平的椭球形或球形，绿色。

③结构：

双层膜结构。

a、内部含有几个到几十个（绿色）基粒，均由囊状结构堆叠而成——增加了叶

绿体内的膜面积。

b、基粒与基粒之间充满了基质。

c、囊状结构的薄膜上，有进行光合作用的色素，这些色素可以吸收、传递、转化光能。

d、光合作用所需要的酶分布于叶绿体的基粒上和基质中。

基质中含有少量的DNA、RNA（具有相对独立性）和核糖体（能合成少数种类的多肽物质）。

叶绿体能产生ATP和水。

比较线粒体和叶绿体：

相同点：

①双膜；②含少量DNA、RNA，能自我复制，具相对独立性；③含核

糖体，能合成少数多肽物质；④都是能量转换站。

区别：

①分布方面：

线粒体普遍存在于真核生物细胞中（哺乳动物的成熟红细

胞除外）；叶绿体是绿色植物所特有的，主要存在于叶肉细胞中。

②功能方面：

线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所，分解有机物，释放能量；叶绿体是光合作用的场所，合成有机物，储存能量。

③结构方面：

线粒体内膜向内折叠成嵴，增加了内膜面积；叶绿体内膜不向内折叠，但内腔中含有几个到几十个基粒，也增加了内部的膜面积。

3、内质网：

真核细胞中膜面积最大的细胞器。

①结构：

由膜结构连成的网状物，由单层膜构成，其上附着有许多酶；

②分布：

绝大多数动、植物细胞内部都有内质网；广泛分布于细胞质基质内；

③类型：

粗面型内质网：

表面有核糖体附着；滑面型内质网：

表面光滑，无核糖体

附着。

④功能：

有机物合成的“车间”。

a、对细胞质起支持和分隔作用——在细胞中内连

核膜，外连细胞膜；b、增大了细胞内的膜面积，加之其上有多种酶，有利于细胞内各种化学反应的进行；c、粗面型内质网和蛋白质的合成与运输有关；d、滑面型内质网与糖元、脂质的合成有关，并具有分泌功能。