陜西省石泉縣高中生物 第三章 細胞的基本結構 3.2 細胞的類型和結構（3）教案 新人教版必修1.doc

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細胞的類型和結構 課標依據 本模塊選取了細胞生物學方面的最基本的知識，是學習其他模塊的基礎。它還反映了細胞生物學研究的新進展及相關的實際應用。通過本模塊的學習，學生將在微觀層面上，更深入地理解生命的本質。了解生命的物質性和生物界的統(tǒng)一性，細胞生活中物質、能量和信息變化的統(tǒng)一，細胞結構與功能的統(tǒng)一，生物體部分和整體的統(tǒng)一等，有助于辯證唯物主義自然觀的形成。學習細胞的發(fā)現、細胞學說的建立和發(fā)展等內容，有助于學生對科學過程和本質的理解。 教師在教學中要組織好各種觀察、實驗等探究性學習活動，幫助學生增加感性認識，克服對微觀結構認識的困難，使學生領悟科學研究的方法并習得相關的操作技能。結合生物個體水平的知識、化學和物理學知識以及學生的生活經驗，突破學習難點。鼓勵學生搜集有關細胞研究和應用方面的信息，進行交流，以豐富相關知識，加深對科學、技術、社會相互關系的認識。 教材分析 《細胞的生物膜系統(tǒng)》是高中生物必修一第三章第二節(jié)的內容。所講述的細胞的有關結構和功能則更加微細。但是教材的敘述不太詳細，所以需要教師作必要的補充，關于各種生物膜在結構上的聯(lián)系，教材介紹了內質網膜與核膜，內質網膜與細胞膜，內質網膜與線粒體膜在結構上的直接聯(lián)系，以及內質網膜，高爾基體膜和細胞膜三者之間在結構上的間接聯(lián)系。 關于各種生物膜在功能上的聯(lián)系，教材首先從實例引入，介紹科學家在研究分泌蛋白的合成和分泌時，做過的在豚鼠胰臟腺泡細胞中注射3H標記的亮氨酸的實驗。實驗表明，分泌蛋白在內質網上的核糖體中合成之后，是按照內質網→高爾基體→細胞膜的方向運輸的。然后提出問題“在核糖體上合成的分泌蛋白，為什么要經過內質網和高爾基體，而不是直接運輸到細胞膜呢？”引導學生思考。接著，才講述分泌蛋白在核糖體上合成以后，在內質網和高爾基體中的加工過程。最后得出結論：細胞內的各種生物膜在功能上是既有分工，又有聯(lián)系的。 學情分析 由于許多內容要求學生具有相當的抽象思維能力與空間想象能力，加上高一學生的掌握有關知識不盡如意，故本課時教學宜詳宜細。對教材表層知識進行學習的基礎上，著重于總結生物膜系統(tǒng)在結構和功能的緊密聯(lián)系。 三維目標 知識與能力 通過學習細胞的生物膜系統(tǒng)是一個在結構和功能上都緊密聯(lián)系的統(tǒng)一整體, 簡述生物膜系統(tǒng)的概念, 敘述研究生物膜的重要意義 過程與方法 通過課本插圖、課件培養(yǎng)和發(fā)展學生的識圖能力，采用問題資料和設計問題引導培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力并且在自學的過程中掌握自主學習的方法，體會討論探究的過程。 情感態(tài)度與價值觀 通過各種生物膜在結構和功能上的聯(lián)系的學習，進一步明確結構和功能相統(tǒng)一的觀點及事物普遍聯(lián)系的觀點；通過各種生物膜的研究成果的介紹，充分調動學生的積極性，滲透STS思想。 教學重難點 教學重點 1.各種生物膜在結構和功能上的聯(lián)系。 2. 生物膜系統(tǒng)的概念。 教學難點 各種生物膜在功能上的聯(lián)系。 教法 與 學法 本節(jié)課主要通過學生自學和教師PPT 展示來進行教與學的互動，在PPT當中要多放一些有利于學生空間結構理解的素材。 教學資源 多媒體設備 教 學 活 動 設 計 師生活動 設計意圖 批注 新課導入： 教師：同學們好！第一個問題，大家還記得細胞主要由那幾部分組成嗎？（等同學們回答）大家都回答的很好，那么我再問一個問題，細胞質中的細胞器有哪些？（等大家回答，同時一邊聽他們的回答，一邊把他們回答的內容寫在黑板上包括：內質網、高爾基體、線粒體、葉綠體、液泡、溶酶體、核糖體）。不錯，看來大家已經把高二的知識掌握的很牢固了，那么最后來一個高難度的，我想請兩個同學到黑板上來列表將這些細胞器分類，順便給點小小的提示要從有無膜結構來劃分，哪些是雙層膜，哪些是單層膜。（請同學上臺做答） 好了，大家看看黑板上這兩位同學的表格做得好不好?。苦?，看來這些知識都難不倒大家了，兩位同學都能很好的做區(qū)分了，相信在座的也能夠做得好。 大家看，細胞里面有那么多的細胞器都有膜結構，除此之外我們還知道，細胞有細胞膜包裹著，細胞核呢，又有核膜，那么它們之間會不會有什么聯(lián)系呢？今天就讓我們帶著這個問題一起來細胞的生物膜的奧妙。 一、各種生物膜在結構上的聯(lián)系 （教師展示動物細胞結構示意圖） 同學們大家看黑板上的掛圖，從直觀上面來講，大家有沒有發(fā)現具有生物膜的細胞結構之間的聯(lián)系？（停頓）對，從直觀上來看這幅掛圖，我們不難發(fā)現有些膜結構是直接相連的。大家看，內質網膜和細胞核膜之間是不是直接連接在一起的啊？（同時用教棍指出相應的位置）這就是生物膜之間的直接聯(lián)系。具體來講，通常由于內質網膜與外層核膜的直接聯(lián)系，內質網腔與內外層核膜之間的腔是相通的。在某些細胞內還可以看見，內質網膜和細胞膜是直接相連的。生物體的生命活動都需要線粒體提供能量，因此，有的細胞內質網膜甚至是與線粒體外膜連接的。 同學們，我們之前復習的具有膜結構的細胞結構還有一種就是高爾基體，大家看這高爾基體并沒有與其他具膜的細胞結構相連接，那么他們直接就沒有聯(lián)系了嗎？ 現在，我想請同學們回憶一下，細胞膜的結構特點是什么？（停頓，等待同學作答） 同學們回答的很對，生物膜和細胞膜相似，在也具有流動性的特點。大家看圖上的這些結構（指著圖中的的小泡），我們在學習細胞膜的功能和結垢的時候也提到過這個結構不知道還有不有同學記得？提示：細胞的內吞外排作用。 結合之前的兩個問題，同學們知道生物膜之間在結構上的另一種聯(lián)系是怎樣形成的了嗎？（停頓）沒錯，就是通過小泡來聯(lián)系的。內質網通過“出芽”形式形成小泡離開內質網，移動到高爾基體，與高爾基體融合；高爾基體膜又可突起形成小泡。離開高爾基體，移動到細胞膜與細胞膜融合。同時，細胞膜又可內陷形成小泡回到細胞質中。這些膜結構的間接相連也是利用了細胞膜的結構特點：細胞膜具有一定的流動性。 現在，我們來回顧一下，生物膜結構上的聯(lián)系。他們之間的聯(lián)系可以分為直接聯(lián)系和間接聯(lián)系兩種。顧名思義，直接聯(lián)系就是兩種具膜生物結構直接接觸產生的聯(lián)系，包括核膜和內質網膜之間的聯(lián)系、內質網膜和細胞膜之間的聯(lián)系、內質網膜和線粒體之間的聯(lián)系。間接聯(lián)系則是通過具膜細胞結構出芽或內陷形成小泡相連，主要的是高爾基體與內質網和細胞膜之間的聯(lián)系。（一邊講述一邊板書） 二、生物膜在功能上的聯(lián)系 同學們都知道蛋白質是在核糖體上形成的，但是核糖體上翻譯形成的都是單鏈的多肽鏈，而生物體中的蛋白質結構遠比這復雜，那么核糖體上形成的多肽鏈還要經過哪些途徑才能成為結構復雜的蛋白質呢？ 科學家們在研究分泌蛋白的形成和分泌時做過一個實驗，成功的證明了蛋白質合成和分泌的途徑。他們采用了同位素標記法，請同學們結合之前的學習同學們想想他們采用這種方法為什么可以證明分泌蛋白形成和分泌的途徑？（等待同學思考，請同學回答） 同學們回答的很對，大家都知道放射性同位素標記后的物質很容易被檢測出來，而蛋白質的基本單位是氨基酸，使用放射性同位素標記某種氨基酸再通過檢測被標記后的氨基酸去路就可以知道分泌蛋白形成和運輸的途徑了?？茖W家在豚鼠的胰臟腺泡細胞中注射3H標記的亮氨酸，檢測發(fā)現，3min后，被標記的氨基酸出現在附著有核糖體的內質網中，17min后，出現在高爾基體中，117min后，出現在靠近細胞膜內側的運輸蛋白質的小泡中，以及釋放到細胞外的分泌物種。（一邊講，一邊在合成分泌蛋白運輸的過程示意圖指出相應位置。） 從科學家的這個實驗中，我們不難發(fā)現，分泌蛋白合成和運輸到細胞外先后要經過這些結構：核糖體、內質網、高爾基體、細胞膜。 在核糖體上合成的分泌蛋白為什么不直接運輸到細胞外，而是要依次經過內質網和高爾基體呢？經過研究發(fā)現，核糖體上合成的蛋白質是不成熟的，因此，必須在內質網和高爾基體上進行進一步的加工。具體過程如下：首先，附著在內質網上的核糖體合成多肽鏈；然后進入內質網上進行粗加工，如：折疊、組裝、加上糖基團形成較為成熟的蛋白質；之后，內質網腔膨大、出演形成小泡，將較成熟的蛋白質運輸到高爾基體中，在高爾基體上進行精加工形成成熟的蛋白質；最后， 高爾基體突起形成小泡包裹分泌蛋白，移動到細胞膜，與細胞膜融合把蛋白質釋放到細胞外。（板書簡單的路徑及相應結構上的反應） 細胞的生命活動需要能量，能量離不開線粒體，分泌蛋白的合成及運輸的整個過程都需要線粒體這個“動力站”提供能量。線粒體的內膜上附著有大量與有氧呼吸相關的酶。 可見，生物膜不僅在結構上有一定聯(lián)系，在功能上也各有分工同時聯(lián)系緊密，這次能使得生命活動高效有序的進行。 補充：各種生物膜在化學組成上相似 細胞中的各種生物膜不僅在結構和功能上有著聯(lián)系，同時，他們在物質組成上也具有相似性。與細胞膜類似，其他生物膜都主要由蛋白質、脂類、少量糖類組成。但是，在不同生物膜上，各物質含量有差異。 3、 生物膜系統(tǒng)的概念 生物膜系統(tǒng)是指由細胞膜、核膜以及一切所有由膜圍成的細胞器組成的，在結構和功能上有一定聯(lián)系的統(tǒng)一整體，它們形成的結構體系。這里同學們要特別注意的是，內質網膜、高爾基膜、線粒體膜，這些細胞器膜并非生物膜系統(tǒng)的組成部分，細胞器才是生物膜系統(tǒng)中的組成成分。 與細胞膜相似，細胞的生物膜系統(tǒng)中的其他組成成分也具有保護、隔離、運輸等作用。具體來說包括一下幾個方面： 生物膜系統(tǒng)能夠使細胞維持相對穩(wěn)定的內環(huán)境，同時在物質的運輸、能量交換、信息傳遞中都起著重要作用。 細胞中的很多生化反應都是在膜上進行的，細胞內的膜面積為酶的附著提供了有利條件，增大了生化反應的效率 細胞內的生物膜將細胞分成多個小區(qū)室，使得各部分之間的生化反應能夠同時進行，避免了相互干擾，保證了生命活動高效、有序地進行。（講解和板書） 四、研究生物膜的重要意義 從20世紀700年代以來，由于物理、化學技術和方法的應用，使得生物膜的研究進入到了分子水平，并且取得了突飛猛進的發(fā)展。在科學上來講，新的進展和突破是為更進一步研究細胞的生命活動規(guī)律、細胞與外界的物質交換提供了條件。 那么在我們的日常生活中同學們覺得研究生物膜有什么意義？大家可以結合我們生物膜（細胞膜）的結構和功能特點考慮。 在工農業(yè)生產中，利用人們對生物膜的研究，可以模擬生物膜生產各種選擇透過性膜用于污水處理、海水淡化等，在農業(yè)生產上還可通過研究生物膜與作物抗寒、抗旱、耐鹽機制的關系生產出新品種，醫(yī)學上，還可以嘗試合成人工膜材料，代替病變器官行使正常的生理功能等。 小結 細胞的生物膜系統(tǒng)包括了細胞膜、核膜以及所有的具膜細胞器。它們在結構和功能以及組成成分上都有一定的聯(lián)系。尤其是在分泌蛋白的合成與運輸的過程中，生物膜之間的聯(lián)系相當密切。細胞的生物膜系統(tǒng)在細胞的生命活動中起著重要作用，研究生物膜對于人類的生產生活也具有相當積極的作業(yè)。這堂課，我們主要掌握的是分泌蛋白形成的過程和生物膜的概念，希望同學們能結合以前的知識梳理一下這堂課的知識，能將新舊知識相互聯(lián)系。