人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞器之间的分工合作教学设计及反思

第三章  细胞的基本结构

第二节  细胞器之间的分工合作

学习目标\教学目标

1.举例说出几种主要的细胞器的功能。

2.简述细胞膜系统的组成和功能。

3.制作临时装片，用显微镜观察叶绿体和细胞质的流动。

4.用系统观分析细胞中部分与整体、结构和功能的统一性。

教学重难点

1.几种主要细胞器的功能。

2.细胞膜系统的组成和功能。

教学重难点

1.细胞器之间的协调配。

2.分析细胞中部分与整体、结构和功能的统一性。

教学方法

讲授、演示、视频播放、小组讨论。

教学过程

【新课导入：情景设置，导入新课】

观看视频《细胞器之间的分工——起飞，中国》，制造认知冲突，引发学生的好奇心，通过热点问题激发学生的学习兴趣。

【新课讲授】

小组讨论，问题探讨：以问题驱动学生应用所学知识分析问题，解决问题，激发学生的求知欲。

1.如果缺少其中的某个部门，C919飞机还能制造成功吗？

提示：研制大飞机是一个复杂的系统工程，需要不同部门的分工与合作，缺少任何一个部门都难以完成研制工作。

2.细胞中是否也具有多种不同的“部门”？这些“部门”也存在类似的分工与合作吗？

提示：细胞是一个更复杂的系统，细胞内分布着诸多的“部门”，它们既有分工又有合作，共同配合完成着生命活动。例如，分泌蛋白质的合成中，细胞核是遗传信息库，蛋白质的合成要在遗传信息的指导下进行，核糖体是合成蛋白质的场所同时内质网、高尔基体等细胞器也在蛋白质合成中起到重要的作用。这说明细胞的生命活动也是需要多个“部门”和“车间”协调配合完成的。

一、细胞器之间的分工

教师讲授细胞质的分类，细胞器的种类和分离细胞器的方法。（采用提问的方式）

学生认真听讲，回答教师提出的问题，概括细胞质的分类，细胞器的种类以及分离细胞器的方法。

1.细胞质基质：

成分：呈溶胶状，由水、无机盐、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸等，还有很多种酶组成。

功能：是活细胞进行新陈代谢的主要场所。

2.细胞器：线粒体，叶绿体，内质网，核糖体高尔基体，中心体，液泡，溶酶体。

3.分离细胞器的方法：差速离心法

主要采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。

教师组织学生阅读教材P48-49，小组讨论，完成表格。

展示各种细胞器的亚显微结构模式图，引导学生归纳细胞器的分类，形态结构特点和主要功能。将空白处的内容填写完整。

1.细胞器之一：线粒体（图片展示，学生归纳）

存在于__________________中；

细胞进行________________的主要场所，是细胞的动力车间，细胞生命活动所需的__________约95%来自线粒体，具有___________生物膜，内膜向内凹陷形成_______，增大___________________。

有许多种与有氧呼吸有关的酶，含有少量的____________和__________以及___________

线粒体形态多样，有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。

线粒体无色，可用_____________________将活细胞中线粒体染成__________________。

线粒体可以______________，且新陈代谢越旺盛的细胞部位线粒体数量__________，如运动员肌细胞线粒体的数量比缺乏锻炼的人________。在体外培养细胞时，新生细胞比衰老    细胞或病变细胞的线粒体____________。

2.细胞器之——叶绿体（图片展示，学生归纳）

存在于____________________中

绿色植物能进行的______________细胞含有的细胞器，植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”，具有_____________生物膜

叶绿体内部含几个至几十个基粒，每个基粒由一个个______________堆叠而成，类囊体薄膜增大了膜的表面积有许多种与_________有关的酶，含有少量的________以及________

类囊体薄膜上有进行________________的色素，这些色素可以_________________、转化光能。由两个以上类囊体构成基粒。

由于含有________________使得叶绿体显现绿色。叶绿体主要存在于植物叶肉细胞和幼茎皮层细胞中。能随着光源及光照强度而_____________。

通过表格对比分析：

3.细胞器——内质网（图片展示，学生归纳）

形态结构：由__________连接而成的网状结构。

分布：动、植物细胞

功能：粗面型内质网：________________合成和初步加工的车间（附有核糖体）

光面型内质网：__________________合成车间。

细胞器——高尔基体

分布：动植物细胞

结构：______________围起的扁平囊状结构，  有囊泡

功能：主要对来自内质网的_____________进行___________的“车间”及“发送站”

动物：与________________的形成有关

植物：与________________的形成有关

4.细胞器——溶酶体（图片展示，学生归纳）

分布：主要分布在________________中。

结构：单层膜结构

功能：是细胞的“消化车间”，内部含有多种_____________，能分解衰老、损伤的细胞器（________________），吞噬并杀死修侵入细胞的病毒或细菌（___________________）。

溶酶体的自噬作用

硅肺

当肺部吸入硅尘（SiO2）后，硅尘被________________吞噬，吞噬细胞的___________缺乏分解____________，而硅尘却能破坏____________ ，使其中的________________释放出来，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致__________________受损。

细胞器——液泡（图片展示，学生归纳）

分布：植物细胞

结构：______________构成的泡状结构，内有细胞液，含糖类、无机盐、色素（花青素）和蛋白质等。

功能：调节__________________，充盈的液泡还可以___________________。并非所有植物细胞都有液泡，一般只存在于______________________中

5.细胞器——核糖体（图片展示，学生归纳）

没有膜结构，由_________组成是细胞内________，包含两个大、小__________，分布及功能，分布在__________上的核糖体主要合成________，游离在_____________________中的核糖体主要合成________________，唯一的细胞器

6.细胞器——中心体（图片展示，学生归纳）

中心体分布在________________（如衣藻）中，没有______________，由两个互相垂直排列的_______________（微管蛋白）及周围物质组成，与细胞的________________有关。

中心体没有____________________，中心体是由______________组成的，中心体的复制需要依靠其他细胞器。

中心粒由9组_______________________组成

知识点梳理：（通过对比，完成表格，巩固知识）

小组讨论，问题探究

光学显微镜下可见的细胞器：__________________________________________

能复制的细胞器：___________________________________

具有色素的细胞器：__________________________________

能合成蛋白质的细胞器：___________________________________

观看视频《用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动》

知识点梳理：

1.实验原理

（1）叶绿体一般呈绿色、扁平椭球或球形。可在高倍显微镜下观察它的____________。

（2）活细胞中的细胞质处于____________的状态。观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的___________________的运动作为标志。

实验材料的选择：

常选用________________或者______________稍带些叶肉的下表皮做实验材料。

（2）藓类叶片很薄，由单层叶肉细胞构成，可直接观察，且叶绿体较大。

（3）菠菜叶接近下表皮的叶肉细胞排列疏松、易取，且所含叶绿体数目少，个体大，便于观察。

2.实验步骤

（1）制作藓类叶片的临时装片，并观察叶绿体的___________。

（2）制作黑藻叶片临时装片并观察细胞质的流动

小组讨论，问题探究

1.叶绿体的形态和分布，与叶绿体的功能有什么关系？

提示：叶绿体的形态和分布有利于接受光照，进行光合作用，例如，叶绿体大多呈椭球形，在不同光照条件下会改变方向。在弱光下，叶绿体以其椭球体的正面朝向光源，在强光下，叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源。这使得叶绿体在弱光下能接受较多的光照，在强光下能避免叶绿体被灼伤。又如，叶片细胞的栅栏组织(接近上表皮)中的叶绿体较海绵组织(接近下表皮)中的多，这使得叶片的叶绿体能够接收更多的光照进行光合作用。

2 植物细胞的细胞质处于不断流动的状态，这对于活细胞完成生命活动有什么意义？

提示：细胞质是细胞代谢的主要场所。细胞质中含有细胞代谢所需要原料、代谢所需的酶和细胞器等。细胞质的流动，为细胞内物质运输和结构移动创造了条件，从而保障了细胞生命活动的正常进行。

二、细胞器的协调配合

观看视频《细胞器的协调配合》（通过视频，让学生更容易了解分泌蛋白形成的过程）

分泌蛋白（图片展示）

有些蛋白质是在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的，这类蛋白质叫做分泌蛋白。比如：消化酶、抗体和一部分激素

如果想要探究分泌蛋白的合成和运输过程，那要利用什么手段或方法才能实现？

同位素标记法（图片展示）

概念：可用于追踪物质的运行和变化规律。同位素的物理性质可能有差异，但组成的化合物的化学性质不会改变。用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法。

同一元素中，_______________________________的原子为同位素，如16O、18O，12C与14C。

用_____________的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法。

高中教材涉及的放射性同位素有3H、14C、35S、32P，非放射性同位素有18O、15N等。

小组讨论，设计实验选何种类型元素进行标记？

如何将标记元素标记在分泌蛋白上？

如何观察判断分泌蛋白的分泌和运输过程？

提示：核糖体是蛋白质合成的场所，内质网是蛋白质等大分子物质合成、加工场所和运输通道，高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装的“车间”和“发送站”，三种细胞器之间是不是存在某种协作呢？

小组讨论，问题探究（图片展示）

1.分泌蛋白是在哪里合成的（图片展示）？

提示：分泌蛋白是在内质网上的核糖体中合成的。

2.分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了哪些细胞器或细胞结构？尝试描述分泌蛋白合成和运输的过程。

提示：分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜等结构。分泌蛋白在核糖体上合成，在内质网内加工，由囊泡运输到高尔基体做进一步的加工，再由囊泡运输到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。

3.分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗？能量由哪里提供？

提示：需要，如核糖体在将氨基酸连接成肽链的过程中就需要能量，囊泡与细胞膜融合将蛋白质分泌到细胞外去的过程也需要能量。这些能量主要是由线粒体通过有氧呼吸提供的。

三、细胞的生物膜系统

囊泡是由什么构成的？（图片分析）

囊泡膜与高尔基体膜、内质网膜，细胞膜的组成相似吗？为什么？（图片分析）

细胞中哪些细胞器或细胞结构具有膜？它们之间有什么联系？（图片分析）

结论：细胞器膜、细胞膜、核膜等结构，共同构成了细胞的生物膜系统

保持细胞内部环境稳定，物质运输、能量转化和信息传递，酶的附着位点，生化反应的场所；分隔成小室，同时进行多种反应，使生命活动高效有序进行

小组讨论，问题探究

1.原核生物和病毒有生物膜系统吗？

提示：没有，因为原核细胞内的生物膜分化不完善，只有细胞膜，没有核膜及具膜细胞器；病毒无任何膜结构，所以原核生物和病毒无生物膜系统。

2.生物膜系统是细胞中各种膜结构的总称，还是生物体内各种膜结构的总称？

提示：是细胞中各种膜结构的总称，比如胃黏膜、肠系膜就不属于生物膜系统。

四、课堂练习

1.细胞质基质是细胞代谢的主要场所。下列有关细胞质基质的叙述，不正确的是（　  ）

A.玫瑰花的细胞质基质的成分中不含有花青素

B.细胞质基质能为细胞核提供酶、核糖等

C.同一个体不同细胞的细胞质基质的成分有区别

D.细胞器悬浮于细胞质基质中

提示：细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所，其为新陈代谢的进行提供所需要的物质和一定的环境条件。花青素存在于液泡中，不存在于细胞质基质中，A正确；细胞质基质能为细胞核提供核糖，酶等，B正确；同一个体不同细胞的功能不同，细胞质基质的成分有区别，C正确；细胞器并非是漂浮于细胞质中的，细胞质中有可支持细胞器的细胞骨架，D错误。

2.下列关于细胞的说法不正确的一组是（     ）

①有细胞壁的细胞不一定为植物细胞　②含中心体的细胞必定为动物细胞　③同一动物体不同组织细胞中线粒体含量可能不同　④植物细胞都含叶绿体　⑤自养生物不一定是绿色植物

A.①③　　B.②④　　C.③⑤　　D.②⑤

提示：有细胞壁的细胞不一定为植物细胞，真菌和大部分原核细胞也含有细胞壁，①正确；含中心体的细胞不一定为动物细胞，也可能是低等植物细胞，②错误；同一动物体不同组织细胞功能不同，线粒体含量可能不同，③正确；植物细胞不一定都含叶绿体，如根毛细胞不含叶绿体，④错误；自养生物不一定是绿色植物，如蓝细菌也是自养生物，⑤正确。

3.细胞骨架的结构和作用不包括 （　　 ）

A.维持细胞形态

B.锚定并支撑多种细胞器

C.与细胞运动、分裂有关

D.细胞骨架的化学本质是磷脂双分子层

提示：细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构。细胞骨架具有维持细胞形态、保持细胞内部结构有序的作用，A正确；细胞骨架可以锚定并支撑多种细胞器，B正确；细胞骨架与细胞运动、分裂、分化有关，C正确；细胞骨架的化学本质是蛋白质，D错误。

板书设计

第二节  细胞器之间的分工合作

一、细胞器之间的分工

1.差速离心法

2.各种细胞器：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡、核糖体

3.细胞骨架

4.用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动

二、细胞器的协调配合

分泌蛋白的形成过程