2.2.1细胞器之间的分工合作教学设计-高一上学期生物人教版必修1

“高中生物学单元教学精品课程”课时教学设计第*课时教学设计设计者***学校填写学校全称年级高一年级课题课时1细胞器之间的分工合作课型新授课☑章/单元复习课□专题复习课□习题/试卷讲评课□学科实践活动课□其他□教学内容分析本节内容是生物必修一第二章第2节，在学习了细胞的化学组成以后初步构建真核细胞的基本结构，其中细胞膜和细胞核是第二单元和第三单元将要具体学习的内容。以往的教学重在讲解各种细胞器的结构和功能，对于学生来说接受起来很生硬，因此本节教学采取新人教版教材设计理念，让学生初步感知各种细胞器的功能，了解其结构以及分布特点，中图版教材后续在蛋白质的合成运输以及光合作用、呼吸作用等章节还会重点分析其结构，这样的设计既降低了学习难度，同时有利于学生从整体上理解细胞是一个协调统一的生命系统。学情分析对于学生来说在知识上降低了难度，从学生比较熟悉的功能入手再去了解其结构，进而找出各种细胞器的分布特点，但是由于课本对于细胞器的介绍篇幅过少，所以学案设计中创设了问题情境并引入许多资料，文字阅读量加大，要求学生必须提前认真预习并认真思考，因此对能力要求大幅提高。学习目标确定1．通过认识各种细胞器的功能、结构及其分布特点，形成系统观以及结构与功能相适应的生命观念。2.通过图文分析、小组合作学习和讨论交流，提升学生的科学探究和语言表达能力。3．让学生尝试构建不同细胞的结构模型，树立建模思维。4.通过介绍科学家的事迹，认同科学是人类共同的事业，提升学生社会责任感。学习重难点学习重点：初步掌握各种细胞器的功能、结构及其分布特点。学习难点：认同细胞是一个协调统一的生命系统。任务实施过程学习任务教师活动学生活动教学意图自主认知1.具有双层膜结构的细胞器：2.具有单层膜结构的细器：3.没有膜结构的细胞器：4.其中与能量有关的细胞器：5.蛋白质合成的场所：6.存在于动物细胞和某些低等植物细胞，与细胞有丝分裂有关的细胞器：学生回顾已学通过简单问答、展示，了解掌握学生自主预习情况活动1：叶绿体资料1：植物之所以呈现绿色，是因为植物体的叶片和嫩茎等部位的细胞中含有叶绿体。叶绿体是绿色植物特有的细胞器。在高等植物的叶肉细胞中，叶绿体通常呈椭球形，直径510μm，厚24μm大多数高等植物的每个叶肉细胞中含20200个叶绿体，散布在质膜和液泡膜之间的薄层细胞质中。叶绿体是光合作用的场所，它能够捕获光能，制造有机物，将光能转化成有机物中的化学能，可谓是植物细胞中的“能量发生器”。在电子显微镜下观察，会发现叶绿体由叶绿体膜、基粒和基质三部分组成(图227)叶绿体膜具有内、外两层。叶绿体内部有许多圆饼状的扁平膜囊，叫作类囊体。多个类囊体摞成一沓，称为基粒。同一基粒中所有类囊体的腔是连通的，各个基粒的空腔又通过管状的基质类囊体彼此连通共同构成了一个完整的封闭膜囊。在类囊体的膜上，镶嵌着参与光合作用的色素和酶。叶绿体内膜与类囊体之间，充盈着液态的胶体物质，称为基质，基质中含有进行光合作用所需的酶。阅读有关叶绿体的资料并回答相关的问题【思考与讨论】1.根据初中所学知识，请你说出叶绿体的功能是什么？叶绿体中捕获光能的结构是什么？叶绿体主要分布在哪些细胞中？2.一个叶绿体通常含有4060个甚至更多的基粒，每个基粒由530层类囊体组成。基粒类囊体的直径为0.250.8μm。一个叶肉细胞中用来捕获光能的类囊体膜面积可以达到多大呢?这与它的功能有什么关系？（以50个基粒，每个基粒有20层类囊体，直径0.25μm计算，大约20000平方微米）通过教师引导使学生理解叶绿体的功能与结构之间的关系）活动2：线粒体资料2：线粒体能分解有机物、释放能量细胞生命活动过程中需要不断消耗能量，细胞的“动力车间”在哪里呢?科研人员利用离心分离技术从破碎细胞中提取出线粒体，发现线粒体在O2存在时，能够将某些有机物氧化分解，产生细胞需要的直接能源物质并释放CO2，从而确定了线粒体是细胞进行有氧呼吸释放能量的主要场所。不同细胞中线粒体的数量和分布位置有所不同。人体每个肝细胞中有10002000个线粒体，而心肌细胞中线粒体的数量超过10000个。长期训练可以使骨骼肌细胞中线粒体的数量增至原来的1520倍。在精子中，线粒体紧密围绕在活动的尾部。线粒体呈颗粒状或短线状，长1.53.0μm，直径0.31.0μm。在电子显微镜下，可以观察到线粒体由外膜、内膜、膜间隙和基质四部分组成。线粒体中有100多种与有氧呼吸有关的酶，它们主要分布在线粒体内膜上和基质中。资料3：叶绿体和线粒体基质中都含有DNA、RNA和核糖体，能够合成自身所需的某些蛋白质。在细胞生命活动过程中，叶绿体和线粒体都能够通过分裂实现数量的增加。我国药学家屠呦呦带领团队成功从黄花蒿中分离出用于治疗疟疾的青蒿素，为世界抗疟事业做出了卓越的贡献。屠呦呦是第一位获得诺贝尔科学奖的中国本土科学家，继2015年获得诺贝尔生理学或医学奖之后，又于2016年获得国家最高科学技术奖。疟疾是一种严重危害人类健康的传染性疾病，仅2015年全球就有2.14亿起感染病例，其中43.8万人死亡。青蒿素复方药物对恶性疟疾的治愈率高达97%，是治疗疟疾的首选药物。为什么青蒿素能够有效治疗疟疾呢?疟疾的病原体是寄生于人体红细胞内的疟原虫。青蒿素能够与疟原虫细胞内积累的血红素反应，生成氧化性自由基，破坏虫体内的各种蛋白质。青蒿素还可以直接作用于疟原虫的线粒体，诱导线粒体肿胀，损害线粒体的功能。学生阅读有关线粒体的资料并回答相关的问题【思考与讨论】1.结合线粒体的功能，说一说青蒿素为什么能够有效治疗疟疾？2.为什么不同的细胞中线粒体的数量和分布位置有所不同？线粒体主要分布在哪些细胞中？

3.从组成、结构和功能等方面分析叶绿体和线粒体有哪些相同之处？有兴趣的同学可以课后查阅资料了解叶绿体和线粒体的起源。小组合作讨论，培养学生从材料中获取信息以及归纳总结的能力活动3：核糖体、内质网、高尔基体资料4：科学家用电子显微镜观察小鼠细胞时，发现细胞质内具有极其发达的网状结构，称之为内质网。内质网是由一系列片状的膜囊和管状的腔组成，向内连接细胞核的核膜，向外连接细胞膜，并与高尔基体相互联系，构成了细胞内庞大的物质运输通道。内质网有两种类型，即光面内质网(smoothER)和粗面内质网(roughER)。光面内质网常为管状，是合成脂质的重要场所。粗面内质网多呈扁囊状，因表面附着许多小颗粒而得名。这些小颗粒称为核糖体(ribosome)，由核糖体合成的蛋白质进入内质网，进一步被加工和运输。核糖体由RNA和蛋白质组成，有两种存在形式，合成的蛋白质功能有所不同:游离于细胞质基质的核糖体合成的蛋白质，通常用于细胞自身或构成自身结构，如红细胞中的血红蛋白、肌细胞的肌纤维蛋白等;附着于粗面内质网等结构的核糖体合成的蛋白质，被运输至胞外或细胞的其他部位。核糖体在细胞中的位置并不是固定不变的，两种存在形式可以相互转化。资料5：高尔基体是意大利医生高尔基在1898年观察神经细胞时发现的，由一系列扁平膜囊和大小不一的囊泡构成，膜囊直径为0.51.0μm，数量为48个。高尔基体主要对由内质网运入的蛋白质进行加工、分类、包装和运输。这类蛋白质主要有三个去路:一些蛋白质通过囊泡被分泌至胞外，例如某些激素、抗体、消化酶等:一些蛋白质通过囊泡被运至细胞膜，成为膜蛋白:还有一些水解酶被包裹在膜囊或囊泡中，与高尔基体脱离，形成溶酶体。此外，在植物细胞中，高尔基体合成纤维素，参与细胞壁的构建。阅读有关内质网和高尔基体的资料并回答相关的问题列表梳理核糖体、内质网、高尔基体的类型和作用教师讲解，拓展核糖体、内质网以及高尔基体的功能与联系，使学生初步认识细胞器之间的分工合作活动4：溶酶体和液泡资料6：溶酶体和液泡是大分子物质水解的场所溶酶体是由单层膜包裹的囊泡状细胞器，几乎存在于所有的动物细胞中，数量常多达数百个。刚从高尔基体上出芽生成的溶酶体直径为0.20.5um，而已经开始行使水解功能的溶酶体直径可达几微米。溶酶体腔内的液体pH为5.0左右，含多种酸性水解酶，能够水解蛋白质、核酸、多糖、脂质等多种物质。溶酶体是细胞内的

“消化器官”，它既可以水解细胞吞噬的各种大分子物质，也可以降解细胞内衰老的细胞器和多余的生物大分子。产物小分子通过膜上的载体蛋白转运到胞质溶胶中，供细胞代谢利用。2016年度诺贝尔生理学或医学奖被授予了来自日本东京工业大学的分子细胞生物学家大隅良典表彰他在阐述细胞自噬机制方面所做出的杰出贡献。自噬(autophagy)是细胞在溶酶体的参与下降解细胞自身物质的过程。自噬是细胞的自我保护机制。一方面，细胞在代谢过程中不可避免地产生一些代谢废物和功能异常的物质，如结构异常的蛋白质、衰老的线粒体等。这些物质的堆积会影响细胞正常的生命活动，所以需要通过细胞自噬及时清理。另一方面，细胞在营养物质缺乏、低氧等特殊环境下，通过自噬降解自身蛋白质或细胞器，为维持生存提供基本原材料和能量。此外，自噬还能使细胞对抗病毒和细菌等病原体的侵染。所以，自噬是细胞内的重要生理机制，对细胞抵抗逆境、对抗病原体和维持细胞内环境稳态等都具有重要的意义。资料7：植物细胞没有溶酶体，但是液泡中含有酸性水解酶，能够行使溶酶体的功能。液泡是由单层膜包围而成的结构。未成熟的植物细胞含有许多由内质网出芽形成的小液泡，随着细胞的生长，这些小液泡彼此融合，形成一个巨大的中央大液泡。在成熟的植物细胞中，90%以上的体积被大液泡所占据。液泡内的细胞液中含有无机盐离子、糖类、氨基酸、蛋白质等多种成分，有的植物细胞液泡中还含有色素。液泡可谓是植物细胞的“储藏室”不仅储存营养物质，还可以储存某些代谢副产物。通常细胞液的渗透压较高，使得植物细胞能够从胞外吸水，保持膨胀状态，质膜紧贴在细胞壁上，由此产生的压力使柔软的植物组织得到支撑。阅读有关溶酶体和液泡的资料并回答相关的问题1.溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不会被这些水解酶分解？尝试提出一种假说，解释这种现象。如有可能，通过查阅资料验证你的假说。2.细胞自噬过程中溶酶体膜会破裂释放水解酶，该现象是由谁来控制的？3.请分析古诗“接天莲叶无穷碧，映日荷花别样红”中所涉及的颜色分别与植物的哪些结构有关。拓展应用1.试一试：请根据各种细胞器的功能和分布特点，选择合适的细胞器分别构建大熊猫细胞、菠菜叶肉细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞模型。2.想一想：胰岛素是一种蛋白质类激素，由胰岛B细胞合成后分泌到细胞外，随着血液循环运输到特定部位发挥作用。尝试分析细胞中生产和分泌胰岛素的生产线可能涉及哪些细胞器？学生作业：归纳动植物细胞的异同点，十一假期尝试动手制作