高中生物必修一教案：细胞的类型和结构

江南中学生物学科教学设计

课题细胞的类型和结构授课人马亚莉

课时安排1课新授课授课时

型间

课标依据本模块选取了细胞生物学方面的最基本的知识，是学习其他

模块的基础。它还反映了细胞生物学研究的新进展及相关的实际

应用。通过本模块的学习，学生将在微观层面上，更深入地理解

生命的本质。了解生命的物质性和生物界的统一性，细胞生活中

物质、能量和信息变化的统一，细胞结构与功能的统一，生物体

部分和整体的统一等，有助于辩证唯物主义自然观的形成。学习

细胞的发现、细胞学说的建立和发展等内容，有助于学生对科学

过程和本质的理解。

教师在教学中要组织好各种观察、实验等探究性学习活动，

帮助学生增加感性认识，克服对微观结构认识的困难，使学生领

悟科学研究的方法并习得相关的操作技能。结合生物个体水平的

知识、化学和物理学知识以及学生的生活经验，突破学习难点。

鼓励学生搜集有关细胞研究和应用方面的信息，进行交流，以丰

富相关知识，加深对科学、技术、社会相互关系的认识。

教材分析《细胞的生物膜系统》是高中生物必修一第三章第二节的

内容。所讲述的细胞的有关结构和功能则更加微细。但是教材的

叙述不太详细，所以需要教师作必要的补充，关于各种生物膜在

结构上的联系，教材介绍了内质网膜与核膜，内质网膜与细胞膜，

内质网膜与线粒体膜在结构上的直接联系，以及内质网膜，高尔

基体膜和细胞膜三者之间在结构上的间接联系。

关于各种生物膜在功能上的联系，教材首先从实例引入，介

绍科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌时，做过的在豚鼠胰脏腺

泡细胞中注射3H标记的亮氨酸的实验。实验表明，分泌蛋白在

内质网上的核糖体中合成之后，是按照内质网一高尔基体一细胞

膜的方向运输的。然后提出问题“在核糖体上合成的分泌蛋白，

为什么要经过内质网和高尔基体，而不是直接运输到细胞膜

呢？”引导学生思考。接着，才讲述分泌蛋白在核糖体上合成以

后，在内质网和高尔基体中的加工过程。最后得出结论：细胞内

的各种生物膜在功能上是既有分工，又有联系的。

学情分析由于许多内容要求学生具有相当的抽象思维能力与空间想象

能力，加上高一学生的掌握有关知识不尽如意，故本课时教学宜

详宜细。对教材表层知识进行学习的基础上，着重于总结生物膜

系统在结构和功能的紧密联系。

三维目标知识与能力

通过学习细胞的生物膜系统是一个在结构和功能上都紧密联

系的统一整体，简述生物膜系统的概念，叙述研究生物膜的重

要意义

过程与方法

通过课本插图、课件培养和发展学生的识图能力，采用问题

资料和设计问题引导培养学生分析和解决问题的能力并且在自

学的过程中掌握自主学习的方法，体会讨论探究的过程。

情感态度与价值观

通过各种生物膜在结构和功能上的联系的学习，进一步明确

结构和功能相统一的观点及事物普遍联系的观点；通过各种生物

膜的研究成果的介绍，充分调动学生的积极性，渗透STS思想。

教学重难点教学重点

1.各种生物膜在结构和功能上的联系。

2.生物膜系统的概念。

教学难点

各种生物膜在功能上的联系。

教法本节课主要通过学生自学和教师PPT展示来进行教与学的互动，

与在PPT当中要多放一些有利于学生空间结构理解的素材。

学法

教学资源多媒体设备

教师生活动设计意图批注

学新课导入：

活教师：同学们好！第一个问题，大家还

动记得细胞主要由那几部分组成吗？（等

设同学们回答）大家都回答的很好，那么通过直接

计我再问一个问题，细胞质中的细胞器有询问细胞

哪些？（等大家回答，同时一边听他们器的知识

的回答，一边把他们回答的内容写在黑来引起学

板上包括：内质网、高尔基体、线粒体、生的注意

叶绿体、液泡、溶酶体、核糖体）。不和兴趣，

错，看来大家已经把高二的知识掌握的温故知

很牢固了，那么最后来一个高难度的，新，导出

我想请两个同学到黑板上来列表将这课题。

些细胞器分类，顺便给点小小的提示要

从有无膜结构来划分，哪些是双层膜，

哪些是单层膜。（请同学上台做答）

好了，大家看看黑板上这两位同学的表

格做得好不好啊？嗯，看来这些知识都

难不倒大家了，两位同学都能很好的做

区分了，相信在座的也能够做得好。大

家看，细胞里面有那么多的细胞器都有

膜结构，除此之外我们还知道，细胞有

细胞膜包裹着，细胞核呢，又有核膜，

那么它们之间会不会有什么联系呢？

今天就让我们带着这个问题一起来细

胞的生物膜的奥妙。

一、各种生物膜在结构上的联系

（教师展示动物细胞结构示意图）

同学们大家看黑板上的挂图，从直观上

面来讲，大家有没有发现具有生物膜的

细胞结构之间的联系？（停顿）对，从

直观上来看这幅挂图，我们不难发现有

些膜结构是直接相连的。大家看，内质

网膜和细胞核膜之间是不是直接连接

在一起的啊？（同时用教棍指出相应的

位置）这就是生物膜之间的直接联系。

具体来讲，通常由于内质网膜与外层核

膜的直接联系，内质网腔与内外层核膜

之间的腔是相通的。在某些细胞内还可

以看见，内质网膜和细胞膜是直接相连

的。生物体的生命活动都需要线粒体提

供能量，因此，有的细胞内质网膜甚至

是与线粒体外膜连接的。

同学们，我们之前复习的具有膜结构的

细胞结构还有一种就是高尔基体，大家

看这高尔基体并没有与其他具膜的细

胞结构相连接，那么他们直接就没有联

系了吗？

现在，我想请同学们回忆一下，细胞膜

的结构特点是什么？（停顿，等待同学

作答）

同学们回答的很对，生物膜和细胞膜结合学生

相似，在也具有流动性的特点。大家看的回答，

图上的这些结构（指着图中的的小泡），可以引出

我们在学习细胞膜的功能和结垢的时细胞的内

候也提到过这个结构不知道还有不有吞和外排

同学记得？提示：细胞的内吞外排作作用。

用。

结合之前的两个问题，同学们知道生物

膜之间在结构上的另一种联系是怎样

形成的了吗？（停顿）没错，就是通过

小泡来联系的。内质网通过“出芽”形

式形成小泡离开内质网，移动到高尔基

体，与高尔基体融合；高尔基体膜又可

突起形成小泡。离开高尔基体，移动到

细胞膜与细胞膜融合。同时，细胞膜又

可内陷形成小泡回到细胞质中。这些膜

结构的间接相连也是利用了细胞膜的

结构特点：细胞膜具有一定的流动性。

现在，我们来回顾一下，生物膜结构上

的联系。他们之间的联系可以分为直接

联系和间接联系两种。顾名思义，直接

联系就是两种具膜生物结构直接接触

产生的联系，包括核膜和内质网膜之间

的联系、内质网膜和细胞膜之间的联

系、内质网膜和线粒体之间的联系。间

接联系则是通过具膜细胞结构出芽或

内陷形成小泡相连，主要的是高尔基体

与内质网和细胞膜之间的联系。（一边

讲述一边板书）

二、生物膜在功能上的联系

同学们都知道蛋白质是在核糖体上形简述细胞

成的，但是核糖体上翻译形成的都是单膜的功

链的多肽链，而生物体中的蛋白质结构能，理解

远比这复杂，那么核糖体上形成的多肽其重要意

链还要经过哪些途径才能成为结构复义。

杂的蛋白质呢？

科学家们在研究分泌蛋白的形成和分

泌时做过一个实验，成功的证明了蛋白

质合成和分泌的途径。他们采用了同位

素标记法，请同学们结合之前的学习同

学们想想他们采用这种方法为什么可

以证明分泌蛋白形成和分泌的途径？

（等待同学思考，请同学回答）

同学们回答的很对，大家都知道放射性

同位素标记后的物质很容易被检测出

来，而蛋白质的基本单位是氨基酸，使

用放射性同位素标记某种氨基酸再通

过检测被标记后的氨基酸去路就可以

知道分泌蛋白形成和运输的途径了。科

学家在豚鼠的胰脏腺泡细胞中注射3H

标记的亮氨酸，检测发现，3min后，被

标记的氨基酸出现在附着有核糖体的

内质网中，17min后，出现在高尔基体

中，117min后，出现在靠近细胞膜内侧

的运输蛋白质的小泡中，以及释放到细

胞外的分泌物种。（一边讲，一边在合

成分泌蛋白运输的过程示意图指出相

应位置。）

从科学家的这个实验中，我们不难发

现，分泌蛋白合成和运输到细胞外先后

要经过这些结构：核糖体、内质网、高

尔基体、细胞膜。

在核糖体上合成的分泌蛋白为什么不

直接运输到细胞外，而是要依次经过内

质网和高尔基体呢？经过研究发现，核

糖体上合成的蛋白质是不成熟的，因

止匕必须在内质网和高尔基体上进行进

一步的加工。具体过程如下：首先，附

着在内质网上的核糖体合成多肽链；然

后进入内质网上进行粗加工，如：折叠、

组装、加上糖基团形成较为成熟的蛋白

质；之后，内质网腔膨大、出演形成小

泡，将较成熟的蛋白质运输到高尔基体

中，在高尔基体上进行精加工形成成熟

的蛋白质；最后，图尔基体突起形成

小泡包裹分泌蛋白，移动到细胞膜，与

细胞膜融合把蛋白质释放到细胞外。

（板书简单的路径及相应结构上的反

应）

细胞的生命活动需要能量，能量离

不开线粒体，分泌蛋白的合成及运输的

整个过程都需要线粒体这个“动力站”

提供能量。线粒体的内膜上附着有大量

与有氧呼吸相关的酶。

可见，生物膜不仅在结构上有一

定联系，在功能上也各有分工同时联系

紧密，这次能使得生命活动高效有序的

进行。

补充：各种生物膜在化学组成上相似

细胞中的各种生物膜不仅在结构和功

能上有着联系，同时，他们在物质组成

上也具有相似性。与细胞膜类似，其他

生物膜都主要由蛋白质、脂类、少量糖

类组成。但是，在不同生物膜上，各物

质含量有差异。

三、生物膜系统的概念

生物膜系统是指由细胞膜、核膜以及一

切所有由膜围成的细胞器组成的，在结通过

构和功能上有一定联系的统一整体，它各种生物

们形成的结构体系。这里同学们要特别膜在结构

注意的是，内质网膜、高尔基膜、线粒和功能上

体膜，这些细胞器膜并非生物膜系统的的联系的

组成部分，细胞器才是生物膜系统中的学习，进

组成成分。一步明确

与细胞膜相似，细胞的生物膜系统中的结构和功

其他组成成分也具有保护、隔离、运输能相统一

等作用。具体来说包括一下几个方面：的观点及

生物膜系统能够使细胞维持相对稳定事物普遍

的内环境，同时在物质的运输、能量交联系的观

换、信息传递中都起着重要作用。点；通过

细胞中的很多生化反应都是在膜上进各种生物

行的，细胞内的膜面积为酶的附着提供膜的研究

了有利条件，增大了生化反应的效率成果的介

细胞内的生物膜将细胞分成多个小区绍，充分

室，使得各部分之间的生化反应能够同调动学生

时进行，避免了相互干扰，保证了生命的积极

活动高效、有序地进行。（讲解和板书）性，渗透

四、研究生物膜的重要意义STS思想。

从20世纪700年代以来，由于物理、

化学技术和方法的应用，使得生物膜的

研究进入到了分子水平，并且取得了突

飞猛进的发展。在科学上来讲，新的进

展和突破是为更进一步研究细胞的生

命活动规律、细胞与外界的物质交换提

供了条件。

那么在我们的日常生活中同学们觉得

研究生物膜有什么意义？大家可以结

合我们生物膜（细胞膜）的结构和功能

特点考虑。

在工农业生产中，利用人们对生物膜的

研究，可以模拟生物膜生产各种选择透

过性膜用于污水处理、海水淡化等，在

农业生产上还可通过研究生物膜与作

物抗寒、抗旱、耐盐机制的关系生产出

新品种，医学上，还可以尝试合成人工

膜材料，代替病变器官行使正常的生理

功能等。

小结

细胞的生物膜系统包括了细胞膜、核膜

以及所有的具膜细胞器。它们在结构和

功能以及组成成分上都有一定的联系。

尤其是在分泌蛋白的合成与运输的过

程中，生物膜之间的联系相当密切。细

胞的生物膜系统在细胞的生命活动中

起着重要作用，研究生物膜对于人类的

生产生活也具有相当积极的作业。这堂

课，我们主要掌握的是分泌蛋白形成的

过程和生物膜的概念，希望同学们能结

合以前的知识梳理一下这堂课的知识，

能将新旧知识相互联系。

当堂检测1、生物膜的作用不包括（D）

有效练习A.物质运输B.信息加

工、传递

C.能量转换D.蛋白质加

X

2、生物膜系统不包括（B）

线粒体B.内质网膜

C.核膜D.细胞膜

3、一种细胞器的生物膜是怎样转移到另一种细胞器的？（D）

A随细胞质流动到达指定部位

B从高尔基体直接到达内质网

C从内质网直接到达细胞膜

D通过形成具膜小泡转移

4.为什么说细胞的生物膜系统在结构和功能上是统一的整体？

答：从结构上来说，生物膜之间的结构相似，且具有直接或者间

接的联系。从功能上来说，细胞的生物膜之间相互协调、分工明

确，共同完成分泌蛋白的合成与分泌。

作业布置课时作业七

板书设计细胞的生物膜系统

（一）生物膜在结构上的联系

1.直接联系

细胞膜一内质网膜一外核膜

间接